DESARROLLO:
Es de suma importancia crear escenarios de
aprendizaje y ambientes de colaboración para la construcción y reconstrucción
del pensamiento a partir de la realidad. Por lo que se establecen las siguientes
actividades para arribar a las competencias profesionales, genéricas y
disciplinares.
Clasificación
taxonómica de insectos y hongos que atacan a la madera.
Introducción
La madera fue uno de los primeros materiales utilizados por el
hombre en la fabricación de utensilios y armas para cazar. Desde el siglo XX a.
C. fue uno de los materiales predilectos para la construcción de palacios,
templos y casas, hasta el siglo XIV d. C., donde el descubrimiento de nuevas
técnicas y materiales para la construcción, tales como el hormigón armado, el
hierro, el cristal, el cartón, la fibra textil y todos los sustitutos de la
madera, disminuyeron en gran medida el uso de esta. 1
Además de fabricar hachas de mano de piedra, el Homo erectus también dejo los primeros restos de viviendas construidas con
objetos de madera tallada, la primera lanza de madera y el recipiente más
primitivo: un cuenco de madera.2
En la actualidad, el uso de la madera para hacer muebles y en
la construcción de casas es muy conveniente, pues su producción requiere poca
energía en comparación con la de otros materiales, lo que reduce daños al medio
ambiente. Sin embargo, para mejorar la durabilidad de la madera, es necesario
aplicar medidas de protección.
La madera se puede deteriorar por diferentes causas, como el
exceso de humedad, la aparición de hongos, insectos, danos por raíces de
plantas y por ejecutar mal la obra.
El docente organiza a los estudiantes en
equipos de tres integrantes mediante la dinámica grupal (Técnica divisoria, se
agrupan por su primer letra de su primer nombre.), para que realicen una
investigación de campo, sobre la información técnico – científica para usar e
instalar con calidad y garantía la madera de bienes muebles y la madera estructural
para la construcción, así como la destinada a la renovación, rehabilitación,
restauración, protección y mantenimiento de edificaciones. Como reporte deberán
de realizar una presentación en ppt y socializar la información recabada con el
grupo. El docente proporciona un listado de lugares en donde puedan conseguir
información sobre el tema.
El docente realiza una presentación sobre la
clasificación taxonómica de los insectos, para que los estudiantes puedan
clasificar taxonómicamente a los insectos que atacan a la madera en el entorno
en que se desenvuelven.
CLASIFICACIÓN
TAXONÓMICA DE LOS INSECTOS3
De manera muy general los insectos se
pueden clasificar taxonómicamente de la siguiente manera:
Reino: Animalia
Phylum: Arthropoda
Clase: Insecta
Órdenes: Collembola, Thysanura,
Ephemeroptera, Odonata, Plecoptera, Orthoptera, Dermaptera, Isoptera,
Psocoptera, Mallophaga, Anoplura, Thysanoptera, Hemiptera, Homoptera,
Neuroptera, Coleoptera, Mecoptera, Trichoptera, Lepidoptera, Diptera,
Siphonaptera, Hymenoptera.
De estos órdenes, los que más se
encuentran en madera o en productos derivados de la madera son: Thysanura
(pescaditos de plata), Isoptera (termitas), Coleoptera (escarabajos, carcomas),
Lepidoptera (polillas), Hymenoptera (hormigas, avispas) y otras de menor
importancia.
Los que producen daños considerables a
estructuras de madera y bienes muebles de madera son los insectos del orden
Isoptera y los del orden Coleoptera.
El orden Isoptera tiene siete familias4: Hodotermitidae,
Kalotermitidae, Rhinotermitidae, Serritermitidae, Mastotermitidae, Termitidae y
Termopsidae y aproximadamente unas 2 mil distribuidas en todo el mundo5,
de las cuales por lo menos 150 especies afectan edificios, casas y otras
construcciones en madera, principalmente en las zonas tropicales, donde han
limitado el uso de la madera para la construccion.6 En México
existen solo cuatro familias con 23 especies.
Son insectos sociales, lucífugos, con polimorfismo de casta, que
viven en colonias y que se dividen el trabajo de acuerdo con la casta a la que
pertenecen. Las castas están compuestas generalmente de reina y rey
(reproductores), obreras y los. También puede haber reproductores secundarios
(termitas en estadio juvenil=neotenios) muy similares a las obreras y con
capacidad de reproducirse.
Pueden aparecer también los pseudoergados, que reemplazan a
las obreras en las especies en las que falta esta casta.7
Las termitas se alimentan principalmente con materiales celulósicos
extraídos de los restos vegetales, sobre todo de la madera, los cuales son
procesados intestinalmente con ayuda de protozoarios flagelados simbiontes
(hipermastiginos) o en relación con bacterias del grupo de las espiroquetas.8
Según su adaptación a la humedad se pueden dividir en termitas
de madera seca (>13% contenido de humedad), termitas de madera húmeda y
termitas subterraneas9. Las que se encuentran en la madera de
edificios en México son generalmente termitas de madera seca (dañando
escaleras, techos o vigas) y termitas de madera húmeda (dañando cabezas de
vigas y pisos).
Aunque probablemente también se puedan encontrar termitas
subterráneas en aquellos lugares cálidos
y húmedos como el estado de Chiapas, los lugares cercanos a las costas, o cuando
la madera se encuentra en situaciones de constante humedad.
El orden Coleóptera está compuesto de 173 familias10. Las
especies que viven de la madera puesta en obra pertenecen a las familias de
anobidos (Anobiidae), bostriquidos (Bostrichidae), cerambicidos (Cerambycidae),
curculionidos (Curculionidae), lictidos (Lyctidae) y buprestidos (Buprestidae).
En los escarabajos principalmente su larva es la que causa el
daño a la madera.
Los más dañinos en las zonas templadas de México son los
anobidos, en madera de coníferas, y los lictidos en madera de latifoliadas.
Metamorfosis de
los coleópteros.
El ciclo vital o metamorfosis de los coleópteros se divide en
términos generales en cuatro fases: huevo, larva, pupa y adulto (Figura 1). El
tiempo del ciclo de vida es diferente según la especie de coleóptero y además
depende de las condiciones climaticas.11
Los adultos se aparean (en un periodo de dos a tres semanas,
algunas veces hasta cinco) y ponen los huevecillos en grietas o aberturas de la
madera; los huevos duran de una a dos semanas, a veces hasta cuatro, el
desarrollo de la larva es de uno a cinco años, posteriormente se desarrolla la
pupa con una duración de unas seis semanas y finalmente emerge el adulto
cerrándose así el ciclo biológico.12 13
El tiempo requerido para el
cumplimiento de todos los estados se conoce como duración de la generación, el
cual es diferente para cada especie. En el caso de escarabajos que destruyen
madera, la duración de una generación puede ser de unos pocos meses hasta varios
años. Los estados de huevo, pupa y adulto o imago son por lo general de corta
duración y van desde días hasta semanas; el tiempo más largo del ciclo de vida
corresponde al estado larvario y es precisamente la etapa durante la cual lleva
a cabo la destrucción para satisfacer sus necesidades alimenticias.14
Contrariamente a lo que normalmente se
piensa, el insecto adulto es el menor responsable de los daños, ya que se
limita a hacer el agujero de salida (que es el que observamos en la superficie
de los objetos), para luego alejarse e ir a morir a otra parte después de la
cópula y, si es hembra, después de poner los huevos. En realidad, el agujero es
sólo la abertura de una galería que a veces tiene más
de 10 cm de largo (anóbidos o
líctidos), o incluso más de 50 cm (cerambícidos).15
Ciclo vital de los coleópteros
En el caso de los insectos, se hace necesario conocer la
especie responsable de los daños, conocer su biología y comportamiento
(etología), investigar las condiciones ambientales y micro ambientales en que
se encuentran los elementos de madera, identificar, cuando sea posible, la
especie lignaria y la época de su colocación y, finalmente, relacionar la
estructura de madera con los métodos constructivos aplicados.16
De
acuerdo con sus necesidades de humedad pueden dividirse en tres categorías:
1)
Los que atacan madera con alto contenido de humedad (CH > 20%).
Cerambycidae, Scolytidae y Platypodidae.
2)
Los que atacan madera seca (CH de 15 a 20%). Bostrichidae y Lyctidae.
3) Los que atacan madera muy seca (CH < 15%).
Anobiidae.
Con la presentación anterior como base, los
estudiantes se organizan nuevamente en equipos mediante una dinámica grupal
(Técnica divisoria, se agrupan por ciudades; coloniales, con playa, modernas y
fronterizas), para que investiguen y expongan que especies de insectos
localizaron en el entorno dañando a la madera, además realizan una
clasificación taxonómica de los mismos.
El facilitador expone la clasificación
taxonómica de los hongos, para que posteriormente los estudiantes realicen
una investigación por equipos de la forma que se organizaron en la actividad
anterior para que investiguen y expongan la clasificación taxonómica, su
experiencia en la identificación de hongos en la madera y cuáles son los que
producen mayores daños a la madera.
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Hongos
Los hongos constituyen un reino independiente llamado Fungí o
Myceteae, anteriormente se les consideraba como un grupo integrante de las
plantas, sin embargo sus características nutricionales y la ausencia de
clorofila los hace diferentes al resto de los seres vivos. Los hongos se
clasifican en hongos macroscópicos y hongos microscopicos.17
Después de las últimas modificaciones hechas en el Congreso
Internacional de Micología de 1994, donde se han introducido muchos cambios, el
reino queda18
Reino Fungi: Phylum Chytridiomycota, phylum Zygomycota, phylum
Ascomycota, phylum Basidiomycota.
Clasificación
general del reino Fungí o Myceteae.
Los que deterioran a la madera (hongos
xilófagos) se encuentran en el phylum Ascomycota y Basidiomycota de las clases
Basidiomicetes y Ascomicetes así como de sus formas imperfectas, los
Deuteromicetes.
Los hongos no producen clorofila por lo que
son incapaces de elaborar su propio alimento a partir de la luz solar, se ven
obligados a depender de otros organismos vivos o muertos; para llevar a cabo
esta función actúan como saprofitos (material orgánico muerto como madera) o
parásitos (organismos vivos).19 20 21 Los que afectan a la madera en edificios, son
saprófitos.
El ciclo de vida de los hongos comienza con
las esporas, las cuales son dispersadas por el viento, la lluvia o por animales
y germinan cuando encuentran un sustrato (madera) con condiciones de humedad y
de temperatura adecuadas.
De las esporas emergen las hifas (células
tubulares con diámetros entre 2 y 10 μm) que son las que degradan la madera, ya
que se alimentan de las sustancias de reserva del interior de las células y/o
segregan enzimas que descomponen la pared celular permitiendo ser asimiladas
por éstas.
Posteriormente las hifas aumentan en número y
tamaño formando el micelio que puede desarrollarse internamente o externamente
en el substrato. Finalmente se forma el cuerpo fructífero del hongo, el cual es
característico de cada tipo y es el que observamos macroscópicamente. Este cuerpo
fructífero tiene la capacidad de volver a emitir esporas al exterior, por lo
que se cierra así su ciclo biológico.22 23
Los hongos actúan cuando la madera se
encuentra expuesta a altos contenidos de humedad; por ejemplo madera en contacto
con el suelo (como postes, durmientes y columnas) o cuando las condiciones
permiten en el tiempo de lluvias la humidificación excesiva como en cabezas de
vigas, zapatas y arrastres.
Una madera será más sensible a la acción de
los hongos cuanto mayor sea su grado de humedad. Diversos estudios han
demostrado que la madera con un 20% de humedad está expuesta al ataque de
hongos, y con un 30% de humedad, éstos se encuentran en un ambiente óptimo
donde desarrollarse. Los almidones y azúcares, así como algunos de los
elementos de las paredes celulares, constituyen su principal fuente de
nutrientes. Los hongos pueden desarrollarse en la superficie o en aberturas
tales como grietas sobre maderas en condiciones de conservación muy
desfavorables: humedad relativa muy alta, mala ventilación, contacto directo
con la tierra, etc.24
De acuerdo con el lugar de la célula de la
madera donde se alimentan, algunos autores los clasifican en: mohos, hongos
cromógenos y hongos de pudrición. Estos últimos producen tres tipos de
pudriciones: parda o cúbica, blanca y blanda. Sin embargo, otros autores26
27
Solamente los clasifican en: cromógenos
(lumen) y de pudrición (pared celular)
Clasificación de los hongos xilófagos según la parte celular
donde se alimentan.
Son incapaces de alimentarse de los
principales componentes de la pared celular (celulosa y lignina), por lo que no
producen pérdidas significativas en la resistencia de la madera. Debido a su
crecimiento superficial son fáciles de eliminar con un trapo o mediante medios
mecánicos. Aunque no resultan peligrosos por su mínima acción degradadora,
crean las condiciones para el desarrollo de los hongos de pudrición.28
Los mohos no afectan considerablemente
las propiedades fisicomecánicas ni pudren a la madera.
La temperatura óptima de desarrollo de
los mohos se encuentra entre 24 y 28º C, con posibles variaciones. El contenido
de humedad oscila entre el 30 y el 150%. 29
Los hongos xilófagos típicos que
producen los mohos son de las especies de Penicillium, Trichoderma, Fusarium y
Aspergillus.30
Hongos del azulado.
Los hongos del azulado producen
manchas de color azul verdoso en la albura de la madera en rollo o madera
aserrada húmeda, color que se acentúa a mayor presencia del hongo. Es muy
característica de maderas de coníferas, especialmente en pinos, pero también se
puede presentar en madera de latifoliadas como en quiringuca (Andira inermes) o
en madera de árboles frutales como el mango (Mangifera indica).
La madera azulada pierde su valor estético, por lo que produce
pérdidas económicas considerables. Una madera de pino de primera calidad puede
pasar a madera de segunda o hasta tercera calidad.
Al igual que la madera con moho, la madera que presenta bajo
grado de azulado no pierde considerablemente sus propiedades de resistencia
mecánica, aunque el azulado si afecta las propiedades físicas de la madera,
incrementando la permeabilidad al paso de líquidos y aumentando su
higroscopicidad ya que su daño no es solo superficial, sino también al interior
de la madera.
La madera con elevado grado de afección si puede reducir su
resistencia mecánica a tracción (tensión), compresión, cortante y flexion.31El
descenso de resistencia a tracción puede disminuir hasta 16%, el de compresión
hasta el 25% y el de flexión hasta 17%.32
El hongo del azulado primeramente invade el tejido
parenquimatoso de la albura.33
En términos generales se pueden
distinguir dos tipos de hongos del azulado: hongos primarios del azulado y
hongos secundarios del azulado. Los primarios son aquellos que se presentan en
árboles debilitados en pie o en madera aserrada.
Los secundarios son aquellos que
después del secado de la madera se presentan cuando existe una adecuada humedad
para su desarrollo34
Por ejemplo en pisos, techos o
paredes.
Los principales hongos del azulado pertenecen a
los géneros Cerastostomella y Ceratocystis.35
Los
hongos del azulado pueden sobrevivir a humedades entre el 18% y el 140% y a
temperaturas entre 5o C y 35o C.36
Dado
que el límite máximo de humedad, 140%, coincide prácticamente con el presentado
por la madera de albura de conífera recién apeada, la acción negativa de estos
hongos se puede iniciar inmediatamente tras la corta del árbol.
Otro
tanto pasa con el límite inferior del 18 al 20%, por lo que ya en el proceso de
secado de la madera al aire, se puede iniciar este tipo de danos. Otro peligro
potencial es el derivado del hecho de que estos hongos puedan vivir durante
largos periodos de tiempo en estado latente, cuando las condiciones del medio
no son adecuadas, volviendo a desarrollarse al retornar de nuevo aquellas.37
Hongos de pudrición
Pudrición
parda o cúbica.
Es
la más grave y peligrosa, por lo que también se le llama pudrición destructiva.
Son
hongos basidiomicetos que afectan a la celulosa y dejan a la lignina sin daño.
Crecen principalmente en la pared celular pero también pueden estar en el
lumen. La madera dañada es de color marrón oscuro y se agrieta perpendicular y
transversalmente, formando estructuras paralelepipédicas, prismáticas o
laminares.38 39 40
Las
especies que producen este daño son de la clase de los basidiomicetos y las más
importantes son:
Serpula lacrimans (syn.
Meriulus lacrymans), Poria spp. y Coniophora puteana (syn.
Coniophora cerebella).41
Pudrición parda
Pudrición blanca
Afecta más a las latifoliadas que a
las coníferas, debido a que presentan mayor cantidad de lignina. Se produce por
hongos basidiomicetos y a veces ascomicetos, que se alimentan de los
carbohidratos y preferentemente de la lignina de la pared celular, aunque
también pueden dañar a la celulosa como los denominados hongos simultáneos
(parientes de los hongos de pudrición blanca). La madera es de color
blanquecino con un aspecto fibroso o incluso harinoso. Se le denomina también
pudrición fibrosa, pudrición corrosiva o pudrición deslignificante.
El daño en la madera inicia en el
lumen y termina en la lámina media. La resistencia de la madera disminuye
considerablemente cuando es afectada por este tipo de hongo. Las especies más
importantes son: Trametes spp., Coriolus versicolor, Fomes sp., Pholiota sp.,
Pleurotus sp. Y Polystictus sp. 42
43 44
Pudrición blanda
Producida por hongos ascomicetes y
deuteromicetes (hongos imperfectos), cuyas hifas se desarrollan no sólo en el
lumen sino también en el interior de la pared celular secundaria, realizando su
daño (cavidades). Se alimentan principalmente de la celulosa. Es muy parecida a
la pudrición parda y se diferencia de ésta porque la madera se siente al tacto
muy blanda o esponjosa, y cuando se seca se resquebraja formando cubos pequeños.
Se produce cuando existe alta humedad, tanto en el ambiente como en la madera y
en las zonas muy húmedas en contacto con el muro o la pared. Está causada por
un amplio rango de hongos ascomicetos de los géneros Chaetomium, Xylaria,
Hypoxylon; y de deuteromicetes como los Alternaría, Coniothyrium, Humicola,
Stemphylium y
Stysanus. 45 46 47 48
Los estudiantes vierten
sus experiencias en una plenaria sobre los trabajos realizados en la
actividad anterior, para afianzar sus conocimientos y disipar dudas sobre el
tema.
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Efectos
de la humedad, fuego y condiciones climáticas en la madera.
La humedad, es quizá el factor más importante y en el cual se
debe pensar primero al momento de iniciar un diagnostico o evaluación de la
madera. Las condiciones de humedad óptimas de una pieza de madera son aquellas
en las que esta se encuentra en equilibrio con su medio ambiente inmediato.
Este medio ambiente está dado por varios factores, entre los más importantes
están la humedad relativa del aire y la temperatura. Normalmente el contenido
de humedad en equilibrio oscila entre el 10 y el 15% de humedad en el interior
de la madera.
A mayor humedad en la madera, mayor
susceptibilidad de deterioro.
El exceso de humedad lo puede ocasionar la acumulación de agua
de lluvia, los defectos en los techos y cubiertas (como grietas, tuberías en
mal estado o tapadas), contacto de la madera con los muros de otro material
como adobe, cantera o piedra, falta de ventilación, condensación en zonas poco
ventiladas y contacto con materiales metálicos.
El fenómeno de la condensación es mucho más frecuente de lo
que se piensa, particularmente en las estructuras de madera que están en
contacto con materiales de diferente capacidad térmica y colocada en ambientes
con fuertes diferencias térmicas diurnas y estacionales.
Fuego
Es uno de los factores que más limita el uso de la madera,
debido a que la madera es un material combustible. La impregnación con
sustancias ignifugas provoca una combustión más lenta de la madera, por lo que
también se les llama retardantes del fuego.53
Para favorecer la generación, apropiación y aplicación de las
competencias profesionales, disciplinares y genéricas en el contexto de los Efectos de la humedad, fuego y condiciones
climáticas en la madera, los estudiantes demostraran y
justificaran el proceso que implementaran para realizar los trabajos para
conocer los Efectos
de la humedad, fuego y condiciones climáticas en la madera. Las
experiencias generadas de la práctica guiada se verterán en un panel de
discusión en el salón de clases.
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Agentes
de deterioro de la madera
Los agentes que más afectan a la madera son de dos tipos: los
bióticos y los abióticos. Entre los bióticos se encuentran principalmente los
insectos, los hongos, las bacterias y las plantas; entre los abióticos, el agua
subterránea, la acción del sol y el efecto de la humedad (condiciones
climáticas), entre otros.
Insectos
Debido a las condiciones climáticas de México, que por lo
general son secas comparadas con los países del norte o del sur del planeta,
los insectos xilófagos son la primera causa de deterioro de la madera. Según
sus necesidades de humedad se pueden dividir en: insectos de madera húmeda e
insectos de madera seca. Los primeros deterioran especialmente árboles en pie o
madera recién cortada del árbol y no eran objeto de este manual; los segundos
deterioran madera con un determinado contenido de humedad, desde medio húmeda
(como postes o cercas), hasta muy seca (como techos y muebles).53
A su vez los insectos de madera seca pueden ser clasificados
como insectos xilófagos en su fase larvaria e insectos adultos sociales. Los
representantes xilófagos de los primeros son los escarabajos (coleópteros) y de
los segundos, las termitas (isópteros).
El facilitador solicita una investigación bibliográfica sobre los
agentes (bióticos y abióticos), del deterioro de la madera de acuerdo a las
condiciones climáticas de México, para posterior a esta, aplicar una dinámica
grupal en la que participan todos los estudiantes (Técnica para fomentar la
participación, cada estudiante presenta sus ideas sobre el tema investigado),
para que revisen la información que se encontró y despejar posibles dudas.
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Tipos de protección de la madera
La protección de la madera se puede dividir en dos tipos:
A)
Protección no química, también se
puede llamar protección por diseño constructivo.
B)
Protección química.
Protección no química
(protección por diseño constructivo).
La protección por diseño constructivo consiste en no utilizar
sustancias químicas para la protección de la madera, sino en recurrir a las
propiedades de la madera (en especial la durabilidad natural), para disminuir
al máximo el efecto de agentes adversos a la madera (como humedad y condiciones
climáticas) y en realizar una buena planeación y un adecuado diseño para la
colocación arquitectónica ideal de cada elemento de madera a utilizar.
Constituye un refuerzo adicional para la protección química.
Si la protección por diseño constructivo está bien diseñada y
planeada, se puede reducir en gran proporción (quizás hasta en un 80%) el uso
de la protección química.
Protección química
Se usa principalmente en aquellas piezas de madera utilizadas
en el exterior o que van a estar expuestas a condiciones climáticas adversas.
Consiste en la aplicación de sustancias químicas para
prolongar la vida útil de la madera al hacerla resistente al ataque de hongos,
insectos, fuego y la intemperie, así como mejorar su estabilidad dimensional.55
Los preservadores eliminan el factor ALIMENTO para los agentes
destructivos de la madera. A medida que la técnica de preservación se ha ido
perfeccionando, la madera ha adquirido mayores posibilidades de uso.
Actualmente se la emplea en condiciones muy severas, como es
el contacto directo con el suelo, sumergidas en el agua en los difíciles climas
tropicales. En consecuencia, la madera preservada se considera hoy en dia como
un material de larga duración.
Incluye no solo la aplicación de sustancias químicas para la
impregnación de la madera, sino que también podrían utilizarse feromonas
sintéticas o cebos para controlar y/o eliminar los agentes de deterioro,
especialmente los insectos.
La protección química se utiliza para aquellas piezas que
estarán sometidas a la acción de agentes deteriorantes como la humedad, el
fuego y la intemperie; es decir, la madera que va a utilizarse para exteriores
o la que estará expuesta a estos agentes. Como ejemplo de usos en exteriores
podemos mencionar cubiertas de madera, cercas, muebles para parques y jardines
y estructuras marinas.
A pesar de que los compuestos de cromo disminuyen el efecto
que causa la intemperie, toda la madera tratada debe ser pintada para
protegerla de los efectos del sol. El
intemperismo (efecto de la lluvia y del sol) modifica la estructura molecular
de la madera a través de cambios químicos, mecánicos, biológicos y lumínicos
muy complejos, los que ocurren simultáneamente.
En general, en dos meses de exposición al sol, todas las
maderas se tornan amarillentas o cafés y luego grisáceas. Las maderas más
oscuras y con alta densidad sufren cambios más lentos que las maderas claras y
de baja densidad.
La madera tratada debe impregnarse de acuerdo con normas
internacionales porque en ellas se establecen las especificaciones de acuerdo
con el nivel de riesgo al que va a estar expuesta la madera. En México se
utilizan la norma NOM y NMX; en Estados Unidos las normas de la Asociación
Americana de Preservadores de Madera (AWPA) y las normas de la Sociedad
Americana de Ensayos y Materiales (ASTM); y en Europa, las normas europeas UNE
EN.
Protección química
Vale la pena recordar que la protección química es un
complemento de la protección por diseño constructivo y se debe utilizar cuando
se hayan agotado todas sus posibles formas de protección, a través de la
durabilidad natural de la madera o del carácter constructivo o estructural de
la misma.
El facilitador solicita una investigación bibliográfica sobre los
tipos de protección de la madera (químicos y no químicos), para que en lo
posible no utilice sustancias químicas. Posterior a esta, aplicar una
dinámica grupal en la que participan todos los estudiantes (Técnica para
fomentar la participación, cada estudiante presenta sus ideas sobre el tema
investigado), para que revisen la información que se encontró y despejar
posibles dudas.
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Sustancias preservantes
Existe una gama de productos químicos para proteger a la
madera. Es tan abundante y variada que el usuario puede confundirse y aplicar
la que no es adecuada.
Es por esa razón que es muy importante conocerlas aunque sea
de manera general.
En una sustancia para proteger a la madera, lo que se debe
tomar en cuenta es su principio activo y si es insecticida, fungicida o ambos.
Debido a esta gama de variedad, existen varias formas de
clasificación, según la función que vayan a desarrollar o las características
del producto.
Entre estas formas de clasificación, podemos mencionar las
siguientes:
1) Por su utilización
2) Por su naturaleza química
3) Por su forma de presentación y actuación
4) Por la categoría de riesgo
Según su naturaleza química existen varios criterios. A
continuación se presentan dos de ellos.
Ávila (2004) los clasifica de la siguiente manera:
1) Oleosos
- Creosota
2) Oleosolubles
- Pentaclorofenol
- Naftenatos
- Pentaclorofenato
de sodio
- Óxido
tributil estañoso
- Quinolinato
8 de cobre
3) Hidrosolubles
- Sales
múltiples
a.1) Arsénico-cobre-amoniacales (ACA)
a.2) Cobre-cromo-arsenicales (CCA)
a.3) Cobre-cromo-bóricas (CCB)
b) Compuestos de boro
c) Otras sales
c.1) Cobre-cromo-flúor
c.2) Cobre-cromo-fósforo
c.3) Cromo-zinc-cloro (CZC)
c.4) Flúor-cromo-arsénico-fenol (FCAP)
A su vez, Rodríguez (1998) presenta una clasificación y además
una explicación de cada una de las sustancias. A continuación se presentan en
forma resumida esta clasificación y la descripción de las sustancias.
1) Orgánicos naturales: se obtienen por destilación, entre 200
y 400ºC de alquitranes procedentes de la combustión de carbones grasos (hulla)
y de coke metálico entre 900 y 1,200 ºC. Sus propiedades dependen tanto del
carbón, como del método de destilación. Presentan una composición química
compleja, caracterizándose por su viscosidad, densidad y alquitranes presentes.
a) Creosotas y otros (como naftaleno, carbolineum y
piridinas).
2) Hidrodispersables: mezclas de principios activos no
hidrosolubles a los que se añade un emulgente, para lograr una buena dispersión
en el agua. Se conocen como emulsiones.
3) Hidrosolubles:
a) Sales
Como cloruro de mercurio, sulfato de cobre, arsenito de cobre
amoniacal (ACA), arseniato de cobre cromado (CCA), borato de cobre cromado
(CCB), fenol arseniato de cromo y fluor (FCAP), ácido de cobre cromado (ACC),
cloruro de zinc cromado (CZC), protectores de boro, protectores de cromo.
b) Retardantes del fuego
b.1) De capa: se aplican a la superficie de la madera.
b.2) Totales: se aplican en profundidad a la madera.
como bórax y ácido bórico, cloruro de zinc, sulfatos y
fosfatos amónicos y productos de antimonio.
c) Protectores preventivos temporales: para maderas recién
derribadas del árbol o bien tablas o tablones después del aserrado. Su
efectividad no supera los tres meses.
Madera recién derribada: pentaclorofenato de sodio.
Madera recién aserrada: pentaclorofenato de sodio y borax
(tetraborato de sodio).
4) Protectores en disolventes orgánicos
a) Compuestos nitrados
b) Compuestos clorados
Fenoles clorados: triclorofenol, tetraclorofenol,
pentaclorofenol, tetraclorofenato de zinc, pentaclorofenato de cobre y
pentaclorofenato de sodio.
Naftalenos clorados: monocloronaftaleno y dicloronaftaleno.
Bencenos clorados: diclorobenceno, triclorobenceno, lindano,
dieldrin, clordano, Aldrin y DDT.
c) Compuestos organometalicos
Organomercuriales: compuestos de fenil y etilmercurio.
Naftenatos metalicos: preferentemente los de cobre y zinc,
naftenato de cobre, naftenato de zinc y otros.
Organoestanosos: se incluyen en este grupo aquellos que tienen
estaño, silicio, germánico o plomo.
Estano tributilicos: compuestos organometalicos del grupo IV
del Sistema
Periodico. Dioxido de tributilo estanado (TBTO).
Otros: quinolinato de cobre solubilizado, productos de
aluminio repelentes del agua y productos de titanio o zirconio.
d) Compuestos organonitrogenados:
Superficiales, cyflutrina y azaconazole.
Totales: pentaclorofenol, propiconazole, tebuconazole,
permetrina.
Protectores en forma sólida o gaseosa
5.1) Pastas: como materias activas pueden tener fluoruro de
sodio, dinitrofenol
y arseniato de sodio
5.2) Gases: tienen un periodo de eficacia corto, y tras la
salida de los gases de la madera, ésta queda sin protección alguna. Algunos
ejemplos son ácido cianhídrico, bromuro de metilo, bromuro de etileno, cloruro
de metileno, óxido de estileno, sulfuro de carbono y 2,2-diclorovinil dimetil
fosfato.
5.3) Aerosoles: pentaclorofenol.
En términos generales y para fines prácticos de este manual,
las sustancias preservantes de la madera se pueden clasificar en dos tipos, las
hidrosolubles y las oleosolubles.
En el Laboratorio de Conservación y Preservación de la Madera
(LACOPREMA) de la Facultad de Ingeniería en Tecnología de la Madera de la
Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, se utilizan diversas
sustancias para la preservación de la madera antes de su uso (ex situ): las
sales CCA “C” para interiores y exteriores (clases de riesgo 1 a la 5) y las
sales de boro para interiores (clases de riesgo 1 y 2). Para madera ya
instalada (in situ) se utilizan sales de boro, piretrinas, permetrinas, entre
otros para interiores y óxido tributil de estaño para exteriores.
Sales CCA “C” (arsenato de cobre cromado)
Existe en el mercado una sustancia preservante con buena
calidad y utilizada a
nivel internacional por sus muchas ventajas. La sustancia se
denomina sal CCA
“C”
(arsenato de cobre cromado). La única desventaja que presenta es que le
proporciona un color verde claro a la madera. Este color se elimina
proporcionandole
como acabado final cualquier otro color deseado.
El preservador que hasta la fecha es conocido como el más
efectivo y seguro para usos internos y externos, cuando es aplicado en la forma
adecuada y utilizado de acuerdo con las indicaciones. La madera preservada con
CCA expuesta a condiciones ambientales extremas durará por décadas. El
Departamento de Agricultura de los Estados Unidos de Norteamérica (USDA) ha
dirigido pruebas con estacas de madera preservadas con CCA que han demostrado
resistencia al ataque de termitas y hongos por más de 60 años. Esta agencia de
pruebas predice una vida útil para madera preservada con CCA de cinco a diez
veces mayor
que la de madera sin preservar.
En Europa, actualmente ya se están utilizando otras sustancias
libres de cromo y arsénico, las cuales están restringidas para usos en donde
exista contacto con el ser humano: hidroxicarbonato de cobre, cloruro de
benzalconio y triazol.
Sales de boro
Estas sales se utilizan porque a diferencia de las sales CCA,
no manchan la madera con algún color específico. Sin embargo su uso se limita a
interiores, lo que es su principal desventaja; no se pueden emplear en maderas
expuestas a la lluvia o a una alta humedad relativa del aire, debido a que son
fácilmente lixiviables (lavables).
Los estudiantes
realizan una investigación para que clasifique las sustancias preservantes
según su uso, características del mismo y naturaleza química para que sea
aplicado en forma correcta según sea el caso, esta actividad se realiza por
equipos, (Técnica divisoria, se agrupan por su primer letra de su primer
nombre.), la investigación se presenta mediante una presentación en ppt.
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Sustancias
comúnmente utilizadas en México.
El
facilitador expone, de manera general las características de sustancias que
comúnmente son utilizadas en México para que los estudiantes conozcan e
identifiquen sus particularidades y seleccionen las adecuadas para su
aplicación según se requiera aplicar a la madera.
En México se utilizan popularmente una serie de sustancias que
la mayoría de las veces se usan sin ningún sustento técnico o científico. Es
muy común utilizar sustancias que nos “heredaron” nuestros antepasados o
sustancias que se hicieron costumbre.
También es común que cuando se tiene un problema de insectos u
hongos en la madera o papel se llame a una empresa de fumigación, la cual por
no ser una empresa profesional en el área de la madera, aplica cualquier
producto que funciona para plagas como cucarachas, pero no para agentes
xilófagos.
Aparte de las clasificaciones anteriores, en México es
importante clasificarlas de acuerdo con el lugar de uso de la madera, así
tenemos:
a) Sustancias para
bienes muebles
b) Sustancias para bienes inmuebles (como vigas, gualdras,
zapatas, columnas y pilares) o
visto de otra manera:
a) sustancias para madera no estructural y
b) sustancias para madera estructural.
a)
Bienes muebles (no estructural):
aceite de linaza, petróleo, preventol y fosfuro de aluminio, entre otros.
Están también el bromuro de metilo y el pentaclorofenol, pero
son sustancias que no se recomiendan por su alta toxicidad al ser humano.
b)
Bienes inmuebles (estructural):
chapopote, petróleo, aceite requemado.
La eficacia de
estas sustancias no está bien estudiada, por lo que el utilizarlas no es una
garantía de que la madera quede protegida. Además, estas sustancias se utilizan
por medio de métodos sin presión, lo que reduce su posible eficacia.
Sustancias consolidantes o de relleno.
No se deben confundir las sustancias protectoras de la madera
con aquellas que solo realizan una función de relleno, consolidación o
adhesión. Entre ellas podemos mencionar: cola animal, resinas sintéticas, éter
de celulosa, polietilenglicol (PEG), resinas epoxicas y ceras.
Existen numerosos tipos de colas. La más usada en diferentes
trabajos de restauración es la cola blanca de PVA (acetato de polivinilo). Se
encuentra en el mercado lista para su uso. Se disuelve en agua y es de fácil
aplicación. Sus inconvenientes son el tiempo de secado (24 horas) y que no es
invisible. Es la indicada para el encolado de encajes. La cola de carpintero
tradicional (realizada a base de restos animales) es transparente y disuelve la
cola antigua (se aplica caliente), por lo que no es necesario eliminarla. Las
colas a base de cianocrilatos son adecuadas para fijar pequeños detalles. Su
mayor desventaja es que pega al instante. Las colas de dos componentes están
indicadas para unir dos zonas con pérdidas de materia. Otras sustancias
Pueden existir otras sustancias para proteger a la madera.
Entre ellas podemos mencionar los extractos de plantas naturales, tales como
extractos del duramen de maderas tropicales como la parota (Platymiscium
lasiocarpum), el granadillo (Dalbergia sp.) y el tepeguaje (Lysiloma
acapulcensis).
De igual manera se pueden utilizar los extractos de hojas de
eucalipto (Eucalyptus sp.), de laurel (Nerium oleander) y de
higuerilla (Ricinus communis).
Sin embargo, todas estas sustancias apenas estan en proceso de
investigación, así como la utilización de fluidos geotérmicos residuales y la
utilización de la cascarilla de arroz para la preservación de la madera.
Todos estos extractos naturales denominados “biocidas” se
degradan rápidamente por ser orgánicos, por lo que el reto es encontrar la
forma de fijarlos en la madera, de tal manera que se tenga una alta retención y
una larga permanencia en la misma.
Con la
exposición anterior como base, se organizan nuevamente en equipos mediante
una dinámica grupal (Técnica divisoria, se agrupan por ciudades; coloniales,
con playa, modernas y fronterizas), para que investiguen y expongan las
características de las sustancias que comúnmente son utilizadas en México y
den a conocer en qué casos las utilizarían.
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Métodos
de conservación y preservación de la madera.
El facilitador expone los métodos de
conservación y preservación de la madera, para que posteriormente los
estudiantes realicen un mapa conceptual por equipos de la forma que se
organizaron en la actividad anterior para que investiguen y expongan su mapa
conceptual, su experiencia en la identificación de los métodos de
conservación y preservación de la madera.
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Existen
varios métodos de tratamiento, tanto para madera húmeda como para madera seca.
Para fines de este manual, abordaremos solo los tratamientos de conservación y
preservación para madera seca.
Existe una gran cantidad de métodos de tratamiento de la
madera seca con el fin de prolongar su vida útil. Sin embargo, algunos son más
efectivos que otros. Estos métodos se pueden dividir según su grado de
penetración, en tratamientos superficiales y tratamientos a profundidad. Los
tratamientos superficiales son aquellos que permiten alcanzar penetraciones
máximas del protector en la madera de 3 mm de profundidad.74
Los tratamientos a profundidad alcanzan penetraciones mayores
a 3 mm y pueden ser totales o parciales, según el método o la especie. El tipo
de sustancia y el tipo (especie) de madera juegan un papel muy importante para
alcanzar una determinada profundidad de la sustancia dentro de la madera.
Pincelado o brocha
Tratamiento en que el protector se aplica con pincel, brocha o
rodillo. Se utilizan mayormente los protectores en disolvente orgánico por su
mayor grado de penetración y menor deslave. Se aplica dándose tres manos del
protector y dejándose secar entre ellas. Se pueden alcanzar unos grados de
absorción solida del protector entre 150 a 250 gr/m2.
Se crea una delgada capa toxica superficial (en maderas poco
permeables penetra hasta 1 mm y en maderas más permeables penetra de 2 a 3 mm),
por lo que la protección de la madera es muy baja.
La madera debe estar seca (<18%), limpia y libre de
recubrimientos superficiales. En una investigación realizada por Vázquez (2005)
79, se encontró que por el método con brocha y utilizando la
sustancia protectora oxido tributil de estaño (OZ) en muestras de 2 x 2 x 34
cm, el porcentaje de retención apenas fue de 0.378%.
El
método más simple de aplicación de un preservante es el de brocha y se usa
normalmente para maderas de pequeñas dimensiones y también cuando se requiere
tratar maderas ya instaladas en un edificio.80
Pulverizado o de aspersión
Este método puede
ser aplicado también con presión y sin presión. Con presión se puede utilizar
un compresor eléctrico y sin presión un aspersor manual. El compresor eléctrico
se recomienda para aquellas sustancias inodoras y no tan tóxicas como las sales
de boro. Para otro tipo de sustancias más tóxicas puede ser peligroso para la
persona que lo aplica ya que forma una nube con partículas muy finas que son
aspiradas rápidamente por la boca y afectan garganta y ojos.
Con este método se puede dar tratamiento a mayores piezas que
con el de brocha y se tiene mayor avance, además de que se pueden alcanzar
aquellas áreas que no son posibles con brocha. Se recomienda aplicar de 250 a
300 gr/m2. Para sustancias más tóxicas que las sales de boro, es mejor utilizar
el aspersor.
Inyección sin presión
Se utiliza para impregnar vigas de madera o bienes muebles. Se
hacen perforaciones a la madera con una broca fina (2 a 3 mm de diámetro).
La perforación debe ser lo más inclinada posible del techo
hacia debajo de la viga. Posteriormente se introduce la jeringa y se inyecta el
líquido. Se recomienda utilizar jeringas con la mayor capacidad. En bienes
muebles se aprovechan las perforaciones realizadas por los insectos para
introducir la jeringa e inyectar la sustancia.
Inyección con presión
Consiste en perforar la madera, insertarle y dejar dentro unas
válvulas de plástico que permiten la inyección de la sustancia. Se usa una
presión aproximada a los 4 Kg/cm2. El problema de este método es que la
sustancia penetra a profundidad pero en forma parcial, no total.
Se usa para madera escuadrada > a 50 mm y en madera en rollo
con diámetros > a 100 mm. Los taladros se aplican a tresbolillo o alineados
en la cara de la viga de madera, no deben ser más de tres por metro lineal y
con una profundidad no mayor a del espesor de la pieza. Se recomiendan dos
tipos de válvulas: de 6 mm para escuadrías < a 100 x 100 mm o con un grueso
entre 50 y 200 mm y 9 mm para aquellas > a 100 x 100 m y con un grueso >
a 200 mm. 81
Inmersión breve
Es un método que se utiliza frecuentemente en aserraderos de
México para proteger principalmente tablas y tablones contra el manchado
(hongos) de la madera. Es una protección muy superficial y sin garantía. Para
madera estructural no debería utilizarse porque no penetra ni siquiera 1 mm.
El tiempo de inmersión va de los 10 segundos a un máximo de 10
minutos, dependiendo de la especie, de las dimensiones de las piezas y del tipo
de preservante. Para maderas con contenidos de humedad < a 18% se usan
disolventes acuosos u orgánicos, y para contenidos de humedad > a 28%
productos hidrosolubles
o hidrodispersables.82
Inmersión prolongada
El tiempo de inmersión de la madera en la sustancia protectora
va de 10 minutos a varias semanas, según el uso al que este destinada, su tipo,
las dimensiones de la pieza, el contenido de humedad y la sustancia a usar.
Pudiera utilizarse para madera estructural (vigas, columnas, gualdras o
polines) pero con un tiempo mínimo de inmersión de 48 horas. Dependiendo de la
densidad, permeabilidad e impregnabilidad de la madera, la sustancia penetrara
de 3 a 5 mm, máximo 10 mm, por lo que se consigue una protección media.
Baño caliente-frío
Es prácticamente una inmersión caliente-fría. Las piezas se
sumergen primero en el preservante caliente, lo que ocasiona la salida del aire
del interior de la madera, además de un distanciamiento de sus moléculas,
posteriormente se sumerge la pieza de madera en el preservante frio (a
temperatura ambiente). Al haber menos aire y mayor espacio entre sus moléculas
dentro de la madera, permite que la sustancia penetre a mayores profundidades
que en los métodos de inmersión breve y prolongada.
El principal problema para piezas mayores a 2.5 m de longitud
es que se gasta mucha energía para calentar el depósito correspondiente y el
trabajo con piezas estructurales es muy tardado.
Al utilizar retardantes de fuego, tales como la solución
acuosa de óxido de silicio o la solución acuosa de fosfatos, amonio y boro se
pueden obtener absorciones en ocho horas entre 85 y 95 Kg/m3.83
Tratamientos en autoclave
Método de doble vacío o Vac-Vac En el tratamiento en autoclave de doble vacío se pueden
distinguir dos vertientes:
•
Autoclave de inmersión.
•
Autoclave de aspersión.
Debido a las características del proceso y a los productos
tratantes, con los autoclave doble vacío solo se puede proteger la madera hasta
una clase de riesgo 3.
Es similar al de presión y vacío. Su diferencia es que no
utiliza presión, sino sólo aspersión o inmersión por un lapso de alrededor de
30 minutos, dependiendo de la especie. El proceso para el de autoclave de
aspersión es el siguiente:
Características del proceso:
El tratamiento de doble vacío con aspersión es capaz de llegar
al 75% del volumen impregnable de las piezas con la adecuada relación
vacío-tiempo. Este tratamiento también es válido para dar acabados y productos
de fondo, pero hay que tener en cuenta que para estas aplicaciones hay que
hacer limpieza de la maquinaria, lo que es costoso.
La principal ventaja de este proceso con respecto al que
realiza un doble vacío con inmersión (sin presión), es que la cantidad de
producto a tener almacenado es menor, por lo cual los riesgos para el medio
ambiente y para los operarios disminuyen considerablemente. La fijación del
producto es muy rápida y la madera no se altera dimensionalmente (al tratarse
de un producto orgánico con base disolvente).
Método
de presión y vacío (método Bethell)
Es el más adecuado para proteger la madera que se va a
utilizar en clases de riesgo 4 y 5. Es un método que se utiliza antes de darle
uso a la madera, es el más efectivo, práctico, económico y rápido. Es efectivo
porque logra que la sustancia penetre e impregne la albura al 100%, además se
pueden controlar las variables de impregnación como la absorción, la retención
y la penetración.
En la mayoría de las especies de árboles, el duramen no se
puede impregnar por ningún método, sólo un poco en la zona de transición con la
albura. Este método resulta práctico porque permite manipular bien la madera y
hacerle previamente limpieza, determinación del contenido de humedad y
dimensionado.
Es económico a corto plazo porque en la actualidad utiliza
principalmente sales hidrosolubles en rangos de concentración del 2 al 10%,
dependiendo de la clase de riesgo al que va a estar expuesta la madera. Es
económico a mediano y largo plazo porque al impregnarse totalmente la madera se
prolonga su vida útil de tres a cinco veces más.
Es rápido porque una carga de madera (500 a 5,000 pies tabla,
dependiendo de la empresa) dura máximo 4 horas para que la madera de albura
quede totalmente impregnada. Posteriormente sólo se dejaría secar para poder
utilizarse.
Existen varios métodos de presión y vacío. Los más comunes son
el método de célula llena (Bethell) y los métodos de célula vacía (Lowry,
Rupping).
El proceso de impregnación se realiza basándose en ocho pasos
generales:
Proceso de impregnación en el método de presión y vacío por
célula llena (proceso Bethell).
- Secado
(1): se determina el contenido de humedad de la madera. El contenido de
humedad debe ser menor a 30%. Entre más seca este la madera, más sustancia
retendrá y absorberá y mayor será su vida útil.
2. Limpieza (1): se hace con una escoba o cepillo de cerdas
fuertes. En esta fase, se registran datos generales como: contenido de humedad,
dimensiones y peso de cada pieza, número y tamaño de nudos, bolsas de resina y
porcentaje de albura y duramen. En un extremo de cada pieza se corta una
muestra pequeña para realizar el cálculo de la retención y absorción máximas.
3. Preparación de la solución (1): se prepara la solución
entre 2 y 10%, dependiendo de la clase de riesgo.
4. Vacío inicial (2): una vez cargada la madera y cerrada la
puerta se realiza un vacío inicial por un periodo de 15 a 30 minutos en un
rango de 40 a 50 cm de Hg (53.3 – 66.64 Kpa).
5. Llenado (3): la autoclave se llena con la solución a una
determinada concentración por medio de una bomba.
6. Presión (4): se establece una presión máxima de trabajo de
10 Kg/cm2 (983.5 Kpa). Una vez lleno la autoclave, se aplica presión de 15 a 30
minutos.
7.
Vacio final (6): se realiza un vacío final entre 40 y 50 cm de Hg durante 15 a
20 minutos.
8. Penetración (7): al termino del proceso se toman barrenos
con el taladro de Pressler de cada pieza a 20 cm de cada extremo y se determina
la penetración del cobre por medio de cromo azurol según la norma (AWPA A3-83,
1983).
Para ello se disuelven 0.5 g de cromo azurol S concentrado y 5
g de acetato de sodio en 80 ml de agua destilada y se aforan en 500 ml de agua.
Se rocía la solución sobre los barrenos de la madera tratada y una coloración
azul determina la penetración del cobre en la madera impregnada.
El docente organiza a los estudiantes para que realicen un mapa mental sobre los
métodos de conservación y preservación de la madera, con la finalidad de que clarifiquen la aplicación, selección de
estos métodos y equipos en la preservación
de la madera. Como reporte deberán de presentarlo y socializar la
información recabada con el grupo.
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Riesgos
de Trabajo
Para aplicar cualquier sustancia química por cualquier método
de tratamiento es necesario tomar medidas de seguridad, ya que se está
trabajando con sustancias químicas tóxicas que pueden tener efectos nocivos
para el ser humano. Es importante tener la ropa y el equipo adecuados para
aplicar cualquier sustancia, como gafas, guantes de látex o de piel, bata,
overol o ropa de manga larga y mascarilla con carbón activado.
Dos personas deben aplicar las sustancias y alternarse en la
aplicación. Es necesario que siempre estén dos personas porque si algo le pasa
a alguna, la otra puede dar aviso a las dependencias correspondientes como Cruz
Roja, Secretaría de Salud o de salubridad, hospitales, etcétera. De éstas
últimas debe procurarse tener siempre los números telefónicos así como los
números de emergencia.
Aplicar en la medida de lo posible en lugares ventilados o
abrir las ventanas y puertas en lugares cerrados. En el caso de que no haya
puertas o ventanas, se puede utilizar un ventilador si se cuenta con
instalación eléctrica.
El pentaclorofenol y el bromuro de
metilo no deben utilizarse por su alta toxicidad para el ser humano.
Es un producto que se degrada con
dificultad y puede acumularse en exceso sobre órganos aprovechables de las
plantas cultivadas, pudiendo constituir un peligro para la salud humana. La FAO
considera el nivel de tolerancia en alimentación humana en 0,3 mg de bromuro
por kilogramo de peso corporal.
Para boro: se puede aplicar de 30 a 40
minutos y alternar la otra persona. La aplicación no debe durar más de cuatro
horas Para OZ: se puede aplicar de 5 a 10 minutos y alternarse con la otra
persona. La aplicación no debe durar más de dos horas.
Manual para la protección contra el
deterioro de la madera
En el año 1992 tuvo lugar en
Copenhague una reunión en la que se incluyó al bromuro de metilo como sustancia
activa responsable de la destrucción de la capa de ozono. En esta reunión y en
posteriores se hicieron acuerdos internacionales para disminuir progresivamente
la aplicación de bromuro de metilo hasta su total prohibición.
El facilitador expone los riesgos de trabajo en la conservación y
preservación de la madera, para que conozca y clasifique los riesgos en el
manejo de las sustancias químicas para el tratamiento de la madera,
posteriormente los estudiantes realicen una investigación por equipos de tres
integrantes mediante un sorteo para que investiguen y presenten un reporte de
investigación.
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Determinación
de la penetración, absorción, retención y permanencia de las sustancias
preservantes (control de calidad)
El docente expone de manera general el tema. Con esta información el
docente destaca la importancia de conocer a detalle la determinación de la
penetración, absorción, retención y permanencia de las sustancias
preservantes, ya que con el manejo de estas variables podemos de darle un
mejor control de calidad. El estudiante realiza una presentación en ppt sobre el tema.
|
La determinación de estas variables permite el control de
calidad de la impregnación o de la aplicación de las sustancias preservantes.
Las que más se utilizan son la retención y la penetración de la sustancia en la
madera.
Se determinan siguiendo los parámetros e indicaciones de las
normas mexicanas NMX, NOM o de normas internacionales como las de la American
Wood Preservers’ Association (AWPA), las de la American Society for Testing and
Materials (ASTM) o las normas europeas (EN). Penetración Consiste en determinar
hasta dónde penetró la sustancia con la que se impregnó la madera tratada. Se
puede determinar en mm de penetración de la sustancia, en el área que ocupa en
la pieza (total o parcial) o en la forma en que se distribuye la sustancia
utilizada (regular o irregular).
Es variable dependiendo del método a utilizar. En el método a
presión y vacío se pueden lograr penetraciones de la albura hasta del 100%. En
los métodos de brocha, aspersión, inmersión simple e inyección, apenas se
logran penetraciones de 1 mm. Sólo en el caso de inmersión prolongada pueden
lograrse penetraciones mayores, aunque de forma irregular, en la pieza de
madera.
Para determinar la penetración se utiliza un instrumento
denominado taladro de Pressler, el cual es prácticamente un sacabocado con el
que se obtiene una muestra cilíndrica que abarca desde la periferia hasta el
centro o puede inclusive atravesar toda la pieza. El grado de protección
depende, entre otras cosas, de la profundidad a la que se introduzcan los
productos tratantes, para ello se definen tres tipos de profundidad de
tratamiento según la norma UNE EN 56.416:88
El grado de protección depende, entre otras cosas, de la
profundidad a la que se introduzcan los productos tratantes, para ello se
definen tres tipos de profundidad de tratamiento según la norma UNE EN
56.416:88
Pero el grado de protección no sólo depende de la profundidad
del preservante, sino también de la distribución del preservante en la madera.
JUNAC86, establece seis
formas de penetración del preservante.
Clases
de penetración La norma mexicana NMX-C-322-ONNCCE-2003, menciona dos requisitos
mínimos de penetración de la sustancia preservante: Para fines de este manual podemos
considerarlos como si fueran dos clases de penetración.
Determinación
de la retención relativa y la retención máxima
Retención
La retención es la cantidad de sustancia que permanece
finalmente en la madera, una vez que ya se evaporó todo el solvente. En el caso
de sales hidrosolubles, es la cantidad de sustancia que permanece después de
que se evapora el agua. Se pueden determinar dos tipos de retención: retención
relativa y retención máxima.
La retención relativa (Rr) es aquella que se determina en la
madera que con- tiene un determinado contenido de humedad. La retención máxima
(Rm) es aquella que se determina en piezas de madera que se secan hasta el
estado anhidro (0% de contenido de humedad). La Rr se determina a través del
producto de la absorción relativa (Ar) por la concentración (C) dividida entre
100. La Rm se determina considerando el producto de la absorción máxima (Am)
por la concentración (C) dividida entre 100. La retención en la madera es
diferente de acuerdo con el tipo de sustancia preservante y con la clase de
riesgo. La norma mexicana NMX-C-322-ONNC- CE-2003 nos presenta las retenciones
de once sustancias de acuerdo con las diferentes clases de riesgo.
(1) Estos niveles de retención son
para productos de madera de pino impregnados a presión. Para maderas
refractarias el proceso de impregnación puede hacerse a repulsa, pero teniendo
como parámetros los niveles de esta tabla.
(2) Al 100% o en mezcla.
(3) Pentaclorofenol al 5% en masa. Retención
base producto activo.* *Se recomienda no utilizar el pentaclorofenol.
(4) Naftenato de cobre. Retención base Cu.
(5) Quinolinolato 8 de cobre. Retención base
Cu.
(6) Óxido de bis (tri-n-butiltin).
(7) Cromato de cobre ácido.
(8) Arsenato de cobre amoniacal.
(9) Arsenato de zinc, cobre amoniacal.
(10) Arsenato de cobre cromado.
(11) Boro inorgánico.
(12) Fluor-cromo-arsénico-fenol.
(13) NR: no recomendable.
Para el caso de maderas importadas
preservadas, los niveles de retención para cada nivel de riesgo se deben apegar
a los valores establecidos en esta norma según el tipo de preservador empleado.
En el caso de maderas impregnadas con preservadores hidrosolubles ACQ (cobre,
DDAC, amonio) y CBA (cobre, boro, azol, no producidos actualmente en México)
los niveles de retención se ajustarán a los indicados para CCA. El cuadro 6
presenta las clases de penetración y las zonas de análisis para las mediciones
de retención, de acuerdo con las normas UNE EN 351-1:1995 o UNE EN 351-1:2008.
Absorción
Es la cantidad de solución (en el caso
de sales hidrosolubles: agua más sustancia) que puede absorber una madera. Se
pueden determinar dos tipos de absorción: absorción relativa y la absorción
máxima.
Determinación de absorción relativa
(Ar) y absorción máxima (Am) Los tratamientos a vacío y presión requieren que
la madera esté seca, es decir, por debajo del punto de saturación de la fibra
(25-28% de contenido de humedad), para que pueda absorber el preservante. La
absorción relativa (Ar) es aquella que se mide en la madera que contiene un
determinado contenido de humedad. La absorción máxima (Am) es aquella que se
determina en piezas de madera que se secan hasta el estado anhidro (0% de contenido
de humedad).
Se determina por diferencias de pesos
inicial (Pi) y peso final (Pf) sobre el vo- lumen inicial (Vi) de cada pieza
impregnada, expresada en Kg/m3 y de acuerdo con la siguiente ecuación:
La Am se determina considerando la
diferencia de pesos después de la impregnación (Pdi) y en estado anhidro (Po),
cuyo resultado se divide entre el volumen de la muestra en estado anhidro (Vo).
Se expresa en Kg/m3 mediante la ecuación:
Impregnando polines de pino (Pinus
leiophylla) y comparando dos métodos con presión (Bethell y Lowry), se
encontraron los siguientes resultados87
Permanencia de las sustancias conservantes, consolidantes o
preservantes
La permanencia de una sustancia en la madera es la cantidad de
sustancia que a través del tiempo perdura con la misma eficacia contra agentes
de deterioro sobre o dentro de la madera.
Depende de muchas variables entre las cuales podemos mencionar: especie
de madera, contenido de extraíbles, acabados en la madera (como pintura y
barniz), método de aplicación, tiempo de aplicación y tipo de sustancia. Es una
variable a la que se le pone poca atención, pero es sin duda la más importante.
De ella depende la aplicación periódica o no de las sustancias
en la madera. Se puede determinar de dos formas:
A) Exponiendo la madera tratada a los efectos directos de las
condiciones climáticas.
B) Utilizando cámaras de envejecimiento que simulan el
deterioro ambiental por efectos de luz UV y lluvia, entre otros.
El facilitador solicita una investigación bibliográfica sobre el
tema; determinación de la penetración, absorción, retención y permanencia de
las sustancias preservantes, para posterior a esta, aplicar una dinámica
grupal en la que participan todos los estudiantes (Técnica para fomentar la
participación, cada estudiante presenta sus ideas sobre el tema investigado),
para que revisen la información que se encontró y despejar posibles dudas.
|
Normatividad
para el tratamiento de protección para la madera. (NOM, NMX, AWPA, ASTM, UNE
EN).
El facilitador solicita que se elabore un diagrama de flujo en donde
se evalué las condiciones de la madera a tratar, tomando en cuenta la
normatividad en la elección del tratamiento y manejo de las sustancias
químicas para asegurar su efectividad. Posteriormente a esta, aplicar una
dinámica grupal en la que participan todos los estudiantes (Técnica para
fomentar la participación, cada estudiante presenta su trabajo), para que
revisen la información que se encontró y despejar posibles dudas.
|
Las normas UNE EN 31-1:1995 y la UNE EN 351-1:2008 recogen, a
título informativo, una guía para la prescripción, de ser necesaria, del
tratamiento de la madera. Los fabricantes de estos productos deberían
especificar que es necesario considerar las necesidades de penetración y
retención, propias de cada tratamiento, para asegurar su efectividad.
Sin embargo, la elección del producto y del procedimiento para
alcanzar la protección adecuada es compleja y debe realizarse por
especialistas. En las normas de producto correspondientes, en los documentos
nacionales de interpretación o en los organismos de normalización se encuentra
normalmente información para llevar a cabo esta elección.
Normatividad
Existen a nivel nacional e internacional una serie de normas
que regulan e informan que sustancias deben utilizarse o que método es el más
adecuado. Entre ellas podemos mencionar las normas mexicanas NMX y las NOM, las
normas americanas AWPA y las ASTM y las normas europeas UNE EN.
Normas
de la AWPA
(American Wood Preservers’
Association)
Las normas AWPA son quizá las normas más completas respecto a
la protección de la madera.
Se
dividen en seis grupos de normas:
a)
Especificaciones de uso de la madera tratada (5 especificaciones),
b)
Normas para el proceso y tratamiento (8 normas),
c)
Normas para los preservantes (43 normas),
d)
Normas para solventes de hidrocarbono (3 normas),
e)
Normas para métodos de análisis (41 normas),
f)
Normas diversas (10 normas)
g)
Normas para la evaluación (23 normas).
Presenta
además diez regulaciones del comité técnico.
Certificado
de Tratamiento
Un certificado de tratamiento es un documento que hace constar
y que avala la calidad del tratamiento aplicado a la madera. En este documento,
la empresa que aplica el tratamiento debe resumir toda la información de cada
proceso de impregnación (es un certificado de tratamiento por cada proceso de
impregnación) y los resultados de penetración, retención y la clase de riesgo
en la que se puede utilizar.
La
información mínima que debe contener el certificado es la siguiente:
•
Identificación del aplicador
•
Especie de madera tratada
•
Protector empleado
•
Método de aplicación empleado
•
Categoría de riesgo que cubre
•
Fecha del tratamiento
•
Precauciones a tomar ante mecanizaciones posteriores al tratamiento
•
Informaciones complementarias, en su caso.
Es mediante este certificado que la empresa que aplica el
tratamiento se responsabiliza del mismo, por ello es importante que el
responsable de una obra exija esta documentación. Cuando por alguna razón en
particular o cuando se quiere tener una confirmación de los resultados del
tratamiento para ajustar un programa de impregnación, por ejemplo, se pueden
enviar muestras para analizar en un laboratorio acreditado para determinar
tanto la retención como la penetración de la sustancia. Estos laboratorios
emitirán un informe con los resultados obtenidos mediante los ensayos
establecidos en las normas, que tendrá validez únicamente para la muestra
enviada y será representativo de dicho tratamiento.
Esto no se denomina “sello de calidad” sino “certificado de
calidad” y es distinto al sello, pues este implica controles, seguimiento y
auditorías a la empresa aplacadora.
Sello
de Calidad
Un certificado de calidad solo indica los resultados reales
obtenidos en un proceso de impregnación en particular, pero nada dice respecto
a si la empresa aplacadora registra, determina los resultados o mantiene un
estándar de calidad.
Un
sello de calidad se otorga a una empresa tratadora de madera por un tiempo
determinado, normalmente un ano. Este sello lo otorga un organismo
independiente y externo a la empresa tratadora, por ejemplo la Facultad de
Ingeniería en Tecnología de la Madera de la Universidad Michoacana de San
Nicolás de Hidalgo.
Este organismo, externo e independiente, controla y certifica
que los tratamientos realizados en una empresa que aplica tratamientos
protectores, se realicen de acuerdo con las normas vigentes, que sus procesos
sean controlados y registrados, que sus procedimientos estén definidos y
preestablecidos adecuadamente, que su maquinaria este controlada y que se
mantenga una linealidad en los trabajos realizados. Todos estos requisitos (al
igual que en la norma ISO 9001:2000) están orientados al cliente y a establecer
una mejora continua de los procesos. Una empresa aplicadora de tratamientos de
protección tiene acceso a un sello de calidad solo si cumple con los requisitos
que establece la empresa certificadora, esta evaluación se realiza mediante una
auditoria inicial o de evaluación que decide la concesión o no del sello.
Una vez obtenido el sello de calidad, la empresa certificadora
audita y realiza controles en fábrica de forma periódica a la empresa que ha
accedido al sello.
De
esta manera se establece un continuo control de la empresa aplicadora por parte
de un organismo externo, brindando la confiabilidad al cliente de la calidad de
los tratamientos efectuados. En España, a la fecha, el más difundido y
consolidado es el sello de calidad para la madera tratada de AITIM (Asociación
de Investigación Técnica de las Industrias de la Madera y el Corcho) clase de
riesgo 3, 4 y 5.
CIERRE
Esta fase nos permite que cada estudiante exprese sus
vivencias relacionadas con las actividades realizadas en el grupo, aquí se
puede hacer un recuento de todo lo aprendido en el curso después de haber
realizado una autoevaluación y conocer si se cumplieron las expectativas del
mismo.
|
El
facilitador a través de una práctica integradora en la Impregnadora la
Reforma, S.A. de C.V., para favorecer la generación, apropiación y aplicación
de las competencias profesionales, disciplinares y genéricas, solicita a los
estudiantes demuestren y justifique el proceso de la preservación de la
madera. Solicitando realicen un reporte de manera individual en el que
deberán incluir sus experiencias generadas en la práctica, las cuales deberán
de exponer en un panel de discusión en el salón de clases.
El facilitador para verificar el logro de
las competencias, verifica el reporte y trabajos realizados para hacer una
retroalimentación y le hace ver a los estudiantes los logros obtenidos y las
áreas de oportunidad en las que deberán poner mayor énfasis.
El facilitador solicita la integración de la carpeta de evidencias
para la sistematización y valoración de conocimiento, desempeño y producto.
|
Referencias bibliográficas
1
www.arqhys.com/contenidos/madera-historia.html. Consulta: noviembre 2011.
2
http://sepiensa.org.mx/contenidos/historia_mundo/prehist/paleolitico/arte_tecno/tecnoart_2.htm.
Consulta: noviembre 2011.
3 R. N. Coulson; J. A. Witter,
Entomología Forestal. Ecología y Control, Traducción, México, Limusa, 1990, 751
pp.
4
CONABIO (Comp.) 2006. Catálogo de autoridades taxonómicas de las termitas
(Isoptera:Insecta) de México. Base de datos SNIB-CONABIO. México.
5
Robert A. Zabel & Jeffrey J. Morrell. 1992 Wood Microbiology: Decay and
Prevention. Academic Press. San Diego.
6
JUNAC (JUNTA DEL ACUERDO DE CARTAGENA). 1988. Manual del grupo andino para la
preservación de maderas. Lima, Perú.
7
Giovanni Liotta. 2000. Los insectos y sus danos en la madera. Nerea, Junta de
Andalucía. Sevilla, España.
8
Miguel Ángel Morón, Roberto A. Terrón, Entomología práctica, México, D. F.,
Instituto de Ecología.
9 Robert A. Zabel & Jeffrey J.
Morrell, op cit.
10 Lawrence, J. F. & Newton, A.
F., Jr. 1995. Families and subfamilies of Coleoptera (with selectes genera,
notes, refernces and data on family-group names). In: Pakaluk y Slipinski
(Eds.). Biology, phylogeny and classification of Coleoptera: Papers celebrating
the 80th birthday of Roy A. Crowson. Muzeum i Instytut Zoologii PAN, Warszawa.
Pp. 779-1006. ISBN 83-85192-34-4.
11 Hans-Peter
Sutter. 1997. Holzschadlinge an Kulturgutern erkennen und bekampfen 3.
Unveranderte Auflage, Bern-Stuttgart-Wien, Verlag Paul Haupt.
12 Idem
13 Armengol A. J., E. P. Miró, J. M. M. Farré. 2004. Restauración de Madera. Parramón Ediciones. Barcelona.
14 JUNAC, op. cit.
15 Giovanni Liotta, op. cit.
16 Giovanni Liotta, op. cit.
17
Hora1ia Diaz-Barriga H. 2002. Hongos macromicetos comestibles, venenosos,
medicinales y destructores de la madera, de la reserva de la biosfera de la
mariposa monarca, sierra Chincua, Michoacán, México. Fundación Produce -
Comisión Forestal del Estado de Michoacán (COFOM). México.
18
http://hongos3.galeon.com/. Consulta: noviembre 2011.
19 Hans-Peter Sutter, op. cit.
20
Horalia Díaz-Barriga Vega,op. cit.
21
Peraza-Sanchez F. Protección preventiva de la madera. AITIM.
Madrid.
22 Ibidem.
23 Hans-Peter Sutter, op. cit.
24
Parramón Ediciones, op. cit.
25
Fernando Peraza Sánchez, op. cit.
26 Hans-Peter Sutter, op. cit.
27
Rodríguez Barreal J. A. y F. Arriaga. 1989. Patología, tratamiento y
consolidación de la madera puesta en obra. AITIM.
Madrid.
28 Fernando Peraza Sánchez, op.
cit.
29 Hans-Peter Sutter, op. cit.
30 Idem
34 Hans-PeterSutter, op. cit.
35 J. A. Rodríguez Barreal. op. cit.
41
Idem / 42 Fernando Peraza Sánchez, op. cit./ 43 Hans-Peter Sutter, op. cit.. /
45
Idem /46 Canela, et al. op. cit./ 47 Peraza Sánchez, op. cit.
48 Peter Sutter, op. cit.
51 Idem.
52 J. A. Rodriguez Barreal, op.
cit.
69
Rodríguez Barreal, op. cit.
70
Avila C. L. E. A. 2008. Técnicas de determinación de retención y penetración en
la Madera, notas. Facultad de Ingeniería en Tecnología
de la Madera,
Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. Morélia.29 pp.
71
Rodríguez Barreal, op. cit..
74. Rodriguez Barreal, op. cit.
80 FAO, op. cit.
León, J. C. (2010). Manual para la protección contra el deterioro de la
madera. Morelia, Mich., México: CONAFOR.
www.conafor.gob.mx
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