Roger Moya (ITCR), Roy Soto (UNA), Julio Mata (UCR) y Diego Camacho (ITCR)

Transcripción

1 DESARROLLO Y CARACTERIZACIÓN DE TABLEROS PRENSADOS A PARTIR DE RESIDUOS LIGNOCELULÓSICOS DE MADERA, PIÑA Y PALMA, COMBINADO CON EMPAQUE RECICLADO DE TETRABRICK Roger Moya (ITCR), Roy Soto (UNA), Julio Mata (UCR) y Diego Camacho (ITCR)

2 Introducción Las actividades agrícolas e industriales se caracterizan por producir una gran cantidad de desechos propios de su procesamiento, cuya disposición se ha convertido en un serio problema tecnológico, ambiental, económico y social. La industria de la madera, el cultivo y utilización de la piña y la industrialización del fruto de la palma aceitera, son de los cultivos con alta producción de desechos. Estimaciones son de desechos agroforestales tol/día). Los embalajes para bebidas tipo TetraBrik representan un gran problema en su manejo como desecho sólido, ya que después del consumo del alimento que contienen, a nivel nacional simplemente son desechados, sin que medie alguna alternativa de tratamiento para su degradación ó reutilización. 5 millones de toneladas por año. En Costa Rica se estima que son utilizados alrededor de un millón de paneles de los cuales en su totalidad son construidos en su totalidad con fuente de materia prima principal la madera. En su totalidad son importados (alrededor de 5 mil millones de dólares) (ONF, 2005)

3 Se presentó una propuesta por parte de las 3 universidades estatales (TEC, UNA y UCR) para encontrar una vía para el aprovechamiento de los residuos forestales, del cultivo y procesamiento de la piña y palma aceitera y los empaques TetraBrik. Dicha propuesta se basa en establecer el potencial de materia prima para la elaboración de tableros prensados, mediante el abordaje sistemático de las características del material, formulación de composiciones para los materiales compuestos que se propongan, conformación y caracterización físico-mecánica de los tableros, con miras a establecer un producto con potencial uso comercial en la industria de la construcción, mueblería,

4 Se presenta Análisis técnico para producir paneles a partir de aserrín (matriz principal), en combinación con pinzote, rastrojo de piña y cajas tetrabrik. Análisis comprende: Compatibilidad química Sistema de producción Resistencia de los paneles Usos potenciales

5 Composición química Datos Elaeis guineensis Ananas comosus Cupressus lusitanica Gmelina arbórea Tectona grandis Tetrabrick ph 5,88 4,47 4,91 5,55 6,41 7,43 Humedad recién cortado (%) 33% Fruto 45% Palma 87% mata 91 corona 50% 50% 50% 12,00 Cenizas (%) 5,41 6,83 0,19 1,07 0,78 Holocelulosa (%) 53,54 60,38 59,65 Lignina (%) 33,77 14,09 46,35 25,56 30,91 25,45

6 Extraíbles promedio en diferentes de solventes orgánicos y no orgánicos en diferentes compuesto lignocelulóicos Datos Elaeis guineensis Ananas comosus Cupressus lusitanica Gmelina arborea Tectona grandis Tetrabrick Solubilidad en Agua Fría (%) 13,43 27,82 5,93 7,81 7,21 13,04 Sol en Agua Caliente (%) 16,37 38,28 7,03 8,97 8,51 13,86 Solubilidad en NaOH (%) 54,35 53,8 24,23 26,13 23,83 25,6 Extracción Etanol Tolueno (%) 11,46 9,41 3,77 7,15 4,64 5,53 Madera libre de extractivos (%) 24 33,75 10,56 15,72 13,12 11,56 Grasa en Etanol Hexano (%) 7,49 5,68 5,2 1,52 2,19 0,27 Extractivos Diclorometano (%) 8,43 3,64 1,51 2,21 2,2 0,46

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8 Se tenia entonces los siguientes productos Aserrín de 3 maderas: melina, teca y ciprés Desechos de la corona y mata de la piña Se necesita de un adhesivo Desechos de la palma: el pinzote y el residuo del fruto

9 Posibles combinaciones Adhes ivo Melina Teca Cipres % 0 Fruto Pinzote Piña-Corona Piña Mata Tetrabrik 6% 8% 10% 6% 8% 10% 6% 8% 10% 6% 8% 10% 6% 8% 10%

10 Proceso de fabricación 3 Kg/cm3 y Temp de 175 grados

11 Propiedades físicas de los tableros (ASTM) Tipo de tablero Densidad (g/cm3) Contenido de Humedad (%) Absorción de Agua (%) Hinchamiento (%) Rugosidad (µm) Cipres-Corona 50/50 6% 0,68 11,70 130,50 59,47 10,38 Cipres-Fruto 50/50 8% 0,62 11,26 124,55 39,10 9,08 Cipres-Mata 50/50 6% 0,70 11,40 111,24 47,07 9,58 Cipres-Pinzote 50/50 8% 0,63 12,39 135,77 58,90 10,66 Cipres-tetrabrik 50/50 8% 0,64 9,84 80,18 24,66 9,92 Melina-Corona 50/50 8% 0,68 10,58 170,85 90,42 9,57 Melina-Fruto 50/50 8% 0,65 11,38 133,67 58,71 11,58 Melina-Mata 50/50 6% 0,68 11,30 146,51 75,07 10,61 Melina-Pinzote 50/50 8% 0,65 11,38 143,91 73,06 10,76 Melina-Tetrabrik 50/50 8% 0,70 8,93 79,49 30,85 9,53 Teca-Corona 50/50 8% 0,68 11,85 153,40 66,55 9,72 Teca-Fruto 50/50 8% 0,64 11,36 99,96 32,85 11,98 Teca-Mata 50/50 8% 0,68 10,60 108,94 45,69 9,04 Teca-Pinzote 50/50 8% 0,66 11,35 105,33 41,60 12,36 Teca-Tetrabrik 50/50 8% 0,66 9,05 87,42 24,39 10,49

12 Módulo de elasticidad (kg/cm2) Módulo de ruptura (kg/cm2) Tratamiento Mezcla µ µ 1 Ciprés-Corona 50/50 6% Ciprés-Mata 50/50 6% Ciprés-Fruto 50/50 8% Ciprés-Pinzote 50/50 8% Ciprés-tetrabrik 50/50 8% Teca-Corona 50/50 8% Teca-Mata 50/50 8% Teca-Fruto 50/50 8% Teca-Pinzote 50/50 8% Teca-Tetrabrik 50/50 8% Melina-Corona 50/50 8% Melina-Mata 50/50 6% Melina-Fruto 50/50 8% Melina-Pinzote 50/50 8% Melina-Tetrabrik 50/50 8%

13 Operaciones de trabajabilidad

14 Consumo energético (kwh/kg) Futuro Piña, el problema de secado 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 Piña Molida Piña 2cm (estrías) Piña 2cm Piña 6cm Piña 10cm 1,5 1,0 0,5 0, Contenido de humedad (%)

15 Futuro Cajas tetrabrik, no es recomendable moler, disminuir el gasto energético y aprovechar las características de los componentes.