Cadena de producción de tableros de partículas

El tablero de partículas es el producto formado por partículas de madera, aglomeradas entre sí mediante un adhesivo y presión a la temperatura adecuada. Este sistema de producción surgió a raíz de reciclar todos los residuos del mismo aserradero que los producía y lograr un mayor aprovechamiento de la madera. Frente a la escasez de materia prima que se registró en la mitad del siglo pasado, este proceso cobró necesidad. 

Por Renata Hanow | Para Hora 25 Forestal

Desde la mitad del siglo XIX ya se pensaba como lograrlo, y se realizaron muchos ensayos pero recién en 1936 se registró la primera patente por parte del científico alemán Wilhelm Klauditz (el Instituto de Investigación de Alemania especializado en tableros de partículas lleva su nombre), que conseguía fabricar tableros de partículas aglomerados mediante adhesivos sintéticos con prensa de platos, que se denominó tablero de partículas. En 1941 el Instituto Fred Fahrni de Zurich patentó el proceso de tres capas con distinto contenido de humedad en las capas interna y externas (Bermúdez Alvite, 1998). 

En 1949, los tableros de partículas apenas tenían importancia, actualmente tienen un gran peso en la industria de la madera, pero la lignina se sigue considerando como «la clave enigmática de la química de la madera en el futuro». La promesa de las industrias forestales integradas es que constituyen una suma mayor que sus «partes» (Kollmann, 1967).

Masisa Argentina, compañía del Grupo Nueva, es la empresa líder en la fabricación de tableros de madera, utilizados en las industrias del mueble y de la construcción. En su planta industrial de Concordia, con una superficie de 300.000 m2 y más de 50.000 m2 cubiertos, elabora sus productos con la más alta tecnología y posee una capacidad productiva de 450.000 m3 de tableros al año. Masisa es el principal productor de tableros en Latinoamérica y desarrolla sus operaciones dentro de un marco de ética, eco-eficiencia y responsabilidad social.

En la provincia de Buenos Aires, la empresa Arauco FAPLAC estableció la Planta Aglomerados Zárate, con capacidad productiva anual de 250.000 m3 de tableros aglomerados Faplac. 70% se comercializa como melaminizado y el 30% restante se vende como aglomerado desnudo. Posee la Certificación de emisiones CARB ISO 9001; ISO 14001; OHSAS 18001.

Además concentra 263.394 ha Patrimonio Forestal, 6 Viveros, 1 Planta de Celulosa, 1 Aserradero, 2 Plantas de Paneles, 1 Planta de Remanufactura y 2 Plantas de Energía.

Forestadora Tapebicuá es una empresa perteneciente al Grupo Celulosa Argentina. Como referente del sector foresto-industrial argentino, esta integrada desde la forestación responsable hasta la fabricación, comercialización y distribución de productos de alto valor agregado en el mercado local e internacional. La empresa desarrolla actividades forestales en la provincia de Corrientes y posee 2 aserraderos y 1 planta de compensados.

El Centro Industrial Virasoro y el Centro Industrial San Charbel, poseen una capacidad de corte de 60.000 m3 y 40.000 m3 respectivamente. La planta de compensados fenólicos posee una capacidad de 48.000 m3 anuales.

Proceso de producción

Preparación de las partículas

El material para los tableros, de partículas es de múltiples procedencias como desperdicios de astillado, serrín, virutas, y las partículas de materiales lignocelulósicos que pueden ser de fibras de cañamo, lino, bagazo, paja y similares. La forma y la dimensión de la partícula de madera tiene una gran influencia en las propiedades del tablero.

Ante la vasta variedad de materiales que llegan al apiladero de la fábrica, antes del proceso de reducción hay que llevar a cabo su separación por lo que respecta al tamaño y, de ser posible, la especie. Se quita la corteza de los rollizos, si no se ha hecho ya antes en el bosque, para evitar que se enramen las cuchillas de las desmenuzadoras; también se dispondrá de eliminadoras de piedras y separadoras magnéticas para evitar al demás equipo de reducción los daños que podrían provocar de lo contrario los cuerpos extraños que hubiere en el material para fibra.

Hay una gama variada de maquinaria para obtener el tamaño y forma de las partículas que hacen falta para las capas centrales y superficiales del tablero de partículas; esta maquinaria debe ajustarse a la variedad y tamaño de la madera y residuos de madera que se empleen. Las astilladoras, las fragmentadoras anulares de cuchillas, las desfibradoras de martillo, las refinadoras de disco, etc, cada cual funcionando con arreglo a un principio diferente, empleando cuchillas, barras de martillo, placas de discos ranurados, etc.

Secado y cribado de las partículas

La mayor parte del material que se entrega a la fábrica tiene que estar seco en el orden del tres al ocho por ciento para que se aglutinen con las resinas líquidas.

El secado de las partículas consiste en un proceso continuo en que éstas se desplazan a lo largo de los secadores horizontales rotativos mientras están suspendidas y expuestas a los gases calientes o al calor que emiten haces de tubos que llevan agua caliente, vapor o aceite térmico. El calor se produce por la combustión del aceite, gas o residuos. El secado por radiación térmica se está considerando ahora como alternativa aceptable a los secadores rotativos y requiere temperaturas de secado un tanto inferiores.

Las partículas, directamente después del secado, se criban para seleccionarlas con arreglo a su tamaño en cribas vibradoras o giratorias o mediante la clasificación con una corriente de aire. El cribado normalmente se efectúa después de los secadores pues las partículas húmedas suelen pegarse, taponando los filtros y reduciendo la eficacia general del proceso de clasificación.

Se separan las partículas según el tamaño para elegir el material que servirá para las capas exteriores y centrales del tablero. Es indispensable que las partículas que resulten de un tamaño excesivo se reciclen para su ulterior reducción y que pasen por la criba las partículas finas para evitar así consumir una cantidad desproporcionada de cola resinosa y para servir de fuente valiosa de combustible. 

Mezcla y formación de la manta

Generalmente para aglutinar la mezcla de partículas se utilizan adhesivos del tipo de Urea - formol, Urea - melamina - formol y Fenol - formaldehído. Se mezclan en condiciones controladas y por lotes o de forma continua entre el tres y el diez por ciento según peso de la resina, junto con otros aditivos empleados para conseguir propiedades como resistencia al fuego, al ataque de insectos xilófagos, mejora en la prestación acústica, y de acuerdo a su uso como mobiliario interior o exterior la resistencia a ambientes húmedos, etc. 

Los aditivos son productos químicos que se incorporan a los tableros durante el proceso de fabricación para mejorar algunas de sus propiedades. Los aditivos más usuales son las ceras y parafinas, los productos retardantes del fuego, los productos insecticidas,

los productos fungicidas y los endurecedores.

La mezcla puede hacerse en grandes recipientes a poca velocidad o en pequeños mezcladores con más rapidez y menos cantidad.

En las fábricas más modernas de tableros de partículas, el moldeado o formado de la manta es un proceso totalmente mecánico, mientras que los moldeadores antiguos exigen una nivelación manual. A pesar de la gran variedad de moldeadores que se utilizan actualmente, los principios básicos de la formación de la manta son por lo general análogos en cuanto a que entra en el moldeador un flujo uniforme de partículas desde una tolva de carga, que a su vez calibra una capa distribuida por igual de partículas que va a parar a un bastidor en una cinta móvil o una repartidora.

Los moldeadores pueden estar dotados de cabezas moldeadoras única o múltiples, que son fijas o móviles y que están diseñadas de forma que las partículas más finas pasen a formar las capas superficiales de la manta y las partículas más bastas constituyan el centro. En todos los casos es imprescindible que se forme una manta distribuida parejamente con el peso deseado. Las mantas que no se ajustan a la norma se apartan y se reciclan.

El transporte de las mantas a la prensa previa y a la prensa en caliente se lleva a cabo moldeando la manta en planchas de metal, denominadas placas de carga, matrices u hormas, que a su vez se montan manual o mecánicamente en las prensas, o en el caso de sistemas sin placas, usando almas metálicas flexibles, cintas y bandejas de plástico que transportan las mantas a través de la prensa en caliente. 

Prensado

El preprensado de las mantas antes de introducirlas en las prensas calientes de platos múltiples se utiliza debido a la consolidación y reducción del ancho de la manta. Lo cual permite una manipulación más cómoda y el empleo de aberturas más estrechas en la prensa caliente, reduciendo así considerablemente el tiempo de prensado.

Aunque las preprensas pueden ser del tipo caliente o frío, la prensa principal se calienta siempre, haciendo pasar agua caliente, vapor o aceite a través de los platos para conseguir temperaturas del orden de 140-200 °C, según las resinas utilizadas y el tipo de prensa.

Pueden utilizarse prensas calientes de abertura única o múltiple efectuándose la carga y descarga manual o mecánicamente por cable, elevadores de cadena o procedimientos hidráulicos, según la antigüedad y complejidad de la fábrica. Si bien en las instalaciones modernas más grandes se regula automáticamente el tiempo de prensado y las presiones, en muchas fábricas se sigue prefiriendo el control manual ya que permite hacer reajustes con arreglo a las diferentes calidades de la manta. 

Acabado del tablero

Al salir de la prensa caliente, los tableros se extraen de las placas o bandejas a mano o mecánicamente por medio de cadenas o volteadores y gravedad. Se apilan las placas, dejándolas enfriar y luego se vuelven a llevar a la estación de formación en vagonetas o se transportan mecánicamente por una línea fija de retroceso. A su vez, los tableros se enfrían y se acondicionan para evitar la degradación de las resinas de urea.

Se emplean sierras dimensionadoras para cortar los tableros según el tamaño deseado, reciclándose los recortes o utilizándose para combustible. Para cumplir las normas fijadas en cuanto al espesor y la calidad de la superficie, pueden utilizarse diversas lijadoras de cinta o tambor.

Una vez se han acabado superficialmente los tableros, se cortan éstos según el tamaño deseado en cuanto al largo y ancho con diversas sierras, con arreglo a las exigencias del mercado. Los tableros de partículas se suelen producir en paneles de 1220 x 2440 mm, con espesores que van de 3 a 35 mm, siendo la medida más común la de 19 mm. Por lo general, los tableros se fabrican con una densidad media de 400-800 kg por metro cúbico, aunque se emplean tableros de gran densidad de 800 a 1120 kg por metro cúbico.

Algunos fabricantes terminan sus productos con densidades que varían de 600 a 680 kg/m3.

El tablero se suministrará con un contenido de humedad comprendido entre el 5 y el 13 %.

Los recubrimientos se utilizan para mejorar sus prestaciones y su estética y se adhieren sobre sus caras. Los más habituales son: melamina, chapa sintética barnizable, chapa sintética barnizada, papel lacado, chapas naturales de diferentes maderas, papel fenólico, rechapados con placas de acero o cobre, laminados plásticos

En función de la disposición y del tamaño de las partículas a lo largo del espesor del tablero, éste puede ser  homogéneo ( una sola capa), multicapas (capas múltiples) y distribución continua de partículas.

Maquinaria industrial

La línea de producción de tablones de madera aglomerada se compone esencialmente de las siguientes máquinas: 

Astilladora, trituradora, secadora, máquina para preparación del encolado, mezcladora, máquina moldeadora, máquina de pre-prensado, prensa en caliente, refrigerador, máquina de lijar, caldera, etc. 

1. Capacidad anual: 

10,000 metros cúbicos, 30.000 metros cúbicos, 50,000 metros cúbicos, 80,000 metros cúbicos, 100,000 metros cúbicos.

2. Sistema de control: sistema de control totalmente automático.

3. Sistema de secado: por aceite caliente o secado por aire caliente para cascarillas y de aceite caliente para el secado de prensado en caliente. 

4. Combustible: madera, residuos de lijado, ramas, aserrín, gas natural, aceite pesado y gas natural. 

5. Especificación de los tablones de madera aglomerada: 

Largo: 2.44m, Ancho: 1.22m, espesor: 6- 15mm

6. Secciones principales de la línea de producción: sección de preparación de las astillas → sección de secado y el tamizado → sección de mezclado → sección de formado →  sección de pre-prensado → sección de prensado en caliente → sección de enfriamiento →  sección de apilado →  tablón aglomerado 

7. Características principales de la máquina de tablones de madera aglomerada:

1) La línea de producción es aplicable a muchos tipos de materia prima, por ejemplo: leños, troncos de árbol, ramas, restos de madera, residuos de productos no agrícolas, etc.

2) El consumo de pegamento es bajo, el sistema eléctrico de pesaje asegura una medición continua estable y precisa, la preparación y aplicación del pegamento son controladas por ordenador, el dispositivo de pulverización asegura atomización completa, y esto puede reducir el consumo de pegamento. 

3) La máquina de moldeo garantiza efecto de conformado ideal lo cual mejora la calidad de lso tablones de madera aglomerada

4) La prensa en caliente trabaja con un dispositivo de cierre simultáneo. Esto hace el prensado más veloz, produce un calentamiento uniforme y asegura un espesor exacto.

5) La línea de producción es de control totalmente automático. El PLC se aplica en el sistema de control y asegura el funcionamiento estable.

8. Descripción detallada del proceso y tecnología:

1) Sección de preparación de astillas 

La materia prima se reduce a astillas pequeñas por medio de la trituradora de tambor, luego las virutas son transportadas al depósito de viruta, seguidamente se alimentan a la trituradora de anillos cortantes mediante la cual se transforman las astillas, haciéndolas aún más pequeñas, por último estas se almacenan en un depósito húmedo.

2) Sección de secado y el tamizado

Las astillas descargadas desde el depósito húmedo son llevadas a la secadora rotativa. Allí las astillas del núcleo son seleccionadas son almacenadas en el depósito mientras que las astillas de tamaños muy grandes son devueltas al molito para ser reprocesadas y luego trasportadas al depósito de astillas para la superficie.

3) Sección de regulación y aplicación del pegamento 

Luego de ser escaladas, las astillas del núcleo y de la superficie son mezcladas efectiva y uniformemente el núcleo y copos de superficie han de ser eficaz y uniformemente mezclado con el pegamento independientemente en sus respectivos mezcladores. 

4) Sección de moldeo y prensado en caliente 

Las astillas del núcleo y de la superficie son enviadas a la máquina clasificadora y moldeadora, moldeándose de manera uniforme sobre la estera trasportadora, luego de los procesos de remoción de metal, pre-prensa, corte longitudinal, corte transversal, transporte acelerado, transporte de escala, transporte de almacenamiento y transporte de carga, estas esteras son transportadas al cargador y luego a la prensa caliente. Los tableros en bruto después de ser prensados son empujados al descargador por medio de una bandeja acumuladora.

5) Sección de enfriamiento y medida 

El tablón en bruto es transportado al refrigerador, entonces pasa por la sierra recorte lateral hasta alcanzar las dimensiones necesarias para continuar y ser apilado por medio del cargador hidráulico, apilados en el elevador hidráulico. 

6) Sección de lijado

Los tablones son lijados, revisados y almacenados.

El sistema PLC de control es utilizado durante el proceso.

Fuentes consultadas: 

*cscae

*FAO

*Tengfei

* Técnico Forestal. Columnista especial de Hora 25 Forestal