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TRATAMIENTOS DEESTERILIZACION CON CALOR
DE PINO RADIATA PARAEMBALAJES DE EXPORTACION
Rubén A. ANANIASDepto. Ingeniería en MaderasGrupo Investigación en [email protected]:///ananias.ubiobio.cl
Equipo de trabajo: Grupo Investigación en TSTTMLinette SALVO: Investigadora AsociadaVíctor SEPULVEDA: Investigador Adjunto
20° Taller Aserraderos, Expocorma-2015. Concepción 19 de noviembre de 2015
Plan de la presentación• Tratamientos térmicos de esterilización con calor:
Homologación del secado HT-KD (Parte-1)• Tratamientos térmicos de esterilización con calor:
Tratamiento HT en madera verde empaquetada (Parte-2)• Tratamientos térmicos de esterilización con calor dieléctrico:
Avances proyecto esterilización por radio-frecuencia(Parte-3)
Introducción generalComercio internacional maderas embalaje
Riesgos fitosanitarios
Introducción de plagas- Daño ecológico- Pérdidas financieras
Introducción general
Introducción de plagas en radiata para embalajeNematodo del pino:Bursaphelenchus xylophilus
Escarabajo de la corteza:Hylurgus ligniperda
Vector nematodo del pino:Monochamus sp
Introducción general
Tratamientos fitosanitarios segúnnormas internacionales NIMF15
- Tratamiento esterilización con vapor HT- Tratamiento con bromuro de metilo MB- Tratamiento de secado HT-KD- Tratamiento con microondas HT-MO
Introducción general
Método Ventajas Desventajas Efectividad
HT56/30 (°C/min)
Elimina los nematodosde las pinaceas y larvasde insectos
-No elimina muchos hongos-Peligro de reinfección
Moderada
HT67/60 (°C/min)
HT elimina casi todoslos hongos, insectos ynematodos
-No elimina hongos termo-resistentes-Peligro de reinfección.
Alta
HT-KD Elimina todos loshongos, insectos ynematodos
- Tiempo prolongado- Peligro de grietas- Caro
Muy alta
Tratamientos térmicos más comunes
Parte 1:Tratamientos térmicos de esterilización concalor: Homologación del secado HT-KD
• Introducción• Objetivos• Metodología• Resultados• Conclusiones• Bibliografía
TIPOS Acelerado (SCA)
Convencional (SC)
Alta Temperatura (SAT)
70/50°C_ 70/40°C
110/70°C_ 120/70°C
70/60°C_ 90/60°C _ 100/70°C
Introducción
Objetivos
• Evaluar secado industrial KD como medio de HT• Estimar el tiempo mínimo para obtener condición HT
56/30 (ºC/min) durante secado industrial
Metodología
• Ensayos experimentales a escala industrial• Correlaciones usando algoritmos de regresión
11
Metodología: Diseño experimental
e = 16, 24 y 37 mm T = 70, 80, 90 y 100 °C
Variable Factor Nivel Réplicas
TiempoCumplido
Espesor (e) 33
Temperatura (T) 4
36 combinaciones 36 ciclos de secado
Metodología
Tratamiento estadístico de los datos:- Análisis de varianza- Análisis regresión y correlación
Resultados
Efecto del espesor
Espesor(mm)
N°ensayos
Tiempo cumplido(min)
Test LSD(95%)
16 12 66(6)
X
24 12 91(12)
X
37 12 104(14)
X
Resultados
Efecto de la temperaturaTemperatura
(mm)N°
ensayosTiempo cumplido
(min)Test LSD
(95%)
70 9 99(20)
X
80 9 91(20)
X
90 9 82(16)
X
100 9 76(14)
X
ConclusionesKD califica como HT:80/60, 100/70 y 120/70 ºC/ºC70/60, 90/60, 110/70, 125/75 y 140/90 ºC/ºC.
KD no califica como HT:70/45, 70/50 ºC/ºCIdem todos los programas con TH<60 ºC
Aplicaciones: Acreditados HT-KD16/11/2015
NOMBRE O RAZÓNSOCIAL
COMUNAAUTORIZADO REGION (*) NOMBRE CAMARA CODIGO NIMF N°
15VENCIMIENTO
AUTORIZACIÓN
CMPC MADERAS S.A. LOS ÁNGELES MULCHEN - VIII MAHILD 13 08187 04-07-2017
CMPC MADERAS S.A. LOS ÁNGELES MULCHEN - VIII MAHILD 14 08188 04-07-2017
CMPC MADERAS S.A. LOS ÁNGELES MULCHEN - VIII MAHILD 15 08189 04-07-2017
CMPC MADERAS S.A. LOS ÁNGELES MULCHEN - VIII MAHILD R 16 08190 04-07-2017
CMPC MADERAS S.A. LOS ÁNGELES MULCHEN - VIII NEUMAN 9 08191 04-07-2017
CMPC MADERAS S.A. LOS ÁNGELES NACIMIENTO -VIII NEUMAN 5 08192 04-07-2017
CMPC MADERAS S.A. LOS ÁNGELES NACIMIENTO - VIII NEUMAN 6 08193 04-07-2017
CMPC MADERAS S.A. LOS ÁNGELES NACIMIENTO - VIII NEUMAN 11 08194 04-07-2017
CMPC MADERAS S.A. LOS ÁNGELES NACIMIENTO - VIII NEUMAN 12 08195 04-07-2017
CMPC MADERAS S.A. LOS ÁNGELES BUCALEMU - VIII WINDSOR 9 08196 04-07-2017
CMPC MADERAS S.A. LOS ÁNGELES BUCALEMU -VIII WINDSOR 10 08197 04-07-2017
CMPC MADERAS S.A. LOS ÁNGELES BUCALEMU - VIII WINDSOR 11 08198 04-07-2017
CMPC MADERAS S.A. LOS ÁNGELES BUCALEMU - VIII WINDSOR 12 08199 04-07-2017
Aplicaciones: Acreditados HT-KD16/11/2015
NOMBRE O RAZÓNSOCIAL
COMUNAAUTORIZADO REGION (*) NOMBRE CAMARA CODIGO NIMF N°
15VENCIMIENTO
AUTORIZACIÓN
MADERAS MARTINLTDA. CONSTITUCIÓN VII CAMARA 4 0779 04-09-2016
MADERAS MARTINLTDA. CONSTITUCIÓN VII CAMARA 8 0780 04-09-2016
NELSON IVÁN MESTREALLENDE CONSTITUCIÓN VII CAMARA 4 0762 03-01-2017
TERCIADOS YELABORACIÓN DEMADERAS S.A.
LOS LAGOS XIV CAMARA NARDI N° 7 1417 22-02-2017
TERCIADOS YELABORACIÓN DEMADERAS S.A.
LOS LAGOS XIV CAMARA NARDI N° 10 1418 22-02-2017
TERCIADOS YELABORACIÓN DEMADERAS S.A.
LOS LAGOS XIV CAMARA N° 8 1428 22-02-2017
TERCIADOS YELABORACIÓN DEMADERAS S.A.
LOS LAGOS XIV CAMARA N° 9 1429 22-02-2017
TERCIADOS YELABORACIÓN DEMADERAS S.A.
LOS LAGOS XIV CAMARA N° 11 1430 22-02-2017
AGRÍCOLA YFORESTAL BAGAROLIMITADA
MULCHÉN VIII CAMARA MASTI-GANE N° 1 08135 21-03-2017
ASERRADEROSARAUCO S.A. CONSTITUCIÓN VII CAMARA UHT-3 0768 09-04-2017
ASERRADEROSARAUCO S.A. CONSTITUCIÓN VII CAMARA UHT-4 0769 09-04-2017
SOCIEDAD MADERERAY TRANSPORTES 3VOLCANES LIMITADA
TALCA VII CAMARA 1 07103 29-04-2017
SOCIEDAD MADERERAY TRANSPORTES 3VOLCANES LIMITADA
TALCA VII CAMARA 2 07104 29-04-2017
Aplicaciones: Acreditados HT-KD16/11/2015
NOMBRE O RAZÓNSOCIAL
COMUNAAUTORIZADO REGION (*) NOMBRE CAMARA CODIGO NIMF N°
15VENCIMIENTO
AUTORIZACIÓN
MADERAS BSCLIMITADA BULNES VIII CAMARA 1 08243 21-11-2015
MADERAS BSCLIMITADA BULNES VIII CAMARA 2 08244 21-11-2015
SERVICIOS YDESARROLLO DEEMPRESA LIMITADA
SAN JAVIER VII CAMARA C1 07114 09-05-2016
SERVICIOS YDESARROLLO DEEMPRESA LIMITADA
SAN JAVIER VII CAMARA C2 07115 09-05-2016
FORESTAL SANTABLANCA S.A. LONGAVÍ VII CAMARA N° 8 07121 24-02-2017
ITI CHILE S.A. CORONEL VIII CAMARA 1 08258 15/07/2017
ITI CHILE S.A. CORONEL VIII CAMARA 2 08259 15/07/2017
GOMEZ Y GOMEZLIMITADA SAN CARLOS VIII CAMARA 1 08260 27/08/2017
GOMEZ Y GOMEZLIMITADA SAN CARLOS VIII CAMARA 2 08261 27/08/2017
Aplicaciones
SAG 2006:“Este tipo de tratamientos de secado en horno, es aplicable sólo para
la especie forestal Pinus radiata, basado en el estudio realizado porAnanías y Venegas (2005).
La aplicación de este tipo de tratamiento para otras especies, solopodrá ser autorizado en la medida que se encuentren respaldadoscientíficamente por instituciones educacionales pertenecientes alConsejo de Rectores de Universidades Chilenas, contando conestudios que determinen una correlación directa con los tiempos ytemperaturas autorizados”.
Bibliografía1. Ananías, R.A.; Venegas, R. 2005. “Secado industrial del pino radiata.
Tiempo de esterilización con calor y evolución temporal de latemperatura”. Maderas. Ciencia y tecnología 7(3):179-188.
2. NIMF 15. 2012. Directrices para reglamentar el embalaje de maderautilizado en el comercio internacional. Normas internacionales paramedidas fitosanitarias. FAO, Roma. 18 p.
3. SAG. 2006. “Reglamento específico para la acreditación deterceros en la ejecución de tratamientos y timbrado de maderas y deembalajes de madera de exportación”. Ministerio de Agricultura,Servicio Agrícola Ganadero, REA-AGR-01-v02: Pag 63-64.
4. Venegas, R. 2005. “Tiempo de esterilización con calor y evolucióntemporal de la temperatura durante el secado industrial del pinoradiata”. Seminario Titulación. Depto. Ingeniería en Maderas,Facultad de Ingeniería, Universidad del Bío-Bío, Concepción-CHILE.
Parte 2:Tratamientos térmicos de esterilización concalor: Tratamiento HT en madera verdeempaquetada
• Introducción• Objetivos• Metodología• Resultados• Conclusiones• Bibliografía
IntroducciónCorrelación
Espesor
70 80 90 100 70 80 90 10075 68 68 56
16 77 65 60 64 82 74 66 5969 70 65 58
107 85 86 78
24 108 97 88 78 96 88 80 72110 88 82 80
107 115 110 90
37 107 117 90 94 118 110 102 94129 110 90 83
Experimental
T °C
Estimado
T °C
Objetivos
• Determinar el tiempo de esterilización con vapor enmadera verde apilada de pino radiata
• Correlacionar el tiempo de esterilización con vapor enbase a las variables del proceso
• Comparar el tiempo de esterilización con calor estimadoen base a correlaciones HT-KD y HT-vapor
Metodología
• Ensayos experimentales en combinación de variables• Correlaciones usando algoritmos de regresión• Validaciones industriales
33
Metodología: Diseño experimental
e = 16, 38 y 53 mm h= 150, 200, 400 mm T = 80,90,100 °C
Variable Factor Nivel Réplicas
TiempoCumplido
Espesor (e) 3
3Altura Pila (h) 3
Temperatura (T) 3
81 combinaciones 9 ciclos 9 combinaciones/ciclo
34
Metodología
Horno 35 m³ de capacidad 2 sensores de bulbo seco (Tbs) 1 sensor bulbo húmedo (Tbh) Tina vaporizado
Cámara
36
Metodología
Testeo Termocuplas: Equipo Fluke 9132
Termocuplas Tipo T (Cobre-Constatan) RevestimientoPVC/FEP Calibre 20.
38
MetodologíaDetalle preparación de cada paquete
e 150 200 400
16 9x11 12x11 23x11
38 4x11 5x11 10x11
53 3x13 4x13 7x13
N° piezas p/paquete
Metodología
Tratamiento estadístico de los datos:- Análisis de varianza- Análisis regresión y correlación
e/H 16 38 53
T (°C) 150 200 400 150 200 400 150 200 400
80 765 567 339 1443 695 644 3299 2260 1115
(309) (224) (90) (627) (292) (308) (1719) (512) (539)
90 314 382 372 716 498 584 1956 1766 809
(132) (144) (107) (260) (161) (197) (792) (937) (39)
100 203 106 137 418 157 263 679 579 263
(80) (31) (136) (204) (25) (87) (243) (459) (39)
Resultados
Tiempo cumplido de esterilización con vapor (min)
Resultados
Avances correlación
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
Tie
mpo
cum
plid
o (m
in)
Altura del subpaquete (mm)
80 (°C) 90 (°C) 100 (°C)
Resultados
Avances correlación
0
100
200
300
400
500
600
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Tie
mo
cum
plid
o ex
peri
men
tal (
min
)
Tíempo cumplido teórico (min)
ResultadosComparación tiempo con madera empalillada
0
200
400
600
800
1000
1200
0 200 400 600 800 1000 1200
Tiem
po cu
mpl
ido
(min
)
Tiempo cumplido madera empalillada (min)
ResultadosValidaciones industriales:Evolución temporal temperatura
0102030405060708090
100
2 142 282 422 562 702 842 982 11221262140215421682
Tem
pera
tura
(°C
)
Tiempo (min.)
MEDIA Tm Vs Tiempo (min)HT 90°C, 38 mm
MEDIA (h=400mm)MEDIA (h=200mm)MEDIA (h=150mm)TbsTbh
Resultados
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1 51 101 151 201 251 301 351 401 451
Tem
pera
tura
(°C
)
Tiempo (min)
MEDIA Tm Vs Tiempo (min.)HT 70°C
TbsTbhMEDIA (h=400mm)MEDIA (h=200mm)MEDIA (h=150mm)
Validaciones industriales:Evolución temporal temperatura
Conclusiones
El tiempo de esterilización con vapor de pino radiataverde empaquetado, depende principalmente de laaltura del subpaquete, la temperatura, y en menormedida del espesor de la madera.
Conclusiones
Las correlaciones dependientes de la temperatura y laaltura de la pila, predicen satisfactoriamente el tiempo deesterilización con vapor, de la madera verde de pinoradiata empaquetada.
Conclusiones
El tiempo de esterilización con vapor de maderaempaquetada, cuando depende sólo de la altura delpaquete, es comparable al tiempo de esterilización convapor de madera empalillada.
Parte-3:Tratamientos térmicos deesterilización con calordieléctrico: Avances proyectoesterilización por radio-frecuencia
PROCEDIMIENTO PARA ESTERILIZACIÓN CON CALORPOR RADIOFRECUENCIA DE MADERAS DE PINORADIATA PARA EMBALAJES DE EXPORTACIÓN
PROGRAMA IDeA
I CONCURSO IDeA EN DOS ETAPASFONDEF- CONICYT
Aplicación detécnicas alternativasde esterilización concalor que seanamigables con elmedio ambiente.
¿El problema que se estáinvestigando?
• Objetivo generalDesarrollar un procedimiento para esterilizar maderas de pino radiatapara embalajes de exportación con calor por radiofrecuencia.
- Proponer un tratamiento de esterilización de maderas para embalajesde exportación con calor por radiofrecuencia.- Desarrollar programas de esterilización con calor por radiofrecuencia.- Simular la variación temporal y espacial del calentamiento porradiofrecuencia.
Objetivos específicos
¿Cómo se ha enfrentado el problema en elresto del mundo hasta ahora?
• Tratamiento con vapor HT• Tratamiento HT-KD• Tratamiento con microondas HT-DH (2014)• En desarrollo estudios para introducir tratamiento DH con RF
La solución es un procedimientoamigable con el medioambiente, tal como laesterilización por calentamientocon radiofrecuencia.
Solución propuesta
En este proyecto seplantea la hipótesis que lamadera para embalajes deexportación de pinoradiata puede ser tratadatérmicamente mediante laaplicación de RF.
Hipótesis
Metodología
• Se determinará eltiempo que se demoraen calentar por RFtodo el perfil de lamadera a 60 °C paradiferentes niveles detemperatura y alturade la pila,manteniendo el mejorcompromiso con lacalidad de la madera.
Metodología
El diseño experimental considera un análisisestadístico en base a un modelo AxBxC factorial,las combinaciones de los tratamientos llevan a laejecución de 256 ensayos experimentales, talcomo se describe en la Tabla siguiente:
Variable Factor Nivel Réplica TotalEspesor madera 4
4 256Temperatura Altura pila 4
Densidadpotencia
4
Entidades que participan en el proyecto
• CMPC Maderas S.A.• Pymemad Bío-Bío AG
Cordialmenteinvitamos a otrasempresas aparticipar de esterelevante proyectode Interés Público
Diagrama de Modelo de Negocio propuesto
EntidadCertificadora
SAGEmisión de Certificado
FitosanitarioCumplimiento Norma
Cliente FinalAserraderos y
empresas productoras demadera de pino radiata
para embalaje
BeneficiariasUBB
Procedimiento para esterilizarcon calor por RF madera de
pino radiatapara embalajes
Asistencia Técnica yCapacitación
Rubén A. ANANIAS: DirectorCarlos SALINAS-LIRA: Director-alternoLinette SALVO: Investigadora AsociadaLuis DURAN: Ingeniero GestiónVíctor SEPULVEDA: Investigador AdjuntoNatalia PEREZ: Investigadora AdjuntaFelipe ACUÑA: Tesista Magister en C&T de la Madera
Equipo del proyecto