Revista de Ciencias Tecnológicas (RECIT). Volumen 3 (1): 10-22
Revista de Ciencias Tecnológicas (RECIT). Universidad Autónoma de Baja California ISSN 2594-1925
Volumen 7 (1): e315. Enero-Marzo, 2024. https://doi.org/10.37636/recit.v7n1e315
ISSN: 2594-1925
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Artículo de investigación
Influencia de la distribución granulométrica en
propiedades de tableros aglomerados de residuo de
desmote de algodón y resina urea formaldehído
Influence of particle size distribution on the properties of cotton
gin residue and urea formaldehyde resin particleboards
Luciano Gabriel Massons , Florencia Araceli Benitez , Regina Rosario Piccoli , Maria Fernanda
Carrasco , Raúl Esteban Puga , Carlos Defagot
Centro de Investigación y Desarrollo para la Construcción y la Vivienda (CECOVI), perteneciente a la Facultad
Regional Santa Fe de la Universidad Tecnológica Nacional (UTN - FRSF). Santa Fe, Argentina
Autor de correspondencia: Luciano Gabriel Massons, Centro de Investigación y Desarrollo para la Construcción y la Vivienda
(CECOVI), perteneciente a la Facultad Regional Santa Fe de la Universidad Tecnológica Nacional (UTN - FRSF). Santa Fe, Argentina.
Correo electrónico: lmassons@frsf.utn.edu.ar. ORCID: 0000-0002-5584-5903.
Recibido: 16 de Agosto del 2023 Aceptado: 10 de Febrero del 2024 Publicado: 19 de Febrero del 2024
Resumen. - El presente trabajo expone la posibilidad de generar tableros de partículas con residuos de la
industria algodonera del noreste de Argentina, aglomerados con resina urea-formaldehído, como una
alternativa de sustitución de la madera por desechos lignocelulósicos de menor costo, para los cuales aún no
se han implementado medidas para lograr una disposición final eficiente. Se pretende lograr tableros de
partículas que puedan ser utilizados en la construcción de cerramientos de viviendas y mobiliario sencillo. Con
la intención de optimizar el comportamiento de estos tableros, se investiga la influencia de la distribución de
tamaños de partículas y sus características morfológicas en las propiedades mecánicas, resistencia al agua y
calidad final de los tableros. Se comparan tres situaciones: material molido sin clasificar, material molido
clasificado y material remolido clasificado, que conforman tableros monocapa con porcentajes de resina de
11,9 %, 15,1 % y 19,3 %. Los resultados muestran que el uso de partículas más finas aumenta aproximadamente
un 35% la resistencia a la flexión (MOR) y el módulo de elasticidad (MOE) en comparación con tableros donde
se utilizan partículas más grandes. El hinchamiento y la absorción de agua disminuyen entre 25% y 70%
utilizando partículas más pequeñas. Los tableros elaborados con partículas más pequeñas logran una mejor
impregnación de la resina y procesos de mezclado más sencillos, que redundan en una mejor calidad de corte
y superficies más lisas. Estos resultados contribuyen a la identificación de una disposición final de un residuo
abundante sumando valor agregado y de alternativas de materias primas que puedan reemplazar a la madera
en el proceso de fabricación de tableros.
Palabras clave: Tableros de partículas; Residuo de desmote de algodón; Resina urea formaldehído; Tamaños
de partículas; Propiedades.
Abstract. - The present paper exposes the feasibility of producing particleboards with wastes from the cotton
industry in northeastern Argentina, agglomerated with urea-formaldehyde resin, as an alternative to replace
wood with lower-cost lignocellulosic waste, for there are no measures to achieve an efficient final disposal. The
aim is to achieve particleboards suitable for the construction of housing enclosures and simple furniture. With
the intention of optimizing boards behavior, the influence of the particle size distribution and their
morphological characteristics on the mechanical properties, water resistance, and final quality of the boards
is investigated. Three situations are compared: unclassified milled material, classified milled material, and
classified remilled material, which constitutes single-layer boards with resin percentages of 11.9 %, 15.1 %,
and 19.3 %. Results show that the use of finer particles increases the flexural strength (MOR) and the modulus
of elasticity (MOE) by approximately 35 % compared to boards where larger particles are used. Swelling and
water absorption decrease between 25 % and 70 % by using smaller particles. Boards made with smaller
particles achieve better resin impregnation and simpler mixing processes, which result in better-cut quality and
smoother surfaces. These results contribute to the identification of a final disposal with added value for
abundant waste and an alternative raw material that can replace wood in the board manufacturing process.
Keywords: Particleboards; Cotton gin waste; Urea formaldehyde resin; Particle size; Properties.
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1. Introducción
El algodón, la fibra natural de uso más
difundido, se produjo a un ritmo de
aproximadamente 26.7 millones de toneladas
en todo el mundo en la campaña 2019-2020. En
el proceso entre la cosecha del algodón y el
desmote, se producen tres subproductos: los
tallos de algodón o rastrojo, el residuo de
desmote y las semillas de algodón.
Los tallos de algodón consisten en la porción
remanente de la planta en el campo luego de
efectuar la cosecha, el residuo de desmote es la
fracción desechada en el proceso de limpieza de
la fibra y las semillas de algodón se recolectan
luego de la limpieza de las fibras [1-28].
El residuo de desmote es un material complejo,
considerando que consiste en una mezcla de
carpelos, motas (fibras de algodón con semillas
inmaduras o rotas), palos, partes de hojas y
partículas finas. La cantidad de residuo de
desmote que se genera varía ampliamente y
depende de varios factores, como el método de
cosecha, la técnica de desmotado, el origen y la
variedad del algodón [29].
En Argentina, la producción algodonera se
concentra en la región del noreste,
principalmente en las provincias de Santa Fe,
Chaco, Formosa, Santiago del Estero y
Corrientes, considerándose una actividad
productiva con gran cantidad de problemas que
deben abordarse.
A partir de datos obtenidos de cosechas
anteriores, se sabe que, de aproximadamente
1,000,000 de toneladas de algodón, se obtienen
más de 300,000 toneladas de residuos de
desmote, es decir, más del 30 %, compuestos
de fibras cortas, carpelos y otros componentes
[1, 3, 4].
En las últimas décadas, el incremento en la
implementación de maquinarias en la cosecha
ha mejorado notablemente la rentabilidad del
cultivo, pero esto también genera mayores
cantidades de residuos en la fase de desmote,
implicando mayores inconvenientes y
procesos, por tanto, más costos para la
extracción final de la fibra utilizable.
El distanciamiento usado en las áreas
sembradas a Surco Estrecho, no permite su
recolección con cosechadoras de tipo “picker”
o a husillos, recolectándose ese algodón
mayoritariamente con cosechadoras de tipo
“stripper” o despojadoras, muy eficientes en
cuanto a la recolección en sí misma, pero que
tienen la desventaja de cosechar con mayor
porcentaje de impurezas o material extraño lo
cual conlleva a menores rendimientos de fibra
en el proceso de desmote [3, 4].
Los residuos mencionados actualmente sin
destino previsto se acopian en grandes
montañas al aire libre, dando lugar a un hábitat
con condiciones muy favorables para plagas y
roedores, y, además, siendo autoinflamables,
son un peligro para las comunidades aledañas.
Como otro aspecto a considerar se encuentra el
corto periodo de trabajo intensivo que tienen las
desmotadoras, solo 100 días al año, tiempo
coincidente con la duración de las campañas de
cosecha y desmote. Esto se traduce en no ser
una fuente de trabajo constante para la
población local.
La implementación de tecnologías complejas
para reutilizar este residuo se ve parcialmente
frustrada por la variabilidad de su generación lo
cual atentaría contra una necesidad continua de
materia prima [2]. Actualmente se contemplan
como un posible destino del residuo de desmote
su aplicación como alimento balanceado para
ganado, pero esto se torna dificultoso debido a
su baja digestibilidad [5-6, 29].
También se podría compostar aeróbica o
anaeróbicamente, lo cual parece una solución
viable, pero la difusión de su uso es limitada y
aparentemente poco rentable [7-8, 29].
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Lamentablemente en la mayoría de las plantas
desmotadoras, frente a la falta de soluciones
efectivas al gran volumen de residuos
generados se opta por quemarlos, lo cual,
encontrándose estas plantas cercanas a centros
poblacionales, se torna muy problemático
debido a la importante contaminación
ocasionada. Además, teniendo en cuenta que el
algodón es uno de cultivos agrícolas con mayor
aplicación de agroquímicos, se deben
contemplar los riesgos asociados a la quema y
los humos dispersados [9-12].
Frente a lo mencionado es alentador pensar en
destinar estos residuos en la generación de
materiales que puedan ser aplicados tanto en
mobiliarios, viviendas u otros usos generales.
Con el desarrollo de estos materiales se podrían
resolver simultáneamente varias de las
problemáticas mencionadas, destino de los
residuos, fuente laboral alternativa y
contribución a mejorar las deficiencias
habitacionales de la zona [13-14].
Contando con antecedentes de otros
investigadores que han trabajado con
materiales lignocelulósicos subproductos
agroindustriales, se vislumbra la posibilidad de
producir tableros de partículas con los cuales
constituir una tecnología de construcción en
seco o como posible reemplazo de la madera en
los aglomerados [14-26].
Estas iniciativas se basan en el aumento
considerable del consumo de madera y otros
materiales para aglomerados de partículas a
base de biomasa, debido fundamentalmente al
ritmo de crecimiento poblacional. La población
mundial consume actualmente más de 3.5
billones de toneladas de madera verde por año.
Si la tasa de consumo de fibra de madera y la
tasa de crecimiento poblacional aumentaran
más de 60 millones de toneladas por año, esta
situación generaría un desequilibrio entre la
oferta y la demanda y, consecuentemente, las
fibras alternativas tales como las agrofibras y
otras fibras vegetales adoptarán un papel
relevante en relación a esta industria [13].
En etapas previas de la investigación se
estableció la factibilidad de producción de
tableros de partículas a partir de los residuos de
desmote del algodón aglomerados con resina
urea formaldehido que, mediante la
incorporación de refuerzos superficiales de
tejido bidirectional de yute y contenidos
considerables de resina, presentaban
propiedades mecánicas aceptables [27].
Otros investigadores han desarrollado tableros
de partículas basados en residuos parciales del
procesamiento del algodón, tales como los
tallos que quedan en el campo y son retirados
para prevenir la proliferación de plagas [13] o
los carpelos que se separan luego de la cosecha
manual [19].
En el presente artículo se presentan algunos
avances logrados en la investigación respecto
de la posibilidad de obtener tableros de
partículas configurados en una capa,
elaborados con residuo de desmote de algodón
con distintas granulometrías y porcentajes
variables de resina urea formaldehido, sobre los
cuales se evalúan las propiedades mecánicas,
resistencia al agua y calidad final de los
tableros, así como la influencia de las
características dimensionales y morfológicas
de las partículas sobre estas propiedades.
2. Materiales y Métodos
El residuo de desmote utilizado para la
elaboración de los aglomerados se obtuvo de
los acopios de una planta desmotadora ubicada
en la provincia de Santa Fe (Argentina). Este
residuo está constituido por restos de fibra de
algodón que no se logra separar en el proceso
industrial, carpelos, ramas de diversos tamaños,
hojas y polvo que se incorpora durante el
acopio (Figura 1). Se realizó la molienda del
residuo mediante una moledora de granos
marca LOYTO N°2 monofásica, la cual cuenta
con 8 martillos flotantes de acero y eje montado
sobre bolilleros.
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El residuo en estado natural primeramente se
molió utilizando una criba de 16mm,
obteniendo una granulometría variable
compuesta de polvo, partículas de diversos
tamaños y formas, además, fibras de algodón.
Buscando uniformar la morfología del material
se optó por tamizar el material molido
eliminando, por un lado, la fracción pasante del
tamiz N°30 que se compone principalmente de
polvo y puede contener materias extrañas como
partículas de suelo o cenizas [3] y, por otro, la
fracción retenida en el tamiz de ½” (12,5 mm)
que se trata en su totalidad de motas de fibras
de algodón con partículas enredadas. La
fracción remanente de esta clasificación se la
utilizó para la confección de los paneles
monocapa de granulometría gruesa (Figura 2b).
Luego de esta primera molienda y tamizado, se
procedió a una segunda molienda del material
utilizando una criba de 3,5 mm, obteniendo una
distribución de partículas más uniforme, que
también fue utilizada para la confección de
paneles monocapas de granulometría fina, con
un tamaño máximo de partículas de 4,75 mm
(Figura 2c). Para las partículas se practicó una
caracterización granulométrica, analizando el
material resultante de las moliendas mediante
dos procedimientos, uno a través del paso por
tamices y el otro de forma manual, separando
cada tipo de partículas presentes teniendo en
cuenta sus características morfológicas (Figura
2). En la tabla 1 se puede observar la
granulometría del material grueso y fino
utilizados para la elaboración de los tableros.
Tabla 1. Análisis granulométrico mediante tamices molienda gruesa y fina.
Figura 1. Apariencia de un tablero de cascarilla de algodón frente a un tablero comercial.
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Luego del proceso de molienda, el residuo se
secó en estufa a 105 ± 2 °C para reducir su
contenido de humedad natural de
aproximadamente 16% hasta alcanzar un
aproximado de 3%. En una mezcladora
planetaria con lira, el residuo de desmote seco
se integró con la resina urea formaldehido
(Coladur 65%) provista por Jucarbe S.A.
(Argentina), con contenido de sólidos mínimo
de 65 %, densidad de 1,26 g/cm3, tiempo de
gelación a 100 °C de 6 min y viscosidad a 25
°C de 950 cps.
A la resina se le adicionó agua hasta alcanzar
un contenido de sólido de 55 % y se empleó
como catalizador un 5 % de solución saturada
sulfato de amonio. Tanto para los paneles
elaborados con el material grueso, como para
aquellos elaborados con el material fino, la
proporción de resina utilizada para los
aglomerados, expresada como sólidos en
proporción al peso de residuo de desmote seco,
fue de 11.9%, 15.1 % y 19.3%.
Luego de homogeneizar la mezcla, en todos los
casos se colocó el material de forma manual en
un molde de platos calientes, y se prensó hasta
alcanzar una presión máxima de 3, 3.75 y 4.75
MPa con una temperatura de 150°C en ambos
platos durante 5 minutos, obteniendo tableros
de dimensiones nominales de 250 x 250 x 8
mm.
Sobre los aglomerados obtenidos se realizaron
determinaciones de densidad, resistencia a
flexión estática y resistencia al hinchamiento y
absorción. La densidad se determinó de
acuerdo al procedimiento de la norma IRAM
9705 [30]. La determinación de la resistencia a
flexión y módulo de elasticidad se realizó de
acuerdo a los lineamientos de la norma IRAM
9706 [31], modificando la luz de ensayo que se
mantuvo en todos los casos igual a 140 mm.
Para la realización del ensayo las probetas
previamente se acondicionaron durante 48 a 72
hs, en un ambiente controlado a 20 ± 2 °C y 65
± 5 % de humedad relativa, la carga se aplicó
en el centro de la luz entre apoyos en una
máquina Instron 3344, con una velocidad de
deformación constante de 12 mm/min, hasta
que se verificó la falla de la probeta. La
determinación del hinchamiento y absorción se
realizó de acuerdo a lo establecido en la norma
IRAM 9720 [32], para ello se cortaron probetas
de dimensiones nominales de 50 mm x 50 mm
x 8 mm, se acondicionaron hasta masa
constante, en un ambiente controlado a 20 ± 2
°C y 65 ± 5 % de humedad relativa las cuales
Figura 2. (a) Caracterización morfológica residuo en estado natural. (b) Caracterización morfológica residuo molido Criba 16 mm.
(c)
Caracterización morfológica residuo remolido en criba 3,5 mm.
(a)
(b)
(c)
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se midieron y pesaron. Luego se las sumergió
completamente en agua a temperatura ambiente
durante 24 horas. Transcurrido ese tiempo cada
probeta fue retirada de la inmersión, se eliminó
el exceso de agua y se las volvió a medir y
pesar. El hinchamiento y la absorción se
determinaron también luego de un secado al
aire de 7 días, posterior al periodo de
inmersión.
3. Resultados y Discusión
La figura 5 muestra partículas características
que componen el residuo de desmote en sus
diferentes fracciones. Las partículas
correspondientes al residuo natural (Figura 3a)
se encuentran comprendidas entre los tamices
de 25 mm y de 0.6 mm, con una composición
muy heterogénea en tipo de partículas, tamaños
y formas de las mismas. Una gran proporción
de las partículas que componen el residuo en
estado natural presentan una importante
concavidad e irregularidad en sus formas. Las
partículas correspondientes al residuo molido
grueso (Figura 3b) se encuentran comprendidas
entre los tamices de 4,75 mm y 0,6 mm y, si
bien la molienda permite alcanzar una mayor
homogeneidad de tamaños y formas, las
partículas aún presentan concavidades. En el
caso del residuo fino remolido (Figura 3c), las
partículas se encuentran comprendidas entre
los tamices de 4,75 mm y 0,15 mm, y puede
apreciarse que su forma tiene a ser más regular
y se eliminan casi por completo las unidades
cóncavas.
En la Tabla 2 se observan los valores promedio
de densidad, resistencia a flexión (MOR),
módulo de elasticidad en flexión (MOE) e
hinchamiento y absorción, obtenidos para los
aglomerados elaborados.
La norma IRAM 9723 [33], que establece los
requisitos a cumplir por los tableros de
partículas, no define una clasificación en
función de la densidad, pero establece una
tolerancia para la variabilidad de la densidad en
un tablero de 10%. En cambio, los valores de
densidad obtenidos colocan a la mayoría de los
aglomerados monocapa en la clasificación de
alta densidad (HD) según la norma ANSI
A208.1 (ANSI, 1999) [46], que establece un
límite inferior de 800 kg/m3.
a)
b)
c)
Figura 3. Partículas características del a) residuo en estado natural; b) residuo molido en criba 16mm y tamizado; c)
residuo remolido en criba 3,5 mm.
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Al analizar la densidad de los aglomerados se
aprecia que aumenta a medida que se
incrementa la presión de moldeo entre una
densidad mínima de 723 kg/m3, para los
tableros prensados a 3 MPa, y una densidad
máxima de 1037 kg/m3, para aquellos
prensados a 3.75 MPa (Figura 4).
El tamaño de las partículas que componen los
aglomerados tiene influencia sobre la densidad
medida, ya que las placas conformadas por
partículas resultantes del remolido con la criba
de 3,5 mm resultan tener una mayor densidad
que las placas de material molido con criba de
16mm, aún para menor presión de moldeo. Este
efecto puede atribuirse a la posibilidad de
alcanzar una mayor compactación debido a que
las partículas finas y planas pueden acomodarse
mejor en el prensado y generando una menor
presencia de vacíos [34]. El contenido de resina
urea formaldehído no tiene mayor incidencia en
la densidad de los aglomerados.
Los valores de resistencia a flexión (MOR) de
los aglomerados tienden a incrementarse con el
aumento de contenido de resina utilizado y lo
mismo sucede con la presión de moldeo. Por
otro lado, se observa que al reducir el tamaño
de partículas, la resistencia crece aún para los
mismos contenidos de resina y presión de
moldeo.
Puede observarse que la resistencia de las
probetas monocapa de residuo grueso y
moldeadas con presiones de 3 MPa resultan
inferiores independientemente del contenido de
resina (Figura 5). En este sentido, es posible
considerar que la presión de moldeo de 3 MPa
resulta insuficiente para lograr una adecuada
adhesión de las partículas, dejando espacios
que no han podido ser llenados. Este
comportamiento difiere del observado en
investigaciones en las que los paneles están
fabricados a partir de otros residuos
lignocelulósicos y resinas, para los cuales
presiones de moldeo entre 2,4 y 3,5 MPa
permiten lograr un comportamiento
satisfactorio [13,19, 23, 34-35].
En el caso del residuo de desmote del algodón,
los resultados de las muestras ensayadas
muestran que a partir de una presión de 3.75
MPa puede lograrse una mejor adhesión de las
partículas que no se incrementa
significativamente cuando la presión crece
hasta 4.75 MPa. No obstante, es significativo el
cambio en el comportamiento de los tableros
elaborados con el material fino, que
incrementan su resistencia a flexión (MOR)
Tabla 2. Propiedades mecánicas y físicas de los tableros de partículas.
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para todos los niveles de incorporación de
resina. Tendencias similares se observan para
los resultados de módulo de elasticidad (MOE),
donde los tableros elaborados con el residuo
remolido evidencian mayor rigidez (Figura 6).
Vanoli Scatolino et al [35] definieron el índice
de compactación como la relación entre la
densidad aparente del tablero de partículas y la
densidad de las partículas utilizadas para su
producción. En sus trabajos, el bajo valor de
densidad de los residuos de algodón resultó en
un aumento significativo en los valores de la
tasa de compactación a medida que aumentó el
porcentaje de residuos en paneles elaborados
con residuos de desmotado de algodón y
eucalipto, lo cual indica un mayor número de
partículas por panel. En estas condiciones, la
aplicación del mismo contenido de adhesivo
reduce su disponibilidad por partícula,
resultando en valores más bajos de propiedades
mecánicas. Además, la baja densidad básica de
los residuos de algodón influye directamente en
el espesor de la pared celular y, por tanto, en la
resistencia y rigidez del material. Esta
observación también es consistente con el
aumento de densidad cuando se usan partículas
más finas y presiones de moldeo más altas.
La norma IRAM 9723 [33] establece
requerimientos de resistencia a flexión y
módulo de elasticidad que se encuentran
condicionados por el espesor del tablero y por
el ambiente en el cual se colocará. Para
espesores de 6 a 13 mm la resistencia a flexión
mínima requerida (MOR) es de 11 N/mm2 para
aplicación en ambientes secos y de 15 N/mm2
para ambientes húmedos
Figura 5. Resultados de resistencia a flexión simple.
Figura 4. Densidad de los aglomerados.
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En el caso del módulo de elasticidad (MOE),
para espesores de 6 a 13 mm el módulo de
elasticidad mínimo requerido es de 1800
N/mm2 para aplicación en ambientes secos y de
2050 N/mm2 para ambientes húmedos. Los
resultados obtenidos indican que todos los
tableros, independientemente del uso de
residuo grueso o fino, elaborados con
contenidos de resina a partir de 15,1 % y
presiones de moldeo a partir de 3,75 MPa,
cumplen con los requerimientos de resistencia
a flexión establecidos para ambientes secos.
Sólo los tableros elaborados con partículas
finas alcanzan los niveles exigidos de módulos
de elasticidad para ambientes secos a partir de
contenidos de resina de 15,1%. Cuando se
analizan los requerimientos para ambientes
húmedos, la resistencia a flexión y el módulo
de elasticidad requeridos sólo son alcanzados
por los tableros elaborados con partículas finas
y contenidos de resina de 19,1 %.
El hinchamiento a 24 hs (Figura 7) de las
muestras elaboradas con residuo grueso se
encuentra entre 41.5 y 86.7 %, para presiones
de 3; 3.75 y 4.75 MPa de presión de moldeo.
Las muestras fabricadas con presiones de
moldeo de 3,75 y 4,75 MPa muestran una
tendencia decreciente al incrementarse el
contenido de resina, en tanto que esta tendencia
no se verifica para las muestras fabricadas con
3 MPa de presión de moldeo. La absorción a 24
hs (Figura 8) de las muestras elaboradas con
residuo grueso se encuentra entre 59.6 y 138.9
%, para presiones de 3; 3.75 y 4.75 MPa de
presión de moldeo. Las muestras fabricadas
con presiones de moldeo de 3,75 y 4,75 MPa
tienen menor absorción al incrementarse el
contenido de resina, en tanto que esta tendencia
no resulta clara para las muestras fabricadas
con 3 MPa de presión de moldeo.
En el caso de las muestras elaboradas con el
residuo fino, las muestras fueron moldeadas
con presiones de 3.75 MPa. Para estos tableros,
el incremento del contenido de resina se traduce
en una disminución del hinchamiento (52.4 %
para contenido de resina de 15.1 % y 31.9 %
para contenido de resina de 19.3 %) y la
absorción a 24 hs (41.5 % para contenido de
resina de 15.1 % y 64.1 % para contenido de
resina de 19.3 %). Ambos parámetros muestran
un mejor desempeño para los tableros de
partículas finas, en comparación con los
tableros de partículas gruesas. Las partículas
finas, que tienen superficies planas, desarrollan
mejores contactos y adherencia entre ellas y la
resina, permitiendo que la estructura de la placa
sea más compacta y homogénea. Las partículas
más gruesas, de geometría cóncava e irregular,
producen aglomeraciones locales y puntos de
contacto aislados, produciendo placas menos
homogéneas. Estas diferencias en la estructura
obtenida con partículas gruesas y finas explican
Figura 6. Resultados de módulo de elasticidad en flexión.
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las diferencias observadas en el
comportamiento de las placas [34]. Los
tableros con partículas más gruesas tienen
mayores valores de absorción de agua, lo que
puede explicarse por la porosidad provocada
por la concavidad y por la variedad de formas
de residuos del desmotado. Los tableros
elaborados con partículas finas, en toda su masa
o en las capas exteriores, tienen menor
absorción de agua y menores valores de
hinchamiento, lo que se debe a una mayor
compactación y menor humectabilidad. Se
obtuvieron resultados similares para otros
residuos lignocelulósicos [23, 36-39].
En todos los casos, el hinchamiento y la
absorción, luego de 7 días de secado al aire
(Figuras 9 y 10), se reducen drásticamente. El
hinchamiento a 7 días de las muestras
elaboradas con 3 MPa de presión de moldeo se
encuentra siempre en entornos inferiores a las
demás muestras. Para las muestras elaboradas
con partículas gruesas el hinchamiento a 7 días
resulta: para 3 MPa entre el 9.9 a 13.9 %, para
3.75 MPa entre 36.2 y 39.8 % y para 4.75 MPa
entre 11.7 a 29.1 %. En estos paneles, la
absorción a 7 días resultó siempre inferior al 8.0
%. Para los tableros elaborados con partículas
finas el hinchamiento a 7 días resulta entre 21.0
y 51.1 % y la absorción a 7 días negativa.
Los requerimientos de hinchamiento máximo a
24 h, también se establecen en la norma IRAM
9723 [33] en función del espesor del tablero
para su uso en ambientes húmedos. Para
espesores de 6 a 13 mm este límite máximo se
fija en 17 %. Los resultados obtenidos indican
que los tableros evaluados no cumplen este
requisito aún cuando son elaborados con
residuo de desmote fino y los mayores
contenidos de resina, por lo cual su empleo
queda restringido a los ambientes secos.
La investigación desarrollada hasta el momento
permite confirmar que los tableros elaborados
con material fino resultan más compactos, y
alcanzan mejores niveles de prestaciones
mecánicas y mayor resistencia al agua. No
obstante, aun siendo elaborados con el residuo
de desmote fino, que se compone de partículas
más uniformes y prácticamente exentas de
concavidad, las propiedades mecánicas y el
hinchamiento por efecto de la inmersión en
agua durante 24 h, limitan la posibilidad de
aplicación de este material en ambientes
húmedos. Una alternativa para mejorar el
comportamiento frente al agua de los tableros
de partículas consiste en la incorporación de
aditivos hidrofobizantes, tales como las
emulsiones de parafina [11, 40-42]. Esta
adición deberá evaluarse en términos de dosis
necesarias para obtener resultados
satisfactorios de resistencia al agua, así como
respecto de la posible alteración que pudiera
provocarse en las propiedades mecánicas.
Por otra parte, el uso de residuo fino permite
mejorar el comportamiento de los tableros
cuando se comparan las propiedades, a igual
contenido de resina, respecto de otros
elaborados con el residuo grueso. Aun
utilizando el residuo fino, el contenido de
resina requerido para cumplir con las
propiedades mecánicas exigidas para
ambientes húmedos se encuentra por encima
del 15 %. Estos contenidos de resina responden
a efectos antagónicos entre la demanda
derivada de mayores niveles de superficie
específica del material fino y la mejor respuesta
en las propiedades mecánicas y físicas debida
al desarrollan mejores contactos y adherencia
entre las partículas y la resina. El elevado
requerimiento de contenido de resina obliga a
considerar alternativas que permitan minimizar
la emisión de formol libre, para lo cual se
analizará la factibilidad de incorporación de
aditivos secuestrantes de formaldehido que
puedan contribuir a cumplir con los
requerimientos normativos [43-45].
11
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Revista de Ciencias Tecnológicas (RECIT). Volumen 7 (1): e315.
.
4. Conclusiones
Con base en los datos recopilados y los
resultados obtenidos de los trabajos
experimentales realizados, se pueden formular
las siguientes afirmaciones con respecto al
trabajo presentado: la distribución
granulométrica del material y la morfología de
las partículas que componen el residuo
muestran una correlación significativa con
varios aspectos del proceso de producción de
aglomerado, incluida la trabajabilidad, la
impregnación con resina, el mezclado y las
propiedades mecánicas finales del producto. La
molienda fina del material permite obtener una
mayor homogeneidad en términos de forma y
tamaño de partículas, lo que conduce a un
mejor acomodamiento y adhesión de las
mismas. Los tableros elaborados con material
fino presentan una mayor compacidad y
muestran mejoras en las propiedades
mecánicas, así como una mayor resistencia al
agua. Sin embargo, incluso al utilizar residuos
de desmote fino, las propiedades mecánicas y
la susceptibilidad al hinchamiento después de
la inmersión en agua durante 24 horas limitan
su aplicación en ambientes húmedos. Por lo
tanto, es imperativo evaluar en futuras etapas
de investigación la efectividad de aditivos
hidrofobizantes y su influencia en las
propiedades mecánicas del material. Se hace
necesario también evaluar la competencia entre
la mayor demanda de resina, derivada de una
Figura 8. Resultados de absorción porcentual por inmersión en agua
durante 24 h.
Figura 10. Resultados de absorción porcentual por inmersión en agua
durante 24 h, 7 días de secado.
Figura 9. Resultados ensayo de hinchamiento por
inmersión en agua durante 24 h, 7 días de secado.
Figura 7. Resultados ensayo de hinchamiento por
inmersión en agua durante 24 h.
12
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Revista de Ciencias Tecnológicas (RECIT). Volumen 7 (1): e315.
mayor superficie específica del material fino, y
la mejora en las propiedades mecánicas y
físicas. La optimización de estos factores
permitirá reducir el contenido de resina en los
tableros, lo cual es crucial para minimizar la
emisión de formaldehído libre, aspecto de suma
importancia en términos de normativas
ambientales y de salud. Además, se sugiere
evaluar la viabilidad de incorporar aditivos
secuestrantes de formaldehído que puedan
contribuir al cumplimiento de los requisitos
normativos en materia de emisiones de gases,
esta evaluación puede ser fundamental para
garantizar la conformidad con los estándares
regulatorios aplicables.
5. Agradecimientos
La concreción de este trabajo fue posible
gracias a la colaboración de la desmotadora de
algodón ACRIBA S.A de Villa Minetti, Santa
Fe, Argentina; al financiamiento de la
Secretaría de Ciencia, Tecnología y Posgrado
de la Universidad Tecnológica Nacional y a la
colaboración del Instituto de Tecnología
Celulósica de la FIQ-UNL.
6. Agradecimientos de autoria
Luciano Gabriel Massons: Conceptualización;
Recursos; Ideas; Metodología; Análisis formal;
Borrador original; Escritura; Revisión y
edición; Visualización; Supervisión. Florencia
Araceli Benitez: Recursos; Análisis de datos;
Escritura; Revisión y edición; Visualización.
Regina Rosario Piccoli: Recursos; Análisis de
datos; Escritura; Revisión y edición. María
Fernanda Carrasco: Conceptualización;
Recursos; Ideas; Metodología; Análisis formal;
Borrador original; Administración de proyecto;
Supervisión. Raúl Esteban Puga: Análisis de
datos; Validación. Carlos Defagot: Análisis de
datos; Validación.
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Derechos de Autor (c) 2024 Luciano Gabriel Massons, Florencia Araceli Benitez, Regina Rosario Piccoli, Maria
Fernanda Carrasco, Raúl Esteban Puga, Carlos Defagot
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