La madera se degrada fácilmente sin una conservación suficiente. Además de las medidas estructurales de conservación de la madera , existen diferentes conservantes y procesos químicos (también conocidos como tratamiento de la madera , tratamiento de la madera o tratamiento a presión ) que pueden prolongar la vida útil de la madera, la madera y sus productos asociados, incluida la madera de ingeniería . Generalmente aumentan la durabilidad y la resistencia a la destrucción por insectos u hongos.
Según lo propuesto por 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 empapaba 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 lograron avances históricos en la conservación de la madera, con soluciones y procesos conservantes. El tratamiento a presión comercial se inició en la segunda mitad del siglo XIX con la protección de durmientes de ferrocarril mediante creosota . La madera tratada se usó principalmente para aplicaciones industriales, agrícolas y de servicios públicos, donde todavía se usa, 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 en el patio trasero. La innovación en productos de madera tratada continúa hasta el día de hoy, y los consumidores están cada vez más interesados en materiales menos tóxicos.
La madera que ha sido tratada industrialmente a presión con productos conservantes aprobados presenta un riesgo limitado para el público y debe eliminarse adecuadamente. El 31 de diciembre de 2003, la industria estadounidense de tratamiento de la madera 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] CCA todavía se puede utilizar para productos al aire libre como plataformas de remolques de servicios públicos y construcciones no residenciales como muelles, muelles y edificios agrícolas. Los productos químicos industriales para la conservación de la madera generalmente no están disponibles directamente para el público y pueden requerir una aprobación especial para importarlos o comprarlos, según el producto y la jurisdicción donde se utilizan. En la mayoría de los países, las operaciones industriales de conservación de la madera son actividades industriales de declaración obligatoria que requieren una licencia de las autoridades reguladoras pertinentes, como la EPA o equivalente. Las condiciones de presentación de informes y concesión de licencias varían ampliamente, según las sustancias químicas concretas utilizadas y el país de uso.
Aunque se utilizan pesticidas para tratar la madera, preservarla protege los recursos naturales (a corto plazo) al permitir que los productos de madera duren más. En algunos casos, las malas prácticas anteriores en la industria han dejado legados de suelo y agua contaminados alrededor de los sitios de tratamiento de madera. Sin embargo, según las prácticas industriales y los controles regulatorios actualmente aprobados, como los implementados en Europa, América del Norte, Australia, Nueva Zelanda, Japón y otros lugares, el impacto ambiental de estas operaciones debería ser mínimo. [ la neutralidad está en disputa ] [ cita necesaria ]
La madera tratada con conservantes modernos generalmente es segura de manipular, si se toman las precauciones de manipulación y las medidas de protección personal adecuadas. Sin embargo, la madera tratada puede presentar ciertos peligros 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 los alimentos y la agricultura. [ cita necesaria ]
Recientemente se han introducido en el mercado conservantes que contienen cobre en forma de partículas microscópicas, generalmente con nombres y designaciones comerciales "micronizados" o "micro", como MCQ o MCA. Los fabricantes declaran que estos productos son seguros y 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 instrucciones de manipulación y eliminación seguras, así como los posibles riesgos 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). Aunque la práctica de distribuir MSDS en lugar de CIS está muy extendida, existe un debate en curso sobre la práctica y cómo comunicar mejor los peligros potenciales y la mitigación de peligros al usuario final. Ni las MSDS ni las Hojas de Datos de Seguridad Internacionales (SDS) recientemente adoptadas son necesarias para la madera tratada según la actual ley federal de EE. UU.
Los conservantes químicos se pueden clasificar en tres categorías amplias: conservantes a base de agua, conservantes a base de aceite y conservantes de disolventes orgánicos ligeros (LOSP).
La tecnología de conservación de cobre en partículas ( micronizado o disperso) se ha introducido en Estados Unidos y Europa. En estos sistemas, el cobre se muele en micropartículas 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 particulado en producción. Un sistema utiliza un sistema biocida quat (conocido como MCQ) y es un derivado del ACQ. El otro utiliza un biocida azol (conocido como MCA o μCA-C) derivado del azol de cobre.
Dos sistemas de partículas de cobre, uno comercializado como MicroPro y el otro como Wolmanizado utilizando 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" oscila entre 1 y 700 nm, con un promedio inferior a 300 nm. Las partículas más grandes (como las partículas reales a escala micrométrica) de cobre 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 supuestos problemas 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 alcalino cuaternario (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 aumenta el tratamiento fungicida. ACQ se ha utilizado ampliamente en EE. UU., Europa, Japón y Australia debido a las restricciones a la CCA. [7] Su uso se rige por normas nacionales e internacionales, que determinan el volumen de absorción de conservante necesario para un uso final específico de la madera.
Dado 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 recubiertos de cerámica, ya que los simples aceros galvanizados e incluso los grados comunes de acero inoxidable se corroen. En 2004, Estados Unidos comenzó a exigir el uso de conservantes de madera sin arsénico para prácticamente toda la madera de uso residencial.
Los estándares de la Asociación Estadounidense de Protección de la Madera (AWPA) para ACQ requieren una retención de 0,15 lb/pie cúbico (2,4 kg/m 3 ) para uso sobre el suelo y 0,40 lb/pie cúbico (6,4 kg/m 3 ) para contacto con el suelo.
Chemical Specialties, Inc (CSI, ahora Viance) recibió el Premio Presidencial al Desafío de Química Verde de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. 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 azol (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, EE. UU., Europa, Japón y Australia tras las restricciones impuestas por el CCA. . Su uso se rige 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 incrementa con un cobiocida azol como los triazoles orgánicos como el tebuconazol o el propiconazol , que también se usan para proteger cultivos alimentarios, en lugar del biocida quat 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 ACQ equivalente. El aspecto general de la madera tratada con conservante azol de cobre es similar al CCA con una coloración verde.
La madera tratada con azoles de cobre se comercializa ampliamente bajo las marcas Preserve CA y Wolmanized en Norteamérica, y con la marca Tanalith en Europa y otros mercados internacionales.
La retención estándar AWPA para CA-B es de 0,10 lb/pie cúbico (1,6 kg/m 3 ) para aplicaciones sobre el suelo y 0,21 lb/pie cúbico (3,4 kg/m 3 ) para aplicaciones de 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 AWPA para CA-C es de 0,06 lb/pie cúbico (0,96 kg/m 3 ) para aplicaciones sobre el suelo y 0,15 lb/pie cúbico (2,4 kg/m 3 ) para aplicaciones de contacto con el suelo.
El naftenato de cobre , inventado en Dinamarca en 1911, se ha utilizado eficazmente para muchas aplicaciones, entre ellas: postes de cercas , lonas, redes, invernaderos, postes de servicios públicos, durmientes de ferrocarril, colmenas y estructuras de madera en contacto con el suelo. El naftenato de cobre está registrado ante la EPA como pesticida de uso no restringido, por lo que no existen requisitos de licencia federales para su uso como conservante de madera. El naftenato de cobre se puede aplicar mediante tratamiento con brocha, inmersión o presión.
La Universidad de Hawaii ha descubierto que el naftenato de cobre en la madera con cargas de 24 kg/m 3 (1,5 lb/pie cúbico ) 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 diversos conservantes de la madera. Como resultado, el Servicio de Parques Nacionales recomendó el uso de naftenato de cobre en sus instalaciones como sustituto aprobado del pentaclorofenol , la creosota y los arsenicales inorgánicos . Un estudio de 50 años presentado a 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. 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 a los postes, cuya vida útil ahora se calcula en más de 60 años. Sorprendentemente, los postes tratados con creosota y penta alcanzaron el 75% de la retención recomendada por AWPA, y el naftenato de cobre, al 75% de la retención recomendada por AWPA. El 50% de la retención requerida por AWPA dio un rendimiento excelente en este sitio de la Zona de Peligro 5 de 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 dice: "La idoneidad del sistema de conservación para el tratamiento en el campo se determinará por el tipo de conservante utilizado originalmente para proteger el producto y la disponibilidad de un conservante para el tratamiento en el campo. Porque Muchos productos conservantes no están empaquetados ni etiquetados para uso del público en general, es posible que sea necesario utilizar un sistema diferente al tratamiento original para el tratamiento de campo. Los usuarios deben leer y seguir atentamente las instrucciones y precauciones enumeradas en la etiqueta del producto al usar estos materiales. . Se recomiendan conservantes de naftenato de cobre que contengan un mínimo de 2,0 % de cobre metálico para materiales originalmente tratados con naftenato de cobre, pentaclorofenol, creosota, solución de creosota o conservantes a base de agua. [10] El estándar M4 ha sido adoptado por la sección 2303.1.9 del Código Internacional de Construcción (IBC) de 2015 del Consejo Internacional de Códigos (ICC), Madera tratada con conservantes, y el Tratamiento de campo R317.1.1 del Código Residencial Internacional (IRC) de 2015. La Asociación Estadounidense de Funcionarios Estatales de Carreteras y Transporte (AASHTO) también adoptó el estándar AWPA M4.
Un 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, y una solución con un 2% de cobre como metal se vende con el nombre comercial Tenino.
En el tratamiento con CCA, el cobre es el fungicida principal , el arsénico es un fungicida secundario e insecticida , y el cromo es un fijador que también proporciona resistencia a la luz ultravioleta (UV). Reconocido por el tinte verdoso que imparte a la madera, el CCA es un conservante 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 secar. Durante el proceso, la mezcla de óxidos reacciona para formar compuestos insolubles, ayudando con 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, surgieron preocupaciones de que los productos químicos pudieran filtrarse de la madera al suelo circundante , dando como resultado concentraciones más altas que los niveles 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 abono 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 arcillosos o más alcalinos que neutros. En los Estados Unidos, la Comisión de Seguridad de Productos de Consumo de EE. UU . publicó un informe en 2002 afirmando que la exposición al arsénico por el contacto humano directo con la madera tratada con CCA puede ser mayor de lo que se pensaba 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 construcciones residenciales y comerciales, con excepción de tejas y tejas , cimientos de madera permanentes y ciertas aplicaciones comerciales. Esto fue en un esfuerzo por reducir el uso de arsénico y mejorar la seguridad ambiental, aunque la EPA tuvo cuidado de señalar que no habían llegado a la conclusión de que las estructuras de madera tratadas con CCA en servicio representaran un riesgo inaceptable para la comunidad. La EPA no pidió la remoción 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 determinadas aplicaciones desde marzo de 2006. El CCA ya no puede utilizarse para tratar la madera utilizada en "contacto humano íntimo". aplicaciones como equipos de juegos infantiles, muebles, terrazas 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 su 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. Está permitido su uso en diversas obras industriales y públicas, como puentes, vallas de seguridad en carreteras, transmisión de energía eléctrica y postes de telecomunicaciones. En el Reino Unido, los residuos de madera tratados con CCA fueron clasificados en julio de 2012 como residuos peligrosos por el Departamento de Medio Ambiente, Alimentación y Asuntos Rurales. [14]
Estos incluyen cobre HDO (bis-(N-ciclohexildiazeniodioxi)-cobre o CuHDO), cromato de cobre, citrato de cobre, cromato de cobre ácido y arseniato amoniacal de cobre y zinc (ACZA). El tratamiento CuHDO es una alternativa a CCA, ACQ y CA utilizados en Europa y en etapas de aprobación para Estados Unidos y Canadá. ACZA se utiliza generalmente para aplicaciones marinas.
El ácido bórico , los óxidos y las sales ( boratos ) son conservantes eficaces de la madera y se suministran bajo numerosas marcas en todo el mundo. Uno de los compuestos más comunes utilizados es el octaborato de disodio tetrahidratado Na 2 B 8 O 13 ·4H 2 O (comúnmente abreviado DOT). La madera tratada con borato es poco tóxica para los humanos y no contiene cobre ni otros metales pesados. Sin embargo, a diferencia de la mayoría de los otros 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, por lo que no es un problema). Aunque la lixiviación normalmente no reduce las concentraciones de boro por debajo de niveles efectivos para prevenir el crecimiento de hongos, los boratos no deben usarse donde estarán expuestos a la lluvia, el agua o el contacto repetido con el suelo, a menos que las superficies expuestas estén tratadas para repeler el agua. [15] Los compuestos de borato de zinc son menos susceptibles a la lixiviación que los compuestos de borato de sodio, pero todavía 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 resultado en un resurgimiento del uso de madera tratada con borato para vigas de piso y miembros estructurales internos. Investigadores de CSIRO en Australia han desarrollado organoboratos que son mucho más resistentes a la lixiviación y, al mismo tiempo, brindan a la madera una buena protección contra los ataques de termitas y hongos. [17] [18] El costo de producción de estos boratos modificados limitará su aceptación generalizada, pero es probable que sean adecuados para ciertas aplicaciones específicas, especialmente donde la baja toxicidad para los mamíferos es de suma importancia.
Las preocupaciones recientes sobre los efectos ambientales y de salud de los conservantes metálicos para la madera han creado un interés en el mercado en conservantes para la madera no metálicos como el propiconazol , tebuconazol e imidacloprid, más conocido como PTI. Los estándares de la Asociación Estadounidense de Protección de la Madera (AWPA) para PTI requieren una retención de 0,018 lb/pie cúbico (0,29 kg/m 3 ) para uso sobre el suelo y 0,013 lb/pie cúbico (0,21 kg/m 3 ) cuando se aplica en combinación con un estabilizador de cera. La AWPA no ha desarrollado un estándar para un conservante de contacto con el suelo PTI, por lo que actualmente el PTI está limitado a aplicaciones sobre el suelo, como cubiertas. Los tres componentes de PTI también se utilizan en aplicaciones de cultivos alimentarios. Las muy bajas cantidades requeridas de PTI en la madera tratada a presión limitan aún más los efectos y reducen sustancialmente los costos de flete y los impactos ambientales asociados para el envío de componentes conservantes a las plantas de tratamiento a presión.
El conservante PTI imparte 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 tratados a presión. Los productos de madera PTI se adaptan muy bien a aplicaciones de pintura y tintes sin traspaso. La adición del estabilizador de cera permite una menor retención del conservante y además 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 suministros para la construcción. Sin embargo, hay algunos proveedores que venden productos PTI para entrega en cualquier lugar de los EE. UU. en base a pedidos de lotes de trabajo.
El silicato de sodio se produce fusionando carbonato de sodio con arena o calentando ambos ingredientes bajo presión. Ha estado en uso desde el siglo XIX. Puede disuadir el ataque de insectos y posee propiedades menores resistentes a las llamas ; sin embargo, la humedad la elimina fácilmente de la madera, formando una capa similar a escamas en la parte superior de la madera.
Timber Treatment Technology, LLC , comercializa TimberSIL, un conservante de madera de silicato de sodio. El proceso patentado de TimberSIL rodea las fibras de madera con una matriz de vidrio amorfa, protectora y no tóxica. El resultado es un producto que la empresa llama "Glass Wood", que, según afirman, es retardante de fuego de Clase A , químicamente inerte, resistente a la putrefacción y a la descomposición, y con una resistencia superior a la de la madera sin tratar. [19] Timbersil está actualmente involucrado en un litigio sobre sus reclamaciones. [20] [21]
Hay varios fabricantes europeos de pinturas naturales que han desarrollado conservantes a base de silicato de potasio (vidrio soluble en potasio). Con frecuencia incluyen compuestos de boro, celulosa, lignina y otros extractos de plantas. Son de aplicación superficial con una mínima impregnación para uso interno.
En Australia, se ha desarrollado un conservante de bifentrina a base de agua para mejorar la resistencia de la madera a los insectos. Como este conservante se aplica mediante spray, sólo penetra los 2 mm exteriores de la sección transversal de la madera. Han surgido preocupaciones sobre si este sistema de envoltura delgada brindará protección contra los insectos a largo plazo, particularmente cuando se expone a la luz solar durante períodos prolongados.
Esta madera tratada utiliza un químico retardante del fuego que permanece estable en ambientes de alta temperatura. El retardante de fuego 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 contra la propagación de la llama. La madera tratada se carboniza pero no se oxida. Efectivamente, 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. Hay varios materiales de construcción a base de madera disponibles comercialmente que utilizan tratamiento a presión (como los comercializados en los Estados Unidos y en otros lugares con 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 sitio, así como retardadores de fuego bromados, han perdido popularidad debido a preocupaciones de seguridad y a 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 aplicado mediante impregnación disponible comercialmente en Australia es el 'NexGen'. 'Guardian', que utilizaba formiato de calcio como 'poderoso agente modificador de la madera', fue retirado de la venta a principios de 2010 por razones no especificadas.
Estos incluyen el pentaclorofenol ("penta") y la creosota . Emiten un fuerte olor petroquímico y generalmente no se utilizan en productos de consumo. Ambos tratamientos a presión protegen la madera de forma rutinaria 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 hoy en día 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 habitualmente para postes de servicios públicos y durmientes de ferrocarril (Reino Unido: traviesas 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 normalmente no se vende al público en general.
En los últimos años, en Australia y Nueva Zelanda, el aceite de linaza se ha incorporado en formulaciones conservantes como disolvente y repelente al agua para "tratar la envoltura" de la madera. Esto implica simplemente tratar los 5 mm exteriores de la sección transversal de un miembro de madera con un conservante (por ejemplo, permetrina 25:75), sin tratar el núcleo. Si bien no son tan efectivos como los métodos CCA o LOSP, los tratamientos con sobres son significativamente más baratos ya que utilizan muchos menos conservantes. Los principales fabricantes de conservantes añaden un tinte azul (o rojo) a los tratamientos con sobres. La madera de color azul se utiliza al sur del Trópico de Capricornio y la roja en otros lugares. El tinte coloreado también indica que la madera está tratada para resistir las termitas y las hormigas blancas. En Australia existe una campaña promocional en curso para este tipo de tratamiento.
Esta clase de tratamientos para la madera utiliza aguarrás o aceites ligeros como el queroseno , como disolvente para aportar compuestos conservantes a la madera. Los piretroides sintéticos se utilizan normalmente como insecticida, como la permetrina, la bifentrina o la deltametrina. En Australia y Nueva Zelanda, las formulaciones más comunes utilizan permetrina como insecticida y propiconazol y tebuconazol como fungicidas. Si bien todavía utiliza un conservante químico, esta formulación no contiene compuestos de metales pesados.
Con la introducción de leyes estrictas sobre compuestos orgánicos volátiles (COV) en la Unión Europea, los LOSP tienen 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 disolventes a base de agua. Si bien esto reduce significativamente las emisiones de VOC, la madera se hincha durante el tratamiento, eliminando muchas de las ventajas de las formulaciones LOSP.
Se pueden usar varias resinas epoxi , generalmente diluidas con un solvente como acetona o metiletilcetona (MEK), para preservar y sellar la madera. El mercado de revestimientos para madera en general superará los 12.000 millones de dólares en 2027. [22]
La madera modificada biológicamente se trata con biopolímeros procedentes de residuos agrícolas. Después del secado y 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 la madera dura tropical. Las instalaciones de producción para este proceso se encuentran en los Países Bajos y se conoce con el nombre comercial "NobelWood".
A partir de desechos agrícolas, como el bagazo de caña de azúcar, se fabrica alcohol furfurílico . En teoría, este alcohol puede provenir de cualquier residuo de biomasa fermentada y, por lo tanto, puede denominarse una sustancia química verde. Después de las reacciones de condensación, se forman prepolímeros a partir de alcohol furfurílico. La madera blanda de rápido crecimiento está impregnada 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 que son resistentes a los microorganismos. Actualmente la única especie maderable que se utiliza para este proceso es el Pinus radiata . Se trata de la especie arbórea de más rápido crecimiento en la Tierra y tiene una estructura porosa especialmente adecuada para procesos de impregnación.
La técnica se aplica a la madera principalmente para la industria de la construcción como material de revestimiento. La técnica se está desarrollando aún más para alcanzar propiedades físicas y biológicas similares a otras especies de madera impregnadas de 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 Euro B.
Se ha utilizado la modificación química de la madera a nivel molecular para mejorar sus propiedades de rendimiento. Se han publicado muchos sistemas de reacción química para la modificación de la madera, especialmente aquellos que utilizan diversos tipos de anhídridos; sin embargo, la reacción de la madera con el anhídrido acético ha sido la más estudiada. [23]
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 hidroxilo 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 el hinchamiento y la contracción. También se cree que la digestión de la madera por enzimas se inicia en los sitios de hidroxilo libres, que es una de las principales razones por las que la madera es propensa a pudrirse. [24]
La acetilación transforma efectivamente los compuestos con hidroxilos libres dentro de la madera en ésteres de acetato . Esto se hace haciendo reaccionar 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 considerablemente, 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 del 0,5 al 1,5% y las maderas duras más duraderas del 2 al 4,5%. La acetilación lleva la madera mucho más allá de estos niveles con los correspondientes beneficios. 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 presenta 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 hinchara en agua. Desde la década de 1940, muchos laboratorios de todo el mundo han analizado 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 concretamente, 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. Posteriormente, en 1947, Stamm y Tarkow presentaron una patente sobre la acetilación de madera y tableros utilizando piridina como catalizador. En 1961, la compañía Koppers publicó un boletín técnico sobre la acetilación de la madera sin catálisis, sino con un cosolvente orgánico [25] En 1977, en Rusia, Otlesnov y Nikitina estuvieron cerca de la comercialización, pero el proceso se interrumpió, presumiblemente porque el costo -No se pudo lograr la eficacia. En 2007, Titan Wood, una empresa con sede en Londres y 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". [26]
El revestimiento de cobre o revestimiento de cobre es la práctica de cubrir la madera, más comúnmente cascos de barcos de madera, con metal de cobre. Como el cobre metálico es repelente y tóxico para hongos, insectos como termitas y 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 del barco. y maniobrabilidad. Las pinturas modernas para fondos marinos suelen incorporar una cantidad importante de cobre en sus formulaciones por el mismo motivo, aunque no se recomiendan para cascos de aluminio debido a las posibilidades de corrosión galvánica . [27]
Estas especies son resistentes a la descomposición en su estado natural, debido a los altos niveles de químicos orgánicos llamados extractivos , principalmente polifenoles , que les confieren propiedades antimicrobianas. [28] Los extractos 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. [29] Pino huon ( Lagarostrobos franklinii ), merbau ( Intsia bijuga ), corteza de hierro ( Eucalyptus spp.), totara ( Podocarpus totara ), puriri ( Vitex lucens ), kauri ( Agathis australis ) y muchos cipreses , como la secuoya costera ( Sequoia sempervirens ) y cedro rojo occidental ( Thuja plicata ), entran en esta categoría. Sin embargo, muchas de estas especies tienden a ser prohibitivamente caras para aplicaciones de construcción generales.
El pino Huon se utilizaba para cascos de barcos en el siglo XIX, pero la sobreexplotación y la tasa de crecimiento extremadamente lenta del pino Huon hacen que ahora sea una madera especializada. El pino Huon es tan resistente a la putrefacción que los árboles caídos hace muchos años todavía tienen valor comercial. Merbau sigue siendo una madera popular para terrazas y tiene una larga vida útil en aplicaciones sobre el suelo, pero se tala de manera insostenible y es demasiado dura y quebradiza para uso general. Ironbark es una buena opción cuando esté disponible. Se cosecha tanto de plantas antiguas como de plantaciones en Australia y es muy resistente a la podredumbre y a las termitas . Se utiliza más comúnmente para postes de cercas y tocones de casas. El cedro rojo oriental ( Juniperus virginiana ) y la langosta negra ( Robinia pseudoacacia ) se han utilizado durante mucho tiempo para postes y barandillas resistentes a la putrefacción en el este de Estados Unidos , y la langosta negra también se ha plantado en los tiempos modernos en Europa. La secoya costera se utiliza comúnmente para aplicaciones similares en el oeste de los Estados Unidos . Tōtara y pūriri se utilizaron ampliamente en Nueva Zelanda durante la era colonial europea , cuando los bosques nativos eran "minados", incluso como postes de cercas, muchos de los cuales todavía están en funcionamiento. Los maoríes utilizaron Tōtara para construir grandes waka (canoas). Hoy en día, son maderas especiales debido a su escasez, aunque las maderas de menor calidad se venden para uso en jardinería. Kauri es una madera excelente para construir cascos y cubiertas de barcos. Ahora también es una madera especializada y los torneros y fabricantes de muebles utilizan troncos antiguos (de más de 3.000 años) extraídos de los pantanos.
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 tratamiento conservante.
Las sustancias naturales, purificadas de árboles naturalmente resistentes a la putrefacción y responsables de su durabilidad natural, también conocidas como extractos naturales , son otros conservantes de madera prometedores. Se ha descrito que varios compuestos son responsables de la durabilidad natural, incluidos diferentes polifenoles , ligninas (lignanos , como gmelinol , ácido plicatico ), hinokitiol , α-cadinol y otros sesquiterpenoides , flavonoides , como mesquitol , y otras sustancias. [30] [31] [32] Estos compuestos se identifican principalmente en el duramen , aunque también están presentes en concentraciones mínimas en la albura . [33] Los taninos , que también han demostrado actuar como protectores, están presentes en la corteza de los árboles. [34] El tratamiento de la madera con extractos 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. [35] [36] [37] [38]
El aceite de tung se ha utilizado durante cientos de años en China , donde se utilizaba como conservante para los barcos de madera. El aceite penetra en la madera y luego se endurece para formar una capa hidrófoba impermeable de hasta 5 mm dentro de la madera. Como conservante es eficaz para trabajos exteriores sobre y bajo tierra, pero la fina capa lo hace menos útil en la práctica. No está disponible como tratamiento a presión.
Al ir más allá del secado de la madera en hornos, el tratamiento térmico puede hacer que la madera sea más duradera. Calentando la madera a una temperatura determinada, es posible hacer que la fibra de la madera sea menos apetecible para los insectos.
El tratamiento térmico también puede mejorar las propiedades de la madera con respecto al agua, con una menor humedad de equilibrio, menos deformación por humedad y resistencia a la intemperie. Es lo suficientemente resistente a la intemperie como para usarse 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, [29] que generalmente tienen propiedades antimicrobianas. [39]
Hay 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 varía de 24 a 48 horas a temperaturas de 180 °C a 230 °C dependiendo de la especie de madera. Estos procesos aumentan la durabilidad, estabilidad dimensional y dureza de la madera tratada en al menos una clase; sin embargo, la madera tratada se oscurece y hay cambios en ciertas características mecánicas: específicamente, se aumenta el módulo de elasticidad al 10%, [ cita necesaria ] y el módulo de ruptura se disminuye entre un 5% y un 20%; [ cita necesaria ] por lo tanto, la madera tratada requiere perforar para clavar y evitar partir la madera. 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, pisos, muebles y ventanas.
Para el control de plagas que pueden albergarse en el material de embalaje de madera (es decir, cajas y paletas ), la NIMF 15 exige un tratamiento térmico de la madera a 56 °C durante 30 minutos para recibir el sello HT . Por lo general, esto es necesario para garantizar la eliminación del nematodo del marchitamiento del pino y otros tipos de plagas de la madera que podrían transportarse internacionalmente.
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 consisten en un marco estructural de madera, un marco 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 proporcionen un grado de protección mecánica contra el ataque de insectos, que compensa la velocidad acelerada de descomposición.
Además, dado que la madera está sujeta a la descomposición bacteriana sólo bajo 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 de la humedad.
Probablemente los primeros intentos realizados para proteger la madera de la descomposición y el ataque de insectos consistieron en cepillar o frotar conservantes sobre las superficies de la madera tratada. Mediante prueba y error se determinaron lentamente los conservantes y los procesos de aplicación más eficaces. En la Revolución Industrial, la demanda de postes de telégrafo y durmientes de ferrocarril (Reino Unido: traviesas de ferrocarril) ayudó a impulsar una explosión de nuevas técnicas que surgieron a principios del siglo XIX. El mayor aumento de inventos tuvo lugar entre 1830 y 1840, cuando Bethell, Boucherie, Burnett y Kyan estaban haciendo 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 moderna es garantizar una penetración profunda y uniforme a 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 cuales se tratan eficazmente muchas maderas, pero varias especies (como el abeto, el abeto de Douglas, el alerce, la cicuta y el abeto) son muy resistentes a la impregnación. Con el uso de incisiones, el tratamiento de estas maderas ha tenido cierto éxito pero con un coste mayor y resultados no siempre satisfactorios. Los métodos de conservación de la madera se pueden dividir a grandes rasgos en procesos sin presión o procesos con presión.
Existen numerosos procesos de tratamiento de la madera sin presión, que varían principalmente en su procedimiento. El más común de estos tratamientos implica la aplicación del conservante mediante brocha o pulverización, inmersión, remojo, remojo o mediante baño frío y caliente. También existe una variedad de métodos adicionales que implican carbonización, aplicación de conservantes en agujeros perforados, procesos de difusión y desplazamiento de savia.
El cepillado con conservantes es un método practicado desde hace mucho tiempo y que se utiliza a menudo en los talleres de carpintería actuales. Los avances tecnológicos implican que también es posible rociar conservantes sobre la superficie de la madera. Parte del líquido ingresa a la madera como resultado de la acción capilar antes de que el rociado se escurra o se evapore, pero a menos que se produzca un encharcamiento, la penetración es limitada y puede no ser adecuada para la intemperie a largo plazo. Al utilizar el método de pulverización, también se pueden aplicar creosota de alquitrán de hulla, soluciones a base de aceite y sales a base de agua (hasta cierto punto). Un tratamiento completo con brocha o rociador con creosota de alquitrán de hulla puede agregar de 1 a 3 años a la vida útil de postes o 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 curarse antes del tratamiento.
El baño 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 pequeñas cantidades 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, este método ya no permite el tratamiento con conservantes de sal de cobre.
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 de tiempo más largo (varios días o semanas). Este proceso fue desarrollado en el siglo XIX por John Kyan . La profundidad y retención logradas dependen de factores como la especie, la humedad de la madera, el conservante y la duración del remojo. La mayor parte de la absorción se produce 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 madera curada, tanto el agua como la sal conservante penetran en la madera, por lo que es necesario curarla por segunda vez. Los postes y postes se pueden tratar directamente en áreas en peligro, pero deben tratarse al menos a 30 cm (0,98 pies) sobre el 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 de la savia del pino. Debido a la baja absorción, la concentración de la solución debería ser algo mayor que en los procesos a presión, alrededor del 5% para madera curada y del 10% para 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 salino. Después de retirar la madera del tanque de tratamiento, el químico continuará esparciéndose dentro de la madera si tiene suficiente contenido de humedad. La madera debe pesarse y apilarse para que la solución pueda llegar a todas las superficies. (Se deben colocar pegatinas de materiales aserrados entre cada capa de tablero). Este proceso encuentra un uso mínimo a pesar de su antigua popularidad en Europa continental y Gran Bretaña .
El kyanizing, que lleva el nombre de John Howard Kyan , quien patentó este proceso en Inglaterra en 1833, consiste en remojar la madera en una solución conservante de cloruro de mercurio al 0,67% . Ya no se usa.
Patentado por Charles A. Seely, este proceso logra el tratamiento sumergiendo la madera curada en baños sucesivos de conservantes fríos y calientes. Durante los baños calientes, el aire se expande en las vigas. 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 penetre en 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 importante reducción de tiempo en comparación con otros procesos de maceración. 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 30 a 40 °C (86 a 104 °F) en el baño frío (dependiendo del conservante y la especie de árbol). Las profundidades de penetración promedio logradas con este proceso varían de 30 a 50 mm (1,2 a 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 encuentra poco uso en la industria comercial de conservación de la madera 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 comúnmente empleados 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 las sanguijuelas. Desde su uso a mediados de la década de 1990, se suspendió en los Estados Unidos de América, pero nunca se comercializó en Canadá. [40]
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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 a presión son aquellos en los que el tratamiento se realiza en cilindros cerrados con aplicación de presión o vacío. Estos procesos tienen una serie de ventajas sobre los métodos sin presión. En la mayoría de los casos se consigue 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 puedan variar la retención y la penetración. Estos procesos de presión se pueden adaptar a la producción a gran escala. Los elevados costes iniciales de los equipos y los costes energéticos son las mayores desventajas. Estos métodos de tratamiento se utilizan para proteger durmientes, postes y vigas estructurales y hoy en día se utilizan en todo el mundo. Los distintos 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 realiza en cilindros. Las vigas se cargan en vagones de tranvía especiales, los 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 suele utilizar 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 vehículo de aguarrás 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. Normalmente se emplean soluciones acuosas de sales conservantes en este proceso, pero también es posible impregnar la madera con aceite. La retención deseada se logra cambiando la concentración de la solución. William Burnett patentó este desarrollo en 1838 de impregnación de células completas con soluciones acuosas. La patente cubría el uso de cloruro de zinc en base acuosa, también conocido como Burnettizing . En 1838, John Bethell patentó un proceso de celda completa con aceite. Su patente describía la inyección de alquitrán y aceites en la madera aplicando presión en cilindros cerrados. Este proceso todavía se utiliza hoy con algunas mejoras.
A diferencia de los procesos estáticos de celda llena y de 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 del pozo mediante abeto. Sin embargo, los mejores resultados que se han conseguido con este proceso mediante abeto no superan una penetración de más de 10 mm (0,39 in). Se necesitan equipos especializados y, por tanto, se incurre en mayores costes de inversión.
Desarrollado por el Dr. Boucherie de Francia en 1838, este enfoque 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 asciende a través de la albura del tronco del árbol.
El proceso Boucherie modificado consiste en colocar maderas recién cortadas y sin pelar sobre patines descendentes, con el tocón ligeramente elevado, luego fijar tapas de cobertura herméticas o perforar varios agujeros en los extremos e insertar una solución de sulfato de cobre u otro conservante a base de agua en el tapas u orificios de un contenedor elevado. Los aceites conservantes tienden a no penetrar satisfactoriamente con este método. La presión hidrostática del líquido empuja el conservante a lo largo hacia la albura y a través de ella, empujando así la savia hacia afuera del otro extremo de la madera. Al cabo de unos días, la albura queda completamente impregnada; lamentablemente se produce poca o ninguna penetración en el duramen. Sólo 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 Hawaii.
Desarrollado en Filipinas, este método (abreviado HPSD) consiste en una tapa de presión del cilindro hecha de una placa de acero suave de 3 mm de espesor asegurada con 8 juegos de pernos, un motor diesel de 2 HP y un regulador de presión con 1,4 a 14 kg/l. m2 de capacidad. La tapa se coloca sobre el tocón de un poste, árbol o bambú y el conservante se introduce en la madera con la presión del motor.
Probado y patentado por primera vez en 1911 y 1912, este proceso consiste en realizar agujeros poco profundos en forma de hendiduras en las superficies del material a tratar, de modo que se pueda obtener una penetración más profunda y uniforme del conservante. Las incisiones realizadas en 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 antes del tratamiento se preparan productos de abeto Douglas y extremos de postes de diversas especies. Es más útil para maderas que son resistentes a la penetración lateral, pero que permiten el transporte del conservante a lo largo de la fibra. En la región en la que se produce, es una práctica común hacer una incisión en todo el abeto Douglas aserrado de 76 mm (3 pulgadas) o más de espesor antes del tratamiento.
Lamentablemente, la impregnación de abeto, la madera estructural más importante en grandes superficies de Europa, ha demostrado que con la impregnación se alcanzan profundidades de tratamiento insatisfactorias. La penetración máxima de 2 mm (0,079 pulgadas) no es suficiente para proteger la madera en posiciones expuestas a la intemperie. Las máquinas de incisión actuales constan esencialmente de cuatro tambores giratorios provistos de dientes o agujas o de láseres que graban las incisiones en la madera. Los conservantes se pueden esparcir a lo largo de la fibra hasta 20 mm (0,79 pulgadas) en dirección radial y hasta 2 mm (0,079 pulgadas) en dirección tangencial y radial.
En América del Norte, donde son comunes las dimensiones de madera más pequeñas, las profundidades de incisión de 4 a 6 mm (0,16 a 0,24 pulgadas) se han convertido en estándar. En Europa, donde están muy extendidas las dimensiones más grandes, 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 costes para cada tipo de proceso son aproximadamente para la incisión radial/convencional de 0,50 €/m 2 , para la incisión con láser 3,60 €/m 2 y para la incisión con aguja 1,00 €/m 2 . (Las cifras provienen del año 1998 y pueden variar de los precios actuales).
Una alternativa aumenta la permeabilidad de la madera mediante tecnología de microondas. Existe cierta preocupación de que este método pueda afectar negativamente el rendimiento estructural del material. La investigación en esta área ha sido realizada por el Centro de Investigación Cooperativa de la Universidad de Melbourne, Australia.
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 con un quemador manual o se mueven lentamente sobre el fuego. Luego se limpia la superficie carbonizada con un cepillo de acero para eliminar los trozos sueltos y exponer el grano. Si es necesario se puede aplicar aceite o barniz. [41] Carbonizar 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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