El blanqueo como solución a la eliminación de manchas en la madera de Ayous

 

Por Cristina Pinedo Oliden

Introducción

Este proyecto se centra en desarrollar el proceso de blanqueo de la madera mediante técnicas de impregnación. El blanqueo se realiza con objeto de decolorar toda la superficie de la madera y obtener matices blancos, para eliminar manchas de diversos orígenes, con el fin de uniformizar el tono de la superficie. Dicho proceso es una operación muy delicada, de la que no se pueden esperar resultados siempre iguales, puesto que las maderas de la misma especie que presentan idéntico aspecto al principio, pueden dar resultados muy diferentes.

El presente proyecto se llevará a cabo principalmente porque surge la necesidad de analizar y solucionar el problema que se produce a la hora de seleccionarlas para poderlas tintar, puesto que por sus características de crecimiento la madera hace que se produzcan diferentes colores o tonalidades.

El tratamiento superficial tiene como objetivo unificar el color de base de la madera para poder tintarla sin problemas de ajuste de color, o para ofrecer un acabado decolorado o color blanquecino de la propia madera sin tener que aplicar ningún tipo de tinte. Dependiendo del estado del color inicial de la madera, se pretende conseguir blanqueos de coloración uniforme en función de las tonalidades iniciales.

El estudio está encaminado a la búsqueda de formulaciones que blanqueen la madera permitiendo que una amplia gama de maderas puedan ser decoloradas. Para ello, el equipo que se utilizará consta de una maquinaria de baño termostático abierto, es decir, a presión atmosférica (Tectron Bio), el scanner Scan Marker i900 MICROTEK, el colorímetro WoodColor, agitador magnético con calefacción (Agimatic – N), pH metro (pH 25), calefactor horizontal (TL – 10 N), separador de probetas de madera,…

La eficacia de un método de blanqueo se define por el grado de blancura obtenido y la profundidad lograda en la madera blanqueada. El grado de blancura es función de la naturaleza del producto de blanqueo. Y la profundidad de madera blanqueada depende de los complementos añadidos al agente de blanqueo.

Para la validación de la blancura que se obtiene en el estudio se procederá al empleo de equipos de medida de color por espectro colorimetría y medidas basados en un

WoodColor, citado anteriormente. Éste, es un colorímetro específico pasa superficies de madera y plásticos, por consiguiente el resultado que se obtendrá será más exacto que utilizando otras medidas de estudio y determinación de color o tonalidades, ya que no serían los métodos más adecuados o aptos para ello.

Objetivo del proyecto

El objetivo de este proyecto es llegar a desarrollar un proceso de blanqueo consistente en el establecimiento de las variables de temperatura, tiempo y alcalinidad y unas formulaciones de blanqueo superficial de la madera, consiguiendo una decoloración en toda su superficie para la eliminación de manchas e  impurezas de la madera de Ayous también denominada Samba, Obeche, Abachi y Wawa.

     

Método de blanqueo seleccionado

De los métodos de blanqueo que existen en el mercado, para la realización de este proyecto se ha elegido la línea del peróxido de hidrógeno.

Esta solución de blanqueo escogida debe suministrar una blancura estable y permanente, cumpliendo a su vez los siguientes requisitos:

• Hacerlo en el tiempo más breve posible,
• Con el menor consumo de materias primas,
• Manteniendo la máxima conservación superficial
• Teniendo la posibilidad de poder aplicar tintes o barnices posteriormente.

Para ello, es imprescindible tener en cuenta la composición, concentración y temperatura de soluciones de blanqueo y duración del procedimiento, dependiendo del tipo de madera que se quiera tratar.

Variables del proceso

Las variables del proceso a destacar son:

1. La alcalinidad,
2. La temperatura,
3. El tiempo de trabajo,
4. La relación de baño
5. La separación entre probetas.

Referido a la alcalinidad, hay que señalar que dependiendo el tipo de madera y condiciones de tratamiento con peróxido de hidrógeno, el pH inicial ha de ser comprendido entre 10 y 12 para un blanqueo óptimo, llegándose al final a valores entre 8,5 – 10.

El blanqueo se incrementa a altas temperaturas pero tiene el inconveniente de que disminuye el rendimiento.

La duración del proceso es muy importante, es por eso que se tiene que conseguir la mejor condición de trabajo, para así poder realizar el blanqueo en el menor tiempo posible.

Independientemente de cuál es el método apropiado para el blanqueo de las probetas de madera, es muy importante tener en cuenta la influencia de la relación de baño (relación de la cantidad de madera a blanquear y la cantidad de solución empleada indicado en peso) y separación entre probetas de madera, etc.

Identificación del problema 

Antes de la elección del método de blanqueo es necesario identificar y registrar el problema que se tiene en las probetas de madera. Para ello se ha empleado un microscopio estereoscópico Leica Wild M3Z equipado con un adaptador fotográfico con el que se han capturado imágenes, con las cuales se puede analizar y apreciar los diferentes grados de defecto que se pueden encontrar.

En las imágenes adjuntadas se observa claramente que algunas probetas de madera tienen una bolsa de resina más profunda y oscura, y otras, en cambio, son más superficiales, por lo que será más fácil el blanqueo de las últimas probetas.

       

Figuras 1 y 2: Maderas con grandes y profundas bolsas de resina.

         

Figuras 3 y 4: Maderas con bolsas de resina de tamaño mediano.

          

Figuras 5 y 6: Maderas con bolsas de resina más superficiales.

Para poder resolver este problema se tendrán en cuenta las ventajas e inconvenientes de cada método, para compararlas y así poder escoger más adelante los reactivos más apropiados con los cuales se realizará el proceso.

Identificación química de las bolsas de resina

Se ha procedido a la realización del presente experimento para obtener el porcentaje de taninos que tiene la madera de Ayous, en la zona más blanquecina y la zona más coloreada. Este tratamiento se realiza para analizar si la zona coloreada puede ser causa del elevado porcentaje de tanino, ya que el tanino es un compuesto que aporta color a la madera.

El compuesto químico empleado, el metanol, también conocido como alcohol metílico o alcohol de madera, es el alcohol más sencillo.

Para analizar la cantidad de taninos que posee la madera blanquecina y más coloreada, que han sido tratadas con metanol mediante el proceso de extracción Soxhlet, se ha llevado hasta la sequedad mediante el rotavapor, después de mantener en extracción como mínimo un tiempo de 8 horas. Más adelante, se ha rediluido con aproximadamente 10 ml de metanol. A primera vista las dos soluciones que se han obtenido son de distinto color, siendo el más oscuro la solución conseguida mediante la extracción con la madera coloreada; y la más clara, la solución lograda con la extracción de la madera más blanquecina.

Para el análisis de las muestras logradas se emplea el espectrofotómetro, un instrumento que permite comparar la radiación absorbida o transmitida por una solución que contiene una cantidad desconocida de soluto, y una que contiene una cantidad conocida de la misma sustancia.

Si el porcentaje de taninos que hay en la madera coloreada es superior al porcentaje que hay en la madera más blanquecina, es muy probable que el color sea debido a la cantidad de tanino que tiene la madera, y por tanto, se pueden tomar medidas para eliminar las impurezas creadas por la cantidad de taninos.

Ensayos preliminares para disolver las impurezas-bolsas de resinas

 Se realiza un tratamiento previo al tratamiento de blanqueo para quitar las impurezas de la madera. Se quiere limpiar la madera de suciedades para que se consiga un resultado de blanqueo óptimo y efectivo al aplicar una determinada formulación de blanqueo posteriormente.

Al identificar el problema se ve claramente en las imágenes adjuntadas, que nos encontramos con probetas de madera que tienen defectos con diferentes profundidades.

Para el blanqueo de las probetas con impurezas más profundas es necesario realizar el presente tratamiento para quitar las imperfecciones, puesto que el grado de dificultad para eliminar toda imperfección sería muy elevado solamente con una determinada formulación de blanqueo.

Las imperfecciones más notables son las que se muestran en las figuras 13, 14 . (Imágenes obtenidas mediante una cámara digital)

Los compuestos químicos  que se han empleado para la disolución de las resina del Ayous han sido:

1. Disolucion de la resina con metil etil cetona
2. Disolución de resina con Hipoclorito de sodio
3. Disolución de resina con Sosa Caústica
4. Disolución de resina en agua caliente
5. Extracción con Etanol – Tolueno

Se han realizado pruebas con los compuestos enumerados anteriormente para analizar las impurezas (gomas) y ver si se disuelven en dichos compuestos. Así se podrá interpretar el grado de solvencia de la resina-goma y examinar el problema para poder resolverlo.

Se han recortado las probetas que tienen zonas con más goma para poder disponer de material suficiente para el ensayo y centrarnos en el problema.

Después de colocar los trozos de madera con resina-goma en un vaso de precipitado se han añadido dos placas de vidrio encima de las probetas recortadas para no dejar que floten y conseguir un mejor resultado de eliminación de la resina-goma. Entre las maderas y el vidrio se ha insertado una red de plástico, con el fin de que el disolvente empape toda la superficie de la probeta a ensayar y poder obtener un buen resultado.

El presente ensayo de prueba se ha mantenido sin agitación y a temperatura ambiente durante 24 horas. Los resultados obtenidos no han sido lo suficientemente buenos, puesto que no se han obtenido resultados de blancura notable. Es cierto que se ha dado un cambio respecto a las probetas que se tenían al inicio de la prueba. Este cambio se justifica con el color que ha tomado el disolvente utilizado.

             

 

Conclusiones  a la 1ª parte

Se ha desarrollado este estudio previo para analizar las impurezas de gran profundidad y tamaño que tienen algunas de las probetas de madera de Ayous, y así poder obtener una respuesta lógica sobre el origen de éstas imperfecciones, y si es posible eliminar dichas manchas de resina-goma sin que el coste económico sea elevado.

Los ensayos preliminares se efectúan aún sabiendo que la cantidad de maderas con impurezas de gran tamaño son escasas, porque se quiere conseguir un resultado efectivo en la aplicación de las formulaciones de blanqueo que se realizan posteriormente.

Después de realizar los tratamientos previos al tratamiento de blanqueo y con los resultados obtenidos, se ha llegado a la conclusión de que los tratamientos más efectivos han sido la extracción con THF  y la extracción con etanol-tolueno, puesto que los espectros obtenidos en los dos tratamientos muestran una coincidencia elevada con diferentes resinas que provienen de África, siendo éste el origen de la madera Ayous.