Producción de tableros de fibras sin adición de adhesivos a partir de arundo donax L. Y bagazo de Saccharum officinarum L.

Abstract

En este trabajo se estudian los parámetros de obtención de tableros sin aporte de adhesivos, a partir de materiales lignocelulósicoscomo son la caña común (Arundodonax L.) y el bagazo de SaccharumofficinarumL.

Los tableros propuestos aportan como ventaja el estar libres de emisiones de formaldehído y el no consumir recursos fósiles. Ambas propiedades son importantes en un mercado cada vez más exigente en aspectos medioambientales.

En el caso del “ArundodonaxL” se ha partido de cañas silvestres de Tarragona. El bagazo de Saccharumofficinarum utilizado es el subproducto industrial de una destilería de la Isla de la Palma (Canarias).

El material crudo ha sido pretratado realizando una “explosión de vapor” en un reactor “batch” a distintas condiciones de severidad. Este material explosionado se ha triturado y prensado en frío de dos formas (en seco y en húmedo). Posteriormente, los tableros prensados en frío y acondicionados a temperatura y HR constantes se han prensado en caliente a diferentes niveles de presión, temperatura y tiempo de prensado.

En el proceso de producción a escala de laboratorio de los tableros, se han mejorado algunas de las fases seguidas como el prensado, introduciendo mallas de evacuación de vapor; y se han innovado otros, como la incorporación del prensado en frío y el tratamiento térmico final después de la conformación en caliente. Todo ello para mejorar la homogeneidad y obtener tableros de altas prestaciones mecánicas con estosmateriales.

Se ha podido estudiar el efecto de los distintos factores que intervienen en la producción de tableros (Severidad del pretratamiento, temperatura de prensado, presión de prensado y tiempo de prensado), sobre las características físicas y mecánicas de estos tableros(Densidad, MOE, MOR, IB, TS y WA). Con ello se han obtenido las relaciones matemáticas que vinculan a estos factores de producción con las características físicas y mecánicas de los tableros.

Puede ser muy importante para la industria el hecho de que los modelos ajustados definidos nos pueden permitir obtener tableros con características prefijadas.

También se ha valorado la utilización de material integro explosionado y no lavado y, por tanto, sin ningún lixiviado ni residuo.

Los tableros cumplen sobradamente los requerimientos de las norma EN para uso estructural, en todas las características físico-mecánicas estudiadas.

Abreviaturas:

HR Humedad relativa MOE Módulo de elasticidad en flexión o Módulo de Young MOR Módulo de rotura o Resistencia a la flexión IB Resistencia a la tracción perpendicular a las caras (Internal Bond) TS Hinchamiento WA Absorción de agua

This work studies the parameters for obtaining binderless fiberboards from lignocelullosic materials such as giant reed (Arundodonax L.) and sugar cane bagasse (Saccharumofficinarum L.)

The suggested boards havethe advantage of being free from formaldehyde emissions and of not consuming fossil resources. Both properties are important in a market that is increasingly sensitivetowards environmental issues.

Wild reeds from Tarragona were used as the base material to make Arundodonax Lfiberboards. The Saccharumoffinarumsugar cane bagasse was anindustrial byproduct obtained from a plantation on the island ofLa Palma in the Canary Islands (DestileríasAldea SL).

The raw material was pre-treated by performing a “steam explosion” in a “batch” reactor. The exploded material was ground and cold-pressed in two ways (wet and dry). Subsequently, the cold-pressed boards, which had beenconditioned at a constant temperature and RH, were hot-pressed at different levels of pressure, temperature and press time.

Some of the processes for producing boards on a laboratory-scale,such as pressing withsteam evacuation meshes, have been improved. Others processes were specifically developed in the laboratory, including the incorporation of cold-pressing and the final heat treatment after hot-forming. The aim of all this was to achieve high mechanical performance in boards made from these materials.

Different factors involved in the production of the boards were studied (severity of pretreatment, pressing temperature, pressing pressure and pressing time) to determine how they affectthe physical and mechanical properties of these boards (density, MOE, MOR, IB, TS and WA). As a result, the mathematical relationships that link these production factors to the physical and mechanical properties of the boards were obtained.

It is very significant for the industry that these adjusted models can produce boards with preset characteristics.

The use of material that wascompletely exploded and unwashed and, therefore, without residue has also been studied.

In terms of all the physical-mechanical characteristics studied,the boards fully comply with the requirements of the EN standards for structural use.

Abbreviations

RHRelativehumidity MOE Modulus of elasticity MOR Modulus of rupture IB Internal bond TS Thicknessswelling WA Water absorption