Madera contrachapada

Antecedentes

La madera contrachapada está formada por tres o más capas finas de madera unidas con un adhesivo. Cada capa de madera, o contrachapado, suele estar orientada con su veta en ángulo recto respecto a la capa adyacente para reducir la contracción y mejorar la resistencia de la pieza acabada. La mayoría de los contrachapados se prensan en hojas grandes y planas que se utilizan en la construcción de edificios. Otras piezas de madera contrachapada pueden formarse en curvas simples o compuestas para su uso en muebles, barcos y aviones.

El uso de finas capas de madera como medio de construcción se remonta aproximadamente al año 1500 a.C., cuando los artesanos egipcios pegaron finas piezas de madera de ébano oscuro al exterior de un ataúd de cedro encontrado en la tumba del rey Tut-Ankh-Amon. Esta técnica fue utilizada posteriormente por los griegos y los romanos para producir muebles finos y otros objetos decorativos. En la década de 1600, el arte de decorar muebles con finas piezas de madera pasó a conocerse como enchapado, y las propias piezas se conocieron como chapas.

Hasta finales de 1700, las piezas de chapa se cortaban totalmente a mano. En 1797, el inglés Sir Samuel Bentham solicitó la patente de varias máquinas para producir chapa de madera. En sus solicitudes de patente, describió el concepto de laminar varias capas de chapa de madera con cola para formar una pieza más gruesa: la primera descripción de lo que ahora llamamos madera contrachapada.

A pesar de este desarrollo, pasaron casi otros cien años antes de que las chapas laminadas encontraran algún uso comercial fuera de la industria del mueble. Hacia 1890, las maderas laminadas se utilizaron por primera vez para construir puertas. A medida que crecía la demanda, varias empresas empezaron a producir láminas de madera laminada de múltiples capas, no sólo para puertas, sino también para su uso en vagones de tren, autobuses y aviones. A pesar de este aumento del uso, el concepto de utilizar «maderas pegadas», como las llamaban sarcásticamente algunos artesanos, generó una imagen negativa del producto. Para contrarrestar esta imagen, los fabricantes de madera laminada se reunieron y finalmente se decantaron por el término «contrachapado» para describir el nuevo material.

En 1928, se introdujeron en Estados Unidos las primeras planchas de contrachapado de tamaño estándar de 1,2 m por 2,4 m para su uso como material de construcción general. En las décadas siguientes, la mejora de los adhesivos y los nuevos métodos de producción permitieron utilizar el contrachapado para una gran variedad de aplicaciones. Hoy en día, la madera contrachapada ha sustituido a la madera cortada para muchos propósitos de construcción, y la fabricación de madera contrachapada se ha convertido en una industria mundial de miles de millones de dólares.

Materias primas

Las capas exteriores del contrachapado se conocen respectivamente como cara y dorso. La cara es la superficie que se va a utilizar o ver, mientras que la parte posterior queda sin utilizar u oculta. La capa central se conoce como núcleo. En los contrachapados de cinco o más capas, las capas intermedias se conocen como bandas transversales.

El contrachapado puede fabricarse con maderas duras, blandas o una combinación de ambas. Algunas maderas duras comunes son el fresno, el arce, la caoba, el roble y la teca. La madera de coníferas más utilizada para fabricar contrachapados en Estados Unidos es el abeto de Douglas, aunque también se utilizan diversas variedades de pino, cedro, abeto y secuoya.

El contrachapado compuesto tiene un núcleo hecho de tableros de partículas o piezas de madera maciza unidas de canto a canto. Está acabado con una cara y un reverso de chapa de madera. El contrachapado compuesto se utiliza cuando se necesitan chapas muy gruesas.

El tipo de adhesivo utilizado para unir las capas de madera depende de la aplicación específica del contrachapado acabado. Las láminas de contrachapado de madera blanda diseñadas para su instalación en el exterior de una estructura suelen utilizar una resina de fenol-formaldehído como adhesivo debido a su excelente fuerza y resistencia a la humedad. Las chapas de madera blanda diseñadas para su instalación en el interior de una estructura pueden utilizar un adhesivo de proteína de sangre o de proteína de soja, aunque la mayoría de las chapas de madera blanda para interiores se fabrican ahora con la misma resina de fenol-formaldehído utilizada para las chapas exteriores. El contrachapado de madera dura utilizado para aplicaciones interiores y en la construcción de muebles suele fabricarse con una resina de urea-formaldehído.

Algunas aplicaciones requieren láminas de contrachapado que tengan una fina capa de plástico, metal o papel o tejido impregnado de resina adherida a la cara o al dorso (o a ambos) para dar a la superficie exterior una resistencia adicional a la humedad y la abrasión o para mejorar sus propiedades de retención de la pintura. Este tipo de madera contrachapada se denomina madera contrachapada recubierta y se utiliza comúnmente en las industrias de la construcción, el transporte y la agricultura.

Otras láminas de madera contrachapada pueden recubrirse con un tinte líquido para dar a las superficies un aspecto acabado, o pueden tratarse con diversos productos químicos para mejorar la resistencia de la madera contrachapada a las llamas o a la descomposición.

Clasificación y graduación de la madera contrachapada

Existen dos amplias clases de madera contrachapada, cada una con su propio sistema de clasificación.

Una clase se conoce como construcción e industrial. Los contrachapados de esta clase se utilizan principalmente por su resistencia y se clasifican según su capacidad de exposición y el grado de chapa utilizado en la cara y el dorso. La capacidad de exposición puede ser interior o exterior, dependiendo del tipo de cola. Los grados de chapa pueden ser N, A, B, C o D. El grado N tiene muy pocos defectos superficiales, mientras que el grado D puede tener numerosos nudos y rajaduras. Por ejemplo, la madera contrachapada utilizada para el subsuelo de una casa está clasificada como «Interior C-D». Esto significa que tiene una cara C con un reverso D, y la cola es adecuada para su uso en lugares protegidos. Las capas interiores de toda la madera contrachapada para la construcción y la industria están hechas de chapa de grado C o D, independientemente de la clasificación.

La otra clase de contrachapado se conoce como madera dura y decorativa. Los contrachapados de esta clase se utilizan principalmente por su aspecto y se clasifican en orden descendente de resistencia a la humedad como Técnico (Exterior), Tipo I (Exterior), Tipo II (Interior) y Tipo III (Interior). Sus chapas frontales están prácticamente libres de defectos.

Tamaños

Las chapas de madera contrachapada varían en grosor desde. 06 in (1,6 mm) a 3,0 in (76 mm). Los espesores más comunes están en el rango de 0,25 in (6,4 mm) a 0,75 in (19,0 mm). Aunque el núcleo, las bandas transversales y la cara y el dorso de una hoja de contrachapado pueden estar hechos de chapas de diferente grosor, el grosor de cada una debe estar equilibrado alrededor del centro. Por ejemplo, la cara y el dorso deben tener el mismo grosor. Del mismo modo, las bandas transversales superior e inferior deben ser iguales.

El tamaño más común de las láminas de madera contrachapada utilizadas en la construcción de edificios es de 4 pies (1,2 m) de ancho por 8 pies (2,4 m) de largo. Otras anchuras habituales son 0,9 m y 1,5 m. Las longitudes varían de 2,4 m a 3,6 m en incrementos de 0,3 m. Las aplicaciones especiales, como la construcción de barcos, pueden requerir láminas más grandes.

El proceso de fabricación

Los árboles que se utilizan para fabricar el contrachapado suelen tener un diámetro menor que los utilizados para fabricar la madera. En la mayoría de los casos, se han plantado y cultivado en zonas propiedad de la empresa de contrachapado. Estas zonas se gestionan cuidadosamente para maximizar el crecimiento de los árboles y minimizar los daños causados por insectos o incendios.

Esta es una secuencia típica de operaciones para procesar los árboles y convertirlos en hojas de madera contrachapada estándar de 1,2 m por 2,4 m (4 pies por 8 pies):

Primero se descortezan los troncos y luego se cortan en bloques de pelado. Para cortar los bloques en tiras de chapa, primero se ponen en remojo y luego se pelan en tiras.

Tala de los árboles

• 1 Se marcan los árboles seleccionados en una zona como listos para ser cortados, o talados. La tala puede realizarse con motosierras de gasolina o con grandes cizallas hidráulicas montadas en la parte delantera de vehículos con ruedas llamados taladores. Las ramas se retiran de los árboles caídos con sierras de cadena.
• 2 Los troncos de los árboles recortados, o troncos, se arrastran a una zona de carga mediante vehículos con ruedas llamados skidders. Los troncos se cortan a medida y se cargan en camiones para el viaje a la fábrica de madera contrachapada, donde se apilan en largas pilas conocidas como plataformas de troncos.

Preparación de los troncos

• 3 A medida que se van necesitando los troncos, se recogen de las plataformas de troncos mediante cargadores con ruedas de goma y se colocan en una cinta transportadora de cadena que los lleva a la máquina descortezadora. Esta máquina retira la corteza, ya sea con muelas de dientes afilados o con chorros de agua a alta presión, mientras el tronco gira lentamente sobre su eje longitudinal.
• 4 Los troncos descortezados se llevan al aserradero en una cinta transportadora de cadena, donde una enorme sierra circular los corta en secciones de entre 2,5 m y 2,6 m de largo, adecuadas para fabricar planchas estándar de 2,4 m de largo. Estas secciones de troncos se conocen como bloques peladores.

Cómo hacer la chapa

• 5 Antes de poder cortar la chapa, los bloques peladores deben calentarse y ponerse en remojo para ablandar la madera. Los bloques pueden cocinarse al vapor o sumergirse en agua caliente. Este proceso dura entre 12 y 40 horas, dependiendo del tipo de madera, el diámetro del bloque y otros factores.
• 6 A continuación, los bloques peladores calentados se transportan al torno pelador, donde se alinean automáticamente y se introducen en el torno de uno en uno. A medida que el torno gira el bloque rápidamente alrededor de su eje largo, una cuchilla de longitud completa pela una hoja continua de chapa de la superficie del bloque que gira a una velocidad de 90-240 m/min. Cuando el diámetro del bloque se reduce a unas 3-4 pulgadas (230-305 mm), la pieza de madera restante, conocida como núcleo de la peladora, se expulsa del torno y se introduce un nuevo bloque de peladora en su lugar.
• 7 La larga hoja de chapa que sale del / del torno pelador puede procesarse inmediatamente, o puede almacenarse en largas bandejas de varios niveles o enrollarse en rollos. En cualquier caso, el siguiente proceso consiste en cortar la chapa en anchuras utilizables, normalmente de 1,4 m, para fabricar hojas de contrachapado estándar de 1,2 m. Al mismo tiempo, los escáneres ópticos buscan secciones con defectos inaceptables, y éstas se recortan, dejando trozos de chapa de anchura inferior a la estándar.
  

  Las tiras húmedas de chapa se enrollan en un rollo, mientras un escáner óptico detecta cualquier defecto inaceptable en la madera. Una vez seca, la chapa se clasifica y se apila. Las secciones seleccionadas de chapa se encolan. Se utiliza una prensa caliente para sellar la chapa en una pieza sólida de madera contrachapada, que será recortada y lijada antes de ser estampada con su grado apropiado.

• 8 Las secciones de chapa de madera se clasifican y apilan según su calidad. Esto puede hacerse manualmente, o puede hacerse automáticamente utilizando escáneres ópticos.
• 9 Las secciones clasificadas se introducen en un secador para reducir su contenido de humedad y permitir que se encojan antes de ser encoladas. La mayoría de las fábricas de contrachapado utilizan un secador mecánico en el que las piezas se mueven continuamente a través de una cámara calentada. En algunos secadores, se aplican chorros de aire caliente a gran velocidad sobre la superficie de las piezas para acelerar el proceso de secado.
• 10 A medida que las secciones de chapa de madera salen del secador, se apilan según su grado. Las secciones de menor anchura tienen chapa adicional empalmada con cinta o pegamento para hacer piezas adecuadas para su uso en las capas interiores, donde la apariencia y la resistencia son menos importantes.
• 11 Las secciones de chapa de madera que se instalarán en sentido transversal -el núcleo en las chapas de tres capas, o las bandas transversales en las chapas de cinco capas- se cortan en longitudes de aproximadamente 1,3 m (4 pies).

Formando las láminas de contrachapado

• 12 Cuando se ensamblan las secciones apropiadas de chapa de madera para una tirada concreta de contrachapado, comienza el proceso de colocación y encolado de las piezas. Esto puede hacerse manualmente o de forma semiautomática con máquinas. En el caso más sencillo de las chapas de tres capas, la chapa posterior se coloca en plano y se pasa por una encoladora, que aplica una capa de cola en la superficie superior. A continuación, las secciones cortas de chapa de núcleo se colocan transversalmente sobre el dorso encolado, y toda la hoja se pasa por la encoladora una segunda vez. Por último, se coloca la chapa frontal sobre el núcleo encolado, y la hoja se apila con otras hojas a la espera de entrar en la prensa.
• 13 Las chapas encoladas se cargan en una prensa caliente de apertura múltiple. Las prensas pueden manejar de 20 a 40 chapas a la vez, con cada chapa cargada en una ranura separada. Una vez cargadas todas las hojas, la prensa las aprieta bajo una presión de unos 110-200 psi (7,6-13,8 bar), al tiempo que las calienta a una temperatura de unos 230-315° F (109,9-157,2° C). La presión asegura un buen contacto entre las capas de chapa, y el calor hace que la cola se cure adecuadamente para obtener la máxima resistencia. Tras un periodo de 2 a 7 minutos, se abre la prensa y se descargan las chapas.
• 14 Las chapas en bruto pasan a continuación por un juego de sierras, que las recortan a su anchura y longitud finales. Las chapas de mayor calidad pasan por un conjunto de lijadoras de banda de 1,2 m de ancho, que lijan tanto la cara como el dorso. Las chapas de calidad intermedia se lijan manualmente para limpiar las zonas ásperas. Algunas chapas pasan por un juego de sierras circulares, que cortan ranuras poco profundas en la cara para dar a la madera contrachapada un aspecto texturizado. Después de una inspección final, se reparan los defectos restantes.
• 15 Las chapas acabadas se estampan con una marca de calidad que proporciona al comprador información sobre el grado de exposición, la calidad, el número de fábrica y otros factores. Las chapas del mismo grado-marca se atan juntas en pilas y se trasladan al almacén para esperar el envío.

Control de calidad

Al igual que con la madera, no existe una pieza perfecta de contrachapado. Todas las piezas de madera contrachapada tienen una cierta cantidad de defectos. El número y la ubicación de estos defectos determinan la calidad del contrachapado. Las normas para los tableros contrachapados de construcción e industriales se definen en la Norma de Producto PS1 elaborada por el National Bureau of Standards y la American Plywood Association. Las normas para los tableros contrachapados de frondosas y decorativos se definen en la norma ANSIIHPMA HP, elaborada por el American National Standards Institute y la Hardwood Plywood Manufacturers’ Association. Estas normas no sólo establecen los sistemas de clasificación del contrachapado, sino que también especifican los criterios de construcción, rendimiento y aplicación.

El futuro

A pesar de que el contrachapado hace un uso bastante eficiente de los árboles -esencialmente desmontándolos y volviéndolos a montar en una configuración más fuerte y utilizable- sigue habiendo un desperdicio considerable inherente al proceso de fabricación. En la mayoría de los casos, sólo entre el 50 y el 75% del volumen útil de la madera de un árbol se convierte en contrachapado. Para mejorar esta cifra, se están desarrollando varios productos nuevos.

Un nuevo producto es el llamado tablero de virutas orientadas, que se fabrica triturando todo el tronco en virutas, en lugar de pelar una chapa del tronco y desechar el núcleo. Las hebras se mezclan con un adhesivo y se comprimen en capas con el grano en una dirección. Estas capas comprimidas se orientan en ángulo recto entre sí, como la madera contrachapada, y se unen. El tablero de virutas orientadas es tan resistente como el contrachapado y cuesta un poco menos.