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Recibido: 10/04/2023. Aceptado: 30/07/2023
Publicado el 20 de diciembre de 2023
Revista Ciencia y Tecnología (2023) 16(2) p 25 - 34 ISSN 1390-4051; e-ISSN 1390-4043
Ensayos para evaluar la trabajabilidad de la madera de Alnus nepalensis D. Don
Tests to evaluate the workability of Alnus nepalensis D. Don wood
Jonathan Alexis Merino López
1
, Luis Alfredo Yaguache Ordóñez
1
, Manuel Guillermo Ruales Segarra
2
1
Universidad Nacional de Loja.
2
Técnico del centro de la madera de la Facultad Agropecuaria y de Recursos Naturales Renovables de la Universidad Nacional
de Loja.
Autor de correspondencia:Jonathan.a.amerino@unl.edu.ec
Ciencias Forestales / Forest Sciences
Resumen
E
l estudio se realizó en el Centro de la Madera de la
Universidad Nacional de Loja con el objetivo de evaluar la
trabajabilidad de la madera de Alnus nepalensis D. Don (aliso)
mediante ensayos de cepillado, lijado, taladrado y torneado,
de acuerdo a lo establecido en las normas ASTM-D 1999.87
(ASTM, 1999). Las probetas para los ensayos se sometieron
a dos condiciones de secado, un programa de secado al aire
libre y otro en condiciones controladas en un secador solar.
Las probetas fueron secadas durante 90 días y los resultados
mostraron qué, el contenido de humedad es signicativamente
diferente entre los dos programas de secado, resultando
de 7.85 % para las probetas del secador solar y 14.12 %
para las probetas de secado al aire libre. De acuerdo con la
trabajabilidad de la madera, las probetas presentaron grano
arrancado y levantado durante el cepillado, en el lijado se
obtuvo una supercie lisa sin defectos por rayaduras ni grano
velloso, en el taladrado se obtuvieron mejores resultados con
la broca para metal y el torneado presentó defectos por grano
arrancado dejando una textura con aspereza. Como conclusión
podemos decir que no existe diferencia signicativa de
resultados de trabajabilidad entre las probetas con diferentes
contenidos de humedad, probablemente por ser una especie
de densidad media (0.46 g.cm3), por lo tanto, es una especie
altamente recomendable para la carpintería, ebanistería y
estructuras simples.
Palabras clave: trabajabilidad de la madera, aliso, cepillado,
lijado, torneado, taladrado.
Abstract
T
he study was conducted at the Wood Center of the
National University of Loja with the aim of evaluating the
workability of Alnus nepalensis D. Don wood (alder) through
planing, sanding, drilling, and turning tests, according to the
standards established in ASTM-D 1999.87 (ASTM, 1999).
The test specimens were subjected to two drying conditions,
a program of outdoor air drying and another under controlled
conditions in a solar dryer. The specimens were dried for
90 days, and the results showed that the moisture content
is signicantly dierent between the two drying programs,
resulting in 7.85% for the solar dryer specimens and 14.12%
for the specimens dried in open air. With regard to wood
workability, the specimens exhibited torn and lifted grain
during planing. Sanding resulted in a smooth surface without
scratching defects or fuzzy grain. Drilling yielded better
results using a metal drill bit, and turning showed defects due
to torn grain, resulting in a rough texture. In conclusion, there
is no signicant dierence in workability results between
specimens with dierent moisture contents, possibly due to
the species being of medium density (0.46 g/cm
3
). Therefore,
it is highly recommended for carpentry, joinery, and simple
structures.
Keywords: Woodworking, aliso, planing, sanding, turning,
drilling.
https://doi.org/10.18779/cyt.v16i2.640
Merino et al., 2023
2023. 16(2): 25-34
26 Ciencia y Tecnología.
Introducción
La madera, debido a sus características físicas, mecánicas y
de trabajabilidad es uno de los materiales más utilizados a
lo largo de la historia (Guindeo, 1994), ya que se la puede
destinar para uso estructural, confección de muebles,
ebanistería y de igual manera, se puede usar en estructuras
simples como paneles de corte, molduras, puertas, ventanas,
entre otros (INEN, 2011). De acuerdo con Cuevas (1988) es
necesario ajustar el contenido de humedad a las características
requeridas por el producto nal, por lo tanto, ésta debe pasar
por un proceso de secado donde el porcentaje de humedad y
calidad de la madera variará, dependiendo del sitio y método
empleado (Franco et al., 2009).
Actualmente se utilizan dos métodos de secado, el secado
natural o al aire libre, que consiste en secar la madera con la
humedad relativa del medio en el que se encuentra (Cerrón,
2014), y el secado articial, en el que utiliza estructuras
simples o complejas como hornos para manipular las variables
del secado. El secador solar es una alternativa a secadores
articiales convencionales ya que no utiliza combustibles ni
electricidad para funcionar, si no, que capta la energía del sol
y eleva la temperatura dentro de la estructura, lo que provoca
la disminución de la humedad dentro de la cámara de secado
y, con ello, se acelera el proceso de secado (Stangerlin et al.,
2009), al nalizar el proceso de secado la madera, cambia
sus características, se vuelve más resistente y facilita su
trabajabilidad (Barcenas et al., 2010).
La industria del mueble en Ecuador constituye el segmento
más importante de la industria maderera secundaria del país,
esta actividad se lleva a cabo en su mayoría por medianas y
pequeñas empresas familiares, con limitaciones tecnológicas y
de maquinaria (Jácome et al., 2011), y con industrias altamente
tecnicadas y de alcance nacional. Para dar el uso adecuado a
la madera, es necesario generar información técnica cientíca
a través de ensayos de trabajabilidad, que permitan determinar
la respuesta de la madera al uso de equipos y herramientas
de trabajo, el resultado determinará o no la idoneidad para
generar productos acabados, en la industria de la ebanistería,
carpintería, entre otros (ASTM, 1999).
En Ecuador, especialmente en la provincia de Imbabura,
la industria del mueble viene utilizando como materia prima
la madera de Alnus nepalensis D. Don, debido a que la
especie forestal presenta un crecimiento acelerado, con fustes
cilíndricos, escasa ramicación y buenas características de
trabajabilidad. De acuerdo con Añazco et al. (2018) la especie
A. nepalensis en Ecuador registra valores de incremento
medio anual (IMA) en altura de 2.73 m a los tres años,
durante el periodo entre el tercer y séptimo año Se registra
un crecimiento constante de 2.66 m por año, a partir del 8 año
la velocidad de crecimiento comienza disminuir. Mediane el
análisis dasométrico, se concluye que el crecimiento de esta
especie en Ecuador es superior al alcanzado en otros países,
incluido su país de origen, Nepal (Añazco et al., 2018).
El presente estudio tuvo como objetivo evaluar la
trabajabilidad de la madera de A. nepalensis a través de los
ensayos de cepillado, lijado, taladrado y torneado de acuerdo
con la normativa técnica ASTM D 1666-87 (ASTM, 1999).
Materiales y métodos
La investigación se realizó en el Centro de la Madera de la
Universidad Nacional de Loja, barrio Capulí, Parroquia San
Sebastián, cantón Loja, ubicado a una altura de 2,108 m
s.n.m., en las coordenadas: -4° 2′ 3.0768′′ Latitud Sur y -79°
11′ 58.3368′′ Longitud Este (Figura 1).
Figura 1. Mapa de Ubicación del Área de estudio-Centro
de la Madera. Fuente: imagen obtenida de Google Earth.
Proyección Universal Transverse Mercator WGS84 Zona
17S (Maxar Technologies, 2021)
El aprovechamiento de los árboles, de los cuales se
obtuvieron las probetas para los distintos ensayos, se efectuó
en una plantación de 5 años de A. nepalensis en el sector
Cola Cola del cantón Célica en la provincia de Loja. Se
apearon dos individuos y a cada árbol se lo dividió en tres
trozas de 1 m de longitud cada una, de donde se extrajeron
ocho probetas por cada troza (48 probetas en total) con las
siguientes medidas: 1 m de largo x 0.22 m de ancho x 0.05
m de espesor, de las cuales 18 fueron utilizadas para los
ensayos de trabajabilidad. La edad de los árboles se calculó
en el laboratorio de dendrocronología de la Universidad
Nacional de Loja, y los resultados fueron contrastados con la
información proporcionada por el propietario de la plantación.
Para el secado de la madera se emplearon dos programas
de secado, uno al ambiente (bajo techo) con temperaturas
máximas de 38.30 °C y mínimas de 7.90 °C, y otro en secador
solar diseñado y construido en el Centro de la Madera de
la Universidad Nacional de Loja, la estructura total es de 1
m
3
y puede alcanzar temperaturas máximas de 71.10 °C y
temperaturas mínimas de 9.80 °C.
Los ensayos se efectuaron con una humedad de 7.85 %
obtenida mediante el programa de secado en secador solar, y
de 14.12 % de humedad nal para las probetas del programa
Ensayos para evaluar la trabajabilidad de la madera de Alnus nepalensis D. Don
2023. 16(2): 25-34 27Ciencia y Tecnología.
de secado al aire.
Las pruebas de trabajabilidad se efectuaron según las
normas ASTM D 1666-87 siendo las escuadrías de las
probetas, de acuerdo con esta noma, las que se detallan a
continuación:
• Ensayo de cepillado (probetas de 100 cm x 10 cm x 6 cm)
• Ensayo de lijado (probetas de 100 cm x 10 cm x 6 cm)
• Ensayo de Taladrado (probetas de 100 cm x 9 cm x 6 cm)
• Ensayo de Torneado (probetas de 15 cm x 5 cm x 5 cm)
En el cepillado se codicaron las probetas de acuerdo a su
procedencia, orden y orientación de la probeta, se identicó
y marcó la dirección de alimentación a favor y en contra del
grano. Se empleó una máquina cepilladora con una velocidad
de alimentación promedio de 4.68 m.min
-1
, con cuchillas
de acero dispuestas en un ángulo de corte de 30° y 1 750
revoluciones por minuto (rpm).
Figura 2. Prueba de trabajabilidad de cepillado
Para el lijado se reutilizó las probetas del ensayo del
cepillado y se empleó una lijadora orbital de 12,000 rpm. Para
la evaluación se usaron cuatro lijas con diferentes granos, N°
80, 150, 240 y 360, por lo que se dividió en cuatro fases. La lija
N° 80 se empleó para obtener una supercie lisa, las lijas N°
150, 240, y 360 se utilizaron para evaluar la calidad supercial
y los posibles defectos ocasionados durante el proceso.
Figura 3. Prueba de trabajabilidad de lijado
Para el ensayo de taladrado se utilizó una probeta por cada
tipo de secado, y se dividieron en cuatro secciones de 4 x 4 cm
para cada broca especializada en madera, metal y mixta. En
cada sección se realizaron 12 perforaciones en total. En este
ensayo se empleó un taladro de columna que ejerce 1,730 rpm.
Figura 4. Prueba de trabajabilidad de taladrado
En el ensayo de torneado se utilizó un torno mecánico que
ejerce 1,730 rpm, las piezas fueron marcadas para facilitar el
trabajo de torneado, y se procedió a dar forma a las probetas.
Posteriormente se aplicó las lijas de N° 60 y 150 para mejorar
el acabado de la pieza y evaluar la calidad.
Merino et al., 2023
2023. 16(2): 25-34
28 Ciencia y Tecnología.
Figura 5. Prueba de trabajabilidad de torneado
Resultados y discusión
Luego de haberse efectuado el ensayo de cepillado, se
presentaron defectos en la madera catalogados como grano
arrancado y grano levantado, y de acuerdo a los resultados
obtenidos, se clasicó a la madera con calidad de segundo
grado (Tabla 1), es decir, buena calidad, tanto para las probetas
obtenidas de la madera secada al aire, como para las probetas
de la madera secada en horno solar. En las Figuras 6 A y 6 B
se ilustran los resultados del cepillado en la cara tangencial
de la madera. De acuerdo con Hoheisel y Holzwirt (1989),
el ángulo de 30° es adecuado para maderas con densidad que
va de 0.2 a 0.5 g.cm
3
, así mismo, Koch (1964) citado por
Machuca et al. (2012) maniesta que el ángulo de 30° es el
más recomendable para cepillar maderas suaves.
Tabla 1. Ensayo de cepillado en los dos programas de secado
Tipo de secado
CH (%)
N° Probeta
DEFECTOS
Grano arrancado Grano levantado
CALIDAD
Grado Grado
L1
L2
Promedio
L1
L2
Promedio
Secador solar
7.85 1 x x x 2 2 2 Bueno
7.85 2 2 2 2 x x x Bueno
7.85 3 x x x 1 1 1 Excelente
7.85 4 2 2 2 x x x Bueno
7.85 5 2 2 2 x x x Bueno
7.85 6 x x x 1 2 1.5 Bueno
7.85 7 x x x 1 2 1.5 Bueno
7.85 8 2 2 2 x x x Bueno
7.85 9 1 2 1.5 x x x Bueno
Secado bajo techo
14.12 1 2 3 2.5 x x x Bueno
14.12 2 1 3 2 x x x Bueno
14.12 3 1 3 2 x x x Bueno
14.12 4 1 3 2 x x x Bueno
14.12 5 2 2 2 x x x Bueno
14.12 6 1 2 1.5 x x x Bueno
14.12 7 3 3 3 x x x Bueno
14.12 8 2 2 2 x x x Bueno
14.12 9 1 2 1.5 x x x Bueno
Ensayos para evaluar la trabajabilidad de la madera de Alnus nepalensis D. Don
2023. 16(2): 25-34 29Ciencia y Tecnología.
Figura 6. 6-A cepillado de madera de A nepalensis con arrancado en corte tangencial; 6-B cepillado de Alnus nepalensis
D. Don con grano levantado en corte tangencialTabla 2. Ensayo de lijado en la madera de A. nepalensis mediante el
empleo de distintos tipos de grano de lija
Figura 6-A Figura 6-B
Tabla 2. Ensayo de lijado en la madera de A. nepalensis mediante el empleo de distintos tipos de grano de lija
Tipo de secado N° Lija CH (%) Probeta
Rayado Vellosidad
Calidad
Grado Grado
L1 L2 L1 L2
Secador solar
Grano 80
7.85 1 1 1 1 1 Excelente
7.85 2 1 1 1 1 Excelente
7.85 3 1 1 1 1 Excelente
7.85 4 1 1 1 1 Excelente
7.85 5 1 1 1 1 Excelente
7.85 6 1 1 1 1 Excelente
7.85 7 2 2 1 1 Buena
7.85 8 2 2 1 1 Buena
7.85 9 2 2 1 1 Buena
Secado bajo techo Grano 80
14.12 1 1 2 2 1 Buena
14.12 2 2 2 1 1 Buena
14.12 3 2 2 1 1 Buena
14.12 4 2 2 1 1 Buena
14.12 5 2 2 1 1 Buena
14.12 6 2 2 1 1 Buena
14.12 7 1 1 1 1 Excelente
14.12 8 1 1 1 1 Excelente
14.12 9 1 1 1 1 Excelente
Merino et al., 2023
2023. 16(2): 25-34
30 Ciencia y Tecnología.
Secador solar Grano 150
7.85 1 1 1 1 1 Excelente
7.85 2 2 1 1 1 Excelente
7.85 3 3 1 1 1 Excelente
7.85 4 4 1 1 1 Excelente
7.85 5 5 1 1 1 Excelente
7.85 6 6 1 1 1 Excelente
7.85 7 7 1 1 1 Excelente
7.85 8 8 1 1 1 Excelente
7.85 9 9 1 1 1 Excelente
Secado bajo techo Grano 150
14.12 1 1 1 1 1 Excelente
14.12 2 2 1 1 1 Excelente
14.12 3 3 1 1 1 Excelente
14.12 4 4 1 1 1 Excelente
14.12 5 5 1 1 1 Excelente
14.12 6 6 1 1 1 Excelente
14.12 7 7 1 1 1 Excelente
14.12 8 8 1 1 1 Excelente
14.12 9 9 1 1 1 Excelente
Secador solar Grano 240
7.85 1 1 1 1 1 Excelente
7.85 2 1 1 1 1 Excelente
7.85 3 1 1 1 1 Excelente
7.85 4 1 1 1 1 Excelente
7.85 5 1 1 1 1 Excelente
7.85 6 1 1 1 1 Excelente
7.85 7 1 1 1 1 Excelente
7.85 8 1 1 1 1 Excelente
7.85 9 1 1 1 1 Excelente
Secado bajo techo Grano 240
14.12 1 1 1 1 1 Excelente
14.12 2 1 1 1 1 Excelente
14.12 3 1 1 1 1 Excelente
14.12 4 1 1 1 1 Excelente
14.12 5 1 1 1 1 Excelente
14.12 6 1 1 1 1 Excelente
14.12 7 1 1 1 1 Excelente
14.12 8 1 1 1 1 Excelente
14.12 9 1 1 1 1 Excelente
Ensayos para evaluar la trabajabilidad de la madera de Alnus nepalensis D. Don
2023. 16(2): 25-34 31Ciencia y Tecnología.
Secador solar Grano 360
7.85 1 1 1 1 1 Excelente
7.85 2 1 1 1 1 Excelente
7.85 3 1 1 1 1 Excelente
7.85 4 1 1 1 1 Excelente
7.85 5 1 1 1 1 Excelente
7.85 6 1 1 1 1 Excelente
7.85 7 1 1 1 1 Excelente
7.85 8 1 1 1 1 Excelente
7.85 9 1 1 1 1 Excelente
Secado bajo techo Grano 360
14.12 1 1 1 1 1 Excelente
14.12 2 1 1 1 1 Excelente
14.12 3 1 1 1 1 Excelente
14.12 4 1 1 1 1 Excelente
14.12 5 1 1 1 1 Excelente
14.12 6 1 1 1 1 Excelente
14.12 7 1 1 1 1 Excelente
14.12 8 1 1 1 1 Excelente
14.12 9 1 1 1 1 Excelente
Figura 7. Resultados del lijado de la madera de A.
nepalensis en corte tangencial
Como se puede observar en la Tabla 2, las probetas del
secador solar lijadas con grano número 80 obtuvieron en
promedio de 66.6 % libre de defectos y las probetas que
fueron secadas al aire obtuvieron un 33.3 % libre de defectos,
mostrando una diferencia entre los dos contenidos de humedad
obtenidos en estos procesos de secado. Las lijas con grano N°
150, 240 y 360 no causaron defectos en las probetas, después
del lijado se obtuvo un acabado limpio (Figura 7). De acuerdo
con Moya et al. (2010), al realizar pruebas de trabajabilidad
con la especie Alnus acuminata Kunth, perteneciente a la
misma familia de la especie utilizada en este estudio, encontró
resultados similares, reportando facilidad al lijar la supercie
de la madera, y de presentarse defectos como grano velloso
o arrancado se pueden solucionar con una sola pasada de la
lijadora, de ser requerido se puede obtener un mejor acabado
utilizando lijas de grano superior al N°100.
El ensayo de taladrado tanto para las probetas con el 7.85
% y 14.12 % de humedad, dio como resultado una calidad de
segundo grado al utilizar la broca para metal, mientras que
las brocas para madera y broca mixta, dieron como resultado
una calidad regular (Tabla 3), especialmente en los oricios
de salida, en los que se presentaron la mayoría de defectos.
Los resultados del ensayo de taladrado en la cara tangencial
de la madera de A. nepalensis se pueden observar en la Figura
8. Vargas y Giraldo (2002) describieron la trabajabilidad del
Didimopanax morototoni (Aubl.) Decne. & Planch. la cual
tiene una densidad de 0.42 g.cm
3
, similar al A. nepalensis
indicando que, en la trabajabilidad de la madera de esta
especie, en cuanto al taladrado, se obtienen resultados de
supercie satisfactorio.
Merino et al., 2023
2023. 16(2): 25-34
32 Ciencia y Tecnología.
Tabla 3. Ensayo de taladrado en los dos programas de secado de la madera de A. nepalensis empleando
distintos tipos de broca
Tipo de secado Broca CH (%) N° Probeta
DEFECTOS
Grano velloso Grano arrancado
CALIDAD
Grado Grado
Entrada
Salida
Promedio
Entrada
Salida
Promedio
Secador solar
Broca
de Metal
7.85 1 2 2 2 x x x Buena
7.85 2 2 2 2 x x x Buena
7.85 3 2 2 2 x x x Buena
7.85 4 2 2 2 x x x Buena
Secado bajo techo
14.12 1 2 2 2 x x x Buena
14.12 2 2 2 2 x x x Buena
14.12 3 2 2 2 x x x Buena
14.12 4 2 2 2 x x x Buena
Secador solar
Broca
de madera
7.85 1 2 4 3 x x x Regular
7.85 2 2 4 3 x x x Regular
7.85 3 2 4 3 x x x Regular
7.85 4 2 4 3 x x x Regular
Secado bajo techo
14.12 1 2 4 3 x x x Regular
14.12 2 2 4 3 x x x Regular
14.12 3 2 4 3 x x x Regular
14.12 4 2 4 3 x x x Regular
Secador solar
Broca
mixta
7.85 1 2 4 3 x x x Regular
7.85 2 2 4 3 x x x Regular
7.85 3 2 4 3 x x x Regular
7.85 4 2 4 3 x x x Regular
Secado bajo techo
14.12 1 2 4 3 x x x Regular
14.12 2 2 4 3 x x x Regular
14.12 3 2 4 3 x x x Regular
14.12 4 2 4 3 x x x Regular
Figura 8. Aspecto de la madera de A. nepalensis D. Don.
luego del ensayo de taladrado en la cara tangencial
Después de efectuado el ensayo de torneado, se determinó
una calidad de segundo grado para la madera de A. nepalensis
proveniente de ambos métodos de secado, identicándose
además aspereza en las piezas torneadas sin lijar (Tabla 4). De
igual manera se obtuvo el mismo resultado después de lijar la
pieza con la lija N° 60. Posterior al lijado con la lija N° 150,
el examen visual clasicó como primer grado de calidad a las
piezas. El aspecto nal de la pieza torneada se presenta en la
Figura 9.
Koch (1964) citado por Machuca et al. (2012) menciona
que en relación al torneado se obtiene mejor calidad si el
contenido de la humedad de la madera se encuentra entre el
6 % y 20%.
Ensayos para evaluar la trabajabilidad de la madera de Alnus nepalensis D. Don
2023. 16(2): 25-34 33Ciencia y Tecnología.
Tabla 4. Ensayo de torneado en la madera de A. nepalensis a dos contenidos de humead y empleando distintos tipos de
lijado
Tipo de secado N° Lija
CH (%)
N° Probeta
DEFECTOS
CALIDAD
Grano Velloso Grano Arrancado
Grado
Grado
Secador solar Sin lijar
7.85 1 x 2 Bueno
7.85 2 x 2 Bueno
7.85 3 x 2 Bueno
Secado bajo techo Sin lijar
14.12 1 x 2 Bueno
14.12 2 x 2 Bueno
14.12 3 x 2 Bueno
Secador solar Grano 60
7.85 1 x 2 Bueno
7.85 2 x 2 Bueno
7.85 3 x 2 Bueno
Secado bajo techo Grano 60
14.12 1 x 2 Bueno
14.12 2 x 2 Bueno
14.12 3 x 2 Bueno
Secador solar Grano 150
7.85 1 x 1 Excelente
7.85 2 x 1 Excelente
7.85 3 x 1 Excelente
Secado bajo techo Grano 150
14.12 1 x 1 Excelente
14.12 2 x 1 Excelente
14.12 3 x 1 Excelente
Figura 9. Aspecto nal del torneado de la madera de A.
nepalensis
Conclusiones
Los ensayos de trabajabilidad realizados a la madera A.
nepalensis en este estudio (cepillado, lijado, taladrado y
torneado) mostraron que es una madera apta para ser utilizada
en la industria del mueble y ebanistería, ya que se clasicó
en su gran mayoría como buena y de excelente calidad. Por
lo tanto, es importante fomentar las plantaciones para el uso
de esta especie no solo con nes de conservación por sus
bondades ecológicas como la jación de nitrógeno atmosférico
al suelo, incorporación de materia orgánica, forraje y sombra
para el ganado, sino que también puede ser utilizada con nes
maderables
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Copyright (2023) © Jonathan Merino López, Luis Yaguache Ordóñez, Manuel Ruales Segarra
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