Control de humedad, deformación y endurecimiento superficial

Mantener las condiciones adecuadas de secado es un problema complicado y un control inadecuado puede provocar defectos en la madera. 2 de enero de 2012
Pregunta
Finalmente decidí que no eran mis troncos, sino mi secado en horno lo que estaba arruinando toda mi hermosa cereza. Tengo un horno Nyle 200 con aproximadamente 1500 pies cuadrados de espacio. ¿Una torsión es indicativa de algún problema de secado en particular:
demasiado lento, demasiado rápido, mal acondicionamiento? ¿Demasiado seco? A menudo introduzco diferentes especies en la misma carga, y nada se tuerce tanto como la cereza, así que no son las pilas ni los carros del horno.

En general, mi mayor problema es el acondicionamiento, ya que no puedo simplemente tirar el balde de agua al suelo, ya que mi horno está sobre un piso de madera en mi granero (cubierto por plástico). ¿Existe una humedad específica a la que se deba mantener durante un tiempo determinado? El manual de mi horno Nyle no es tan específico, aunque es muy antiguo. Lo he estado improvisando y tengo mucha tensión en toda mi madera. (Es común que la hoja de la sierra de mesa se pellizque).

En cuanto al problema de la cereza, noté que mi roble rojo se ahuecaba más de lo normal. Puede que se esté secando demasiado lento. El cronograma parecía bastante rápido hasta el final. Respuestas del foro
(Foro de aserrado y secado) Del colaborador A:

Te estás secando demasiado rápido.


Del preguntador original:

Gracias. ¿La clave es que la cereza se tuerce cuando se seca demasiado rápido? Creo haber leído en algún artículo de Gene que el roble puede ahuecarse cuando se seca demasiado lento. Esto sí que es una forma de arte.

Del profesor Gene Wengert, asesor técnico del foro:

Cuanto más rápido se seque (baja humedad relativa), más fuertes serán las capas externas de fibras de madera, lo que significa que la madera será más plana. Cuanto menor sea el contenido de humedad final, mayor será la deformación de cualquier tipo, y aumentar el contenido de humedad después no eliminará la deformación.

¿Cómo se midió el 3 % de contenido de humedad? Es prácticamente imposible lograr ese grado de sequedad incluso en un horno de vapor. Tendría que funcionar con una humedad relativa del 10 % o una compatibilidad electromagnética del 1 %. Los hornos DH no pueden lograr ese grado de sequedad.

La torsión se produce porque las fibras forman un ángulo dentro de la madera debido a la veta en espiral (factor de crecimiento) o la veta diagonal (efecto de aserrado). Debido a la baja humedad relativa en el secado al aire, en comparación con algunos programas de secado en horno (recuerde que no es el programa, sino las condiciones reales, lo que es clave), la madera secada al aire generalmente será más plana.

La copa también es un defecto natural, pero se acentúa en gran medida al agregar humedad a las fibras secas de la superficie (iniciando el horno con una HR demasiado alta) por encima del 20 % de contenido de humedad.

Entonces, en su situación, ¿cuál es la HR inicial real para el cerezo y el roble y cuál es el contenido de humedad inicial?

Aquí hay un artículo que escribí y que debería ayudarle a comprender.
Warp in Drying


Del preguntador original:

Esto podría tener que ver con mi cronograma, ya que mi unidad de horno es bastante vieja y creo que no absorbe suficiente agua cuando está muy seca. Hablé con los muchachos de Nyle y me pidieron que apagara el compresor y aumentara las temperaturas al final, así que tal vez 5 días a 150 grados con ventiladores encendidos para secar el núcleo. Leeré el artículo y veré si puedo obtener más información.

Normalmente, dejo secar al aire hasta un 12-15 % antes de meterlas al horno, pero aun así noto que el cerezo se retuerce (solo entre el 10 y el 20 % de las tablas lo hacen). Esta carga estaba más húmeda de lo habitual, con cerezo y roble alrededor del 30-40 %. Utilicé el método de secado al horno y no sentí que mis muestras perdieran demasiada agua demasiado rápido, pero soy un aficionado, así que es posible. Creo que estaba en un 2-3 % de contenido de humedad por día como máximo, ya que tuve cuidado con el roble.

Puedo entender que un tronco pueda tener cierta inclinación, pero estos eran bastante rectos y de origen forestal. Parece que esto sucede bastante con los tablones más anchos (los que esperaba vender a un precio superior). También tengo curiosidad por saber si terminar mis cargas a 150 puede impartir más tensión en la madera, ya que cuando estoy mecanizando a menudo parece pellizcar la hoja de la sierra de corte y las hojas de la sierra de mesa.


Del colaborador D:

En su horno, ¿cuál es su sistema para aplicar presión de peso sobre su chimenea? ¿Es lo mismo cuando seca al aire libre? Para la tensión en su madera, lo mejor es usar vapor para acondicionar, aproximadamente 10 gal/1000bf.

Del colaborador T:

Estoy de acuerdo con el colaborador A. Creo que se está secando demasiado rápido, lo que provoca tensión o no se ha pegado lo suficiente. No tengo un horno, pero entiendo la tensión que se puede crear por un secado demasiado rápido. ¿La deformación parece aparecer al principio o hacia el final de tu proceso? Esto podría darles a los demás pistas sobre lo que puede estar sucediendo, como por ejemplo, que se está absorbiendo demasiada humedad demasiado rápido o que se está aplicando demasiado calor en el momento equivocado. Las tablas más anchas parecen tener más problemas según mis lecturas. Gene probablemente podría aconsejarte si se hace algo diferente al poner en marcha el horno para las tablas más anchas.

Del preguntador original:

Bueno, llamé a Nyle para ver qué me podían sugerir. Hice una prueba en el horno con la madera de cerezo y Gene tenía razón, aunque el medidor marcaba un 3 %, es un 5 %, por lo que es mejor. A continuación se muestran algunas fotografías que muestran mis problemas. Toda la madera está muy endurecida, como se puede ver en la prueba de las puntas. Utilizo la misma configuración para pesar el horno que las pilas secadas al aire, por lo que no creo que ese sea el problema.

Después de hablar con Nyle, mi teoría es que la cámara de mi horno probablemente tenga fugas suficientes como para que toda el agua que agregué se escapara bastante rápido, y seguí simplemente secando la camisa, si es que logré que se igualara. Compré un higrómetro barato hoy y volveré a apilar los 1500 bd ft en el horno e intentaré equilibrarlo mientras controlo la humedad relativa.

Tengo un generador de vapor para una caja de vapor, aunque solo tiene capacidad para unos 2 galones y funciona con propano, por lo que dejarlo encendido me da miedo en el viejo granero. Estoy pensando en agregarlo a mi configuración. Ahora que la madera está fría, se supone que se equilibra más fácilmente.

Necesito averiguar qué humedad relativa se necesita para mantener la madera a qué temperatura y durante cuánto tiempo para acondicionarla. En algunos archivos se mencionan entre 4 y 10 horas para la inyección de vapor.

Me preocupa haber estado vendiendo madera en mal estado durante bastante tiempo. Creo que me ha ayudado el hecho de que en su mayoría está secada al aire y no verde. El verde parece endurecerse peor en mi configuración, y esta carga estaba bastante húmeda. En este momento estoy colocando 6 baldes de cinco galones con 2 galones en cada uno con una toalla como mecha. Se secan, así que pensé que iba a ir a la madera. También humedezco los lados de la cámara con un rociador de cubierta, ya que mi piso no puede tener agua vertida sobre él según las instrucciones.


Haga clic aquí para ver una imagen de mayor calidad y tamaño completo
Haga clic aquí para ver una imagen de mayor calidad y tamaño completo


Del profesor Gene Wengert, asesor técnico del foro:

Un secado más rápido tiene menos deformación. Con una humedad relativa alta y un secado lento, las fibras no son lo suficientemente fuertes como para resistir la tendencia natural a deformarse. Eso es también lo que sucede cuando la madera secada al aire se coloca en el horno y la humedad es demasiado alta al principio... Las fibras externas se humedecen y se debilitan, por lo que la madera se deforma, especialmente las copas.

Su publicación más reciente indica que la humedad relativa es excesivamente alta al encender el horno, así como un poco de secado excesivo. Debe encender el horno y tener condiciones por debajo del 10 % de EMC en todo momento. Debe tener en cuenta que más de la mitad de la contracción se produce por encima del 18 % de contenido de humedad. Como el endurecimiento superficial, un defecto de contracción, se produce por encima del 45 % de contenido de humedad, pero se alivia gradualmente en el secado al aire, cuanto más tiempo dure la AD, menor será el endurecimiento superficial.



Del preguntador original:

Finalmente conseguí un medidor de humedad relativa en el horno y mi sistema de acondicionamiento con baldes y rociador de plataforma es el problema. Tengo muy poca humedad relativa para el acondicionamiento. Pensé, si estoy evaporando 5 galones de agua, ¿en qué se diferencia de arrojarlos al piso de la cámara del horno? Bueno, ¡supongo que sí!

Tengo curiosidad por tu comentario, Gene, sobre tener una humedad relativa demasiado alta para empezar a secar. ¿Qué humedad relativa se recomienda para empezar? Yo uso el programa Nyle de 70 % de compresor a 90 grados hasta que el contenido de humedad esté por debajo del 35-40 %, creo, aunque no sé qué humedad relativa tenía en realidad. Como dijiste, son las condiciones reales las que importan. Odio pensar en toda la madera endurecida que he estado fabricando.

¿No es posible entonces endurecer la madera secada al aire? Normalmente secamos hasta aproximadamente un 15 % de contenido de humedad, por lo que, a menos que le haya sucedido a la madera mientras se seca al aire, no sucederá en el horno en ese punto. Mencionaste que ocurre por encima del 46 % de contenido de humedad. ¿No tienen algunas especies como el fresno solo alrededor del 40 % de contenido de humedad cuando están verdes? ¿Entonces no se puede endurecer el fresno?


Del profesor Gene Wengert, asesor técnico del foro:

El endurecimiento superficial ocurre cuando las fibras externas intentan encogerse pero el núcleo húmedo les impide encogerse completamente. Por lo tanto, se secan en una forma agrandada, lo que se denomina endurecimiento superficial por tensión o endurecimiento superficial. Ocurre durante la pérdida del primer tercio de la humedad. Por lo tanto, para la ceniza que tiene un contenido de humedad inicial de 40, el endurecimiento superficial ocurre entre el 45 y el 39 % de contenido de humedad. Ver Drying Hardwood Lumber for more details.

En cuanto a la urdimbre, las fibras externas después del secado al aire tienen un contenido de humedad de alrededor del 12 % en la mayor parte de los EE. UU. Debemos evitar agregar humedad nuevamente para evitar que aumente la urdimbre. Por lo tanto, el EMC al inicio no debe superar el 10 %. Esto también incluye el calentamiento.


Del preguntador original:

Gracias. Creo que entiendo lo que pasó. La alta humedad relativa inicial probablemente esté deformando la cereza. Tendré que ver cuál es mi humedad relativa real cuando comience la siguiente carga. Y la falta de humedad relativa al final hace que no pueda acondicionar el endurecimiento superficial.

Compré una freidora de pavos y la tengo bombeando vapor al horno y ahora la humedad relativa ha subido al 55 % a 115, lo que debería darme un 9 % en la cubierta de la madera. No recuerdo el EMC allí... pero esto es un 2-3 % por encima del contenido de humedad objetivo de la madera. Buscaré esto en mi manual cuando llegue allí. Es difícil aumentar la humedad relativa lo suficiente con este equipo ridículo, pero es mejor que mi antiguo sistema.

¡Gracias por todos los aportes!


Del profesor Gene Wengert, asesor técnico del foro:

Puedes comprar calderas pequeñas o considerar alquilar una para ver qué tan bien funciona antes de invertir.

La clave para el acondicionamiento es la rápida adición de humedad a la cáscara a la temperatura más alta posible. Además, la madera no puede tener un gradiente de contenido de humedad de cáscara a núcleo y todas las piezas deben tener un contenido de humedad dentro del 2 % para asegurar un alivio uniforme. En muchos países, el acondicionamiento se realiza en una cámara separada.


Del preguntador original:

¿A dónde irías para alquilar algo como esto? ¿A una empresa de alquiler de herramientas normal? ¿No estás seguro de cómo luciría uno de estos? Pensé en un quitapapeles a vapor, pero no son de gran volumen.

Del profesor Gene Wengert, asesor técnico del foro:

Existen empresas de alquiler de calderas. Probablemente, la más pequeña sea la de 20 HP. Quizá le convenga más alquilar una limpiadora a vapor para motores de automóviles. Muchas empresas de alquiler industrial las tienen.

Del preguntador original:

En relación con este tema, ¿significaría esto que si se secara al aire la madera hasta un contenido de humedad del 12-15 %, lo más probable es que no tuviera que molestarse en acondicionarla? Supongo que podría endurecerse mientras se seca al aire... ¿La gente suele cortar una tabla cada vez y hacer la prueba de las puntas? Por lo que mencionaste, podría evitar el endurecimiento superficial de la madera verde que coloco en el horno secándola más lentamente por encima del 46 %, ¿o siempre sucederá en algún grado?

Del profesor Gene Wengert, asesor técnico del foro:

Es imposible evitarlo en el secado convencional. En el secado al aire, el endurecimiento superficial se alivia parcialmente por la noche cuando la HR alcanza el 100 %. Si se le da suficiente tiempo, el pequeño alivio por la noche se traduce en poca tensión en la madera con buena AD.

Del colaborador R:

Una idea para el acondicionamiento... También tengo una Nyle L200 y, cuando estoy lista para acondicionar, subo la temperatura a 160, abro un poco la puerta y coloco una varilla de hidrolavadora con una punta de rociado ajustable en el extremo. Realmente atomiza el agua y se hace circular inmediatamente por la chimenea, y no me costó nada porque ya tenía la hidrolavadora. El agua no se vaporiza, pero parece funcionar bien.