Diseños de hornos 4 - Diseños de hornos de secado de madera calentados por energía solar - Parte 4

Dryer No. 23

UBICACIÓN:
Reader, Virginia Occidental, EE. UU.
(Latitud 40 N; longitud 80 W)
ESTADO:
Operacional
TIPO:
Semi-invernadero con techo y pared sur transparente
SISTEMA DE CALEFACCIÓN:
Colectores solares de aire caliente; el acristalamiento es una sola capa de paneles planos de fibra de vidrio; el absorbedor es de aluminio pintado de negro.
CIRCULACIÓN:
Tiro natural con conducto de chimenea que se extiende hasta la parte superior de la pila de madera.
VENTILACIÓN:
Tiro natural, abierta y cerrada mediante motor de ventilación activado por calor.
CAPACIDAD:
1000 pies tablares (2,3 metros cúbicos)
RELACIÓN ENTRE LA CAPACIDAD Y EL ÁREA DE RECOLECCIÓN:
120 pies cuadrados por cada mil pies tablares (4,7 metros cuadrados por metro cúbico)
CARGA:
Carga manual a través de puertas en muros este y oeste
DIMENSIONES GENERALES:
Este-oeste, 13,5 pies (4,1 m); norte-sur, 7,5 pies (2,3 m); altura, 7 pies (2,1 m)
CONSTRUCCIÓN:
Construcción de armazón con estructura de 2 x 4; paredes y piso aislados.
ALMACENAMIENTO:
Ninguno
RENDIMIENTO:
El tiempo de secado para cerezas de 4/4 pulgadas (2,5 cm) de espesor desde 39% MC hasta 15% MC es de 2 semanas y hasta 8% MC es de 6 semanas.
REFERENCIAS:

Contacto actual:
Dennis Scanlin
Avenida Lincoln 124
Morgantown, Virginia Occidental 26505
ciervo

Dryer No. 24

UBICACIÓN:
Río Piedras, PUERTO RICO
(Latitud 17 S; longitud 67 W)
ESTADO:
Experimental
TIPO:
Invernadero
SISTEMA DE CALEFACCIÓN:
Colectores solares de aire caliente; 2 capas de acristalamiento; un absorbedor de metal corrugado negro se ubicó 12 pulgadas (30 cm) debajo del acristalamiento del techo.
CIRCULACIÓN:
Cuatro ventiladores de 16 pulgadas (40 cm) de diámetro cerca del pico del techo que soplan hacia abajo por la placa absorbente; impulsados por un motor de 1-1/2 caballos de fuerza
VENTILACIÓN:
Dos aberturas en las paredes este y oeste cerca del piso; rejillas ajustables
CAPACIDAD:
3000 pies tablares (7,1 metros cúbicos)
RELACIÓN ENTRE EL ÁREA DEL COLECTOR Y LA CAPACIDAD:
74 pies cuadrados por cada mil pies tablares (2,9 metros cuadrados por metro cúbico)
CARGANDO:
Puerta en muro norte
DIMENSIONES GENERALES:
Este-oeste, 20 pies (0,1 m); norte-sur, 10 pies (3,0 m); altura del muro norte, 13,3 pies (4,1 m)
CONSTRUCCIÓN:
Construcción de armazón con marco de 2 x 4; los materiales de acristalamiento incluían dos capas de película de fluoruro de polivinilo, pero ahora es una sola capa de vidrio de doble resistencia; piso de concreto; pared norte sólida; se utilizó un pequeño colector solar de agua caliente para calentar el agua que luego se roció como una niebla en la secadora para controlar la humedad y aliviar el endurecimiento de la caja al final del secado.
ALMACENAMIENTO:
Ninguno
RENDIMIENTO:
El tiempo de secado para caoba de 1 pulgada (2/5 cm) de espesor de 35% MC a 8-12% MC es de 25 días.
El tiempo de secado para caoba de 1,25 pulgadas (3,2 cm) de espesor de 50% MC a 11% MC es de 30 días.
El tiempo de secado para caoba de 2 pulgadas (5 cm) de espesor de 60% MC a 14% MC es de 39 días.
El tiempo de secado para maderas duras mixtas de 1,25 pulgadas (3,2 cm) de espesor desde 38-80% MC hasta 11% MC es de 44 días.
La calidad era mucho mejor que el secado al aire. Las cubiertas de plástico se volvieron quebradizas en dos años y se reemplazaron por vidrio.
REFERENCIAS:

Artículo Chudnoff, M., ED Maldonado y E. Goytia. 1966 Secado solar de maderas duras tropicales. USDA Forest Service Institute of Tropical Forestry Research Paper ITF-2. (Puerto Rico) 26p.
Maldonado, ED y EC Peck. 1962. Secado por radiación solar en Puerto Rico. Forest Products J 12(10):
487-488.
Contacto actual:
RS Boone
Laboratorio de productos forestales
Apartado postal 5130
Madison, Wisconsin 53705
ciervo

Dryer No. 25

UBICACIÓN:
San Juan, Nuevo México, EE. UU.
(Latitud 36 N)
ESTADO:
Experimental
TIPO:
Paredes opacas
CIRCULACIÓN:
Natural
VENTILACIÓN:
Cuatro pequeños respiraderos en la pared norte cerca del techo para respiraderos de escape y admisión en colectores
CAPACIDAD:
1000 pies tablares (2,4 metros cúbicos)
RELACIÓN ENTRE LA CAPACIDAD Y EL ÁREA DEL COLECTOR:
71 pies cuadrados por cada mil pies tablares (2,8 metros cuadrados por metro cúbico), sin incluir el techo pintado de negro
CARGA:
Manualmente a través de puertas en muros este y oeste
DIMENSIONES GENERALES:
Interior, de este a oeste, 16 pies (4,9 m); de norte a sur, 8 pies (2,4 m); altura, aprox. 13 pies (4 m)
CONSTRUCCIÓN:
Estructura de armazón de 2 x 4 y aislamiento para las paredes este, oeste y norte; pared sur y techo cubiertos con metal corrugado pintado de negro. Cuatro cajas colectoras solares, cada una de 3 x 6 pies (0,9 x 1,8 m); línea de rociado de vapor para aliviar el endurecimiento superficial al final del secado
ALMACENAMIENTO:
Ninguno
RENDIMIENTO:
El tiempo de secado para el pino ponderosa, de 2 pulgadas (5 cm) de espesor, de 30% MC a 5% MC es de 60 a 70 días.
REFERENCIAS:

Artículo Robbins, AM ca. 1983. Hornos solares para madera. Instituto de Investigación y Desarrollo Energético de Nuevo México, Universidad de Nuevo México (Albuquerque). 17p.
Contacto actual:
Sr. John Vincent
Apartado postal 32
San Juan Pueblo, New Mexico 87566
ciervo

Dryer No. 26

UBICACIÓN:
Santarém, Pará, BRASIL
(Latitud 3 S; longitud 55 W)
ESTADO:
Experimental
TIPO:
Invernadero; cuatro paredes y techo transparente; casi idéntico al horno de Puerto Rico (#24)
SISTEMA DE CALEFACCIÓN:
Colectores solares de aire caliente; una sola capa de plástico; todas las superficies del secador pintadas de negro
CIRCULACIÓN:
Tres ventiladores; 0,3 caballos de fuerza cada uno
VENTILACIÓN:
Dos respiraderos en la pared este y dos en la pared oeste.
CAPACIDAD:
4200 pies tablares (10 metros cúbicos)
RELACIÓN ENTRE LA CAPACIDAD Y EL ÁREA DE RECOLECCIÓN:
38 pies cuadrados por cada mil pies tablares (1,5 metros cuadrados por metro cúbico)
CARGANDO:
Manualmente
DIMENSIONES GENERALES:
De este a oeste, 19,7 pies (6,0 m); de norte a sur, 8,4 pies (2,55 m); altura, aprox. 10 pies (3 m)
CONSTRUCCIÓN:
Construcción de armazón con estructura de 2 x 4; piso de concreto
ALMACENAMIENTO:
Ninguno
RENDIMIENTO:
El tiempo de secado para tachi de 80% MC a 17% MC es de 103 días; para fara tamboril de 90% MC a 11% MC es de 103 días; para cupiuba de 47% MC a 10% MC es de 103 días; y andiroba de 28% MC a 9% MC es de 73 días.
REFERENCIAS:

Artículo SUDAM/IPT. 1981. Estudio sobre métodos de secado de madera de la Amazonia. SUDAM (Belém). 77p.
Contacto actual:
Cesar AC Lopes
CTM y Sudán
Santarém, Pará
BRASIL

Dryer No. 27

UBICACIÓN:
Stellenbosch, SUDÁFRICA
(Latitud 35 S; longitud )
ESTADO:
Experimental
TIPO:
Paredes opacas
SISTEMA DE CALEFACCIÓN:
Colector solar de aire caliente; absorbedor de aluminio con aletas; vidrio de una sola capa para acristalamiento
CIRCULACIÓN:
Dos ventiladores de 15 pulgadas (38 cm) impulsados por un solo motor de 1 caballo de fuerza; los ventiladores proporcionaron flujo a través del colector y la pila de madera.
VENTILACIÓN:
Se colocaron dos tubos de 4 pulgadas (10 cm) de diámetro cada uno con un soplador centrífugo en el lado de succión de un ventilador; se colocaron dos tubos más en el lado de presión del otro ventilador, pero no tenían ventiladores; ventilación controlada por computadora.
CAPACIDAD:
180 pies tablares (0,43 metros cúbicos)
RELACIÓN ENTRE LA CAPACIDAD Y EL ÁREA DE RECOLECCIÓN:
250 pies cuadrados por cada mil pies tablares (9,8 metros cuadrados por metro cúbico)
CARGA:
Techo y capota removidos para carga manual
DIMENSIONES GENERALES:
Cámara de este a oeste, 7,6 pies (2,3 m); de norte a sur, 7,1 pies (2,2 m); altura, 2,9 pies (0,9 m); construida a 4,6 pies (1,4 m) sobre el suelo.
Colector de este a oeste, 6,3 pies (1,91 m); distancia inclinada de norte a sur, 7,1 pies (2,15 m)
CONSTRUCCIÓN:
Construcción de armazón con 1-1/2 pulgadas (4 cm) de aislamiento de lana de vidrio; paredes cubiertas con tableros de partículas exteriores; el techo es similar a las paredes; el techo de la cámara superior es de metal corrugado.
ALMACENAMIENTO:
Ninguno
RENDIMIENTO:
El tiempo de secado para el pino radiata, de 4/4 pulgadas (2,5 cm) de espesor, de 93% MC a 12% MC es de 16 días.
El agrietamiento final se redujo del 21 % en el secado al aire al 6 % en el secado solar. Endurecimiento superficial suave en el secado solar con ventiladores funcionando continuamente.
REFERENCIAS:

Artículo Steinmann, DE, HF Vermaas y J. Bl Forrer. 1980. Hornos solares de secado de madera:
Parte I:
Revisión del sistema anterior y medidas de control y descripción de un horno solar automatizado. J of Institute and Wood Science 48:
254-257.
Steinmann, DE, HF Vermaas y JB Forrer. 1980. Hornos solares de secado de madera:
Parte II:
Control por microprocesador de un horno solar. J of Institute of Wood Science 49:
27-31.
Contacto actual:
Dr. Dieter E. Steinmann
Departamento de Ciencias de la Madera
Universidad de Stellenbosch
Stellenbosch 7600
SUDÁFRICA

Dryer No. 28

UBICACIÓN:
Tananarive, MADAGASCAR
(latitud 19 S:
longitud 47 E)
ESTADO:
Operacional
TIPO:
Invernadero
SISTEMA DE CALEFACCIÓN:
Colectores solares de aire caliente; acristalamiento de poliéster de fibra de vidrio corrugado; las superficies del secador están pintadas de negro.
CIRCULACIÓN:
Dos de 20 pulgadas (60 cm) de diámetro, ubicadas cerca del techo y en un ángulo de 45 grados hacia el piso.
VENTILACIÓN:
Abertura de ventilación y escape en la pared este y oeste y dos aberturas de entrada (aproximadamente 8 pulgadas x 16 pulgadas) en la pared norte
CAPACIDAD:
1900 pies tablares (4,4 metros cúbicos)
RELACIÓN ENTRE EL ÁREA DEL COLECTOR Y LA CAPACIDAD:
91 pies cuadrados por cada mil pies tablares (3,6 metros cuadrados por metro cúbico)
CARGANDO:
Puerta en el muro oeste
DIMENSIONES GENERALES:
Este-oeste, 18 pies (5,6 m); norte-sur, 10 pies (3 m); altura, 12 pies (3,7 m)
CONSTRUCCIÓN:
Construcción de armazón; piso de concreto.
ALMACENAMIENTO:
Ninguno
RENDIMIENTO:
El tiempo de secado para tablas de pino de 1 x 8 pulgadas (2,7 x 20 cm) desde verde hasta 20% MC es de 55-75 días y hasta 8% MC es de 138 días.
El tiempo de secado para tablones de pino de 3 x 9 pulgadas (8 x 23 cm) desde el estado verde hasta el 20 % de contenido de humedad es de 94 días y hasta el 16 % de contenido de humedad es de 138 días.
El tiempo de secado para vigas de palo de rosa de 5 x 5 pulgadas (12 x 12 cm) desde verde hasta 20% MC es de 107 días y hasta 13% es de 138 días
El tiempo de secado para vigas de palo de rosa de 2 x 5 pulgadas (5 x 12 cm) desde el verde hasta el 20 % de contenido de humedad es de 70 días y hasta el 8 % de contenido de humedad es de 138 días.
REFERENCIAS:

Artículo Gueneau, P. 1970. Un experimento sobre el secado solar de la madera. Bois Forest Tropical (131);69-78

Dryer No. 29

UBICACIÓN:
Thunder Bay, Ontario, CANADÁ
(Latitud 48 N; longitud 89 W)
ESTATUS:
Experimental; operativo desde 1978
TIPO:
semi-invernadero con techo transparente y pared sur
SISTEMA DE CALEFACCIÓN:
Colectores solares de aire caliente; doble capa de vidrio con un absorbedor de metal pintado de negro aproximadamente 12 pulgadas debajo del vidrio
CIRCULACIÓN:
Gran ventilador soplando hacia abajo
VENTILACIÓN:
Ventilaciones de entrada y salida de aire en las paredes este y oeste; pequeños ventiladores ayudan en la ventilación.
CAPACIDAD:
500 pies tablares (1,18 metros cúbicos)
RELACIÓN ENTRE EL ÁREA DEL COLECTOR Y LA CAPACIDAD:
94 pies cuadrados por cada mil pies tablares (3,7 metros cuadrados por metro cúbico)
CARGA:
Carga de montacargas a través de puertas en el muro norte
DIMENSIONES GENERALES:
Este-oeste, 8 pies (0,24 m); norte-sur, 8 pies (0,24 m); altura de la pared norte, 9 pies (0,275 m)
CONSTRUCCIÓN:
Construcción de armazón con estructura de 2 x 4; paredes este, oeste y norte y la mitad superior del techo hechas con madera contrachapada de 5/8 pulgadas dentro y fuera de la estructura de 2 x 4 (espacio de aire de 3-1/2 pulgadas); luego se agregó otra estructura de 2 x 4 en el interior junto con 3-1/2 pulgadas de aislamiento de fibra de vidrio (R-20) y una lámina de madera contrachapada de 1/2 pulgada.
ALMACENAMIENTO:
Lecho de grava de 4 pulgadas (10 cm) de profundidad en el piso del horno.
RENDIMIENTO:
El tiempo de secado de los montantes de pino albar (2 x 4 s) de 60 % de contenido de humedad a 19 % de contenido de humedad es de 100 días en invierno y 12 días en verano. Seca la madera 2,3 veces más rápido que el secado al aire en invierno y 9 veces más rápido en verano. La calidad del secado es mucho mejor que el secado al aire (5-9 veces menos defectos); menos deformación en el secado solar.
REFERENCIAS:

Artículo Yand, KC 1980. Rendimiento del horno solar en una latitud alta, 48 N. Forest Products J 30(3):
37-40.
Contacto actual:
Dr. kc joven
Universidad Lakehead
Bahía Thunder, Ontario
Canadá P7B5E1

Dryer No. 30

UBICACIÓN:
Thunder Bay, Ontario, CANADÁ
(Latitud 48 N; longitud 89 W)
ESTADO:
Prototipo experimental
TIPO:
Semi-invernadero con quemadores de residuos de madera de respaldo
SISTEMA DE CALEFACCIÓN:
Colectores solares de aire caliente; triple capa de vidrio en cubierta inclinada al sur con absorbedor de chapa metálica pintada de negro; quemador de aire caliente de residuos de madera
CIRCULACIÓN:
Ventilador o ventiladores cerca del piso que hacen estallar el colector.
CAPACIDAD:
100.000 pies tablares (235 metros cúbicos)
RELACIÓN ENTRE EL ÁREA DEL COLECTOR Y LA CAPACIDAD:
20 pies cuadrados por cada mil pies tablares (0,79 metros cuadrados por metro cúbico)
CARGA:
La madera se encuentra en carros que se colocan sobre vías que ingresan por el costado.
DIMENSIONES GENERALES:
Este-oeste, 66 pies (20 m); norte-sur, 50 pies (15 m); altura total, 20 pies (6 m)
CONSTRUCCIÓN:
Estructura de madera con aislamiento de fibra de vidrio.
ALMACENAMIENTO:
Lecho de grava de roca
REFERENCIAS:

Contacto actual:
Dr. kc joven
Universidad Lakehead
Bahía Thunder, Ontario
Canadá, P7B 5E1

Dryer No. 31

UBICACIÓN:
Tokio, JAPÓN
(Latitud 36 N; longitud 140 E)
ESTADO:
Experimental en 1962
TIPO:
Invernadero
SISTEMA DE CALEFACCIÓN:
Colectores solares de aire caliente; capa exterior de paneles corrugados de cloruro de polivinilo (fibra de vidrio translúcida) y capa interior de paneles planos de PVC; absorbedor de madera contrachapada pintada de negro; calor de vapor disponible para complementar por la noche.
CIRCULACIÓN:
Un ventilador de 24 pulgadas (61 cm); ventilador ubicado cerca del techo; motor de 1 caballo de fuerza
VENTILACIÓN:
Se utilizó una abertura en el muro norte con un ventilador para la ventilación.
CAPACIDAD:
aproximadamente 3300 pies tablares (aproximadamente 7,8 metros cúbicos)
RELACIÓN ENTRE EL ÁREA DEL COLECTOR Y LA CAPACIDAD:
aproximadamente 29 pies cuadrados por cada mil pies tablares (aproximadamente 1,1 metros cuadrados por metro cúbico)
CARGA:
Pista cargada desde el frente
DIMENSIONES GENERALES:
Este-oeste, 8,5 pies (2,6 m); norte-sur, 11 pies (3,4 m); altura, 12,5 pies (3,8 m)
CONSTRUCCIÓN:
Construcción de marco con armazón de hierro angular.
ALMACENAMIENTO:
Ninguno
RENDIMIENTO:
El tiempo de secado para un luan rojo de 1,4 pulgadas (3,7 cm) de espesor de 90 % MC a 20 % MC es de 15 días en agosto y 20 días en noviembre.
REFERENCIAS:

Contacto actual:
Estación experimental forestal del gobierno
Shimomeguro 5-37-21
Meguro-ku, Tokio
JAPÓN



Para medir el contenido de humedad de la madera durante el secado, no es práctico pesar cada tabla en la secadora y los medidores eléctricos no son lo suficientemente precisos. Por lo tanto, utilizamos el método de la tabla de muestra para estimar la humedad de la madera en el horno. Este método utiliza tablas de muestra cortas, cuidadosamente seleccionadas, aserradas de piezas de madera más grandes. Estas tablas de muestra se pesan periódicamente y se calcula su contenido de humedad. En general, debido a que la madera más húmeda en el horno tiene el mayor riesgo de desarrollar degradación, las tablas de muestra deben representar la madera más húmeda en la secadora; esto significa que la madera que se cortó más recientemente, es la más ancha y más gruesa, contiene el duramen y está aserrada en cuartos.

Los procedimientos precisos para preparar los tableros de muestra son:

1. Select lumber to be used.


2. Cut a 30-inch (76 cm) sample board and then two 1-inch (2.5 cm) moisture sections from the sample board, avoiding areas near knots and areas closer than 12-inches (30 cm) from the ends of the lumber. See figure.


3. Number the sections and the sample board.


4. Immediately weigh the sections. An accuracy of about 0.002 pounds (0.03) ounces or 1 gram) is required. It is important that they not lose weight after cutting and before weighing. Record weight on the section with a marker pen.


5. Weigh the sample board. An accuracy of about 0.1 pounds (1.5 ounces of 45 grams) is required. Record the weight on the sample.


6. End coat the sample board.


7. Place sample board in the lumber stack in a location where it will dry at the same rate as the rest of the lumber in the dryer.


8. Place sections in an oven at 215 F (100 C). (Note: Home kitchen microwave ovens can be used only under low power and with a tray to rotate the samples.)


9. After the sections are dry � usually 18 to 36 hours depending on the oven � reweigh and obtain the oven-dry weight. (Microwave ovens will require 20 minutes.) Always weigh the samples once, place them back into the oven for a short while, and then reweigh again � if oven dry, the two weights will be the same.


10. Calculate the moisture content of each section separately and then average the MC of the two sections to obtain the estimated MC of the sample board when it was cut (step 2).

Peso húmedo, paso 4
% CM = (------------------------------------------- -1) x 100
Peso secado al horno, paso 9



11. Estimate the oven dry weight of the sample board using the average MC from step 10 and weight from step 5.

(peso húmedo, paso 5)
Peso OD estimado = ------------------------------------------------ x 100
100 + (%MC, paso 10)



12. Write the estimated OD weight on the sample board (when it is weighed the next time) so that this number is readily available.


13. Periodically reweigh the sample board to obtain a new current moisture content.

Peso actual, paso 13
%MC actual = (------------------------------------------------ -1) x 100
Peso OD estimado, paso 11



14. Occasionally it is necessary to cut new sample boards when the lumber is at 20% MC to obtain more accurate MC values (that is, to make a mid-course correction). To do this, cut one new moisture section 6-inches from the end of the sample board. Then follow steps 3 through 13, except only one section is used. The "wet weights" in steps 10 and 11 are the weights determined after the sample and new section are sawn.