La madera se degrada fácilmente sin una conservación adecuada. Además de las medidas de conservación estructural de la madera , existen diversos conservantes y procesos químicos (también conocidos como tratamiento de la madera , tratamiento de la madera aserrada o tratamiento a presión ) que pueden prolongar la vida útil de la madera, la madera aserrada y sus productos asociados, incluida la madera industrializada . Estos suelen aumentar la durabilidad y la resistencia a la destrucción por parte de insectos u hongos.
Como propuso Richardson, [1] el tratamiento de la madera se ha practicado durante casi tanto tiempo como el uso de la madera misma. Hay registros de conservación de la madera que se remontan a la antigua Grecia durante el gobierno de Alejandro Magno , donde la madera de los puentes se remojaba en aceite de oliva . Los romanos protegían los cascos de sus barcos cepillando la madera con alquitrán. Durante la Revolución Industrial , la conservación de la madera se convirtió en una piedra angular de la industria de procesamiento de la madera. Inventores y científicos como Bethell, Boucherie, Burnett y Kyan hicieron desarrollos históricos en la conservación de la madera, con las soluciones y procesos conservantes. El tratamiento a presión comercial comenzó en la segunda mitad del siglo XIX con la protección de las traviesas del ferrocarril utilizando creosota . La madera tratada se utilizó principalmente para aplicaciones industriales, agrícolas y de servicios públicos, donde todavía se utiliza, hasta que su uso creció considerablemente (al menos en los Estados Unidos) en la década de 1970, cuando los propietarios comenzaron a construir terrazas y proyectos de patio trasero. La innovación en productos de madera tratada continúa hasta el día de hoy, y los consumidores se interesan cada vez más por materiales menos tóxicos.
La madera que ha sido tratada industrialmente a presión con productos conservantes aprobados plantea un riesgo limitado para el público y debe desecharse adecuadamente. El 31 de diciembre de 2003, la industria de tratamiento de madera de EE. UU. dejó de tratar la madera residencial con arsénico y cromo ( arseniato de cobre cromado o CCA). Este fue un acuerdo voluntario con la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos . El CCA fue reemplazado por pesticidas a base de cobre, con excepciones para ciertos usos industriales. [2] El CCA aún puede usarse para productos para exteriores como plataformas de remolques utilitarios y construcciones no residenciales como muelles, embarcaderos y edificios agrícolas. Los productos químicos para la conservación industrial de la madera generalmente no están disponibles directamente para el público y pueden requerir una aprobación especial para importar o comprar, según el producto y la jurisdicción donde se use. En la mayoría de los países, las operaciones de conservación industrial de la madera son actividades industriales notificables que requieren licencia de las autoridades reguladoras pertinentes, como la EPA o equivalente. Las condiciones de notificación y licencia varían ampliamente, según los productos químicos particulares utilizados y el país de uso.
Aunque se utilizan pesticidas para tratar la madera, su conservación protege los recursos naturales (a corto plazo) al permitir que los productos de madera duren más. En algunos casos, las malas prácticas industriales anteriores han dejado como legado la contaminación del suelo y el agua en los alrededores de los lugares de tratamiento de la madera. Sin embargo, con las prácticas industriales y los controles reglamentarios aprobados actualmente, como los implementados en Europa, América del Norte, Australia, Nueva Zelanda, Japón y otros lugares, el impacto ambiental de estas operaciones debería ser mínimo. [ Se cuestiona la neutralidad ] [ Se necesita cita ]
La madera tratada con conservantes modernos suele ser segura de manipular, siempre que se tomen las precauciones adecuadas y se tomen las medidas de protección personal. Sin embargo, la madera tratada puede presentar ciertos riesgos en algunas circunstancias, como durante la combustión o cuando se generan partículas sueltas de polvo de madera u otros residuos tóxicos finos, o cuando la madera tratada entra en contacto directo con alimentos y productos agrícolas. [ cita requerida ]
Recientemente se han introducido en el mercado conservantes que contienen cobre en forma de partículas microscópicas, generalmente con nombres comerciales y designaciones como "micronizado" o "micro", como MCQ o MCA. Los fabricantes afirman que estos productos son seguros y que la EPA los ha registrado.
La Asociación Estadounidense de Protección de la Madera (AWPA) recomienda que toda la madera tratada vaya acompañada de una Hoja de Información para el Consumidor (CIS), para comunicar las instrucciones de manipulación y eliminación seguras, así como los posibles peligros para la salud y el medio ambiente de la madera tratada. Muchos productores han optado por proporcionar Hojas de Datos de Seguridad de Materiales (MSDS) en su lugar. Aunque la práctica de distribuir MSDS en lugar de CIS está muy extendida, existe un debate en curso sobre la práctica y sobre cómo comunicar mejor los posibles peligros y la mitigación de los mismos al usuario final. Ni las MSDS ni las recién adoptadas Hojas de Datos de Seguridad Internacionales (SDS) son obligatorias para la madera tratada según la legislación federal estadounidense actual.
Los conservantes químicos se pueden clasificar en tres grandes categorías:
En Estados Unidos y Europa se ha introducido la tecnología de conservación de cobre en partículas ( micronizadas o dispersas) . En estos sistemas, el cobre se muele en partículas de tamaño microscópico y se suspende en agua en lugar de disolverse, como es el caso de otros productos de cobre como el ACQ y el azol de cobre. Hay dos sistemas de cobre en partículas en producción. Un sistema utiliza un sistema de biocida a base de cuaternarios (conocido como MCQ) y es un derivado del ACQ. El otro utiliza un biocida azólico (conocido como MCA o μCA-C) derivado del azol de cobre.
Dos sistemas de cobre particulado, uno comercializado como MicroPro y el otro como Wolmanized que utiliza la formulación μCA-C, han obtenido la certificación de Producto Ambientalmente Preferible (EPP). [3] [4] La certificación EPP fue emitida por Scientific Certifications Systems (SCS) y se basa en evaluaciones comparativas del impacto del ciclo de vida con un estándar de la industria.
El tamaño de las partículas de cobre utilizadas en las perlas de cobre "micronizadas" varía de 1 a 700 nm, con un promedio inferior a 300 nm. Las partículas de cobre más grandes (como las partículas de escala micrométrica) no penetran adecuadamente las paredes celulares de la madera. Estos conservantes micronizados utilizan nanopartículas de óxido de cobre o carbonato de cobre, por lo que existen presuntas preocupaciones de seguridad. [5] Un grupo ambientalista solicitó a la EPA en 2011 que revocara el registro de los productos de cobre micronizado, citando problemas de seguridad. [6]
El cobre cuaternario alcalino (ACQ) es un conservante hecho de cobre, un fungicida y un compuesto de amonio cuaternario (quat) como el cloruro de didecil dimetil amonio , un insecticida que también complementa el tratamiento fungicida. El ACQ se ha utilizado ampliamente en los EE. UU., Europa, Japón y Australia tras las restricciones al CCA. [7] Su uso está regido por normas nacionales e internacionales, que determinan el volumen de absorción de conservante necesario para un uso final específico de la madera.
Debido a que contiene altos niveles de cobre, la madera tratada con ACQ es cinco veces más corrosiva que el acero común . Es necesario utilizar sujetadores que cumplan o superen los requisitos de ASTM A 153 Clase D, como los revestidos de cerámica, ya que el acero galvanizado e incluso los grados comunes de acero inoxidable se corroen. En 2004, Estados Unidos comenzó a exigir el uso de conservantes de madera que no contengan arsénico para prácticamente toda la madera de uso residencial.
Las normas de la Asociación Estadounidense de Protección de la Madera (AWPA) para ACQ requieren una retención de 0,15 lb/pie cúbico (2,4 kg/m3 ) para uso sobre el suelo y 0,40 lb/pie cúbico (6,4 kg/m3 ) para contacto con el suelo.
Chemical Specialties, Inc (CSI, ahora Viance) recibió el Premio Presidencial de Química Verde de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos en 2002 por la introducción comercial de ACQ. Su uso generalizado ha eliminado importantes cantidades de arsénico y cromo que anteriormente contenía el CCA.
El conservante de cobre azólico (denominado CA-B y CA-C según las normas de la Asociación Estadounidense de Protección de la Madera/AWPA) es un importante conservante de madera a base de cobre que se ha utilizado ampliamente en Canadá, Estados Unidos, Europa, Japón y Australia tras las restricciones impuestas al CCA. Su uso está regido por normas nacionales e internacionales, que determinan el volumen de absorción de conservante necesario para un uso final específico de la madera.
El azol de cobre es similar al ACQ con la diferencia de que el conservante de cobre disuelto se complementa con un cobiocida de azol como los triazoles orgánicos como el tebuconazol o el propiconazol , que también se utilizan para proteger los cultivos alimentarios, en lugar del biocida cuaternario utilizado en el ACQ. [8] El cobiocida de azol produce un producto de azol de cobre que es eficaz con retenciones más bajas que las requeridas para un rendimiento equivalente del ACQ. La apariencia general de la madera tratada con conservante de azol de cobre es similar al CCA con una coloración verde.
La madera tratada con azol de cobre se comercializa ampliamente bajo las marcas Preserve CA y Wolmanized en América del Norte, y bajo la marca Tanalith en Europa y otros mercados internacionales.
La retención estándar de AWPA para CA-B es de 0,10 lb/pie cúbico (1,6 kg/m3 ) para aplicaciones sobre el suelo y de 0,21 lb/pie cúbico (3,4 kg/m3 ) para aplicaciones en contacto con el suelo. El azol de cobre tipo C, denominado CA-C, se ha introducido bajo las marcas Wolmanized y Preserve. La retención estándar de AWPA para CA-C es de 0,06 lb/pie cúbico (0,96 kg/m3 ) para aplicaciones sobre el suelo y de 0,15 lb/pie cúbico (2,4 kg/m3 ) para aplicaciones en contacto con el suelo.
El naftenato de cobre , inventado en Dinamarca en 1911, se ha utilizado con eficacia para muchas aplicaciones, entre ellas: postes de cercas , lonas, redes, invernaderos, postes de servicios públicos, traviesas de ferrocarril, colmenas y estructuras de madera en contacto con el suelo. El naftenato de cobre está registrado en la EPA como un pesticida de uso no restringido, por lo que no existen requisitos de licencia de aplicadores federales para su uso como conservante de madera. El naftenato de cobre se puede aplicar con brocha, por inmersión o por tratamiento a presión.
La Universidad de Hawai ha descubierto que el naftenato de cobre presente en la madera en cantidades de 1,5 lb/pie cúbico (24 kg/m 3 ) es resistente al ataque de las termitas de Formosa. El 19 de febrero de 1981, el Registro Federal describió la posición de la EPA con respecto a los riesgos para la salud asociados con varios conservantes de madera. Como resultado, el Servicio de Parques Nacionales recomendó el uso de naftenato de cobre en sus instalaciones como un sustituto aprobado del pentaclorofenol , la creosota y los arsénicos inorgánicos . Un estudio de 50 años presentado a la AWPA en 2005 por Mike Freeman y Douglas Crawford dice: "Este estudio reevaluó la condición de los postes de madera tratados en el sur de Mississippi y calculó estadísticamente la nueva vida útil esperada de los postes. Se determinó que los conservantes de madera comerciales, como el pentaclorofenol en aceite, la creosota y el naftenato de cobre en aceite, proporcionaron una excelente protección para los postes, con una vida útil que ahora se calcula que supera los 60 años. Sorprendentemente, los postes tratados con creosota y penta con un 75% de la retención recomendada por la AWPA, y el naftenato de cobre con un 50% de la retención requerida por la AWPA, dieron un rendimiento excelente en este sitio de la Zona de peligro 5 de la AWPA. Los postes de pino del sur sin tratar duraron 2 años en este sitio de prueba". [9]
La norma AWPA M4 para el cuidado de productos de madera tratados con conservantes establece que "la idoneidad del sistema de conservación para el tratamiento en campo se determinará según el tipo de conservante utilizado originalmente para proteger el producto y la disponibilidad de un conservante para el tratamiento en campo. Debido a que muchos productos conservantes no están envasados ni etiquetados para su uso por parte del público en general, puede ser necesario utilizar un sistema diferente del tratamiento original para el tratamiento en campo. Los usuarios deben leer y seguir atentamente las instrucciones y precauciones que se indican en la etiqueta del producto al utilizar estos materiales. Se recomiendan conservantes de naftenato de cobre que contengan un mínimo de 2,0 % de metal de cobre para el material tratado originalmente con naftenato de cobre, pentaclorofenol, creosota, solución de creosota o conservantes a base de agua". [10] La Norma M4 ha sido adoptada por el [11] Código Internacional de Construcción (IBC) 2015 del Consejo de Códigos Internacionales (ICC) sección 2303.1.9 Madera tratada con conservantes y el Código Residencial Internacional (IRC) 2015 R317.1.1 Tratamiento de campo. La Asociación Estadounidense de Funcionarios de Carreteras Estatales y Transporte (AASHTO) también ha adoptado la Norma M4 de la AWPA.
El naftenato de cobre a base de agua se vende a los consumidores con el nombre comercial QNAP 5W. Los naftenatos de cobre a base de aceite con un 1 % de cobre como solución metálica se venden a los consumidores con los nombres comerciales Copper Green y Wolmanized Copper Coat, una solución de cobre al 2 % como solución metálica se vende con el nombre comercial Tenino.
En el tratamiento con CCA, el cobre es el fungicida principal , el arsénico es un fungicida secundario y un insecticida , y el cromo es un fijador que también proporciona resistencia a la luz ultravioleta (UV). Reconocido por el tinte verdoso que le da a la madera, el CCA es un conservante que fue muy común durante muchas décadas.
En el proceso de tratamiento a presión se aplica una solución acuosa de CCA mediante un ciclo de vacío y presión, y luego la madera tratada se apila para secarla. Durante el proceso, la mezcla de óxidos reacciona para formar compuestos insolubles, lo que ayuda a solucionar los problemas de lixiviación.
El proceso puede aplicar distintas cantidades de conservante a distintos niveles de presión para proteger la madera contra niveles crecientes de ataque. Se puede aplicar una protección creciente (en orden creciente de ataque y tratamiento) para: exposición a la atmósfera, implantación en el suelo o inserción en un entorno marino.
En la última década se han planteado preocupaciones de que los productos químicos pueden filtrarse de la madera al suelo circundante , lo que resulta en concentraciones más altas que los niveles de fondo naturales. Un estudio citado en Forest Products Journal encontró que entre el 12 y el 13% del arseniato de cobre cromado se lixivió de la madera tratada enterrada en compost durante un período de 12 meses. Una vez que estos productos químicos se han filtrado de la madera, es probable que se unan a las partículas del suelo, especialmente en suelos con arcilla o suelos que son más alcalinos que neutros. En los Estados Unidos, la Comisión de Seguridad de Productos de Consumo de EE. UU. publicó un informe en 2002 que afirmaba que la exposición al arsénico por contacto humano directo con madera tratada con CCA puede ser mayor de lo que se creía anteriormente. El 1 de enero de 2004, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) en un acuerdo voluntario con la industria comenzó a restringir el uso de CCA en madera tratada en la construcción residencial y comercial, con la excepción de tejas y tejas , cimientos de madera permanentes y ciertas aplicaciones comerciales. Esto se hizo con el objetivo de reducir el uso de arsénico y mejorar la seguridad ambiental, aunque la EPA tuvo cuidado de señalar que no había llegado a la conclusión de que las estructuras de madera tratadas con CCA en servicio plantearan un riesgo inaceptable para la comunidad. La EPA no exigió la eliminación o el desmantelamiento de las estructuras de madera tratadas con CCA existentes.
En Australia, la Autoridad Australiana de Pesticidas y Medicamentos Veterinarios (APVMA [12] ) restringió el uso del conservante CCA para el tratamiento de la madera utilizada en ciertas aplicaciones a partir de marzo de 2006. El CCA ya no se puede utilizar para tratar la madera utilizada en aplicaciones de "contacto humano íntimo", como equipos de juegos infantiles, muebles, cubiertas residenciales y pasamanos. El uso para aplicaciones residenciales, comerciales e industriales de bajo contacto sigue sin restricciones, al igual que su uso en todas las demás situaciones. La decisión de la APVMA de restringir el uso de CCA en Australia fue una medida de precaución, aunque el informe [13] no encontró evidencia que demostrara que la madera tratada con CCA planteara riesgos irrazonables para los humanos en un uso normal. De manera similar a la EPA de EE. UU., la APVMA no recomendó el desmantelamiento o la eliminación de estructuras de madera tratadas con CCA existentes.
En Europa, la Directiva 2003/2/CE restringe la comercialización y el uso de arsénico, incluido el tratamiento de la madera con CCA. No se permite el uso de madera tratada con CCA en construcciones residenciales o domésticas, pero sí se permite su uso en diversas obras públicas e industriales, como puentes, vallas de seguridad para carreteras, postes de transmisión de energía eléctrica y telecomunicaciones. En el Reino Unido, en julio de 2012, el Departamento de Medio Ambiente, Alimentación y Asuntos Rurales clasificó la madera de desecho tratada con CCA como residuo peligroso. [14]
Entre ellos se encuentran el HDO de cobre (bis-(N-ciclohexildiazeniodioxi)-cobre o CuHDO), el cromato de cobre, el citrato de cobre, el cromato ácido de cobre y el arseniato de cobre y zinc amoniacal (ACZA). El tratamiento con CuHDO es una alternativa al CCA, ACQ y CA que se utiliza en Europa y se encuentra en etapa de aprobación en Estados Unidos y Canadá. El ACZA se utiliza generalmente para aplicaciones marinas.
El ácido bórico , los óxidos y las sales ( boratos ) son conservantes de madera eficaces y se comercializan bajo numerosas marcas en todo el mundo. Uno de los compuestos más comunes utilizados es el octaborato de disodio tetrahidratado Na2B8O13 · 4H2O , comúnmente abreviado DOT . La madera tratada con borato tiene baja toxicidad para los humanos y no contiene cobre ni otros metales pesados. Sin embargo, a diferencia de la mayoría de los demás conservantes, los compuestos de borato no se fijan en la madera y pueden lixiviarse parcialmente si se exponen repetidamente al agua que fluye en lugar de evaporarse (la evaporación deja el borato atrás, por lo que no es un problema). Aunque la lixiviación normalmente no reducirá las concentraciones de boro por debajo de los niveles efectivos para prevenir el crecimiento de hongos, los boratos no deben usarse donde estarán expuestos a la lluvia, el agua o el contacto con el suelo repetidos a menos que las superficies expuestas estén tratadas para repeler el agua. [15] Los compuestos de borato de cinc son menos susceptibles a la lixiviación que los de borato de sodio, pero no se recomiendan para uso subterráneo a menos que la madera se selle primero. [16] El reciente interés en la madera de baja toxicidad para uso residencial, junto con las nuevas regulaciones que restringen algunos agentes de conservación de la madera, ha dado lugar a un resurgimiento del uso de madera tratada con borato para vigas de suelo y elementos estructurales internos. Los investigadores de CSIRO en Australia han desarrollado organoboratos que son mucho más resistentes a la lixiviación, al tiempo que proporcionan a la madera una buena protección contra los ataques de termitas y hongos. [17] [18] El coste de la producción de estos boratos modificados limitará su amplia adopción, pero es probable que sean adecuados para determinadas aplicaciones de nicho, especialmente donde la baja toxicidad para los mamíferos es de suma importancia.
Las recientes preocupaciones sobre los efectos sobre la salud y el medio ambiente de los conservantes metálicos para la madera han creado un interés de mercado en los conservantes no metálicos para la madera, como el propiconazol , el tebuconazol y el imidacloprid , más conocidos como PTI. Las normas de la Asociación Estadounidense de Protección de la Madera (AWPA) para PTI exigen una retención de 0,018 lb/pie cúbico (0,29 kg/m3 ) para uso sobre el suelo y de 0,013 lb/pie cúbico (0,21 kg/m3 ) cuando se aplica en combinación con un estabilizador de cera. La AWPA no ha desarrollado una norma para un conservante PTI para contacto con el suelo, por lo que actualmente el PTI se limita a aplicaciones sobre el suelo, como cubiertas. Los tres componentes del PTI también se utilizan en aplicaciones de cultivos alimentarios. Las cantidades muy bajas requeridas de PTI en la madera tratada a presión limitan aún más los efectos y reducen sustancialmente los costos de transporte y los impactos ambientales asociados para el envío de los componentes conservantes a las plantas de tratamiento a presión.
El conservante PTI le da muy poco color a la madera. Los productores generalmente agregan un agente colorante o una pequeña cantidad de solución de cobre para identificar la madera como tratada a presión y para que coincida mejor con el color de otros productos de madera tratada a presión. Los productos de madera PTI se adaptan muy bien a las aplicaciones de pintura y tinte sin traspasar. La adición del estabilizador de cera permite una menor retención del conservante y reduce sustancialmente la tendencia de la madera a deformarse y partirse a medida que se seca. En combinación con el mantenimiento normal de la plataforma y las aplicaciones de sellador, el estabilizador ayuda a mantener la apariencia y el rendimiento a lo largo del tiempo. Los productos de madera tratada a presión PTI no son más corrosivos que la madera sin tratar y están aprobados para todo tipo de contacto con metales, incluido el aluminio.
Los productos de madera tratada a presión PTI son relativamente nuevos en el mercado y aún no están ampliamente disponibles en las tiendas de materiales de construcción. Sin embargo, hay algunos proveedores que venden productos PTI para entrega en cualquier parte de los EE. UU. en pedidos por lotes.
El silicato de sodio se produce fusionando carbonato de sodio con arena o calentando ambos ingredientes bajo presión. Se utiliza desde el siglo XIX. Puede ser un elemento disuasorio contra los ataques de insectos y posee propiedades ignífugas menores ; sin embargo, la humedad lo elimina fácilmente de la madera y forma una capa similar a las escamas sobre la misma.
Timber Treatment Technology, LLC , comercializa TimberSIL, un conservante de madera a base de silicato de sodio. El proceso patentado de TimberSIL rodea las fibras de madera con una matriz de vidrio amorfo, protectora y no tóxica. El resultado es un producto que la empresa llama "Glass Wood", que según afirman es ignífugo de clase A , químicamente inerte, resistente a la putrefacción y la descomposición y superior en resistencia a la madera sin tratar. [19] Timbersil está actualmente involucrado en un litigio por sus reclamaciones. [20] [21]
Existen varios fabricantes europeos de pinturas naturales que han desarrollado conservantes a base de silicato de potasio (silicato de potasio soluble). Estos conservantes suelen incluir compuestos de boro, celulosa, lignina y otros extractos de plantas. Se aplican en superficies con una impregnación mínima para uso interno.
En Australia, se ha desarrollado un conservante a base de agua, bifentrina , para mejorar la resistencia de la madera a los insectos. Como este conservante se aplica mediante pulverización, solo penetra los 2 mm exteriores de la sección transversal de la madera. Se han planteado dudas sobre si este sistema de envoltura fina proporcionará protección contra los insectos a largo plazo, en particular cuando se expone a la luz solar durante períodos prolongados.
Para la protección ignífuga de la madera se utiliza un retardante químico que permanece estable en entornos de alta temperatura. El retardante ignífugo se aplica bajo presión en una planta de tratamiento de madera, como los conservantes descritos anteriormente, o se aplica como revestimiento de superficie.
En ambos casos, el tratamiento proporciona una barrera física a la propagación de las llamas. La madera tratada se carboniza pero no se oxida. Esto crea una capa convectiva que transfiere el calor de la llama a la madera de manera uniforme, lo que ralentiza significativamente el avance del fuego hacia el material. Existen varios materiales de construcción a base de madera disponibles comercialmente que utilizan tratamiento a presión (como los que se comercializan en los Estados Unidos y en otros lugares bajo los nombres comerciales de "FirePro", "Burnblock", "Wood-safe", "Dricon", "D-Blaze" y "Pyro-Guard"), así como recubrimientos aplicados en fábrica bajo los nombres comerciales de "PinkWood" y "NexGen". Algunos recubrimientos aplicados en el lugar, así como los retardantes de fuego bromados, han perdido popularidad debido a preocupaciones de seguridad y preocupaciones relacionadas con la consistencia de la aplicación. También existen tratamientos especializados para la madera utilizada en aplicaciones expuestas a la intemperie.
El único retardante de fuego que se aplica mediante impregnación y que se comercializa en Australia es "NexGen". "Guardian", que utilizaba formiato de calcio como "poderoso agente modificador de la madera", se retiró de la venta a principios de 2010 por razones no especificadas.
Entre ellos se encuentran el pentaclorofenol ("penta") y la creosota . Estos emiten un fuerte olor petroquímico y, por lo general, no se utilizan en productos de consumo. Ambos tratamientos a presión protegen rutinariamente la madera durante 40 años en la mayoría de las aplicaciones.
La creosota fue el primer conservante de madera que adquirió importancia industrial hace más de 150 años y todavía se utiliza ampliamente en la actualidad para la protección de componentes industriales de madera donde es esencial una larga vida útil. La creosota es un conservante a base de alquitrán que se utiliza comúnmente para postes de servicios públicos y traviesas o durmientes de ferrocarril . La creosota es uno de los conservantes de madera más antiguos y originalmente se derivaba de un destilado de madera , pero ahora, prácticamente toda la creosota se fabrica a partir de la destilación de alquitrán de hulla . La creosota está regulada como pesticida y, por lo general, no se vende al público en general.
En los últimos años, en Australia y Nueva Zelanda, se ha incorporado aceite de linaza en formulaciones de conservantes como disolvente y repelente de agua para "tratar la envoltura" de la madera. Esto implica simplemente tratar los 5 mm exteriores de la sección transversal de un elemento de madera con conservante (por ejemplo, permetrina 25:75), dejando el núcleo sin tratar. Si bien no son tan eficaces como los métodos CCA o LOSP, los tratamientos de envoltura son significativamente más económicos, ya que utilizan mucho menos conservante. Los principales fabricantes de conservantes añaden un tinte azul (o rojo) a los tratamientos de envoltura. La madera de color azul se utiliza al sur del Trópico de Capricornio y la roja para el resto del mundo. El tinte de color también indica que la madera está tratada para resistir a las termitas/hormigas blancas. Hay una campaña de promoción en curso en Australia para este tipo de tratamiento.
Esta clase de tratamientos para la madera utiliza alcohol mineral o aceites ligeros como el queroseno como disolvente para introducir los compuestos conservantes en la madera. Los piretroides sintéticos se utilizan normalmente como insecticidas, como la permetrina, la bifentrina o la deltametrina. En Australia y Nueva Zelanda, las fórmulas más habituales utilizan permetrina como insecticida y propiconazol y tebuconazol como fungicidas. Aunque sigue utilizando un conservante químico, esta fórmula no contiene compuestos de metales pesados.
Con la introducción de estrictas leyes sobre compuestos orgánicos volátiles (VOC) en la Unión Europea, los LOSP presentan desventajas debido al alto costo y los largos tiempos de proceso asociados con los sistemas de recuperación de vapor. Los LOSP se han emulsionado en solventes a base de agua. Si bien esto reduce significativamente las emisiones de COV, la madera se hincha durante el tratamiento, lo que elimina muchas de las ventajas de las formulaciones LOSP.
Se pueden utilizar diversas resinas epoxi, que normalmente se diluyen con un disolvente como la acetona o la metiletilcetona (MEK), tanto para conservar como para sellar la madera. El mercado de revestimientos para madera en general superará los 12 mil millones de dólares en 2027. [22]
La madera modificada biológicamente se trata con biopolímeros procedentes de residuos agrícolas. Tras el secado y el curado, la madera blanda se vuelve duradera y resistente. Con este proceso, la madera de pino de rápido crecimiento adquiere propiedades similares a las de las maderas duras tropicales. Las instalaciones de producción para este proceso se encuentran en los Países Bajos y se conocen con el nombre comercial de “NobelWood”.
A partir de residuos agrícolas, como el bagazo de caña de azúcar, se fabrica alcohol furfurílico . Teóricamente, este alcohol puede proceder de cualquier residuo de biomasa fermentada y, por lo tanto, se puede considerar un producto químico ecológico. Tras las reacciones de condensación, se forman prepolímeros a partir del alcohol furfurílico. La madera blanda de rápido crecimiento se impregna con el biopolímero soluble en agua. Después de la impregnación, la madera se seca y se calienta, lo que inicia una reacción de polimerización entre el biopolímero y las células de la madera. Este proceso da como resultado células de madera resistentes a los microorganismos. En la actualidad, la única especie de madera que se utiliza para este proceso es el Pinus radiata . Esta es la especie de árbol de más rápido crecimiento en la Tierra que tiene una estructura porosa que es particularmente adecuada para los procesos de impregnación.
La técnica se aplica principalmente a la madera para la construcción como material de revestimiento. La técnica se está desarrollando aún más para alcanzar propiedades físicas y biológicas similares a las de otras especies de madera impregnadas con polifurfurilo. Además de la impregnación con biopolímeros, la madera también se puede impregnar con resinas ignífugas. Esta combinación crea una madera con clase de durabilidad I y una certificación de seguridad contra incendios de clase B europea.
La modificación química de la madera a nivel molecular se ha utilizado para mejorar sus propiedades de rendimiento. Se han publicado muchos sistemas de reacción química para la modificación de la madera, especialmente aquellos que utilizan varios tipos de anhídridos; sin embargo, la reacción de la madera con anhídrido acético ha sido la más estudiada. [23] [24] [25]
Las propiedades físicas de cualquier material están determinadas por su estructura química. La madera contiene una gran cantidad de grupos químicos llamados hidroxilos libres . Los grupos hidroxilos libres absorben y liberan agua fácilmente según los cambios en las condiciones climáticas a las que están expuestos. Esta es la razón principal por la que la estabilidad dimensional de la madera se ve afectada por la hinchazón y la contracción. También se cree que la digestión de la madera por enzimas se inicia en los sitios de hidroxilos libres, que es una de las principales razones por las que la madera es propensa a la descomposición. [26]
La acetilación cambia eficazmente los compuestos con hidroxilos libres dentro de la madera en ésteres de acetato . [27] Esto se hace reaccionando la madera con anhídrido acético , que proviene del ácido acético . Cuando los grupos hidroxilo libres se transforman en grupos acetoxi , la capacidad de la madera para absorber agua se reduce en gran medida, lo que hace que la madera sea más estable dimensionalmente y, debido a que ya no es digerible, extremadamente duradera. En general, las maderas blandas tienen naturalmente un contenido de acetilo de 0,5 a 1,5% y las maderas duras más duraderas de 2 a 4,5%. La acetilación lleva a la madera mucho más allá de estos niveles con los beneficios correspondientes. Estos incluyen una vida útil prolongada de los recubrimientos debido a que la madera acetilada actúa como un sustrato más estable para pinturas y recubrimientos translúcidos. La madera acetilada no es tóxica y no tiene los problemas ambientales asociados con las técnicas de conservación tradicionales.
La acetilación de la madera fue realizada por primera vez en Alemania en 1928 por Fuchs. En 1946, Tarkow, Stamm y Erickson describieron por primera vez el uso de la acetilación de la madera para estabilizarla y evitar que se hinche en agua. Desde la década de 1940, muchos laboratorios de todo el mundo han estudiado la acetilación de muchos tipos diferentes de maderas y recursos agrícolas.
A pesar de la gran cantidad de investigaciones sobre la modificación química de la madera y, más específicamente, sobre la acetilación de la madera, la comercialización no fue fácil. La primera patente sobre la acetilación de la madera fue presentada por Suida en Austria en 1930. Más tarde, en 1947, Stamm y Tarkow presentaron una patente sobre la acetilación de madera y tableros utilizando piridina como catalizador. En 1961, la empresa Koppers publicó un boletín técnico sobre la acetilación de la madera sin catálisis, sino con un codisolvente orgánico [28]. En 1977, en Rusia, Otlesnov y Nikitina estuvieron cerca de la comercialización, pero el proceso se interrumpió, presumiblemente porque no se pudo lograr la rentabilidad. En 2007, Titan Wood, una empresa con sede en Londres, con instalaciones de producción en los Países Bajos, logró una comercialización rentable y comenzó la producción a gran escala de madera acetilada bajo el nombre comercial "Accoya". [29]
El recubrimiento o revestimiento de cobre es la práctica de cubrir la madera, más comúnmente los cascos de madera de los barcos, con cobre metálico. Como el cobre metálico es repelente y tóxico para los hongos, los insectos como las termitas y los bivalvos marinos, esto preservaría la madera y también actuaría como una medida antiincrustante para evitar que la vida acuática se adhiera al casco del barco y reduzca la velocidad y la maniobrabilidad del mismo. Las pinturas modernas para fondos marinos a menudo incorporan una cantidad significativa de cobre en sus fórmulas por la misma razón, aunque no se recomiendan para cascos de aluminio debido a las posibilidades de corrosión galvánica . [30]
Estas especies son resistentes a la descomposición en su estado natural, debido a los altos niveles de sustancias químicas orgánicas llamadas extractivos , principalmente polifenoles , que les proporcionan propiedades antimicrobianas. [31] Los extractivos son sustancias químicas que se depositan en el duramen de ciertas especies de árboles a medida que convierten la albura en duramen ; sin embargo, están presentes en ambas partes. [32] El pino huon ( Lagarostrobos franklinii ), el merbau ( Intsia bijuga ), la corteza de hierro ( Eucalyptus spp.), la totara ( Podocarpus totara ), el puriri ( Vitex lucens ), el kauri ( Agathis australis ) y muchos cipreses , como la secuoya costera ( Sequoia sempervirens ) y el cedro rojo occidental ( Thuja plicata ), entran en esta categoría. Sin embargo, muchas de estas especies tienden a ser prohibitivamente caras para aplicaciones de construcción general.
El pino Huon se utilizó para cascos de barcos en el siglo XIX, pero la sobreexplotación y la tasa de crecimiento extremadamente lenta del pino Huon lo convierten ahora en una madera especial. El pino Huon es tan resistente a la putrefacción que los árboles caídos hace muchos años todavía tienen valor comercial. El merbau sigue siendo una madera popular para cubiertas y tiene una larga vida en aplicaciones sobre el suelo, pero se tala de manera insostenible y es demasiado duro y quebradizo para el uso general. La corteza de hierro es una buena opción cuando está disponible. Se cosecha tanto de bosques antiguos como de plantaciones en Australia y es muy resistente a la putrefacción y las termitas . Se utiliza más comúnmente para postes de cercas y tocones de casas. El cedro rojo del este ( Juniperus virginiana ) y la acacia negra ( Robinia pseudoacacia ) se han utilizado durante mucho tiempo para postes y barandillas de cercas resistentes a la putrefacción en el este de los Estados Unidos , y la acacia negra también se planta en los tiempos modernos en Europa. La secuoya de la costa se utiliza comúnmente para aplicaciones similares en el oeste de los Estados Unidos . El totara y el puriri se utilizaron ampliamente en Nueva Zelanda durante la era colonial europea , cuando se "explotaron" los bosques nativos, incluso como postes para cercas, muchos de los cuales todavía se encuentran en funcionamiento. Los maoríes utilizaban el totara para construir grandes waka (canoas). Hoy en día, son maderas especiales debido a su escasez, aunque las de menor calidad se venden para uso en jardinería. El kauri es una madera excelente para construir cascos y cubiertas de barcos. También es una madera especial en la actualidad y los troncos antiguos (de más de 3000 años) que se han extraído de los pantanos son utilizados por torneros de madera y fabricantes de muebles.
La durabilidad natural o la resistencia a la putrefacción y a los insectos de las especies de madera siempre se basa en el duramen (o "madera verdadera"). La albura de todas las especies de madera debe considerarse no duradera sin un tratamiento de conservación.
Las sustancias naturales, purificadas a partir de árboles naturalmente resistentes a la putrefacción y responsables de la durabilidad natural, también conocidas como extractivos naturales , son otros conservantes de madera prometedores. Se han descrito varios compuestos como responsables de la durabilidad natural, incluidos diferentes polifenoles , ligninas , lignanos (como gmelinol , ácido plicatico ), hinokitiol , α-cadinol y otros sesquiterpenoides , flavonoides (como mezquitol ) y otras sustancias. [33] [34] [35] Estos compuestos se identifican principalmente en el duramen , aunque también están presentes en concentraciones mínimas en la albura . [36] Los taninos , que también han demostrado actuar como protectores, están presentes en la corteza de los árboles. [37] El tratamiento de la madera con extractivos naturales, como hinokitiol , taninos y diferentes extractos de árboles, se ha estudiado y propuesto como otro método de conservación de la madera respetuoso con el medio ambiente. [38] [39] [40] [41]
El aceite de tung se ha utilizado durante cientos de años en China , donde se utilizaba como conservante para barcos de madera. El aceite penetra en la madera y luego se endurece para formar una capa hidrófoba impermeable de hasta 5 mm en la madera. Como conservante, es eficaz para trabajos exteriores sobre y bajo tierra, pero la capa delgada lo hace menos útil en la práctica. No está disponible como tratamiento a presión.
Además de secar la madera en hornos, el tratamiento térmico puede hacer que la madera sea más duradera. Calentando la madera a una temperatura determinada, es posible que la fibra de madera resulte menos apetecible para los insectos.
El tratamiento térmico también puede mejorar las propiedades de la madera con respecto al agua, con una humedad de equilibrio más baja, menos deformación por humedad y resistencia a la intemperie. Es lo suficientemente resistente a la intemperie como para ser utilizada sin protección, en fachadas o en mesas de cocina, donde se espera que se moje. Sin embargo, el calentamiento puede reducir la cantidad de compuestos orgánicos volátiles, [32] que generalmente tienen propiedades antimicrobianas. [42]
Existen cuatro tratamientos térmicos similares: Westwood, desarrollado en Estados Unidos; Retiwood, desarrollado en Francia; Thermowood, desarrollado en Finlandia por VTT; y Platowood, desarrollado en los Países Bajos. Estos procesos esterilizan en autoclave la madera tratada, sometiéndola a presión y calor, junto con nitrógeno o vapor de agua para controlar el secado en un proceso de tratamiento por etapas que va de 24 a 48 horas a temperaturas de 180 °C a 230 °C según la especie de madera. Estos procesos aumentan la durabilidad, la estabilidad dimensional y la dureza de la madera tratada en al menos una clase; sin embargo, la madera tratada se oscurece en color y hay cambios en ciertas características mecánicas: específicamente, el módulo de elasticidad aumenta al 10% y el módulo de ruptura disminuye entre un 5% y un 20%. [43] [44] Por lo tanto, la madera tratada requiere perforaciones para clavarla para evitar que se parta. Algunos de estos procesos causan menos impacto que otros en sus efectos mecánicos sobre la madera tratada. La madera tratada con este proceso se utiliza a menudo para revestimientos, suelos, muebles y ventanas.
Para el control de plagas que pueden estar presentes en el material de embalaje de madera (es decir, cajones y palés ), la NIMF n.° 15 exige un tratamiento térmico de la madera a 56 °C durante 30 minutos para recibir el sello HT . Esto suele ser necesario para garantizar la eliminación del nematodo del marchitamiento del pino y otros tipos de plagas de la madera que podrían transportarse a nivel internacional.
La madera y el bambú se pueden enterrar en barro para ayudar a protegerlos de los insectos y la descomposición. Esta práctica se utiliza ampliamente en Vietnam para construir casas de campo que constan de un armazón estructural de madera, un armazón de techo de bambú y bambú con barro mezclado con heno de arroz para las paredes. Si bien la madera en contacto con el suelo generalmente se descompone más rápidamente que la madera que no está en contacto con él, es posible que los suelos predominantemente arcillosos que prevalecen en Vietnam brinden un grado de protección mecánica contra el ataque de insectos, lo que compensa la tasa acelerada de descomposición.
Además, dado que la madera está sujeta a la descomposición bacteriana solo en rangos específicos de temperatura y contenido de humedad, sumergirla en lodo saturado de agua puede retardar la descomposición al saturar las células internas de la madera más allá de su rango de descomposición por humedad.
Probablemente, los primeros intentos de proteger la madera de la descomposición y de los ataques de insectos consistieron en cepillar o frotar conservantes sobre las superficies de la madera tratada. A través de ensayo y error, se determinaron lentamente los conservantes y los procesos de aplicación más eficaces. En la Revolución Industrial, la demanda de cosas como postes de telégrafo y traviesas de ferrocarril contribuyó a impulsar una explosión de nuevas técnicas que surgieron a principios del siglo XIX. El auge más pronunciado de las invenciones tuvo lugar entre 1830 y 1840, cuando Bethell, Boucherie, Burnett y Kyan hicieron historia en la conservación de la madera. Desde entonces, se han introducido numerosos procesos o se han mejorado los existentes. El objetivo de la conservación de la madera actual es garantizar una penetración profunda y uniforme con un coste razonable, sin poner en peligro el medio ambiente. Los procesos de aplicación más extendidos hoy en día son los que utilizan presión artificial mediante los que se tratan de forma eficaz muchas maderas, pero varias especies (como la pícea, el abeto de Douglas, el alerce, la cicuta y el abeto) son muy resistentes a la impregnación. El tratamiento de estas maderas mediante incisión ha tenido cierto éxito, pero con un coste más elevado y resultados no siempre satisfactorios. Los métodos de conservación de la madera se pueden dividir en dos grandes grupos: procesos sin presión y procesos con presión.
Existen numerosos procesos de tratamiento de la madera sin presión que varían principalmente en su procedimiento. Los más comunes de estos tratamientos implican la aplicación del conservante mediante cepillado o pulverización, inmersión, remojo, maceración o mediante baños calientes y fríos. También existe una variedad de métodos adicionales que implican carbonización, aplicación de conservantes en orificios perforados, procesos de difusión y desplazamiento de savia.
El uso de conservantes con brocha es un método muy utilizado desde hace mucho tiempo y que se utiliza a menudo en los talleres de carpintería actuales. Los avances tecnológicos hacen que también sea posible rociar conservantes sobre la superficie de la madera. Parte del líquido se absorbe en la madera como resultado de la acción capilar antes de que el rocío se escurra o se evapore, pero a menos que se formen charcos, la penetración es limitada y puede no ser adecuada para la intemperie a largo plazo. Con el método de rociado, también se puede aplicar creosota de alquitrán de hulla, soluciones a base de aceite y sales a base de agua (en cierta medida). Un tratamiento minucioso con brocha o rociado con creosota de alquitrán de hulla puede agregar de 1 a 3 años a la vida útil de los postes. Dos o más capas brindan mejor protección que una, pero las capas sucesivas no deben aplicarse hasta que la capa anterior se haya secado o empapado en la madera. La madera debe secarse antes del tratamiento.
El proceso de inmersión consiste simplemente en sumergir la madera en un baño de creosota u otro conservante durante unos segundos o minutos. Se consiguen penetraciones similares a las de los procesos de cepillado y pulverización. Tiene la ventaja de minimizar el trabajo manual. Requiere más equipo y mayores cantidades de conservante y no es adecuado para tratar lotes pequeños de madera. Por lo general, el proceso de inmersión es útil en el tratamiento de marcos de ventanas y puertas. A excepción del naftenato de cobre, el tratamiento con conservantes de sal de cobre ya no está permitido con este método.
En este proceso, la madera se sumerge en un tanque con una mezcla de agua y conservante y se deja en remojo durante un período más largo (varios días o semanas). Este proceso fue desarrollado en el siglo XIX por John Kyan . La profundidad y la retención que se logran dependen de factores como la especie, la humedad de la madera, el conservante y la duración del remojo. La mayor parte de la absorción tiene lugar durante los primeros dos o tres días, pero continuará a un ritmo más lento durante un período indefinido. Como resultado, cuanto más tiempo se pueda dejar la madera en la solución, mejor tratamiento recibirá. Al tratar la madera curada, tanto el agua como la sal conservante se empapan en la madera, lo que hace necesario curarla una segunda vez. Los postes y postes se pueden tratar directamente en áreas en peligro, pero deben tratarse al menos 30 cm (0,98 pies) por encima del futuro nivel del suelo.
La profundidad obtenida durante los períodos regulares de remojo varía de 5 a 10 mm (0,20 a 0,39 pulgadas) hasta 30 mm (1,2 pulgadas) en el caso del pino de albura. Debido a la baja absorción, la concentración de la solución debe ser algo más fuerte que en los procesos de presión, alrededor del 5% para la madera seca y el 10% para la madera verde (porque la concentración disminuye lentamente a medida que los productos químicos se difunden en la madera). La concentración de la solución debe controlarse continuamente y, si es necesario, corregirse con el aditivo de sal. Después de sacar la madera del tanque de tratamiento, el producto químico seguirá extendiéndose dentro de la madera si tiene suficiente contenido de humedad. La madera debe pesarse y apilarse de modo que la solución pueda alcanzar todas las superficies. (Se deben colocar etiquetas adhesivas de materiales aserrados entre cada capa de tablero). Este proceso tiene un uso mínimo a pesar de su antigua popularidad en Europa continental y Gran Bretaña .
El proceso de cianización, que recibe su nombre de John Howard Kyan , que lo patentó en Inglaterra en 1833, consiste en remojar la madera en una solución conservante de cloruro de mercurio al 0,67 % . Ya no se utiliza.
Este proceso, patentado por Charles A. Seely, consigue el tratamiento sumergiendo la madera curada en sucesivos baños de conservantes calientes y fríos. Durante los baños calientes, el aire se expande en las maderas. Cuando las maderas se cambian al baño frío (también se puede cambiar el conservante), se crea un vacío parcial dentro del lumen de las células, lo que hace que el conservante sea absorbido por la madera. Se produce cierta penetración durante los baños calientes, pero la mayor parte tiene lugar durante los baños fríos. Este ciclo se repite con una reducción significativa del tiempo en comparación con otros procesos de remojo. Cada baño puede durar de 4 a 8 horas o, en algunos casos, más. La temperatura del conservante en el baño caliente debe estar entre 60 y 110 °C (140 a 230 °F) y entre 30 y 40 °C (86 a 104 °F) en el baño frío (según el conservante y la especie del árbol). La profundidad de penetración media que se consigue con este proceso oscila entre 30 y 50 mm (1,2 y 2,0 pulgadas). Con este tratamiento se pueden utilizar tanto aceites conservantes como sales solubles en agua. Debido a los períodos de tratamiento más largos, este método se utiliza poco en la industria de conservación de madera comercial en la actualidad.
Como se explica en el Manual de corrosión de Uhlig, este proceso implica dos o más baños químicos que reaccionan con las células de la madera y dan como resultado la precipitación del conservante en las células de la madera. Dos productos químicos que se emplean comúnmente en este proceso son la etanolamina de cobre y el dimetilditiocarbamato de sodio, que reacciona para precipitar el dimetilditiocarbamato de cobre. El conservante precipitado es muy resistente a la lixiviación. Desde su uso a mediados de la década de 1990, se ha dejado de utilizar en los Estados Unidos de América, pero nunca se comercializó en Canadá. [45]
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Los procesos de presión son el método más permanente que existe hoy en día para preservar la vida de la madera. Los procesos de presión son aquellos en los que el tratamiento se lleva a cabo en cilindros cerrados con presión o vacío aplicados. Estos procesos tienen una serie de ventajas sobre los métodos sin presión. En la mayoría de los casos, se logra una penetración más profunda y uniforme y una mayor absorción del conservante. Otra ventaja es que las condiciones de tratamiento se pueden controlar de modo que se puede variar la retención y la penetración. Estos procesos de presión se pueden adaptar a la producción a gran escala. Los altos costos iniciales de equipo y los costos de energía son las mayores desventajas. Estos métodos de tratamiento se utilizan para proteger traviesas, postes y vigas estructurales y se utilizan en todo el mundo en la actualidad. Los diversos procesos de presión que se utilizan hoy en día difieren en detalles, pero el método general es en todos los casos el mismo. El tratamiento se lleva a cabo en cilindros. Las maderas se cargan en vagones especiales, llamados buggies o bogies , y en el cilindro. Luego, estos cilindros se someten a presión, a menudo con la adición de una temperatura más alta. Como tratamiento final, se utiliza con frecuencia un vacío para extraer el exceso de conservantes. Estos ciclos se pueden repetir para lograr una mejor penetración.
Los tratamientos LOSP suelen utilizar un proceso de impregnación al vacío. Esto es posible gracias a la menor viscosidad del disolvente utilizado.
En el proceso de celda completa, la intención es mantener la mayor cantidad posible de líquido absorbido en la madera durante el período de presión, dejando así la máxima concentración de conservantes en el área tratada. Por lo general, con este proceso se emplean soluciones acuosas de sales conservantes, pero también es posible impregnar la madera con aceite. La retención deseada se logra modificando la concentración de la solución. William Burnett patentó este desarrollo en 1838 de impregnación de celda completa con soluciones acuosas. La patente cubría el uso de cloruro de zinc en base acuosa, también conocido como Burnettización . Un proceso de celda completa con aceite fue patentado en 1838 por John Bethell. Su patente describía la inyección de alquitrán y aceites en la madera aplicando presión en cilindros cerrados. Este proceso todavía se utiliza hoy en día con algunas mejoras.
A diferencia de los procesos estáticos de celda llena y celda vacía, el proceso de fluctuación es un proceso dinámico. Mediante este proceso, la presión dentro del cilindro de impregnación cambia entre presión y vacío en unos pocos segundos. Ha habido afirmaciones inconsistentes de que mediante este proceso es posible revertir el cierre de la picea. Sin embargo, los mejores resultados que se han logrado con este proceso con picea no superan una penetración más profunda de 10 mm (0,39 in). Se necesita equipo especializado y, por lo tanto, se incurre en mayores costos de inversión.
Desarrollado por el Dr. Boucherie de Francia en 1838, este método consistía en colocar una bolsa o recipiente con solución conservante en un árbol en pie o recién cortado con corteza, ramas y hojas aún adheridas, inyectando así el líquido en la corriente de savia. A través de la transpiración de la humedad de las hojas, el conservante es aspirado hacia arriba a través de la albura del tronco del árbol.
El proceso Boucherie modificado consiste en colocar maderas recién cortadas y sin descortezar sobre patines inclinados, con el tocón ligeramente elevado, luego fijar tapas de cubierta impermeables o perforar una serie de agujeros en los extremos e insertar una solución de sulfato de cobre u otro conservante a base de agua en las tapas o agujeros desde un recipiente elevado. Los aceites conservantes tienden a no penetrar satisfactoriamente con este método. La presión hidrostática del líquido fuerza al conservante a lo largo dentro y a través de la albura, empujando así la savia hacia afuera por el otro extremo de la madera. Después de unos días, la albura está completamente impregnada; lamentablemente, se produce poca o ninguna penetración en el duramen. Solo la madera verde puede tratarse de esta manera. Este proceso ha encontrado un uso considerable para impregnar postes y también árboles más grandes en Europa y América del Norte, y ha experimentado un resurgimiento de su uso para impregnar bambú en países como Costa Rica, Bangladesh, India y el estado de Hawai.
Este método, desarrollado en Filipinas (abreviado como HPSD), consiste en una tapa de presión cilíndrica hecha de una placa de acero dulce de 3 mm de espesor asegurada con 8 juegos de pernos, un motor diésel de 2 HP y un regulador de presión con una capacidad de 1,4 a 14 kg/m2 . La tapa se coloca sobre el tocón de un poste, árbol o bambú y el conservante se introduce en la madera mediante la presión del motor.
Este proceso, probado y patentado por primera vez en 1911 y 1912, consiste en hacer agujeros poco profundos, similares a ranuras, en las superficies del material que se va a tratar, de modo que se pueda obtener una penetración más profunda y uniforme del conservante. Las incisiones realizadas en el material aserrado suelen ser paralelas a la veta de la madera. Este proceso es común en América del Norte (desde la década de 1950), donde los productos de abeto Douglas y los extremos de los postes de varias especies se preparan antes del tratamiento. Es más útil para las maderas que son resistentes a la penetración lateral, pero que permiten el transporte del conservante a lo largo de la veta. En la región en la que se produce, es una práctica común realizar incisiones en todo el abeto Douglas aserrado de 3 pulgadas (76 mm) o más de espesor antes del tratamiento.
Lamentablemente, la impregnación de la pícea, la madera estructural más importante en grandes áreas de Europa, ha demostrado que se han logrado profundidades de tratamiento insatisfactorias con la impregnación. La penetración máxima de 2 mm (0,079 in) no es suficiente para proteger la madera en posiciones desgastadas. Las máquinas de incisión actuales consisten esencialmente en cuatro tambores giratorios equipados con dientes o agujas o con láseres que queman las incisiones en la madera. Los conservantes se pueden esparcir a lo largo de la fibra hasta 20 mm (0,79 in) en dirección radial y hasta 2 mm (0,079 in) en dirección tangencial y radial.
En América del Norte, donde las dimensiones de madera más pequeñas son comunes, las profundidades de incisión de 4 a 6 mm (0,16 a 0,24 pulgadas) se han convertido en estándar. En Europa, donde las dimensiones más grandes están muy extendidas, son necesarias profundidades de incisión de 10 a 12 mm (0,39 a 0,47 pulgadas). Las incisiones son visibles y a menudo se consideran un error de la madera. Las incisiones con láser son significativamente más pequeñas que las de radios o agujas. Los costos para cada tipo de proceso son aproximadamente para la incisión de radios / convencional en todos los sentidos 0,50 € / m 2 , por incisión con láser 3,60 € / m 2 y por incisión con aguja 1,00 € / m 2 . (Las cifras se originaron en el año 1998 y pueden variar con respecto a los precios actuales).
Una alternativa es aumentar la permeabilidad de la madera mediante la tecnología de microondas. Existe cierta preocupación de que este método pueda afectar negativamente al rendimiento estructural del material. El Centro de Investigación Cooperativa de la Universidad de Melbourne (Australia) ha llevado a cabo investigaciones en este ámbito.
La carbonización de la madera da como resultado superficies resistentes al fuego, a los insectos y a la intemperie. Las superficies de madera se encienden utilizando un quemador de mano o se mueven lentamente sobre el fuego. Luego, la superficie carbonizada se limpia con un cepillo de acero para eliminar los trozos sueltos y exponer la veta. Se puede aplicar aceite o barniz si es necesario. [46] La carbonización de la madera con un hierro al rojo vivo es un método tradicional en Japón , donde se llama yakisugi o shō sugi ban (literalmente 'ciprés de fuego').
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