Análisis de la calidad superficial de diferentes maderas

Analysis the surface quality of different wood

La deforestación acelerada con fines de aprovechamiento de la madera, asociada con la utilización intensiva de un grupo reducido de maderas provoca una enorme presión sobre las mismas, obligando así, el estudio de aquellas especies en abundancia en los ecosistemas forestales que reúnan las propiedades adecuadas y que puedan satisfacer el mercado, en parámetros de calidad de la madera y su facilidad de uso, para aliviar y liberar el impacto sufrido sobre los bosques.

En algunos países como México y Costa Rica se han desarrollado algunos estudios sobre la calidad superficial de la madera (Serrano & Sáenz, 2001; Machuca et al., 2012), partiendo de los criterios expuestos por Landry y Blanchet (2012); Aguilera, Rolleri y Busgos (2016); Andrade et al. (2016); Hazir, Huseyin y Hizirroglu (2017) y Laina et al. (2017), que exponen que la calidad superficial es un factor que incide directamente sobre diferentes procesos de maquinado de la madera. Sin embargo, en Cuba, actualmente la información existente sobre las características de maquinado de la madera es poca o nula para muchas especies (Alvarez et al., 2013); destacando los trabajos desarrollados por Valdés et al. (2019), al considerar la calidad superficial de la madera procesada un parámetro fundamental para inferir la adaptabilidad de una determinada especie a la industria del mueble.

La calidad superficial de la madera procesada se encuentra directamente relacionada con las características de la madera como materia prima y el cepillado de la madera que es una de las principales propiedades de trabajabilidad de la madera; coincidiendo con Alvarez et al. (2013); Ugulino y Hernández (2016); Dobrzynski et al. (2019) y Hazir et al. (2017).

En Cuba, aunque existen importantes avances tecnológicos en el sector, aún se necesita mejorar el nivel de conocimiento en el área de las propiedades de trabajabilidad de la madera. A su vez, constituye una limitación también en el sector del área en estudio, los bajos volúmenes de existencia de las maderas de mayor aceptación en el mercado del mueble en Pinar del Rio y Artemisa, lo cual es corroborado a partir de los datos relacionados con la Dinámica de Desarrollo de la Economía Forestal 2008-2017, en la provincia de Pinar del Rio, según el Servicio Estatal Forestal (2017).

Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo es demostrar las posibilidades de uso en la industria del mueble a partir de la calidad superficial de la madera de las especies de mayor abundancia en los ecosistemas forestales de Pinar del Río y Artemisa.

Caracterización del área de estudio

El área de estudio del presente trabajo abarca los territorios relacionados con todos los municipios de la provincia de Pinar del Río, así como Bahia Honda, Candelaria y Artemisa en la provincia Artemisa; considerando además los patrimonios forestales de las Empresas Agroforestales Pinar del Río, Macurije y Costa Sur.La Empresa Agroforestal “Costa Sur” está ubicada al Oeste de la provincia de Artemisa, cuenta con patrimonio forestal en los 11 municipios, limita al Norte con el Océano Atlántico, al Sur con el Mar Caribe, al Este con la provincia de La Habana y al Oeste con la provincia Pinar del Río.

La Empresa Agroforestal “Macurije” se localiza en la región más occidental de la provincia Pinar del Río, abarcando partes de los territorios de los municipios Guane y Mantua. Limita al Norte con el litoral costero desde la ensenada de Baja hasta la ensenada de Garnacha; al Este con el municipio San Juan y Martínez, perteneciente a la Empresa Agroforestal Pinar del Río (EAF); al Sur con el municipio Sandino Empresa Agroforestal Guanacahabibes (EAF) y al Sureste con el litoral del Golfo de México.

Determinación de las especies de mayor preferencia en el mercado del mueble y las de mayor potencialidad para ser utilizadas en la industria del mueble en función de su existencia en los ecosistemas forestales.

Determinar las especies preferidas por los consumidores de artículos de madera en las provincias Pinar del Rio y Artemisa, constituye una importante premisa para el manejo y utilización de la madera como materia prima.

Para la determinación de las especies de maderas preferidas por el mercado consumidor de muebles, se realizaron los estudios correspondientes en una población perteneciente a los municipios Pinar del Rio, San Juan y Martínez, Guane, Mantua, Sandino, Consolación del Sur, Los Palacios, Minas y la Palma; pertenecientes a la provincia de Pinar del Rio, así como los municipios San Cristóbal, Candelaria y Bahía Honda, pertenecientes a la provincia de Artemisa, en el occidente de la isla de Cuba.

Para la determinación del tamaño de la muestra (personas a encuestar), se aplicó el método de la encuesta a través de la técnica del cuestionarioal personal relacionado con el consumo de artículos de madera, contactados en tiendas especializadas, instalaciones turísticas, aserríos, carpinterías, obras de construcción y profesores de la carrera Ingeniería Forestal en la Universidad de Pinar del Río, lo cual representa un universo de 350 individuos.

Para determinar el número de personas a encuestar se utilizó la siguiente expresión citada por López y Fachelli (2015), en estudios para poblaciones infinitas [1]:

Donde:

N: tamaño de la muestra

Z: para un intervalo de confianza de 95 % = 1,96

P= hipótesis de la proporción de la población que posee la característica o rasgo distintivo del universo de la población.

q= 1 – p

E= margen de error que se está dispuesto a aceptar.

Para el presente estudio “N” fue igual a 73 (21 % de la población), pero por facilidades presentadas y buscando un mayor nivel de confiabilidad de los resultados, se encuestaron 250 individuos, lo que representa el 71 % del total de la población. Para la emisión de criterios de manera correcta, los encuestados analizaron diferentes atributos como el color, dureza, peso, calidad y trabajabilidad.

Por otra parte a partir de los datos aportados por el Servicio Estatal Forestal de Pinar del Río en el año 2017 y teniendo en consideración además las informaciones que aparecen en los Proyectos de Organización y Desarrollo de la Economía en la Empresa Agro Forestal Macurije, Agro Forestal Pinar del Río y Agro Forestal Costa Sur, ubicadas en las provincias de Pinar del Río y Artemisa se definen las especies de mayor existencia y permanencia en los ecosistemas forestales en estudio y sus respectivas incidencias en la producción forestal; con la finalidad de ser propuestas por su potencial como materias primas para la producción de muebles.

Determinación de las propiedades de cepillado de la madera de especies poco utilizadas en el sector del mueble.

Para la materialización de la determinación de las propiedades de cepillado de la madera de las especies Pinus caribaea, Acacia mangium, Gmelina arborea, Samanea saman, y Eucaliptus saligna se utilizan 10 árboles, de los cuales se obtienen trozas que son cortadas a partir de una altura de 1,30 m contando cada una con 1 m de longitud; tomando cuatro probetas, dos a cada lado de la sección lateral de cada troza teniendo en cuenta su homogeneidad, para un total de 40 probetas por especie; según la Norma ASTM D-1666-2004.

Se utilizaron tres cuchillas con ángulos de corte de 30°. Para obtener el ángulo de 20° fue necesario hacer un bisel en las cuchillas. Todo ello en combinación con velocidad de alimentación de 7,32 ^mmin-1 Importar imagen, con velocidad de cabezal porta cuchillas de 6 200 revoluciones por minuto (rpm).

Se calculó el número de marcas por cuchilla (NMC) mediante la fórmula utilizada por Zavala y Vázquez (2001) según ecuación [2]:

Dónde: NMC = Número de marcas de cuchillas por cm; A = Velocidad del cabezal porta cuchillas o revoluciones por minuto en el cabezal (rpm); B = Número de cuchillas en el cabezal; Va = Velocidad de alimentación o velocidad de avance (𝑚𝑚𝑖𝑛⁻¹).

Se realizó una evaluación del 100% de las probetas mediante la inspección visual para analizar su comportamiento en cuanto a los defectos más frecuentes para este tipo de ensayo, calcular con los datos obtenidos el número de marcas de cuchillas por centímetro, valorar el comportamiento de la probeta de cada una de las especies con los dos ángulos estudiados y definir cuál de las combinaciones estudiadas es la más adecuada para el cepillado de cada una de las especies.

Para la evaluación de los defectos del cepillado y de los otros procesos de trabajabilidad de la madera se tomó como referencia la norma ASTM D-1666 (ASTM, 2004), la cual establece el procedimiento de trabajo para la realización de ensayos de cepillado. La calidad del cepillado se determinó mediante la suma del porcentaje de piezas excelentes (E) y buenas (B) para cada uno de los ensayos.

Análisis de las especies de mayor preferencia en el mercado del mueble y las de mayor potencialidad para ser utilizadas en la industria del mueble en función de su existencia en los ecosistemas forestales.

Como resultado de la encuesta aplicada se obtuvo que las cinco especies de mayor preferencia por los consumidores, para la elaboración de muebles son Swietenia mahagoni (100 %), Cedrela odorata (98 %), Cordia gerascanthus (66,8 %) Hibiscus elatus (51,2 %) y Tectona grandis (39,2 %).Las percepciones de los consumidores de madera identificaban a las mismas especies Swietenia mahagoni, Cedrela odorata, Cordia gerascanthus, Hibiscus elatus yTectona grandis como las de mayor preferencia, resultando Swietenia mahagoni la más preciada de ellas. Lukacevic et al. (2019), exponen que la calidad superfial de la madera procesada debe tenerse en cuenta en el momento de seleccionar la madera a utilizar para la elaboración de muebles y satisfacer su amplia demanda.

Los encuestados también exponen que los atributos asociados a los aspectos de calidad tienen un gran impacto en la preferencia del producto; por lo que las características del acabado superficial son un indicador determinante para la decisión final de los encuestados ya que define la calidad del cepillado y porque es el inicio de la preparación para el acabado final (lija, pinturas, lacas entre otros). La industria secundaria, usualmente exige una alta calidad de la superficie, por lo que este requerimiento influye de forma significativa en la calidad de tratamientos y acabados finales; coincidiendo con Molnar et al. (2019).

Sin embargo, a partir del análisis de los datos obtenidos de la dinámica forestal expuesta por el Servicio Estatal Forestal (2017) (Tabla 1), los volúmenes de existencia de estas especies preferidas por el mercado consumidor son bajos y ello implica la baja posibilidad de estas especies de satisfacer la amplia demanda de artículos de maderas de las espíes preferidas, por lo que se propone realizar un análisis que implique la utilización de las maderas de las especies con mayor presencia en los ecosistemas forestales en estudio en correspondencia con la calidad superficial de las mismas durante el proceso de cepillado.

En la Tabla 2 se aprecian las especies que cuentan con amplia existencia y volúmenes de madera dentro del patrimonio forestal de las empresas Macurije, Pinar del Río y Costa Sur.

Las especies de mayor volumen y superficie es Pinus caribaea var caribaea seguido de Eucaliptus saligna, Gmelina arborea, Acacia mangium y Samanea saman lasdos primeras priorizadas en los planes de reforestación por sus usos y rápido crecimientoy las dos últimas una de reciente introducción (Acacia mangium) y Samanea saman existente solo en bosques naturales. Coincidiendo entre otros autores con Neto et al. (2020) y Pertuzzatti et al. (2020).

Es por ello que del análisis de los altos volúmenes de madera de especies poco conocidas en la industria del mueble, se recomienda su empleo en la industria del mueble disminuyendo el impacto actual que se hace a las especies de madera preferidas por los consumidores; demostrando los planteamientos señalados por Biazzon et al. (2019), al demostrar que en la actualidad que la madera obtenida a partir de la reforestación genera un gran interés y expectativa en la producción de elementos de madera.

Propiedades de cepillado de la madera de especies poco utilizadas en el sector del mueble.

En la Tabla 3, se muestran los resultados del cepillado de las especies poco utilizadas en la industria del mueble según los distintos parámetros de clasificación.

Para las cinco especies en la Tabla 1, se clasifica el cepillado de excelente, coincidiendo como defecto más frecuente el grano apelusado. Estos resultados se corresponden con los reportados por Machuca et al. (2012), para Pinus oaxacana Mirov, proveniente de una plantación en el estado de México quienes lo atribuyen a los defectos naturales de la madera como los nudos y bolsas de resina que no pudieron eliminarse del todo en las probetas ensayadas, los cuales ocasionan una desviación del hilo de la madera.

El defecto más frecuente y superficial en el cepillado contra el hilo, fue el grano apelusado, que se atribuye además a la desviación del hilo.Este defecto se puede controlar trabajando con bajos contenidos de humedad y con elementos de corte bien afilados. Posiblemente un mayor ángulo de ataque también ayudará a resolver este defecto.

De forma general se puede expresar que las maderas de las especies que se analizaron respondieron positivamente a la trabajabilidad del cepillado. Todo lo cual es corroborado al determinar que presentan un número de marcas de cuchillas de 25,40/cm; lo cual influye de forma positiva en la calidad del acabado superficial.

Como resultado de la encuesta aplicada se obtuvo que las cinco especies de mayor preferencia por los consumidores para la elaboración de muebles son Swietenia mahagoni,Cedrela odorata, Cordia gerascanthus, Hibiscus elatus y Tectona grandis.

Las especies de mayor volumen y existencia en los ecosistemas estudiados son Pinus caribaea var caribaea seguido de Eucaliptus saligna, Gmelina arbórea, Acacia mangium y Samanea saman, cuentan con potencialidades para ser utilizadas en la industria del mueble a partir de la calidad superficial de la madera durante el cepillado.

Para citar: Valdés Reinoso, R. H., Alvarez Lazo, D., & Fernández Concepción, R. R. (2021). Análisis de la calidad superficial de diferentes maderas. Avances, 23(2), 163-174.