Validación de método para determinar parámetros óptimos de los procesos de unión, mediante adhesivos disponibles del mercado nacional con maderas amazónicas, para la producción de componentes de uso estructural

Abstract

La unión de madera con adhesivos data de hace más de tres mil años, es clave en la industria moderna de productos de madera, sin embargo, no se registran estudios realizados con los adhesivos modernos, disponibles en el mercado peruano y con las maderas amazónicas. Esto ha conllevado a limitar el uso en la construcción de elementos sin importancia estructural, a las piezas de madera adheridas, como los ornamentos y decoraciones, así como en la industria del mueble a incurrir en sobrecostos, para maquinar ensambles con un menor aprovechamiento de la madera. Igualmente a que se valoren mucho las piezas de madera de gran dimensión y se tiendan a desvalorizar o descartar las pequeñas. Un indicador de este resultado es el 17,8% (FAO 2001) de aprovechamiento de la madera rolliza. Si bien este indicado es negativo, también representa una gran oportunidad, para fabricar productos como vigas y tableros compuestos de pequeñas secciones de madera adheridas o encoladas entre sí, de gran demanda potencial en el mercado. Si bien en la industria nacional, podemos encontrar fábricas de tableros y triplay, la tecnología que utilizan es obsoleta y ninguno es competitivo ni tienen la calidad o la garantía para uso estructural. La tesis propone validar un método para determinar los parámetros óptimos estudiando los diversos factores, que afectan la resistencia al cizallamiento de las uniones de piezas de maderas nativas adheridas con diversos adhesivos del mercado nacional. Con el objetivo de poder diseñar y fabricar elementos o productos para uso estructural en construcción, a precios y calidad competitivos. El método propuesto, se inicia seleccionando una especie como base o testigo para realizar estudios comparativos de resistencia al cizallamiento. Para el caso particular, se seleccionó la especie cachimbo, porque es una madera que tiene demanda en el mercado y cuenta con buenas propiedades mecánicas, además, se seleccionaron 3 marcas de adhesivos de una misma clase (Las clases se diferencian por la base), cola blanca de carpintero, que es la de uso generalizado, en la producción de productos de madera. Los ensayos están basados en las siguientes Normas: ASTM D 5751-99 (Adhesives Used for Laminate Joints in Nonstructural Lumber Products), JIS K 6852-1994 (Testing methods for shear strength of adhesive bonds by compression loading).EN 205:1991. Métodos de ensayo de adhesivos para madera de uso no estructural. El método propuesto consistirá en realizar ensayos de resistencia al cizallamiento hasta la falla de probetas normalizadas, preparadas ex profesamente en condiciones controladas, donde uno por uno, se variará el valor de cada parámetro, y se determinará la resistencia al cizallamiento resultante. Luego los resultados se comparan mediante análisis de varianza. Para fabricar las probetas, se han diseñado, construido y validado un equipo de fabricación de diversos tipos de probetas para ensayos de adherencia. Además se ha formulados un conjunto de procedimientos, para la implementación del método, preparación de los materias a ensayar, los ensayos, registro y procesamiento de los resultados. El método validado, permite determinar los parámetros óptimos, con pocos ensayos y, lograr la máxima resistencia posible de las uniones encoladas de piezas de madera, dentro de las condiciones del proceso de producción, con la finalidad de fabricar cualquier producto de maderas adheridas, incluyendo las de uso estructural. Resultado: Se ha validado un método de determinación de parámetros óptimos, y un equipo para construir probetas de ensayo de adherencia. En el proceso de validación se ha encontrado preliminarmente, los siguientes resultados: 1. Las colas ensayadas de la misma clase, de tres marcas diferentes, no muestran diferencias significativas en la resistencia al esfuerzo de cizallamiento (kg/cm2), la selección es económica. 2. El tipo de corte radial (R) o tangencial (T), no muestran diferencias significativas en la resistencia al esfuerzo de cizallamiento (kg/cm2). Por el número de muestras realizadas este factor no necesitara mayor comprobación. Es un factor menos a tomar en cuenta. Sin embargo es necesario realizar ensayo de la combinación del corte radial (R) con corte tangencial (T) y en el tiempo. 3. El contenido de humedad CH15% y CH25%, para las tres marcas de colas de la misma clase ensayadas, no muestran diferencias de efecto significativo en la resistencia al cizallamiento. 4. Es necesario realizar juegos de ensayos adicionales, para confirmar, los resultados preliminares de los ensayos realizados en las pruebas de validación del método.