REVISTA "INGENIERÍA QUÍMICA Y DESARROLLO"
TABLEROS DE MADERA PLÁSTICA CON
PROPIEDADES IGNÍFUGAS; ANÁLISIS DESDE
SU DISEÑO TECNOLÓGICO.
PLASTIC WOOD PANELS WITH FIREPROOF PROPERTIES; ANALYSIS SINCE ITS TECHNOLOGICAL DESIGN.
Yonny Martínez,
Centro de Investigaciones y servicios ambientales ECO-
VIDA. CITMA Pinar del Río. Cuba.
Km 21/2 Carretera Luis Lazo. Pinar del Río.
E-Mail: johnkar@af.upr.edu.cu
Raúl Ricardo Fernández,
Centro de Estudios Forestales.
Universidad de Pinar del Río. Cuba.
Daniel Álvarez,
Departamento de Producción Forestal, Universidad de
Pinar del Río. Cuba.
Máryuri García,
Departamento de Ingeniería Industrial, Universidad de
Pinar del Río. Cuba.
Ricardo Rodríguez,
Empresa Industrial “Emilio Barcenas Pier”.
Ciudad Habana. Cuba.
RESUMEN
El poco aprovechamiento de los residuos del proceso de transformación primaria de la madera (aserrín),
así como los derivados de la industria del plástico, han contribuido a incrementar la contaminación
del medio ambiente, en los lugares donde ellos son depositados. El objetivo de la investigación
está encaminado a proponer un uso productivo de estos residuos como fuerte potencial de materia prima
para la industria del tablero en Cuba, aportando un nuevo material con perspectivas superiores a los ta-
bleros convencionales y a la madera. Se empleó como estudio de caso los aserraderos e industrias de la
provincia de Pinar del Río, donde se evaluó las potencialidades de aserrín, y residuos plásticos respectiva-
mente, así como de determinados aditivos que le aporten a la mezcla propiedades ignífugas. Este material
se obtiene a partir de la mezcla de sus componentes y mediante extrusión posibilita la obtención un
aglomerado con un aspecto similar a la madera a la que puede sustituir en múltiples aplicaciones relacio-
nadas con la construcción, tales como suelos exteriores, barandillas, ventanas, puertas, vigas decorativas,
enchapes de paredes y techos, pues además de ser más baratos, son más resistentes a la humedad.
al ataque de insectos y microorganismos cuentan con mayor estabilidad dimensional y con mayor
resistencia al fuego, por lo que requieren de menos mantenimiento debido a los aditivos empleados.
Palabras Claves: Tableros, residuos, ignífugo.
ABSTRACTS
The little use of the residuals of the process of primary transformation of the wood (sawdust), as well as
those derived of the industry of the plastic, they have contributed to increase the contamination of the
environment, in the places where they are deposited.The objective of the investigation this guided to propose
a productive use of these residuals like strong matter potential prevails for the industry of the board in Cuba,
contributing a new material with superior perspectives to the conventional boards and the wood. It was used
like case study the sawmills and industries of the county of Pinegrove of the River, where it was evaluated the
potentialities of sawdust, and plastic residuals respectively, as well as of certain preservatives that contribute
to the mixture fireproof properties. This material is obtained starting from the mixture of its components
and by means of extrusion it facilitates the obtaining an agglomerate with a similar aspect to the wood to
which can substitute in multiple applications related with the construction, such as external floors, handrails.
windows, doors, ornamental beams, veneer or walls and roots, because besides being cheaper, they are more
resistant to the humidity, to the attack of insects and microorganisms have bigger dimensional stability and
with more resistance to the fire, for what you/they require of less maintenance due to the used preservatives.
Key words: Boards, residuals, fireproof.
Recibido 16 Noviembre/2014. - Aceptado 14 Enero/2015
Publicado como artículo científico. Revista Ingeniería Química y Desarrollo 2015 1(1)
No 1, Enero - Junio 2015 pp. 53 - 59
ISSN 1390 – 9428
REVISTA "INGENIERÍA QUÍMICA Y DESARROLLO"
INTRODUCCIÓN
La utilización de los residuos forestales
en diferentes usos industriales ha cons-
tituido una solución no solo a los problemas
medioambientales que la incorrecta disposi-
ción de los mismos ha provocado a través de
los años, sino que ha influido sensiblemen-
te en el incremento del valor agregado de
la industria forestal por hectárea de bosque
plantado. (FAO, 2006). Según estudios rea-
lizados por Scharai y Welling, (2002) el uso
del aserrín y de las virutas de madera, así
como también otros materiales de baja den-
sidad en la producción de tableros permite
abaratar los costos y presentar un produc-
to de calidad que puede ir desplazando de
la preferencia de los consumidores el em-
pleo de otros materiales más caros y de
más difícil disposición desde el punto de
vista medioambiental. Aspecto que coinci-
de con lo expresado por Serrano, (2011).
La generación media de residuos en la
elaboración de madera aserrada, para
las coníferas, es de alrededor del 30 por
ciento de la biomasa del tronco utilizado,
lo que incluye aserrín (5 a 8 por ciento) y
corteza (10 a 14 por ciento) (Ramírez, 2006).
La industria de los tableros ha experimen-
tado cambios en sus sistemas productivos,
mediante el empleo de nuevas mate-
rias primas en la producción de table-
ros de mayores resistencias y durabilidad,
con el fin de incorporar al mercado pro-
ductos de calidad a menor costo, (Herre-
ro, 2004). Entre estos productos se encuen-
tran los tableros de madera-plástico. Este
tipo de tableros son producidos a partir
de los residuos del proceso de trans-
formación primaria de la madera (ase-
rrín) y residuos de la industria del plástico.
La creciente internacionalización de las indus-
trias ha logrado que la madera de bosques
plantados alcance altos grados de competiti-
vidad. Para el caso de los bosques naturales,
el aumento de las restricciones para el acceso
a los mismos por parte de los gobiernos y el
aumento de los costos de explotación, han
causado una disminución de la oferta de ma-
dera de especies indígenas, el crecimiento de
las áreas protegidas ha influido en la dismi-
nución de áreas de bosques naturales dispo-
nibles para el suministro de madera. Lo que
implica un aprovechamiento más integral de
los subproductos de la madera. (FAO, 2006).
Cuba no se encuentra ajena a esta situación,
por lo que el sector forestal se ha proyectado
en ascender la superficie cubierta de bosque,
a pesar de la demanda de madera existente,
en desproporción con los recursos naturales.
Esto implica un fortalecimiento necesario de la
industria forestal, con el propósito de aumen-
tar el valor agregado de la madera y diversifi-
car sus producciones, para lo cual la industria
del tablero tiene un papel muy importante.
DESARROLLO
En la figura 1 se propone la tecnología para
el desarrollo del tablero madera plástico con
propiedades ignifugas, donde se refleja todo
el proceso a desarrollar, en función de lograr
un tablero de calidad y que cumpla con las
características y propiedades para el cual
será creado, el mismo lleva implícito desde
el análisis de la materia prima, sus caracte-
rísticas fundamentales, hasta la mezcla de la
materia prima para su formación, utilizando
diversos aditivos químicos que son los encar-
gados de aportar un grupo de característi-
cas específicas al compound que se elabora.
El plástico reciclado, debe pasar por un pro-
ceso para que cumpla con los requisitos de
calidad y utilizarlo como materia prima en
la elaboración del tablero, debido a que son
residuos que se obtienen indistintamente de
varios sectores de la sociedad, ya sea resi-
dencial como institucional, y muchos pue-
den estar contaminados. Por lo que son
considerados los procedimientos siguientes:
Separación
Según el análisis de Rennie y Alair (1989),
los métodos de separación pueden ser clasi-
ficados en separación macro, micro y mole-
cular. La macro separación se hace sobre el
producto completo usando el reconocimiento
óptico del color o la forma. La separación ma-
nual se incluye dentro de esta categoría, esta
clasificación se ve auxiliada por un código de
números. La microseparación puede hacerse
por una propiedad física específica como el
tamaño, peso, densidad, etc. Por otra par-
te, la separación molecular, añade Hegberg
y Brenniman (1992), "involucra procesar el
plástico por disolución del mismo y luego se-
parar los plásticos basados en la temperatura.
Limpieza
Los plásticos separados están generalmen-
te contaminados con comida, papel, pie-
dras, polvo, pegamento. De ahí que, tienen
que ser primero limpiados al granulárseles
y luego lavar este granulado en un baño de
REVISTA "INGENIERÍA QUÍMICA Y DESARROLLO"
detergente. Otra opción de limpiado es la de
granular los plásticos repetidamente e irlo des-
echando sobre pantallas movibles. Después
del proceso de limpieza, los plásticos se lla-
man "hojuelas limpias" o "granulado limpio".
Peletizado
El granulado limpio y seco puede ser ya vendi-
do o puede convertirse en "pellet". Para esto,
el granulado debe fundirse y pasarse a través
de un tubo para tomar la forma de espaguetti
al enfriarse en un baño de agua. Una vez frío,
es cortado en pedacitos llamados "pellet".
En la figura 2 se propone la tecnología para
paletizar plástico reciclado, con ella se pre
tende darle un nuevo uso a los plásticos des-
echados, además de establecer un proceso
que permita ir disminuyendo las importa-
ciones de esta materia prima para la Fabri-
cación de tableros de este tipo en el país.
Según estudios realizados por Villacis y Es-
trada, (2005) sobre el paletizado de residuos
plásticos reciclados los más usados son el,
Polipropileno (PP) y el Polietileno de baia
(PEBD) y media densidad (PE), los que son
considerados como materiales 100% reci-
clables, relativamente fáciles de procesar
y aplicables para la gran variedad de artí-
culos, aspecto que favorece la disponibili-
dad de esos residuos en nuestro contexto.
Figura 1. Proceso tecnológico para el desarrollo del tablero MP con propiedades ignífugas.
Figura 2: Proceso para peletizar el plástico reciclado
REVISTA "INGENIERÍA QUÍMICA Y DESARROLLO"
ANÁLISIS Y DISCUSIÓN
DE LOS RESULTADOS
El cálculo de las potencialidades de aserrín
que se genera en la provincia de Pinar del
Río anualmente, se realizó a partir del estu-
dio en uno de los aserraderos más importan-
tes de la provincia donde se determinó que
el aserrín que se genera es de aproximada-
mente el 9% por cada m3 de madera ase-
rrada, estos resultados se relacionan con lo
obtenido por (Fahey y Sachet, 1993; Egas,
1998; Álvarez et al. 1999; Relova, 2000
y García, 2003), quienes estimaron el por-
ciento de aserrín, para las líneas de grandes
(trozas de 4 m de longitud) y pequeñas di-
mensiones (trozas de 3 m de longitud) para
la especie de pino, obteniendo un porcien-
to de aserrín entre 6 y 11 respectivamente.
De manera general se estima que a partir del
plan de producción de madera aserrada en la
provincia que es de 89.1 miles de m
3
anuales,
se obtendrá una generación de 8,01 miles de
m
3
de aserrín. Considerando además que por
cada m
3
de materia prima ya mezclada se
puede obtener 0,11 m
3
de tableros, se calcula
a partir de la cantidad de aserrín que se ge-
nera, el potencial de producción de tableros
de madera plástico para la provincia de Pinar
del Río sea de aproximadamente 272 340 m
3
.
Por su parte la recuperación de los residuos
plásticos en la provincia de Pinar del Río re-
cae fundamentalmente en la Empresa de Re-
cuperación de Materia Prima, la cual se nu-
tre fundamentalmente del sector residencial,
donde se recupera un total de 96 t anuales
de un potencial de 1 776 t, para solamente
un 5,4 % de reciclado, por su parte el sec-
tor estatal (Pesca, MINAL, Industria Locales
Varias, Empresa de Bebidas y Refrescos),
generan un total de 198,4 t anuales de resi-
duos plásticos. En la figura 3 se complemen-
tan los resultados obtenidos a través de la
encuesta realizada, los cuales permiten es-
timar mensualmente la cantidad de mate-
ria prima (residuos plásticos) disponible se-
gún su tipo en el municipio de Pinar del Río.
Estos residuos constituyen una parte im-
portante del proceso tecnológico, debido a
que mediante su empleo se demostró que
las propiedades físico-mecánicas del tablero
elaborado no se vio afectado, lo que infiere a
su vez un potencial alto de sustitución de
importaciones, a partir de la producción de
pellet que se logran de dichos residuos plás-
ticos, se considera que el país ahorra por
este concepto más de 1200 dólares producto
que por cada tonelada de residuos plásticos,
de los que se obtiene pellets de
buena calidad para la fabricación
del tablero propuesto.
Figura 3: Cantidad de residuos plásticos (kg) generados mensualmente en
la provincia de Pinar del Río según su tipo.
REVISTA "INGENIERÍA QUÍMICA Y DESARROLLO"
Caracterización de los tableros
madera plástica (MP)
La fabricación de tableros de MP ha obtenido
muy buenos resultados y aplicación, conside-
rándolo un material ecológico, sustentable y
reciclable con magnificas propiedades físicas
debido a su alta capacidad de resistencia a
agentes externos, impactos, condiciones cli-
matológicas, es un sustituto de materiales
tradicionales como madera, concreto, plásti-
co inyectado entre otro materiales, su base
primaria es plástico post consumo ó plástico
considerado como desecho. Estos resultados
coinciden con los obtenidos por Riviera (2011)
quien plantea que la MP no se pudre, no se
agrieta, no se astilla, no se oxida, no prolife-
ran bacterias, son inmunes a plagas e insectos
que atacan la madera, 100% impermeables.
Además son resistentes a cambios de tem-
peratura ambiental; son inodoros, insípidos,
poseen cierto grado de flexibilidad, tienen
buena resistencia térmica, baja dureza su-
perficial y buenas propiedades dieléctricas.
Las propiedades pueden variar por ser fabri-
cados con polietilenos reciclados de diversa
naturaleza. Una característica muy impor-
tante es que se trabaja como la madera, es
decir, se corta, se engrapa, se perfora y se le
puede incorporar cualquier tipo de herraje.
Los tableros se fabrican de 1.22 m de ancho
x 2.44 m de largo como medida universal, el
espesor varía desde los 12 mm hasta los 100
mm con un color natural moteado y pueden
aplicarse recubrimientos del color de su prefe-
rencia al tener características tan especiales,
se puede maquinar de múltiples formas por lo
que sus aplicaciones son casi infinitas. La du-
rabilidad y resistencia al medio ambiente que
tiene la madera plástica permite llegar más allá
de usos similares a la madera convencional.
Algunas de sus propiedades manifiestan que
es un tablero con una dureza muy peculiar que
lo diferencias significativamente de los demás
tableros, considerando un peso específico de
900 kg/m
3
a 960 kg/m
3
. En base al peso es-
pecífico se calcula el peso de los tableros de
MP. Por su parte sus propiedades mecánicas
brindan una dureza shore D 63; rockwell 49,
esfuerzo a la tensión de 3,300 psi, elongación
para ruptura de 800%, módulo de flexión de
125,000 psi, y el izod impacto de 8 ft-lb/in.
Las propiedades térmicas de temperaturas
máximas oscilan desde -75°C hasta 75°C,
y un punto de reblandecimiento de 130°C.
Las propiedades físicas, mecánicas y térmicas
de la MP son de acuerdo al fabricante y pueden
variar en función de los tipos de polietileno.
Beneficios ecológicos, económicos
y sociales de la MP.
Se contribuye a resolver parcialmente el gra-
ve problema que afecta al medio ambiente
y a todo su entorno; la acumulación de resi-
duos plásticos que genera una alta contami-
nación ambiental. Por otro lado, mediante el
reciclado se elaboran productos sustitutos de
madera, concretos, acero, plástico inyectado,
entre otros, con lo que se reduce la huella
ecológica de carbono. Por lo que no se tra-
ta solamente de resolver el problema de la
basura, sino que la orientación sea integral.
Los residuos no son basura, por el contrario
pueden llegar a ser una importante rama de
la economía, parece increíble que en aras de
resolver un problema de acumulación de re-
siduos, se pueda generar una actividad eco-
nómica que produzca importantes fuentes
de empleo y beneficia a muchos ciudadanos.
La sociedad juega un papel muy importante,
ya que mediante su participación se podrá
contar con un entorno equilibrado y fortalecer
la economía, pero también. En ese sentido,
los beneficios alcanzados con el desarrollo de
estas acciones tienen un impacto social favo-
rable ya que ayuda a fortalecer la conciencia
ecológica de la población y mejorar sus hábi-
tos del uso y consumo racional de los recur-
sos, contribuye a incrementar la cultura de la
separación de desechos y del reciclado de ma-
teriales mejorando así las condiciones de vida
de muchas familias, y además ayuda a coad-
yuvar a la conformación de una sociedad me-
jor informada, con mayor conciencia y com-
promiso de mantener y mejorar su entorno.
Usos comunes de la MP
Se fabrican productos de MP enfocados a
fortalecer la vialidad, estos productos ofre-
cen ventajas competitivas con los que se ela-
boran a base de concreto toda vez que son
Igualmente resistentes. Por otra parte y de-
bido a que son hechos con plásticos, reducen
de manera importante los riesgos de acciden-
tes, además de que resulta una alternativa
interesante en materia de costos. Por lo que
pueden emplearse como machuelos o guar-
niciones, topes para estacionamiento, fantas-
mas para carreteras y barreras separadoras.
REVISTA "INGENIERÍA QUÍMICA Y DESARROLLO"
En la actualidad existe un uso indiscrimi-
nado de la madera convencional para ge-
nerar materiales destinados a empaques
y embalajes, lo cual propicia que se incre-
mente significativamente la tala de árbol-
les. Por esta razón se ha dado a la tarea de
ofrecer productos hechos de MP que susti-
tuyan los materiales de empaque y emba-
laje, de ellos destacan: tarimas de carga,
tarimas para exportación, embalajes, pisos
para transporte de carga y contenedores.
Por su parte la vivienda es uno de los
campos en que está incursionando la MP.
En un momento de restricciones econó-
micas como el que vivimos, se presen-
ta esta alternativa de vivienda acceso-
ble a cualquier segmento de la población.
Otra aplicación está relacionada con la ela-
boración de productos para fines orna-
mentales. Estos productos tienen aspectos
favorables que los distinguen como su du-
rabilidad, su eficiencia y su bajo costo y al-
gunos de los más comunes son: jardineras
y macetas. También se elaboran produc-
tos de MP destinados al sector agropecua-
rio que vienen a fortalecer este importan-
te sector de la producción como: postes de
cerca e implementos apícolas (Colmenas).
Por último, se genera una amplia gama de
productos de MP encaminados a atender
el mercado de los servicios, los cuales tie-
nen gran durabilidad, son fáciles de lim-
piar y sobre todo, muy económicos, como
contenedores de basura, recubrimien-
to de vehículos y casas para mascotas.
Para brindarle a la madera plástica las pro-
piedades ignífugas que se plantean como
objetivo del trabajo, se adicionarán a la
mezcla, aditivos ignífugos y residuos de te-
trabrick; estos son envases de tipo multica-
pa, que se fabrican a partir del papel-cartón
sobre el que se imprime el diseño comercial
del cliente. Posteriormente se laminan con
papel de aluminio y por último con film de
polietileno de forma tal que permiten en las
plantas de envasado fabricar los envases
para alimentos líquidos. (Vizcaino, 2008).
CONCLUSIONES
1. El aprovechamiento de los resi-
duos empleados en la fabricación del table-
ro madera plástico con propiedades ignifu-
gas contribuyen a mitigar la contaminación
ambiental que estos provocan al medio
ambiente, y además a la diversificación de la
industria forestal cubana, lo que lo hace
un tema muy novedoso, ecológico y social.
2. La provincia de Pinar del Río cuenta
con potencialidades de materia prima para la
fabricación de aproximadamente 272 340 m3
de tableros de madera plástica anualmente.
3. La mezcla del aserrín de Pino cari-
baea con residuos plásticos y aditivos que
aporten propiedades ignífugas, resulta com-
patible para la producción de tableros ma-
dera plástico con propiedades ignifugas,
aportándoles características muy distintivas
con relación a los tableros convencionales
empleados en Cuba, permitiendo ser uti-
lizado tanto en interiores como en exterio-
res, sustituyendo a la madera en múltiples
usos por sus propiedades físico- mecánicas
y por su propiedad de retardar el fuego.
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
• Álvarez, E; Díaz, A; Alessandrini, D. (1999). Utilización racional de los residuos foresta-
les. Informe final, 45p.
• Egas, A. (1998). Consideraciones para el incremento de la eficiencia de conversión de
madera en rollo de Pinus caribaea Morelet var. caribaea en sierras de bandas: Tesis presentada
en opción de grado científico de Doctor en Ciencias Forestales: Universidad de Pinar del Rio.
116 p.
• Fahey, T; Sachet, J. (1993). Lumber recovery of ponderosa pine in Arizona and New
Mexico. USDA Forest Service Paper PNW-RP-467: Pacific Northwest Research Station: Portland,
Oregon. 18 pp.
• FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación).
(2006). Tendencias y perspectivas del sector forestal el América Latina y el Caribe Es-
tudios de Monte # 148. ONG para la Agricultura y la Alimentación.
REVISTA "INGENIERÍA QUÍMICA Y DESARROLLO"
• García, Y. (2003). Determinación del volumen de aserrín en el aserradero Combate de
Tenerías y efectos ambientales que causa la acumulación de este subproducto en áreas
rurales. Trabajo de Diploma. Universidad de Pinar del Rio. 40p.
• Hegberg, B; Brenniman, G. (1992). Mixed Plastics Recycling Technology. New Jersey:
Noyes Data Corporation.
• Herrero J. (2004). Estudio de tendencias y perspectivas del sector forestal en América
Latina Documento de Trabajo. Informe Nacional. Cuba. ESFAL/N/15.
• Ramírez, P. (2006). Utilización de residuos forestales. Gestión ambiental y sostenibili-
dad. http://www.gestiopolis.com/canales7/ger/utilizacion-de-residuos- forestales.htm.
• Rennie, C; Alair, M. (1989). Salvaging the Future: Waste-Based Production. Washington,
D.C.: Institute for Local Self-Reliance.
• Relova, I. (2000). Determinación de los modelos matemáticos para el cálculo del aserrín
en la industria del aserrado: Revista Avances. 2(2). ISSN 1562-3297. 12p.
• Riviera, C. (2011). La Madera Plástica. Disponible en http://www.maderaplastica.co.
Consultado el 23 de Noviembre de 2011. 9p.
• Scharai, R; Welling, J. (2002). Environmental and energy balances of wood products
and substitutes. M. Roma, FAO.
• Serrano, C. (2011). Reciclaje de desperdicios plásticos mezclados. Disponible http://
www.madrimasd.org/cienciaysociedad/ateneo/dossier/plasticos/plasticocom/mezclados.htm.
Consultado el 12 de Noviembre de 2011.
• Villacís, H; Estrada, J. (2005). Análisis y mejoramiento de la producción del área de
peletizado de una empresa plástica. Escuela Superior Politécnica del Litoral. México. 9p.
• Vizcaino, F. (2008). Los envases de tetrabrik. Innovaciones Tecnológicas. 40p.
