El contrachapado se compone de tres o más capas delgadas de madera unidas mediante adhesivo. Cada capa de madera, o contrachapado, suele estar orientada con su veta perpendicular a la capa adyacente para reducir la contracción y mejorar la resistencia de la pieza terminada. La mayoría del contrachapado se prensa en láminas grandes y planas que se utilizan en la construcción de edificios. Otras piezas de contrachapado pueden moldearse en curvas simples o compuestas para su uso en muebles, embarcaciones y aeronaves.
El uso de finas capas de madera como método de construcción se remonta aproximadamente al año 1500 a. C., cuando artesanos egipcios unieron finas piezas de ébano oscuro al exterior de un ataúd de cedro hallado en la tumba del rey Tutankamón. Esta técnica fue posteriormente utilizada por griegos y romanos para producir muebles finos y otros objetos decorativos. En el siglo XVII, el arte de decorar muebles con finas piezas de madera se conoció como enchapado, y las propias piezas se denominaron chapas.
Hasta finales del siglo XVIII, las piezas de chapa se cortaban completamente a mano. En 1797, el inglés Sir Samuel Bentham solicitó patentes para varias máquinas de producción de chapa. En sus solicitudes de patente, describió el concepto de laminar varias capas de chapa con cola para formar una pieza más gruesa: la primera descripción de lo que hoy conocemos como madera contrachapada.
A pesar de este desarrollo, pasaron casi cien años antes de que las chapas laminadas encontraran algún uso comercial fuera de la industria del mueble. Alrededor de 1890, las maderas laminadas se utilizaron por primera vez para construir puertas. Con el aumento de la demanda, varias empresas comenzaron a producir láminas de madera laminada multicapa, no solo para puertas, sino también para su uso en vagones de ferrocarril, autobuses y aviones. A pesar de este aumento en su uso, el concepto de usar "maderas encoladas", como las llamaban sarcásticamente algunos artesanos, generó una imagen negativa del producto. Para contrarrestar esta imagen, los fabricantes de madera laminada se reunieron y finalmente adoptaron el término "contrachapado" para describir el nuevo material.
En 1928, se introdujeron en Estados Unidos las primeras láminas de contrachapado de tamaño estándar de 1,2 m x 2,4 m (4 pies x 8 pies) para su uso como material de construcción general. En las décadas siguientes, la mejora de los adhesivos y los nuevos métodos de producción permitieron que el contrachapado se utilizara para una amplia variedad de aplicaciones. Hoy en día, el contrachapado ha sustituido a la madera aserrada en muchos usos de la construcción, y su fabricación se ha convertido en una industria multimillonaria a nivel mundial.
Las capas exteriores del contrachapado se conocen como cara y dorso, respectivamente. La cara es la superficie visible, mientras que el dorso permanece oculto. La capa central se conoce como núcleo. En contrachapados de cinco o más capas, las capas intermedias se conocen como bandas transversales.
El contrachapado puede fabricarse con maderas duras, blandas o una combinación de ambas. Algunas maderas duras comunes son el fresno, el arce, la caoba, el roble y la teca. La madera blanda más común para fabricar contrachapado en Estados Unidos es el abeto Douglas, aunque también se utilizan diversas variedades de pino, cedro, abeto rojo y secuoya.
El contrachapado compuesto tiene un núcleo de tableros de aglomerado o piezas de madera maciza unidas borde con borde. Su acabado es una chapa de contrachapado en la cara y el reverso. El contrachapado compuesto se utiliza cuando se requieren láminas de gran espesor.
El tipo de adhesivo utilizado para unir las capas de madera depende de la aplicación específica del contrachapado terminado. Las láminas de contrachapado de madera blanda diseñadas para su instalación en el exterior de una estructura suelen utilizar resina de fenol-formaldehído como adhesivo debido a su excelente resistencia y a la humedad. Las láminas de contrachapado de madera blanda diseñadas para su instalación en el interior de una estructura pueden utilizar un adhesivo de proteína de sangre o de proteína de soja, aunque la mayoría de las láminas de madera blanda para interiores se fabrican actualmente con la misma resina de fenol-formaldehído que las láminas para exteriores. El contrachapado de madera dura utilizado para aplicaciones interiores y en la construcción de muebles suele fabricarse con resina de urea-formaldehído.
Algunas aplicaciones requieren láminas de contrachapado con una fina capa de plástico, metal, papel o tela impregnados con resina adherida a la cara o al reverso (o a ambos) para dotar a la superficie exterior de mayor resistencia a la humedad y la abrasión, o para mejorar su capacidad de retención de pintura. Este tipo de contrachapado se denomina contrachapado superpuesto y se utiliza comúnmente en los sectores de la construcción, el transporte y la agricultura.
Otras láminas de madera contrachapada pueden recubrirse con un tinte líquido para dar a las superficies un aspecto acabado, o pueden tratarse con diversos productos químicos para mejorar la resistencia a las llamas o a la descomposición de la madera contrachapada.
Hay dos grandes clases de madera contrachapada, cada una con su propio sistema de clasificación.
Una clase se conoce como construcción e industrial. Los contrachapados de esta clase se utilizan principalmente por su resistencia y se clasifican según su capacidad de exposición y la calidad de la chapa utilizada en la cara y el reverso. La capacidad de exposición puede ser interior o exterior, según el tipo de cola. Las calidades de la chapa pueden ser N, A, B, C o D. La calidad N presenta muy pocos defectos superficiales, mientras que la calidad D puede presentar numerosos nudos y grietas. Por ejemplo, el contrachapado utilizado para el contrapiso de una casa se clasifica como "Interior CD". Esto significa que tiene una cara C y un reverso D, y la cola es apta para su uso en lugares protegidos. Las capas interiores de todos los contrachapados de construcción e industriales están hechas de chapa de calidad C o D, independientemente de su clasificación.
La otra clase de contrachapado se conoce como madera dura y decorativa. Los contrachapados de esta clase se utilizan principalmente por su apariencia y se clasifican en orden descendente de resistencia a la humedad como Técnico (Exterior), Tipo I (Exterior), Tipo II (Interior) y Tipo III (Interior). Sus chapas frontales están prácticamente libres de defectos.
Tallas
Las láminas de contrachapado tienen un grosor que varía entre 1,6 mm (0,06 pulg.) y 76 mm (3 pulg.). Los grosores más comunes oscilan entre 6,4 mm (0,25 pulg.) y 19,0 mm (0,75 pulg.). Si bien el núcleo, los travesaños, la cara y el dorso de una lámina de contrachapado pueden estar hechos de chapas de diferentes grosores, el grosor de cada uno debe equilibrarse en torno al centro. Por ejemplo, la cara y el dorso deben tener el mismo grosor. Asimismo, los travesaños superior e inferior deben ser iguales.
El tamaño más común de las láminas de madera contrachapada utilizadas en la construcción de edificios es de 1,2 m (4 pies) de ancho por 2,4 m (8 pies) de largo. Otros anchos comunes son 0,9 m (3 pies) y 1,5 m (5 pies). Las longitudes varían de 2,4 m (8 pies) a 3,6 m (12 pies) en incrementos de 0,3 m (1 pie). Aplicaciones especiales, como la construcción de embarcaciones, pueden requerir láminas más grandes.
Los árboles utilizados para fabricar contrachapado suelen tener un diámetro menor que los utilizados para la fabricación de madera aserrada. En la mayoría de los casos, se plantan y cultivan en terrenos propiedad de la empresa contrachapada. Estas áreas se gestionan cuidadosamente para maximizar el crecimiento de los árboles y minimizar los daños causados por insectos o incendios.
A continuación se muestra una secuencia típica de operaciones para procesar árboles en láminas de madera contrachapada estándar de 4 pies por 8 pies (1,2 m por 2,4 m):
Los troncos se descortezan primero y luego se cortan en bloques de descortezado. Para cortar los bloques en tiras de chapa, primero se remojan y luego se descortezan.
1 Se marcan los árboles seleccionados de una zona como listos para ser talados. La tala puede realizarse con motosierras de gasolina o con cizallas hidráulicas de gran tamaño montadas en la parte delantera de vehículos con ruedas llamados taladores. Las ramas se retiran de los árboles caídos con motosierras.
Los troncos podados se arrastran a una zona de carga mediante vehículos con ruedas llamados skidders. Se cortan a la longitud necesaria y se cargan en camiones para su traslado a la fábrica de contrachapado, donde se apilan en largas pilas conocidas como plataformas de troncos.
3 A medida que se necesitan los troncos, se recogen de las plataformas mediante cargadores con neumáticos y se colocan en una cadena transportadora que los lleva a la descortezadora. Esta máquina retira la corteza, ya sea con muelas dentadas afiladas o con chorros de agua a alta presión, mientras el tronco gira lentamente sobre su eje longitudinal.
Los troncos descortezados se transportan al aserradero mediante una cinta transportadora de cadena, donde una enorme sierra circular los corta en secciones de entre 2,5 y 2,6 m (8 pies y 4 pulgadas) de largo, aptas para fabricar láminas estándar de 2,4 m (8 pies) de largo. Estas secciones de tronco se conocen como bloques de pelado.
Antes de cortar la chapa, los bloques de desenrollado deben calentarse y remojarse para ablandar la madera. Los bloques pueden vaporizarse o sumergirse en agua caliente. Este proceso dura entre 12 y 40 horas, dependiendo del tipo de madera, el diámetro del bloque y otros factores.
Los bloques de desenrollado calentados se transportan al torno de desenrollado, donde se alinean automáticamente y se introducen en el torno uno a uno. A medida que el torno gira el bloque rápidamente sobre su eje longitudinal, una cuchilla de corte longitudinal pela una lámina continua de chapa de la superficie del bloque giratorio a una velocidad de 90-240 m/min (300-800 pies/min). Cuando el diámetro del bloque se reduce a aproximadamente 230-305 mm (3-4 pulgadas), el trozo de madera restante, conocido como núcleo de desenrollado, se expulsa del torno y se introduce un nuevo bloque de desenrollado en su lugar.
La lámina larga de chapa que sale del torno desenrollador puede procesarse inmediatamente, almacenarse en bandejas largas de varios niveles o enrollarse en rollos. En cualquier caso, el siguiente proceso consiste en cortar la chapa en anchos utilizables, generalmente de unos 1,4 m (4 pies y 6 pulgadas), para fabricar láminas estándar de contrachapado de 1,2 m (4 pies) de ancho. Simultáneamente, los escáneres ópticos buscan secciones con defectos inaceptables y las eliminan, dejando piezas de chapa de un ancho inferior al estándar.
Las tiras húmedas de chapa se enrollan en un rollo, mientras un escáner óptico detecta cualquier defecto inaceptable en la madera. Una vez seca, la chapa se clasifica y apila. Se pegan secciones seleccionadas de chapa. Se utiliza una prensa caliente para sellar la chapa y formar una pieza sólida de contrachapado, que se recorta y lija antes de estamparse con la calidad correspondiente.
Las secciones de chapa se clasifican y apilan según su calidad. Esto puede hacerse manualmente o automáticamente mediante escáneres ópticos.
Las secciones clasificadas se introducen en un secador para reducir su contenido de humedad y permitir que se encojan antes de ser pegadas. La mayoría de las fábricas de contrachapado utilizan un secador mecánico en el que las piezas se mueven continuamente a través de una cámara calentada. En algunos secadores, se aplican chorros de aire caliente a alta velocidad sobre la superficie de las piezas para acelerar el proceso de secado.
A medida que las secciones de chapa salen del secador, se apilan según su grado. Las secciones de ancho inferior tienen chapa adicional unida con cinta adhesiva o pegamento para que las piezas sean aptas para las capas interiores, donde la apariencia y la resistencia son menos importantes.
11 Las secciones de chapa que se instalarán transversalmente (el núcleo en láminas de tres capas o las bandas transversales en láminas de cinco capas) se cortan en longitudes de aproximadamente 1,3 m (4 pies y 3 pulgadas).
12 Una vez ensambladas las secciones de chapa adecuadas para una tirada específica de contrachapado, comienza el proceso de colocación y encolado de las piezas. Esto puede realizarse de forma manual o semiautomática con máquinas. En el caso más sencillo de las láminas de tres capas, la chapa trasera se extiende y se pasa por una encoladora, que aplica una capa de cola a la superficie superior. Las secciones cortas de chapa del núcleo se colocan transversalmente sobre la parte trasera encolada, y toda la lámina se pasa por la encoladora una segunda vez. Finalmente, la chapa frontal se coloca sobre el núcleo encolado, y la lámina se apila con otras láminas a la espera de entrar en la prensa.
Las láminas encoladas se cargan en una prensa caliente de múltiples aberturas. Las prensas pueden procesar de 20 a 40 láminas a la vez, cada una en una ranura independiente. Una vez cargadas todas las láminas, la prensa las comprime bajo una presión de aproximadamente 110-200 psi (7,6-13,8 bar), a la vez que las calienta a una temperatura de aproximadamente 230-315 °F (109,9-157,2 °C). La presión asegura un buen contacto entre las capas de chapa, y el calor permite que el pegamento se endurezca correctamente para obtener la máxima resistencia. Tras un periodo de 2 a 7 minutos, se abre la prensa y se descargan las láminas.
Las láminas en bruto pasan por un juego de sierras, que las recortan a su ancho y largo finales. Las láminas de mayor calidad pasan por una lijadora de banda de 1,2 m (4 pies) de ancho, que lija tanto la cara como el reverso. Las láminas de grado intermedio se lijan manualmente por puntos para eliminar las zonas rugosas. Algunas láminas se pasan por un juego de hojas de sierra circular, que cortan ranuras poco profundas en la cara para dar al contrachapado un aspecto texturizado. Tras una inspección final, se reparan los defectos restantes.
Las láminas terminadas se sellan con una marca de grado que proporciona al comprador información sobre la clasificación de exposición, el grado, el número de fábrica y otros factores. Las láminas de la misma marca de grado se apilan y se trasladan al almacén a la espera de su envío.
Al igual que con la madera aserrada, no existe una pieza de contrachapado perfecta. Todas las piezas de contrachapado presentan una cierta cantidad de defectos. La cantidad y la ubicación de estos defectos determinan la calidad del contrachapado. Las normas para contrachapados de construcción e industriales se definen en la Norma de Producto PS1, elaborada por la Oficina Nacional de Normas y la Asociación Americana de Contrachapados. Las normas para contrachapados de madera dura y decorativos se definen en la ANSIIHPMA HP, elaborada por el Instituto Nacional Americano de Normas y la Asociación de Fabricantes de Contrachapados de Madera Dura. Estas normas no solo establecen los sistemas de clasificación del contrachapado, sino que también especifican los criterios de construcción, rendimiento y aplicación.
Si bien la madera contrachapada permite un uso bastante eficiente de los árboles —básicamente, se desmontan y se ensamblan de nuevo para obtener una configuración más resistente y utilizable—, el proceso de fabricación aún genera un desperdicio considerable. En la mayoría de los casos, solo entre el 50 % y el 75 % del volumen utilizable de madera de un árbol se convierte en madera contrachapada. Para mejorar esta cifra, se están desarrollando varios productos nuevos.
Un nuevo producto se denomina tablero de virutas orientadas y se fabrica triturando el tronco entero en virutas, en lugar de pelar la chapa y desechar el núcleo. Las virutas se mezclan con un adhesivo y se comprimen en capas con la veta en una sola dirección. Estas capas comprimidas se orientan perpendicularmente entre sí, como el contrachapado, y se unen entre sí. El tablero de virutas orientadas es tan resistente como el contrachapado y un poco más económico.
Hora de publicación: 10 de agosto de 2021