0204-A2

Nuevo Perfil de Dientes de Sierra de Cinta para Amazonía Brasileña - Evaluación Preliminar

Carmo, Jair Figueiredo^[1]
Latorraca, João Vicente de Figueiredo^[2]
Morokawa, Tokitika^[3]

RESUMEN

Este trabajo tiene como objetivo dar condiciones de perfeccionamiento técnico al sector de preparación de las láminas de sierras de cinta, consolidando un perfil de diente más apropiado para el aserrío de maderas tropicales y posibilitando ganancias de calidad y productividad en los aserraderos. Los resultados obtenidos a partir de la comparación con un perfil de diente tradicionalmente empleado en la Amazonía brasileña, permitieran concluir que la adopción del perfil de diente propuesta en este estudio resultó en menor variación en el grosor del corte de las trozas aserradas y ganancias de producción obtenidos con la disminución considerable de las fuerzas de corte debido a las modificaciones en los ángulos que componen el diente de la lámina de sierra de cinta. Palabras clave: sierras de cinta, fuerzas de corte, aserraderos, perfil de diente.

INTRODUCCIÓN

Todo y cualquier trabajo efectuado a partir de la materia-prima madera necesita obligatoriamente de diferentes operaciones de aserrío, siendo estas, caracterizadas como complejas o no de acuerdo con las exigencias del producto final a se obtener.

En el procesamiento primario de las trozas, las sierras de cinta, especialmente las verticales, son las máquinas más empleadas, representando la mayor parte del mercado brasileño de sierras para aserrío de madera debido a su robustez y facilidad de automación en el proceso productivo. De operación aparentemente sencillas, su eficiencia no depende única e exclusivamente del funcionamiento de la máquina propiamente dicha. Un conjunto de operaciones concomitante son realizadas para que la realización del aserrío ocurra dentro de limites esperados. Entre estas operaciones se destaca a de la manutención de las láminas de sierra de cinta.

Se define la manutención como la suma de las operaciones que permiten mantener en estado óptimo los equipamientos. La sierra de cinta, que es la responsable directa por la producción de la empresa, presenta algunos aspectos que deben ser observados seguidamente para que se pueda lograr buena calidad de aserrío de la madera. Se puede citar los limpiadores, deflectores, refrigeración de la lámina durante el aserrío de la madera y la rectifica de los volantes.

De acuerdo con informaciones del SENAI (1994 - A e B), la manutención preventiva de la lámina de sierra-cinta, interfiere en todos los sectores de la empresa, más precisamente en la producción y calidad. Por este motivo toda industria maderera debería priorizar este sector como uno de los más importantes para obtener bueno desempeño de sus productos junto al mercado. En el caso específico de la manutención de las láminas de sierra de cinta, se destacan las siguientes actividades: unión de la lámina; tensado de la lámina; aplanamiento de la lámina; enderezamiento del dorso de la lámina; moldeo de los dientes de la lámina; recalque y aplicación de estelita de los dientes de la lámina; igualación y rectifica lateral de los dientes de la lámina de sierra de cinta.

Esos aspectos son de suma importancia para lograr bueno funcionamiento de la lámina de sierra de cinta, contribuyendo de forma considerable para la obtención de calidad en la madera serrada, sin embargo, el factor de mayor importancia está en el afiladura de las láminas, que de acuerdo con WEISSENSTEIN (1997), se entiende por afiladura, la rectificación de los dientes de la sierra después de recalque e igualamiento, o después de trabado por torsión, siendo dado nuevamente el filo y ángulos necesarios al bueno desempeño de su función en la operación de aserradero.

Para estas actividades, sin embargo, no tiene sido dado la debida importancia por las empresas madereras, especialmente de la Región de Amazonía brasileña, donde las máquinas destinadas a la preparación de las láminas de sierra de cinta no ofrecen tecnología de modo a posibilitar la realización de trabajos con mayor calidad por parte de los afiladores. La falta de proyectos científicos que demuestren la viabilidad de la implantación de nuevas tecnologías en el sector de afiladura, es otro aspecto que contribuye de forma considerable para la baja calidad de la madera aserrada y aumento de desecho de la materia-prima. De acuerdo con CARMO (1999), las publicaciones encontradas en Brasil que tratan del sector de preparación de las láminas de sierra de cinta son poco difundidas cuanto a su aplicabilidad práctica, se notando un total desconocimiento de aspectos fundamentales en la preparación de las herramientas para el aserrío de la madera.

Un aspecto de gran importancia en la proposición de nueva geometría de los dientes de las láminas de sierra de cinta, dice respecto a garganta de los dientes da lámina y la grosura de viruta generado durante el aserrío de la troza. De acuerdo con LATORRACA (1998), la grosura del corte por diente (t) está limitado por la superficie de la garganta del mismo, como también por la fuerza de corte sometida a este diente. La garganta del diente debe tener una área suficientemente grande para almacenar los aserrines retirados por diente durante el corte de la madera, posibilitando mayor calidad en alturas de corte más elevadas. Esas características solamente serán alcanzadas a través de cambios en la geometría actual de los dientes da lámina de sierra de cinta. Otro aspecto que llama la atención está relacionado a la altura de los dientes das láminas de sierra de cinta, donde de acuerdo con HOQUET y AUGER (1992), la escogencia de la altura de los dientes está en función de la anchura de la lámina de sierra de cinta, y por esta razón es siempre ventajoso investir en el aumento tanto de la anchura cuanto del grosor de la lámina de sierra de cinta.

La búsqueda del mejor calidad del producto, dada por la reducción de la variación en el aserrío de las piezas de madera aserradas, visa una mejor utilización da materia-prima oriunda de bosque nativo y promover, consecuentemente, un menor impacto en el bosque debido a reducción de desechos en el proceso de transformación da madera aserrada.

Cuanto a los aspectos tecnológicos, relacionados a industria maderera, el corte de la madera puede ser considerado uno de los aspectos que merece destaque. El formato del diente tiene influencia directa en la evacuación del aserrín, que a su vez, afecta directamente la calidad del corte de la madera. La variación en el aserrío (desvío del corte), no es debido solamente a falta de rigidez del diente, sino también a insuficiente evacuación del aserrín.

En Brasil se estandarizó el valor del paso del diente para todos los tamaños de sierra de cinta, y a principio no se tiene información del motivo que llevó a esta estandarización. Algunos fabricantes de máquinas y equipamientos brasileños, adoptan como valor estándar el paso de 45 mm, independiente del tamaño de la máquina para el aserrío de las trozas.

De esta forma, este proyecto tuve como objetivo proponer una geometría de los dientes de sierra de cinta alternativa al modelo tradicionalmente utilizado en la Amazonía brasileña, visando aumento de la productividad y calidad de la madera aserrada.

MATERIAL E METODOS

El modelo alternativo, fue desarrollado en el Centro de Formación Profesional del Servicio Nacional de Aprendizaje Industrial del Estado de Mato Grosso (SENAI-MT). Para proyectar y desarrollar el nuevo modelo de diente se tomó como base, inicialmente, simulaciones empíricas adoptando metodologías encontradas en la literatura. Se dispensó mayor atención para obtención de un perfil de diente donde la reducción de los esfuerzos de corte y mayor capacidad de almacenamiento de la garganta del diente resultase en ganancias en el proceso con relación a productividad y calidad del corte de la madera. Según SALES (1990) y DALOIS (1997), solamente se obtiene un bueno corte de la madera se estubier dentro de ciertos limites de grosor de viruta y de características da herramientas de corte (lámina), siendo este intervalo denominado de Zona de bueno corte.

En la definición del modelo ideal de diente fue necesario hacer un análisis previa de los parámetros de corte, o sea, definir las características de la sierra de cinta en que la lámina tendría que trabajar visando la optimización del uso de las mismas. Fue condicionado en este estudio que los cambios propuesta en el perfil del diente no implicarían en sustituciones de las máquinas de sierra de cinta y de afilado de láminas. Esta última, debería posibilitar, a través de regulaciones efectuadas, un fácil afilado del modelo de diente propuesto.

La figura 1_A presenta el modelo del diente mas utilizado en la Región de la Amazonía. Para las evaluaciones empíricas y prácticas del modelo de diente propuesto (figura 1_B), fueran realizadas análisis comparativas entre esos dos modelos.

FIGURA 1 - MODELOS DE DIENTE TRADICIONAL (A) Y PROPUESTO (B)

A

B

El cuadro 1 presenta los valores de las variables del modelo de diente tradicionalmente utilizado en la Amazonía y de los modelo propuesto en este estudio. Observaciones iniciales indujo las alteraciones de las variables paso y de los ángulos del diente. Así, para obtención de ganancia de productividad y calidad se adoptó un aumento del paso del diente de 10 mm, y aumentando también los ángulos de ataque y de punta del diente, y se disminuyó el ángulo de incidencia.

CUADRO 1 - VARIABLES DEL DIENTE TRADICIONAL Y PROPUESTO

Precediendo la utilización y evaluación práctica del nuevo modelo del diente, fueran realizados averiguaciones en las máquinas de sierras de cinta con vistas a eliminar influencias de determinados parámetros considerados importantes, de entre los cuales se destacan:

En las sierras de cinta

- Deflectores - función de auxiliar la retirada del aserrín liberado durante el proceso de corte de la madera, siendo este importante porque evita el acumulo de aserrín, entre el volante inferior y la lámina de sierra de cinta, que pueden ocasionar lomos en la lámina que a su vez aumenta el desvío de corte en la madera, además de danificar en algunos casos el volante inferior;

- Guía - de extrema importancia para la calidad de la madera aserrada, no debe presentar holgura de modo a efectuar con mayor precisión su función;

- Volantes - su plomado tiene importancia primordial en la calidad del producto final.

En la afiladera

- Fueran realizados en conjunto con los operadores de la empresa, las regulaciones necesarias para implantación de la nueva geometría de corte para las láminas de sierra de cinta, bien como la verificación de las regulaciones utilizadas en la afiladera con los respectivos operadores.

En el carro porta trozas

- Fueran verificados la alineación de la sierra de cinta con el carro porta troza y posibles problemas en los carriles, aspectos estos que podrían comprometer la calidad de la madera aserrada en términos de variación en el aserrío.

La especie de madera utilizada en las aplicaciones practicas comparativas entre el modelo tradicional y el propuesto, fue el “Jatobá” (Hymenaea courbaril L.) con diámetro promedio de 800 mm.

Durante el aserrío de las trozas fueran mensuradas, con tacómetros, las velocidades de avanzo obtenidas para los dos modelos aplicados. En las piezas producidas, con alrededor de 25 mm de grosura, se constató la variación del aserrío dentro de cada pieza a través de la medición de grosura de corte (figura 2). Para tal, se utilizó como instrumento de medición un paquímetro digital con precisión de 0,01 mm.

La aplicación de perfil del diente propuesto fue realizada en una empresa maderera del Estado de Pará que empleaba, en su proceso de corte de la madera, el perfil de diente tradicional. Inicialmente, se realizó un levantamiento de datos históricos de los últimos seis meses de actividades de esta empresa y se determinó la media de producción. Esos datos fueran comparados con los datos obtenidos durante 2 meses de utilización, en la empresa, del nuevo modelo propuesto. Las cintas con diente propuesto fueron empleadas en las dos máquinas de sierra de cinta que la empresa poseía.

FIGURA 2 - MUESTREO DE GROSURA AL LARGO DE LA PEIEZA PRODUCIDA

RESULTADOS Y DISCUSION

La disminución de la variación en el aserrío mejoró, considerablemente, la calidad del producto de la empresa, delante de la utilización del novo perfil del diente comparado al perfil tradicional. La reducción del desvío de corte fue aproximadamente de 50 %. En la sierra de cinta 1, para geometría tradicional, el desvío alrededor del promedio fue de 6 %, en cuanto que para el modelo propuesto fue de 2,4 %. Para la sierra de cinta 2 la variación promedio presentada por la lámina de sierra tradicional fue de 4,4 % en cuanto que la lámina propuesta fue de 2,5 %.

La disminución de los esfuerzos de corte quedó caracterizada por el aumento de producción obtenido por la empresa al final del proyecto. La ganancia calculado fue próximo de 15 %, o sea, el promedio mensual de producción de madera aserrada de la empresa que era alrededor de 1000 m³ pasó para mas de 1150 m³ a partir de la utilización del perfil del diente propuesto.

Esos resultados demuestran, aún que sea preliminarmente, la viabilidad del utilización de este nuevo perfil del diente. Las ventajas no se resumen apenas en factores técnicos y económicos relacionados con la producción. Además de incremento de productividad y calidad del producto, deben ser considerados otros factores que irán influenciar directamente en la decisión empresarial de optar por un nuevo modelo del diente. Entre estos, se destacan no necesitar inversión para adquisiciones de nuevos equipamientos de corte y afiladora. A pesar de esta investigación no tener contemplado en sus objetivos la comprobación de esas ventajas, mister se hace mencionarlas, una vez que, aparentemente, están intrínsecas.

En función de las condiciones tecnológicas presentadas por equipamientos utilizados, se debe resaltar que, en se tratando de una coleta de datos donde las variables envueltos en el proceso de corte de la madera, no estar totalmente bajo control, a la luz del rigor científico, nuevas investigaciones deberán ser realizadas de forma a ratificar estos resultados.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Basados en los resultados obtenidos en estas investigaciones a través de la utilización da metodología presentada anteriormente, se puede concluir que:

- La utilización de perfil del diente propuesto en relación al tradicional presenta ganancias de producción de madera aserrada;

- La utilización de perfil del diente propuesto en relación al tradicional reduce la variación de grosor de corte, proporcionando ganancias de calidad que incidirán directamente en las operaciones de aserríos subsecuentes;

- La utilización de nuevos perfiles que proporcionaran ganancias de calidad y productividad, agrega la ventaja da no necesitar inversiones para adquisiciones de nuevos equipamientos, para que tales objetivos sean alcanzados.

Partiendo del principio que la mayoría de las industrias madereras de la Amazonía brasileña, que trabajan principalmente con el aserrío primario de la madera, utilizan tecnologías y métodos de producción ultrapasados, empíricamente se recomienda la adopción inmediato de perfil del diente prouesto.

Para la ratificación de los resultados obtenidos en este trabajo, se recomienda la investigación sobre variables que pueden interferir directamente en la eficiencia del modelo de diente propuesto. Entre estas se relacionan, principalmente, diferentes alturas del corte (diámetro de la troza), velocidades de avanzo variadas y especies con diferentes densidades.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ANQUETIL, F., BOYER, H. e JUAN, J. Entretien et Affûtage des Outils de Coupe - CTBA - Centre Technique du Bois et de L’ameublement, 1996, 206 P.

CARMO, J. F. Utilização e Manutenção de Serra de Fita, Rio de Janeiro, 1999, 72 p.

DALOIS, C. Manuel de Sciage et D’Affutage - C.T.F.T. - Centre Technique Forestier Tropical. 1997. 199 p.

HOQUET, A. e AUGER, G. Guide D’Entretien de la Scie à Ruban, C.T.B.A., 1992, 140 P

LATORRACA, J. V. F. - Processamento Mecânico da Madeira. Apostila. Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro. 1998. 197 p.

SALES, C. La Scie a Ruban - Théorie et Pratique du Sciage des Bois em Grume - C.T.F.T - Centre Technique Forestier Tropical, 1990, 150 p.

SENAI - Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial - Conteúdo Programático do Curso de Manutenção de Lâmina de Serra-Fita, 1994 A, 164 p.

SENAI - Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial - Estudo Diagnóstico e de Engenharia de Processos, 1994 B, 102 p.

WEISSENSTEIN, C. - Afiação de Ferramentas para Usinar Madeira, Bento Gonçalves, 1997 - SENAI - FIERGS, 266 p.