Formación Forestal: La innovación y la formación, juntas en el sector de la madera

La innovación y la formación, juntas en el sector de la madera.

M.ª José Barriola Baraibar, Ingeniero Técnico Agrícola e Ingeniero Agrónomo, Profesora del IEFPS, Bidasoa de Irún

La Diputación Foral de Guipúzcoa/Gipuzkoa junto con la Dirección de Innovación e Industrias Alimentarias del Gobierno Vasco, el Gobierno de Navarra y el Departamento de Educación financian el proyecto de Creacion de normativa para especies de madera de uso estructural de origen peninsular y formacion de especialistas en caracterizacion y comercializacion de madera.
El proyecto se llevará a cabo bajo la supervisión de Tknika, centro de innovación para la formación y el aprendizaje permanente, junto con profesores del IEFPS Bidasoa de Irún y la Escuela del Papel de
Tolosa.

El proyecto promueve la caracterización y normalización de las maderas de alerce del Japón (Larix kaempferi) y de abeto de Douglas (Pseudotsuga menziesii), las cuales actualmente no disponen de normativa específica para su clasificación, realizando para ello ensayos destructivos y no destructivos, así como la formación de especialistas en clasificación de madera, elaborando una aplicación virtual para clasificar madera y establecer relación entre los centros de formación profesional, centros tecnológicos y empresas del sector.

El origen del proyecto reside en la Directiva de productos de la construcción 89/1067CEE y su transposición en el Real Decreto 1630/1992, por el que se dictan las disposiciones para la libre circulación de productos de la construcción (entre ellos, la madera), y su anexo ZA, donde aparecen las características a evaluar para el marcado CE de los productos y la declaración CE.

En la actualidad, y dada la necesidad de caracterización de madera peninsular, existen maderas que no están incluidas en la norma UNE EN 1912, y los aserraderos de la Comunidad Autónoma del País Vasco (CAPV) y Navarra se ven obligados a utilizar normativa francesa para poder comercializar sus productos y así poder cumplir con la normativa exigida y con la prevista a partir de octubre 2012, en la que será de aplicación el marcado CE para madera estructural.

De acuerdo con lo contemplado en la normativa europea y en el Reglamento de Productos de la Construcción se obligará a que toda la madera a emplear en cualesquiera de los procesos constructivos haya sido sometida a un proceso de caracterización, y, específicamente, la madera destinada al uso estructural deberá estar clasificada y asignada a una clase resistente, de acuerdo con lo estipulado en el documento de Seguridad Estructural “Madera” (DB-SEM) del Código Técnico de la Edificación.

Independientemente del tamaño de la empresa, las industrias de la madera necesitan atender a los requisitos del control de producción en fábrica y están obligados a establecer, documentar y mantener un sistema de control de la producción para garantizar que los productos comercializados sean conformes a las características declaradas. Para ello, el sistema de control de producción debe incluir procedimientos, inspecciones regulares, ensayos o evaluaciones y la utilización de resultados para controlar las materias primas, los equipos, el proceso y el producto.

Del mismo modo, como consecuencia de esta necesidad y para atender a estas nuevas obligaciones, se deben formar también técnicos especialistas en clasificación de madera y normativas de calidad que dominen los controles de producción necesarios para garantizar que los productos comercializados en las empresas de madera sean conformes a las características y normativa europeas marcadas para dicha comercialización (normativa EN 14081).

Hoy en día, las empresas necesitan trabajadores formados en clasificación de madera y es imprescindible que se haga una transferencia de conocimientos para que los datos de los estudios sobre madera que se realizan en centros tecnológicos puedan llegar a los centros de formación profesional y ponerse a disposición del sector a través de los oportunos cursos.

Actualmente, las empresas necesitan expertos en clasificación de madera, técnicos de control de calidad de la madera, gerentes de empresas de madera y mueble, jefes de fabricación y controladores de producción que sean competentes para caracterizar los productos y gestionar los aprovisionamientos, y además estén capacitados para elaborar documentos comerciales exigidos según la normativa europea EN 14801-1 para productos de madera, sin la cual los productos no podrán ser comercializados en el futuro próximo-inmediato.

OBJETIVOS DEL PROYECTO
Los objetivos finales del proyecto serán los siguientes:
1. Obtener una clasificación visual eficiente. La obtención de la resistencia característica de la madera mediante ensayos y la asignación de clase resistente permitirá a las industrias que trabajen con estas maderas clasificar y certificar la resistencia estructural de su producto y acceder al Marcado CE.
2. Obtener una metodología que permita clasificar la resistencia. Tanto en piezas aserradas para obtener una mejor clasificación resistente como sobre madera en pie en el bosque o en rollo una vez apeada, permitiendo estimar la calidad de la madera antes de su corta o de decidir su destino.
3. Determinar la posible influencia de la fase lunar cuando el apeo de los árboles. Efecto sobre las propiedades físico-mecánicas derivadas de la fecha de apeo, pero, y sobre todo, en el comportamiento de la madera ante el secado y frente al ataque de patógenos, hongos e insectos.

Dentro de este objetivo, los integrantes del equipo de trabajo recopilarán en lo posible la sabiduría popular existente en el País Vasco acerca de la posible influencia de la fase lunar en la época óptima de derribo de los árboles, y tratar de comprobar de manera científica si el efecto de nuestro satélite, innegable en tantas otras cuestiones, tiene su influencia en la calidad y durabilidad de la madera, tal y como se ha venido transmitiendo por generaciones.

Desde el punto de vista didáctico el proyecto pretende ofrecer la posibilidad de disponer de una serie de centros que ofrezcan formación inicial, continua (para trabajadores de las empresas del sector de la madera que actualmente, dado su tamaño, no disponen de expertos cualificados) y ocupacional para formar técnicos en clasificación de la madera y técnicos en calidad, gestión, producción y comercialización de productos de madera mediante la elaboración de material didáctico específico.

Hoy en día, las empresas necesitan trabajadores formados en clasificación de madera y es imprescindible que se haga una transferencia de conocimientos para que los datos de los estudios sobre madera que se realizan en centros tecnológicos puedan llegar a los centros de formación profesional y ponerse a disposición del sector a través de los oportunos cursos.

A través de una aplicación virtual, y desde cualquier centro de formación o empresa, se podría acceder a realizar una clasificación visual de la madera y, asimismo, tener acceso a la información del sector sobre estudios que realizan los centros tecnológicos y las empresas en el apartado de la caracterización de la madera. De este modo, los gabinetes u oficinas técnicas dedicados a la construcción podrían disponer de la información necesaria, caracterizando la madera a utilizar en sus proyectos y fomentar de este modo su uso.

METODOLOGÍA DE TRABAJO
Cada uno de los objetivos parciales descritos anteriormente precisa de su propia metodología y fases de trabajo. A continuación se expondrá para cada uno de ellos la metodología a emplear.

3.1. Metodología en la obtención de una clasificación visual de la resistencia
El objetivo final de la caracterización de la madera es determinar la clase o clases resistentes a las que asignar la madera de una especie, y así conocer y certificar los valores característicos de la misma. En el caso que nos ocupa se desarrollará una herramienta de clasificación específica eficiente y ajustada, tanto a la calidad de partida como a los objetivos industriales. Los dos métodos más habituales son la clasificación visual y la clasificación mecánica.

La clasificación visual se basa en un proceso de caracterización, donde se definen, delimitan y relacionan la influencia de las singularidades presentes en la madera con los valores de resistencia y rigidez de la misma. Estas correlaciones se obtienen mediante la realización de ensayos normalizados de piezas de madera estructural y la posterior elaboración de tablas de clasificación, que permiten, de forma continua, clasificar visualmente la madera estructural sin necesidad de realizar ningún ensayo durante la producción.

Las fases a desarrollar en este objetivo son las siguientes:

• Muestreo
Para ello se siguen las indicaciones de la Norma UNE-EN 384: “Madera estructural. Determinación de los valores característicos de las propiedades mecánicas y de la densidad”.
Para conseguir una suficiente representatividad se han seguido los siguientes pasos:
Estudio de la superficie forestal de estas especies.
Selección de lotes de madera en pie, de entre los que están listos para la corta, tanto en Guipúzcoa/Gipuzkoa como en Navarra.
Señalamiento de 225 árboles.
Apeo de los pies señalados y su clasificación y evaluación por técnicas sónicas (ensayos no destructivos) de las trozas y su transporte a aserradero.
Las piezas procedentes de los 225 árboles señalados se clasificarán al objeto de obtener una correlación y clasificación de la madera en pie con la calidad de la madera aserrada. Para ello se escogerá al azar una pieza estructural de cada árbol.
Las piezas se distribuirán en cinco lotes de las dimensiones utilizadas por los aserraderos, pudiendo ser secciones de entre (15 x 7) cm y 300 cm de longitud hasta (25×15) cm y 500 cm de longitud.

• Transporte y acondicionado
Las vigas se rastrelarán y quedarán oreándose bajo cubierta para ir reduciendo su humedad. Periódicamente se controlará aquella mediante xilohigrómetro.

• Clasificación visual de las vigas y viguetas
En la siguiente fase se caracterizarán visualmente las piezas de ensayo, midiendo las diferentes singularidades que presenten las mismas.

• Ensayo mecánico a flexión
Se realizará según la norma UNEEN 408. Los ensayos tienen por objeto determinar los siguientes parámetros: módulo de elasticidad global, módulo de elasticidad local y módulo de rotura en flexión.

• Clasificación visual de la sección de rotura
Las vigas se ensayarán hasta rotura. Una vez rotas las vigas, se clasificarán visualmente las secciones de rotura, midiendo y caracterizando la singularidad que produce aquella.

• Extracción de rodaja, determinación de la humedad y densidad
Una vez realizado el ensayo, se extrae una rodaja de 7 centímetros de espesor lo más cerca posible del lugar de rotura, tratando de evitar que la rodaja tenga nudos y otros defectos. Una vez preparada la rodaja se miden:
- Las tres dimensiones de la rodaja
- El peso húmedo de la rodaja

• Análisis de datos y obtención de tabla de clasificación visual
Se calcularán para cada viga la resistencia a la flexión, el módulo de elasticidad local, el módulo de elasticidad global y la densidad. También se realizará un análisis estadístico de las singularidades y de la distribución de resistencias para concluir con una primera clasificación de la madera para la especie estudiada.
Una vez obtenida la clase resistente definitiva se elaborará una tabla de clasificación visual que contendrá los criterios visuales de clasificación (tamaño de nudos, crecimiento de anillos, desviación de fibra, presencia de gemas, etc.), y será la herramienta que permita a las industrias de la madera clasificar estructuralmente la madera de la especie estudiada.

3.2. Metodología para clasificar la madera con métodos no destructivos tanto en pie como en aserradero
La segunda metodología, complementaria a la clasificación visual, es la clasificación mecánica.

La clasificación mecánica se basa en la utilización de aparatos de medición de parámetros físicos-mecánicos en la madera, lo que permitirán asignar diferentes valores de resistencia y rigidez en función de los parámetros físicomecánicos medidos sin necesidad de destruir ni alterar la madera; de ahí que se denominen como métodos no destructivos.

Se plantea la utilización de métodos no destructivos tanto para la madera en pie como para la madera aserrada y apeada. De la medición y análisis de los parámetros físico-mecánicos obtenidos mediante métodos no destructivos en la madera y su posterior correlación con los valores de resistencia y rigidez se logrará el establecimiento de herramientas de clasificación mecánica que permitan asignar a las piezas de madera una clase resistente de forma ágil y sencilla.

Además, con la utilización de métodos no destructivos en madera en pie y en rollo se pretende obtener también una herramienta de clasificación. La correlación entre los parámetros de la madera ya clasificada con el análisis de los parámetros sónicos obtenidos de los ensayos no destructivos ofrecerá una herramienta de clasificación y tipificación para la madera en pie y en rollo que discrimine la madera en rollo con calidad previsiblemente inferior a la apta para uso estructural, y que determine además la previsible calidad de la madera una vez aserrada.

Si además se consiguiera establecer una herramienta de clasificación visual de la madera en rollo, es decir, una herramienta que relacione directamente la calidad de la madera en rollo, detectada de forma visual, con los parámetros mecánicos del árbol, se obtendría una segunda herramienta de tipificación, complementaria a la mecánica, de gran utilidad para la clasificación de la madera en pie y en rollo.

• Muestreo
Esta fase coincide con la semejante del objetivo anterior.

• Medición del paso de onda sonora en árboles en pie
Previamente a la corta de los árboles se ha efectuado un ensayo acústico en cada uno de los árboles señalados. El ensayo consiste en medir el tiempo de paso de la onda sonora a lo largo de la longitud del fuste. Esta fase se ha realizado de manera coordinada con las empresas de explotación forestal, de modo que se han podido realizar los ensayos antes del apeo de los fustes. Se ha repetido la operación sobre los fustes apeados, y posteriormente se volverá a realizar en el aserradero sobre las trozas a mecanizar.
Para estas mediciones se han empleado los aparatos Hitman 200 y Hitman 300.

• Clasificación visual de la madera en pie y en rollo
Se ha procedido a la medición de todas las singularidades de la madera en pie y en rollo, tales como bifurcaciones, nudos, desviación de la fibra, curvaturas, lobulaciones, etc.

• Medición de técnicas no destructivas en laboratorio
Esta parte del proyecto, con la aplicación de dos métodos no destructivos (madera en pie y apeada) y con la medición del tiempo de paso de la onda sonora, ha sido realizado por el Área de Proyectos y Servicios de Apoyo de HAZI, si bien se completará el trabajo sobre los rollos en aserradero.

3.3. Metodología para determinar la posible influencia de la fase lunar durante la corta en las propiedades físico-mecánicas, deformaciones por secado y ataque de agentes bióticos y abióticos
• Muestreo
• Apeo de los pies
• Acondicionado y secado
• Medición de deformaciones y fendas
• Determinación de las propiedades mecánicas mediante ensayo
Se realizará mediante el ensayo normalizado en la Norma UNE-EN 408.
• Preparación de probetas y ensayos normalizados para determinar la durabilidad para cada una de las fases lunares
• Evolución de la durabilidad de la madera de una estructura bajo condiciones ambientales semicontroladas para la madera de las diferentes “fases lunares”.
Además de determinar la durabilidad normalizada, se propone ver la evolución de una estructura de madera instalada a la intemperie bajo condiciones semicontroladas.

Aprovechando la madera rota en los ensayos se construirán dos pérgolas (una con madera de árboles apeados en luna creciente y otra con madera de apeos en luna menguante) situadas a la intemperie y donde la mitad de cada una de las pérgolas se colocará empotrada directamente sobre el suelo y la otra mitad se colocará sobre solera de hormigón.

Todo el proceso de caracterización de las especies está siendo grabado y preparado de manera didáctica, de manera que quedará disponible para las empresas, centros tecnológicos y centros de formación profesional del sector, realizando así la transferencia y puesta en servicio de todos los resultados obtenidos en los diversos ensayos y caracterización de la madera

Una vez terminadas, la mitad de cada una de las pérgolas se mojaría todos los días mediante tubos de riego por goteo y un programador de riego, mientras que la otra mitad de las pérgolas se dejaría evolucionar bajo condiciones atmosféricas.

Cada mes se medirán en ambas pérgolas y para cada una de sus cuatro zonas los siguientes factores:
- Evolución del color: Mediante fotografía se controlará la evolución del color de la madera por efecto de la radiación ultravioleta.
- Evolución de ataques de hongos o insectos: se inspeccionarán las estructuras en busca de signos que indiquen el inicio de una afección por patógenos: hongos o insectos, y su evolución en el tiempo. La inspección se realizará en toda la estructura, dedicando una atención preferente a los puntos críticos (uniones o zonas de contacto con el suelo).
- Evolución de deformaciones, se medirán las curvaturas que presenten las piezas, así como las grietas que aparezcan debido a los cambios de humedad y temperatura.

El proyecto cuenta además con el apoyo de diferentes asociaciones y empresas del sector, como SECOMA (Servicios Comerciales de la Madera de Gipuzkoa), BASOA (Asociación de Propietarios Forestales), AROTZGI (Asociación de carpinteros de Gipuzkoa), SERBILAN XXI (empresa de ingeniería de Gipuzkoa), PROFEMADERA (Asociación de profesores de Madera y Mueble), CLUSTER HABIC, ADEMAN (Servicios comerciales de la madera de Navarra) y empresas de 1.a y 2.a transformación de la madera.

Todo el proceso de caracterización de las especies está siendo grabado y preparado de manera didáctica, de manera que quedará disponible para las empresas, centros tecnológicos y centros de formación profesional del sector, realizando así la transferencia y puesta en servicio de todos los resultados obtenidos en los diversos ensayos y caracterización de la madera.

Con este trabajo se pretende contribuir a la búsqueda de nuevas formas de valorización y utilización de un producto noble, renovable y de apreciables cualidades como es la madera local.