Importancia del control de humedad en la madera

La madera, ampliamente utilizada en la fabricación de embalajes, es un material que gana o pierde humedad dependiendo del ambiente. Es decir, la humedad en la madera depende del lugar y las condiciones del espacio de almacenaje. 

Para medir el contenido de humedad en la madera (CHM), que no es otra cosa que la relación entre el peso del material y el peso del agua que hay en él, hay distintas técnicas y una de ellas, la más común, es el uso de un medidor de humedad para madera. 

Es muy importante conocer la humedad  presente en la madera que existe porque de eso depende si es necesario someterla a un proceso de secado para evitar que se contraiga o expanda, arruinando el producto final para el que se usará.

Sin embargo, también está relacionado con la norma NIMF 15 que especifica las medidas fitosanitarias y el tratamiento que la madera debe tener para evitar la introducción y dispersión de plagas en el lugar al que llegará la mercancía.

En este sentido, si la madera tiene una lectura por debajo del 20 % de humedad no podrá ser atacada por hongos ni a los demás factores que provoquen que se pudra, traduciendo esto en resistencia, conservación y buena calidad. 

¿Cómo afecta la humedad a la madera? 

Como lo mencionamos anteriormente, es importante tomar en cuenta los niveles de humedad que retiene la madera para garantizar que se pueda manipular, trabajar y conservar en los procesos siguientes. De lo contrario, la madera puede contraerse o expandirse. 

En el primer escenario, la madera se contractura y disminuye su tamaño cuando comienza a secarse. Esto ocurre cuando mantiene solo un 28% de humedad, ocasionando que la celulosa ocupe los espacios vacíos que dejan las moléculas de agua. 

Por otro lado, la madera tiende a expandirse cuando comienza a ganar humedad debido al entorno en que se encuentra. Es decir, las moléculas de agua absorbidas por la madera, ocasionan que se ensanche, provocando deformaciones y la aparición de hongos o plagas.

Propiedades de la humedad en la madera

Una vez que definimos cómo afecta la humedad presente en la madera, te decimos las propiedades que influyen significativamente en su comportamiento, durabilidad y utilización en diversas aplicaciones. Entender las propiedades de la humedad que tiene la madera es crucial para su adecuado procesamiento, almacenamiento y uso final.

Higroscopicidad

La madera es un material higroscópico, lo que significa que puede absorber y liberar humedad del ambiente hasta alcanzar un equilibrio con la humedad relativa circundante. Esta propiedad es esencial para comprender cómo la madera reacciona en diferentes condiciones ambientales. La capacidad de la madera para ajustar su contenido de humedad permite su adaptación, pero también la hace susceptible a cambios dimensionales y estructurales.

Contenido de humedad en madera

El contenido de humedad que contiene la madera se refiere a la cantidad de agua presente en la madera, expresada generalmente como un porcentaje del peso seco de la madera. Este contenido puede variar ampliamente dependiendo de la especie de madera, su origen y las condiciones ambientales a las que ha estado expuesta. Existen dos estados principales del contenido de humedad presente en la madera:

• Madera Verde. Es aquella que ha sido recientemente cortada y contiene un alto porcentaje de humedad presente en la madera, a menudo superior al 30 %.
• Madera Seca. Ha sido secada ya sea naturalmente o mediante procesos artificiales hasta alcanzar un contenido de humedad más bajo, generalmente entre el 6 % y el 14 % para aplicaciones comerciales.

Punto de saturación de la fibra

El punto de saturación de la fibra (PSF) es un concepto crucial en el estudio de la humedad contenida en la madera. Se define como el contenido de humedad que tiene la madera en el cual todas las cavidades celulares están vacías, pero las paredes celulares están completamente saturadas con agua. Generalmente, este punto se sitúa alrededor del 30% de contenido de humedad. Por debajo del PSF, cualquier cambio en el contenido de humedad de la madera afectará las propiedades físicas y mecánicas de la madera, como su tamaño, forma y resistencia.

Cambios dimensionales

Uno de los efectos más notables de la humedad contenida en la madera es su tendencia a expandirse o contraerse con cambios en el contenido de humedad. Este fenómeno, conocido como hinchazón o contracción, depende de la orientación de las fibras de la madera:

Longitudinal

Cambios mínimos en la longitud, generalmente inferiores al 0.1%.

Radial

Hinchazón o contracción en la dirección perpendicular a los anillos de crecimiento. El cambio es mayor que en la dirección longitudinal, pero menor que en la tangencial.

Tangencial

Los cambios más significativos ocurren en esta dirección, a menudo entre un 6% y un 10% dependiendo de la especie.

Resistencia y durabilidad

El contenido de humedad en diferentes tipos de madera tiene un impacto directo en la resistencia y durabilidad. A niveles elevados de humedad contenida en la madera, esta se vuelve más susceptible a ataques biológicos, como hongos e insectos, lo que puede reducir significativamente su vida útil y su integridad estructural. Además, la madera con alto contenido de humedad tiene menor resistencia mecánica en comparación con la madera adecuadamente seca.

Conductividad térmica y aislante

La madera es un buen aislante térmico, y su capacidad de aislamiento mejora a medida que disminuye el contenido de humedad de la madera. La presencia de agua en las células de la madera puede conducir el calor más eficientemente que el aire, lo que reduce sus propiedades aislantes. Por lo tanto, para aplicaciones donde el aislamiento térmico es crucial, como en la construcción de viviendas, es esencial mantener la madera seca.

Adhesión y acabado

La humedad afecta la adhesión y el acabado. Para una adhesión óptima y una aplicación uniforme de pinturas, barnices y otros recubrimientos, la humedad contenida en la madera debe tener un contenido controlado. La madera demasiado húmeda puede dificultar la adherencia de pegamentos y acabados, mientras que la madera demasiado seca puede absorber los materiales de acabado de manera no uniforme, resultando en un acabado irregular.

Contenido de humedad en equilibrio para las maderas

Por lo tanto, el contenido de humedad en equilibrio (EMC, por sus siglas en inglés) es el punto en el que la madera ya no gana ni pierde humedad con el entorno. 

Este valor varía dependiendo de la humedad relativa y la temperatura del ambiente. Para la mayoría de las aplicaciones industriales, el EMC de la madera suele estar entre el 6 % y el 14 %. Así que, controlar y mantener la madera dentro de este rango de EMC es crucial para asegurar su estabilidad y durabilidad en el uso final.

Es decir, el control de la humedad presente en la madera es un factor crítico que afecta desde la calidad del producto hasta la eficiencia del proceso productivo. Porque, al utilizar métodos adecuados para medir y mantener el contenido de humedad en equilibrio, eso puede prevenir problemas significativos y mejorar la productividad y rentabilidad en la industria de la madera.

Tipos de mediciones para determinar la humedad en la madera

Y ahora que conoces más acerca de por qué debes considerar este tema al comprar madera, te compartimos los diferentes métodos que existen para medir el contenido de humedad contenida en la madera, cada uno con sus ventajas y desventajas:

• Medidores de humedad de resistencia eléctrica. Utilizan la resistencia eléctrica entre dos pines insertados en la madera para determinar el contenido de humedad. Son rápidos y fáciles de usar, pero pueden ser invasivos y menos precisos en madera con alta humedad.
• Medidores de humedad por capacitancia. Miden la capacidad de almacenamiento eléctrico de la madera sin necesidad de insertar pines, lo que los hace menos invasivos. Son útiles para mediciones rápidas en superficies grandes.
• Secado en horno. Consiste en pesar una muestra de madera, secarla completamente en un horno y volver a pesarla. La diferencia de peso antes y después del secado proporciona el contenido de humedad. Este método es muy preciso pero más lento y laborioso.
• Espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR). Utiliza la absorción de la luz infrarroja para medir el contenido de humedad. Es un método no invasivo y rápido, pero requiere equipo especializado y calibración.

¿Cómo se regula la humedad para los proveedores de embalajes de madera? 

En caso de que la madera, materia prima para los embalajes de madera, tenga niveles más allá de los permitidos de humedad, es necesario someterla a un proceso de secado. Para ello también hay que conocer su densidad para elegir la mejor manera de secarla sin que se dañe.

En este proceso es necesario controlar la velocidad del aire de secado, la temperatura, la presión y por supuesto la humedad relativa del entorno.

• Al natural. Esto consiste en exponer la madera al aire libre para que el calor del sol y la circulación del aire puedan secar la madera. Puede llevar desde 1 mes hasta más de 1 año y no cualquier tipo de madera puede someterse a este procedimiento.
• Artificial. Este tratamiento térmico se lleva a cabo en hornos con condiciones controladas, con lo que se logran menores porcentajes de humedad, en menor tiempo y más uniformes.

Es importante eliminar la humedad  presente en la madera de manera correcta porque la prepara para los tratamientos químicos de preservación y optimizará sus propiedades en el producto final respetando las normas fitosanitarias correspondientes. 

¿Cómo el control de humedad afecta la productividad en la industria?

Una vez que conoces las propiedades de la madera, queremos que entiendas mejor la forma en que el control de la humedad impacta directamente en la productividad de la industria y cómo:

1. Reducción de desperdicio. Un control adecuado de la humedad minimiza el riesgo de defectos y desperdicio de material, lo que se traduce en un uso más eficiente de la madera disponible.
2. Eficiencia en el procesamiento. La madera con el contenido de humedad correcto se maquina más fácilmente y con mayor precisión, reduciendo el tiempo y los costos de producción.
3. Mantenimiento de la maquinaria. La humedad controlada genera menos problemas de desgaste y atascos en la maquinaria, reduciendo el tiempo de inactividad y los costos de mantenimiento.
4. Mejora en la calidad del producto. Los productos de madera fabricados con materiales que tienen un contenido de humedad adecuado son de mayor calidad, lo que mejora la satisfacción del cliente y reduce las devoluciones y reclamaciones.

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