KARMINA GALINDO QUIROZ

(1)

DIVISIÓN DE CIENCIAS FORESTALES

“VARIACION DE CORTE Y COEFICIENTE DE

APROVECHAMIENTO EN MADERA DE ENCINO DE OAXACA”

TESIS PROFESIONAL

QUE COMO REQUISITO PARCIAL

PARA OBTENER EL TITULO DE:

INGENIERO FORESTAL INDUSTRIAL

PRESENTA:

KARMINA GALINDO QUIROZ

(2)

“Variacion de corte y Coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca”

Esta tesis intitulada “Variacion de corte y coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca” fue realizada por la C. Karmina Galindo Quiroz bajo la Co-dirección del Dr. Rogelio Flores Velázquez y la Dra. Martha Elena Fuentes López, y la asesoría del Dr. Leonardo Sánchez Rojas, el M.C. Juan Quintanar Olguin y el M.C. Angel Leyva Ovalle. Ha sido revisada y aprobada por el siguiente Comité Revisor y Jurado Examinador para obtener el título de Ingeniero Forestal Industrial:

PRESIDENTE:

____________________________________________ DR. ROGELIO FLORES VELAZQUEZ

SECRETARIO:

____________________________________________ DR. LEONARDO SANCHEZ ROJAS

VOCAL:

____________________________________________ DRA. MARTHA ELENA FUENTES LOPEZ

SUPLENTE:

____________________________________________ M.C. JUAN QUINTANAR OLGUIN

SUPLENTE:

____________________________________________ M.C. ANGEL LEYVA OVALLE

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DEDICATORIA

Esté trabajo lo dedico especialmente a mi hijo Damián, por ser

la luz que guía mi camino y me da fuerza para seguir adelante.

Al Ing. Carlos Alberto Ruiz Coutiño, por su cariño y apoyo en

todo momento.

A mi madre y hermanos; Carmen, Irene y Carlos, por estar

siempre en los momentos más difíciles de mi vida.

A mis amigas inseparables; Mónica, Fabiola y Elisa por

brindarme una gran amistad.

Al Ing. Carlos Arreortúa García por ser un amigo especial que

me brindó sinceridad, tiempo y apoyo incondicional.

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AGRADECIMIENTOS

A la Universidad Autónoma Chapingo por brindarme la

oportunidad de obtener un grado académico y darme alojo en

ésta digna institución.

Al Dr. Rogelio Flores Velázquez por su tiempo y dedicación,

expresados en la dirección del presente trabajo.

Al INIFAP (Instituto Nacional de Investigaciones Forestales,

Agrícolas y Pecuarias) por el apoyo para la toma de datos y

procesamiento de la información.

A la maestra Juana Huerta por brindarme su apoyo y aliento en

todo momento durante la estancia en Chapingo.

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INDICE GENERAL

CONTENIDO PAGINA

INDICE DE CUADROS i

INDICE DE FIGURAS Y ANEXOS ii

RESUMEN iii

SUMARY iv

1. INTRODUCCION 1

2. OBJETIVO 3

3. REVISIÓN DE LITERATURA 4

3.1. Los encinos, su distribución e importancia 4

3.2. Aserrío de maderas duras 5

3.3. Movimientos en el proceso de aserrío 13 3.4. Propiedades de la madera de encino que influyen en el

desafilado

16

3.5. Variación de corte en la madera aserrada 17

3.6. Coeficiente de aprovechamiento 20

4. MATERIALES Y METODOLOGIA 22

4.1. Materiales 22

4.1.1. Características del aserradero 23

4.1.2. Características de la sierra 23

4.2. Metodología 24

(6)

4.2.2. Método de asierre 25

4.2.3. Velocidad de alimentación 25

4.2.4. Tiempo efectivo de corte 25

4.2.5. Volumen aserrado (m3) 26

4.2.6. Variación de corte o espesor 26

4.2.7. Dimensión óptima de corte 29

4.2.8. Coeficiente de aprovechamiento 32

4.2.9. Análisis de la información 33

5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 34

5.1. Velocidad de alimentación (m/min) 34

5.2. Tiempo efectivo de corte 34

5.3. Volumen aserrado 35

5.4. Variación de corte 36

5.5. Dimensión óptima de corte 38

5.6. Coeficiente de aserrío 43 6. CONCLUSIONES 46 7. RECOMENDACIONES 47 8. BIBLIOGRAFIA CITADA 48

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“Variacion de corte y Coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca” INDICE DE CUADROS

CUADROS PAGINA

1. Características de las sierras utilizadas en el estudio. 23 2. Velocidad de alimentación promedio (m/min). 34 3. Tiempo efectivo de corte total y promedios y número de cortes. 35 4. Volumen total aserrado por las sierras estudiadas. 36 5. Desviación total (St), desviación dentro de tablas (Sw) y entre tablas

(Sb).

37

6. Análisis de Varianza de la variación de corte en espesor. 38 7. Dimensión óptima y % de pérdida de volumen en grosor. 39 8. Porcentaje de tablas con dimensiones inferiores a la dimensión óptima. 41 9. Media del espesor, variación de corte y grosor óptimo para madera

nominal de 19.05 mm (3/4 de pulgada).

43

10. Coeficiente de aprovechamiento. 44

(8)

“Variacion de corte y Coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca” INDICE DE FIGURAS Y ANEXOS

FIGURAS PAGINA

1. Diente tipo N. 8

2. Diente tipo O. 8

3. Diente tipo S. 9

4. Diente a viruta proyectada. 9

5. Componentes de un diente en una sierra banda. 13

6. Aserradero portátil Wood-Mizer donde se realizó el estudio. 23

7. Tratamiento a la trocería utilizada. 24

8. Ubicación de las seis mediciones de grueso en las piezas. 27

9. Ubicación de las mediciones en ancho. 27

10. Ubicación de la medición en largo. 27

ANEXOS PAGINA

1. Formato de registro. 52

2. Porcentaje de contracción en la madera de las especies utilizadas. 53

3. Interrelación del porcentaje de piezas con dimensiones inferiores y el

factor Z.

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“Variacion de corte y Coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca” RESUMEN

En el presente trabajo se determinó la variación de corte en espesor en tablas de 19.05 mm (¾ de pulgada), así como el coeficiente de aprovechamiento de tres especies de encino (Quercus laurina, Q. carssifolia y Q. rugosa), en un aserradero portátil marca Wood-Mizer, se evaluó una sierra bimetálica tomando como testigo una sierra con características para el aserrío de madera del género Pinus que es una madera suave. Como resultado, la sierra bimetálica cuyas características son: calibre 19 equivalente a 1.05 mm, profundidad de garganta de ¼”, paso de diente de ¾”, ángulo de corte de 10°, ángulo de diente de 60°, ángulo de limpieza de 20° y ancho de corte de 2 mm, fue la que menor variación entre tablas y dentro de tablas presento. En cuanto al coeficiente de aprovechamiento, no existió diferencia estadísticamente significativa.

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“Variacion de corte y Coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca” SUMMARY

In the present work was determined the variation of cut in thickness in tables of 19,05 mm (¾ inch), as well as improvement coefficient of three species of encino (Quercus laurina, Q. carssifolia and Q. rugosa), in a portable sawmill Wood-Mizer mark, a bimetallic saw was evaluated taking like witness a saw with characteristics for sawmilling from wood from the Pinus that is a smooth wood. Like result, the bimetallic saw whose characteristics are: gauge 19 equivalent to 1,05 mm, gullet of ¼”, pitch of ¾”, rake angle of 10°, sharpness angle of 60°, clearance angle of 20° and kerf of 2 mm, was the one that smaller variation between tables and within tables display. As far as the improvement coefficient, statistically significant difference did not exist.

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1. INTRODUCCIÓN

Las especies de encino a pesar de formar el segundo grupo de vegetación más abundante después de los pinos en las zonas de clima templado–frío del país, no reflejan su importancia en la producción nacional forestal donde históricamente han representado solo el 8 % de la producción maderable (Flores y Fuentes 2002). De acuerdo con SEMARNAT (2007), la madera de encinos es destinada a la escuadría, celulósicos, leña y carbón, durmientes, postes, pilotes y morillos en ese orden de importancia.

Dicha madera es poco utilizada, debido a que existe escaso conocimiento de sus características tecnológicas, falta de equipo y tecnología apropiada para su procesamiento (Fuentes, 1990). Por sus características de alta densidad, dureza y contenidos de sílice que actúan como abrasivos, resulta una madera difícil de aserrar, ya que éstas actúan mermando rápidamente el filo de las herramientas de corte, incrementando así los costos de producción y teniendo como resultado inmediato el bajo aprovechamiento de esta especie (Flores et al., 2007).

Existen diversos problemas que aquejan a la producción de madera aserrada, siendo uno de ellos la variación de corte que se presenta en la madera que asierran, provocando con ello una baja productividad y una especulación en el precio por la falta de uniformidad en el corte de la madera aserrada que procesan (Sánchez, 2004). Asimismo, la madera que se asierra a un grosor superior al requerido incluye un volumen que se pierde en el proceso de cepillado, lo que repercute en una reducción

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del coeficiente de aprovechamiento y en las utilidades potenciales de la empresa (Zavala, 1991). Por ende, con un adecuado control en la uniformidad de la madera aserrada se obtendrán mejoras en la calidad del producto y se podrá aumentar el coeficiente de aserrío (Sánchez, 2004).

Para tal efecto, en el presente trabajo se determinó la variación de corte en espesor en tablas de 19.05 mm (¾ de pulgada), así como el coeficiente de aprovechamiento de tres especies de encino (Quercus laurina, Q. carssifolia y Q. rugosa), en un aserradero portátil, para poder evaluar una sierra bimetálica tomando en consideración una sierra testigo que se utiliza para el aserrío de madera del género Pinus en la comunidad de la Trinidad, Ixtlán Oaxaca.

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“Variacion de corte y Coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca” 2. OBJETIVO

Determinar la variación de corte y el coeficiente de aprovechamiento de tres especies de encino (Quercus laurina, Q. crassifolia y Quercus rugosa), en un aserradero portátil localizado en la comunidad de la Trinidad, Ixtlán, Oaxaca.

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“Variacion de corte y Coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca” 3. REVISIÓN DE LITERATURA

3.1 Los encinos, su distribución e importancia

Los encinos pertenecen al género Quercus de la familia Fagaceae, y constituyen un elemento dominante de la vegetación forestal en los bosques de clima templado (Jiménez y Olivas, 1998; Rzedowski, 1983; Mc. Vaugh, 1974). México se considera uno de los países con mayor representación de este taxa con más de 200 especies (Reyes y Gama, 1995).

Los encinos, son un recurso forestal que durante mucho tiempo se ha subutilizado. Debido a que de las aproximadamente 200 especies de encino, sólo 60 de ellas presentan diámetros y alturas comerciales para la industria forestal, las especies de los estados de Michoacán y Jalisco son utilizadas entre otras cosas para artesanías (Vázquez, 1992).

Los encinos por su diversidad, distribución y usos, tanto actuales como potenciales, son uno de los grupos taxonómicos de mayor relevancia (Vázquez, 1992). Existen encinos prácticamente en todas las entidades federativas de México; sólo están ausentes en el estado de Yucatán (Zavala, 1990). En el resto del país, los encinares son las poblaciones más comunes, pues no solo se encuentran en zonas de clima templado y semihúmedo, sino que se presentan también en las de clima caliente (colindando con el bosque tropical caducifolio), e incluso en las regiones típicamente áridas (formando

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parte del matorral xerófilo). La distribución del género Quercus sp. En el país es bastante amplia, pero no se conoce de manera detallada (Zavala, 1995).

3.2 Aserrío de maderas duras

La oportunidad de aprovechar los encinos en forma industrial requiere la búsqueda de nuevas alternativas de aprovechamiento y procesamiento en la actividad primaria del aserrío, como son la utilización de diagramas de corte adecuado y la determinación de las características de la sierra banda que permite aserrar un mayor volumen de trocería con una buena calidad de producto final (Flores y Fuentes, 2002).

La sierra es uno de los principales elementos en el proceso del aserrío, la cual debe cumplir ciertos requerimientos como son: alta flexibilidad y resistencia a la fatiga, alta dureza, resistencia al desgaste, uniformidad estructural de la resistencia al impacto (Flores y Fuentes, 2002; Sánchez, 2008).

Sin embargo, la dificultad para aserrar encinos esta relacionada con el tabú de la utilización de sierras banda que no reúnen las especificaciones necesarias para este tipo de madera y la adecuada combinación de la geometría de los dientes (Flores et al., 2002).

Así pues, la parte más importante de la sierra son los dientes, por el hecho de constituir los elementos de corte. Las especificaciones de mayor importancia son las relacionadas con la geometría de estos, como son: paso de diente, profundidad de garganta, espacio

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libre lateral, ángulo de corte, ángulo de diente y ángulo libre, que combinados en forma adecuada permiten incrementar la duración del filo y por consecuencia el volumen procesado de madera (Flores y Fuentes, 2002).

Dentro de las características de los dientes de la sierra banda, se encuentran las siguientes (Sánchez, 2008):

• Tipo de diente • Forma del diente • Paso del diente

• Profundidad de garganta • Ángulos del diente

Tipo de diente. Los tipos de diente sin considerar su forma, son dientes triscados (o

trabados) y los dientes recalcados (o suajeados) (Sánchez, 2008; SANDVIK, 1999; Jiménez, 1985), cabe mencionar que el diente recalcado es el más común para aserrar madera de encino.

El recalcado del diente se realiza en tres etapas: deformación o recalcado, retocado lateral o desbastado de los lados y, rectificado de la parte superior y caras de diente. Las puntas de los dientes se pueden recalcar con una herramienta manual o con una máquina (Sánchez, 2008; Sanvik, 1999).

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Las principales ventajas de los dientes recalcados en comparación con los dientes triscados se describen a continuación (Sanvik, 1999):

1. Mayores tiempos operativos debido a que la resistencia al desgaste es mejorada gracias a la alta dureza (deformación en frío).

2. Mejor precisión de corte en el aserrío y acabado superficial gracias a la simetría. 3. Tienen menor posibilidad de desplazarse lateralmente, siempre cortan más recto

con avances más grandes.

Forma del diente. Existen cuatro formas básicas de dientes que cubren las condiciones

generales de aserrío de la madera, y la principal diferencia entre ellos, estriba en el área o forma de garganta, la cual debe ser modificada de acuerdo a las condiciones de trabajo existentes (Flores et al., 2007).

El diente tipo N (Figura 1) es usado generalmente para hojas de sierra cinta angostas de hasta 50 mm de ancho (2”). Es un diente fuerte el cual puede ser recomendado para maderas excesivamente duras (Sánchez, 1994). El área de su garganta es relativamente pequeña y normalmente el diente es trabado y se afila a mano (Flores et al., 2007).

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Figura 1. Diente tipo N.

El diente tipo O (Figura 2) tiene la base de la garganta plana y el área de la misma grande por lo que se recomienda para maderas de grano grueso y fibroso, y en general para maderas suaves (Sánchez, 2008). Sin embargo, se comienza a utilizar con cierto éxito en el aserrío de maderas duras en los aserraderos portátiles, así mismo, de acuerdo con la opinión de algunos investigadores, la garganta plana reduce el riesgo de agrietamiento (Flores et al., 2007).

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El diente tipo S (Figura 3) es el usual para hojas de sierras anchas, especialmente aquellas con dientes recalcados, y debido a su lomo convexo, el ángulo de incidencia puede ser reducido al mínimo (Sánchez, 2008; Flores et al., 2007).

Figura 3. Diente tipo S.

El diente a viruta proyectada (Figura 4) tiene un ángulo de la garganta muy reducido, por lo que se resalta la facilidad de trabajo que presenta, dada el área de garganta y el fácil transporte del aserrín (Flores et al., 2007).

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“Variacion de corte y Coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca” Paso de diente. Es la distancia existente entre punta y punta de los dientes (Figura 5).

El paso del diente que existe para maderas duras y muy duras varía de 1 ¼” a 2 3/8” (Zavala y Gándara, 1976; Sandvik, 1964), aunque esto está relacionado con el ancho de la sierra (Schrewe, 1983; Tusset y Duran, 1979), o con el calibre de la sierra y con el diámetro de los volantes (Lustrum, 1984). De acuerdo a lo anterior, Flores y Fuentes (2002), recomiendan un paso del diente para madera de encino de 1 ¼” a 2 ¼”, de acuerdo con el calibre de la sierra, ya que a menor espesor de la sierra, menor paso de diente.

Garganta y profundidad de garganta. La garganta se determina por la forma, el paso

de diente y la altura del mismo (Figura 5), debiendo ser lo suficientemente amplia para arrastrar el aserrín producido. Que en el caso de las maderas duras, el volumen del aserrín es tres veces más que el volumen de la madera sólida, lo que significa que la garganta sea más reducida para obtener una mayor rigidez en el diente (Flores y Fuentes, 2002).

La profundidad de la garganta significa un amplio espacio de la garganta. Respecto a estudios realizados en el país, sobre el aserrío de encinos, en sierras de 8”, la característica que resultó con respecto a la profundidad de la garganta es de ½” (Bejar, 1982); en sierras de 6” una profundidad de garganta de 3/8”, fue la que dio mejores resultados (Quiñones y Herrera, 1984); y en sierras de 5” una profundidad de 7/16”, dio buenos resultados (Flores et al., 2001).

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“Variacion de corte y Coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca” Ángulo de ataque o corte (Figura 5). El ángulo de corte debe ser mantenido dentro de

ciertos límites, los cuales han sido determinados por la experiencia y la investigación (Flores y Fuentes 2002). En México, al evaluar sierras de 8”, los mejores resultados se obtuvieron con ángulos de ataque de 28° (Bejar, 1982); en sierras de 6”, los resultados fueron mejores con ángulos de ataque de 26° a 30° (Quiñones y Herrera, 1984); y en sierras de 5”, el ángulo de corte de 30° dio buenos resultados (Flores et al., 2001), esto sin olvidar que el ángulo de corte debe relacionarse con la velocidad de alimentación y la velocidad de corte, es por ello que para sierras banda de espesores reducidos debe mantenerse cerca de la tolerancia mínima, y para sierras de espesores elevados cerca de la tolerancia máxima. Por tal motivo Flores y Fuentes (2002) recomiendan para aserrar la madera de encino ángulos de corte para sierra banda con dientes trabados de 15° a 30° y para sierras banda con dientes recalcados de 20° a 30°.

Ángulo del diente (Figura 5). Determina que tan fuerte y sólido es el diente, es decir,

debe ser lo suficientemente amplio de tal manera que permita que el diente tenga una buena resistencia, es por ello que para el aserrío de la madera de encino Flores y Fuentes (2002) recomiendan un ángulo de diente de 45° a 60°. Derivado de estudios realizados en México, con sierras de 8”, el ángulo de diente de 50° fue el que mejores resultados dio (Bejar, 1982). En sierras de 6”el ángulo de diente más adecuado fue el de 45° a 50° (Quiñones y Herrera, 1984); y en sierras de 5”, el ángulo de diente de 44° dio buenos resultados (Flores et al., 2001). Así mismo, de acuerdo con Sánchez (2008) el ángulo del diente no debe ser menor de 40°, con maderas duras puede acercarse a los 50° y en maderas suaves descender hasta 35°.

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“Variacion de corte y Coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca” Ángulo de limpieza. Determina el corte libre y limpio de la sierra, ya que la separación

entre la sierra y la madera debe empezar justamente en la punta del diente, para evitar que el lomo del mismo roce con la madera causando fricción y sobre calentamiento de los dientes de la sierra (Figura 5). En México, en sierras de 8” se recomienda un ángulo de limpieza de 12° (Bejar, 1982); en sierras de 6” el ángulo de limpieza más adecuado va de 14° a 15° (Quiñones y Herrera, 1984); y en sierras de 5”, el ángulo de limpieza de 16° dio buenos resultados (Flores et al., 2001). Es así como el aserrío de una madera densa o dura requiere de un diente rígido, haciendo necesario incrementar el ángulo del diente, lo cual se realiza reduciendo el ángulo de incidencia o el ángulo de corte o ambos (Flores y Fuentes, 2002).

Ancho de corte. Es el ensanche que se le da al borde dentado de la sierra, con la

finalidad de proporcionar a la misma el espacio suficiente, para evitar roces del cuerpo de la hoja con la madera al realizar el corte. Como regla general, se recomienda usar sierras con dientes recalcados para el aserrío de madera de encino, debido a que sólo un diente recalcado efectúa el trabajo de corte completo, mientras que se requieren de dos dientes trabados como mínimo para efectuar el mismo trabajo (Flores y Fuentes, 2002).

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Figura 5. Componentes de un diente en una sierra banda.

3.3 Movimientos en el proceso de aserrío

Velocidad de alimentación

Esta determinada por el tipo de madera, tamaño de madera (altura de corte), tolerancias exigidas por el producto aserrado, acabado superficial deseado y características de la sierra. En México, otro de los grandes problemas del aserrío de encino, es que se quiere aserrar a las mismas velocidades a las que se asierra la madera de pino, lo cual no es recomendable, ya que el encino por ser madera dura requiere utilizar velocidades de alimentación menores, por lo tanto, se debe utilizar una velocidad cercana a los 25 m/min o ligeramente superior (Enríquez, 2004).

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La velocidad de alimentación es calculada por medio de la siguiente formula (Flores y Fuentes, 2002; Jiménez, 1985):

Va = (Vc * E) / p

Donde:

Va= Velocidad de alimentación

Vc= Velocidad de corte

E= Espesor de aserrín (mm)

p= Paso de diente (mm)

Es decir, en una sierra con un paso de 38.1 mm, que corte a una velocidad de 1800 m/min y produzca un espesor de viruta de 0.6 mm, se aserrará con una velocidad de alimentación de 28.35 m/min (Flores y Fuentes, 2002). Asimismo, cuando se asierran troncos de madera dura como el encino, es recomendable obtener un espesor de viruta de entre 0.3 y 0.7mm (Flores et al., 2007).

Enríquez (2004) reportó velocidades de alimentación promedio de 18.78 m/min durante el aserrío de encino, obteniendo mayores velocidades con sierras estelitadas de hasta 24 m/min. Mientras que Bejar (1982) obtuvo velocidades de 15 m/min a 19.8 m/min, siendo la mayor velocidad de alimentación la correspondiente a sierras estelitadas.

Acevedo (2008) al evaluar 9 sierras banda para el aserrío de madera de encino de Oaxaca reportó velocidades de alimentación de 6.63 m/min a 14.35 m/min, por lo que

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se considera que son velocidades muy bajas en comparación con otros estudios realizados.

Velocidad de corte

La velocidad de la sierra debe de verificarse periódicamente, sobre todo cuando se quiera aserrar madera de diferente dureza a la que se está aserrando; ya que la madera blanda se asierra a velocidades ligeramente superiores a los 10000 pies/minuto, la madera de dureza media semejante al pino verde se asierra a velocidades entre 8000 y 10000 pies/minuto y maderas duras como el encino se asierran a velocidades cercanas a 6000 pies/minuto (Flores y Fuentes, 2002).

Conociendo el diámetro de los volantes y las revoluciones por minuto (rpm) de éstos, se puede calcular sin problema la velocidad de corte de la sierra con la siguiente fórmula (Flores y Fuentes, 2002):

Velocidad de la sierra (pies/min) = rpm del volante X 3.1416 X diámetro del volante

(en pies)

Cuando no se dispone de un tacómetro para medir las rpm del volante, se determina con la siguiente fórmula (Flores y Fuentes, 2002):

Rpm del volante = (diámetro de polea impulsadora X rpm del motor)/diámetro de

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“Variacion de corte y Coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca” 3.4 Propiedades de la madera de encino que influyen en el desafilado

De las características y propiedades de la madera más importantes que influyen en la calidad de superficie maquinada están: la densidad, el contenido de humedad, la dirección del hilo, textura, porosidad, contenido de extractivos, elasticidad, número de anillos de crecimiento por cm y temperatura (Flores y Fuentes, 2002).

En el proceso de aserrío, el comportamiento o la influencia de la humedad en la madera es importante solo cuando se encuentra por debajo del Punto de Saturación de la Fibra (PSF), por la resistencia que opone al ser cortada, ya que las fibras se vuelven más rígidas y por lo tanto su resistencia al corte es mayor. Cuando se encuentra por arriba del PSF, no presenta un efecto significativo sobre el corte (Acevedo, 2008).

Las maderas en general presentan incrustaciones de materiales cálcicos con contenido de látex o algunas sustancias que hacen más difícil su aserrío y que generalmente se les considera como “maderas duras” (Becerra, 1976). Asimismo, los encinos de México tienen una gran densidad básica entre 0.51 g/cm3 y 0.89 g/cm3, clasificadas como pesados a muy pesados (Honorato, 2002a).

La presencia de cristales en algunas especies de encino afecta la duración del filo de las herramientas de corte, disminuyendo el tiempo de vida útil de las mismas elevando el costo de producción (Honorato, 2002b).

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“Variacion de corte y Coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca” 3.5 Variación de corte en la madera aserrada

La variación del corte se manifiesta a través de la variación en espesor de la madera aserrada, y se le considera como una medida de la precisión mecánica de trabajo de los equipos de aserrío (Zavala, 1991).

Existen muchos factores que afectan directamente el coeficiente de aprovechamiento debido a la variación de corte; los cuales reflejan una influencia directa en el proceso de transformación de la madera desde el proceso de troceo del arbolado hasta la elaboración de la madera aserrada; tales como las características de la maquinaria utilizada con su capacidad de producción y condiciones de trabajo, el diámetro y la calidad de la trocería procesada, la proporción de las dimensiones y la calidad de la madera producida, los refuerzos y los excedentes de los refuerzos en la trocería como en la madera aserrada y la variación en grosor de las tablas (Zavala, 1995; Zavala, 1994).

La importancia en el control de la variación de corte radica en que de cada milímetro de espesor en tablas de 25.4 mm de grueso (1”), significa el 4 % de la producción (Sánchez, 2004), es decir, que los beneficios obtenidos por la optimización son maximizar las ganancias, satisfacer demandas de mercado y utilizar racionalmente los recursos (Ulin, 1992).

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La variación en el grosor de la madera, debido a la variación de corte por aserrío, puede ser bastante significativo, el exceso de refuerzos puede representar un 10 % del volumen de madera verde áspera (Zavala, 1994).

De acuerdo a Ramos (2006), la variación de corte en gruesos es la más significativa en cuanto al volumen que representa, comparativamente hablando con respecto al ancho y al largo.

Zavala (1991), reportó un grosor promedio de 21 a 34 mm para tablas de 19.05 mm (3/4”), media nominal en seis aserraderos, donde la principal variación de corte durante el proceso fue entre tablas. Pudiendo incrementar potencialmente el coeficiente de aprovechamiento de madera aserrada, disminuyendo el grosor promedio a un grosor óptimo, determinado en función de la variación del espesor de la madera, el cual representaría un aumento en el volumen de madera aserrada de 3.55 %.

De acuerdo con Zavala (1992), en un estudio realizado en dos aserraderos del país, el refuerzo es excedido hasta en un 15 % para madera de 19 mm (3/4”), de 9.99 % para madera de 38.1 mm (1½”) y de 10.91 % para madera de 50.8 mm (2”). Mediante la determinación de la dimensión óptima se encontró un excedente de volumen de madera promedio de 4.46 %. De tal manera, que es necesario respetar las dimensiones del refuerzo para la madera aserrada, para que la productividad no se vea afectada por el excedente de refuerzos.

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Enríquez (2004) y Ramos (2006) obtuvieron en su investigación sobre el aserrío de encino los mejores resultados en cuanto a menor variación de corte, mayor coeficiente de aprovechamiento y mayor duración del filo con sierras estelitadas, por lo que recomiendan el uso de las mismas.

Flores (2005) determinó en el estudio sobre variación de corte para madera de 19.05 mm (3/4”) de medida nominal, un porcentaje de pérdida en volumen aserrado por exceso de refuerzo en dos aserraderos del país de 5.55 % y de 6.95 % de acuerdo con la dimensión óptima determinada para cada aserradero, así como una desviación estándar total del proceso de 1.4 mm y 1.1 mm respectivamente. Mientras que Sánchez (2006), en su estudio sobre variación de corte en cinco aserraderos del país, reportó variaciones de 0.55 mm a 0.94 mm, y de pérdidas por volumen aserrado debido a un exceso en refuerzo de 1.37 % a 9.71 %.

Nájera et al. (2006) determinaron una desviación estándar del proceso de 1.433 mm considerando como media en el estudio sobre la evaluación de tres sierras, de asierre en tablas de 19.05 mm (3/4”) para una especie de encino.

Acevedo (2008), en su estudio sobre evaluación de nueve sierras en el aserrío de encino de Oaxaca obtuvo que el espesor promedio de las tablas de 19.05 mm (3/4”) de espesor nominal varió de 25.7 mm (1.04”). Asimismo, reportó una desviación total del proceso que va de un rango de 1.22 mm a 1.59 mm, de tal manera que afirma que la principal variación de corte que se presentó en su investigación corresponde a la

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variación entre tablas (Sb). También, reporta perdidas por volumen aserrado debido a un exceso en refuerzo de 1.37 % a 9.71 %, por lo cual menciona que el porcentaje por pérdida de volumen aserrado se ve influenciado por la variación de corte en el proceso de aserrío, por lo que es necesario respetar las dimensiones del refuerzo, y de esta manera la productividad no se verá afectada por excedentes de madera.

3.6 Coeficiente de aprovechamiento

El rendimiento de madera aserrada o coeficiente de aprovechamiento se define como la proporción de madera en escuadría que resulta al aserrar una unidad de volumen de trozas (Ferreira et al., 2004). Las variables más significativas que influyen en el rendimiento del aserrío son el ancho del corte, las dimensiones de la madera, el diámetro, la longitud, conicidad y calidad de la troza, así como, la toma de decisiones del personal y las condiciones de mantenimiento del equipo (Melo y Ravón, 1989; Dilworth & Bey, 1984

)

. García et al. (2001) afirmaron que el rendimiento de la madera aserrada es uno de los principales indicadores para medir la eficiencia de cualquier industria. La eficiencia se refiere al grado de aprovechamiento de la materia prima que garantiza el producto que se comercializa.

Alemán (1992) determinó un coeficiente de aserrío de 61.73 % en el aserradero La Mesilla, propiedad de la Compañía Maderera Guerrero S.A de C.V., ubicado en Zaragoza, Nuevo León.

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García et al. (2001) mediante el estudio de cuatro aserraderos banda cuyos productos principales son tablas de 1.905 cm (3/4”) y tablones de 3.81 cm (1½”), en cortas dimensiones y en calidad mill-run, determinaron un coeficiente de aserrío nominal de 44.58 % y el real de 61.72 %.

Nájera et al. (2006) evaluaron tres sistemas de aserrío para madera de encino (tangencial, radial y mixto) en un aserradero de 20.32 cm (8”) en la región de el Salto, Durango. Los resultados mostraron que el mejor rendimiento en madera aserrada se consiguió en el sistema de aserrío tangencial con 67.98 %, mientras que el menor rendimiento se observó en el sistema radial con 46.99 %.

Ramos (2006) obtuvo un coeficiente de aprovechamiento promedio de 50.54 % para una sierra estelitada y un coeficiente de aprovechamiento de 44.68 % para una sierra con dientes recalcados, obteniendo diferencias significativas p>0.05 en una comparación de medias con el procedimiento de Tukey.

Acevedo (2008) en su trabajo de investigación obtuvo como resultado un coeficiente de aprovechamiento del proceso de aserrío de madera de encino de 45.94 %, encontrando que no existen diferencias significativas p>0.05 entre los diferentes coeficientes de aprovechamiento de cada una de las sierras que evaluó, por lo cual deduce que no existe diferencia significativa entre sierras estelitadas y no estelitadas con respecto al coeficiente de aprovechamiento promedio. Aunque está deducción no coincida con los resultados presentados por Ramos (2006).

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Flores et al. (2007) reportó en un estudio sobre el aserrío de la madera de encino en un aserradero portátil con sierra bimetálica, un coeficiente de aprovechamiento de 40.92 %.

González (2008), en su estudio comparativo con madera de encino y pino obtuvo como resultado un coeficiente de aprovechamiento de 49.33 % para el encino, lo cual es considerado bajo con respecto al obtenido por Nájera et al. (2005) que reporta un rendimiento de 51 % en Quercus laeta.

4. MATERIALES Y METODOLOGIA

4.1 Materiales

Este estudio forma parte del proyecto CONAFOR-2004-COI-55, financiado a través del Fondo Sectorial CONAFOR-CONACYT. (Comisión Nacional Forestal – Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología). Se llevó a cabo en un aserradero portátil marca Wood-Mizer propiedadde la Comunidad Forestal de La Trinidad Ixtlán, Oaxaca.

Para realizar el presente trabajo se utilizo un volumen de 4.8 m3 rollo de Quercus laurina, Q. carssifolia y Q. rugosa, que son las principales especies maderables de encino en los predios de la comunidad de La Trinidad, municipio de Ixtlán de Juárez.

El equipo adicional que se utilizó es: Flexómetro, cronómetro, vernier digital, calibradores, libreta de campo, formatos de captura de datos, pintura acrílica y 2 sierras banda con diferentes características.

(33)

“Variacion de corte y Coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca” 4.1.1 Características del aserradero

El estudio se realizó en un aserradero portátil marca Wood-Mizer (Figura 6).

Figura 6. Aserradero portátil Wood-Mizer donde se realizó el estudio.

4.1.2 Características de la sierra

Se probaron 2 sierras de calibre 19 con los dientes tipo “O” y trabados. Las características de cada una de las sierras se presentan en el cuadro 1.

Cuadro 1. Características de las sierras utilizadas en el estudio.

Sierra Paso de diente (Pulg.) Profundidad de Garganta (Pulg.) Ángulo de Corte (Grados) Ángulo de Diente (Grados) Ángulo de Limpieza (Grados) Calibre de sierra (BWG*) Ancho de corte (mm) Ancho de la Sierra Bimetálica ¾” ¼” 10° 60° 20° 19 2 1 ½” Testigo 7/8” ¼” 10° 60° 20° 19 3 1 ½”

(34)

“Variacion de corte y Coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca” 4.2 Metodología

4.2.1 Tratamiento de la trocería

Después de derribar y trocear los árboles de encino destinados para el estudio, se sellaron los cabezales de cada una de las trozas con capas espesas de pintura de aceite de color rojo, con el fin de evitar su rápida deshidratación (Figura 7). Se asignó a cada una de las trozas un número para su identificación, posteriormente se transportaron al patio de trocería donde se ubicaba el aserradero portátil.

Figura 7. Tratamiento a la trocería utilizada.

Durante el proceso, de igual manera se numeraron las tablas que se obtuvieron de cada troza con la clave formada por el número de troza seguido por el número de tabla obtenida de la misma, considerando la sierra bimetálica utilizada para el presente estudio, así como, la sierra testigo, la cual es la que se utiliza para aserrar pino.

(35)

“Variacion de corte y Coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca” 4.2.2 Método de asierre

Las trozas fueron aserradas aleatoriamente mediante el método de asierre conocido como cuatro caras o volteos (1, 2, 3, 4) y el de dos caras o volteos (1, 2).

Las variables respuesta que se midieron en la sierra son:

1. Velocidad de alimentación (m/min) 2. Tiempo efectivo de corte (s)

3. Volumen aserrado (m3) 4. Variación de espesor 5. Coeficiente de aserrío

4.2.3 Velocidad de alimentación (m/min)

Para la determinación de ésta variable se midió la velocidad de alimentación promedio con cada sierra evaluada, este factor se obtuvo mediante el registro del tiempo promedio que tardó la sierra en efectuar el corte para cada troza, considerando que la distancia de recorrido de corte es la longitud de la troza.

4.2.4 Tiempo efectivo de corte (s)

Para medir el tiempo efectivo de corte, se midieron los tiempos en segundos que tardaba la sierra en realizar un corte de principio a fin, siendo acumulativo hasta terminar de utilizar la sierra.

(36)

“Variacion de corte y Coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca” 4.2.5 Volumen aserrado (m3)

Para determinar el volumen de madera aserrada, se midieron todas y cada una de las tablas aserradas con cada una de las sierras. Se obtuvo el espesor promedio a través de seis mediciones, tres en cada canto y distribuidas a lo largo de la tabla, mientras que la media del ancho se obtuvo de tres mediciones. En cuanto a la longitud, se tomó una sola medición. En el caso del espesor y el ancho, las mediciones se aproximaron al milímetro, mientras que para la longitud se aproximaron al centímetro.

4.2.6 Variación de corte en espesor

Para determinar la variación de corte en el aserrío, se seleccionaron las tablas correspondientes a la sierra de estudio y a la testigo, agrupándolas de acuerdo a su espesor. El grosor que se produjo con mayor frecuencia fue el de 19.05 mm (3/4”), por lo que el análisis de variación de corte está referido a esta medida nominal.

Para la medición de las tablas aserradas se utilizó el método de puntos múltiples, el cual permite determinar la variación en espesor con mayor precisión y detectar el origen de las fallas y sus posibles correcciones (Zavala, 1991).

Se realizaron seis mediciones de grosor en cada tabla (Figura 8). La primera medición se realizó a 30 cm de los extremos de las tablas, tratando de evitar los defectos de la madera como nudos, rajaduras u otros defectos naturales que no tengan que ver por efecto de corte. Las mediciones se realizaron con un vernier con aproximación al milímetro con la finalidad de tener mayor precisión y menor margen de error.

(37)

Figura 8. Ubicación de las seis mediciones de grueso en las piezas.

Las mediciones en ancho se realizaron con un Flexómetro con una precisión al milímetro, tomando las medidas como se indica en la Figura 9.

Figura 9. Ubicación de las mediciones en ancho.

Para la medida en Largo únicamente se tomó una medida y ésta fue a lo largo de la tabla (Figura 10).

Figura 10. Ubicación de la medición en largo.

Para la determinación de la variación de corte en el aserrío se utilizó la fórmula de la desviación estándar del proceso (St) (Fórmula 1), la cual se conforma a través de la variación en espesor o ancho a lo largo de la tabla denominada “desviación estándar

(38)

dentro de tabla (Sw)” (Fórmula 2, 3 y 4), y por la variación que ocurre de una tabla a otra denominada “desviación estándar entre tablas (Sb)” (Fórmula 5 y 6) (Zavala, 1991; Zavala, 1981).

Donde:

1. St = desviación estándar del proceso o variación del aserrío 2. Sw = desviación estándar en tablas

3. Sb = desviación estándar entre tablas

4. S2 = varianza de las mediciones en cada tabla 5. = promedio de las varianzas de todas las tablas

6. S( )2 = varianza de las medias de los espesores de cada una de las tablas muestreadas

7. = media de los espesores de cada tabla 8. m = número de tablas muestreadas

(39)

Para la aplicación de las fórmulas se realizaron los siguientes cálculos:

• Se calculó la media ( ) de las seis mediciones en grosor correspondientes a cada tabla, con lo que se obtuvo la varianza de las medias (S( )2) de la sierra.

• En cada tabla se determinó la varianza (S2

) del grosor de las seis mediciones, para obtener el promedio de las varianzas ( ) en espesor de todas las tablas.

• Con el calculo de éstas variables, para cada grupo de tablas se calculó la desviación estándar dentro de tablas (Sw) y la desviación estándar entre tablas (Sb), para obtener de esta manera la desviación estándar total (St) de la sierras evaluadas.

4.2.7 Dimensión óptima de corte

Para determinar la dimensión óptima de corte (DO) a la que debió aserrarse la madera en ambas sierras evaluadas, se consideraron una serie de refuerzos que se agregaron a la dimensión nominal deseada para obtener la dimensión final requerida (Zavala, 1991).

Se consideró el refuerzo respecto al volumen que se pierde por el secado de la madera, el volumen que se remueve por el cepillado y el volumen que se pierde por efecto de la variación en espesor de las tablas debido al corte, al momento de aserrar la trocería. Se utilizó la fórmula empleada por (Zavala, 1994):

DO = (DF + RC) + (Z * St) 1 - %C

(40)

Donde:

DO: Dimensión óptima de la madera verde áspera (mm) St: Desviación estándar del proceso (mm)

Z: Factor de dimensión mínima aceptable

%C: Refuerzo por contracciones (de verde al C.H. final) RC: Refuerzo por cepillado en ambos lados de la tabla (mm) DF: Dimensión final (mm)

La dimensión Crítica (CD) se relaciona con la dimensión de la madera verde, si se pudiera producir piezas sin variación de corte en el aserrío. Se calculó mediante la siguiente formula:

DC = (DF + RC) 1 - %C

Donde:

DC: Dimensión critica (mm)

%C: Refuerzo por contracciones (de verde al C.H. final) RC: Refuerzo por cepillado en ambos lados de la tabla (mm) DF: Dimensión final (mm)

La dimensión final (DF) es el grosor o espesor final que debe tener la madera, por lo que la dimensión nominal debe ser igual a la dimensión real. En este caso, para las tablas de 3/4 de pulgada, el espesor final corresponde a 19.05 mm.

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El refuerzo por cepillado (RC) corresponde al volumen total de madera que se elimina al cepillar ambas caras de la tabla. La madera que se pierde por cepillado varía de 1.27 mm a 2.032 mm (0.05” a 0.08”). En el presente trabajo, se consideró 1.27 mm, que es el volumen mínimo de pérdida de madera por el cepillado.

El refuerzo por contracciones (% C) se determinó utilizando la formula empleada por Zavala (1994):

%C = (30% - C. H. Final) X %C promedio 30

Considerando que la madera se contrae más en el dirección tangencial que en la radial, se utilizó el porcentaje de contracción tangencial mayor, de las tres especies de encino que se aserraron (Anexo 2). Esto es equivalente a 13.47 % que corresponde a Q. rugosa Nee. El contenido de humedad final utilizado fue del 12 %.

El factor de la dimensión mínima aceptable (Z) (anexo 3), es un valor estadístico que especifica el porcentaje de tablas cepilladas que se producirán con dimensiones inferiores a la requerida. En este caso, se utilizó un valor de Z = 1.65 desviación estándar para una distribución de frecuencia normal, lo que significa que únicamente un 5 % de la producción deberá presentar dimensiones inferiores a la dimensión óptima.

Por último, se obtuvo la dimensión óptima expresada en mm, considerando el valor de St determinado para cada sierra. La dimensión óptima de corte corresponde al grosor que debió estar cortando cada sierra, para que únicamente un 5 % de la producción de

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tablas con un grosor de 19.05 mm (3/4”) media nominal, tuviera un valor inferior a esta dimensión, ya secada y cepillada.

Posteriormente, se comparó la dimensión óptima deseada con el valor de la media en grosor obtenida con cada sierra que se probó, y de ésta forma se calculó el porcentaje de pérdida debido a un exceso en grosor. El volumen de madera que se perdió con cada sierra al darle un exceso de refuerzo en grosor para compensar la variación de corte se determinó con la siguiente fórmula:

Donde:

Vp: Volumen perdido por exceso de refuerzo en grosor DO: Dimensión óptima de corte

X: Media del grosor de las tablas producidas por tipo de sierra

4.2.8 Coeficiente de aprovechamiento

Para obtener el coeficiente de aprovechamiento se utilizó la relación: madera aserrada / volumen de la troza, en unidades métricas y expresado en porcentaje.

Para calcular el volumen de cada una de las trozas se midió el diámetro, con una aproximación al milímetro, tomando cuatro mediciones por cara, dos con corteza y dos sin corteza; la longitud de la troza se midió con aproximación al centímetro y para la cubicación de trocería, se usó el diámetro promedio con corteza. Se utilizó la formula de Huber:

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V= AB*L

V= Volumen en m3

AB= Área Basal media (0.7854 x D2) L= Longitud

Por lo tanto la expresión para calcular el coeficiente de aserrío es la siguiente:

Coef. De aserrío = Volumen de madera producto x 100 Volumen total rollo con corteza

4.2.9 Análisis de la información

El análisis de la información consistió en realizar un Análisis de varianza (ANOVA) en la hoja de cálculo de Microsof Excel, únicamente para la variación en espesor y coeficiente de aserrío con lo cual se evaluó el comportamiento de ambas sierras.

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“Variacion de corte y Coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca” 5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

5.1 Velocidad de alimentación (m/min)

La velocidad de alimentación promedio utilizada al cortar con cada una de las sierras se presenta en el Cuadro 2, como se puede observar la mayor velocidad de alimentación la presentó la sierra bimetálica con 7.35 m/min, lo cual se debe a que esta presentó menos desviación en el corte, que se infiere de acuerdo con Flores et al. (2007) a que como el diente tiene menos traba tiende a presentar una menor tendencia a desviarse en el corte.

Cuadro 2. Velocidad de alimentación promedio (m/min).

Sierra Velocidad de

alimentación m/min

Bimetálica 7.35

Testigo 6.98

5.2 Tiempo efectivo de corte (s)

Para la obtención del tiempo efectivo de corte (TEC) se empleó el tiempo que utilizó cada sierra por corte. El TEC total resultó del tiempo acumulado y el TEC promedio por corte se obtuvo al dividir el TEC total entre el número de cortes realizados por las sierras.

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Considerando que la trocería tuvo el mismo origen y fue aserrada al azar con las dos sierras, la diferencia en el TEC total se debe al número de cortes, ya que como se puede notar en el Cuadro 3 la sierra bimetálica es la que realizó el mayor número de cortes.

Cuadro 3. Tiempo efectivo de corte total y promedios y número de cortes.

Sierra TEC total TEC

promedio

Número de cortes

Bimetálica 16116.0 29.516 546

Testigo 7193.6 36.149 199

De acuerdo con los resultados de tiempo efectivo de corte, se nota que la sierra con mejores condiciones para aserrar madera de encino es la sierra bimetálica y que existe una diferencia importante al pretender utilizar la misma sierra que es utilizada para el aserrío de pino.

5.3 Volumen aserrado (m3)

Al terminar de aserrar la madera de encino se determinó el volumen aserrado por la sierra bimetálica y por consiguiente la de la sierra testigo, mediante la metodología descrita anteriormente. Los resultados por sierra se muestran en el Cuadro 4. Como ya se mencionó la trocería aserrada se procesó al azar con las sierras usadas en el estudio, y el volumen total aserrado fue de 4.808 m3r equivalentes a 2037 pies tabla.

(46)

Cuadro 4. Volumen total aserrado por las sierras estudiadas.

Sierra Volumen aserrado (m3)

Bimetálica 3.211

Testigo 1.597

Como se puede observar en el Cuadro 4 la sierra bimetálica fue la que aserró mayor volumen bajo las mismas condiciones de trabajo, con lo que se comprueba que las sierras utilizadas para el aserrío de pino no se pueden usar para aserrar madera de encino, ya que de hacerlo esto generará más costos en la producción y se verá reflejado significativamente en el Coeficiente de Aprovechamiento. Asimismo, de acuerdo con Flores et al. (2007) el mayor volumen de madera aserrada que se obtuvo con la sierra bimetálica puede deberse a que al tener una menor traba que la sierra testigo, puede trabajar un mayor tiempo sin presentar una desviación en el corte, ya que las sierras con dientes trabados, entre mayor es la traba mayor es la tendencia a desviarse en el corte.

5.4 Variación de corte

Para el presente estudio, se determinó la variación de corte en espesor de las tablas con medida comercial de 3/4 de pulgada, ya que fue la más representativa en éste proceso de aserrío. El espesor promedio de las tablas de 19.05 mm (3/4” de pulgada) de espesor nominal varió en un rango de 18.901 mm a 28.87 mm en los dos grupos correspondientes a cada una de las sierras en estudio.

(47)

Se obtuvo una desviación estándar para cada una de las sierras (St), así como la desviación dentro de tablas (Sw) y la desviación entre tablas (Sb), los resultados obtenidos se muestran en el Cuadro 5. La sierra que presentó mayor desviación estándar total (St) fue la sierra testigo de 1.70 mm, mientras que la de la sierra bimetálica fue de 1.30 mm, con lo anterior, se comprueba que la sierra testigo tiende a presentar una mayor variación en el corte y que ocasiona que el proceso sea más inestable con respecto a las características de las dimensiones de las tablas procesadas.

Cuadro 5. Desviación total (St), desviación dentro de tablas (Sw) y entre tablas (Sb).

SIERRA Sw (mm) Sb (mm) St (mm)

BIMETALICA

0.8492 0.9857 1.3011

TESTIGO

0.9363 1.4190 1.7000

Asimismo, se realizó un análisis de varianza que se muestra en el Cuadro 6, en el cual se puede observar que existe una diferencia significativa (p<0.05) entre la variación de corte de espesor entre las dos sierras, de igual forma se observa también que la F calculada es mayor que el valor critico para F, por lo que se puede afirmar que hay una diferencia significativa entre el comportamiento de la sierra bimetálica y el de la testigo, en cuanto a variación de corte en espesor.

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Cuadro 6. Análisis de Varianza de la variación de corte en espesor.

Origen de las variaciones Suma de cuadrados Grados de libertad Promedio de los cuadrados F Probabilidad Valor crítico para F Entre grupos 6.67869103 1 6.67869103 4.60318271 0.03245556 3.8625351 Dentro de los grupos 642.7422744 443 1.4508855 Total 649.4209654 444

5.5. Dimensión óptima de corte

Considerando que la dimensión final que debe de tener la madera de encino ya cepillada es de 19.05 mm (3/4 de pulgada), se considera incrementar un refuerzo por cepillado equivalente a 1.27 mm (0.05 de pulgada) en total, de ésta manera el espesor de la madera después del secado es de 20.32 mm. Asimismo, utilizando la formula para la Dimensión Crítica, se determinó la dimensión requerida antes del secado, sin incluir la variación en el aserrío para ambas sierras.

El mayor porcentaje de contracción tangencial de las cuatro especies aserradas corresponde a la madera de Quercus rugosa y considerando que la madera sería secada a un contenido de humedad del 12 %, el porcentaje de contracción a esas condiciones es de 8.08 %, por lo tanto, utilizando la formula de Dimensión Critica (DC), se obtuvo que la dimensión antes del secado es de 22.1062 mm.

Cabe mencionar que la madera no se puede aserrar de manera “perfecta”, ya que si así fuera, la dimensión critica sería la dimensión óptima, por lo tanto, es necesario

(49)

considerar un volumen adicional. Posteriormente, para el calculo de la dimensión óptima, se consideró el valor de la desviación total (St) que se determinó al evaluar la madera aserrada para cada una de las sierras, asimismo, se tomó en cuenta un valor de Z de 1.65 de desviación estándar .

.

Una vez obtenida la dimensión óptima de corte para ambas sierras, se comparó la dimensión óptima con respecto a la media obtenida durante el proceso de aserrío y de ésta manera se obtuvo el porcentaje de pérdida. Los resultados obtenidos se concentran en el Cuadro 7.

Cuadro 7. Dimensión óptima y % de pérdida de volumen en grosor.

DO (BIMETÁLICA)= 22.1062 + (1.65*1.3011) DO (TESTIGO)= 22.1062 + (1.65*1.7000) DO (BIMETÁLICA)= 24.2530 DO (TESTIGO)= 24.9112 PÉRDIDA EN mm = 25.4056 - 24.2530 PÉRDIDA EN mm = 25.1465 - 24.9112 PÉRDIDA EN mm = 1.1526 PÉRDIDA EN mm = 0.2353 PÉRDIDA EN % = ((25.4056-24.2530)/24.2530)*100 PÉRDIDA EN % = ((25.1465-24.9112)/24.9112)*100 PÉRDIDA EN % = 4.7524 PÉRDIDA EN % = 0.9446

Observando los resultados sobre el porcentaje en pérdida a causa de un exceso de refuerzo, se determinó que la sierra bimetálica presentó el más alto porcentaje de pérdida con un 4.7524 %, sin embargo la sierra testigo presenta menos del 1% (0.9446).

Considerando los resultados antes descritos, el porcentaje por pérdida que se obtuvo en la sierra bimetálica tiene semejanza al obtenido por Zavala en un estudio de dos aserraderos del país, en el cual encontró un excedente promedio de volumen de

(50)

madera de 4.46 % mediante la determinación de la dimensión óptima de corte, mientras que en la sierra testigo utilizada para este trabajo, el porcentaje es inferior con respecto a la sierra bimetálica, aunque es importante indicar que el porcentaje de pérdida por volumen aserrado se ve influenciado por la variación de corte en el proceso de aserrío, es decir, que como la desviación estándar total en la sierra testigo es mayor, entonces implica que la variación de corte es también mayor, y para tener la dimensión final deseada se requiere también de un mayor refuerzo, lo que a la postre va a repercutir de forma negativa en el coeficiente de aprovechamiento.

Porcentaje de tablas con dimensiones inferiores a la requerida

Comparando el valor de la media de los espesores de cada una de las tablas aserradas con medida nominal de 19.05 mm (3/4” de pulgada) con respecto a la dimensión óptima, se determinó el porcentaje de tablas que no serían clasificadas como medida nominal de 19.05 mm (3/4” de pulgada) siendo clasificadas a la medida inferior inmediata (12.7 mm equivalentes a ½ pulgada) debido a que presentan dimensiones inferiores a la requerida como dimensión óptima. En el Cuadro 8 se presenta el porcentaje de tablas que serían clasificadas como 19.05 mm y 12.7 mm (3/4 y ½ pulgada) medida nominal de acuerdo a la dimensión óptima.

(51)

Cuadro 8. Porcentaje de tablas con dimensiones inferiores a la dimensión óptima.

SIERRA T1 T2 T3 T3 + 5% T4 (T1-(T3+5%)) P (%)

BIMETÁLICA 295 29 266 281 14 4.75

TESTIGO 150 45 105 113 37 24.67

Donde:

T1: Total de tablas aserradas por cada una de las sierras clasificadas con grosor

nominal de 19.05mm (3/4 de pulgada).

T2: Total de tablas aserradas con dimensiones inferiores en grosor considerando la

dimensión óptima.

T3: Total de tablas aceptadas con grosor de 19.05 mm (3/4 de pulgada) de acuerdo con

la dimensión óptima.

5 %: 5 % de tablas con respecto al total de la producción por sierra.

T3 + 5%: Total de tablas aserradas consideradas como de 19.05 mm (3/4 de pulgada),

aceptando un 5% de tablas con dimensiones inferiores, del total de la producción por sierra.

T4: Total de tablas que no se clasificarían con un grosor nominal de 19.05mm (3/4 de

pulgada), y tendrían que ser consideradas como de ½ pulgada (12.7 mm) (T1) – (T3+5%).

P%: porcentaje de tablas que no serían clasificadas como de 19.05mm (3/4 de pulgada)

medida nominal con respecto al total de tablas producidas por sierra, debido a que presentan una medida inferior considerando la DO.

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De acuerdo con los resultados obtenidos sobre la desviación estándar total del proceso, la sierra testigo fue la que presentó la mayor desviación total (St) con 1.7 mm. Sin embargo, es la que presentó menor porcentaje de pérdida (0.9358 %) en cuanto a un exceso de refuerzo con respecto a la media del grosor real obtenido, lo cual de manera inmediata indica que la sierra testigo es la que generó menor pérdida considerando la dimensión óptima (24.9112) y la media en grosor (25.1465), pero no se está considerando las tablas con dimensión requerida y que por esta razón serían clasificadas a la dimensión nominal inferior a la de 19.05 mm (3/4 de pulgada) la cual sería a 12.7 mm (1/2 pulgada).

Al conocer el porcentaje de tablas con dimensiones inferiores a la dimensión óptima para ambas sierras, resultó que la sierra testigo es la que presenta el mayor porcentaje (24.67 %) de tablas que no serían clasificadas como de 19.05 mm (3/4 de pulgada) medida nominal y serían clasificadas como de 12.7 mm (1/2 pulgada) debido a que presentaron dimensiones inferiores a la requerida, además de que esto hace que la medida promedio de las tablas aserradas por la sierra testigo sea menor, por lo que en apariencia hace parecer que la sierra que menor pérdida de volumen por sobredimensión al aserrar sea la testigo. La sierra bimetálica resultó ser la más adecuada para éste proceso al obtener solo un 4.75 % de tablas inferiores a la medida nominal de 19.05 mm (3/4 de pulgada). Esto implica que al comercializar la madera haya un volumen mayor para la sierra testigo que se tiene que vender como de ½ pulgada, lo que representa una pérdida económica.

(53)

En el Cuadro 9, se presentan los valores obtenidos a partir de la determinación de la variación de corte para las dos sierras en las tablas de 19.05 mm (3/4 de pulgada) medida nominal, tales como grosor promedio en mm, dimensión óptima y dimensión crítica en mm, la desviación estándar total del proceso (St), así como también la determinación de la desviación dentro y entre tablas. De la misma forma, se presentan los resultados de los porcentajes de pérdida debido a un exceso en refuerzo de la madera aserrada, así como también el porcentaje de tablas que no podrán ser clasificadas como de 19.05 mm (3/4 de pulgada) medida nominal por presentar dimensiones inferiores a la dimensión óptima.

Cuadro 9. Media del espesor, variación de corte y grosor óptimo para madera nominal de 19.05 mm (3/4 de pulgada).

Parámetros Sierra Bimetálica Sierra Testigo

Grosor promedio (mm.) 25.4056 25.1465

Dimensión Final (mm.) 19.05 19.05

Dimensión Óptima (DO) (mm.) 24.2530 24.9112

Dimensión Crítica (DC) (mm.) 22.1062 22.1062

Desviación Estándar Dentro de Tablas (Sw) (mm.) 0.8492 0.9363

Desviación Estándar Entre de Tablas (Sb) (mm.) 0.9857 1.4190

Desviación Total del Aserrío (St) (mm.) 1.3011 1.7000

Perdida en mm 1.1526 0.2353

% de Perdida por Volumen Aserrado 4.5368 0.9358

% de Tablas que serán clasificadas como 12.7 mm (1/2 pulgada) por presentar medidas inferiores a la DO.

4.75 24.67

5.6 Coeficiente de aserrío (%)

Después de calcular el volumen aserrado total de cada una de las sierras en cuestión, y como resultado de todo el proceso de aserrío, se calculó el coeficiente de aprovechamiento, el cual fue de 43 % con la sierra bimetálica y 38.98 % con la sierra

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Cuadro 10. Coeficiente de aprovechamiento.

Sierra Coeficiente de aprovechamiento (%)

Bimetálica 43

Testigo 38.98

Es importante resaltar que el coeficiente más alto corresponde a la sierra bimetálica siendo la más apta en este proceso de aserrío de encino. Asimismo, se observa que la sierra testigo, que se utiliza para el aserrío del Pino no presenta el mismo rendimiento que una sierra diseñada para el aserrío de maderas duras de acuerdo con investigaciones y pruebas realizadas en México.

Sin embargo mediante el análisis de varianza que se encuentra en el Cuadro 11, se obtuvo como resultado que no existe una diferencia estadísticamente significativa entre los coeficientes de aprovechamiento de las sierras evaluadas, ya que p>0.05 y de igual forma se observa que la F calculada es menor que el valor critico para F, así pues, se puede concluir que no hay diferencias significativas entre el coeficiente de aprovechamiento en ambas sierras.

Cuadro 11. Análisis de varianza del coeficiente de aserrío.

Origen de las variaciones Suma de cuadrados Grados de libertad Promedio de los cuadrados F Probabilidad Valor crítico para F Entre grupos 261.3230826 1 261.323083 2.55499274 0.11451596 3.97980711 Dentro de los grupos 7057.277478 69 102.279384 Total 7318.60056 70

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Cabe mencionar que el coeficiente de aserrío que se obtuvo en este trabajo coincide con los resultados de Nájera et al. (2005) quien reportó un rendimiento del 43 %. Sin embargo se considera bajo en comparación con Nájera et al. (2006) que obtuvieron un rendimiento del 67.98 %. Asimismo, Ramos (2006) obtuvo coeficientes de aserrío de 48 % y de 44.68 %, por lo que se deduce que no únicamente las sierras son las que influyen los coeficientes de aserrío sino que se tienen que considerar otros factores como el personal que asierra la madera y el tipo de trocería.

Para el caso de este trabajo, el proceso de aserrío de llevó a cabo con trozas de diámetros que oscilaron entre los 16 y 57 cm.

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“Variacion de corte y Coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca” 6. CONCLUSIONES

De acuerdo con los resultados obtenidos de la variación de corte en el grosor, la sierra bimetálica cuyas características son: calibre 19 equivalente a 1.05 mm, profundidad de garganta de ¼”, paso de diente de ¾”, ángulo de corte de 10°, ángulo de diente de 60°, ángulo de limpieza de 20° y ancho de corte de 2 mm, fue la que menor variación entre tablas y dentro de tablas se obtuvo, asimismo, es con la que el porcentaje de tablas que no cumplen con la dimensión requerida de 19.05 mm (3/4 de pulgada) es menor, ya que la testigo que es una sierra utilizada para el aserrío de pino representa más pérdida tomando en cuenta que fue la que reportó un mayor porcentaje de tablas que bajarán a una medida inferior, es decir más variación de corte. En cuanto al coeficiente de aprovechamiento, no existió diferencia estadísticamente significativa, por lo que se puede afirmar que no solo interviene el tipo de sierra sino algunos otros factores que tienen que ver con la decisión del operario.

Cabe mencionar, que de acuerdo a la variación de corte en grosor obtenido en el presente estudio, se deduce que es mayor entre tablas que dentro de tablas.

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“Variacion de corte y Coeficiente de aprovechamiento en madera de encino de Oaxaca” 7. RECOMENDACIONES

Cuando se utilice un aserradero portátil para el aserrío de la madera de encinos de Oaxaca, se recomienda usar una sierra bimetálica calibre 19, con un paso de diente de 3/4”, profundidad de garganta de 1/4”, ángulo de corte de 10º, ángulo de diente de 60º, ángulo de limpieza de 20º, ancho de corte de 2 mm y a una velocidad de alimentación promedio de 7.35 m/min.