Análisis del cambio de color y de la alteración en las propiedades mecánicas en madera termo tratada de lenga (Nothofagus pumilio (Poepp. & endl.) Krasser) y hualo (Nothofagus glauca (Phil.) Krasser)

Abstract

Uno de los métodos conocidos que se utilizan para conservar la madera es el tratamiento térmico, el cual consiste en someter la madera a altas temperaturas en un ambiente controlado, con baja presencia de oxígeno. Este tratamiento genera mejoras en el rendimiento de la madera, reducción de la higroscopicidad, mejora en la estabilidad dimensional, aumento de su durabilidad biológica y homogeneización del color. Lenga y hualo corresponden a dos tipos de madera nativa las cuales podrían beneficiarse a partir de la aplicación de un tratamiento térmico. El propósito de realizar este tratamiento en estas especies es de potenciar su valor agregado, generando un producto durable, funcional y estético, y de igual manera, reivindicar ambas especies dentro del mercado nacional para reducir la presión sobre sus distribuciones naturales. El ensayo principal consistió en tratar lotes de probetas de hualo y lenga a dos temperaturas (180 y 200°C) durante dos periodos de tiempo (3 y 6 horas), resultando en 4 tratamientos térmicos diferentes para cada especie estudiada. Para caracterizar la madera termo tratada se determinaron las siguientes propiedades físicas: contenido de humedad, densidad, contracción, cambio de color y propiedades mecánicas: MOR y MOE en flexión y dureza. La madera utilizada en la investigación fue proporcionada por el Departamento de Desarrollo en Productos Forestales. Por su parte, la madera de hualo proviene de la estación experimental Pantanillos, ubicada en la región del Maule, mientras que la madera de lenga tiene su origen en la región de Aysén. Los resultados indicaron que el tratamiento térmico afectó las propiedades mecánicas, específicamente la densidad de todas las probetas se vio reducida en relación con la intensidad del tratamiento. Esto se relaciona directamente con los resultados de flexión estática, donde el módulo de ruptura se vio reducido en el caso de los ensayos más intensos, por otro lado, el módulo de elasticidad a la flexión presentó resultados más variables, aumentando su valor en algunos ensayos respecto a las probetas sin tratamiento. Respecto a los resultados de dureza, los valores se vieron reducidos según la intensidad del tratamiento, esto aplicando para ambas especies, estos valores resultaron muy variables respecto a lo esperado, lo que puede deberse a diferencias de densidad entre probetas. La capacidad higroscópica de las probetas se evidenció en resultados variables respecto a lo esperado. Las probetas de hualo presentaron una mayor higroscopicidad con algunos tratamientos, a diferencia de los ensayos de lenga, donde los ensayos presentaron una disminución en su higroscopicidad según la intensidad del tratamiento térmico. Por otro lado, el coeficiente de contracción de todas las probetas se vio reducido, lo que se vio potenciado según la intensidad del tratamiento. Unos de los resultados más significativos fue la variación del color, el cual fue muy notorio en el espacio de color CIELab. Estas variaciones se vieron acentuadas a medida que se intensifica el tratamiento térmico, sin embargo, el parámetro de claridad presentó un aumento a medida que las probetas se oscurecían con el tratamiento.

One of the main methods used to preserve wood is thermal treatment, which involves subjecting the wood to high temperatures in a controlled environment with low oxygen presence. This treatment results in improvements in the performance of the wood, reduction in hygroscopic capacity, improvement in dimensional stability, increased biological durability, and color homogenization. The species lenga and hualo are two types of native wood that could benefit from the application of thermal treatment. The purpose of performing this treatment on these species is to enhance their added value, creating a durable, functional, and aesthetic product, and likewise, to promote both species within the national market to reduce pressure on their natural distributions. The main test consisted of treating batches of hualo and lenga specimens at two temperatures (180 and 200°C) for two periods of time (3 and 6 hours), resulting in 8 different thermal treatments. To characterize the thermally treated wood, tests were conducted on physical- mechanical properties, static bending, shrinkage capacity, variation in moisture content, hardness, density variation, and color change. The results indicated that the thermal treatment affected the mechanical properties, specifically the density of all the specimens, which was reduced in relation to the intensity of the treatment. This was directly related to the static bending results, where the rupture modulus was reduced in the case of the more intense tests. On the other hand, the modulus of elasticity in bending showed more variable results, increasing in some tests compared to the untreated specimens. Regarding the hardness results, the values were reduced according to the intensity of the treatment, applying to both species. These values were very variable compared to what was expected, which could be due to differences in density between specimens. The hygroscopic capacity of the specimens showed variable results compared to what was expected. The hualo specimens showed a higher hygroscopic capacity with some treatments, unlike the lenga specimens, where the tests showed a decrease in hygroscopic capacity according to the thermal treatment. On the other hand, the shrinkage capacity of all specimens was reduced, and this was enhanced depending on the intensity of the thermal treatment. One of the most significant results was the color variation, which ranged from noticeable to very evident changes according to the CIELab color space. These variations were accentuated as the thermal treatment intensified. However, the clarity parameter showed an increase as the specimens darkened due to the treatment.