Articulo de referencia

Conservación de la madera

En suelos húmedos y oxigenados, existen pocos tratamientos que permitan que la madera vulnerable (en este caso, madera blanda) resista durante mucho tiempo la degradación bacter...

En suelos húmedos y oxigenados, existen pocos tratamientos que permitan que la madera vulnerable (en este caso, madera blanda) resista durante mucho tiempo la degradación bacteriana o fúngica.
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La conservación de la madera se refiere a cualquier método, proceso o incluso técnica utilizada para proteger la madera y prolongar su vida útil.

La mayoría de las especies de madera son susceptibles a factores biológicos ( bióticos ) y no biológicos ( abióticos ) que provocan su descomposición y/o deterioro. Solo un número limitado de especies de madera posee durabilidad natural, e incluso estas pueden no ser adecuadas para todos los entornos. En general, la madera se beneficia de medidas de conservación apropiadas.

Además de las consideraciones de diseño estructural, se utilizan diversos conservantes químicos y procesos de tratamiento —conocidos comúnmente como tratamiento de la madera , tratamiento de la madera aserrada , tratamiento a presión o tratamiento de modificación— para mejorar la durabilidad de la madera y los productos derivados de la madera, incluida la madera de ingeniería . Estos tratamientos pueden incluir metodologías físicas, químicas, térmicas y/o biológicas destinadas a proteger la madera de la degradación. Aumentan su resistencia a agentes biológicos como hongos, termitas e insectos, así como a factores no bióticos como la radiación ultravioleta (luz solar), la humedad y los ciclos de humectación y secado, las temperaturas extremas, el desgaste mecánico, la exposición a productos químicos y el fuego o el calor. Los tratamientos de conservación eficaces mejoran significativamente la durabilidad, la integridad estructural y el rendimiento general de la madera en servicio.

Historia

Un pilote de muelle moderno perforado por bivalvos conocidos como gusanos de barco .

Como propuso Richardson, [ 1 ] el tratamiento de la madera se ha practicado casi desde que se empezó a usar. Hay registros de conservación de la madera que se remontan a la antigua Grecia, durante el reinado de Alejandro Magno , donde la madera de los puentes se remojaba en aceite de oliva . Los romanos protegían los cascos de sus barcos untando la madera con alquitrán. Durante la Revolución Industrial , la conservación de la madera se convirtió en una piedra angular de la industria maderera. Inventores y científicos como Bethell, Boucherie, Burnett y Kyan hicieron avances históricos en la conservación de la madera, con soluciones y procesos conservantes. El tratamiento comercial a presión comenzó en la segunda mitad del siglo XIX con la protección de las traviesas de ferrocarril usando creosota . La madera tratada se usó principalmente para aplicaciones industriales, agrícolas y de servicios públicos, donde todavía se usa, hasta que su uso creció considerablemente (al menos en los Estados Unidos) en la década de 1970, cuando los propietarios de viviendas comenzaron a construir terrazas y proyectos en sus patios traseros. La innovación en productos de madera tratada continúa hasta el día de hoy, con consumidores cada vez más interesados ​​en materiales menos tóxicos.

Peligros

La madera tratada industrialmente a presión con productos conservantes aprobados presenta un riesgo limitado para el público y debe desecharse adecuadamente. El 31 de diciembre de 2003, la industria estadounidense del tratamiento de la madera dejó de tratar la madera residencial con arsénico y cromo ( arsenato de cobre cromado o CCA). Este fue un acuerdo voluntario con la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos . El CCA fue reemplazado por pesticidas a base de cobre , con excepciones para ciertos usos industriales. [ 2 ] El CCA aún puede usarse para productos de exterior como plataformas de remolques utilitarios y construcciones no residenciales como muelles, embarcaderos y edificios agrícolas. Los productos químicos industriales para la preservación de la madera generalmente no están disponibles directamente para el público y pueden requerir una aprobación especial para su importación o compra, dependiendo del producto y la jurisdicción donde se utilice. En la mayoría de los países, las operaciones industriales de preservación de la madera son actividades industriales notificables que requieren una licencia de las autoridades reguladoras pertinentes, como la EPA o equivalente. Las condiciones de notificación y licencia varían ampliamente, dependiendo de los productos químicos específicos utilizados y el país de uso.

Si bien se utilizan pesticidas para tratar la madera, su conservación protege los recursos naturales (a corto plazo) al prolongar la vida útil de los productos de madera. En algunos casos, las malas prácticas del pasado en la industria han dejado como legado la contaminación del suelo y el agua alrededor de las plantas de tratamiento de madera. Sin embargo, con las prácticas y los controles regulatorios vigentes, como los implementados en Europa, Norteamérica, Australia, Nueva Zelanda, Japón y otros lugares, el impacto ambiental de estas operaciones debería ser mínimo.

La madera tratada con conservantes modernos es generalmente segura de manipular, siempre que se tomen las precauciones adecuadas y se utilicen medidas de protección personal. Sin embargo, la madera tratada puede presentar ciertos riesgos en determinadas circunstancias, como durante la combustión, cuando se generan partículas de polvo de madera u otros residuos tóxicos finos, o cuando entra en contacto directo con alimentos y productos agrícolas.

Recientemente se han introducido en el mercado conservantes que contienen cobre en forma de partículas microscópicas, generalmente con nombres comerciales y denominaciones como "micronizado" o "micro", tales como MCQ o MCA. Los fabricantes afirman que estos productos son seguros y la EPA los ha registrado.

La Asociación Estadounidense para la Protección de la Madera (AWPA) recomienda que toda la madera tratada vaya acompañada de una Hoja de Información para el Consumidor (CIS), que comunica las instrucciones de manipulación y eliminación seguras, así como los posibles riesgos para la salud y el medio ambiente asociados a la madera tratada. Muchos productores han optado por proporcionar Hojas de Datos de Seguridad de Materiales (MSDS) en su lugar. Si bien la práctica de distribuir MSDS en lugar de CIS está muy extendida, existe un debate en curso sobre esta práctica y la mejor manera de comunicar los posibles riesgos y las medidas para mitigarlos al usuario final. Ni las MSDS ni las Hojas de Datos de Seguridad Internacionales (SDS), recientemente adoptadas, son obligatorias para la madera tratada según la legislación federal estadounidense vigente.

Químico

En general, los conservantes químicos se pueden clasificar en tres grandes categorías:

En los últimos años, otra cuarta categoría de conservantes químicos para la madera se basa en nanocompuestos (es decir, nanometales de boro, cobre y plata). [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]

Cobre micronizado

La tecnología de conservantes de cobre particulado ( micronizado o disperso) se ha introducido en Estados Unidos y Europa. En estos sistemas, el cobre se muele hasta obtener partículas de tamaño micrométrico y se suspende en agua en lugar de disolverse, como ocurre con otros productos de cobre como el ACQ y el azol de cobre. Actualmente se producen dos sistemas de cobre particulado. Un sistema utiliza un biocida de amonio cuaternario (conocido como MCQ) y es un derivado del ACQ. El otro utiliza un biocida de azol (conocido como MCA o μCA-C) derivado del azol de cobre.

Dos sistemas de cobre particulado, uno comercializado como MicroPro y el otro como Wolmanized con formulación μCA-C, han obtenido la certificación de Producto Ambientalmente Preferible (EPP). [ 6 ] [ 7 ] La certificación EPP fue emitida por Scientific Certifications Systems (SCS) y se basa en evaluaciones comparativas del impacto del ciclo de vida con un estándar de la industria.

El tamaño de las partículas de cobre utilizadas en las perlas de cobre "micronizadas" oscila entre 1 y 700  nm, con un promedio inferior a 300  nm. Las partículas más grandes (como las partículas a escala micrométrica) de cobre no penetran adecuadamente las paredes celulares de la madera. Estos conservantes micronizados utilizan nanopartículas de óxido de cobre o carbonato de cobre, para las cuales existen supuestos problemas de seguridad. [ 8 ] Un grupo ambientalista solicitó a la EPA en 2011 la revocación del registro de los productos de cobre micronizado, alegando problemas de seguridad. [ 9 ]

Cuaternario de cobre alcalino

El conservante cuaternario de cobre alcalino (ACQ) es un conservante compuesto de cobre, un fungicida , y un compuesto de amonio cuaternario (quat) como el cloruro de didecildimetilamonio , un insecticida que también potencia el tratamiento fungicida. El ACQ se ha generalizado en EE. UU., Europa, Japón y Australia tras las restricciones impuestas al CCA . [ 10 ] Su uso se rige por normas nacionales e internacionales, que determinan la cantidad de conservante necesaria para un uso final específico de la madera.

Debido a su alto contenido de cobre, la madera tratada con ACQ es cinco veces más corrosiva que el acero común . Es necesario utilizar fijaciones que cumplan o superen los requisitos de la norma ASTM A 153 Clase D, como las recubiertas de cerámica, ya que el acero galvanizado e incluso los aceros inoxidables comunes se corroen. En 2004, Estados Unidos comenzó a exigir el uso de conservantes de madera sin arsénico para prácticamente toda la madera de uso residencial.

The American Wood Protection Association (AWPA) standards for ACQ require a retention of 0.15 lb/cu ft (2.4 kg/m3) for above ground use and 0.40 lb/cu ft (6.4 kg/m3) for ground contact.

Chemical Specialties, Inc (CSI, now Viance) received U.S. Environmental Protection Agency's Presidential Green Chemistry Challenge Award in 2002 for commercial introduction of ACQ. Its widespread use has eliminated major quantities of arsenic and chromium previously contained in CCA.

Copper azole

Copper azole preservative (denoted as CA-B and CA-C under American Wood Protection Association/AWPA standards) is a major copper based wood preservative that has come into wide use in Canada, the US, Europe, Japan and Australia following restrictions on CCA. Its use is governed by national and international standards, which determine the volume of preservative uptake required for a specific timber end use.

Copper azole is similar to ACQ with the difference being that the dissolved copper preservative is augmented by an azole co-biocide like organic triazoles such as tebuconazole or propiconazole, which are also used to protect food crops, instead of the quat biocide used in ACQ.[11] The azole co-biocide yields a copper azole product that is effective at lower retentions than required for equivalent ACQ performance. The general appearance of wood treated with copper azole preservative is similar to CCA with a green colouration.

Copper azole treated wood is marketed widely under the Preserve CA and Wolmanized brands in North America, and the Tanalith brand across Europe and other international markets.

The AWPA standard retention for CA-B is 0.10 lb/cu ft (1.6 kg/m3) for above ground applications and 0.21 lb/cu ft (3.4 kg/m3) for ground contact applications. Type C copper azole, denoted as CA-C, has been introduced under the Wolmanized and Preserve brands. The AWPA standard retention for CA-C is 0.06 lb/cu ft (0.96 kg/m3) for above ground applications and 0.15 lb/cu ft (2.4 kg/m3) for ground contact applications.

Copper naphthenate

El naftenato de cobre , inventado en Dinamarca en 1911, se ha utilizado eficazmente en numerosas aplicaciones, entre ellas: postes de cercas , lonas, redes, invernaderos, postes de servicios públicos, traviesas de ferrocarril, colmenas y estructuras de madera en contacto con el suelo. El naftenato de cobre está registrado ante la EPA como plaguicida de uso no restringido, por lo que no se requiere ninguna licencia federal para su aplicación como conservante de madera. El naftenato de cobre se puede aplicar con brocha, por inmersión o mediante tratamiento a presión.

La Universidad de Hawái descubrió que el naftenato de cobre en la madera, a concentraciones de 1,5 lb/pie³ (24 kg/m³ ) , es resistente al ataque de las termitas de Formosa. El 19 de febrero de 1981, el Registro Federal expuso la postura de la EPA respecto a los riesgos para la salud asociados con diversos conservantes de madera. Como resultado, el Servicio de Parques Nacionales recomendó el uso de naftenato de cobre en sus instalaciones como sustituto aprobado del pentaclorofenol , la creosota y los compuestos arsenicales inorgánicos . Un estudio de 50 años presentado a la AWPA en 2005 por Mike Freeman y Douglas Crawford afirma: "Este estudio reevaluó el estado de los postes de madera tratados en el sur de Mississippi y calculó estadísticamente la nueva vida útil esperada de los postes. Se determinó que los conservantes de madera comerciales, como el pentaclorofenol en aceite, la creosota y el naftenato de cobre en aceite, proporcionaron una excelente protección para los postes, con vidas útiles que ahora se calculan en más de 60 años. Sorprendentemente, los postes tratados con creosota y pentaclorofenol al 75 % de la retención recomendada por la AWPA, y con naftenato de cobre al 50 % de la retención requerida por la AWPA, mostraron un excelente rendimiento en este sitio de la Zona de Riesgo 5 de la AWPA. Los postes de pino del sur sin tratar duraron 2 años en este sitio de prueba". [ 12 ]   

La norma AWPA M4 para el cuidado de productos de madera tratados con conservantes establece: «La idoneidad del sistema de conservación para el tratamiento en campo se determinará según el tipo de conservante utilizado originalmente para proteger el producto y la disponibilidad de un conservante para dicho tratamiento. Dado que muchos conservantes no se envasan ni etiquetan para su uso por el público en general, puede ser necesario utilizar un sistema diferente al del tratamiento original. Los usuarios deberán leer y seguir atentamente las instrucciones y precauciones indicadas en la etiqueta del producto al utilizar estos materiales. Se recomiendan conservantes de naftenato de cobre con un mínimo de 2,0 % de cobre metálico para materiales tratados originalmente con naftenato de cobre, pentaclorofenol, creosota, solución de creosota o conservantes a base de agua». [ 13 ] La norma M4 ha sido adoptada por [ 14 ] la sección 2303.1.9 del Código Internacional de la Construcción (IBC) de 2015 del Consejo Internacional de Códigos (ICC), Madera tratada con conservantes, y la sección R317.1.1 del Código Residencial Internacional (IRC) de 2015, Tratamiento en campo. La Asociación Estadounidense de Funcionarios Estatales de Carreteras y Transporte (AASHTO) también ha adoptado la norma AWPA M4.

Un naftenato de cobre de base acuosa se vende a los consumidores bajo la marca QNAP 5W. Los naftenatos de cobre de base oleosa con un 1 % de cobre como solución metálica se venden a los consumidores bajo las marcas Copper Green y Wolmanized Copper Coat, y una solución de cobre como metal al 2 % se vende bajo la marca Tenino.

arseniato de cobre cromado (CCA)

En el tratamiento con CCA, el cobre es el fungicida principal , el arsénico un fungicida secundario e insecticida , y el cromo un fijador que también proporciona resistencia a la luz ultravioleta (UV). Conocido por el tinte verdoso que le confiere a la madera, el CCA es un conservante muy común durante muchas décadas.

En el proceso de tratamiento a presión , se aplica una solución acuosa de CCA mediante un ciclo de vacío y presión, y la madera tratada se apila para secar. Durante el proceso, la mezcla de óxidos reacciona para formar compuestos insolubles, lo que ayuda a prevenir problemas de lixiviación.

El proceso permite aplicar distintas cantidades de conservante a diferentes niveles de presión para proteger la madera contra ataques cada vez más intensos. Se puede aplicar una protección creciente (en orden creciente de ataque y tratamiento) para: la exposición a la atmósfera, la implantación en el suelo o la inserción en un ambiente marino.

En la última década, se planteó la preocupación de que los químicos pudieran filtrarse de la madera al suelo circundante , lo que resultaría en concentraciones superiores a los niveles de fondo naturales. Un estudio citado en Forest Products Journal encontró que entre el 12 y el 13 % del arseniato de cobre cromado se filtró de la madera tratada enterrada en compost durante un período de 12 meses. Una vez que estos químicos se han filtrado de la madera, es probable que se adhieran a las partículas del suelo, especialmente en suelos arcillosos o suelos más alcalinos que neutros. En Estados Unidos, la Comisión de Seguridad de Productos de Consumo de EE. UU . emitió un informe en 2002 que indicaba que la exposición al arsénico por contacto humano directo con madera tratada con CCA podría ser mayor de lo que se pensaba anteriormente. El 1 de enero de 2004, la Agencia de Protección Ambiental (EPA), en un acuerdo voluntario con la industria, comenzó a restringir el uso de CCA en madera tratada en la construcción residencial y comercial, con la excepción de tejas y tablillas , cimientos de madera permanentes y ciertas aplicaciones comerciales. Esto se hizo con el fin de reducir el uso de arsénico y mejorar la seguridad ambiental, aunque la EPA se cuidó de señalar que no había concluido que las estructuras de madera tratadas con CCA en servicio representaran un riesgo inaceptable para la comunidad. La EPA no solicitó la remoción ni el desmantelamiento de las estructuras de madera tratadas con CCA existentes.

En Australia, la Autoridad Australiana de Plaguicidas y Medicamentos Veterinarios (APVMA [ 15 ] ) restringió el uso del conservante CCA para el tratamiento de la madera utilizada en ciertas aplicaciones a partir de marzo de 2006. El CCA ya no puede utilizarse para tratar la madera utilizada en aplicaciones de "contacto humano íntimo", como equipos de juego para niños, muebles, terrazas residenciales y barandillas. Su uso en aplicaciones residenciales, comerciales e industriales de bajo contacto permanece sin restricciones, al igual que su uso en todas las demás situaciones. La decisión de la APVMA de restringir el uso de CCA en Australia fue una medida de precaución, aunque el informe [ 16 ] no encontró evidencia que demostrara que la madera tratada con CCA representara riesgos irrazonables para los seres humanos en su uso normal. De manera similar a la EPA de EE. UU., la APVMA no recomendó el desmantelamiento ni la eliminación de las estructuras de madera tratadas con CCA existentes.

En Europa, la Directiva 2003/2/CE restringe la comercialización y el uso de arsénico, incluido el tratamiento de la madera con CCA. No está permitido el uso de madera tratada con CCA en construcciones residenciales o domésticas. Se permite su uso en diversas obras industriales y públicas, como puentes, vallas de seguridad vial, postes de transmisión de energía eléctrica y postes de telecomunicaciones. En el Reino Unido, la madera de desecho tratada con CCA fue clasificada como residuo peligroso en julio de 2012 por el Departamento de Medio Ambiente, Alimentación y Asuntos Rurales. [ 17 ]

Otros compuestos de cobre

Entre ellos se incluyen el HDO de cobre (bis-(N-ciclohexildiazenodioxi)-cobre o CuHDO), el cromato de cobre , el citrato de cobre , el cromato ácido de cobre y el arseniato de cobre y zinc amoniacal (ACZA). El tratamiento con CuHDO es una alternativa al CCA, ACQ y CA, utilizados en Europa y en fase de aprobación en Estados Unidos y Canadá. El ACZA se utiliza generalmente en aplicaciones marinas.

Borato

El ácido bórico , sus óxidos y sales ( boratos ) son conservantes eficaces para la madera [ 18 ] y se comercializan bajo numerosas marcas en todo el mundo. Uno de los compuestos más comunes es el octaborato disódico tetrahidratado Na₂B₈O₁₃ · 4H₂O , comúnmente abreviado como DOT. La madera tratada con borato presenta baja toxicidad para los humanos y no contiene cobre ni otros metales pesados. Sin embargo, a diferencia de la mayoría de los demás conservantes, los compuestos de borato no se fijan en la madera y pueden lixiviarse parcialmente si se exponen repetidamente al agua que fluye en lugar de evaporarse (la evaporación deja el borato, por lo que no representa un problema). Si bien la lixiviación normalmente no reduce las concentraciones de boro por debajo de los niveles efectivos para prevenir el crecimiento de hongos, los boratos no deben utilizarse en lugares expuestos a lluvia, agua o contacto con el suelo de forma repetida, a menos que las superficies expuestas estén tratadas para repeler el agua. [ 19 ] Los compuestos de borato de zinc son menos susceptibles a la lixiviación que los compuestos de borato de sodio, pero aún no se recomiendan para uso subterráneo a menos que la madera se selle primero. [ 20 ] El interés reciente en madera de baja toxicidad para uso residencial, junto con nuevas regulaciones que restringen algunos agentes de preservación de la madera, ha resultado en un resurgimiento del uso de madera tratada con borato para vigas de piso y elementos estructurales internos. Investigadores en CSIRO en Australia han desarrollado organoboratos que son mucho más resistentes a la lixiviación, al tiempo que brindan a la madera una buena protección contra el ataque de termitas y hongos. [ 21 ] [ 22 ] El costo de producción de estos boratos modificados limitará su adopción generalizada, pero es probable que sean adecuados para ciertas aplicaciones de nicho, especialmente donde la baja toxicidad para los mamíferos es de suma importancia.

PTI

Las recientes preocupaciones sobre los efectos en la salud y el medio ambiente de los conservantes metálicos para madera han generado un interés en el mercado por los conservantes no metálicos, como el propiconazol , tebuconazol e imidacloprid, más conocido como PTI. Las normas de la Asociación Americana para la Protección de la Madera (AWPA) para el PTI exigen una retención de 0,018 lb/pie³ (0,29 kg/m³ ) para uso en superficies elevadas y de 0,013 lb/ pie³ (0,21 kg/m³ ) cuando se aplica en combinación con un estabilizador de cera. La AWPA no ha desarrollado una norma para un conservante PTI en contacto con el suelo, por lo que actualmente el PTI se limita a aplicaciones en superficies elevadas, como terrazas. Los tres componentes del PTI también se utilizan en cultivos alimentarios. Las cantidades muy bajas de PTI requeridas en la madera tratada a presión limitan aún más los efectos y reducen sustancialmente los costos de transporte y los impactos ambientales asociados al envío de los componentes del conservante a las plantas de tratamiento a presión.      

El conservante PTI apenas tiñe la madera. Los fabricantes suelen añadir un colorante o una pequeña cantidad de solución de cobre para identificar la madera tratada a presión y lograr una mejor coincidencia de color con otros productos de madera tratada a presión. Los productos de madera PTI son ideales para pintar y barnizar, ya que no traspasan el barniz. La adición del estabilizador de cera permite una menor retención del conservante y reduce considerablemente la tendencia de la madera a deformarse y agrietarse durante el secado. En combinación con el mantenimiento habitual de la terraza y la aplicación de selladores, el estabilizador ayuda a conservar su aspecto y rendimiento a lo largo del tiempo. Los productos de madera tratada a presión PTI no son más corrosivos que la madera sin tratar y están aprobados para todo tipo de contacto con metales, incluido el aluminio.

Los productos de madera tratada a presión PTI son relativamente nuevos en el mercado y aún no están ampliamente disponibles en las tiendas de materiales de construcción. Sin embargo, algunos proveedores venden productos PTI con entrega en cualquier lugar de Estados Unidos mediante pedidos al por mayor.

silicato de sodio

El silicato de sodio se produce mediante la fusión de carbonato de sodio con arena o calentando ambos ingredientes a presión. Se utiliza desde el siglo XIX. Puede repeler el ataque de insectos y posee propiedades ligeramente ignífugas ; sin embargo, la humedad lo elimina fácilmente de la madera, formando una capa escamosa en la superficie.

Timber Treatment Technology, LLC , comercializa TimberSIL, un conservante de madera a base de silicato de sodio. El proceso patentado de TimberSIL recubre las fibras de madera con una matriz de vidrio amorfa, protectora y no tóxica. El resultado es un producto que la empresa denomina "Madera de Vidrio", que, según afirman, es ignífugo de Clase A , químicamente inerte, resistente a la putrefacción y la descomposición, y de mayor resistencia que la madera sin tratar. [ 23 ] Timbersil se encuentra actualmente inmerso en un litigio relacionado con sus afirmaciones. [ 24 ] [ 25 ]

Silicato de potasio

Existen varios fabricantes europeos de pinturas naturales que han desarrollado conservantes a base de silicato de potasio (vidrio soluble de potasio). Estos conservantes suelen incluir compuestos de boro, celulosa, lignina y otros extractos vegetales. Se aplican en la superficie con una mínima impregnación para uso interior.

Espray de bifentrina

En Australia, se ha desarrollado un conservante de bifentrina  a base de agua para mejorar la resistencia de la madera a los insectos. Dado que este conservante se aplica mediante pulverización, solo penetra los 2 mm exteriores de la sección transversal de la madera. Se han planteado dudas sobre si este sistema de capa delgada proporcionará protección contra los insectos a largo plazo, especialmente cuando se expone a la luz solar durante períodos prolongados.

Tratamiento ignífugo

La protección contra incendios de la madera utiliza un producto químico ignífugo que permanece estable en ambientes de alta temperatura. El retardante de fuego se aplica a presión en una planta de tratamiento de madera, al igual que los conservantes descritos anteriormente, o bien como recubrimiento superficial.

En ambos casos, el tratamiento proporciona una barrera física que impide la propagación de las llamas. La madera tratada se carboniza, pero no se oxida. Esto crea una capa convectiva que transfiere el calor de las llamas a la madera de manera uniforme, lo que ralentiza significativamente el avance del fuego hacia el material. Existen varios materiales de construcción a base de madera disponibles comercialmente que utilizan tratamiento a presión (como los comercializados en Estados Unidos y otros países con las marcas «FirePro», «Burnblock», «Wood-safe», «Dricon», «D-Blaze» y «Pyro-Guard»), así como recubrimientos aplicados en fábrica con las marcas «PinkWood» y «NexGen». Algunos recubrimientos aplicados en obra, así como los retardantes de fuego bromados, han caído en desuso debido a problemas de seguridad y a la falta de uniformidad en la aplicación. También existen tratamientos especializados para la madera utilizada en aplicaciones expuestas a la intemperie.

El único retardante de fuego aplicado por impregnación disponible comercialmente en Australia es 'NexGen'. 'Guardian', que utilizaba formiato de calcio como un "potente agente modificador de la madera", fue retirado del mercado a principios de 2010 por razones no especificadas.

Derivado del petróleo

Entre ellos se incluyen el pentaclorofenol ("penta") y la creosota . Emiten un fuerte olor a productos petroquímicos y, por lo general, no se utilizan en productos de consumo. Ambos tratamientos a presión protegen la madera durante 40 años en la mayoría de las aplicaciones.

Creosota de alquitrán de hulla

Traviesas de ferrocarril de madera antes (derecha) y después (izquierda) de la infusión con creosota en una instalación del ferrocarril Santa Fe en Albuquerque, Nuevo México , en marzo de 1943.

La creosota fue el primer conservante de madera en adquirir importancia industrial hace más de 150 años y todavía se usa ampliamente hoy en día para la protección de componentes de madera industriales donde una larga vida útil es esencial. La creosota es un conservante a base de alquitrán que se usa comúnmente para postes de servicios públicos y traviesas de ferrocarril . La creosota es uno de los conservantes de madera más antiguos y originalmente se derivaba de un destilado de madera , pero ahora, prácticamente toda la creosota se fabrica a partir de la destilación del alquitrán de hulla . La creosota está regulada como plaguicida y no suele venderse al público en general.

Aceite de linaza

En los últimos años, en Australia y Nueva Zelanda, el aceite de linaza se ha incorporado a las formulaciones de conservantes como disolvente e hidrófugo para el tratamiento de la madera mediante un proceso de "tratamiento de la envoltura". Este proceso consiste en tratar únicamente los 5  mm exteriores de la sección transversal de la pieza de madera con un conservante (por ejemplo, permetrina 25:75), dejando el núcleo sin tratar. Si bien no es tan eficaz como los métodos CCA o LOSP, los tratamientos de envoltura son significativamente más económicos, ya que utilizan mucho menos conservante. Los principales fabricantes de conservantes añaden un tinte azul (o rojo) a estos tratamientos. La madera teñida de azul se utiliza al sur del Trópico de Capricornio y la roja en otras zonas. El tinte también indica que la madera está tratada para resistir las termitas. En Australia existe una campaña de promoción en curso para este tipo de tratamiento.

Otras emulsiones

Conservantes de disolventes orgánicos ligeros (LOSP)

Este tipo de tratamientos para la madera utiliza aguarrás o aceites ligeros como el queroseno como disolvente para introducir los compuestos conservantes en la madera. Generalmente se emplean piretroides sintéticos como insecticida, tales como permetrina, bifentrina o deltametrina. En Australia y Nueva Zelanda, las formulaciones más comunes utilizan permetrina como insecticida y propiconazol y tebuconazol como fungicidas. Si bien también utiliza un conservante químico, esta formulación no contiene compuestos de metales pesados.

Con la introducción de leyes estrictas sobre compuestos orgánicos volátiles (COV) en la Unión Europea, los LOSP presentan desventajas debido al alto costo y los largos tiempos de procesamiento asociados con los sistemas de recuperación de vapores. Los LOSP se han emulsionado en disolventes a base de agua. Si bien esto reduce significativamente las emisiones de COV, la madera se hincha durante el tratamiento, eliminando muchas de las ventajas de las formulaciones de LOSP.

Epoxy

Se pueden utilizar diversas resinas epoxi, generalmente diluidas con un disolvente como la acetona o la metil etil cetona (MEK), tanto para conservar como para sellar la madera. El mercado de recubrimientos para madera en general superará los 12.000 millones de dólares en 2027. [ 26 ]

Nuevas tecnologías

Madera modificada biológicamente

Pabellón Eindhoven NobelWood

La madera modificada biológicamente se trata con biopolímeros procedentes de residuos agrícolas. Tras el secado y el curado, la madera blanda se vuelve resistente y duradera. Mediante este proceso, la madera de pino de rápido crecimiento adquiere propiedades similares a las de las maderas duras tropicales. Las instalaciones de producción para este proceso se encuentran en los Países Bajos y se comercializa bajo la marca «NobelWood».

A partir de residuos agrícolas, como el bagazo de caña de azúcar, se fabrica alcohol furfurílico . Teóricamente, este alcohol puede obtenerse de cualquier residuo de biomasa fermentada y, por lo tanto, puede considerarse un producto químico verde. Tras reacciones de condensación, se forman prepolímeros a partir del alcohol furfurílico. La madera blanda de rápido crecimiento se impregna con el biopolímero soluble en agua. Después de la impregnación, la madera se seca y se calienta, lo que inicia una reacción de polimerización entre el biopolímero y las células de la madera. Este proceso da como resultado células de madera resistentes a los microorganismos. Actualmente, la única especie de madera que se utiliza para este proceso es Pinus radiata . Esta es la especie de árbol de más rápido crecimiento en la Tierra y posee una estructura porosa particularmente adecuada para los procesos de impregnación.

Esta técnica se aplica principalmente a la madera para la industria de la construcción como material de revestimiento. Se está desarrollando aún más para lograr propiedades físicas y biológicas similares a las de otras especies de madera impregnadas con polifurfurilo. Además de la impregnación con biopolímeros, la madera también puede impregnarse con resinas ignífugas. Esta combinación da como resultado una madera con clase de durabilidad I y certificación de seguridad contra incendios Euroclase B.

Acetilación de la madera

Este puente, construido con madera acetilada cerca de Sneek , en los Países Bajos , está diseñado para soportar tráfico pesado.

La modificación química de la madera a nivel molecular se ha utilizado para mejorar sus propiedades de rendimiento. Se han publicado numerosos sistemas de reacción química para la modificación de la madera, especialmente aquellos que emplean diversos tipos de anhídridos ; sin embargo, la reacción de la madera con anhídrido acético ha sido la más estudiada. [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]

Las propiedades físicas de cualquier material están determinadas por su estructura química. La madera contiene una gran cantidad de grupos químicos llamados hidroxilos libres . Estos grupos absorben y liberan agua fácilmente según los cambios en las condiciones climáticas a las que están expuestos. Esta es la razón principal por la que la estabilidad dimensional de la madera se ve afectada por la hinchazón y la contracción. También se cree que la digestión de la madera por las enzimas se inicia en los sitios de hidroxilo libres, lo cual es una de las principales razones por las que la madera es propensa a la descomposición. [ 30 ]

La acetilación transforma eficazmente los compuestos con hidroxilos libres de la madera en ésteres de acetato . [ 31 ] Esto se logra mediante la reacción de la madera con anhídrido acético , derivado del ácido acético . Al transformarse los grupos hidroxilo libres en grupos acetoxi , la capacidad de la madera para absorber agua se reduce considerablemente, lo que la hace más estable dimensionalmente y, al no ser ya digerible, extremadamente duradera. En general, las maderas blandas tienen de forma natural un contenido de acetilo de entre 0,5 y 1,5 %, y las maderas duras más duraderas, de entre 2 y 4,5 %. La acetilación permite que la madera supere ampliamente estos niveles, con los beneficios correspondientes. Estos incluyen una mayor durabilidad de los recubrimientos, ya que la madera acetilada actúa como un sustrato más estable para pinturas y recubrimientos translúcidos. La madera acetilada no es tóxica y no presenta los problemas ambientales asociados con las técnicas de conservación tradicionales.

La acetilación de la madera fue realizada por primera vez en Alemania en 1928 por Fuchs. En 1946, Tarkow, Stamm y Erickson describieron por primera vez el uso de la acetilación de la madera para estabilizarla y evitar que se hinchara en el agua. Desde la década de 1940, numerosos laboratorios de todo el mundo han investigado la acetilación de diversos tipos de madera y recursos agrícolas.

A pesar de la gran cantidad de investigaciones sobre la modificación química de la madera, y más específicamente sobre la acetilación de la madera, la comercialización no fue fácil. La primera patente sobre la acetilación de la madera fue presentada por Suida en Austria en 1930. Posteriormente, en 1947, Stamm y Tarkow presentaron una patente sobre la acetilación de madera y tableros utilizando piridina como catalizador. En 1961, la empresa Koppers publicó un boletín técnico sobre la acetilación de la madera sin catálisis, pero con un cosolvente orgánico [ 32 ]. En 1977, en Rusia, Otlesnov y Nikitina estuvieron cerca de la comercialización, pero el proceso se interrumpió, presumiblemente porque no se pudo lograr la rentabilidad. En 2007, Titan Wood, una empresa con sede en Londres y plantas de producción en los Países Bajos, logró una comercialización rentable y comenzó la producción a gran escala de madera acetilada bajo la marca comercial "Accoya" [ 33 ] .

Natural

Recubrimiento de cobre

El recubrimiento o revestimiento de cobre consiste en cubrir la madera, sobre todo los cascos de los barcos, con cobre metálico. Dado que el cobre metálico es a la vez repelente y tóxico para los hongos, los insectos como las termitas y los bivalvos marinos, esto preservaría la madera y, además, actuaría como medida antiincrustante para evitar que la vida acuática se adhiera al casco del barco y reduzca su velocidad y maniobrabilidad. Las pinturas antiincrustantes marinas modernas suelen incorporar una cantidad significativa de cobre en sus formulaciones por la misma razón, aunque no se recomiendan para cascos de aluminio debido a la posibilidad de corrosión galvánica . [ 34 ]

Maderas naturalmente resistentes a la putrefacción

Estas especies son resistentes a la descomposición en su estado natural, debido a los altos niveles de compuestos orgánicos llamados extractivos , principalmente polifenoles , que les proporcionan propiedades antimicrobianas. [ 35 ] Los extractivos son compuestos químicos que se depositan en el duramen de ciertas especies de árboles a medida que convierten la albura en duramen ; sin embargo, están presentes en ambas partes. [ 36 ] El pino de Huon ( Lagarostrobos franklinii ), el merbau ( Intsia bijuga ), el eucalipto de corteza de hierro ( Eucalyptus spp. ), el totara ( Podocarpus totara ), el puriri ( Vitex lucens ), el kauri ( Agathis australis ) y muchos cipreses , como la secuoya roja de la costa ( Sequoia sempervirens ) y el cedro rojo occidental ( Thuja plicata ), entran en esta categoría. Sin embargo, muchas de estas especies tienden a ser prohibitivamente caras para aplicaciones de construcción generales.

El pino de Huon se utilizaba para cascos de barcos en el siglo XIX, pero la sobreexplotación y su lentitud de crecimiento lo convierten ahora en una madera especializada. El pino de Huon es tan resistente a la putrefacción que los árboles caídos hace muchos años aún conservan un gran valor comercial. El merbau sigue siendo una madera popular para terrazas y tiene una larga vida útil en aplicaciones sobre el suelo, pero se tala de forma insostenible y es demasiado duro y quebradizo para uso general. El eucalipto de corteza de hierro es una buena opción cuando está disponible. Se cosecha tanto de bosques primarios como de plantaciones en Australia y es altamente resistente a la putrefacción y a las termitas . Se utiliza con mayor frecuencia para postes de cercas y tocones de casas. El cedro rojo oriental ( Juniperus virginiana ) y la falsa acacia ( Robinia pseudoacacia ) se han utilizado durante mucho tiempo para postes y rieles de cercas resistentes a la putrefacción en el este de Estados Unidos , y la falsa acacia también se planta en tiempos modernos en Europa. La secuoya de la costa se utiliza comúnmente para aplicaciones similares en el oeste de Estados Unidos . El totara y el puriri se utilizaron ampliamente en Nueva Zelanda durante la época colonial europea , cuando se explotaban los bosques nativos, incluso para fabricar postes de cercas, muchos de los cuales aún se conservan. Los maoríes utilizaban el totara para construir grandes waka (canoas). Hoy en día, son maderas especiales debido a su escasez, aunque las de menor calidad se venden para paisajismo. El kauri es una madera excelente para la construcción de cascos y cubiertas de barcos. También es una madera especial, y los torneros y ebanistas utilizan troncos antiguos (de más de 3000  años) extraídos de los pantanos.

La durabilidad natural o la resistencia a la putrefacción y a los insectos de las especies de madera se basa siempre en el duramen (o "madera verdadera"). La albura de todas las especies de madera debe considerarse no duradera sin un tratamiento conservante.

Extractos naturales

Las sustancias naturales, purificadas de árboles naturalmente resistentes a la putrefacción y responsables de la durabilidad natural, también conocidas como extractivos naturales , son otro conservante de madera prometedor. Se han descrito varios compuestos responsables de la durabilidad natural, incluyendo diferentes polifenoles , ligninas , lignanos (como gmelinol , ácido plicático ), hinokitiol , α-cadinol y otros sesquiterpenoides , flavonoides (como mesquitol ) y otras sustancias. [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] Estos compuestos se identifican principalmente en el duramen , aunque también están presentes en concentraciones mínimas en la albura . [ 40 ] Los taninos , que también han demostrado actuar como protectores, están presentes en la corteza de los árboles. [ 41 ] El tratamiento de la madera con extractivos naturales, como hinokitiol , taninos y diferentes extractos de árboles, se ha estudiado y propuesto como otro método de preservación de la madera respetuoso con el medio ambiente. [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ]

aceite de tung

El aceite de tung se ha utilizado durante cientos de años en China como conservante para barcos de madera. El aceite penetra en la madera y se endurece formando una capa hidrófoba impermeable de hasta 5  mm de profundidad. Como conservante, es eficaz para trabajos exteriores, tanto en superficie como bajo tierra, pero su delgadez limita su utilidad práctica. No está disponible como tratamiento a presión.

Tratamientos térmicos

Al ir más allá del secado en horno , el tratamiento térmico puede hacer que la madera sea más duradera. Calentando la madera a una temperatura determinada, [ 46 ] es posible hacer que la fibra de la madera sea menos apetecible para los insectos.

El tratamiento térmico también puede mejorar las propiedades de la madera con respecto al agua, con menor humedad de equilibrio, menor deformación por humedad y mayor resistencia a la intemperie. Es lo suficientemente resistente a la intemperie como para usarse sin protección, en fachadas o en mesas de cocina, donde se espera que se moje. Sin embargo, el calentamiento puede reducir la cantidad de compuestos orgánicos volátiles, [ 36 ] que generalmente tienen propiedades antimicrobianas. [ 47 ]

Existen cuatro tratamientos térmicos similares  : Westwood, desarrollado en Estados Unidos; Retiwood, desarrollado en Francia; Thermowood, desarrollado en Finlandia por VTT; y Platowood, desarrollado en los Países Bajos. Estos procesos autoclaven la madera tratada, sometiéndola a presión y calor, junto con nitrógeno o vapor de agua para controlar el secado en un proceso de tratamiento por etapas que oscila entre 24 y 48 horas a temperaturas de 180  °C a 230  °C, según la especie de madera. Estos procesos aumentan la durabilidad, la estabilidad dimensional y la dureza de la madera tratada en al menos una clase; sin embargo, la madera tratada se oscurece y se producen cambios en ciertas características mecánicas: específicamente, el módulo de elasticidad aumenta un 10 % y el módulo de ruptura disminuye entre un 5 % y un 20 %. [ 48 ] [ 49 ] Por lo tanto, la madera tratada requiere perforación para clavar y así evitar que se agriete. Algunos de estos procesos tienen un menor impacto que otros en sus efectos mecánicos sobre la madera tratada. La madera tratada con este proceso se utiliza a menudo para revestimientos, suelos, muebles y ventanas.

Para el control de plagas que puedan alojarse en materiales de embalaje de madera (como cajas y palés ), la NIMF 15 exige un tratamiento térmico de la madera a 56  °C durante 30 minutos para obtener el sello HT . Esto suele ser necesario para garantizar la eliminación del nematodo de la marchitez del pino y otras plagas de la madera que podrían transportarse internacionalmente.

Tratamiento con barro

La madera y el bambú se pueden enterrar en barro para protegerlos de los insectos y la descomposición. Esta práctica se usa mucho en Vietnam para construir casas de campo que constan de una estructura de madera, un techo de bambú y paredes de bambú con barro mezclado con paja de arroz. Si bien la madera en contacto con el suelo generalmente se descompone más rápido que la que no lo está, es posible que los suelos predominantemente arcillosos de Vietnam proporcionen cierta protección mecánica contra el ataque de insectos, lo que compensa la mayor velocidad de descomposición.

Además, dado que la madera solo es susceptible a la descomposición bacteriana bajo rangos específicos de temperatura y contenido de humedad, sumergirla en lodo saturado de agua puede retardar la descomposición, al saturar las células internas de la madera más allá de su rango de descomposición por humedad.

Procesos de solicitud

Introducción e historia

Probablemente, los primeros intentos de proteger la madera de la putrefacción y el ataque de insectos consistieron en cepillar o frotar conservantes sobre la superficie de la madera tratada. Mediante ensayo y error, se fueron determinando gradualmente los conservantes y procesos de aplicación más eficaces. Durante la Revolución Industrial, la demanda de elementos como postes telegráficos y traviesas de ferrocarril impulsó una explosión de nuevas técnicas que surgieron a principios del siglo XIX. El mayor auge de las invenciones se produjo entre 1830 y 1840, cuando Bethell, Boucherie, Burnett y Kyan hicieron historia en la conservación de la madera. Desde entonces, se han introducido numerosos procesos o se han mejorado los existentes. El objetivo de la conservación moderna de la madera es asegurar una penetración profunda y uniforme a un coste razonable, sin dañar el medio ambiente. Los procesos de aplicación más extendidos hoy en día son los que utilizan presión artificial, mediante los cuales se tratan eficazmente muchas maderas, pero varias especies (como el abeto, el abeto de Douglas, el alerce, la cicuta y el abeto) son muy resistentes a la impregnación. Mediante el uso de incisiones, el tratamiento de estas maderas ha tenido cierto éxito, pero con un costo elevado y resultados no siempre satisfactorios. Los métodos de conservación de la madera se pueden dividir, a grandes rasgos, en procesos sin presión y procesos con presión.

Procesos sin presión

Existen numerosos procesos de tratamiento de la madera sin presión, que varían principalmente en su procedimiento. Los más comunes consisten en la aplicación del conservante mediante brocha o pulverización, inmersión, remojo o baños de agua caliente y fría. También existen diversos métodos adicionales, como la carbonización, la aplicación de conservantes en perforaciones, los procesos de difusión y el desplazamiento de la savia.

Tratamientos con cepillo y pulverizador

La aplicación de conservantes con brocha es un método tradicional y muy utilizado en los talleres de carpintería actuales. Los avances tecnológicos permiten también la aplicación mediante pulverización. Parte del líquido penetra en la madera por capilaridad antes de escurrirse o evaporarse, pero, salvo que se formen charcos, la penetración es limitada y puede no ser adecuada para una exposición prolongada a la intemperie. Mediante pulverización, también se pueden aplicar creosota de alquitrán de hulla, soluciones oleosas y sales acuosas (hasta cierto punto). Un tratamiento completo con creosota de alquitrán de hulla, ya sea con brocha o pulverización, puede prolongar la vida útil de postes o columnas de 1 a 3 años. Dos o más capas ofrecen mejor protección que una, pero las sucesivas no deben aplicarse hasta que la anterior se haya secado o absorbido por completo. La madera debe estar curada antes del tratamiento.

Inmersión

Dipping consists of simply immersing the wood in a bath of creosote or other preservative for a few seconds or minutes. Similar penetrations to that of brushing and spraying processes are achieved. It has the advantage of minimizing hand labor. It requires more equipment and larger quantities of preservative and is not adequate for treating small lots of timber. Usually the dipping process is useful in the treatment of window sashes and doors. Except for copper naphthenate, treatment with copper salt preservative is no longer allowed with this method.

Steeping

In this process the wood is submerged in a tank of water-preservative mix, and allowed to soak for a longer period of time (several days to weeks). This process was developed in the 19th century by John Kyan. The depth and retention achieved depends on factors such as species, wood moisture, preservative and soak duration. The majority of the absorption takes place during the first two or three days, but will continue at a slower pace for an indefinite period. As a result, the longer the wood can be left in the solution, the better treatment it will receive. When treating seasoned timber, both the water and the preservative salt soak into the wood, making it necessary to season the wood a second time. Posts and poles can be treated directly on endangered areas, but should be treated at least 30 cm (0.98 ft) above the future ground level.

The depth obtained during regular steeping periods varies from 5 to 10 mm (0.20 to 0.39 in) up to 30 mm (1.2 in) by sap pine. Due to the low absorption, solution strength should be somewhat stronger than that in pressure processes, around 5% for seasoned timber and 10% for green timber (because the concentration slowly decreases as the chemicals diffuse into the wood). The solution strength should be controlled continually and, if necessary, be corrected with the salt additive. After the timber is removed from the treatment tank, the chemical will continue to spread within the wood if it has sufficient moisture content. The wood should be weighed down and piled so that the solution can reach all surfaces. (Sawed materials stickers should be placed between every board layer.) This process finds minimal use despite its former popularity in continental Europe and Great Britain.

Kyanizing

Named after John Howard Kyan, who patented this process in England in 1833, Kyanizing consists of steeping wood in a 0.67% mercuric chloride preservative solution. It is no longer used.

Gedrian's Bath

Patentado por Charles A. Seely, este proceso logra el tratamiento mediante la inmersión de madera curada en baños sucesivos de conservantes calientes y fríos. Durante los baños calientes, el aire se expande dentro de la madera. Al cambiar la madera al baño frío (también se puede cambiar el conservante), se crea un vacío parcial dentro del lumen de las células, lo que provoca que el conservante sea absorbido por la madera. Se produce cierta penetración durante los baños calientes, pero la mayor parte tiene lugar durante los baños fríos. Este ciclo se repite con una reducción de tiempo significativa en comparación con otros procesos de remojo. Cada baño puede durar de 4 a 8 horas o, en algunos casos, más. La temperatura del conservante en el baño caliente debe estar entre 60 y 110 °C (140 y 230 °F) y entre 30 y 40 °C (86 y 104 °F) en el baño frío (dependiendo del conservante y la especie de árbol). La profundidad de penetración promedio que se logra con este proceso oscila entre 30 y 50 mm (1,2 a 2,0 pulgadas) . Se pueden utilizar tanto aceites conservantes como sales solubles en agua con este tratamiento. Debido a la mayor duración del tratamiento, este método se utiliza poco actualmente en la industria de la conservación de la madera.      

Precipitación conservante

Como se explica en el Manual de Corrosión de Uhlig, este proceso implica dos o más baños químicos que reaccionan con las células de la madera, dando como resultado la precipitación del conservante en dichas células. Dos sustancias químicas comúnmente empleadas en este proceso son la etanolamina de cobre y el dimetilditiocarbamato de sodio, que reacciona para precipitar el dimetilditiocarbamato de cobre. El conservante precipitado es muy resistente a la lixiviación. Desde su uso a mediados de la década de 1990, se ha suspendido en los Estados Unidos de América, pero nunca se comercializó en Canadá. [ 50 ]

Procesos de presión

Tratamiento a presión de finales del siglo XIX

Los procesos de presión son el método más permanente disponible actualmente para preservar la vida útil de la madera. Estos procesos consisten en el tratamiento en cilindros cerrados con presión o vacío aplicados. Presentan varias ventajas sobre los métodos sin presión. En la mayoría de los casos, se logra una penetración más profunda y uniforme, así como una mayor absorción del conservante. Además, las condiciones de tratamiento pueden controlarse para variar la retención y la penetración. Estos procesos de presión pueden adaptarse a la producción a gran escala. Las principales desventajas son los altos costos iniciales del equipo y el consumo de energía. Estos métodos de tratamiento se utilizan para proteger traviesas, postes y maderas estructurales, y se emplean en todo el mundo. Si bien los diversos procesos de presión que se utilizan hoy en día difieren en detalles, el método general es el mismo. El tratamiento se lleva a cabo en cilindros. Las maderas se cargan en vagones especiales, denominados carros o bogies , y se introducen en el cilindro. Estos cilindros se someten a presión, a menudo con la adición de una temperatura más alta. Como tratamiento final, se suele utilizar vacío para extraer el exceso de conservantes. Estos ciclos pueden repetirse para lograr una mejor penetración.

Los tratamientos con conservantes de disolventes orgánicos ligeros (LOSP, por sus siglas en inglés) suelen emplear un proceso de impregnación al vacío. Esto es posible gracias a la menor viscosidad del disolvente utilizado.

Proceso de célula completa

En el proceso de impregnación celular completa, el objetivo es retener la mayor cantidad posible de líquido absorbido por la madera durante el período de presión, logrando así la máxima concentración de conservantes en la zona tratada. Generalmente, se emplean soluciones acuosas de sales conservantes, aunque también es posible impregnar la madera con aceite. La retención deseada se consigue modificando la concentración de la solución. William Burnett patentó este desarrollo en 1838: impregnación celular completa con soluciones acuosas. La patente abarcaba el uso de cloruro de zinc en base acuosa, también conocido como burnettización . John Bethell patentó en 1838 un proceso de impregnación celular completa con aceite. Su patente describía la inyección de alquitrán y aceites en la madera mediante la aplicación de presión en cilindros cerrados. Este proceso se sigue utilizando hoy en día con algunas mejoras.

Proceso de fluctuación de la presión

A diferencia de los procesos estáticos de celda llena y celda vacía, el proceso de fluctuación es dinámico. Mediante este proceso, la presión dentro del cilindro de impregnación cambia entre presión y vacío en cuestión de segundos. Se han realizado afirmaciones contradictorias sobre la posibilidad de revertir el cierre de la cavidad por el abeto mediante este proceso. Sin embargo, los mejores resultados obtenidos con el abeto no superan una penetración de 10 mm (0,39 pulgadas) . Se requiere equipo especializado, lo que implica mayores costos de inversión.  

Proceso de carnicería

Desarrollado por el Dr. Boucherie de Francia en 1838, este método consistía en fijar una bolsa o recipiente con solución conservante a un árbol en pie o recién cortado, con corteza, ramas y hojas aún adheridas, inyectando así el líquido en la savia. Mediante la transpiración de la humedad de las hojas, el conservante asciende a través de la albura del tronco.

El proceso Boucherie modificado consiste en colocar maderas recién cortadas y sin pelar sobre patines inclinados, con el tocón ligeramente elevado, luego fijar tapas impermeables o perforar varios agujeros en los extremos, e insertar una solución de sulfato de cobre u otro conservante acuoso en las tapas o agujeros desde un recipiente elevado. Los aceites conservantes tienden a no penetrar satisfactoriamente con este método. La presión hidrostática del líquido fuerza al conservante a penetrar longitudinalmente en la albura, empujando así la savia hacia afuera por el otro extremo de la madera. Después de unos días, la albura está completamente impregnada; desafortunadamente, la penetración en el duramen es mínima o nula. Solo la madera verde puede tratarse de esta manera. Este proceso se ha utilizado ampliamente para impregnar postes y árboles de mayor tamaño en Europa y América del Norte, y ha experimentado un resurgimiento en su uso para impregnar bambú en países como Costa Rica, Bangladesh, India y el estado de Hawái.

Sistema de desplazamiento de savia a alta presión

Este método, desarrollado en Filipinas (abreviado como HPSD), consiste en una tapa de presión cilíndrica fabricada con una  placa de acero dulce de 3 mm de espesor, fijada con 8 juegos de pernos, un motor diésel de 2 CV y ​​un regulador de presión con una capacidad de 1,4 a 14  kg/m² . La tapa se coloca sobre el tocón de un poste, árbol o bambú, y el conservante se introduce en la madera mediante la presión del motor.

Incisión

Este proceso, probado y patentado por primera vez en 1911 y 1912, consiste en realizar pequeñas hendiduras en la superficie del material a tratar, para lograr una penetración más profunda y uniforme del conservante. Las incisiones en el material aserrado suelen ser paralelas a la veta de la madera. Este proceso es común en Norteamérica (desde la década de 1950), donde se preparan productos de abeto Douglas y tocones de postes de diversas especies antes del tratamiento. Resulta especialmente útil para maderas resistentes a la penetración lateral, pero que permiten el transporte del conservante a lo largo de la veta. En la región donde se produce, es práctica común realizar incisiones en todo el abeto Douglas aserrado de 76 mm ( 3 pulgadas ) o más de espesor antes del tratamiento.  

Lamentablemente, la impregnación del abeto, la madera estructural más importante en gran parte de Europa, ha demostrado que la profundidad de tratamiento obtenida con este método es insuficiente. La penetración máxima de 2 mm (0,079 pulg.) no basta para proteger la madera expuesta a la intemperie. Las máquinas de incisión actuales constan esencialmente de cuatro tambores giratorios equipados con dientes, agujas o láseres que queman las incisiones en la madera. Los conservantes pueden aplicarse a lo largo de la fibra hasta 20 mm (0,79 pulg.) en dirección radial y hasta 2 mm (0,079 pulg.) en dirección tangencial y radial.      

En Norteamérica, donde las dimensiones de madera más pequeñas son comunes, las profundidades de incisión de 4 a 6 mm (0,16 a 0,24 pulgadas) se han convertido en el estándar. En Europa, donde las dimensiones mayores son comunes, se requieren profundidades de incisión de 10 a 12 mm (0,39 a 0,47 pulgadas) . Las incisiones son visibles y a menudo se consideran defectos de la madera. Las incisiones realizadas con láser son significativamente más pequeñas que las realizadas con radios o agujas. Los costos para cada tipo de proceso son aproximadamente: para incisión convencional de radios/periférico, 3,60 €/m² ; para incisión láser, 1,00 €/ ; y para incisión con agujas . (Estas cifras corresponden al año 1998 y pueden variar con respecto a los precios actuales).    

El proceso de incisión fue modernizado en gran medida por Walford Timber en su planta de fabricación en Ross-On-Wye en el Reino Unido. El comerciante de madera [ 51 ] ha estado operando desde 1945 y desarrolló una máquina de incisión que luego fue adoptada por toda la industria.

Calentar en el microondas

Una alternativa consiste en aumentar la permeabilidad de la madera mediante tecnología de microondas. Existe cierta preocupación de que este método pueda afectar negativamente el comportamiento estructural del material. El Centro de Investigación Cooperativa de la Universidad de Melbourne, Australia, ha llevado a cabo investigaciones en este ámbito.

Carbonización

El carbonizado de la madera produce superficies resistentes al fuego, a los insectos y a la intemperie. Las superficies de madera se encienden con un mechero de mano o se mueven lentamente sobre el fuego. La superficie carbonizada se limpia con un cepillo de acero para eliminar los restos sueltos y exponer la veta. Se puede aplicar aceite o barniz si es necesario. [ 52 ] Carbonizar la madera con un hierro al rojo vivo es un método tradicional en Japón , donde se denomina yakisugi o shō sugi ban (literalmente, «ciprés de fuego»).

Véase también

Referencias

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No CCA

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arseniato

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silicato de sodio

  • Mineral albita (silicato de sodio y aluminio)

Misceláneas

  • Información de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos.
  • La Asociación Estadounidense para la Protección de la Madera (AWPA, anteriormente Asociación Estadounidense de Conservadores de Madera)
  • Comité Estadounidense de Normas para la Madera (ALSC)