fabricacion de osb y contrachapado a partir de eucalyptus

FABRICACIÓN DE OSB Y CONTRACHAPADO A PARTIR DE EUCALIPTUS NITENS: ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO EN PROCESO

JAVIER ALLEN MERELLO PATRICIO ARCOS SÁNCHEZ

1

UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO

FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA EN MADERAS

FABRICACION DE OSB Y CONTRACHAPADO A

PARTIR DE EUCALYPTUS NITENS: ANALISIS DEL

COMPORTAMIENTO EN PROCESO

AUTORES: ARCOS SANCHEZ, PATRICIO EDUARDO - ALLEN

MERELLO, JAVIER EDUARDO

PROFESORES GUIA: BALLERINI ARROYO, ALDO - BUSTOS AVILA,

CECILIA DEL CARMEN - GACITUA ESCOBAR, WILLIAM A.

MEMORIA PARA OPTAR AL TITULO DE

INGENIERO CIVIL EN INDUSTRIAS FORESTALES

CONCEPCION, 2005

AGRADECIMIENTOS.

Les manifestamos nuestra gratitud a cada una de las personas que contribuyeron a nuestra

formación personal.

Agradecer ante nada a Dios por el conocimiento, sabiduría, inteligencia, energía y fuerza

que nos brindo durante esta etapa de nuestras vidas.



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De todo corazón queremos agradecer a nuestros padres y familias, que nos entregaron

todo el amor necesario para luchar y poder obtener los objetivos planteados durante el

desarrollo de nuestra educación, así como en nuestra vida.

A nuestros queridos compañeros con quienes compartimos una de las etapas mas

importantes de nuestra vida, además de sabiduría, penas y alegrías, donde con la ayuda de

cada uno logramos cumplir nuestras metas y sueños.

A nuestros profesores guías por entregarnos todo su apoyo académico y profesional

dentro de la difícil tarea que es el seminario de titulación.

Agradecer a las empresas Oxiquim S. A. y Forestal MININCO S. A. Por facilitar el

adhesivo y madera, respectivamente, para la realización de este proyecto.

A las personas del centro de materiales compuestos (C. M. C), en especial a Mario

Núñez, Cynthia Droguett, y Alfredo W., por darnos todo su apoyo, paciencia y confianza

en la realización de este proyecto.

RESUMEN

Diferentes variables de fabricación fueron utilizadas para la determinación de la mejor

condición edad-proceso en tableros OSB-O2 y contrachapados, a partir de diferentes edades

del Eucalyptus Nitens. Se utilizaron diversas cantidades de adhesivo, tiempos de prensado,

temperaturas, y edad. Se fabricaron 3 tableros por condición, estableciendo un



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procedimiento secuencial del proceso, similar al de la industria de este tipo de tableros, con

la diferencia que se idearon algunos mecanismos para mejorar la calidad de las hojuelas y

chapas que conformaron estos tableros.

Para la fabricación de OSB, se utilizaron 2 razones de encolado (5 y 10%), 2 factores de

prensado (0,5 y 0,25 min/mm), 2 temperaturas de prensado (200 y 190 ºC) y 2 edades de la

madera (5 y 8 años), lo que entregó un total de 16 condiciones diferentes.

Para la fabricación de contrachapados de 5 capas, se utilizaron 2 gramajes (210 y 230

g/m2), 2 factores de prensado (0,8 y 0,4 min/mm), 2 temperaturas de prensado (130 y 150

ºC) y 2 edades de la madera (8 y 12 años), lo que entregó un total de 16 condiciones

diferentes.

Se evaluaron las propiedades físico-mecánicas de la madera según la Norma Chilena of. n°

5. Para los tableros OSB se evaluaron tanto propiedades físicas como mecánicas, donde en

ésta última se analizaron las propiedades de tracción perpendicular y flexión. En el caso de

los tableros contrachapados se evaluó la adherencia mediante el ensayo mecánico de cizalle

para poder encontrar una relación entre los cambios de las variables de fabricación y la

resistencia en la línea de cola ensayada.

Se realizó un análisis microdieléctrico in situ del fraguado de adhesivo fenol formaldehído

en la fabricación de tableros OSB y contrachapados a escala de laboratorio. Con el análisis

microdieléctrico se determinó la movilidad iónica a través de la variable viscosidad iónica,

la cual fue medida utilizando sensores desechables, insertos en el centro de los tableros.



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Los resultados de las propiedades físicas y mecánicas del “Eucalyptus Nitens” mostraron

principalmente que a una mayor edad de la madera la densidad básica aumenta, mientras

que en las propiedades mecánicas la edad de 8 años presenta mejores valores.

Se determinó que los tableros OSB fabricados con razones de encolado y tiempos de

prensado mayores presentaban mejores características en las propiedades físico-mecánicas.

Además, se observó que no había mayor influencia al usar 190 o 200 ºC, y que la edad de 5

años entrega mejores resultados en flexión, mientras que para tracción perpendicular (IB) la

edad de 8 años es mejor.

En el caso de los tableros contrachapados, los valores de cizalle obtenidos para las dos

edades empleadas (8 y 12 años) y gramajes (210 y 230 g/m2) no presentan diferencias

significativas, pero no así el aumento del tiempo de prensado y temperatura, que fue donde

se alcanzaron las mejores condiciones (0,8 min/mm y 150 ºC).

El análisis microdieléctirico posibilitó la disminución de los ciclos de prensado, los que en

la mayoría de los casos cumplieron con los estándares requeridos por las respectivas

normas.



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CAPITULO I.

1.1 INTRODUCCION.

Hace 40 años los primeros retoños de Eucalyptus nitens echaron raíces en

suelo chileno. El Instituto Forestal (Infor) iniciaba así lo que sería un largo

recorrido de ensayos y experimentos, investigando los atributos y las

características de esta especie con miras a su posible adaptación en estas tierras.

A mediados de los años ochenta, convencidos del potencial que este árbol

ofrecía para nuestro país, el Infor lo incluyó en su programa de desarrollo junto

con otras variedades de Eucalyptus, incluyendo glóbulus y camaldulensis.

Posteriormente, a comienzos de la década pasada, el nitens daría un paso

decisivo con las primeras plantaciones industriales.

Es que las ventajas de esta especie, tales como su gran crecimiento,

adaptabilidad y resistencia, junto con las propiedades de su madera, permiten

generar importantes expectativas para su desarrollo comercial. Por eso, desde

hace un tiempo se viene preparando el terreno para una producción forestal

basada en nitens a partir de diferentes seminarios y encuentros académicos que

han analizado las perspectivas comerciales, mercados y productos potenciales.

Mientras tanto, organismos como Infor, CONAF y algunas universidades han

estado trabajando junto a empresarios forestales y ya han constituido redes de

coordinación e información.

Al mismo tiempo, investigaciones lideradas por la Universidad del Bío-Bio,

la Universidad Austral de Valdivia, el Infor, algunas empresas chilenas y centros de

investigación en Australia y Nueva Zelanda, están demostrando que el nitens



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ofrece grandes posibilidades para los mercados mundiales de la madera.

Actualmente, en Chile hay 376.786 hectáreas plantadas de Eucalyptus, de

las cuales poco más de un tercio (130 mil) corresponden a nitens

(www.infor.cl/webinfor/tapa/noticias/2004/julio). El resto corresponde

mayoritariamente a la variedad glóbulus, que se usa como materia prima para

obtener celulosa de fibra corta, apta para la fabricación de papeles para impresión

y también muy apreciado para la elaboración de pulpa. De acuerdo con cifras del Infor, la disponibilidad de madera pulpable de

Eucalyptus nitens en Chile para el 2003 fue de 1,7 millones m3, versus 2,9 millones

de m3 de glóbulus. Para el 2010 se estima una disponibilidad de 3 millones de

metros cúbicos de nitens y 4,4 millones de m3 de glóbulus. Sin embargo, el

nitens tiene un alto potencial para su uso no sólo en la elaboración de pulpa, sino

que también en manufacturas de mayor valor agregado, como muebles, paneles,

molduras y chapas. (www. Infor. Cl/webinfor/PW-nitens/2004).

El desarrollo de esta especie enfrenta perspectivas muy auspiciosas a nivel

mundial y nacional. En el contexto mundial, la especie se comercializa como

“madera blanca” y está reemplazando al ramis, una especie muy requerida en

Estados Unidos pero que actualmente se encuentra en peligro de extinción. En

general, las especies más productivas de eucaliptos, con una moderada densidad,

pueden barnizarse para adquirir semejanza con varias especies tropicales. Las

desventajas radican básicamente en las rajaduras de la madera, lo que puede

solucionarse a través de la silvicultura, métodos adecuados de cosecha y

programas de secado.



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1.2 OBJETIVOS

1.2.1 Objetivo general.

• Estudiar la procesabilidad del Eucalyptus nitens en la fabricación de

tableros contrachapados y tableros de hojuelas orientadas (OSB)

1.2.2 Objetivos específicos.

• Caracterizar física y mecánicamente la madera de Eucalyptus nitens.

• Determinar el efecto de algunas variables operacionales en la fabricación

de tableros contrachapados y OSB experimentales.

• Evaluar el comportamiento del adhesivo en la línea de cola central

mediante monitoreo microdieléctrico.

• Evaluar la interacción madera adhesivo en los productos a desarrollar, por

medio de propiedades mecánicas.

• Establecer ventajas y eventuales dificultades en la utilización del Eucalyptus

nitens en el proceso de producción.



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CAPITULO II: ANTECEDENTES GENERALES

2.1 SITUACIÓN FORESTAL

La superficie continental de Chile es de 75,7 millones de hectáreas, de las

cuales la mitad tiene aptitud forestal, el resto son desiertos, glaciares y otras áreas

donde los bosques no pueden crecer. Aun así, quedan bastas extensiones de

territorio donde pueden desarrollarse vigorosos bosques naturales o plantaciones

forestales (www.conaf.cl/html/estadisticas/nacional).

En el gráfico N° 2.1, se puede apreciar los distintos tipos de uso actual que

se le puede hacer al suelo.

Gráfico N° 2.1: Uso actual del suelo nacional, www.conaf.cl/html/estadisticas/nacional.



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2.2 PLANTACIONES

Chile posee un total de cerca de 16 millones de hectáreas de bosques, de

las cuales un 13,5% (2,2 millones ha.) corresponde a cultivos forestales

destinados a la producción de madera. Ellas se concentran principalmente en las

regiones VII y VIII, las que suman casi un millón de hectáreas. El resto son

bosques nativos en distintos niveles de desarrollo.

Hoy, Chile cuenta con un patrimonio de 2,1 millones de hectáreas de

plantaciones forestales, principalmente pino Insigne (o radiata) y Eucalyptus, pero

también existe Atriplex forrajero (arbusto), Tamarugo, Álamo, pino oregón, Raulí y

otras especies, www.infor.cl/estadisticas/2002_2003.

Los cultivos forestales en el ámbito productivo, figuran como uno de los

mejores ejemplos de desarrollo sustentable, dado su carácter renovable y la

optimización del uso de la tierra que representa en relación con cultivos anuales.

En Chile, poco más del 13% del patrimonio del bosque sustentan un 85% de la

economía forestal chilena.



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A continuación, se expondrán gráficamente la superficie de cultivos

forestales.

Gráfico N° 2.2: Superficie de cultivos forestales, fuente: INFOR, 2002-2003.

Los bosques nativos cubren en Chile una superficie aproximada de 13.4

millones de hectáreas, lo que representa el 17,8% de la superficie del territorio

nacional. En tanto, las plantaciones forestales, principalmente de Pinus radiata y

especies del género Eucalyptus, abarcan un 4.2% de la superficie del territorio

nacional. Por su parte, el bosque mixto alcanza una superficie de 87.625

hectáreas.

A continuación se darán a conocer en mayor detalle las plantaciones

forestales según especie.

Tabla N° 2.1: Plantaciones forestales según especie a diciembre del 2000.

SUPERFICIE(ha)

TOTAL 1.989.101Pino Radiata 1.474.773Eucalipto 358.616Atriplex 52.894Tamarugo 20.660Pino Oregon 14.286Alamo 4.151Algarrobo 3.505Otras Especies 60.216

ESPECIE



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Fuente: INFOR, Boletín estadístico 79, “Estadísticas Forestales 2000”.

2.3 CARACTERÍSTICAS DE LA MADERA.

2.3.1 Descripción de la especie.

El Eucalyptus nitens es la especie de mayor crecimiento volumétrico

existente entre la VIII y X región, pero su potencialidad en la actualidad está

cautiva hacia productos pulpables de bajo precio en el mercado.

El Eucalyptus nitens despierta interés por ciertas características que

resultan ser una ventaja sobre otras especies de eucaliptos, de las cuales es

posible mencionar:

• Mayor velocidad de crecimiento que Eucalyptus regans en plantaciones sobre

15 años.

• Mayor resistencia al frío.

• Considerable adaptación a zonas montañosas heladas y lluviosas con índices

de agua caída mayores a 1000 mm anuales.

• Alto grado de sobrevivencia a la siguiente rotación.

• La madera presenta un colorido claro.

• Moderadamente denso.

En Chile se han establecido más de 330.000 ha de plantaciones de varias

especies de Eucalyptus (INFOR, 23/07/2004), siendo el E. Glóbulus la principal

(80%), seguido por E. Nitens (20%). Esta última es una de las especies más

exitosas entre las ensayadas en el proyecto de Introducción de especies del

Instituto Forestal principalmente entre la VIII y X regiones y presenta incrementos

cercanos entre 30 y 45 m3/ha/año, en comparación a los 20 a 25 m3/ha/año



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presentados por E. Glóbulus. En la décima región se han medido individuos de

40 centímetros de diámetro a los 11 años de edad, registrándose además,

incrementos marginales entre los 3 y 4 años de edad de 70 m3/ha/año.

Una importante razón de porque esta especie ha sido utilizada más

intensamente a partir de los últimos 10 años, aparte de sus superiores

incrementos volumétricos, es por su mayor resistencia a las bajas temperaturas.

Por esta razón, en aquellos sitios donde el glóbulus presenta problemas por la

presencia de heladas o temperaturas bajo cero, el nitens se adapta perfectamente.

Por esta razón, las plantaciones con E. Nitens fueron establecidas para su uso

como madera pulpable, en cortas rotaciones (10 a 14 años, e incluso 7 a 8 años).

Sin embargo, en la actualidad se reconoce que el rendimiento pulpable del nitens

es menor que el glóbulus. A este respecto se han evidenciado rechazos en

canchas de acopio de metros ruma de esta especie. Según algunos

antecedentes el problema radica principalmente en la menor densidad del E.

Nitens, siendo su uso no adecuado para los sistemas de pulpaje actualmente

existentes.

Esta situación podría afectar en el futuro a las empresas y los pequeños

propietarios que han establecido plantaciones con esta especie apostando a su

rápido crecimiento y adaptabilidad a sectores fríos.

Hasta la fecha, el mayor interés entre los investigadores ha sido el estudiar las

características biométricas, características macroestructurales (densidad, %

duramen, % corteza, incremento volumétrico), composición química y aptitud

pulpable. Sin embargo, existe un interés creciente por sus propiedades

mecánicas, con el fin de utilizar las plantaciones con otros fines y así diversificar

su uso.



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2.4 VISION SOBRE LA INDUSTRIA FORESTAL CHILENA.



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2.4.1 Consumo, producción y comercio de productos forestales.

En el 2002, la cosecha forestal acumuló un volumen aproximado de 34

millones de m3, de los cuales, cerca de 23,2 millones de m3 se destinaron al uso

industrial y 10,8 millones de m3 al consumo de leña.

En la tabla N° 2.2 se observa el detalle de las principales aplicaciones de

las cosechas forestales destinadas al uso industrial.

Tabla N° 2.2: Producción forestal según producto entre 2002 y 2003.

2002 2003

Volumen Retorno Volumen Retorno Rubro Unidad

(Miles) (Mill. US$FOB) (Miles) (Mill. US$FOB)

Total País 18436,8 21254,9

Total Forestal 2301,1 2524,0

Pulpa Química t 2151,1 821,8 2110,7 881,9

Madera Aserrada m3 1570,8 207,3 2208,0 275,0

Molduras t 222,0 231,3 282,2 268,2

Astillas s/c t 2551,9 122,6 2804,5 130,1

Madera Elaborada m3 741,1 183,2 565,0 152,4

Tableros y Chapas t 432,9 166,3 527,5 199,0

Puertas y Piezas Construcción t 136,3 148,3 132,2 148,2



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Papel para Periódico t 218,9 88,8 228,7 93,0

Papeles y Cartones t 242,1 168,7 313,5 217,8

Madera en Trozas m3 521,8 24,6 300,0 13,0

Otros Productos t 150,8 138,4 191,5 145,3

FUENTE: INSTITUTO FORESTAL (INFOR, 2002-2003)

2.4.2 Disponibilidad futura de madera.

Se espera que de una tasa de corta anual sustentable de pino radiata de

22,7 millones de m3, en el trienio 1998-2000, se llegue cerca del doble de éste

volumen en el año 2027. En eucalipto, se espera que se alcance una cosecha

sustentable de 3 a 13 millones de m3 entre el 2000 y 2016. Este aumento en la

disponibilidad de madera es el que sustenta las proyecciones de incremento de

capacidad instalada de más de 1,5 millones de toneladas de celulosa y de

alrededor de 1 millón de m3 de madera aserrada, entre otros, en los próximos 10

años, como se muestra en la tabla N° 2.3.

Tabla N° 2.3: Disponibilidad y proyección de pino radiata y Eucalyptus.



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FUENTE : INFOR, ESTADÍSTICAS 202-2003

NOTA : En la actualidad se consumen aproximadamente 1,9 millones de m3 de maderas nativas

para usos industriales y exportación, lo que sumado al pino radiata y eucalipto totalizan 23,2

millones de m3 s. c. c (sólidos con corteza).

2.5 MERCADO NACIONAL.

2.5.1 Definición de tablero.

Se denomina tablero al producto fabricado a partir de la degradación de

madera y posterior agregación en piezas estandarizadas, agregando en forma

DISPONIBILIDAD FUTURA DE MADERA DE PINO RADIATA Y EUCALYPTUS (Miles de m3/año)

PERIODO Pino radiata PERIODO Eucalyptus

1998-2000 22.696 1999-2000 2.703

2001-2003 27.607 2001-2002 3.040

2004-2006 27.661 2003-2004 3.577

2007-2009 27.709 2005-2006 5.932

2010-2012 28.018 2007-2008 6.672

2013-2015 30.677 2009-2010 7.309

2016-2018 37.862 2011-2012 9.034

2019-2021 39.291 2013-2014 11.893

2022-2024 41.112 2015-2016 13.702

2025-2027 44.373



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optativa elementos químicos que mejoran sus propiedades. La clasificación de

tableros se realiza de acuerdo al uso final que se le va a dar a éstos. Así se

dividen en:

• Tableros estructurales: Aquellos empleados como elementos

estructurales en la industria de la construcción y del embalaje. Dentro de

éstos se encuentran los tableros contrachapados estructurales, waferboard

(tableros fabricados con partículas de madera en forma de hojuelas) y OSB

(son paneles a partir de virutas o hebras orientadas en forma perpendicular

entre sí).

• Tableros no estructurales: son aquellos que se emplean en la industria de

la mueblería. Dentro de esta clasificación encontramos los tableros de

contrachapado decorativo, duros y MDF.

2.5.2 Antecedentes del mercado.

Los tableros de madera agrupan una serie de productos especializados que

surgieron como respuesta a la escasez de la madera sólida y a su elevado precio.

La industria de tableros en nuestro país ha tenido un crecimiento sostenido

y ha experimentado innumerables cambios. La inversión realizada en los últimos

15 años ha logrado ampliar las capacidades productivas y modernizar la

tecnología ampliada en su fabricación, ésto ha significado un crecimiento

promedio anual del 14%. En la actualidad el tablero nacional de mayor tecnología

y mayor producción es el MDF (Médium Density Fiberboard), el cual se caracteriza

por una composición homogénea a través de todo el espesor, superficie suave y

bordes sólidos.



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2.5.3 Producción del mercado nacional.

Chile produce actualmente 1.187,26 de m3 de tableros y chapas (INFOR,

2000). La producción nacional de tableros ha crecido a una tasa mayor a la tasa

de crecimiento con la de madera aserrada por lo que resulta válido señalar que

existe cierta competencia en los mercados que ésta siendo más favorable para la

industria de tableros que para la madera aserrada, principalmente por la escasez

de trozas aserrables de buen tamaño. En la tabla 2.4 se muestra la producción de

tableros y chapas de madera durante el período 1990 – 2000, en ella se puede

apreciar el crecimiento de la producción nacional de tableros y chapas.

Tabla N° 2.4: Producción de tableros y chapas de madera en miles de m3 (Fuente:

Infor 2000).

2.6 FABRICACIÓN DE TABLEROS ORIENTED STRAND BOARD, OSB

Año Total Hardboard MDF Partículas Plywood Chapas1990 349,06 51,50 69,95 178,29 40,42 8,901991 373,10 50,79 89,00 165,85 54,72 12,741992 479,80 53,74 106,80 233,79 57,17 28,301993 609,18 56,06 198,96 255,06 59,40 39,701994 716,81 51,20 257,35 298,56 64,19 45,511995 819,38 58,92 270,32 348,38 72,71 69,051996 927,45 52,35 339,03 379,39 69,18 87,501997 1051,60 56,05 408,05 424,60 65,46 97,481998 970,83 54,58 361,96 320,99 129,23 104,081999 1063,35 74,71 409,20 301,32 166,15 111,972000 1187,26 77,04 433,14 366,13 214,30 96,61



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2.6.1 Definición.

El OSB es una categoría específica de panel estructural de madera,

técnicamente elaborado, compuesto de virutas de maderas colocadas en capas en

forma de ángulos rectos unas con otras, el producto puede estar formado de tres y

cinco capas las que son unidas con una resina fenólica. Los rendimientos que

pueden alcanzar las plantas que lo fabriquen fluctúan entre un 70% y 80%, no

necesitan de grandes trozos, lo cual tiene directa relación con los costos del

producto. Por lo tanto, tal como ocurre con el tablero contrachapado, el OSB

tiene las características de resistencia y rigidez que resulta de la laminación

cruzada de las capas. (American Plywood Association, APA, 1991).

2.6.2 Características del panel.

El OSB es un tablero que puede ser fabricado de diferentes especies de

maderas. Las especies de densidad inferior son preferidas debido a que las

hojuelas de dichas maderas pueden comprimirse en tableros de densidad media,

logrando un buen contacto o pegado entre las partículas en el prensado. Según

Younquist, Carll y Dickerhoof (1982), para lograr un adecuado contacto entre las

hojuelas, estas deben compactarse de tal forma que la densidad final del tablero

exceda la densidad de las especies por un factor igual o superior a 1,3.

En la actualidad existen dos tipos de tableros OSB, uno de ellos es el que

tiene las capas superficiales alineadas y el centro al azar, el que se identifica 0-1,

y el otro tiene sus superficies alineadas y el centro orientado de forma

perpendicular a las capas superficiales, denominado 0-2. La clasificación

mencionada satisface los requisitos de la Asociación Canadiense de Normas

C.S.A.0437.0-M. (Structural Board Associatíon, SBA, 1993).



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Figura N° 2.1 : Esquemas de tipos de OSB Waferboard (SBA, 1995)

2.6.3 Usos y aplicaciones.

El OSB tiene aplicaciones muy variadas en el sector de la construcción de

viviendas, en todos los tipos existentes, dentro de los cuales se puede mencionar:

bases de cubiertas de techos, revestimientos de tabiques estructurales, pisos,

escalas, vigas doble T, forros de aleros, etc. (APA, 1994).



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2.6.4 Etapas y equipos del proceso de producción.

La secuencia de las etapas generales del proceso de producción de OSB

se muestran en la Figura N° 2.2, y serán brevemente descritas a continuación:

Figura N° 2.2 : Diagrama de Flujo de Planta Productora de Tableros OSB. (APA,

OSB Technolgy,2002)

2.6.4.1 Materia prima: El flujo comienza con la materia prima leñosa, que pueden

ser de una especie o una mezcla de ellas. Si se utilizan mezclas es importante

que ésta sea fija para así ajustar los requerimientos de resina en la planta.

Para la industria de OSB se utilizan trozos de pequeño diámetro de

coniferas y/o latifoleadas, que por lo general provienen de faenas de raleo.

Pueden llegar a la fabrica de diferentes largos, donde si es necesario deben ser

trozados antes de entrar al descortezador para ser introducidos a las piletas de

maceración. El trozado es en largos que fluctúan entre 2,4 y 4 metros



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dependiendo del tipo de pileta de remojo, tipo de descortezador y máquina

productora de hojuelas.

2.6.4.2 Piletas o estanques de remojo: El objetivo de esta operación es descongelar

los rollizos en los tiempos de invierno y ablandar la corteza para facilitar el

descortezado, además de servir para remover la tierra y piedrecillas que traen los

trozos y ocasionan un mayor desgaste de los cuchillos. Los trozos entran por un

extremo y salen por el otro, la temperatura del agua es de 38 °C y el lapso de

estadía de los trozos dentro de las piletas fluctúa de 4 -10 horas.

2.6.4.3 Descortezado: En general, se prefiere la madera descortezada ya que la

corteza hace aumentar el consumo de resinas, aparte que contribuye a reducir la

resistencia de los tableros, especialmente cuando ésta se ubica en las caras o

superficies de los paneles.

Por lo general, el descortezado se realiza en un descortezador de anillos

(Figura N° 2.3), pudiendo ser utilizado también un descortezador de tambor.

Figura N° 2.3: Esquema de descortezado de anillos utilizado en el proceso inicial

de la producción del OSB (APA, OSB Technology, 2002)

2.6.4.4 Obtención de hojuelas: Existen básicamente tres tipos de máquinas para

obtener las hojuelas: de anillos, de tambor y de disco. Los distintos métodos usan



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un principio similar de corte; cuchillos afilados y ajustables penetran la madera,

sacando hojuelas de un espesor predeterminado. La Figura N° 2.4 ilustra los

cuchillos de la máquina hojuelera en posición junto con los trozos en la fabricación

de hojuelas de excelente calidad.

Figura 2.4: Cuchillos en la obtención de hojuelas (APA, OSB Technology, 2002)

2.6.4.5 Silos húmedos: Las hojuelas recién producidas, o húmedas, son

generalmente almacenadas en dos silos: para las caras y alma de los paneles,

respectivamente. Los silos están diseñados para que las partículas tengan un flujo

continuo (Figura N° 2.5), evitando que queden almacenadas de forma

permanente. Desde aquí las hojuelas son transportadas a los distintos

secadores.

Figura N° 2.5 : Movimiento continuo en el silo húmedo (APA, OSB Technology,

2002)



25

2.6.4.6 Secado de las hojuelas: Las hojuelas son secadas en un secador rotatorio

que calienta en forma directa, a través del cual pasan las partículas

(Figura N° 2.6). Estos equipos normalmente trabajan a temperaturas muy

elevadas, comenzando con una temperatura de 700+/- 100 °C y finalizando con

200 +/- 50 °C. Las hojuelas deben alcanzar una humedad de un 4%, aunque se

utiliza mucho la diferencia de humedad de las hojuelas entre centro y cara del

tablero, siendo de un 7 a 8% el contenido de humedad para las hojuelas que serán

utilizadas en la superficie del panel y de un 4% para las del alma.

Figura N° 2.6: Secador

rotatorio de hojuelas (APA,

OSB Technology, 2002)

2.6.4.7 Silos secos: Una vez secas, las hojuelas para las caras y alma, se

almacenan separadamente en dos silos.

2.6.4.8 Tamizado de las hojuelas: Desde los silos secos, las partículas pasan a los

clasificadores o mallas vibratorias, con el fin de separar las hojuelas de dimensión

deseadas de los pedazos mayores y de los finos. La remoción de los finos es

importante para disminuir el consumo de resina.

2.6.4.9 Encoladuras y mezcladoras: Se utilizan dos mezcladoras y encoladoras: una

para las hojuelas de caras del tablero y otra para las del centro. Existen diversos

sistemas para el encolado y mezclado de las hojuelas, pero el objeto central es

lograr una distribución pareja y uniforme de las resinas, ceras y otros posibles

aditivos, sobre las hojuelas. La cantidad de resina empleada en la fabricación del

OSB varía entre un 2% para interior y 6% exterior con respecto al peso seco de la

madera. La resinas utilizadas para el proceso son resinas fenólicas, isocianatos



26

(MDI) o una mezcla de ambas. La Figura N° 2.7 ilustra el tipo de encoladora más

utilizado en la industria del OSB.

Figura N° 2.7 : Encoladora tradicional para el encolado de hojuelas (APA, OSB

Technolgy, 2002)

2.6.4.10 Formado del mat o colchón: Las máquinas formadoras permiten distribuir

las hojuelas sobre una bandeja de aluminio (Figura N° 2.8), de tal forma que las

diferentes capas estén orientadas perpendicularmente entre sí, formando así una

lámina de tres capas, pudiendo también fabricarse de hasta cinco capas. A

diferencia de las máquinas formadoras de los otros tipos de tableros de partículas

(Waferboards), la formadora de los paneles OSB tiene incorporado un sistema de

orientación de las partículas el cual puede ser mecánico o electrostático.



27

Figura Nº 2.8 : Sistema de orientación mecánica en la formación del tablero (APA,

OSB Technology, 2002)

2.4.6.11 Prensado en caliente: El objetivo del prensado en caliente es comprimir el

mat a dimensiones finales del tablero, permitiendo el curado de las resinas

mediante la transferencia de calor y remoción de la humedad. El tipo de prensa

utilizada puede ser: prensa multiplatos (Figura N° 2.9), uniplato o continua. Las

temperaturas de prensado fluctúan entre 200°C a 230°C y la presión específica

que se aplica es de 40 - 45 kg/cm2.

Figura N° 2.9: Prensado en caliente de tableros en prensa multiplatos (APA, OSB

Technology, 2002)

2.4.6.12 Terminación de los tableros: Consiste en un par de sierras que formatean

los bordes al tamaño final (Figura N° 2.10A). A continuación los tableros pasan a

las lijadoras (Figura N° 2.10B), que le dan el acabado superficial, además de pulir

los bordes.



28

Figura N° 2.10: Ilustra la fase final de los tableros OSB: Formateado (A) y Lijado

(B), (APA, OSB Technology, 2002)

2.7 FABRICACIÓN DE TABLEROS CONTRACHAPADOS

2.7.1 Definición.

El contrachapado, está compuesto por varias capas de madera unidas con

cola o resina sintética. Las capas se colocan con la veta orientada en direcciones

diferentes (figura 2.11), en general perpendiculares unas a otras, para que el

conjunto sea igual de resistente en todas las direcciones.

Figura N° 2.11 : Orientación de las chapas en tablero contrachapado

2.7.2 Características del panel.

La calidad de un contrachapado viene dada por la calidad de sus chapas y

el tipo de adhesivo empleado en su fabricación. Existen las siguientes clases de

contrachapado:



29

1.- Contrachapado de interior. Sirve para aplicaciones de interior no

estructurales y normalmente tiene una cara de mayor calidad que la otra.

2.- Contrachapado de exterior. Los hay para exposición total o parcial al

exterior y sirve para aplicaciones no estructurales.

3.- Contrachapado estructural. Está indicado para usos industriales en los

que la resistencia y durabilidad son las características primordiales.

2.7.3 Usos y aplicaciones.

Los tableros contrachapados son especialmente aptos para usos que

requieran una elevada resistencia y rigidez, siendo sus aplicaciones más

importantes los embalajes industriales y elementos resistentes para construcción

como cubiertas, cerramientos, tabiques, encofrados, suelos para transportes,

suelos industriales especiales, construcción naval, etc. Sus propiedades y

posibilidad de curvado también le abre importantes posibilidades de mercado en

elementos de mobiliario y decoración.

2.7.4 Descripción del proceso.

A continuación se presenta el proceso de fabricación de tableros

contrachapados (figura Nº 2.12) y una descripción de cada una de estas etapas

existentes en éste.



30

Figura N° 2.12 : Proceso fabricación tableros contrachapados (Paneles Arauco 2003).

2.7.4.1 Recepción, almacenamiento y manejo de trozos: La materia prima es recibida

en forma de trozos descortezados, los que son almacenados temporalmente en un

patio de acopio denominado patio de maderas. La función de esta etapa es

verificar la calidad de la madera.

Los trozos descortezados se encuentran bajo riego para mantener su

humedad, con el objetivo de evitar la proliferación de hongos que manchen la

madera.

2.7.4.2 Macerado: En esta etapa, los trozos son introducidos en túneles de

macerado con el objeto de lograr su ablandamiento y plasticidad mediante la

saturación de agua (figura Nº 2.13). En los túneles, los trozos son sometidos a

una ducha de agua caliente (80 °C), por un período de tiempo de 18 horas como

mínimo.

El sistema de macerado con agua caliente está constituido por un

intercambiador de calor, con aspersores y un eficiente sistema de recirculación

que permite recuperar el agua no absorbida por los trozos.



31

Figura N° 2.13: Macerado de troncos

2.7.4.3 Debobinado: Los trozos, provenientes de la etapa de macerado y con una

temperatura interna de 40 °C aproximadamente, son alimentados a una cinta

transportadora desde donde son tomadas por brazos mecánicos que hacen girar

el trozo en 360°. Durante esta rotación se realiza una exploración del trozo, con

cámaras láser, a objeto de determinar la posición de los ejes del mayor cilindro

posible del trozo y aprovechar, de este modo, al máximo la materia prima.

A continuación los trozos pasan al torno debobinador donde mediante

cuchillos, se producen las chapas de madera (figura Nº 2.14).

Cuando el torno debobinador comienza a generar una chapa uniforme, la

compuerta de rechazo se cierra, pasando la chapa hacia una cinta distribuidora y

posteriormente hacia un transportador de bandejas.



32

Figura Nº 2.14: Debobinado de troncos para obtención de chapas.

2.7.4.4 Cortadora rotatoria: En esta etapa se eliminan mediante cortes aquellos

defectos que aparecen en la chapa debobinada, además, la chapa es

dimensionada según los formatos requeridos, generándose dos productos; Chapa

entera y pedazos de chapa aprovechable (randoms).

Las chapas enteras son apiladas automáticamente y los randoms en forma

manual, clasificándose en tres categorías dependiendo de su contenido de

humedad (alta, medio o baja), a objeto de optimizar la posterior etapa de secado.

2.7.4.5 Secado: Las chapas de similares características son llevadas a un

transportador almacenador, el cual las ingresa a las plataformas de alimentación

del secador, desde donde son distribuidas a los rodillos de alimentación del

secador. A continuación la chapa recorre las secciones del secador, en las que

va perdiendo humedad por la aplicación de aire caliente (180 a 200°C) en



33

circulación. La eliminación de aire húmedo se realiza por medio de ventilas

ubicadas en la parte superior del secador.

Al salir la chapa del secador, se le reduce la temperatura en secciones de

enfriamiento, mediante la aplicación de aire succionado desde el exterior y puesto

en contacto directo con la superficie de la chapa.

2.7.4.6 Ensamble de Caras Intermedias: Los randoms y chapas con defectos son

llevados a la línea de composición, donde se alimentan en forma manual a las

máquinas ensambladoras (composer) para la detección y eliminación de defectos

mediante cuchillos.

Las chapas libres de defectos, por su parte, son pegadas lateralmente con

hilo termofundente. El paño formado es posteriormente cortado en dos chapas

iguales, siguiendo la dirección de las fibras, en una sierra circular de gran tamaño

denominada stack saw.

2.7.4.7 Parchado: Aquellas chapas que luego de la etapa de secado presentan

defectos como nudo muerto, bolsillos de resinas y orificios, son conducidas a la

etapa de parchado donde el defecto es reemplazado por un parche, elevando la

calidad de la chapa para el posterior armado del tablero.

2.7.4.8 Prearmado: Esta sección recibe los paquetes de chapas provenientes de la

etapa de secado y parchado. En esta etapa, parejas de operadores arman

paquetes de tableros, con sus correspondientes caras, frasearas e interiores, en

forma secuencial.

2.7.4.9 Encolado: En las máquinas encoladoras, los tableros de madera

contrachapada (cortos o largos) son dispuestos perpendicularmente entre sí. El

número de chapas por tablero es impar, la cantidad depende del espesor de cada

chapa y del espesor final del tablero; además del tipo de adhesivo a utilizar.



34

Los tableros de chapas largas son empujados por un operador, hacia el

interior de la máquina (figura Nº 2.15), mientras que las chapas cortas son

succionadas e impulsadas a los rodillos aplicaderos de adhesivo fenólico por el

alimentador de chapas.

Figura N° 2.15: Encolado de chapas mediante encoladora de rodillos.

2.7.4.10 Prensado: Operadores ingresan los tableros individualmente al cargador de

la prensa. Cuando la prensa está punto de concluir un ciclo de prensado, el

cargador sube hasta posicionarse frente a los platos de la prensa y espera hasta

que ésta se abra para ingresar las bandejas. El tiempo de prensado se realiza

dependiendo del espesor del tablero. Una vez finalizado el prensado, a los

tableros se les da un baño spray con agua fría para mantener la rigidez del

tablero.

2.7.4.11 Poly Patch: Una vez enfriados, los tableros son transportados (cuando

requieren aumentar su calidad) a la mesa de alimentación de la Poly Patch, en

esta máquina se perfora el defecto hasta la primera capa del tablero, antes de

llegar al adhesivo, para luego aplicar una pasta sintética a base de poliuretano.



35

2.7.4.12 Escuadrado: En esta sección, los tableros provenientes del área de

almacenamiento post -prensado o desde la Poly - Patch, son dimensionados en

forma exacta, primero en su ancho y posteriormente en su largo

2.7.4.13 Lijado: Los tableros son conducidos, desde la línea de escuadrado o

dimensionado hasta la estación de alimentación de la línea de lijado (figura Nº

2.16). Los tableros ingresan a la lijadora, pasando primero por los rodillos

calibradores y después por la unidad de terminado, compuesta por rodillos y

patines de acabado.

Figura N° 2.16 : Lijado de tableros contrachapados.

2.7.4.14 Empaquetado: Las pilas de tableros terminados provenientes de la áreas

de clasificación, reclasificado, reparación de defectos, ranurado y dimensionado,

son ingresadas vía grúa horquilla a un transportador de rodillos, donde los

operadores verifican que cada paquete venga con su correspondiente etiqueta de

identificación.

2.8 PRENSADO EN CALIENTE.

La densidad y el espesor final del panel OSB (Oriented Strand Board)

determinan la cantidad de hojuelas en un área determinada. En los OSB la

posición de los elementos de madera no es uniforme, existen vacíos en el colchón,

ésto dado por la inclinación de las hojuelas formando una estructura no



36

homogénea. La distribución horizontal de la densidad del panel es la evidencia

más obvia de la aleatoriedad del proceso de la formación del colchón.

Durante la compresión en caliente del colchón libremente formado se

realiza un espesor ya establecido entre dos platos de metal bajo temperatura y

presión elevadas. El calor es conducido hacia el interior del colchón. Es

necesario un tiempo y una adecuada temperatura para que el adhesivo pueda

curar en el interior del colchón, ésto además determinará la presión alcanzada por

el ciclo de compactación. La alta temperatura en la cara del panel evapora el

agua presente en las hojuelas.

El vapor se mueve desde la cara hacia el centro, donde se condensa hacia

zonas más frías para luego evaporarse nuevamente aumentando así la

temperatura en el centro del tablero (figura Nº 2.17). El calor entregado y la

humedad concentrada producto de la migración de vapor también ablandan los

polímeros presentes en la pared de la célula. El efecto de plastificación sobre la

madera es diferente en diversas capas horizontales del colchón debido a la

distribución desigual de la humedad y de la temperatura (Balasz y Zombori, 2001)

Figura N° 2.17: Curva Típica de presión específica. (A): Cierre prensa, (B):

Transiente de relajación, (C): Relajación asintótica, (D): Descompresión,

(Humphrey, 1991, citado por Gacitúa, 1996)

Presión Platos



37

2.8.1 Transferencia de calor y humedad.

La fuente principal de calor es la generada por la prensa, la polimerización

de la resina y la compactación del colchón también genera calor internamente.

El calor generado es transportado por la combinación de tres mecanismos

básicos: conducción, convección, y radiación (Balasz, Zambori, 2001). La

conducción implica transferencia de energía a través del contacto de materiales de

diversa temperatura, la convección implica el traspaso térmico entre una superficie

y un fluido móvil a diversas temperaturas, y la radiación es la transferencia de

energía a través de ondas electromagnéticas cuando no existe un medio de

transporte. Aunque los tres modos se manifiestan durante la compresión en

caliente, su importancia relativa es diferente y su contribución a los cambios del

traspaso térmico durante el ciclo de prensado. La conducción es el modo

principal del traspaso térmico cuando las superficies con diversas temperaturas

están en contacto. Por lo tanto, la conducción a través del manto transfiere la

mayor parte del calor. La contribución de la conducción al traspaso térmico dentro

de la estructura del manto es también relevante, consigue que el agua se evapore

en forma rápida y el colchón adopte el espesor deseado.

2.8.2 Trasferencia de masa.

Una diferencia esencial entre los materiales sintéticos compuestos y a base

de madera es la cantidad substancial de agua presente en una estructura de

madera . Además, el agua puede estar en tres formas en la estructura del manto:

agua libre (líquida) que llena parcialmente los lúmenes de la célula y el espacio

entre las hojuelas y el vapor de agua llenando la porción restante en los lúmenes

de la célula y del agua ligada en los enlaces de puente de hidrogeno de la pared

celular. Debido al contenido de agua inicial en las fibras (máximo 12 %) es poco

probable que el agua (líquida) libre esté presente en los espacios vacíos al

principio del proceso de la compresión, pero como el vapor caliente alcanza el

centro del colchón, puede condensar, creando agua líquida. Además, la resina



38

tiene típicamente 50-55 % del contenido en agua, por lo tanto está introduciendo

una pequeña cantidad de agua líquida en el colchón. Las dos fases principales en

el colchón son la mezcla del gas de vapor de aire en los lúmenes de la célula y en

el espacio entre las hojuelas, y el agua ligada en la pared celular. Los

mecanismos del transporte para cada uno de las fases se derivan en el caso

generalmente más factible. La fase gaseosa (vapor y aire) es transportada por

dos mecanismos dentro del colchón; por el flujo debido a la diferencia de presión y

la difusión debido a la diferencia de presión parcial. Los mecanismos principales

que atraviesan medios porosos son el flujo laminar (viscoso), turbulento, y del

resbalón (Siau, 1984). La presencia del flujo turbulento es solamente probable

durante la inyección a vapor y el flujo del resbalón es insignificante en el caso de

presiones convencionales. Se asume que el flujo laminar y los otros dos

mecanismos del flujo del gas fueron descuidados (Kamke y Wolcott, 1991).

2.8.3 Desarrollo de resistencia de la unión adhesiva.

La unión adhesiva se logra a través de una combinación interna de madera-

adhesivo-madera, la cual se logra por una adecuada deformación de la madera,

en busca de un valor máximo bajo un mínimo de presión y la existencia de una

capa continua para el flujo de las gotas individuales de resina (Back, 1987, citado

por Gacitúa, 1996). La temperatura en el colchón debe ser controlada para lograr

una máxima deformación de la madera antes que se inicie el proceso de curado,

dado que la viscosidad del adhesivo se incrementa notablemente al fraguar. Otra



39

variable de cuidado es la humedad, dado que interactúa con el polímero madera

para afectar la Tg, repercutiendo en la deformación de ésta.

La acción del adhesivo tiene directa relación con los valores de adhesión

interna del tablero (citado por Back, 1987, citado por Gacitúa, 1996).

2.9 ADHESIVO FENOL - FORMALDEHÍDO.

Baekeland, gran responsable del desarrollo de las resinas fenol-

formaldehído, estableció que se podía formar un producto de importancia

comercial bajo las condiciones correctas de reacción (Pizzi, 1983). Este también

patentó varias aplicaciones para este nuevo material (Knop 1985). En 1912,

Baekeland sugiere que las resinas de fenol formaldehído podrían usarse como un

adhesivo para madera (Skeist, 1966, citado por Núñez, 1998). Muchos esfuerzos

se han hecho para lograr la explotación comercial del fenol formaldehído, la que

no fue posible hasta 1930, en que los alemanes lograron hacer una película

adhesiva, que se utilizó para la fabricación de maderas duras, para decoración

(Pizzí, 1983; Skeist, 1966). Hoy en día, las resinas fenol-formaldehído son

ampliamente utilizadas en una gran diversidad de tableros, tales como

contrachapados de maderas duras y blandas, tableros de partículas y OSB,

permitiendo su uso en exterior en virtud de sus buenas propiedades de resistencia

a la humedad (Haygreen, 1989; Maloney, 1977; Walker 1993, citado por Núñez,

1998). En el campo de los adhesivos una resina de fenol - formaldehído, llamada

comúnmente cola fenólica, o más simple, una cola "F. F", es un producto de

condensación del formaldehído y un fenol monohídrico (séller, 1885; Houwink

1973, citado por Núñez, 1998)

2.9.1 Mecanismos de reacción.



40

La resina fenol formaldehído es una mezcla de polímeros de diferentes

pesos moleculares, formas y grado de substitución con grupos metilol y uniones

puente metileno. A partir del tipo de fenol, razón molar formaldehído / fenol, tipo y

cantidad de catalizador y tiempo total de reacción se puede obtener adhesivos con

diferentes propiedades al igual de lo que sucede en la fabricación de una urea

formaldehído (Marra, 1992, citado por Núñez, 1998). Estos adhesivos se

obtienen por reacciones secuenciales de monómeros disfuncionales (aldehído)

con monómeros de funcionalidad mayor a 2 (fenol). Se podría definir que las

principales reacciones durante el fraguado del fenol formaldehído son las

reacciones de adición y condensación que ocurren en forma paralela (Marra,

1992).

En la primera etapa de la reacción, el formaldehído se adiciona a la

molécula de fenol para formar metilol fenol. El que inicialmente puede ocurrir en

las posiciones 2,6 (orto), o 4 (para ) del anillo bencénico, en ésta etapa no existe

pérdida de átomos. En la segunda etapa de reacción, el formaldehído entrega un

grupo hidroxilo (OH), el cual toma un átomo de hidrógeno de una molécula de

fenol para formar una molécula de agua. Este fenómeno provoca que las

moléculas que han participado entregando estos grupos y átomos se conviertan

en moléculas altamente reactivas, y por lo tanto, formarán enlaces puente

metileno cuando se aproximen unas a otras (Marra, 1992).

2.9.2 Etapas de curado de las resinas.

Tanto las resinas de tipo Resol como las Novolacs, pasan por varias etapas

de curado, desde la reacción inicial hasta la final. Los resols generalmente curan

sólo con aplicación de calor, no requiriendo agregar un endurecedor adicional. El

curado de los resols se produce en tres etapas A, B, C (Marra, 1992, citado por

Núñez, 1998).



41

El resol de la etapa A; es decir, el resol inicial es de bajo peso molecular,

siendo un material líquido y soluble en solventes orgánicos. Al comenzar a

aplicar calor, el resol de la etapa A se convierte en resol de etapa B o "resitol", que

es un material generalmente sólido, insoluble pero susceptible de ser hinchado por

solventes y ablandado por calor. Los resitols son una etapa intermedia de

reacción de resina fenólica donde el entrecruzamiento es parcialmente

completado. Un mayor calentamiento de la resina resitol, hará llegar al polímero

a la etapa C o "Resita", que es un material o polímero sólido insoluble e infundible,

con un elevado peso molecular producto del gran entrecruzamiento alcanzado.

De esta manera la resina obtenida en esta etapa es una resina termoendurecible

(Knop, 1985; Pizzi, 1983; séller, 1985).

En cada etapa se puede visualizar un amplio rango en el tamaño de las

moléculas. En la etapa A, existe esencialmente una mezcla de mono y dímeros

con una viscosidad en la que hay una abundante cantidad de agua. En la etapa B,

se tiene la formación de prepolimeros. En la etapa C, se puede considerar la

existencia de una molécula gigante, que es el resultado de los enlaces químicos y

entrecruzamiento de la etapa B (Marra, 1992, citado por Núñez, 1996).

2.10 MONITOREO DEL CURADO DIELÉCTRICO.

El monitoreo del curado dieléctrico involucra la evaluación de los cambios

en la viscosidad y estado de curado de un sistema termoestable a través de los

cambios en las propiedades dieléctricas del material (figura Nº 2.18). Con el uso

de sensores dieléctricos remotos, las medidas pueden hacerse en los ambientes



42

reales del proceso como prensas, autoclaves, y hornos. (Holometrix Micromet,

2002).

Figura N° 2.18: Desfase producido entre el voltaje y la corriente en la

medición dieléctrica (Holometrix Micromet, 2002)

Todas las medidas dieléctricas son hechas fundamentalmente midiendo el

voltaje y corriente entre un par de electrodos para determinar la conductancia y

capacitancia entre esos electrodos. La conductancia es una medida de la

disipación de la energía del material, mientras que la capacitancia es una medida

del almacenaje de la energía del material. En la evaluación dieléctrica, la

conductancia del material es la de mayor interés. El uso de un voltaje entre un

par de electrodos creará un campo eléctrico que obliga a esos iones a moverse a

partir de un electrodo al otro. Los iones producen fricción viscosa mientras

atraviesan un medio lleno de las moléculas (figura Nº 2.19), por lo tanto su

movilidad en este medio determina la conductividad. Se debe tener presente que

la resistencia es lo contrario de la conductividad, luego podemos ver cómo la

resistencia se relaciona directamente con la viscosidad. Los iones que

atraviesan un material muy fluido o acuoso tienen una alta movilidad y

conductividad dando por resultado una baja resistencia correlacionada con una

viscosidad baja. Inversamente iones que fluyen en un material muy rígido tienen

una movilidad y conductividad baja, lo que corresponde a una alta viscosidad. Es

importante notar, que más allá de algún punto en el curado, la viscosidad física

aumentará tan alto que no es posible medirla, aunque la reacción de



43

entrecruzamiento no ha alcanzado su máximo. Debido a que la polimerización

creciente continúa afectando el movimiento iónico, las mediciones dieléctricas

entregan información más allá del tiempo en el cual el ion y la viscosidad física se

desvían. Por ésto, y con la interpretación apropiada, las medidas dieléctricas son

útiles a lo largo de todo el curado para poder determinar los cambios en la

viscosidad y rigidez del polímero (Internet, Holometrix Micromet, 2002).

Figura N° 2.19: Comportamiento Iónico y dipolar (Holometrix Micromet, 2002)

2.10.1 Datos del logaritmo de la viscosidad iónica.

Los datos de la viscosidad iónica son mostrados en la figura N° 2.20 , nos

indica el fraguado de una muestra poliéster. El registro de la disminución inicial

de la viscosidad iónica es el resultado del cierre de la prensa y el material que

viene en contacto con el sensor.



44

Figura N° 2.20: Registro de la viscosidad iónica y su primera derivada durante el

curado del compuesto de poliéster (Holometrix Micromet, 2002)

La disminución más gradual es causada por la disminución de la viscosidad

del compuesto mientras se calientan los platos disminuyendo la movilidad iónica.

A medida que la temperatura del compuesto se eleva, la reacción se inicia

(provocando una disminución en la movilidad iónica debido al entrecruzamiento) y

la reacción compite con el efecto de la temperatura. Esto produce un mínimo en

el logaritmo de la viscosidad iónica seguida por un aumento rápido en la

viscosidad mientras la reacción de entrecruzamiento empieza a dominar.

Gradualmente, a medida que la reacción desacelera, la tasa de incremento

de la viscosidad iónica también desacelera; mostrando que el curado está cerca

de su finalización (Internet, Holometrix Micromet, 2002). La figura Nº 2.21

muestra las características específicas (puntos críticos) que describen las

características del curado del polímero.

Figura N° 2.21: Puntos críticos en la curva del logaritmo de la viscosidad iónica

en el curado de una muestra de poliéster (Holometrix Micromet, 2002)



45

2.10.1.1 Punto de flujo (Flow Point): se define como el tiempo al que el

logaritmo de la viscosidad iónica cruza un límite definido por el usuario (la

viscosidad crítica). El Punto de Flujo comienza a menudo cuando el material ha

hecho el contacto con el sensor.

2.10.1.2 Mínima viscosidad (Viscosity Minimun): se define como el tiempo y

valor mínimo de la viscosidad iónica. El Mínimo de la viscosidad se usa para

descubrir cuando el material ha alcanzado su máximo en el flujo.

2.10.1.3 Pendiente Máxima (Gelation Inflection): se define al tiempo y valor

máximo en la pendiente de la viscosidad iónica. La pendiente Máxima identifica

el tiempo y la tasa de máxima reacción. Un mayor valor de tasa máxima de

reacción indica una mayor velocidad de entrecruzamiento y un tiempo menor

indica una reacción más retardada.

2.10.1.4 Fin del curado (Endpoint): se define como el tiempo al que la

pendiente de la viscosidad iónica pasa a través de un valor definido por el usuario

(la pendiente crítica) asociado con el logro de un estado de curado deseado para

el material. Para control de la viscosidad, el punto de finalización del curado

puede ser usado para activar el desmolde o desprensado viscosidades Cte.



46

CAPITULO III: MATERIALES Y METODOS

3.1 METODOLOGÍA.

La metodología empleada se inicia con la obtención y clasificación de

materia prima (madera), para luego ser utilizada en la caracterización de la

madera y fabricación de los diferentes tipos de tableros.

Para la caracterización de la especie se analizaron tanto propiedades

físicas como mecánicas para las diferentes edades según la norma chilena, y las

cuales se seleccionaron según aspectos de interés durante la fabricación de

ambos tableros.

Se fabricaron tableros OSB y contrachapados a escala de laboratorio en

dimensiones de 12 x 500 x 500 mm, con diferentes variables edades de la

madera, cantidades de adhesivo, tiempos de prensado y temperaturas de platos,

las cuales se detallan en cada sección. Todas estas variables fueron propuestas

en base a necesidades actuales de las empresas y características de los

adhesivos utilizados. Además, se monitoreó el comportamiento dieléctrico

mediante sensores microdieléctricos. En los tableros OSB las mediciones se

realizaron al colchón completo, mientras que para el contrachapado las lecturas se

efectuaron en la línea de cola central, es decir, entre las chapas 3 y 4. También

se evaluaron las propiedades mecánicas de flexión y tracción perpendicular, para

los OSB, y cizalle para los tableros contrachapados. Además, se realizaron

mediciones adicionales de temperatura en el centro del tablero y análisis DMA

para las resinas fenólicas utilizadas.



47

3.2 EQUIPOS

PRENSA HIDRAULICA AUTOMATIZADA Marca : Dummont

Fuerza total : 250 toneladas

Dimensión de platos : 600 x 600 (mm)

Sistema de control : Automático OPTO 22

Velocidad de subida : 12 - 14 (mm/s) en vacío

Presión máxima específica : 70 (kg/cm2) -A = 3600 (mm2)

Temperatura máxima : 230 °C

Accionamiento : Hidráulico, de simple efecto

Diámetro interior pistón : 390 (mm)

ANALIZADOR MICRODIELECTRICO

Marca : Eumetric System III Microdielectrometer

Rango de medición

Frecuencia : 0,001 - 100,000 (Hz)

Amplitud : -50 y -1 (dB).

Fase : 0,0 +/- 180°.

Para realizar las mediciones con el analizador microdieléctrico, se utilizó la

caja de media conductividad, que posee las siguientes características:



48

INTERFACE DE MEDIA CONDUCTIVIDAD

Conductividad : 10-13 a 10 –3 Siemens/cm Viscosidad Iónica : 1013 a 10 3 Ohm/cm Medidas : Factor de pérdida, grado de curado,

temperatura con termocupla Sensores : Idex, Monotrodo. Frecuencia : 1 a 100.000 Hz

Termocuplas : K

Para realizar las mediciones “in situ” se

utilizaron dos tipos de sensores, los que presentan las siguientes características:

• SENSOR MONOTRODO IMPLANTABLE

Dimensión : 35,56 x 0,953 x 0,015 cm Rango de frecuencia : 1 a 100.000 Hz (Media conductividad) : 0,001 a 100,000 (Alta Conductividad) Lo Viscosidad Iónica : 4 a 13 (in) (Media conductividad) Rango de temperatura : -150 °C a 375 °C

Figura 3.1: Sensor monotrodo implantable.

SENSOR IDEX 066S

Contiene electrodos interdigitalizados, fabricados con un cable de 37 cm de

longitud.

Area de medición : 2,5 x 1 cm



49

Limites de uso : -150 °C a 375 °C

Figura 3.2: Sensor Idex 066S.

HOJUELERA DE DISCO

Diámetro disco : 46 (cm)

Número de cuchillos : 2

Sist. de alimentación de piezas : 4 a 10 (cm)

MAQUINA ENCOLADORA

Diámetro tambor : 90 (cm)

Diámetro entrada : 32 (cm)

ESTUFA DE SECADO MARCA WTR BINDER Rango de temperatura : 20 - 300 °C

MAQUINA DE ENSAYO UNIVERSAL INSTRON

Carga máxima : 50 kN

Velocidad de ensayo : 0 a 500 (mm/min)

PERFILOMETRO GEOLOGICAL NUCLEAR SCIENSES

Máx. espesor de muestra : 50 (mm)



50

Elemento radiactivo : Americio 241

Actividad : 4,8 GBq

Potencia motor : 5,5 (kW) BALANZA TERMICA

Método de medición : Calentamiento por rayos infrarrojos.

Determinación por pérdida de humedad

Marca : Sartorius

Sensibilidad : 0,001 (g).

Rango de temperatura : 40 - 160 °C

Exactitud de lectura : 0,01 % (Contenido de humedad)

SISTEMA DE ADQUISICION DE DATOS

Marca : Fluke

Capacidad : 20 canales

PIE DE METRO DIGITAL MITUTOYO

Precisión : 0,001 (mm)

TERMOCUPLAS

Tipo K



51

3.3 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

3.3.1 Obtención de materia prima.

Para la realización de este trabajo, la materia prima se obtuvo de árboles de

Eucalyptus nitens de 5, 8 y 12 años de edad provenientes del fundo Santa Lucía,

ubicado en la zona de Mulchén Provincia del Bío–Bío, VIII Región, Chile,

perteneciente a la empresa Forestal MININCO S.A. Las características de las

trozas en estudio se presentan en la tabla Nº 3.1:

Tabla Nº 3.1: Descripción de las trozas en estudio. Uso Edad N° Arboles Diam. Prom.(cm) Largo (m)

OSB 5 10 14,0 1,3



52

8 10 24,0 1,3

Contrachapado 8

12

10

20

28,5

35,2

1,3

1,3

De estos árboles se obtuvieron un total de 50 trozas de 1,3 metros de largo,

donde 20 de ellas se emplearon en la fabricación de los tableros OSB y los 30

restantes en los tableros contrachapados. Figura 3.3.

Figura 3.3: Obtención de trozas de Eucalyptus nitens.

3.3.1.1 Caracterización de la madera.

La caracterización de la especie en estudio, Eucalyptus nitens, se

separaron en físicas y mecánicas, siendo realizadas según lo establecido en la

norma chilena. La selección de cada una de estas propiedades fue en base a

aplicaciones que tienen implicancia directa con el proceso de producción de

ambos tableros.

3.3.1.2 Propiedades físicas y mecánicas.



53

El proceso comienza con la selección en forma aleatoria de 10 trozas para

cada edad, 5 para cada propiedad, a las que se le cortaron rodelas de 150 mm de

largo en los extremos (1 para propiedades físicas y 2 para propiedades

mecánicas). A estas rodelas se le extrajeron 4 probetas, las que fueron

acondicionadas a una humedad del 12% antes de ser ensayadas.

Propiedades físicas: las propiedades incluidas en este estudio fueron:

Contenido de humedad (NCh 176/1)

Densidad (NCh 176/2) y

Contracción (NCh 176/3).

Propiedades mecánicas: se consideraron las propiedades de:

Clivaje tangencial a la fibra (NCh 977) y

Compresión perpendicular a la dirección de la fibra (NCh 974).

3.3.2 Fabricación de tableros.

Una vez que la materia prima (trozas) a sido clasificada y extraídas las

rodelas correspondientes para la caracterización de la madera, estas son

separadas según el tipo de tablero a fabricar y acondicionadas para su posterior

transformación, ya sea, en hojuelas para el caso del OSB y chapas en el de los

contrachapados. Además se realizan diferentes mediciones de sus características

a las resinas fenólicas a emplear en ambos casos.



54

3.3.2.1 Características de la resina.

La resina utilizada para la fabricación de los tableros fue proporcionada por

la empresa de adhesivos Oxiquim S.A. Las resinas tenían las siguientes

características, las cuales fueron medidas en laboratorio a 25 °C:

Tabla 3.2: Caracterización de los adhesivos empleados.

Tipo de Tablero OSB Contrachapado

Fenol Formaldehído Oxilite 3063 Oximix 2217

Sólidos (%) 50,1 49,4

Viscosidad (cP) 237,5 7750

Densidad 1,197 1,199

pH 11,49 11,38

3.3.2.2 Mediciones microdieléctricas.

Las mediciones “in situ” del comportamiento del adhesivo fueron realizadas

con un analizador microdieléctrico, el cual está conectado a un computador, y que

cuenta con el software “Eumetric System” que permite medir los datos de

viscosidad del adhesivo.

Para las mediciones dieléctricas “in situ” en el ciclo de prensado el sensor

microdieléctrico entrega una variada cantidad de datos, tales como, logaritmo de la

viscosidad iónica, derivada de la viscosidad iónica, factor de pérdida, ganancia,

desfase, permitividad, pero para este estudio sólo consideraremos las dos

primeras. Durante los procesos de prensado, se realizaron mediciones de

temperatura en el centro del tablero por medio de termocuplas tipo K conectadas a

un sistema de adquisición de datos.



55

Plato Superior

Plato Inferior

Pistón

Tablero Sistema Adquisidor de Datos

Sensor

Termocupla “K”

Interfase Analizador Microdieléctrico

PC

Ambos sensores (Monotrodo e Idex) y las termocuplas fueron introducidos

aproximadamente a 20 centímetros de profundidad en la línea central determinada

en la investigación. La representación de la posición de los sensores se muestra

en la figura 3.4.

Figura 3.4: Instalación de los equipos de medición.

3.3.2.3 Tableros OSB.

El trabajo experimental permite ver y analizar la secuencia correcta para la

fabricación de tableros OSB experimentales.



56

Se fabricaron tableros OSB–O2 de Eucalyptus nitens con dos edades,

diferentes razones de encolado, tiempos de prensado y temperaturas, para

verificar cual de todas las condiciones es la más adecuada para la fabricación.

De cada uno de estos tableros se obtuvieron 10 probetas a las que se les midió

tracción perpendicular a las caras del panel, para verificar la acción del adhesivo

en la calidad final. Además, se obtuvieron 4 probetas para flexión (2 paralelas y

2 perpendiculares), con el objetivo de analizar la resistencia mecánica del tablero.

Para la confección de los tableros fue necesario realizar un cálculo para la

dosificación de los materiales (ANEXO B).

Las características de los tableros OSB fabricados son:

• Densidad objetivo : 650 kg/m3

• Razón de encolado : 5 y 10%

• Espesor del tablero : 12 mm

• Area del tablero : 500 x 500 mm2

• Humedad objetivo : 8%

• Resina Fenólica : 50% de sólidos

• Contenido de humedad hojuela : 4%

• Pérdidas por proceso : 5%

Durante el armado de los tableros fue necesario que las hojuelas encoladas

se estratificaran en 3 capas en la formación del panel experimental, figura 3.5.

33%

33%

33%



57

Figura 3.5: Distribución para la conformación del colchón.

3.3.2.3.1 Definición de las condiciones de fabricación.

Las diferentes condiciones de fabricación de los tableros experimentales se

ilustra en la tabla N° 3.3 , en la que se define la cantidad de tratamientos y el

número de experimentos por condición.

Tabla Nº 3.3: Condiciones de fabricación para tableros OSB.

TOTAL TRAT. CONDICION REPETICIONES

TABLEROS

1 A RE1 0,50 200 3

2 A RE2 0,50 200 3

3 A RE1 0,25 200 3

4 A RE2 0,25 200 3

5 A RE1 0,50 190 3

6 A RE2 0,50 190 3

7 A RE1 0,25 190 3

8 A RE2 0,25 190 3

9 B RE1 0,50 200 3

10 B RE2 0,50 200 3

11 B RE1 0,25 200 3

12 B RE2 0,25 200 3

13 B RE1 0,50 190 3

14 B RE2 0,50 190 3

15 B RE1 0,25 190 3

16 B RE2 0,25 190 3

48

Los códigos de cada condición representan al experimento en sí. Por

ejemplo se tiene:

Edad madera Razón de encolado Factor de Prensado T° Prensado5 Años 5% 0,25 min/mm 200 °C

A RE 1 0,25 200



58

3.3.2.3.2 Secuencia de trabajo.

La figura 3.6 ilustra la secuencia de trabajo. A continuación se describirán

cada uno de los procesos.

Figura 3.6: Secuencia de trabajo empleada en la fabricación de tableros OSB.

• Identificación y clasificación de las trozas recibidas de Forestal Mininco

según edad.

• Descortezado de las trozas y obtención de semibasas en sierra huincha.

• Obtención de tablas de 1” de espesor, ancho variable y largo 1,3 m.

• Trozado de piezas a dimensión de 25 x 90 x 150 mm.

R e c e p c ió n M a te r ia P r im a

D e sc o rte z a d oO b te n c ió n d e

ta b la sEsp e so r 1 "

T ro z a d o2 5 x 9 0 x 1 5 0

m m

M a c e ra d o d e p ie z a s

8 0 °C

O b te n c ió n d e h o ju e la s

0 ,6 x 2 5 x 9 0 m m

P re se c a d o d e h o ju e la s

(T e m p e ra tu ra A m b ie n te )

S e c a d o d e h o ju e la sT °= 8 0 °C

T p o = 2 4 h o ra s

C la si fic a c ió n y

A lm a c e n a m ie n to

En c o la d o d e h o ju e la s

F o rm a c ió n d e c o lc h o n

3 3 % p o r c a p a

P re n sa d o P = 4 2 b a r

En fr ia d o y e tiq u e ta d o

F o rm a te a d oO b te n c ió n d e

p ro b e ta s

En sa y o s se g ú n N o rm aA S T M D 1 0 3 7 -

9 7 A

R e su l ta d o s y A n á l isis



59

• Macerado de piezas en tina de macerado a una temperatura de 80 °C hasta

alcanzar una temperatura de 60 °C en el centro de éstas.

• Obtención de hojuelas, en máquina hojuelera. Las dimensiones de las

hojuelas obtenidas fueron de 0,6 x 25,4 x 90 mm.

• Presecado de hojuelas a temperatura ambiente.

• Secado de hojuelas en estufa convencional hasta alcanzar un contenido de

humedad del 4%, a 70°C por un período aproximado de 24 horas.

• Clasificación de hojuelas, mediante un tamizado, con el objeto de eliminar

hojuelas no deseadas (finos).

• Almacenamiento de hojuelas, en bolsas de poliestileno, para evitar

absorción de humedad. Cada una de éstas se etiquetó con el peso, el

contenido de humedad y la edad correspondiente.

• Calentamiento de hojuelas a 35°C durante 30 minutos.

• Introducción de hojuelas en encoladora, previa dosificación, de acuerdo a la

condición a fabricar.

• Atomizar la resina fenólica dentro de la encoladora, previó calentamiento de

ésta hasta, alcanzar 25°C, con el fin de homologar condiciones de

viscosidad. Esto se efectuó por medio de una pistola con aire comprimido.

• Pesado de hojuelas , para estratificación del colchón, según corresponda.

• Introducción de hojuelas encoladas en cajón formador con la ayuda de un

orientador de hojuelas, para darle la orientación a las hojuelas.

• Pre-prensado manual en cada capa de hojuela formada, retirando cajón

formador.

• Colocación de placas de acero inoxidable en ambas caras y ubicación de

barras espaciadoras (12 mm) en los extremos.

• Preparación del ciclo en el sistema de control Opto 22, además del sistema

adquisidor de datos (medición de temperatura) y analizador microdieléctrico

(viscosidad).

• Introducción de tablero a prensa, previa instalación de sensor monotrodo y

termocupla en el centro del tablero.



60

• Terminado el prensado, sacar el tablero de la prensa, etiquetar y

almacenar.

• Formateo y obtención de probetas para ensayos físicos y mecánicos.

3.3.2.3.3 Ciclo de prensado tableros OSB.

Se construyeron dos curvas de prensado, ambas con una misma presión

específica máxima de 42 bar y diferentes temperaturas de los platos (190 °C y

200 °C) y con diferentes tiempos de prensado (180 y 360 segundos).

Los ciclos funcionaban por presión, es decir, con el colchón dentro de la

prensa y se aplicó presión hasta que los platos alcanzaran las barras de 12 mm,

luego de completar el tiempo establecido, la prensa se abre automáticamente.

Los tiempos utilizados para los respectivos ciclos de prensado fueron

determinados de acuerdo al análisis de DMA de la resina, la cual nos asegura en

forma teórica el fraguado del adhesivo durante el proceso de prensado.

Las variables involucradas para la confección de los respectivos ciclos de

prensado se muestran a continuación:

Ciclo de prensado 1 (ciclo corto)

Espesor final : 12 mm

Temperatura : 190°C y 200 °C

Razón de prensado : 0,25 min/mm



61

Tiempo total prensado : 180 segundos

Razón de prensado TAP : 85 %

Tiempo de alta presión (TAP) : 153 segundos

En la figura 3.7 se ilustra en forma clara el comportamiento del ciclo de

prensado corto en forma teórica.

0

175

15310

180

163

0

9

18

27

36

45

0 40 80 120 160Tiempo (s)

Pe

(Bar

)

Figura 3.7. Curva de prensado ciclo corto.

Ciclo de prensado 2 (ciclo largo) Espesor final : 12 mm





62





prensado largo en forma teórica.

0

350

30610

360

316

0

9

18

27

36

45

0 80 160 240 320 400

Tiempo (s)

Pe (Bar)

Figura 3.8: Curva de prensado ciclo largo.

Para la medición de la temperatura de los platos en el centro de los tableros

experimentales se incorporaron termocuplas tipo K en las zonas especificadas.

3.3.2.3.4 Evaluación de las propiedades físico mecánicas de los tableros.

Se realizaron pruebas físico – mecánicas de acuerdo a la Norma

Canadiense 0437 Series – 93. Anexo A.



63

Las dimensiones de las probetas para las propiedades se muestran en la

tabla N° 3.4 (se realizaron 3 repeticiones por condición).

Tabla N° 3.4: Características de las probetas.

Dimensiones Nº Probetas por Propiedad

mm Condición

MOR // 76 x 338 6

MOR ⊥ 76 x 338 6

IB 50 x 50 30

DENSIDAD 76 x 152 6

Donde:

IB : Internal Bond (Tracción perpendicular)

MOR // : Módulo de ruptura en flexión paralela.

MOR ⊥ : Módulo de ruptura en flexión perpendicular.



64

3.3.2.4 Tableros contrachapados.

Se fabricaron tableros contrachapados de Eucalyptus nitens con dos

edades (8 y 12 años), diferentes gramajes (210 y 230 g/m2), tiempos de prensado

(0,8 y 0,4 min/mm) y temperaturas (150 y 130 ºC), para verificar cual de todas las

condiciones es la más adecuada para la fabricación. En cada investigación fue

necesario realizar un ensayo mecánico, para determinar la calidad de unión de los

tableros. De cada uno de estos tableros se obtuvieron 10 probetas a las que se

les midió la adherencia o unión entre las chapas, mediante ensayos de cizalle para

obtener información utilizable en el mejoramiento de la unión.

El esquema de armado para los tableros, es el que se muestra en la figura

3.9.

Figura 3.9: Esquema de armado para los tableros contrachapados.

Cara delTablero

1 2 3 4 5

N° de la Chapa

Trascara del Tablero

Cara rugosa de la chapa Cara lisa de la chapa

1 2 3 4 5



65

3.3.2.4.1 Definición de las condiciones de fabricación.

Dada la cantidad de variables que se utilizó para la fabricación de los

tableros experimentales se definió una nomenclatura para abreviar las

características de los tableros. La tabla N° 3.5 ilustra las condiciones y el número

de experimentos por condición.

Tabla Nº 3.5: Condiciones de fabricación para tableros contrachapados.

TOTAL TRAT. CONDICION REPETICIONES

TABLEROS

1 C G1 0,80 150 3

2 C G2 0,80 150 3

3 C G1 0,40 150 3

4 C G2 0,40 150 3

5 C G1 0,80 130 3

6 C G2 0,80 130 3

7 C G1 0,40 130 3

8 C G2 0,40 130 3

9 D G1 0,80 150 3

10 D G2 0,80 150 3

11 D G1 0,40 150 3

12 D G2 0,40 150 3

13 D G1 0,80 130 3

14 D G2 0,80 130 3

15 D G1 0,40 130 3

16 D G2 0,40 130 3

48

Los códigos de cada condición representan al experimento en sí. Por

ejemplo se tiene:

C G1 0,4 150Edad Madera Razón de encolado Factor de Prensado Tº Prensado

8 Años 210 g/m2 0,40 min/mm 150 ºC



66

3.3.2.4.2 Secuencia de trabajo.

La figura 3.10 ilustra la secuencia de trabajo. A continuación se

describirán cada uno de los procesos.

Recepción Materia Prima

Descortezado Macerado:

T° Medio: 70°CT° Centro: 55°C

Debobinado:Manto de 2,6

mm de espesor

Obtencion de Chapas:

500*500*2,6

Clasificacion e

Identificación de Chapas

Ensayos según NormaPS1-95

Resultados y Análisis

Pre- Prensado:

P: 5 barTpo: 5 min

Prensado:P: 14 barTAP: 75%

Enfriado y etiquetado

Formateado Obtención de

probetas

Calentamiento de Chapa:

T°: 25°CTpo: 30 min

Armado del Tablero:

5 Chapas por Tablero

Clasificación y

Almacenami ento

Secado de Chapas:T° : 35°CCH : 4%

Presecado de Chapas:

T° Ambiente



67

Figura 3.10: Secuencia empleada en la fabricación de tableros contrachapados.

• Identificación y clasificación de las trozas recibidas de Forestal mininco

según edad.

• Descortezado de las trozas y ajuste del largo a 1 metro.

• Preparación de equipo adquisidor de datos y ubicación de las termocuplas

para control de temperatura en el centro de ésta.

• Introducción de las trozas en la tina de macerado. Estas son calentadas a

una temperatura de 70 °C, por un período que asegure una temperatura

interna de la pieza de 55 °C.

• Debobinado. Alcanzada la temperatura las trozas son retiradas de la tina

de macerado y colocadas en el torno debobinador.

• Obtención del manto con un espesor de 2.6 mm, ancho de 95 mm y largo

variable.

• Formateo del manto. Una vez concluido el debobinado, el manto es cortado

por medio de sierras huinchas en chapas de 500 x 500 mm.

• Clasificación e identificación de chapas. Estas se seleccionan según su

aspecto y rotulan con la edad de la madera en una de sus caras.

• Presecado de las chapas. Las chapas son encastilladas en un lugar

abierto, en donde perderán humedad por medio de ventiladores.

• Secado de chapas en estufa convencional a 35°C hasta alcanzar un

contenido de humedad del 4%, por un período aproximado de 24 horas.

• Clasificación de chapas. Alcanzada la humedad del 4%, las chapas son

ordenadas según esquema de la figura 3.14 y almacenadas en bolsas de

poliestileno, para evitar absorción de humedad.

• Calentamiento de chapas a 25°C durante 30 minutos.

• Calibración y regulación de la prensa, además del sistema adquisidor de

datos (medición de temperatura) y el analizador microdieléctrico

(viscosidad), para la confección de tableros contrachapados.

• Armado del tablero, según los siguientes pasos:



68

1. Pesar cantidad de adhesivo según gramaje correspondiente.

2. Encolar chapas 2 y 4 (figura 3.14) por ambos lados, este proceso debe

tener un tiempo máximo de 10 minutos.

3. Colocar el sensor microdieléctrico y la termocupla en la línea de cola

determinada, estos debe hacerse durante el tiempo abierto del tablero

que no debe ser más de 2 minutos.

4. Esperar que el adhesivo alcance el máximo “Tack”, período aproximado

de 15 minutos.

5. Pre-prensado. Cargar el tablero dentro de la prensa, colocando otros

tableros para evitar transferencia de calor.

6. Luego de pre-prensar, retirar el tablero de la prensa y esperar un tiempo

de 5 minutos para comenzar con el prensado

7. Cargar ciclo de prensado en el sistema de control de la prensa según la

condición a fabricar.

8. Introducir tablero en la prensa, en tiempo máximo de 1 minuto,

conectando el sensor microdieléctrico a la caja de media conductividad.

9. Comenzar el ciclo de prensado cargado anteriormente.

• Finalizado el proceso de prensado sacar el tablero de la prensa,

identificándolo con la edad y numero, retirando los elementos de medición.

• Formateo y obtención de probetas para ensayos físicos y mecánicos según

norma americana PS-1 95.

3.3.2.4.3 Ciclo de prensado tableros contrachapados.

Para este caso también se construyeron dos ciclos de prensado, ambas con

una presión específica máxima de 14 bar, considerando temperatura de platos de

130°C y 150°C y con tiempos de prensado de 288 y 576 segundos.



69

Los tiempos utilizados para los respectivos ciclos de prensado fueron

determinados de acuerdo al análisis DMA de la resina, la cual nos asegura el

fraguado del adhesivo durante el proceso de prensado.

Anterior al proceso de prensado se realizó un ciclo de pre-prensado en frío,

es decir, a temperatura ambiente, el cual tiene el objetivo de compactar de mejor

forma el colchón y dejarlo más homogéneo al momento de prensado. Las

variables utilizadas en el pre-prensado fueron las siguientes:

PREPRENSADO

Temperatura : Ambiente


Presión específica : 5 bar


preprensado en forma teórica.

0 300

10 290

0

2

4

6

0 60 120 180 240 300

Tiempo (s)

Pe (Bar)

Figura 3.11: Curva de preprensado para tableros contrachapados.



70

Las variables involucradas para la confección de los respectivos ciclos de

prensado se muestran a continuación:

Ciclo de prensado 1 (ciclo corto) Espesor final : 12 mm






En la figura 3.12 se ilustra el comportamiento del ciclo de prensado corto en forma

teórica.

0

226

288

10 216

278

0

4

8

12

16

0 50 100 150 200 250 300

Tiempo (s)

Pe (Bar)

Figura 3.12: Curva de prensado ciclo corto para tableros contrachapados.



71

Ciclo de prensado 2 (ciclo largo)

Espesor final : 12 mm






En la figura 3.13 se ilustra el comportamiento del ciclo de prensado corto

en forma teórica.

566

43210

576

442

00

4

8

12

16

0 100 200 300 400 500 600

Tiempo (s)

Pe (Bar)

Figura 3.13: Curva de prensado ciclo largo para tableros contrachapados.



72

3.3.2.4.4 Evaluación de las propiedades físico mecánicas de los tableros.

Se realizaron pruebas mecánicas de acuerdo a la norma americana PS1 -

95 “Construction and Industrial Plywood (With Typical APA Trademarks)”.

Para determinar la calidad estructural de los tableros se decidió por el

ensayo mecánico de cizalle, midiendo la resistencia de la unión entre las chapas

del tablero. La fabricación de las probetas se realizó según la figura 3.14.

Figura 3.14: Fabricación de probetas para cizalle, según norma americana PS1-

95 para un tablero de 5 chapas

Las dimensiones de las probetas para el ensayo de cizalle fue de 12 x 25 x

81 mm, obteniéndose un total de 10 probetas por cada uno de los tableros. La

obtención de estas probetas fue realizada lo más cercana posible al centro del

tablero, dado que fue en donde se realizaron las mediciones microdieléctricas y

control de temperatura.



73



74

CAPITULO IV: RESULTADOS Y DISCUSIÓN



75



76

4.1 PROPIEDADES FISICO MECANICAS DEL E. NITENS

En el siguiente estudio se analizaron las propiedades físico - mecánicas del

Eucalyptus nitens. Estas propiedades fueron estudiadas en función de la edad

de la madera (5, 8 y 12 años).

4.1.1 Propiedades Físicas.

Las propiedades físicas analizadas fueron la densidad básica, el contenido

de humedad y la contracción radial, tangencial y volumétrica.

4.1.1.1 Densidad.

En la figura 4.1 se presentan los valores promedios de densidad básica

obtenidos según la Norma Chilena 176/2 para las edades de 5, 8 y 12 años.

0

150

300

450

600

DENS

IDAD

(kg/

m3)

5 8 12

EDAD (AÑOS)



77

Figura 4.1: Valores de densidad básica promedio por edad.

Según se observa en el gráfico, a medida que la edad de la madera

aumenta, la densidad obtenida también lo hace. Es así, como de 5 a 8 años la

densidad promedio presenta un incremento de un 21% (400 a 485 kg/m3),

mientras que de 8 a 12 años ésta sólo aumenta en un 6% (485 a 512 kg/m3).

Dentro de las posibles causas que pueden explicar este fenómeno, una de

ellas es la presencia de madera juvenil y madura. La madera madura o tardía,

tiene una mayor densidad que la madera de juvenil y, por lo tanto, el porcentaje de

madera madura, ésta en relación directa con la densidad. Se explica este hecho

por el mayor espesor de pared celular que presentan las células de madera tardía.

4.1.1.2 Contenido de humedad.

En la figura N° 4.2 se presentan los valores promedios de contenido de humedad

obtenidos

desde las

probetas,

según la norma

chilena 176/1.

0

50

100

150

200

CH

(%)

5 8 12

EDAD (AÑOS)



78

Figura 4.2: Valores de contenido de humedad promedio por edad.

En el gráfico anterior se observa que a medida que se incrementa la edad

de la madera para Eucalyptus nitens, se produce una disminución del contenido

de humedad. Esta tendencia se explica por la densidad de la madera, la cual

teóricamente debe ir aumentando al subir la edad de la especie. El aumento de

la densidad implica un mayor espesor de pared celular y menores cavidades

celulares (lúmenes), lo que dará como resultado una menor retención de agua.

4.1.1.3 Contracción radial, tangencial y volumétrica.

En la figura 4.3 se presentan los valores promedios de la contracción

radial, tangencial y volumétrica según la Norma Chilena 176/3.

20

30

40

TRAC

CI0N

(%)

TANGENCIAL

RADIAL

LONGITUDINAL

VOLUMETRICA



79

Figura 4.3: Contracción por edad.

Debido a la anisotropía de la madera, las contracciones no son iguales en

todas direcciones. Según lo mostrado en el gráfico 4.3, la contracción longitudinal

para cada una de las edades es despreciable en comparación a las otras. En

relación a la contracción radial, ésta siempre es menor a la tangencial.

La explicación a estos resultados se fundamenta en los elementos

estructurales que componen la madera, es decir, que la contracción en dirección

longitudinal es menor por la resistencia que presentan las fibras. En cambio al



80

relacionar las otras direcciones, la contracción sufrida en dirección radial es

siempre menor a la tangencial, debido a la presencia de los radios leñosos.

Al analizar el efecto de la contracción en las diferentes direcciones, con el

aumento de la edad de la madera, se observa en la figura 4.3 que un incremento

en la edad produce que la contracción también lo haga, esta relación se basa en el

aumento de la densidad sufrida por la madera, que como se explicó anteriormente

producirá que el espesor de la pared celular aumente, provocando una mayor

contracción, con coeficientes de anisotropía de 2,1;1,2 y 1,4 para 5, 8 y 12 años

respectivamente.

4.1.2 Propiedades Mecánicas.

Las propiedades mecánicas fueron seleccionadas de acuerdo a su

incidencia dentro de los procesos de fabricación de tableros OSB y

contrachapados. Este es el caso de cizalle tangencial para tableros

contrachapados y compresión perpendicular para tableros OSB.

Para el caso de compresión perpendicular a las fibras, las variables

determinadas correspondieron a la tensión máxima o de rotura (Rcn), el módulo

de elasticidad (Ecn) y la tensión de compresión perpendicular en el límite de

proporcionalidad (fcn, lp). En clivaje tangencial se determinó la resistencia de

clivaje máxima (Rcl).

4.1.2.1 Compresión perpendicular a las fibras.

En la figura 4.4 se presentan los datos de compresión perpendicular a las

fibras ensayadas a un contenido de humedad del 12%, según Norma Chilena 977.



81

Figura 4.4: Valores de razón de compresión y esfuerzo normal en el limite

proporcional

Del gráfico 4.4 de compresión perpendicular, los valores de esfuerzo

promedio muestran que al aumentar la edad de 5 a 8 años, estos aumentan

notablemente, mientras que de 8 a 12 años presentan una disminución más

acentuada.

Un aumento en la edad de la madera se asocia con una mayor densidad, lo

cual se observa del gráfico 4.4 entre las edades de 5 y 8 años. Esta tendencia

se produce principalmente por el aumento en el espesor de la pared celular, y la

disminución de la cantidad de espacios vacíos en su estructura, dando como

resultado el aumento en el esfuerzo de compresión.

Para las edades de 8 y 12 años, aunque se esperaba una tendencia similar

a la del gráfico anterior (Figura 4.3), ésta no se produjo, atribuyéndose al aumento

0

2.000

4.000

6.000

8.000ES

FUER

ZO (k

Pa)

5 8 12

EDAD (AÑOS)

fcn.lpRcn



82

de las tensiones de crecimiento con la edad de la madera, es decir, factores tales

como grietas, rajaduras entre otros, los cuales afectan la resistencia mecánica de

la madera, disminuyéndolas.

4.1.2.2 Clivaje tangencial a la fibra.

En la figura 4.5 se presentan los datos de clivaje tangencial a las fibras

ensayadas a un contenido de humedad del 12%, según Norma Chilena 974.

Figura 4.5: Esfuerzo de Clivaje tangencial por edad de la madera.

De la figura 4.5, se observa que a medida que la edad aumenta desde 5 a 8

años, los valores obtenidos de esfuerzo de clivaje promedio también se

incrementan, lo cual se explica por el aumento de densidad mostrada en la figura

4.2 y como se hace mención en párrafos anteriores está estrechamente

relacionada con un aumento en el espesor de la pared celular y, por lo tanto, se

necesitará una mayor carga para producir la separación de las fibras.

0

20

40

60

80

ES

FU

ER

ZO (

N/m

m)

5 8 12

EDAD (AÑOS)



83

La comparación entre las edades de 8 y 12 años, nos muestran en la figura

4.5 que al aumentar la edad, los valores esfuerzo de clivaje promedio disminuyen,

aun cuando los valores obtenidos y mostrados en el análisis de densidad por edad

de la madera se incrementan. Al buscar una posible causa a este fenómeno, se

puede asociar al aumento de las tensiones de crecimiento en la madera, dado que

la mayoría de las probetas presentaban grietas internas, que solo pudieron ser

apreciadas después de acondicionar las probetas a la humedad requerida por la

norma, lo cual implicaría que las probetas soportasen una menor carga.

Finalmente, la tendencia obtenidas en las propiedades mecánicas de

compresión y clivaje se puede explicar por las tensiones de crecimiento internas

de la madera, dado su rápida velocidad de crecimiento.

4.2 ANÁLISIS MICRODIELÉCTRICO.

A continuación se presentan los resultados de Logaritmo de viscosidad

iónica (Log VI) y temperaturas en los tableros obtenidos con análisis

microdieléctrico. Los resultados obtenidos fueron separados según la edad de la

madera para un mejor entendimiento de éstos, haciendo un análisis individual de

los dos tipos de sensores utilizados en esta investigación, sobre la base del

comportamiento de la viscosidad iónica durante los ciclos de prensado utilizados.

Los datos filtrados con los diferentes sensores fueron a frecuencias de 1 kHz para

el sensor monotrode (OSB), y de 10 kHz para el sensor IDEX.

Para las mediciones con el sensor monotrode se realizaron tres

repeticiones por tablero, mientras que para el sensor IDEX no se realizaron

repeticiones. Con los datos de la viscosidad iónica, se extrajo la curva

representativa para realizar el análisis del fraguado “in situ”. Finalmente se realizó

un análisis de la propiedad mecánica de adherencia en la línea de cola (cizalle) en

los tableros contrachapados, analizando la falla de madera. En el caso de los



84

tableros OSB se analizó la adherencia interna del tablero mediante el ensayo de

tracción perpendicular, además de la resistencia del tablero a través de ensayos

mecánicos de flexión.

4.2.1 Tableros OSB

Análisis durante el ciclo de prensado: Sensor Monotrode

Una de las ventajas que entrega el uso del sensor monotrodo es que

permite monitorear el fraguado del adhesivo a través de todo el espesor del

tablero.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 50 100 150 200 250 300 350 400Tiempo (s)

P (b

ar)

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

Log

VI (O

hm-c

m)

PRESIONLog VI A RE1 0.50 200Log VI A RE2 0.50 200Log VI A RE1 0.50 190Log VI A RE2 0.50 190



85

• Madera de 5 años. Figura 4.6: Viscosidad iónica durante el ciclo de prensado, ciclo largo

(Temperaturas de 200 y 190 ºC, razón de encolado de 5 y 10% respectivamente,

edad de la madera 5 años)

Figura 4.7: Viscosidad iónica durante el ciclo de prensado, ciclo corto

(Temperaturas de 200 y 190 ºC razón de encolado de 5 y 10%, edad de la madera

5 años)

Como se puede observar en las figuras 4.6 y 4.7, al comienzo de cada ciclo

la viscosidad iónica presenta una disminución, producto de la perdida de humedad

del adhesivo, lo que ocurre para cada una de las condiciones, ya sea a diferentes

temperaturas, gramajes o ciclos de prensado.

En relación a la razón de encolado utilizada, se observa que a medida que

ésta aumenta, el tiempo para alcanzar la mínima viscosidad se incrementa y

donde los tiempos de máxima viscosidad, en el caso del ciclo corto (0,25 min/mm)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 30 60 90 120 150 180 210Tiempo

p (b

ar)

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

Log

VI (O

hm-c

m)

PRESION

Log VI A RE1 0.25 200

Log VI A RE2 0.25 200

Log VI A RE1 0.25 190

Log VI A RE2 0.25 190

(s)



86

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200Tiempo (s)

T° (

°C )

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

Log

VI (O

hm-c

m)

T° CENTRO A RE1 0.25 200T° CENTRO A RE2 0.25 200T° CENTRO A RE1 0.25 190T° CENTRO A RE2 0.25 190Log VI A RE1 0.25 200Log VI A RE2 0.25 200Log VI A RE1 0.25 190Log VI A RE2 0.25 190

se obtienen fuera del ciclo de prensado, pero no así en el del ciclo largo (0,5

min/mm). Este fenómeno se explica por el aumento de agua en la mezcla de

adhesivo, lo que implica un mayor tiempo en la evaporización del agua para

comenzar el proceso de reacción química (fraguado) del adhesivo.

Con respecto a la temperatura de los platos empleadas durante el proceso

de prensado, se observa en los gráficos, que una variación de la temperatura de

200 a 190 ºC, no presenta cambios notorios en los valores y tiempo de mínima

viscosidad.

Figura 4.8: Incremento de la temperatura en el centro del tablero durante el ciclo de prensado, ciclo largo (Temperatura de 200 y 190 ºC, y razón de encolado de 5

y 10%)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 50 100 150 200 250 300 350 400Tiempo

T° (°

C)

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

Log

VI (O

hm-c

m)

T° CENTRO A RE1 0.50 200T° CENTRO A RE2 0.50 200T° CENTRO A RE1 0.50 190T° CENTRO A RE2 0.50 190Log VI A RE1 0.50 200Log VI A RE2 0.50 200Log VI A RE1 0.50 190Log VI A RE2 0.50 190

(s)



87

Figura 4.9: Incremento de la temperatura en el centro del tablero durante el ciclo de prensado, ciclo corto (Temperatura de 200 y 190 ºC, y razón de encolado de 5

y 10%) Para tener un mejor análisis de lo anterior, se realizaron gráficas del

comportamiento entre la viscosidad iónica y la temperatura en el centro del

tablero, ya que según lo obtenido del análisis de DMA a la resina fenólica “Oxilite 3063” (Ver Anexo D), el polímero alcanza su mínima viscosidad aproximadamente

a la temperatura de 100 ºC.

De acuerdo a los resultados obtenidos e información bibliográfica

recopilada, el comienzo de la disminución de la viscosidad iónica coincide con el

aumento de la temperatura en el centro de tablero, lo cual es esperado al tener la

temperatura una influencia directa en el fraguado del adhesivo, y que al alcanzar

la temperatura de 100 ºC en el centro del tablero debería dar inicio a la

polimerización del adhesivo fenol formaldehído.

Dentro de esta investigación, es posible observar en las figuras 4.8 y 4.9

que al momento de alcanzar los 100 ºC en el interior del tablero, la mínima

viscosidad iónica ya había sido alcanzada, y ésta continuaba incrementándose

con el aumento de la temperatura.

Analizando las diferentes condiciones de fabricación, es posible observar

que al aumentar la cantidad de adhesivo, el tiempo que demora la temperatura en

alcanzar los 100 ºC en el centro del tablero, disminuye. Este fenómeno se explica

principalmente, que al aumentar la cantidad de adhesivo en la fabricación de los

tableros, existe una mayor cantidad de agua en la mezcla, ésto provoca un



88

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 50 100 150 200 250 300 350 400Tiempo (s)

P (b

ar)

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

Log

VI (O

hm-c

m)

PRESIONLog VI B RE1 0.50 200Log VI B RE2 0.50 200Log VI B RE1 0.50 190Log VI B RE2 0.50 190

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

p (b

ar)

4 0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

Log

VI (O

hm-c

m)

PRESION

Log VI B RE1 0.25 200

Log VI B RE2 0.25 200

Log VI B RE1 0.25 190

Log VI B RE2 0.25 190

aumento en el vapor dentro del tablero lo que trae como consecuencia una

transferencia de calor mayor desde las capas al centro del tablero.

En relación a la variable de la temperatura, el tiempo requerido en alcanzar los

100 ºC presenta un incremento con la disminución de la temperatura desde 200 a

190 °C.

• Madera de 8 años.

Figura 4.10: Viscosidad iónica durante el ciclo de prensado, ciclo largo (Temperaturas de 200 y 190 ºC razón de encolado de 5 y 10%, edad de la madera

8 años)



89

Figura 4.11: Viscosidad iónica durante el ciclo de prensado, ciclo corto (Temperaturas de 200 y 190 ºC razón de encolado de 5 y 10%, edad de la madera

8 años) Para la siguiente edad, al igual que en el caso de 5 años se observa en las

figuras 4.10 y 4.11, que al comienzo de cada ciclo la viscosidad iónica disminuye

para cada una de las condiciones, es decir, temperaturas de los platos empleadas,

gramajes o ciclos de prensado.

En función a la cantidad de adhesivo utilizada, se observa que a medida

que ésta aumenta, el tiempo para alcanzar la mínima viscosidad se incrementa y

los tiempos de máxima viscosidad, para el ciclo corto (0,25 min/mm), se obtienen

fuera del ciclo de prensado y no así en el ciclo largo (0,5 min/mm).

Con respecto a la temperatura de los platos empleadas durante el proceso

de prensado, se observa en los gráficos 4.10 y 4.11, que una disminución de

10 ºC en la temperatura, no presenta grandes cambios en el tiempo de mínima

viscosidad.

(s)



90

Figura 4.12: Incremento de la temperatura en el centro del tablero durante el ciclo

de prensado, ciclo largo (Temperatura de 200 y 190 ºC, y razón de encolado de 5

y 10%, edad de la madera de 8 años)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 50 100 150 200 250 300 350 400Tiempo

T° (°

C)

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

Log

VI (O

hm-c

m)

T° CENTRO B RE1 0.50 200T° CENTRO B RE2 0.50 200T° CENTRO B RE1 0.50 190T° CENTRO B RE2 0.50 190Log VI B RE1 0.50 200Log VI B RE2 0.50 200Log VI B RE1 0.50 190Log VI B RE2 0.50 190

(s)



91


de prensado, ciclo corto (Temperatura de 200 y 190 ºC, y razón de encolado de 5

y 10%, edad de la madera de 8 años) Tal como lo muestran las gráficas de temperatura en el centro del tablero,

existe un comportamiento similar entre cada una de las condiciones a las

obtenidas para el OSB de 5 años.

En las figuras 4.12 y 4.13 se observa que al momento de alcanzar los

100 ºC en el centro del tablero, la mínima viscosidad iónica ya había sido

alcanzada por casi todas las condiciones, y con el aumento de la temperatura

durante el proceso la viscosidad iónica se incrementaba o mantenía constante.

De igual forma que en el caso anterior, un incremento en la cantidad de

adhesivo nos muestra un tiempo menor en alcanzar los 100 ºC al interior del

tablero, que uno con menor cantidad. El efecto de la temperatura también es

claro, ya que al incrementarla en 10 ºC, se ve una disminución en el tiempo.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Tiempo (s)

T° (

°C )

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

Log

VI (O

hm-c

m)

T° CENTRO B RE1 0.25 200T° CENTRO B RE2 0.25 200T° CENTRO B RE1 0.25 190T° CENTRO B RE2 0.25 190Log VI B RE1 0.25 200Log VI B RE2 0.25 200Log VI B RE1 0.25 190Log VI B RE2 0.25 190



92

• Resumen. Tabla Nº 4.1 : Valores promedios de las mediciones microdieléctricas de los

tableros OSB-O2.

Como se mencionó anteriormente y según lo mostrado en la tabla 4.1, un

aumento en la razón de encolado provoca mayores tiempos en alcanzar la mínima

viscosidad, mientras que la variación de la temperatura (200 ºC a 190 ºC) o del

tiempo de prensado (0,5 min/mm a 0,25 min/mm) no provoca un mayor efecto en

los tiempos registrados, en lo referente a la edad de la madera (5 años u 8 años)

no se establece una tendencia en los valores, lo cual se explica que al subdividir la

madera, ésta presenta un comportamiento más uniforme en sus propiedades.

Para la temperatura de fraguado teórico (100 ºC), los tiempos obtenidos

muestran, al igual que en el caso anterior, que las variables de tiempo de

prensado y densidad de la madera no presentan una tendencia clara, no así, la

temperatura de prensado, la cual al disminuir provoca un aumento del tiempo,

Condición Tpo (s) VI (Ohm-cm) Tº Centro (ºC) Tpo (s) VI (Ohm-cm)

A RE1 0,50 200 47 7,999 29 84 8,068A RE2 0,50 200 55 8,307 96 68 7,250A RE1 0,25 200 51 6,981 61 72 7,201A RE2 0,25 200 59 5,400 112 48 5,936A RE1 0,50 190 43 5,735 26 136 5,802A RE2 0,50 190 55 6,212 34 116 6,551A RE1 0,25 190 63 6,757 44 132 7,136A RE2 0,25 190 55 5,615 31 108 6,679

B RE1 0,50 200 39 5,673 31 95 6,233B RE2 0,50 200 55 5,761 50 84 6,288B RE1 0,25 200 31 4,267 28 108 4,878B RE2 0,25 200 51 5,759 30 84 5,902B RE1 0,50 190 51 5,728 26 124 5,897B RE2 0,50 190 35 5,794 44 100 5,989B RE1 0,25 190 59 8,289 33 132 6,304B RE2 0,25 190 83 8,261 59 100 6,402

Punto de Mínima Viscocidad Temperatura Centro 100 ºC



93

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 100 200 300 400 500 600

Tiempo (s)

Pres

ion

(bar

)

3,43

3,48

3,53

3,58

3,63

3,68

Log

VI (O

hm-c

m)

PRESIONLog VI C G1 0.80 150Log VI C G2 0.80 150Log VI C G1 0.80 130Log VI C G2 0.80 130

4

6

8

10

12

14

16

Pres

ion

(bar

)

3,48

3,53

3,58

3,63

3,68

Log

VI (O

hm-c

m)

PRESIONLog VI C G1 0.40 150Log VI C G2 0.40 150Log VI C G1 0.40 130Log VI C G2 0.40 130

mientras que la razón de encolado, a medida que se incrementa, el tiempo en

alcanzar la temperatura disminuye.

4.2.2 Tableros contrachapados.

Análisis durante el ciclo de prensado: Sensor Idex.


Figura 4.14: Viscosidad iónica durante el ciclo de prensado, ciclo largo

(Temperaturas de 130 y 140 ºC, gramaje de 210 y 230 g/m2, edad madera 8 años)



94

Figura 4.15: Viscosidad iónica durante el ciclo de prensado, ciclo corto (Temperaturas de 130 y 140 ºC, gramaje de 210 y 230 g/m2, edad de la madera 8

años) En el caso de los tableros contrachapados se optó por un sensor Idex, y como

se muestra en las figuras 4.14 y 4.15, en las cuales se relaciona la viscosidad

iónica con la presión específica del ciclo de prensado. Al comienzo de cada ciclo la

viscosidad iónica disminuye para cada una de las condiciones, es decir,

temperaturas de los platos empleadas, gramajes o ciclos de prensado. Esta

disminución, al igual que en el caso del OSB medida con el sensor monotrode, es

asociada a uno de los procesos de reacción del adhesivo, y corresponde en su

primera etapa a una disminución de la viscosidad producto del efecto de la

temperatura y de la pérdida de agua presente en el adhesivo.

Al relacionar el aumento del gramaje con el comportamiento de la viscosidad,

es posible ver que a medida que éste se incrementa de 210 a 230 g/m2, el tiempo

que demora la viscosidad en alcanzar el valor mínimo aumenta, debido a que

aumenta la cantidad de agua que perder en el proceso. En lo referente a los

tiempos de máxima viscosidad, según lo observado en las gráficas, una vez que

la viscosidad alcanza el mínimo valor, ésta tiende a estabilizarse y mantenerse

constante durante el ciclo de prensado y sólo se incrementa en forma significativa

al momento de abrir los platos de la prensa, lo cual se asocia a un aumento en la

liberación de vapor, la que sería registrada por el sensor. Este fenómeno es



95

observado en la totalidad de los ensayos realizado en cada una de las

condiciones.

Con respecto a la temperatura de los platos empleadas durante el proceso de

prensado, se observa en los gráficos 4.14 y 4.15, que una disminución de 150 a

130 ºC tendrá como efecto un incremento del tiempo de mínima viscosidad, lo

cual es esperado dado que éste es un factor relevante en el fraguado del

adhesivo.


de prensado, ciclo largo (Temperatura de 130 y 140 ºC, y gramaje de 210 y 230

g/m2, edad de la madera de 8 años)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 100 200 300 400 500 600

Tiempo (s)

Tem

pera

tura

(ºC

)

3,43

3,48

3,53

3,58

3,63

3,68

Log

VI (O

hm-c

m)T° CENTRO C G1 0.80 150

T° CENTRO C G2 0.80 150T° CENTRO C G1 0.80 130T° CENTRO C G2 0.80 130Log VI C G1 0.80 150Log VI C G2 0.80 150Log VI C G1 0.80 130Log VI C G2 0.80 130



96


de prensado, ciclo corto (Temperatura de 130 y 140 ºC, y gramaje de 210 y 230


En forma paralela a la medición de la viscosidad se controló la temperatura

al interior del tablero por medio de termocuplas tipo K, y así poder relacionar el

inicio del fraguado del adhesivo con los valores de mínima viscosidad obtenidos.

Esto en base a análisis previos de DMA a la resina fenólica “Oximix 2017” (Ver

Anexo D), donde el polímero alcanza su mínima viscosidad aproximadamente a la

temperatura de 100 ºC.

Tal como lo muestran las gráficas 4.16 y 4.17 de temperatura en el centro

del tablero, al aumentar la cantidad de adhesivo el tiempo que demora la

temperatura en alcanzar los 100 ºC disminuye, lo cual se explica que al haber

mayor cantidad de adhesivo también hay más agua, provocando un incremento en

el vapor desde el extremo hacia el centro y dando como consecuencia que se

eleve más rápidamente la temperatura.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 50 100 150 200 250 300 350

Tiempo (s)

Tem

pera

tura

(ºC

)

3,43

3,48

3,53

3,58

3,63

3,68

Log

VI (O

hm-c

m)

T° CENTRO C G1 0.40 150T° CENTRO C G2 0.40 150T° CENTRO C G1 0.40 130T° CENTRO C G2 0.40 130Log VI C G1 0.40 150Log VI C G2 0.40 150Log VI C G1 0.40 130Log VI C G2 0.40 130



97

Al relacionar el tiempo requerido por la temperatura para llegar a los 100 ºC

con el de la mínima viscosidad, es posible ver una tendencia en las gráficas que

cuando esta última alcanza el mínimo, la temperatura al interior del tablero es

menor a los 100 ºC, y al continuar transcurriendo el tiempo de prensado, mientras

la viscosidad se mantiene constante los valores de temperatura se incrementan

rápidamente.

Para la variable de la temperatura de prensado, la tendencia encontrada a

partir de las gráficas es la esperada, es decir, que a medida que se disminuye la

temperatura de los platos desde 150 a 130 ºC se incrementará el tiempo

necesario para alcanzar la temperatura deseada en el interior del tablero, según lo

explicado anteriormente. Ahora bien, cabe destacar que si esta tendencia es

apreciable, la variación entre los tiempos es bastante estrecha.



98


Figura 4.18: Viscosidad iónica durante el ciclo de prensado, ciclo largo

(Temperaturas de 130 y 140 ºC, gramaje de 210 y 230 g/m2, edad madera 12

años)

Figura 4.19: Viscosidad iónica durante el ciclo de prensado, ciclo corto

(Temperaturas de 130 y 140 ºC, gramaje de 210 y 230 g/m2, edad de la madera 8

años)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 100 200 300 400 500 600

Tiempo (s)

Pres

ion

Espe

cific

a (b

ar)

3,42

3,62

3,82

4,02

4,22

4,42

4,62

4,82

5,02

Log

VI (O

hm-c

m)

PRESION

Log VI D G1 0.80 150

Log VI D G2 0.80 150

Log VI D G1 0.80 130

Log VI D G2 0.80 130

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 50 100 150 200 250 300 350

Tiempo (s)

Pres

ion

Espe

cific

a (b

ar)

3,42

3,62

3,82

4,02

4,22

4,42

4,62

4,82

5,02

Log

VI (O

hm-c

m)

PRESIONLog VI D G1 0.40 150Log VI D G2 0.40 150Log VI D G1 0.40 130Log VI D G2 0.40 130



99

Para el caso de esta edad, existe similitud en las tendencias de las curvas de

viscosidad con las encontradas con los tableros contrachapados de 8 años.

Como se muestra en las figuras 4.18 y 4.19, al inicio del ciclo la viscosidad

disminuye rápidamente para cada una de las condiciones estudiadas, donde el

tiempo de prensado no refleja mayores variaciones, a diferencia de las otras

variables (temperatura y gramaje). Posterior a esta disminución en la viscosidad,

nuevamente se observa que una vez alcanzado el mínimo, los valores tienden a

mantenerse constantes hasta el final del ciclo, donde al igual que en el caso

anterior, al momento de abrir los platos de la prensa la viscosidad se incrementa

rápidamente.

Al analizar el comportamiento de la viscosidad con el aumento de adhesivo los

resultados obtenidos presentan similitud con el resto de las mediciones

microdieléctricas realizadas, es decir, que a medida que aumentamos el gramaje

los tiempos requeridos en alcanzar la mínima viscosidad son directamente

proporcionales, esto quiere decir que al aumentar de 210 a 230 g/m2 el adhesivo

tarda un mayor tiempo en alcanzar la mínima viscosidad, dando inicio a la

segunda parte del proceso de reacción de polimerización.

Dentro de las variables estudiadas, la temperatura de los platos de la prensa

también presenta un clara tendencia, ya que al disminuirla los tiempos de mínima

viscosidad obtenidos son mayores.

Por último, es posible observar que los tiempos en los cuales se logra alcanzar

la mínima viscosidad se encuentran siempre dentro del proceso de prensado, lo

cual debería asegurar que el adhesivo ya estaba fraguado al momento de concluir

los diferentes ciclos de prensado.



100


de prensado, ciclo largo (Temperatura de 130 y 140 ºC, y gramaje de 210 y 230



de prensado, ciclo corto (Temperatura de 130 y 140 ºC, y gramaje de 210 y 230


0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 100 200 300 400 500 600

Tiempo (s)

Tem

pera

tura

(ºC

)

3,42

3,62

3,82

4,02

4,22

4,42

4,62

4,82

5,02

Log

VI (O

hm-c

m)T° CENTRO D G1 0.80 150

T° CENTRO D G2 0.80 150T° CENTRO D G1 0.80 130T° CENTRO D G2 0.80 130Log VI D G1 0.80 150Log VI D G2 0.80 150Log VI D G1 0.80 130Log VI D G2 0.80 130

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 50 100 150 200 250 300 350

Tiempo (s)

Tem

pera

tura

(ºC

)

3,42

3,62

3,82

4,02

4,22

4,42

4,62

4,82

5,02

Log

VI (O

hm-c

m)

T° CENTRO D G1 0.40 150T° CENTRO D G2 0.40 150T° CENTRO D G1 0.40 130T° CENTRO D G2 0.40 130Log VI D G1 0.40 150Log VI D G2 0.40 150Log VI D G1 0.40 130Log VI D G2 0.40 130



101

Al analizar la temperatura al interior del tablero y relacionarla con el valor

entregado por el análisis de DMA realizado a la resina, se observa de las gráficas

4.20 y 4.21 que un aumento de la temperatura de prensado implicará obtener

menores tiempos de viscosidad mínima, y al contrario que en el caso anterior

cuando ésta última alcanza el mínimo, generalmente, la temperatura de 100 ºC ya

había sido alcanzada u ocurría en el mismo momento. Esta diferencia con lo

encontrado en el caso anterior puede ser explicada desde el punto de vista de la

densidad de la madera, que al aumentar implica una menor cantidad de espacios

vacíos y un mayor espesor de la pared celular, lo cual provocará que el vapor

proveniente desde los extremos tenga una mayor dificultad en traspasar a través

de las chapas del tablero.

Para la variable de la temperatura de prensado, la tendencia encontrada a

partir de las gráficas es la esperada, es decir, que a medida que se disminuye la

temperatura de los platos desde 150 a 130 ºC se incrementa el tiempo necesario

para alcanzar la temperatura deseada en el interior del tablero.

El efecto provocado por el aumento de gramaje en relación a la temperatura

interior, si bien es apreciable en algunas condiciones (a mayor cantidad se

disminuyen los tiempos), en otras no lo es tan clara y la explicación a este

fenómeno se asocia a la densidad de la especie, tal como se hace referencia en el

párrafo anterior y al proceso de armado del tablero, en particular a la cantidad y

distribución del adhesivo en la chapa.



102

• Resumen

Tabla 4.2: Valores promedios de las mediciones microdieléctricas efectuadas a los

tableros contrachapados.

De los valores obtenidos de los análisis microdieléctricos, se observa que

un aumento del gramaje (210 a 230 g/m2) provoca un incremento en el tiempo de

mínima viscosidad, de igual forma sucede con la disminución de la temperatura

durante el proceso de prensado, fenómenos explicados anteriormente. En relación

a la edad de la madera, una aumento de ésta (8 años a 12 años) provoca que el

tiempo obtenido en alcanzar la viscosidad mínima aumente, lo cual se explica por

la mayor densidad de la madera de 12 años, dificultando la transferencia del calor

hacia el centro del tablero.

Condición Tpo (s) VI (Ohm-cm) Tº Centro (ºC) Tpo (s) VI (Ohm-cm)

C G1 0,80 150 67 3,478 48 144 3,480C G2 0,80 150 75 3,489 59 136 3,487C G1 0,40 150 79 3,496 58 152 3,497C G2 0,40 150 135 3,521 92 152 3,514C G1 0,80 130 95 3,455 59 212 3,453C G2 0,80 130 111 3,466 73 176 3,469C G1 0,40 130 83 3,464 70 164 3,456C G2 0,40 130 95 3,485 64 176 3,482

D G1 0,80 150 87 3,502 81 128 3,507D G2 0,80 150 95 3,483 79 136 3,484D G1 0,40 150 79 3,478 64 132 3,460D G2 0,40 150 107 4,148 74 164 4,022D G1 0,80 130 143 3,492 84 200 3,484D G2 0,80 130 175 3,510 98 184 3,521D G1 0,40 130 119 3,500 76 192 3,505D G2 0,40 130 151 3,541 79 220 3,524

Punto de Mínima Viscocidad Temperatura Centro 100 ºC



103

Para la temperatura en el centro del tablero, se observa de la tabla 4.2 que

a mayor gramaje, el tiempo en alcanzar los 100 ºC disminuye, mientras que la

disminución de la temperatura de prensado implica un incremento del tiempo y al

igual que en el análisis del punto de mínima viscosidad, el aumento en la edad de

la madera provoca que el tiempo en alcanzar los 100 ºC también aumente.

4.3 ANÁLISIS DE PROPIEDADES FISICO-MECÁNICAS PARA LOS TABLEROS

4.3.1 Tableros OSB.

Los paneles experimentales presentaban una gran dispersión en los valores

de sus propiedades. Basándose en la correlación que existe entre densidad y

resistencia, se estableció el cuociente entre la resistencia real obtenida y la

densidad aparente de cada probeta y de esta forma eliminar el efecto de la

densidad en los valores de esfuerzos.

Para poder tener un valor de referencia, se ilustran en la tabla 4.3 las

exigencias mínimas de esfuerzo según la Norma Canadiense 0437 Series – 93 y

las de esfuerzo relativo, considerando para ello la densidad objetivo de 650 kg/m3

de los paneles experimentales.

Tabla 4.3: Valores de esfuerzos exigidos por Norma Canadiense 0437 Series-93.



104

Ensayo Requerimiento

de esfuerzo (MPa)

Densidad Objetivo ( kg/m3 )

Esfuerzo relativo x10-4

(MPa * m3/kg)

IB 0,345 650 5,3

MOR // 29 650 446,2

MOR ⊥ 12,4 650 190,8

MOE // 5.500 650 84.615,4

MOE ⊥ 1.500 650 23.076,9

4.3.1.1 Densidad.

Figura 4.22: Densidad promedio de los tableros OSB por condición de fabricación

En la figura anterior se observa que son los tableros de OSB de 8 años los

que presentan los mayores valores de densidad aparente, ésto se debe a la mayor

667

725

692

769

610

661630

714

612

670

624

693

609 610

661

721

0

200

400

600

800

DEN

SID

AD

(Kg/

m3)

R1 0,5 200 R2 0,5 200 R1 0,25 200 R2 0,25 200 R1 0,5 190 R2 0,5 190 R1 0,25 190 R2 0,25 190

CONDICION

5 AÑOS8 AÑOS



105

densidad que posee la madera de 8 años. Cuando se fabricaron los tableros de

OSB para 5 y 8 años, se calculó la cantidad de madera (hojuelas) y de adhesivo,

sin hacer una diferencia entre edades (5 y 8 años). Como la madera de

Eucalyptus nitens de 5 años es menos densa que la de 8 años, el resultado

produjo tableros de OSB de 8 años con mayor espesor o en su defecto del mismo

espesor pero más densos, lo que se refleja en mejores valores de resistencia en

comparación con tableros fabricados con madera de 5 años.

4.3.1.2 MOR Paralelo.



106

Figura 4.23: Gráfico de esfuerzos de módulo de rotura paralelo por condición de

fabricación de los tableros OSB.

En el gráfico anterior se observa que los valores de MOR paralelo son

mayores en casi todas las condiciones para la edad de 5 años. El efecto de la

densidad sobre la edad de la madera atenta en las propiedades mecánicas de

ésta, lo cual puede explicarse debido a que maderas con menor densidad se

compactan mejor provocando una mayor resistencia de las caras a diferencia de

otra con densidad mayor, en las cuales la compactación será menor, provocando

una menor resistencia de éstas.

Al analizar los resultados en función de las variables, se observa en la

figura 4.23, que un incremento en la razón de encolado implica obtener mayores

valores de esfuerzo, en ambas edades, dado que se incrementa la cantidad de

adhesivo por unidad de masa de madera. El efecto de la disminución en la

temperatura sobre los valores de esfuerzo no parece presentar una incidencia

mayor sobre éstos.

0

200

400

600

800

Esfu

erzo

(MPa

*m3/

Kg)

R1 0,50200

R2 0,50200

R1 0,25200

R2 0,25200

R1 0,50190

R2 0,50190

R1 0,25190

R2 0,25190

Norma Comercial

CONDICION

5 Años8 Años



107

0

75

150

225

300

375

ESFU

ERZO

(MPa

*m3/

Kg)

R1 0,50200

R2 0,50200

R1 0,25200

R2 0,25200

R1 0,50190

R2 0,50190

R1 0,25190

R2 0,25190

Norma Comercial

CONDICION

5 Años8 Años

Se observa que la mejor condición ocurre al usar una razón de encolado del

10%, factor de prensado de 0,25 min/mm y temperatura de prensado de 200 ºC,

para la edad de 5 años, mientras que para 8 años ésto ocurre a 10% de razón de

encolado, 0,50 min/mm de prensado y temperatura de 190 ºC. Como era de

esperar el menor valor de esfuerzo se obtuvo cuando las condiciones de

fabricación se disminuyeron, es decir, 5% de razón de encolado, 0,25 min/mm y

temperatura de 190 ºC, lo cual ocurre en ambas edades.

Al relacionar los resultados con los valores requeridos por la norma y el

ensayo de un tablero comercial de pino, tres de éstas no cumplieron con el

estándar requerido (8 años, 10%, 0,50 min/mm, 200 ºC ; 8 años, 5%, 0,25

min/mm, 190 ºC y 8 años, 10%, 0,25 min/mm, 190 ºC ), lo anterior se explica por el

incremento de la edad de la madera y por ende de la densidad básica de ésta, ya

que, se produce una razón de compactación menor y por consiguiente un menor

contacto entre las partículas de madera desarrolladas durante el proceso de

prensado, mientras que todas ellas superaron al tablero comercial ensayado de

igual espesor.

4.3.1.3 MOR Perpendicular.



108

Figura 4.24: Figura de esfuerzos de módulo de rotura perpendicular por condición de fabricación de los tableros OSB.

Los valores del MOR perpendicular corresponden aproximadamente a la

mitad de los arrojados por el MOR paralelo. Esto se produce debido a que la

carga es aplicada sobre dos caras que oponen una mayor resistencia en

comparación con la anterior que es sólo una. Estos resultados muestran que la

edad de 5 años posee una mayor resistencia que la de 8 años, lo cual es

esperado, dado su mayor razón de compactación.

Al igual que en los valores de MOR paralelo, se observa en la figura 4.24

que al aumentar la razón de encolado de un 5 al 10%, los valores de esfuerzo

promedio obtenidos se incrementan, mientras que una disminución en la

temperatura de los platos empleada provoca que el esfuerzo disminuya

levemente, posiblemente al no completarse el máximo fraguado. Al observar el

efecto del tiempo de prensado la tendencia indica que al disminuir éste los valores

de MOR también lo hacen, explicándose por el menor tiempo de contacto entre las

partículas, lo cual indicaría una disminución en las propiedades del tablero.

Cuando observamos los valores obtenidos en cada una de las condiciones,

la mejor de ellas ocurre para una edad de 5 años y cuando todas las variables de

fabricación son máximas, es decir, 10% de razón de encolado, 0,50 min/mm de

factor de prensado y 200 ºC. Para una edad de 8 años, la tendencia es similar a

la de 5 años, sólo que en este caso son dos las condiciones con valores máximos,

y que se diferencian entre sí, por la variable temperatura. Los valores mínimos de

esfuerzo se obtuvieron tanto para 5 como 8 años cuando las variables fueron las

mínimas, ésto es, 5% de razón de encolado, 0,25 min/mm y 190 ºC.

Al comparar los resultados de los tableros experimentales tanto con lo

requerido por norma, como con los obtenidos del tablero comercial, sólo una

condición se encontró bajo éstos dos límites; 5% de razón de encolado, 0,25



109

min/mm y 190 ºC, independiente de la edad. Estos se debe a la disminución de

cada una de las variables, afectando de forma negativa las propiedades.

4.3.1.4 MOE Paralelo.

Figura 4.25: Figura de esfuerzos de módulo de elasticidad paralelo por condición

de fabricación de los tableros OSB.

En la figura anterior se observa que la edad de 5 años presenta mayores

valores de MOE paralelo comparado con la de 8 años. Esta situación se justifica

debido a la mejor compactación de las células de la madera de 5 años, la que

produce mejores propiedades mecánicas, debido a una mayor interacción madera

adhesivo.

Para la edad de 5 años no se advierte gran variabilidad de los promedios,

sólo resaltando la condición con razón de encolado del 10%, factor de prensado

de 0,25 mm/min y temperatura de 200 ºC, la que presenta una marcada diferencia

y que además es la mayor de todas. Para 8 años ocurre la misma situación

0

20

40

60

80

100

ESFU

ERZO

(MPA

*m3/

Kg)

Millares

R1 0,50 200 R2 0,50 200 R1 0,25 200 R2 0,25 200 R1 0,50 190 R2 0,50 190 R1 0,25 190 R2 0,25 190 Norma Comercial

CONDICION

5 Años8 Años



110

0

8

16

24

32

ESFU

ERZO

(M

Pa*m

3/K

g)

Millares

R1 0,50200

R2 0,50200

R1 0,25200

R2 0,25200

R1 0,50190

R2 0,50190

R1 0,25190

R2 0,25190

Norma Comercial

CONDICION

5 Años8 Años

(tendencia homogénea), excepto en la condición cuyas variables de fabricación

son mínimas, la que presenta una marcada disminución de sus propiedades.

Al efectuar una comparación de los resultados de esfuerzos con lo

requerido por norma, encontramos que ninguna de las condiciones supera este

parámetro, pero si superaron los valores arrojados por el tablero de OSB

comercial, el cual promedió muy por debajo de lo requerido.

4.3.1.5 MOE Perpendicular.

Figura 4.26: Figura de esfuerzos de módulo de elasticidad perpendicular por

condición de fabricación de los tableros OSB.

Al igual que en caso anterior (MOE paralelo), se observa la misma

tendencia de los promedios de las condiciones, en la cual existe una alta

homogeneidad de los datos, encontrándonos sólo con dos valores (uno mayor y

otro menor) que no siguen la tendencia establecida. Para el caso del menor



111

valor, éste está justificado por la utilización de los mínimos valores de las

variables, es decir, razón de encolado del 5%, factor de prensado de 0,25 min/mm

y temperatura de 190 ºC, las cuales era de esperar presentasen propiedades de

los tableros inferiores al resto de las condiciones. El mayor valor ocurre cuando

nos encontramos con una razón de encolado del 10%, factor de prensado de 0,5

min/mm y temperatura de 190 ºC, en este caso, la mayor cantidad de adhesivo y

el mayor tiempo de prensado implican un mayor contacto entre las partículas de

madera (hojuelas), lo cual implica obtener mejores propiedades en el tablero.

Al hacer la comparación de los valores con la norma utilizada, encontramos

que sólo algunas condiciones de la edad de 5 años superan este requerimiento, y

de forma muy ajustada. Para 8 años sólo una condición supera lo establecido por

la norma.

Cabe destacar que algunas de las probetas obtenidas para el ensayo de

flexión, tenían defectos en su espesor. Este fue causado por un pegado del

tablero de OSB, con las latas que servían de apoyo para el proceso de prensado y

que al momento de retirarlas producían desprendimiento de pedazos del tablero.

Esta situación podría considerase como una posible causa a las alteraciones en

los resultados de los ensayos. Además, se encuentra la conformación de las

capas del colchón (mat), uno de los pasos más complicados, ya que es muy difícil

orientar las hojuelas en las diferentes capas, para que éstas quedasen de forma

perpendicular entre sí.

4.3.1.6 Tracción perpendicular.

Llamada también adhesión interna (IB) o tracción perpendicular, y es una

de las propiedades más importantes de los tableros y es un indicador del estado



112

0

3

6

9

12

RES

ISTE

NC

IA (M

Pa*m

3/kg

)

RE1 0,50200

RE2 0,50200

RE1 0,25200

RE2 0,25200

RE1 0,50190

RE2 0,50190

RE1 0,25190

RE2 0,25190

Norma Comercial

CONDICIONES

5 AÑOS8 AÑOS

de la capa central del tablero, la que consiste en la unión de madera adhesivo. A

continuación se muestra un detalle de los resultados por edad y condición.

Figura 4.27: Esfuerzos de IB por condición de fabricación de los tableros OSB.

Las condiciones en las cuales encontramos los menores valores de IB

corresponden a aquellas en las cuales las variables de fabricación son las

mínimas, es decir, razón de encolado del 5%, factor de prensado de 0,25 min/mm

y temperatura de 200 °C y 190 ºC.



113

Mediante ésto encontramos que tanto la razón de encolado como el factor

de prensado inciden de manera importante dentro de las propiedades mecánicas

del tablero, en este caso del IB. Además, es justo en estas condiciones en donde

no se da la tendencia de que los valores de la resistencia de 8 años son mayores

a las de 5 años (ésto podría ser debido a la menor densidad de la madera de 5

años, requiriendo una mayor cantidad de hojuelas para alcanzar el peso del

colchón, y por lo tanto, una mayor superficie a encolar).

Mediante el perfil de densidad se puede observar que para la condición de

10% de adhesivo, 0,50 min/mm y 200 ºC el tablero de 5 años presenta mejores

valores de densidad y un mayor espesor, ésto demuestra el porqué de los mejores

resultados de IB para esta condición. En el caso de la condición 5% de adhesivo,

0.25 min/mm y 190 ºC, los tableros se fabricaron en las mínimas condiciones

produciéndose un beneficio para los tableros de 5 años, en comparación con los

de 8 años, los cuales podrían haber tenido muy poco tiempo en prensa.

Con respecto a que las propiedades de la mayoría de los tableros fueran

mejor con madera de 8 años que 5 años, ésto se puede explicar por las mismas

razones que lo planteado en el caso de la densidad. Se utilizó la misma cantidad

de hojuelas y adhesivos para ambas edades sin haber considerado la condición

de que la madera de 5 años presenta una menor densidad que la de 8 años.

Además, existen algunas condiciones como factor de prensado o razón de

encolado en donde se favorece la permanencia del tablero bajo estas condiciones

y que hace que las propiedades mecánicas de los tableros de 8 años arrojen

mejores resultados.

Al efectuar una comparación de los valores promedio obtenidos por el

requerimiento por norma, encontramos que casi la totalidad de las condiciones, al

igual que el tablero comercial, superan los requerimientos.



114

4.3.2 Tableros contrachapados.

4.3.2.1 Análisis de la calidad de adherencia.

Los diferentes tipos de pruebas a que se someten las uniones entregan

valores que están directamente relacionados con la especie utilizada. De este

modo las pruebas realizadas a los adhesivos equivalen a las pruebas sobre las

propiedades mecánicas de la unión.

Cuando se desea analizar las propiedades de la unión en contrachapados, el

mejor indicador es la medición de la propiedad de cizalle, con el propósito de

obtener información utilizable en el mejoramiento de la unión. Los ensayos se

realizaron de acuerdo a la norma americana APA, en la cual se indican los

siguientes requisitos para su aprobación:

• El esfuerzo de la línea de cola ensayada debe ser mayor o igual a 1,6

N/mm2.

• El promedio de la falla de madera debe ser mayor a 45%.

• Más del 90% de la muestra debe tener sobre un 30% de falla de madera.

El análisis fue realizado basándose en los criterios mencionados

anteriormente, los cuales arrojaron los siguiente resultados:

Tabla 4.4: Resultados de ensayo de cizalle por condición de fabricación.

Esfuerzo

promedio

(N/mm2)

Promedio falla

madera (%)

Mayores al

30% de falla

C G1 0,80 150 3,2 83 93

C G2 0,80 150 3,1 85 90

C G1 0,40 150 2,4 73 79



115

C G2 0,40 150 2,7 63 75

C G1 0,80 130 2,7 74 84

C G2 0,80 130 2,8 77 86

C G1 0,40 130 2,6 57 64

C G2 0,40 130 2,6 56 54

D G1 0,80 150 2,4 86 95

D G2 0,80 150 3,1 95 100

D G1 0,40 150 2,8 71 75

D G2 0,40 150 3,0 56 62

D G1 0,80 130 2,4 73 93

D G2 0,80 130 2,7 69 76

D G1 0,40 130 2,7 77 84

D G2 0,40 130 2,7 55 61

En la siguiente figura (4.28) se muestran los valores de los esfuerzos

comparados con el nivel mínimo exigido por norma, separados por edad de la

madera.

Figura 4.28: Esfuerzo promedio de cizalle por condición de fabricación.

En el gráfico anterior se observa de que todas las condiciones cumplieron

con lo exigido por la norma, ésto es, con respecto al esfuerzo promedio en la línea

de cola. Respecto al requerimiento del porcentaje de falla promedio (mayor al

0

1

2

3

4

ESFU

ERZO

(N/m

m2)

G1 0,80150

G2 0,80150

G1 0,40150

G2 0,40150

G1 0,80130

G2 0,80130

G1 0,40130

G2 0,40130

CONDICIONES

ESFUERZO PROMEDIO 8 AÑOS12 AÑOSNORMA

75

100

DER

A (%

)

PROMEDIO FALLA DE MADERA DE LA MUESTRA

8 AÑOS

12 AÑOS

NORMA



116

45%), éste fue superado por todas las condiciones en ambas edades (Figura

4.29).

Figura 4.29: Falla promedio por condición de fabricación.

Finalmente, para la condición que el 90% de la muestra debe tener sobre un 30% de falla de

madera, sólo cinco condiciones superaron este requerimiento, figura 4.30.

0

25

50

75

100

FALL

A (%

)

G1 0,80150

G2 0,80150

G1 0,40150

G2 0,40150

G1 0,80130

G2 0,80130

G1 0,40130

G2 0,40130

CONDICION

MAYORES AL 30% DE FALLA DE MADERA DEL TOTAL DE LA MUESTRA

8 AÑOS

12 AÑOS

NORMA



117

Figura 4.30: Falla de madera mayores al 30% por condición de fabricación.

Las tres condiciones mencionadas anteriormente son las que finalmente cumplieron con

todos los requisitos impuestos por la norma, aunque en la condición cinco sólo se superó

con la edad de 12 años. Estas condiciones son las que tiene gramaje de 210 g/m2, factor de

prensado de 0,8 min/mm y temperatura de 150 ºC para ambas edades. La otra condición

que también superó la norma es aquella con las mismas caracteristicas anteriores y con

gramaje de 230 g/m2 para ambas edades. Por último, la otra condición que cumplió con los

requerimientos es la consistente en un gramaje de 210 g/m2, factor de prensado de 0,8

min/mm y temperatura de 130 ºC.

4.4 ANÁLISIS ESTADÍSTICO

4.4.1 Tableros OSB.

4.4.1.1 Modelo estadístico para la predicción de tracción perpendicular.

En la tabla N° 4.5 se muestran las estimaciones de los efectos del

experimento, utilizando los valores promedios arrojados por los resultados



118

promedios de los ensayos de tracción perpendicular para las diferentes

condiciones establecidas.

Se puede observar que los factores A: edad, B: razón de encolado, C:

factor de prensado, AB: interacción entre la edad y la razón de encolado, tienen

los más grandes efectos sobre el modelo estadístico y explican en conjunto cerca

del 78% de la variabilidad de los datos.

Tabla 4.5: Estimación de los efectos del experimento en tableros OSB.

Estimación Suma de Porcentaje Término

de efectos cuadrados contribución

A 1,3067 20,4885 9,6274

B 2,1808 57,0724 26,8179

C 2,4200 70,2768 33,0225

D 0,3233 1,2545 0,5895

AB 1,2317 18,2040 8,5539

AC 0,4508 2,4390 1,1461

AD 0,3642 1,5914 0,7478

BC 0,4683 2,6320 1,2368

BD -0,3900 1,8252 0,8576

CD -0,0325 0,0127 0,0060

ABC -0,5708 3,9102 1,8374

ABD -0,4292 2,2102 1,0386

ACD -0,1750 0,3675 0,1727

BCD 0,5942 4,2364 1,9907

ABCD -0,4583 2,5208 1,1845

La figura 4.31 muestra la gráfica de probabilidad normal de los efectos. Al

analizar este gráfico se concluye de que los factores A, B, C, y la interacción AB,

corresponden a las variables que tienen mayor contribución dentro del modelo.



119

Figura 4.31: Gráfica de la probabilidad de los efectos.

A través del análisis de varianza (tabla 4.6) se puede observar los efectos

principales, los cuales son altamente significativos, éstos tienen un valor p muy

pequeño (p< 0,01).

Tabla 4.6: Análisis de varianza de los datos de IB.

Condición Suma de Grados de Cuadrados valor F Prob > F

D ESIG N -EXPER T P lotIB

A : ED ADB: R AZ O N EN C O LAD OC : F AC TO R PR EN SAD OD : TEMPER ATU R A

Norma l p lo t

Norm

al %

prob

ability

E ffe ct

-0 .57 0 .18 0 .92 1 .67 2 .42

1

5

10

2030

50

7080

90

95

99

AB

C

A B



120

Cuadrados Libertad Promedio

Modelo 166,0418 4 41,51044 38,16194 < 0.0001

A 20,4885 1 20,48853 18,83579 < 0.0001

B 57,0724 1 57,07241 52,46858 < 0.0001

C 70,2768 1 70,27680 64,60781 < 0.0001

AB 18,2040 1 18,20403 16,73558 0.0002

Residual 46,7730 43 1,08774

Total 212,8148 47

Mediante el análisis de varianza (ANOVA), para determinar la influencia de

los efectos de los tratamientos, se pudo rechazar la hipótesis nula, la cual indica

de que todos los factores no provocan ningún efecto sobre la variable de

respuesta, con un valor p< 0,001 A través de las ecuaciones 1 y 2 se puede

predecir el resultado de las variables de edad (A), razón de encolado (B), factor de

prensado (C), la temperatura (D), y por último la interacción de la edad con la

razón de encolado (AB). A través de estos factores se puede predecir la

respuesta mediante las siguiente ecuaciones:

IB (5 AÑOS) = 1,83083 + 0,18983 * B + 9,68 * C. (1)

IB (8 AÑOS) = -0,55750 + 0,6825 * B + 9,68 * C. (2)

El coeficiente de determinación del modelo antes planteado es de

R2 = 0.78, lo que significa que la variabilidad del modelo es explicada en un 78%,

por el cambio de los niveles de los factores. El otro 22% restante no es

explicado, y obedece a otro tipo de consideraciones o variables que no han sido

analizadas en este modelo. El R2 ajustado = 0,76, el cual está ajustado para el

tamaño del modelo.



121

4.4.2 Tablero contrachapado.

4.4.2.1 Modelo estadístico para la predicción de cizalle.

En la tabla N° 4.7 se muestran las estimaciones de los efectos del

experimento, utilizando los valores promedios arrojados por los resultados

promedios de los ensayos de cizalle para las diferentes condiciones establecidas.

Se puede observar que los factores A: gramaje, B: factor de prensado, C:

temperatura, D: edad, BC: interacción entre el factor de prensado y la temperatura,

BD: interacción entre el factor de prensado y la edad, CD: interacción temperatura

y edad, BCD: la interacción del factor de prensado con la temperatura y la edad,

tienen los más grandes efectos sobre el modelo estadístico y explican en conjunto

cerca del 65,77% de la variabilidad de los datos.

Tabla 4.7: Estimación de los efectos del experimento.

Estimación Suma de Porcentaje Término de efectos cuadrados contribución

A 0,284 0,970 6,068

B -0,123 0,181 1,130

C 0,008 0,001 0,005

D -0,752 6,790 42,483

AB 0,124 0,184 1,153

AC -0,020 0,005 0,029

AD 0,127 0,193 1,205

BC 0,268 0,863 5,401

BD -0,272 0,889 5,561

CD 0,081 0,079 0,492

ABC -0,135 0,219 1,372



122

ABD 0,150 0,271 1,697

ACD -0,079 0,075 0,470

BCD 0,289 1,001 6,261

ABCD -0,073 0,064 0,403

La figura 4.32 muestra la gráfica de probabilidad normal de los efectos. Al

analizar este gráfico se concluye que los factores A, D, la interacción BC, BD,

BCD, corresponden a las variables que tienen mayor contribución dentro del

modelo.

Figura 4.32: Gráfica de la probabilidad de los efectos.

A través del análisis de varianza se pueden observar los efectos principales,

los cuales son altamente significativos, éstos tienen un valor p muy pequeño (p<

0,01).

DESIGN-EXPERT PlotCIZALLE

A: GRAMAJEB: FACTORC: TEMPERATURAD: EDAD

Normal plot

Norm

al %

prob

ability

Effect

-0.75 -0.49 -0.23 0.03 0.29

1

5

10

2030

50

7080

90

95

99

A

B

C

D

BC

BD

CD

BCD



123

Tabla 4.8: Análisis de varianza de los datos de cizalle.

Suma de Grados de Cuadrados

Condición Cuadrados Libertad Promedio valor F Prob > F

Modelo 10,7729 8 1,3466 10,0800 < 0.0001

A 0,9699 1 0,9699 7,2601 0.0103

B 0,1807 1 0,1807 1,3524 0.2519

C 0,0007 1 0,0007 0,0054 0.9418

D 6,7901 1 6,7901 50,8270 < 0.0001

BC 0,8632 1 0,8632 6,4616 0.0151

BD 0,8888 1 0,8888 6,6533 0.0138

CD 0,0787 1 0,0787 0,5890 0.4474

BCD 1,0008 1 1,0008 7,4911 0.0093

Residual 5,2101 39 0,1336

Total 15,9830 47

Mediante el análisis de varianza (ANOVA), se determina la influencia de los

efectos de los tratamientos, rechazandose la hipótesis nula, la cual indica que

todos los factores no provocan ningún efecto sobre la variable de respuesta, con

un valor p< 0,001 A través de la ecuación 3 y 4 se puede predecir el resultado

de las variables de gramaje (A), factor de prensado (B), temperatura (C), edad (D),

la interacción del factor de prensado y la temperatura (BC), factor de prensado y la

edad (BD), la temperatura y la edad (CD) y la interacción del factor de prensado la

temperatura y la edad (BCD). A través de estos factores se puede predecir la

respuesta mediante las siguiente ecuaciones:

CIZALLE (8 AÑOS) = -0,622 + 0,014*A + 1,094*B – 5,75*C – 5,144*B*C (3) CIZALLE (12 AÑOS) = 10,44 + 0,014*A – 20,48*B – 0,079*C +0,139*B*C (4)

El coeficiente de determinación del modelo antes planteado es de R2 = 0.67

lo que significa que la variabilidad del modelo es explicada en un 67%, por el

cambio de los niveles de los factores. El otro 33% restante no es explicado, y

obedece a otro tipo de consideraciones o variables que no han sido analizadas en



124

este modelo. El R2 ajustado = 0,60, el cual está ajustado para el tamaño del

modelo.

4.4.3 Diagnosis del modelo estadístico.

La adecuación del modelo estadístico nos permitirá determinar si el modelo

planteado se encuentra bien estructurado y puede servir como base para tomar

conclusiones con respecto de éste.

Para verificar la calidad del modelo, se efectuaron análisis de

multicolinealidad, heterocedasticidad, normalidad de los residuos y se verificó la

existencia de puntos atípicos, los cuales se detallan a continuación.

Multicolinealidad: este problema se produce cuando las variables independientes

están relacionadas entre sí, provocando conflictos para la separación y

cuantificación de los efectos individuales. La multicolinealidad puede tener efectos

serios sobre las estimaciones de los coeficientes de regresión y sobre la

aplicabilidad del modelo. Para comprobar que este efecto no se produzca se

deberá analizar el factor de inflación de la varianza (VIF). Los valores 4 o 5

indican la aparición de este problema.

Tabla 4.9: Factores de inflación de la varianza (IB).

Factor VIF

A-EDAD 1

B-RAZON ENCOLADO 1

C-FACTOR PRENSADO 1

AB 1

Tabla 4.10: Factores de inflación de la varianza (cizalle)



125

Factor VIF

A-GRAMAJE 1

B-FACTOR 1

C-TEMPERATURA 1

D-EDAD 1

BC 1

BD 1

CD 1

BCD 1

En las tablas 4.9 y 4.10 se observa que no existen problemas de

multicolinealidad entre las variables, por lo que los efectos producidos son

completamente identificables para IB y cizalle.

Heterocedasticidad: corresponde a la situación en la cual no se cumple la

igualdad de la varianza de los residuos. Para verificar que no exista este problema

se estudiaron los gráficos de residuales contra los valores predichos, gráficos 4.33

y 4.34.



126

Gráfico N° 4.33: Gráficas de residuos contra valores predichos y la secuencia de

experimento (IB).

Gráfico N° 4.34: Gráficas de residuos contra valores predichos y la secuencia de

experimento (cizalle).

DESIGN-EXPERT PlotIB

Predicted

Stu

dent

ized

Res

idua

ls

Residuals vs. Predicted

-3.00

-1.50

0.00

1.50

3.00

5.20 6.68 8.15 9.63 11.11


Run Number

Stu

dent

ized

Res

idua

lsResiduals vs. Run

-3.00

-1.50

0.00

1.50

3.00

1 10 19 28 37 46


Run Number

Stud

entiz

ed R

esidu

als

Residuals vs. Run

-3.00

-1.50

0.00

1.50

3.00

1 10 19 28 37 46


Predicted

Stud

entiz

ed R

esidu

als

Residuals vs. Predicted

-3.00

-1.50

0.00

1.50

3.00

1.23 1.65 2.07 2.49 2.91



127

Al efectuar un análisis de los gráficos 4.33 y 4.34 no se observa ningún tipo

de anomalía, tanto para valores de cizalle como para Internal Bond.

Normalidad de los residuos: la verificación del supuesto de normalidad podría

hacerse graficando un histograma de los residuales. Si se satisface este supuesto

para los errores, este gráfico deberá aparecer como una muestra de una

distribución normal con centro en cero. Un procedimiento en extremo útil es

construir una gráfica de probabilidad normal de los residuales. Si la distribución

fundamental de los errores es normal, esta gráfica tendrá la apariencia de una línea

recta, tal y como se muestra en el gráfico 4.35.

Grafico N° 4.35: Gráfica de probabilidad normal de los residuales, para IB y cizalle

respectivamente

Existencia de puntos atípicos: una anomalía muy común que suele ponerse en

manifiesto en los gráficos de probabilidad normal es un residual que es mucho

más grande que cualquier otro, que se denomina punto atípico. La presencia de

uno o más puntos atípicos puede provocar serias distorsiones en el análisis de


Studentized Residuals

Norm

al %

Prob

abilit

y

Normal Plot of Residuals

-2.63 -1.44 -0.26 0.93 2.12

1

5

10

2030

50

7080

90

95

99



Norm

al %

Prob

abilit

y


-2.68 -1.35 -0.02 1.31 2.64

1

5

10

2030

50

7080

90

95

99



128

varianza. La distancia de Cook y el Outlier T, son las gráficas esenciales para

determinar la existencia de puntos atípicos. Estas gráficas relacionan el cálculo

entre una estimación usual basada en todas las n observaciones y la estimación

obtenida cuando se elimina de ellas el i-ésimo punto.

Con valores de la distancia de Cook's inferiores a 1 y la distribución de

puntos en la gráfica de Outlier T dentro de los rangos establecidos (-3.5,+3.5),

estamos asegurando la no existencia de puntos atípicos (gráficos 4.36 al 4.39).

Gráfico 4.36 y 4.37: Distancia de Outler T y Cook’s para IB.


Run Number

Outlie

r T

Outlier T

-3.50

-1.75

0.00

1.75

3.50

1 10 19 28 37 46


Run Number

Cook

's Di

stanc

e

Cook's Distance

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

1 10 19 28 37 46



129

Gráfico 4.38 y 4.39: Distancia de Outler T y Cook’s para cizalle.

Transformación de los datos: cuando se presenta el problema de una varianza

no constante se deberá aplicar una transformación para estabilizar la varianza,

para correr después el análisis de varianza con los datos transformados.

Mediante el gráfico de Box Cox, el software Design Expert nos indica si los datos

necesitan algún tipo de transformación, sugiriéndonos cual es la que se debe

aplicar (gráfico 4.40).


Run Number

Outlie

r T

Outlier T

-3.50

-1.75

0.00

1.75

3.50

1 10 19 28 37 46


Run Number

Cook

's Di

stanc

e

Cook's Distance

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

1 10 19 28 37 46



130

Gráfico N° 4.40: Diagrama de Box Cox para IB (izquierda) y cizalle (derecha).

El gráfico 4.40 no nos sugiere ningún tipo de transformación para cizalle o

Internal Bond, por lo que le análisis de los resultados se efectuará sin ningún tipo

de alteración de los datos.

4.4.4 Interpretación de los Resultados

Resistencia del IB para OSB

De acuerdo al análisis efectuado anteriormente las variables

significativas ,dentro del estudio de este modelo, corresponden a los factores:

edad (A), razón de encolado (B), factor de prensado (C) y la interacción de la edad

con la razón de encolado (AB).


LambdaCurrent = 1Best = 0.83Low C.I. = 0.15High C.I. = 1.52

Recommend transf orm:None (Lambda = 1)

Lambda

Ln(R

esidu

alSS)

Box-Cox Plot for Power Transforms

3.84

4.37

4.90

5.42

5.95

-3 -2 -1 0 1 2 3



Recommend transf orm:None (Lambda = 1)

Lambda

Ln(R

esidu

alSS)


1.64

2.58

3.53

4.47

5.42

-3 -2 -1 0 1 2 3



131

Al efectuar un estudio de las variables significativas podemos encontrar los

siguientes gráficos:

Gráfico 4.41: Edad de la madera v/s resistencia IB.

En el gráfico 4.41 encontramos de que la resistencia de la unión interna (IB)

presenta un aumento al pasar de la edad de 5 años a la de 8 años. Este aumento

de resistencia es producto de la mayor resistencia que tienen las paredes de la

especie a los 8 años. Esto se corrobora con lo obtenido en el capítulo de

resultados de las propiedades mecánicas de tracción interna (IB) para los tableros

OSB (Figura 4.27).

Gráfico 4.42: Razón de encolado v/s IB

DESIGN-EXPERT Plot

IB X = A: EDAD

Actual FactorsB: RAZON ENCOLADO = 7.50C: FACTOR PRENSADO = 0.38D: TEMPERATURA = 195.00

A: EDAD

IB

One Factor Plot

5 8

3.48

5.8025

8.125

10.4475

12.77 Warning! Factor inv olv ed in an interaction.

DESIGN-EXPERT Plot

IB

X = B: RAZON ENCOLADO

Actual FactorsA: EDAD = 5C: FACTOR PRENSADO = 0.38D: TEMPERATURA = 195.00

5.00 6.25 7.50 8.75 10.00

3.48

5.8025

8.125

10.4475

12.77

B: RAZON ENCOLADO

IB

One Factor PlotWarning! Factor inv olv ed in an interaction.

DESIGN-EXPERT Plot

IB

X = B: RAZON ENCOLADO

Actual FactorsA: EDAD = 8C: FACTOR PRENSADO = 0.38D: TEMPERATURA = 195.00

5.00 6.25 7.50 8.75 10.00

3.48

5.8025

8.125

10.4475

12.77

B: RAZON ENCOLADO

IB

One Factor PlotWarning! Factor inv olv ed in an interaction.



132

El gráfico 4.42 nos muestra que al aumentar la razón de encolado de 5% a

10% encontramos un aumento de la resistencia IB para ambas edades. Este

aumento en la resistencia es provocado por la mayor cantidad de adhesivo en la

línea de cola, la que da una mejor resistencia en la unión. Al comparar con lo

obtenido en el capítulo anterior, sobre las propiedades de IB, ésta tendencia no se

cumple en la totalidad de los casos, lo cual se debe a que se trabajó anteriormente

con valores promedios (Figura 4.27).

Gráfico 4.43: Factor de prensado v/s IB

El gráfico 4.43 muestra de que la resistencia del IB aumenta cuando

aumentamos el factor de prensado, tendencia que corrobora lo obtenido en el

análisis de las propiedades de IB (Figura 4.27). Esto se produce por un mayor

tiempo de permanencia de las hojuelas dentro de la prensa, lo que produce una

mayor compactación y contacto íntimo de las hojuelas con el adhesivo. Además

da un mayor tiempo para que el adhesivo frague.

DESIGN-EXPERT Plot

IB

X = C: FACTOR PRENSADO

Actual FactorsA: EDAD = 5B: RAZON ENCOLADO = 7.50D: TEMPERATURA = 190.14

0.25 0.31 0.38 0.44 0.50

3.48

5.8025

8.125

10.4475

12.77

C: FACTOR PRENSADO

IB

One Factor Plot DESIGN-EXPERT Plot

IB

X = C: FACTOR PRENSADO

Actual FactorsA: EDAD = 8B: RAZON ENCOLADO = 7.50D: TEMPERATURA = 190.14

0.25 0.31 0.38 0.44 0.50

3.48

5.8025

8.125

10.4475

12.77

C: FACTOR PRENSADO

IB

One Factor Plot



133

Gráfico 4.44: Interacción de edad con razón de encolado en la resistencia IB.

Al efectuar un análisis de la interacción de la edad con la razón de

encolado, encontramos que la resistencia de la unión aumenta levemente, al pasar

de 5 a 8 años, para razones de encolado del 5%. Se puede decir de que la falta

de resistencia para la edad de 5 años se compensa con la presencia de adhesivo

para los niveles del 5%. En cambio para una razón de encolado del 10% se ve

claramente un aumento en la resistencia, lo que puede explicarse por una mayor

cantidad de adhesivo en la línea de cola. También nos indica que para la edad

de 8 años se produce una mejor interacción adhesivo madera.

Los análisis vistos anteriormente pueden verse con mayor facilidad en el

gráfico de cubo, en donde se muestran los valores máximos y mínimos que

pueden alcanzar las combinaciones de los factores significativos

DESIGN-EXPERT Plot

IB

X = A: EDADY = B: RAZON ENCOLADO

B- 5.000B+ 10.000

Actual FactorsC: FACTOR PRENSADO = 0.25D: TEMPERATURA = 190.14

B: RAZON ENCOLADOInteraction Graph

A: EDAD

IB

5 8

3.48

5.8025

8.125

10.4475

12.77

DESIGN-EXPERT Plot

IB

X = A: EDADY = B: RAZON ENCOLADO

B- 5.000B+ 10.000

Actual FactorsC: FACTOR PRENSADO = 0.50D: TEMPERATURA = 190.14

B: RAZON ENCOLADOInteraction Graph

A: EDAD

IB

5 8

3.48

5.8025

8.125

10.4475

12.77



134

Gráfico 4.45: Combinación de las variables en tableros OSB.

En este gráfico (4.45) encontramos que los mayores valores de resistencia

se producen cuando trabajamos con la edad de 8 años, con un factor de prensado

de 0,5 y una razón de encolado del 10%. Al efectuar la unión de todas las

variables significativas estudiadas, encontramos que cuando se producen las

mejores condiciones de cada variable significativa es cuando resultan los mayores

valores de resistencia. Así mismo, cuando se combinan las condiciones más

desfavorables, se producen los menores valores de resistencia (5 años, un factor

de 0,25 y una razón de encolado del 5%). Al comparar con los resultados

promedios de IB (Figura 4.27), obtenidos en el análisis de las propiedades, esta

tendencia es corroborada con el análisis estadístico realizado.

Resistencia del cizalle en contrachapado.

DESIGN-EXPERT Plot

IBX = A: EDADY = B: RAZON ENCOLADOZ = C: FACTOR PRENSADO

Actual FactorD: TEMPERATURA = 190.14

Cube GraphIB

A: EDAD

B: R

AZO

N E

NC

OLA

DO

C: FACTOR PRENSA

A- A+B-

B+

C-

C+

5.20

7.62

6.15

8.57

5.28

7.69

8.69

11.11



135

De acuerdo al análisis efectuado anteriormente las variables significativas,

dentro del estudio de este modelo, corresponden a: gramaje (A), edad (D),

interacción del factor de prensado y temperatura (BC), interacción del factor de

prensado y la edad (BD) y la interacción del factor de prensado con la temperatura

y la edad (BCD).

Al efectuar un estudio de las variables significativas podemos encontrar los

siguientes gráficos:

Gráfico 4.46: Gramaje v/s cizalle

En el gráfico 4.46 se observa que el cizalle aumenta a medida de que el

gramaje sube su valor hasta 230 g/m2. Este efecto se presenta para ambas

edades (8 y 12 años). El aumento en el cizalle se debe a que una mayor

cantidad de adhesivo permite una línea de cola de mayor espesor, más adhesivo

para la penetración. Al comparar con los resultados de esfuerzo de cizalle (Figura

4.28), estos resultados estadísticos corroboran esta tendencia.

DESIGN-EXPERT Plot

CIZALLE

X = A: GRAMAJE

Actual FactorsB: FACTOR = 0.60C: TEMPERATURA = 140.00D: EDAD = 8

210.00 215.00 220.00 225.00 230.00

0.7404

1.40597

2.07153

2.7371

3.40267

A: GRAMAJE

CIZA

LLE

One Factor Plot DESIGN-EXPERT Plot

CIZALLE

X = A: GRAMAJE

Actual FactorsB: FACTOR = 0.60C: TEMPERATURA = 140.00D: EDAD = 12

210.00 215.00 220.00 225.00 230.00

0.7404

1.40597

2.07153

2.7371

3.40267

A: GRAMAJE

CIZA

LLE

One Factor Plot



136

DESIGN-EXPERT Plot

CIZALLE

X = B: FACTORY = C: TEMPERATURA

C- 130.000C+ 150.000

Actual FactorsA: GRAMAJE = 212.16D: EDAD = 8

C: TEMPERATURAInteraction Graph

B: FACTOR

CIZ

ALL

E

0.40 0.50 0.60 0.70 0.80

0.7404

1.40597

2.07153

2.7371

3.40267

DESIGN-EXPERT Plot

CIZALLE

X = B: FACTORY = C: TEMPERATURA

C- 130.000C+ 150.000

Actual FactorsA: GRAMAJE = 212.16D: EDAD = 12

C: TEMPERATURAInteraction Graph

B: FACTOR

CIZ

ALL

E

0.40 0.50 0.60 0.70 0.80

0.7404

1.40597

2.07153

2.7371

3.40267

Gráfico 4.47: Edad v/s cizalle

Este gráfico (4.47) nos indica que el valor de cizalle es mayor para la edad

de 8 años, comparada con la otra de 12 años, tendencia no obtenida en los

resultados de esfuerzo de cizalle (Figura 4.28), al tratarse de valores promedios.

Una mayor resistencia de la edad de 8 años se debe a la calidad de las chapas

empleadas para la confección de los tableros. Las chapas de 12 años

presentaron una mayor cantidad de defectos como rajaduras, grietas, nudos,

colapso, etc.

DESIGN-EXPERT Plot

CIZALLE X = D: EDAD

Actual FactorsA: GRAMAJE = 220.00B: FACTOR = 0.60C: TEMPERATURA = 140.00

D: EDAD

CIZ

ALL

E

One Factor Plot

8 12

0.7404

1.40597

2.07153

2.7371

3.40267 Warning! Factor inv olv ed in an interaction.



137

Gráfico 4.48: Factor de prensado v/s cizalle

En el gráfico 4.48 se presenta la interacción del factor de prensado con la

temperatura. Se puede observar que los valores de resistencia aumentan a

medida que la temperatura y el factor de prensado también lo hacen. Esto se

debe a la mayor permanencia del tablero bajo la acción de temperatura bajo la

prensa. (8 años). Para la edad de 12 años ocurre un efecto bastante extraño el

cual puede ser atribuido a la calidad de las chapas para este año.

DESIGN-EXPERT Plot

CIZALLE

X = B: FACTORY = D: EDAD

D1 8D2 12

Actual FactorsA: GRAMAJE = 220.00C: TEMPERATURA = 140.00

D: EDADInteraction Graph

B: FACTOR

CIZ

ALL

E

0.40 0.50 0.60 0.70 0.80

0.7404

1.40597

2.07153

2.7371

3.40267



138

Gráfico 4.49: Interacción de la edad y el factor de prensado en el cizalle.

Otra factor significativo corresponde a la intersección del factor de prensado

con la edad (gráfico 4.49). Para el caso de 8 años, el cizalle aumenta a medida

que el factor de prensado se acerca a sus valores máximos. Esto se produce por

una mejor calidad de chapas y por mayor tiempo de permanencia del tablero en la

prensa. Para la edad de 5 años, el cizalle disminuye sus valores con el mismo

aumento del factor de prensado, ésto debido a la alta presencia de defectos en las

chapas.

Efectuando el análisis del gráfico de cubo podemos encontrar las diferentes

combinaciones de los factores implicados en este modelo estadístico.



139

Gráfico 4.50: Combinación de variables en tableros contrachapados.

El gráfico 4.50 nos indica que la mayor resistencia de cizalle se produce

cuando el factor de prensado se encuentra en su valor máximo (0,8), con

temperatura de 150°C y con la edad de 8 años. Asimismo el mínimo se producirá

con la edad de 12 años, temperatura de 130°C y factor de prensado de 0,8.

Mientras un mayor tiempo del tablero en la prensa involucra una mayor

resistencia, a ésto se le puede incorporar de que el adhesivo no debe fraguar a

demasiada temperatura, ya que se produce dry out en las uniones encoladas.

Por último, la calidad de las chapas viene siendo un factor importante dentro de la

fabricación de tableros contrachapados de Eucalyptus nitens. Lo anterior se ve

reflejado en una muy mala calidad de chapas para 12 años y otras un poco mejor

para 8 años. Al comparar estos resultados con los obtenidos en el análisis de las

propiedades (Figura 4.28), se observa que a pesar de trabar con valores

promedios, las tendencias se mantienen.

DESIGN-EXPERT Plot

CIZALLEX = B: FACTORY = C: TEMPERATURAZ = D: EDAD

Actual FactorA: GRAMAJE = 220.00

Cube GraphCIZALLE

B: FACTOR

C: T

EMPE

RATU

RA

D: EDAD

B- B+C-

C+

D-

D+

2.60

2.33

2.55

1.86

2.77

1.38

2.68

2.02



140

4.4.5 Propiedades Mecánicas del E. Nitens.

4.4.5.1 Compresión perpendicular a la fibra.

Modelo estadístico para la fuerza de compresión normal en el limite proporcional (Fcn,lp)

Los datos fueron transformados mediante función log base 10, para un

mejor ajuste del modelo. La ecuación empleada fue la siguiente:

y' = log 10 (y + k), con k = 0

El ANOVA arrojado por el programa Design Expert nos arroja la siguiente tabla:

Tabla 4.11: Análisis de varianza de los datos de Fcn.lp.

Suma de Grados de Cuadrados Value F Prob > F cuadrados libertad Promedio

Model 8,262 2 4,1311 348,64 < 0,0001

A 8,262 2 4,1311 348,64 < 0,0001

Pure Error 0,675 57 0,0118

Cor Total 8,937 59

De acuerdo con el análisis de ANOVA, se rechaza H0 y se concluye que las

medias de las tres edades no tienen el mismo efecto sobre la fuerza normal en el



141

limite proporcional, es decir, la edad afecta significativamente este valor, calculado

con un α de 0,05. Lo anterior está respaldado por un valor p pequeño (< 0.0001).

Los valores medios transformados se presentan a continuación:

Tabla 4.12: Valores medios de Fcn, lp.

Edad Media (años) Estimada

5 2.74

8 3.61

12 3.39

Usando el método LSD de Fisher con un α = 0,05 se hicieron

comparaciones entre los diferentes pares de medias, los cuales arrojaron los

siguientes resultados:

Tabla 4.13: comparación de medias según método LSD de Fisher para Fcn, lp.

Tratamiento Diferencia Grados de Error t for H0 Prob > |t| Medias Libertad Estándar Coeff=0

5 vs 8 -0,874 1 0,0344 -25,393 < 0,0001

5 vs 12 -0,652 1 0,0344 -18,97 < 0,0001

8 vs 12 0,221 1 0,0344 6,423 < 0,0001

Teniendo todos valores de Prob > |t| menores a 0,0001 se concluye que

existen diferencias significativas entre todos los pares de medias.

Diagnosis del modelo



142

• Normalidad de los residuos

Gráfico N° 4.51: Gráfica de probabilidad normal de los residuales para Fcn,lp.

Se observa en el gráfico anterior que los residuales presentan una tendencia

de línea recta, por lo que el supuesto de normalidad es aceptado.

• Existencia de puntos atípicos

DESIGN-EXPERT PlotLog10(Fcn, lp)


No

rma

l %

Pro

ba

bil

ity


-2.51 -1.37 -0.24 0.90 2.03

1

510

2030

50

7080

9095

99


Run Number

Ou

tlie

r T

Outlier T

-3.50

-1.75

0.00

1.75

3.50

1 20 39 58


Run Number

Co

ok

's D

ista

nc

e

Cook's Distance

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

1 20 39 58



143

Gráfico 4.52: Distancia de Outler T y Cook’s para Fcn,lp.

Los gráficos anteriores no evidencian la existencia de puntos atípicos.

• Transformación de los datos.


LambdaCurrent = 0Best = -0.21Low C.I. = -0.44High C.I. = 0.02

Recommend transform:Log (Lambda = 0)

Lambda

Ln

(Re

sid

ua

lSS

)


16.17

17.57

18.98

20.38

21.78

-3 -2 -1 0 1 2 3



144

Gráfico N° 4.53: Diagrama de Box Cox para Fcn,lp.

El gráfico anterior nos sugiere efectuar la transformación "log en base 10"

de los datos para asegurar una varianza constante y ajustar el modelo.

Modelo estadístico para la razón de compactación normal (Rcn).

Los datos fueron transformados mediante función log base 10, para un

mejor ajuste del modelo. La ecuación empleada fue la siguiente:

y' = log 10 (y + k), con k = 0

El ANOVA arrojado por el programa Design Expert nos arroja la siguiente tabla:

Tabla 4.14: Análisis de varianza de los datos de Rcn.

Suma de Grados de Cuadrados Value F Prob > F cuadrados libertad Promedio

Model 8,816 2 4,4084 469,22 < 0,0001

A 8,816 2 4,4084 469,22 < 0,0001

Pure Error 0,535 57 0,0093

Cor Total 9,352 59


medias de las tres edades no tienen el mismo efecto sobre la fuerza normal

máxima, es decir, la edad afecta significativamente este valor, calculado con un α

de 0,05. Lo anterior está respaldado por un valor p pequeño (< 0,0001).



145

Los valores medios transformados se presentan a continuación: Tabla 4.15: valores medios de Rcn.


5 2,882

8 3,772

12 3,585




Tabla 4.16: Comparación de medias según método LSD de Fisher para Rcn.

Tratamiento Diferencia Grados de Error t for H0 Prob > |t|

medias libertad estandar Coeff=0

5 vs 8 -0,89 1 0,0306 -29,052 < 0,0001

5 vs 12 -0,703 1 0,0306 -22,939 < 0,0001

8 vs 12 0,187 1 0,0306 6,113 < 0,0001





DESIGN-EXPERT PlotLog10(Rcn)

No

rma

l %

Pro

ba

bil

ity


510

2030

50

7080

9095

99



146

Gráfico N° 4.54: Gráfica de probabilidad normal de los residuales para Rcn.





Run Number

Ou

tlie

r T

Outlier T

-3.50

-1.75

0.00

1.75

3.50

1 20 39 58


Run Number

Co

ok

's D

ista

nc

e

Cook's Distance

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

1 20 39 58



147

Gráfico 4.55: Distancia de Outler T y Cook’s para Rcn.



Gráfico N° 4.56: Diagrama de Box Cox para Rcn.

El gráfico anterior nos sugiere efectuar la transformación "log en base 10"

de los datos para asegurar una varianza constante y ajustar el modelo.

4.4.5.2 Clivaje Tangencial a la Fibra


LambdaCurrent = 0Best = -0.15Low C.I. = -0.34High C.I. = 0.04

Recommend transform:Log (Lambda = 0)

Lambda

Ln

(Re

sid

ua

lSS

)


16.73

18.42

20.10

21.79

23.48

-3 -2 -1 0 1 2 3



148

Modelo estadístico para la fuerza máxima de corte (Rcl). El ANOVA arrojado por el programa Design Expert nos arroja la siguiente tabla: Tabla 4.17: Análisis de varianza de los datos de Rcl.

Suma de Grados de Cuadrados Value F Prob > F

cuadrados libertad Promedio

Model 7861,1 2 3930,55 25,597 < 0,0001

A 7861,1 2 3930,55 25,597 < 0,0001

Pure Error 6909,73 45 153,54

Cor Total 14770,83 47


medias de las tres edades no tienen el mismo efecto sobre la fuerza máxima de

corte, es decir, la edad afecta significativamente este valor, calculado con un α de

0,05. Lo anterior está respaldado por un valor p pequeño (< 0.0001).

Los valores medios se presentan a continuación: Tabla 4.18: Valores medios de Rcl.


5 34,43

8 65,41



149

12 45,82




Tabla 4.19: Comparación de medias según método LSD de Fisher para Rcl.

Tratamiento Diferencia Grados de Error t for H0 Prob > |t|

medias libertad Estándar Coeff=0

5 vs 8 -30,98 1 4,381 -7,073 < 0,0001

5 vs 12 -11,39 1 4,381 -2,6 0,0125

8 vs 12 19,59 1 4,381 4,472 < 0,0001





DESIGN-EXPERT PlotRcl


No

rma

l %

Pro

ba

bil

ity


-2.03 -0.90 0.22 1.34 2.47

1

510

2030

50

7080

9095

99



150

Gráfico N° 4.57: Gráfica de probabilidad normal de los residuales para Rcl.





Run Number

Ou

tlie

r T

Outlier T

-3.50

-1.75

0.00

1.75

3.50

1 10 19 28 37 46


Run Number

Co

ok

's D

ista

nc

e

Cook's Distance

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

1 10 19 28 37 46



151

Gráfico 4.58: Distancia de Outler T y Cook’s para Rcl.



Gráfico N° 4.59: Diagrama de Box Cox para Rcl.

El gráfico anterior no nos da ninguna sugerencia de transformación de datos.



Recommend transform:None (Lambda = 1)

Lambda

Ln

(Re

sid

ua

lSS

)


8.78

10.17

11.55

12.94

14.33

-3 -2 -1 0 1 2 3



152

CAPITULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 CONCLUSIONES

Es posible la fabricación de tableros OSB con Eucalyptus nitens de 5 y 8 años

de edad, respectivamente. Las propiedades mecánicas de estos resultaron ser

superiores a las arrojadas por el tablero comercial con las mismas características.

Asimismo también es posible fabricar tableros contrachapados con esta especie,

aunque la materia prima necesita una serie de condiciones esenciales para poder

ser utilizada.

Las propiedades físicas de densidad básica y contracción para diferentes

edades en Eucalyptus nitens, siguieron una tendencia al aumento con respecto a

la edad de la madera. Sin embargo el contenido de humedad, presentó valores

más bajos a medida que aumentaba la edad en la madera.

Con respecto a las propiedades mecánicas, tanto en clivaje tangencial como

en compresión perpendicular, los mayores valores se produjeron para la edad de 8

años, no mostrando una tendencia de resistencia con respecto a la edad de la

madera.

Mediante la técnica de análisis microdieléctrico, con el sensor Monotrodo

utilizado en los tableros OSB se observa que a medida que la razón de encolado

aumenta, el tiempo para alcanzar la mínima viscosidad se incrementa, además de

producirse dentro de los ciclos utilizados.



153

En cuanto a las mediciones realizadas con el sensor Idex, usado en los

tableros contrachapados, no se logró determinar si estos sensores realmente

miden el fraguado del adhesivo durante el proceso de prensado, ya que no se

logra observar información relevante para su análisis. Lo que no concuerda con

los resultados de las propiedades mecánicas, ya que éstas sí evidenciaban la

presencia de fraguado del adhesivo al cumplir con lo requerido por la norma luego

del tiempo de prensado. Finalmente se puede asociar este fenómeno a factores,

tales como, la presión de vapor al final del ciclo de prensado o la cantidad de

adhesivo aplicada.

En la fabricación de tableros OSB, las variables que presentaron mayores

efectos sobre el proceso de fabricación correspondieron al factor de prensado, la

razón de encolado y en menor grado la edad. En la confección de tableros

contrachapados, solo la edad de la madera presentó efectos importantes sobre el

proceso de fabricación. La aparición de otros factores afectaron de manera

importante los resultados de los análisis efectuados. Entre éstos encontramos la

gran cantidad de defectos que surgieron luego del proceso de secado, los que

originaron grietas, rajaduras, colapso y una gran cantidad de nudos, resultando en

una mala presencia y calidad de las chapas.

La densidad de los tableros OSB aumentó con un incremento en la edad, así

como con mayores cantidades de adhesivos y tiempos de prensado, mientras que

la temperatura no presentó mayores variaciones. En propiedades de flexión,

mayores razones de encolados y una menor edad de la madera entregan mejores

resultados de esfuerzo. En valores de IB, mayores cantidades de adhesivo,

tiempos de prensado y edades, presentan mejores características, siendo la mejor

condición la de 8 años, 10% de razón de encolado y 0,5 min/mm de prensado, con

temperaturas de prensa de 190 o 200 ºC.

Las propiedades mecánicas de Internal Bond (IB) y MOR //, MOR ⊥ superan

en casi todas las condiciones los estándares exigidos por la norma Canadiense



154

O437 Series 93. Para el caso de MOE // y MOE ⊥ esta exigencia es cumplida

por sólo algunas condiciones de la edad de 5 años. Los tableros construidos con

Eucalyptus nitens superaron en casi todas las condiciones los valores arrojados

por las probetas testigos del tablero comercial de OSB, tanto para flexión como

para IB.

En la fabricación de tableros contrachapados a escala de laboratorio, la

calidad de adherencia mostró que los mayores valores se obtuvieron tanto para 8,

como 12 años, mientras que para las otras variables, a mayores gramajes,

tiempos y temperaturas de prensado. La mejor condición fue a 12 años, 230

g/m2, 0,8 min/mm y 150 ºC de prensado, lo cual se corroboró con el porcentaje de

falla de la madera, en donde también se obtuvieron los mejores resultados.

En el caso de tableros contrachapados sólo en dos condiciones (para

ambas edades) se cumplió con los estándares impuesto por la norma americana

APA, siendo aquellas en donde se utilizan las mayores temperaturas, factores de

prensado y gramajes de 210 y 230 g/m2.

Una de las principales desventajas de fabricar tableros con Eucalyptus

nitens corresponde a la calidad de la madera, es decir, nudos, grietas y rajaduras

principalmente, las que se manifiestan en el proceso de transformación de ésta,

dando origen a una materia prima (hojuelas y chapas) de mala calidad y en

definitiva a tableros que no cumplen con los requerimientos de normas

establecidos. Dentro de las ventajas del uso de esta madera se encuentra su

rápido crecimiento, lo cual implica obtener trozas con diámetros mayores que los

de otras especies a igual edad, implicando un aumento en la materia prima

aprovechable, así como una rotación más rápida de la especie.



155

5.2 RECOMENDACIONES

Se recomienda mejorar el sistema de formación del colchón, utilizando un

sistema que sea más rápido, donde la orientación y distribución de las hojuelas

sea más ordenado y equitativo.

En la fabricación de las hojuelas es necesario efectuar un macerado de las

piezas a hojuelear, para de esta manera obtener una mejor calidad de éstas.

Realizar análisis de flexión con un mayor número de muestras (número

representativo) para tener menores variaciones de los resultados.

Determinar un sistema de secado en la fabricación de tableros

contrachapados, que permita acelerar el proceso sin producir daños a las chapas.

Realizar algún estudio semejante con materia prima de mejor calidad (para

el caso de contrachapado), para de esta manera visualizar de mejor forma el

efecto de variables de prensado en el proceso de fabricación de contrachapado.



156



157



158

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Board." APA. 10 pp. EE.UU. 1991

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162



163



164



165



166



167



168



169



170



171



172



173



174



175

ANEXO A: DESCRIPCIÓN DE LAS PROPIEDADES.

Descripción de propiedades físico mecánicas, ecuaciones de cálculo.

Para la fabricación de OSB, los ensayos tanto físicos como mecánicos se realizaron de forma estandarizada, utilizando la Norma Canadiense CSA-0437 de Abril de 1993.

• Densidad

Probetas: Se obtuvieron dos probetas por tablero desde el centro, de 12 x 76 x

152 mm.

Metodología: Las probetas, se midieron realizando 4 medidas para el espesor, 2

para el ancho y 2 para el largo, luego se obtuvieron los promedios, con los cuales

se obtuvo el volumen de la probeta, las que posteriormente se llevaron a una

etapa de secado hasta masa anhidra, a una temperatura de 103 ± 3 °C.

Cálculo: La densidad se calculó utilizando la siguiente formula:

Masa Anhidra (g) D (kg/m3) = x 106

Volumen verde de la Probeta (mm3)



176

• Tracción Perpendicular (IB). Probetas: Se obtuvieron once probetas por tablero de 12 x 50 x 50 mm.

Metodología: Las probetas se midieron tanto en su espesor, ancho y largo,

además estas se pesaron con el fin de poder determinar la densidad aparente de

cada una de las probetas. Estas fueron pegadas a las placas por adhesivo Hot-

melt, las cuales luego de ser enfriadas fueron llevadas a la máquina Instron para

proceder a traccionarlas.

Cálculo: El IB se determinó por la siguiente formula:

P máx IB =

b x l



177

Donde:

IB = Esfuerzo de tracción perpendicular (MPa).

P máx. = Carga máxima (kN).

b = Ancho de la probeta (mm).

l = Largo de la probeta (mm).

Nota : La velocidad de ensayo utilizada fue de 0,96 mm/ min.

• MOR y MOE. Probetas: Se obtuvieron 4 probetas por tablero, dos paralelas y dos

perpendiculares.

Dimensiones: espesor = 12 mm

Ancho = 76 mm (espesor > 6 mm)

Largo = 338 mm (50 + 24 * espesor)

Metodología: Las probetas se midieron tanto en su espesor, ancho y largo,

además se pesaron con el fin de poder determinar la densidad aparente de cada

una de las probetas y luego aplicar una carga puntual.



178

Cálculo:

Donde: R = Módulo de ruptura, (MPa).

E = Rigidez (Módulo de elasticidad aparente) (MPa).

P = Carga máxima, (kN).

L = Longitud de la luz (mm). Luz > 24 * espesor.

b = Ancho de la probeta (mm).

d = Espesor de la probeta (mm).

Pl = Carga en el límite proporcional (kN).

yl = Defor. central del límite proporcional de carga (mm).

Nota : La velocidad de ensayo fue de 6 (mm/min).

3 x P x L MOR =

2 x b x d2

Pl x L3

MOE =



179



180



181



182



183



184



185



186



187



188



189



190



191



192



193



194



195



196



197



198



199



200



201



202



203



204



205



206



207



208



209



210



211



212



213



214



215



216



217



218

ANEXO B: CÁLCULO DE LA CONFECCIÓN DEL TABLERO OSB.

Características de tablero y adhesivo aplicado.

• Densidad Objetivo 650 kg/m3

• Razón de Encolado 1) 10%

2) 5%

• Espesor del Tablero 12mm

• Ancho del Tablero 500mm

• Largo del Tablero 500mm

• Humedad Objetivo 8%

• Porcentaje de Sólidos Adhesivo 50%

• Humedad de las Hojuelas 4%

• Pérdidas 5%

Peso del Tablero:

Peso Seco del Tablero:

= x = x = 1.95 kg

PESO DEL TABLERO VOLUMEN TABLERODENSIDAD OBJETIVO650 0.003

= / = / = 1.806 kg

PESO SECO DEL TABLERO (1 + CH)PESO DEL TABLERO 1.95 1.08



219

Peso Sólido Adhesivo:

Solución Adhesiva:

Peso de Hojuelas secas al 4% de CH.

= * = * = *

= / = 1.806 / = 1.641 kg = / = 1.806 / = 1.720 kg

= 0.164 kg = 0.086 kg

PESO SOLIDO ADHESIVO RAZON DE ENCOLADO moPESO SOLIDO ADHESIVO 1 0.10 mo1PESO SOLIDO ADHESIVO 2 0.05 mo2

mo1 PESO SECO DEL TABLERO 1+RE(1)

mo2 PESO SECO DEL TABLERO 1+RE(2)

1.10

1.05

PESO SOLIDO ADHESIVO 1PESO SOLIDO ADHESIVO 2

= +

= *

= 0.164 kg = 0.086 kg

= 0.328 kg = 0.172 kg

SOLUCION ADHESIVA PESO SOLIDO ADHESIVO AGUA

AGUA ADHESIVO % AGUA ADHESIVO PESO SOLIDO ADHESIVO% PESO SOLIDO ADHESIVO

AGUA ADHESIVO 1AGUA ADHESIVO 2

SOLUCION ADHESIVA 1SOLUCION ADHESIVA 2

= / = 0.06566 kg = 0.06878 kg

= + = 1.707 kg = 1.788 kg = 1.792 kg = 1.878 kg

AGUA MADERA

CH AGUA EN MADERA moAGUA MADERA 1

mi 2 C/PERDIDA

AGUA MADERA 2

mi momi 1 S/PERDIDAmi 2 S/PERDIDAmi 1C/PERDIDA



220



221



222



223



224



225



226



227



228



229



230



231



232



233



234



235



236



237



238



239



240



241



242



243



244



245



246



247

ANEXO C: PERFILES DE DENSIDAD PARA TABLEROS OSB.

Perfil de densidad promedio para las diferentes condiciones analizadas.

Figura C1: Perfil de densidad promedio para una condición de 5 años de edad, 5 % de razón de

encolado, ciclo largo y 200 °C.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Desplazamiento (mm)

Den

sida

d (k

g/m

3)

A R1 0.50 200



248




encolado, ciclo corto y 200 °C.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Desplazamiento (mm)

Den

sida

d (k

g/m

3)

A R2 0.50 200

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Desplazamiento (mm)

Den

sida

d (k

g/m

3)

A R1 0.25 200



249



0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Desplazamiento (mm)

Den

sida

d (k

g/m

3)

A R2 0.25 200



250



0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Desplazamiento (mm)

Den

sida

d (k

g/m

3)

A R1 0.50 190

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Desplazamiento (mm)

Den

sida

d (k

g/m

3)

A R2 0.50 190



251





0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Desplazamiento (mm)

Den

sida

d (k

g/m

3)

A R1 0.25 190

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Desplazamiento (mm)

Den

sida

d (k

g/m

3)

A R2 0.25 190



252





0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Desplazamiento (mm)

Den

sida

d (k

g/m

3)

B R1 0.50 200

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Desplazamiento (mm)

Den

sida

d (k

g/m

3)

B R2 0.50 200



253





0

100

200

300

400

500

600

700

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Desplazamiento (mm)

Den

sida

d (k

g/m

3)

B R1 0.25 200

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Desplazamiento (mm)

Den

sida

d (k

g/m

3)

B R2 0.25 200



254





0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Desplazamiento (mm)

Den

sida

d (k

g/m

3)

B R1 0.50 190



255



0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Desplazamiento (mm)

Den

sida

d (k

g/m

3)

B R2 0.50 190

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Desplazamiento (mm)

Den

sida

d (k

g/m

3)

B R1 0.25 190



256





0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Desplazamiento (mm)

Den

sida

d (k

g/m

3)

B R2 0.25 190



257



258



259



260



261



262



263



264



265



266



267



268



269



270



271



272



273



274



275



276



277



278



279



280



281



282



283



284



285



286



287



288



289



290



291



292

ANEXO D: ANÁLISIS DE DMA.

Análisis de relación entre viscosidad y temperatura de inicio de fraguado para

adhesivos fenólicos.

Figura D1: Análisis del comportamiento de viscosidad para adhesivo de tableros OSB “Oxilite

3063”

0.0E+00

5.0E+05

1.0E+06

1.5E+06

2.0E+06

2.5E+06

3.0E+06

3.5E+06

4.0E+06

40 60 80 100 120 140 160 180 200

Temperatura (°C)

Visc

ocid

ad (P

a * s

)

Oxilite 3063

0,0E+00

5,0E+05

1,0E+06

1,5E+06

2,0E+06

2,5E+06

3,0E+06

80 90 100 110 120 130 140 150

Temperatura (ºC)

Visc

ocid

ad (P

a * s

) Oximix 2217



293

Figura D2: Análisis del comportamiento de viscosidad para adhesivo de tableros Contrachapado

“Oximix 2217”



294



295



296



297



298



299



300



301



302



303



304



305



306



307



308



309



310



311



312



313



314



315



316



317



318



319



320



321



322



323



324

ANEXO E: MACERADO DE LA MADERA

Estimación de tiempos de macerado y gráficas de comportamiento en la fabricación de tableros contrachapados.

Edad 8 Años (a)

12 Años (b)

Densidad (G) 485 kg/m3 (a)

512 kg/m3 (b)

Contenido de Humedad (CH) 104 % (a)

132 % (b)

Diámetro Promedio (Dp) 28,5 cm 11,22 Pulgadas (a)

35,2 cm 13,86 Pulgadas (b)

Diámetro Rollete Residual (Drr) 10 cm 3,94 Pulgadas

Temperatura rollete residual (Trr) 55 °C 131 ° F

Temperatura Inicial del Medio (Ti) 19 °C 66,2 ° F

Temperatura Final del Medio (Tf) 70 °C 158 ° F

Kgt = ( G ( 4.8 + 0.09 * CH ) + 0.57 ) * 10^ -04

Kgt (a) = 7,44E-04 ( Cal / cm °C s )

Kgt (b) = 9,11E-04 ( Cal / cm °C s )

Dht = Kgt / ( G ( 0.268 + 0.0011 * Trr + 0.01 * CH ))

Dht (a) = 1,12E-03 ( cm2 / s )

Dht (b) = 1,08E-03 ( cm2 / s )



325

F/r = ( Dp - Drr ) / Dp

F/r (a) = 0,649122807

F/r (a) = 0,715909091

T` = (( 140 ( Trr - Ti ) ) / ( Tf - Ti )) + 60

T` = 159 ° F

Con el valor de F/r y T` se Busca el valor del tiempo en la grafica.

t` (a) = 6,0 Horas

t` (b) = 6.8 Horas

t = ( t` ( Dp / 10 ) ^ 2 ) * ( 1.62 x 10 ^ - 03 / Dht)

t (a) = 10,92 Horas

t (b) = 19,60 Horas

Donde: Dht : Coeficiente de difusión térmica, cm2/s. T` : Temperatura de desarrollo, ºF. t` : Tiempo leído de la gráfica, horas. t : Tiempo Corregido, horas.



326

Figura E1: Comportamiento de la temperatura durante el proceso de macerado de Eucalyptus

nitens de 8 y 12 años de edad.

0

20

40

60

80

0 4 8 12 16 20

Tiempo (Hr)

Tem

pera

tura

(ºC

)

8 AñosAgua12 AñosRequerido



327



328



329



330



331



332



333



334



335



336



337



338



339



340



341



342



343



344



345



346



347



348



349



350



351



352



353



354



355



356



357



358



359



360



361



362

ANEXO F: CARACTERÍSTICAS DE LAS CHAPAS.

• 12 AÑOS



363

• 8 AÑOS



364



365



366



367



368



369



370



371



372



373



374



375



376



377



378



379



380



381



382



383



384



385



386



387



388



389



390



391



392



393



394



395



396



397



398



399



400

ANEXO G: PROPIEDADES FÍSICO MECÁNICAS DEL E. NITENS.

Propiedades Físicas. Contenido de Humedad (%) Densidad Básica (kg/m3)

Probeta 5 años 8 años 12 años 5 años 8 años 12 años

1 139,1 105,7 109,0 386,63 491,59 517,8

2 176,1 98,4 107,0 430,84 499,21 531,4

3 148,3 99,1 119,1 351,15 510,83 489,4

4 168,0 102,0 114,5 417,88 470,64 498,3

5 137,7 100,5 122,8 438,64 490,55 489,2

6 143,7 91,4 116,5 379,62 512,01 488,2

7 168,4 99,5 120,7 363,67 495,61 488,2

8 146,4 125,7 121,7 442,85 505,63 480,3

9 145,4 117,5 103,0 423,66 480,95 523,3

10 156,8 99,3 10,.2 359,81 498,59 520,2

11 148,5 103,8 84,7 414,52 469,60 498,5

12 154,8 110,3 95,5 419,96 462,96 509,3

13 171,0 106,8 95,9 422,92 477,45 497,6

14 169,1 104,1 69,1 401,87 477,60 555,0

15 143,0 100,4 80,7 411,23 498,18 520,8

16 158,9 99,5 74,6 380,55 502,28 514,4

17 166,3 110,4 72,5 365,87 504,08 541,2

18 145,7 97,6 90,3 361,19 480,11 499,7

19 140,1 110,3 64,0 413,27 459,28 536,2

20 1652 98,2 64,8 413,96 491,56 536,6

Promedio 155 104 97 400 489 512

Des. Est. 12,3 7,8 20,3 28,80 15,74 21,1

Máximo 176 126 123 443 512 555

Mínimo 138 91 64 351 459 480



401



402

Contracción (%) Tangencial Radial Longitudinal

Probeta 5 años 8 años 12 años 5 años 8 años 12 años 5 años 8 años 12 años

1 9,09 10,90 20,49 3,55 12,72 11,28 0,05 0,55 1,07

2 10,39 13,51 23,51 4,45 14,88 14,54 0,08 0,38 0,66

3 9,80 9,94 16,82 6,00 10,09 13,36 0,10 0,32 0,35

4 9,00 15,78 16,65 5,40 13,82 17,76 0,20 0,55 0,85

5 9,27 15,35 23,29 4,68 10,66 15,74 0,18 0,19 0,17

6 9,66 16,46 21,23 4,01 12,48 17,42 0,28 0,65 0,25

7 9,69 12,79 21,45 4,27 8,90 18,38 0,10 0,38 0,32

8 9,16 15,76 21,32 4,50 13,08 19,38 0,64 0,45 1,28

9 10,67 13,13 19,22 4,85 11,46 13,77 0,36 0,31 0,35

10 7,81 13,72 20,42 4,18 11,35 13,41 0,63 0,50 0,66

11 8,09 14,24 15,88 4,96 8,90 13,04 0,69 0,15 0,53

12 1,.03 12,11 16,87 5,31 9,89 15,31 0,29 0,26 0,56

13 ,.49 13,77 20,73 5,09 9,22 12,62 0,32 0,26 0,21

14 10,87 12,39 17,21 4,32 8,88 9,40 0,29 0,42 0,18

15 9,91 14,82 15,17 4,48 12,32 10,07 0,50 0,51 0,05

16 10,62 12,32 15,48 4,05 10,01 10,84 0,05 0,28 0,30

17 10,25 11,87 13,85 3,63 12,79 9,62 0,33 0,41 0,07

18 8,53 13,29 17,31 3,71 8,77 12,72 0,75 0,48 0,22

19 9,69 12,55 14,01 6,78 12,30 8,90 0,23 0,41 0,29

20 8,10 12,97 12,50 3,35 11,82 9,14 0,36 0,51 0,41

Promedio 10 13 18 5 11 13 0,32 0,40 0,44



403

Des. Est. 0,88 1,67 3,24 0,85 1,83 3,23 0,22 0,13 0,33

Máximo 11 16 24 7 15 19 0,75 0,65 1,28

Mínimo 8 10 13 3 9 9 0.05 0.15 0,05



404

Propiedades Mecánicas.

Compresión Perpendicular Clivaje Tangencial Fcn, lp (kPa) Rcn (kPa) Rcl (MPa)

Probeta 5 años 8 años 12 años 5 años 8 años 12 años 5 años 8 años 12 años

1 596,07 4198,8 28318 826,81 5091,0 3945,0 29,8 76,9 68,7

2 526,84 4398,1 2309,3 560,73 5619,7 3795,0 32,5 65,9 36,4

3 403,34 2682,8 1748,2 869,43 5424,8 3064,0 51,8 79,7 34,0

4 689,87 4818,5 3165,4 800,54 6907,0 4151,9 34,4 78,7 37,7

5 506,09 5284,6 2460,9 474,81 7525,3 3284,2 32,6 48,7 41,2

6 409,64 4353,3 2900,6 711,26 5680,7 4592,3 37,0 41,7 39,4

7 477,29 2214,9 2740,8 897,65 3549,7 3947,5 37,9 68,9 68,3

8 668,66 5816,4 2596,7 684,23 7817,3 3318,1 49,4 64,3 44,2

9 452,94 2760,3 1886,6 811,30 3982,1 3142,3 33,0 79,2 46,0

10 550,52 4735,4 2543,8 879,71 6158,2 4041,1 38,0 72,4 57,5

11 542,80 4764,5 1952,2 963,40 6017,3 3509,6 10,1 75,6 41,9

12 676,23 4686,5 1895,2 715,50 5715,3 3328,9 36,9 44,4 28,9

13 543,78 4394,6 1881,4 819,29 5382,0 4084,7 33,0 61,5 43,7

14 504,21 2590,6 1469,7 847,07 4216,8 2495,6 30,0 95,0 51,7

15 427,61 4295,7 2308,5 684,17 9199,9 4305,4 36,2 41,9 44,3

16 641,36 2516,0 2678,8 726,25 3625,3 4864,4 28,2 51,8 49,2



405

17 499,84 4999,9 3982,2 647,94 7992,2 4136,4 32,4 42,4 51,6

18 623,64 4781,1 4036,5 893,58 6645,7 6167,6 29,7 78,8 52,4

19 618,27 5621,7 3091,2 711,95 6986,7 4085,5 31,8 57,6 51,3

20 734,18 5002,5 2330,7 946,70 9504,8 4123,1 33,2 79,0 71,1

Promedio 555 4246 2541 774 6152 3919 34 65 48

Des. Est. 98 1088 682 127 1696 775 9 16 12

Máximo 734 5816 4037 963 9505 6168 51 95 71

Mínimo 403 2215 1470 475 3550 2496 10 42 30



406



407



408

ANEXO H: PENETRACIÓN DE ADHESIVO EN TABLEROS

CONTRACHAPADOS.

Eucalyptus Nitens de 8 años. C G1 0.80 150 C G2 0.80 150 C G1 0.40 150



409

C G2 0.40 150 C G1 0.80 130 C G2 0.80 130 C G1 0.40 130 C G2 0.40 130 Eucalyptus Nitens de 12 años. D G2 0.40 150 D G1 0.80 130 D G2 0.80 130



410

D G2 0.40 150 D G1 0.80 130 D G2 0.80 130 D G1 0.40 130 D G2 0.40 130



411

fabricacion de osb y contrachapado a partir de eucalyptus

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