¿QUÉ ES LA MADERA MODIFICADA TÉRMICAMENTE?

¿QUÉ ES LA MADERA MODIFICADA TÉRMICAMENTE?

Madera para el mañana:
Los beneficios de la madera modificada térmicamente en la construcción moderna.

Introducción.

Las condiciones climáticas cambiantes en todo el mundo presentan un desafío para arquitectos, diseñadores y constructores. Los edificios deben ofrecer estética y un rendimiento duradero al mismo tiempo que soportan los diversos efectos del cambio climático, incluidas condiciones climáticas más duras e impredecibles. Para cumplir con estos requisitos, la mayoría de las maderas en el mercado están tratadas químicamente o son naturalmente muy duraderas.

Sin embargo, ambos tipos de madera plantean preocupaciones ambientales y de sostenibilidad debido a los efectos del uso y la eliminación de productos químicos, y el abastecimiento de madera de bosques antiguos. Al mismo tiempo, el uso intensivo de materiales como el hormigón, el acero y los plásticos es una preocupación mundial creciente a medida que se cuestiona la sostenibilidad de la construcción moderna. La necesidad de disminuir el consumo de energía asociado con el entorno construido destaca el papel que pueden desempeñar los productos de madera en la creación de edificios más ecológicos y ecológicos.

La energía necesaria para convertir un árbol en un producto utilizable es significativamente menor que la de otros materiales de construcción con ventajas en biodegradabilidad y absorción de carbono. Debido a su mayor durabilidad y estabilidad, la madera modificada térmicamente se ha convertido en una alternativa sostenible, duradera y de alto rendimiento a los materiales de construcción convencionales, incluidos los productos de madera tradicionales.

En este documento técnico, analizamos de cerca cómo se fabrica la madera modificada térmicamente y los beneficios que ofrece a la construcción moderna. También discutimos las consideraciones clave al especificar madera modificada térmicamente para su próximo proyecto.

¿QUÉ ES LA MADERA MODIFICADA TÉRMICAMENTE?

Sistemas Abiertos vs Cerrados.

La madera modificada térmicamente se modifica calentando el material a altas temperaturas (>180 °C), modificando su estructura química.2 Existen dos procesos de tratamiento predominantes para la modificación térmica de la madera: el sistema abierto y el sistema cerrado. El sistema abierto utiliza vapor de un sistema de caldera que está situado fuera de la unidad de cámara. El vapor protege la madera mientras se calienta y afecta los cambios químicos que ocurren en la madera. 3
El sistema cerrado funciona con alta presión (a menudo por encima de 100 psi) en un entorno sellado y libre de oxígeno. 4

El sistema abierto permite controlar la humedad, la temperatura superficial y central de la madera y la humedad relativa en la cámara, lo que se traduce en una modificación térmica y cambios estructurales de la madera de mayor calidad.
Este proceso de tratamiento es más universal, fiable y adecuado para procesos complejos y es el método de modificación térmica industrial más común en Europa. 5
Modificación térmica frente a otros tratamientos de la madera La madera modificada térmicamente no debe confundirse con la madera tratada térmicamente o la madera tratada químicamente.
La madera tratada térmicamente es madera que se expone a temperaturas más bajas (aprox. 55 °C) con el único propósito de matar plagas, como en tarimas de madera.6

La madera tratada químicamente ha sido tratada con productos químicos conservantes para evitar la putrefacción, la descomposición y /o mejorar su resistencia al fuego.
En comparación, la modificación térmica conserva la belleza natural y la versatilidad de la madera y mejora su durabilidad, estabilidad y resistencia a la humedad, la putrefacción y las plagas, lo que la hace adecuada para una amplia variedad de aplicaciones, incluidos revestimientos externos, madera para jardines y cubiertas. A diferencia de la madera tratada químicamente, que puede liberar toxinas dañinas si no se manipula correctamente, la madera modificada térmicamente no contiene carcinógenos, toxinas u otros compuestos orgánicos volátiles. Esta cualidad permite que la madera modificada térmicamente se utilice en aplicaciones de interior, donde también se valora por su atractivo visual.

¿Cómo se fabrica la madera modificada térmicamente?

El Manual Thermowood describe el sistema abierto para la fabricación de madera modificada térmicamente en tres fases: 7

• Fase 1. En la fase inicial, la madera se calienta en hornos especiales, primero usando calor y vapor para elevar la temperatura rápidamente a aproximadamente 100ºC. Luego, la temperatura se aumenta constantemente a 130ºC; durante este período, se lleva a cabo el secado a alta temperatura y se reduce el contenido de humedad de la madera a casi cero.
• Fase 2. Después de que se ha producido el secado a alta temperatura, la temperatura en el horno se eleva a una temperatura objetivo entre 185ºC y 215ºC. Cuando se alcanza la temperatura objetivo, esta temperatura se mantiene constante durante 2 a 3 horas, según la aplicación de uso final.
• Fase 3. Esta es la fase de enfriamiento y acondicionamiento de la humedad. La temperatura se reduce mediante sistemas de pulverización de agua. Cuando la temperatura alcanza los 80-90ºC, se vuelve a humedecer para aumentar el contenido de humedad de la madera a un nivel utilizable (es decir, 4-7%).

Durante el tratamiento de modificación térmica, el vapor se usa como vapor protector durante el secado y el tratamiento térmico, lo que evita que la madera se queme.8 El calentamiento hace que la madera se vuelva menos hidrófila, al mismo tiempo que influye positivamente en algunas de sus propiedades químicas, lo que resulta en una mayor resistencia a la pudrición y durabilidad. y estabilidad dimensional y absorción de agua reducida.9 Se pueden aplicar diferentes niveles de modificación térmica según el uso previsto.
Al bajar o subir la temperatura en el horno, los fabricantes utilizan un sistema de ajuste especial para evitar que la superficie y el interior se agrieten y se agrieten.
Los valores de ajuste personalizados se utilizan para diferentes especies y dimensiones de madera.10

La modificación térmica es un proceso de tratamiento comercial no tóxico que se utiliza para mejorar las propiedades materiales de la madera, incluida su estabilidad dimensional y resistencia biológica.

BENEFICIOS DE LA MADERA TÉRMICAMENTE MODIFICADA

Durabilidad

El proceso de modificación térmica elimina o cambia una parte notable de las fuentes naturales de alimento en la madera y desencadena varios cambios en su composición química y estructural. La madera modificada térmicamente contiene mucha menos hemicelulosa que la madera sin tratar. A altas temperaturas, parte de la resina y los azúcares se cocinan, eliminando los nutrientes y transformando el resto en recursos energéticos menos valiosos para los organismos vivos, como las plagas y los hongos. Significativamente menos contenido de hemicelulosa significa mucho menos atractivo para los descomponedores naturales de la madera. La modificación térmica también reduce la absorción de humedad de la madera, por lo que no requiere protección química adicional contra la podredumbre.
Los estudios han demostrado que la madera modificada térmicamente mantiene propiedades aceptables después de la intemperie natural y artificial, lo que la hace adecuada para sistemas de fachadas externas.11 Las mejoras químicas y estructurales provocadas por la modificación térmica aumentan la vida útil de los materiales de madera sin el uso de productos químicos tóxicos. Debido a su mayor durabilidad y estabilidad, la madera modificada térmicamente ha reemplazado a la madera dura tropical en algunos mercados.

Estabilidad dimensional.

La madera modificada térmicamente tiene una estabilidad dimensional mucho mayor que la madera sin tratar. Generalmente, el movimiento dimensional en maderas duras modificadas térmicamente es dos veces menor que en la misma madera sin tratar. Esto se debe a la reducción significativa en el contenido de humedad de equilibrio y al fortalecimiento de la estructura molecular de la madera a partir de la modificación térmica. Estos factores hacen que la madera sea menos absorbente y menos susceptible a deformarse, hincharse o encogerse independientemente de las variaciones de temperatura y humedad.
Esta cualidad permite que la madera modificada térmicamente supere algunas de las limitaciones de diseño de la madera tratada tradicional. La madera modificada térmicamente conserva su forma durante más tiempo, aumentando su vida útil y manteniendo un rendimiento óptimo durante más tiempo. También tiene una resistencia excepcional al calor y la humedad, lo que le permite superar a otros productos de madera en una variedad de condiciones climáticas y en áreas húmedas y/o de alta humedad.

Ecológico y sostenible.

El aumento de la conciencia sobre el impacto del cambio climático ha impulsado una mayor demanda de desarrollo sostenible en todo el mundo. La madera está ganando importancia como material de construcción de alto rendimiento que es renovable y sin rival en términos de costos e impacto ambiental.12
Sin embargo, algunas especies de madera tienen poca resistencia a la degradación biológica y baja estabilidad de forma,13 lo que limita su idoneidad para algunas aplicaciones de construcción.
La madera modificada térmicamente es el producto de madera superior para la construcción sostenible por las siguientes razones:

•  La modificación térmica mejora las características de la madera de modo que se puede utilizar para más aplicaciones de construcción y con una vida útil más larga.
• La madera modificada térmicamente es liviana, lo que contribuye a una construcción que consume menos energía.
• Si se obtiene de bosques gestionados de forma sostenible, la madera modificada térmicamente tiene un impacto mínimo sobre los recursos naturales.
• A diferencia de los tratamientos químicos, la modificación térmica está libre de sustancias tóxicas que, de lo contrario, podrían ser perjudiciales para la salud humana y el medio ambiente.

Bajo mantenimiento.

La madera tratada tradicional tiene importantes requisitos de mantenimiento, que incluyen tinción, impermeabilización y sellado continuos. Estos tratamientos aseguran que el producto mantenga su apariencia, rendimiento e integridad estructural durante su vida útil. La madera modificada térmicamente debido a sus propiedades mejoradas, especialmente su resistencia al agua y la descomposición, tiene requisitos de mantenimiento y costos generales comparativamente reducidos.

Ligero.

Como la modificación térmica implica eliminar la humedad de la madera, en lugar de absorber productos químicos en la madera, el producto final es liviano. La madera modificada térmicamente no solo permite métodos de construcción livianos y que consumen menos energía, sino que también es más fácil de transportar y trabajar, lo que ahorra tiempo en los proyectos y reduce los costos de transporte, instalación y mano de obra.

Los estudios han demostrado que la madera modificada térmicamente mantiene propiedades aceptables después de la intemperie natural y artificial, lo que la hace adecuada para sistemas de fachadas exteriores.

ESPECIFICACIÓN DE MADERA MODIFICADA TÉRMICAMENTE

Al especificar madera modificada térmicamente, asegúrese de que el producto seleccionado tenga una clasificación de durabilidad suficiente para la aplicación prevista. El índice de durabilidad está determinado por la capacidad de la especie para resistir la descomposición y las plagas de insectos (incluidas las termitas) de acuerdo con EN 350:2016 Durabilidad de la madera y los productos a base de madera: ensayo y clasificación de la durabilidad a los agentes biológicos de la madera y materiales derivados. Clase 1 (+25 años) y 2 (15-25 años) son las clasificaciones de mayor rendimiento. Los productos deben probarse de forma independiente para determinar su durabilidad.
También se deben considerar las cualidades estéticas únicas de la madera modificada térmicamente. El tratamiento térmico en el proceso de modificación térmica oscurece la madera, dando como resultado colores más profundos y vivos. El rico tono de la madera modificada térmicamente se puede conservar con protector UV. Sin embargo, tenga en cuenta que la madera envejecerá y cambiará de color con el tiempo.

Hay disponibles productos de madera blanda revestidos y modificados térmicamente. Los productos líderes están recubiertos con pinturas a base de agua que son respetuosas con el medio ambiente y resistentes a la intemperie. La madera blanda modificada térmicamente recubierta tiene la ventaja de una durabilidad Clase 1 debajo de la pintura, una estabilidad dimensional mejorada para evitar problemas antiestéticos como el ahuecamiento y que la resina no se derrame a través del recubrimiento. La facilidad de uso del producto de madera modificada térmicamente contribuirá a la ejecución exitosa del proyecto. Los productos fáciles de manejar e instalar reducirán los costos y el tiempo de construcción. Algunos productos de revestimiento líderes cuentan con sistemas de instalación avanzados que permiten una instalación rápida a través de una simple fijación de presionar y hacer clic.

Los sistemas de fijación ocultos ayudan a mantener un aspecto limpio sin cierres visibles. El emparejamiento de extremos, que son lengüetas y ranuras precortadas en los extremos del revestimiento y otros productos de madera, permite que el revestimiento se ajuste fácilmente, reduciendo el tiempo de instalación y brindando una apariencia uniforme.

La madera modificada térmicamente conserva su forma durante más tiempo, lo que aumenta su vida útil y mantiene un rendimiento óptimo durante más tiempo.

THERMORY

Durante más de 20 años, Thermory ha sido líder mundial en modificación térmica, una tecnología sostenible para soluciones de madera duraderas de alta calidad. La empresa ha trabajado en estrecha colaboración con arquitectos, diseñadores, promotores inmobiliarios y distribuidores especializados para ofrecer miles de hermosos proyectos en más de 50 países de todos los continentes.
Usando solo calor y vapor, Thermory crea productos para terrazas, revestimientos, pisos, revestimientos de paredes y saunas extremadamente duraderos y resistentes al clima que no tienen rival en desempeño y sustentabilidad en comparación con las alternativas habituales, como compuestos plásticos, maderas tratadas químicamente y maderas duras tropicales.

Deriva e Ignite de Thermory: revestimiento sostenible, funcional y hermoso

Thermory permite a los diseñadores elevar la estética y el rendimiento de las paredes exteriores con una gama de materiales de revestimiento hermosos pero duraderos creados mediante su experto proceso de modificación térmica. La gama de revestimientos de la empresa presenta una variedad de texturas, colores y acabados e innovaciones que permiten una instalación rápida y un acabado suave y sin astillas.
Una de estas innovaciones es Press and Click Strips (PAC), que es el sistema de instalación de cubiertas y revestimientos más fácil y potencialmente más rápido del mercado. PaCS le permite instalar fácil y rápidamente cubiertas y revestimientos Thermory sin dañar las brocas ni desperdiciar el producto.
Las tablas preranuradas ofrecen alineación automática sin tornillos visibles, lo que da como resultado un acabado impecable y duradero en cuestión de minutos.

Como parte de la gama de revestimientos exteriores de calidad de Thermory, Drift combina el aspecto deslumbrante de la madera recuperada con la confiabilidad, el rendimiento y la durabilidad. Disponible en una gama de colores desgastados de forma realista, Drift utiliza abeto modificado térmicamente para crear una apariencia desgastada que es casi indistinguible de la madera recuperada. A diferencia de la madera recuperada, que puede verse afectada por riesgos e incógnitas como excrementos de insectos, insecticidas, plomo, adhesivos y clavos sueltos, las tablas Drift son asombrosamente consistentes en calidad con una estabilidad excepcional y una clasificación de resistencia a la pudrición de más de 20 años.
Una alternativa de alto rendimiento al tratamiento tradicional japonés de madera carbonizada, Ignite ofrece el aspecto sorprendentemente realista de la madera carbonizada, a la vez que brinda durabilidad hasta el núcleo y no deja residuos. El exclusivo patrón de escamas de dragón de Ignite se crea al grabar, cepillar y teñir pino silvestre modificado térmicamente en un proceso sin llamas. La estética audaz de Ignite se combina con una estabilidad y durabilidad superiores, y una clasificación de resistencia a la putrefacción de más de 20 años.
Con una selección de hermosos y duraderos colores para el revestimiento exterior, la serie Vivid incluye paneles de abeto o pino modificados térmicamente que vienen pintados de fábrica, listos para instalar y con una excelente resistencia al deterioro y a diversas condiciones climáticas. Ideal como solución de revestimiento exterior, Vivid está disponible en una variedad de colores y apariencias, incluidos tonos plateados, translúcidos y opacos, y una variedad de perfiles.

REFERENCIAS

1 Wieslaw, Olek. “Texture changes in thermally modified wood.” Archives of Metallurgy and Materials, Vol. 53, No. 1 (2008): 207-211.
2 Ibid.
3 International ThermoWood Association. “ThermoWood® Handbook.” ITWA.
https://asiakas.kotisivukone.com/files/en.thermowood.palvelee.fi/downloads/tw_handbook_080813.pdf (accessed 14 June 2020).
4 National Wood Flooring Association. “What is Thermally Modified Lumber?” Hardwood Floors Magazine. https://hardwoodfloorsmag.com/2018/03/27/thermally-modified-lumber (accessed 14 June 2020).
5 Van Blokland, Joran, Anders Olsson, Jan Oscarsson and Stergios Adamopoulos. “Prediction of bending strength of thermally modified timber using high-resolution scan-ning of fibre direction.” European Journal of Wood and Wood Products, Vol. 77, No. 10 (2019): 327-340.
6 Sandberg, Dick and Andreja Kutnar. “Thermally Modified Timber: Recent Developments in Europe and North America.” Wood and Fiber Science, Vol. 48, 2015 Convention Special Issue (2016): 28-39.
7 Above n 3.
8 Ibid.
9 Elsevier B.V. “Thermal Modification.” ScienceDirect. https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/thermal-modification (accessed 14 June 2020).
10 Above n 3.
11 Herrera, René, Ainhoa Arrese, Pedro L. de Hoyos-Martinez, Jalel Labidi and Rodrigo Llano-Ponte. “Evolution of thermally modified wood properties exposed to natural and artificial weathering and its potential as an element for façades systems.” Construction and Building Materials, Vol. 172 (2018): 233-242.
12 Above n 6.
13 Ibid