ES2280552T3 - Preservacion de la madera con formiato de potasio o formiato de calcio. - Google Patents
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Abstract
Uso de formiato de potasio o formiato de calcio en forma de una solución para el tratamiento de la madera que no contiene metales pesados, como un agente de impregnación para proteger a la madera contra el deterioro causado por hongos y/o insectos.
Description
Preservación de la madera con formiato de
potasio o formiato de calcio.
La invención se refiere a la utilización de una
solución específica de tratamiento de la madera para mejorar la
preservación de la madera. La invención se refiere específicamente
a la mejora de la resistencia a la pudrición de la madera.
Las causas biológicas más importantes del
deterioro de la madera son los hongos y los insectos, tales como
las termitas. Convencionalmente, la preservación de la madera se
mejora mediante termotratamiento o impregnación bajo presión. En el
termotratamiento, la madera se mantiene a una temperatura elevada
(por encima de 200ºC), lo cual hace secar la madera y, al mismo
tiempo, cambia su estructura. El termotratamiento mejora de algún
modo la resistencia a la pudrición de la madera. Un
termotratamiento excesivo debilita las propiedades mecánicas de la
madera. Mediante el método del termotratamiento, los resultados
contra la pudrición obtenidos no son tan buenos como los que se
consiguen mediante el método por impregnación bajo presión. En el
método de impregnación bajo presión, la protección contra la
putrefacción se basa en la impregnación de la madera mediante
aplicación de presión con una solución que contiene, por ejemplo,
una sal de cobre, de cinc, de cromo o de arsénico, o una mezcla de
las mismas, impidiendo las sales la acti-
vidad microbiológica de la madera. Las sales pueden ser, por ejemplo, carboxilatos, tales como acetatos o formiatos.
vidad microbiológica de la madera. Las sales pueden ser, por ejemplo, carboxilatos, tales como acetatos o formiatos.
A partir de la publicación de la patente WO
9527600 se conoce un agente de preservación de la madera que
contiene como componente principal acetato de cobre y,
posiblemente, acetato de cinc, así como también un nitrito, tal
como el nitrito de sodio, que debe reducir la eliminación de los
iones de cobre y de cinc de la madera tratada. Además, este agente
protector de la madera contiene un producto químico estabilizador,
que es una sal amónica o un ácido orgánico débil o una mezcla de
dicha sal amónica y una sal de un metal alcalino y ácido orgánico
débil. Según la publicación, los agentes preservadores preferentes
incluyen acetato de amonio y una mezcla de acetato de amonio y
acetato de sodio. En esta publicación, también, la protección de la
madera se basa en "metales menos perjudiciales", es decir cinc
y cobre, que reemplazan al cromo y al arsénico.
La utilización del método de impregnación bajo
presión basado en la utilización de metales pesados, tales como Cu,
Zn, Cr y As es problemática, como es conocido, ya que dicha madera
sometida a tratamiento bajo presión no debe quemarse debido a, por
ejemplo, los metales contenidos en la misma, Por consiguiente, la
madera tratada bajo presión constituye un desecho problemático que
no puede reciclarse. Naturalmente, la madera tratada térmicamente
no presenta este problema, pero mediante el termotratamiento no
pueden conseguirse resultados tan buenos como con el método de
impregnación bajo presión (en términos de preservación de la
madera).
Existe por tanto una clara necesidad de una
solución para el tratamiento de la madera que sea tan eficaz como
las soluciones actuales utilizadas en el método de impregnación
bajo presión pero que en ella no se usen productos químicos que
hacen que la madera pase a constituir un desecho problemático. Por
consiguiente, la presente invención tiene por objeto proporcionar
una solución y un proceso para el tratamiento de la madera que sea
respetuoso con el medio ambiente.
En realidad, la invención consiste en la
utilización de formiato de potasio o de formiato de calcio en forma
de solución de tratamiento de la madera que no contiene metales
pesados como agente impregnador para proteger a la madera contra el
deterioro causado por hongos y/o insectos.
Según la presente invención se proporciona, por
tanto, una solución para el tratamiento de la madera que no
contiene metales pesados y que contiene un agente impregnador que
es formiato de potasio o formiato de calcio.
Según la presente invención, se proporciona
también un proceso para el tratamiento de la madera con el fin de
mejorar su preservación, en el que la madera se trata con una
solución para el tratamiento de la madera que no contiene metales
pesados y que contiene un agente impregnador que es formiato de
potasio o formiato de calcio.
Además, según la presente invención, se obtiene
una madera impregnada que contiene, como agente impregnador,
formiato de potasio o formiato de calcio en una proporción de
1-20% en peso.
Según la presente invención, también se pueden
utilizar mezclas de dichas sales.
Dicha solución para el tratamiento de la madera
contiene preferentemente 2-40% en peso, más
preferentemente
4-20% en peso, de formiato de potasio o formiato de calcio.
4-20% en peso, de formiato de potasio o formiato de calcio.
Según la presente invención, la madera que se ha
de tratar puede ser madera no tratada, pero preferentemente es
madera sometida a termotratamiento. El termotratamiento puede
realizarse adecuadamente a una temperatura aproximadamente de
180-200ºC.
El proceso de tratamiento de la madera según la
invención puede realizarse utilizando un procedimiento conocido de
por sí, por ejemplo sumergiendo la madera que se ha de tratar, en
la solución de tratamiento de la madera según la invención. El
tratamiento puede realizarse bajo presión, lo cual hace mejorar la
absorción de la solución en el interior de la madera.
Según la presente invención, el formiato de
potasio o el formiato de calcio pueden utilizarse como un agente
impregnador de la madera para proteger a la madera contra el
deterioro causado por hongos y/o insectos, especialmente contra la
pudrición y/o las termitas.
Por la expresión "que no contiene metales
pesados" se entiende en este contexto que no se añaden
intencionadamente metales pesados a la solución para el tratamiento
de la madera. Debe entenderse, sin embargo, que la solución puede
contener cantidades muy pequeñas de metales pesados derivados del
agua utilizada para formar la solución. Así mismo, la madera
tratada según la invención puede contener cantidades muy pequeñas
de metales pesados que están presentes de forma natural en la
madera y/o se derivan de la fase acuosa de la solución para el
tratamiento de la madera.
La invención se basa en el hecho de que el
formiato, que es un compuesto químico desarrollado por hormigas,
constituye un sustrato pobre para el crecimiento de
microorganismos. El formiato ejerce un efecto preventivo de la
proliferación o incluso un efecto aniquilador de los organismos
microbiológicos. En general, se piensa que el efecto del ácido
fórmico se basa en la acidez, es decir el "efecto ácido".
Parece ser, sin embargo, que específicamente la cola del formiato
es de gran importancia, pues se ha puesto de manifiesto que, por
ejemplo, en la preservación de la comida para animales,
específicamente las sales de formiato parecen ser eficaces para
inhibir la actividad bacteriana.
La invención se describe a continuación con
mayor detalle con la ayuda de ejemplos, examinando el tratamiento
contra la pudrición de pino y abeto por un lado con tratamiento
ordinario y por el otro lado sometido a termotratamiento
manualmente, con la solución para el tratamiento de la madera según
la presente invención. Por termotratamiento se entiende un
procedimiento convencional mediante el cual la madera se mantiene a
una temperatura elevada, eliminándose así la humedad de la madera y
la estructura de la madera cambia.
\vskip1.000000\baselineskip
Un espécimen en forma de placa se mantuvo
durante varios días en una fuerte solución de formiato de potasio.
Después de la impregnación, la placa se enterró en verano en un
terreno de jardín junto con una placa no tratada tomada del mismo
espécimen de placa. En el verano siguiente se desenterraron las
placas, observándose que la placa tratada no había sufrido ningún
deterioro. Por el contrario, en la placa no tratada el deterioro
había empezado, olía a moho, estaba empapada de agua y se había
ennegrecido.
A continuación, se realizó un ensayo en el que
una pieza de madera se impregnó con formiato de potasio. Este y un
espécimen de madera no tratada se colocaron en un espacio cerrado y
húmedo que contenía hongos de pudrición. Una vez transcurrido el
periodo de ensayo, se observó que no se había producido ningún
deterioro en ninguna de las muestras. Esto se debió a que el
formiato de potasio se había disuelto en agua y al mismo tiempo
había inhibido toda actividad de deterioro en el espacio
experimental. Se decidió que en la fase siguiente se ensayaría
formiato de calcio poco soluble en agua.
\vskip1.000000\baselineskip
Los ensayos se realizaron utilizando especimenes
de ensayo hechos a partir de madera de abeto o de pino. El tamaño
de los especimenes hechos de pino era de aproximadamente 20 x 15 x
2,4 cm^{3} y, respectivamente, el tamaño de los especimenes
hechos de abeto era de aproximadamente 20 x 12 x 7,2 cm^{3}. La
mitad de los especimenes de madera se sometieron a un
termotratamiento a 190ºC. Este termotratamiento no afectó
notablemente a la resistencia a la pudrición de la madera pero
mejoró la absorción de la solución, ya que la madera sometida a
termotratamiento es más porosa que la madera no tratada. La mitad
de los especimenes no se sometió a ningún termotratamiento. Los
especimenes de madera se midieron y se pesaron antes del
tratamiento químico. No se aplicó ningún tratamiento químico o
térmico en los especimenes de referencia que se utilizaron en los
ensayos de deterioro acelerado que se describen a continuación.
El tratamiento químico se realizó mediante
inmersión de los especimenes de madera en un recipiente cerrado que
contenía una solución de formiato de calcio (concentraciones de 120
g/kg, 80 g/kg y 40 g/kg). La temperatura de la solución era de
40-50ºC. En el recipiente había una presión de
aproximadamente 150 kPa (1,5 bar), mediante la cual la solución se
vio "forzada" a penetrar en la madera. El tiempo del
tratamiento fue de 2 horas. Después del tratamiento térmico los
especimenes de madera se secaron en una incubadora durante toda la
noche a una temperatura de
80-90ºC.
80-90ºC.
Los resultados del ensayo de impregnación se
representan en la tabla 1.
En los resultados de los ensayos de impregnación
puede verse que la solución de formiato se absorbe
considerablemente mejor en la madera sometida a termotratamiento,
la cual es más porosa que la madera ordinaria. Además, la solución
se absorbe mejor en el pino. La densidad de la madera sometida a
termotratamiento es aproximadamente de 400 mg/cm^{3}. Por
consiguiente, la cantidad de formiato de Ca en la madera sometida a
termotratamiento es de aproximadamente 7-15% para
el pino y 4-8% para el abeto.
\vskip1.000000\baselineskip
En la fase siguiente, los especimenes tratados
anteriormente se sometieron a un ensayo de hongos de pudrición. La
norma europea EN 113 se aplicó en la realización del ensayo. La
madera fue expuesta a condiciones tan rigurosas como fue posible
con respecto al deterioro: la temperatura fue aproximadamente de
30ºC y la humedad fue del 100%, y se introdujeron hongos de
pudrición malos tales como Poria placenta, Gloeophyllum
trabeum y Coniophora puteana en el el espacio de ensayo
(matraz de cultivo). Estos hongos estaban presentes en todos los
objetos de pudrición. El ensayo duró 4 meses. En cada ensayo se
incluyó un espécimen de referencia que no había sido sometido a
termotratamiento. En un ensayo de pudrición acelerado, la pudrición
de dicha madera debe ser tal que la pérdida de peso sea por lo
menos del 20% con cada especie de hongo. Los especimenes se
pesaron antes del inicio del ensayo.
Los resultados de los ensayos de pudrición
acelerada para abeto se representan en la tablas 2-4
y para pino en las tablas 5-7. Al examinar los
resultados es recomendable utilizar como valor de referencia la
información conocida según la cual una pérdida de peso del
20-30% se alcanza con pino y abeto sometidos a
termotratamiento en estas condiciones de ensayo.
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Los resultados ponen de manifiesto que el
deterioro fue rápido en los especimenes de referencia. Después de
transcurridos 4 meses, hasta la mitad de la madera no tratada se
había podrido, es decir, se había descompuesto (ver tabla 3). Para
pino, los valores medios oscilaron entre el 26 y 44%, para abeto
entre el 32 y el 54%. Para especimenes tratados según la invención,
los márgenes respectivos estuvieron entre 0,3 y 9% para pino y
entre 0,3 y 11% para abeto. Poria placenta fue la peor causa
de pudrición.
La tabla 8 ilustra los resultados utilizando la
clasificación conforme a la norma EN 350-1994. La
norma utiliza la clasificación de resistencia a la pudrición en una
escala que va de 1 a 5 siendo clase 1 = buena resistencia a la
pudrición, clase 2 = resistente a la pudrición, clase 3 =
moderadamente resistente a la pudrición, clase 4 = poco resistente,
y clase 5 = no resistente.
Sobre la base de estos ensayos de pudrición, se
puede observar que la resistencia a la pudrición aumenta
considerablemente en comparación con la madera no tratada. Mediante
el termotratamiento se produce una mejora considerable. Si además
del termotratamiento se realiza un tratamiento con formiato de Ca
según la invención, la pudrición puede evitarse casi
completamente.
Tanto para el abeto como para el pino, el peor
agente causante del deterioro fue Poria placenta. Al igual
que con los otros hongos, el termotratamiento provocó una
considerable reducción del deterioro, pero el tratamiento químico
prácticamente detuvo el deterioro. En su globalidad, los resultados
fueron buenos.
La solución según la invención no contiene
componentes tóxicos. La madera es completamente reciclable y puede
quemarse sin restricciones. La cantidad de agente de tratamiento de
la madera es de aproximadamente el 10% de la cantidad de madera y,
por consiguiente, la invención también resulta económica.
Además del tratamiento contra la pudrición, el
proceso puede utilizarse también para impedir la destrucción
causada por termitas. Las termitas destruyen una considerable
cantidad de madera en las cálidas condiciones del sur. Tratando a
la madera sometida a termotratamiento con la solución según la
invención se obtiene, por tanto, una eficaz protección contra las
termitas.
Claims (7)
1. Uso de formiato de potasio o formiato de
calcio en forma de una solución para el tratamiento de la madera
que no contiene metales pesados, como un agente de impregnación
para proteger a la madera contra el deterioro causado por hongos
y/o insectos.
2. Uso según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho formiato de potasio o formiato de
calcio se utiliza para proteger a la madera contra la pudrición
y/o las termitas.
3. Uso según la reivindicación 1,
caracterizado porque el formiato de potasio se utiliza como
agente impregnador.
4. Uso según la reivindicación 1,
caracterizado porque el formiato de calcio se utiliza como
agente impregnador.
5. Uso según la reivindicación 1,
caracterizado porque la solución para el tratamiento de la
madera contiene formiato de potasio o formiato de calcio en una
proporción de 2-40% en peso, preferentemente
4-20% en peso.
6. Uso según la reivindicación 1,
caracterizado porque la madera es pino o abeto.
7. Uso según la reivindicación 1,
caracterizado porque la madera se somete a
termotratamiento.
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