Christian Frank ^(*)
Ingeniero de Ventas. Dimiter – Weining.

Actualmente, el lema industrial es: “making more out of wood” o aprovechando más la madera; es decir, el sector necesita desperdiciar menos, mejorar los rendimientos y sacar partido de la mayor cantidad y calidad del recurso. Precisamente, éste es el camino que marca el presente y determina el futuro de la industria.

La industria de la remanufactura utiliza madera que no clasifica para exportación o venta directa, las tablas de mejor calidad –normalmente obtenidas de la periferia del tronco– se venden directamente, y el resto de la madera pasa a procesos de segunda transformación, para darle mayor valor agregado y producir piezas finales como: muebles, molduras, tableros, vigas laminadas, tablas libres de defectos para fingerjoint (clear), puertas, ventanas y pisos, entre otros.

En este sentido, a la industria secundaria llegan tablas con una gran cantidad de defectos (nudos, rajaduras, agujeros, canto muerto, manchas, clavos, suciedades de aceite, hendiduras, bolsillos de resina, quemaduras, humedad); lo que combinado con los altos costos de la madera, la escasez de la materia prima, la necesidad de lograr mejores márgenes de ganancia y la demanda de productos de alta calidad, llevan a las empresas –tanto comercializadoras de madera como fabricantes de subproductos y muebles– a buscar y emplear cada vez más mejores métodos para optimizar su producción y manufactura.

Dicha situación aumenta la importancia de la etapa de selección y clasificación de la madera, como un factor determinante para saber el rendimiento de las tablas según sus propiedades y apariencia de acuerdo a la cantidad y gravedad de defectos que ésta presente.

Normalmente, las maderas utilizadas en la industria de la remanufactura, se seleccionan en fábrica de tres maneras: a) simplemente a través de la inspección visual y la eliminación de los defectos con sierras manuales; b) con optimizadoras automáticas, en las que los defectos se marcan manualmente con un crayón o lápiz fluorescente, o c) en líneas totalmente automáticas, en las que un escáner detecta los diferentes defectos, reconoce el estado de éstos y entrega información vital a las líneas de corte para optimizar cada tabla y obtener el mayor rendimiento de las mismas.

La inspección automática de la madera mediante escáner, tema principal de este artículo, puede integrarlíneas de tronzado optimizadoras para mejorar el aprovechamiento del material y su principal ventaja consiste en obtener piezas más largas, libres de nudos y defectos para usos en molduras, puertas, ventanas y partes de muebles de alta calidad.

Dicha ventaja es muy importante, pues tradicionalmente la mayoría del material, destinado a la segunda transformación, son piezas cortas (de 5 a 25 pulgadas de largo) para la producción de fingerjoint y en menor cantidad productos largos (largueros de puerta o stiles) que son los de mayor valor puesto que se utilizan para hacer piezas de gran dimensión; de hecho, el escaneo permite separar los defectos de la madera en buen estado; los defectos se eliminan y las tablas de calidad se vuelven a unir mediante el fingerjoint para formar largueros.

La tecnología empleada para esta selección incluye una amplia gama de equipos que comprende básicamente distintos alimentadores que van desde los manuales a los totalmente automáticos, con escáner parcial o total de los defectos, pasando por distintos sistemas intermedios y de alto rendimiento, combinados con líneas de corte.

La instalación de uno u otro equipo depende de los requerimientos del usuario; es decir, si el industrial quiere privilegiar el tamaño y la forma de la pieza y no necesita tomar en cuenta el defecto, o en caso contrario, en la que se privilegia la pieza clear de mayor dimensión posible y al resto se le trata de eliminar los defectos, para maximizar el valor de las tablas a obtener. Que lo primero o lo segundo sea bueno o malo en suma obedece a los objetivos de la planta de procesamiento.

Los Equipos

Los sistemas de escáner, para la madera que se utiliza en la segunda transformación, permiten obtener un mapa de cada tabla en cuanto a sus defectos y características, para clasificarlas según su calidad y calcular variables de rendimiento; en últimas, facilitan y agilizan la diferenciación y selección de los productos.

Básicamente, existen tres tipos de escáner:

• Para aplicaciones de tronzado: Una vez escaneada la madera, el escáner entrega una lista de recomendaciones corte de cada una de las tablas a las sierras tronzadoras (u optimizadoras), la cuales se encargan de cortar en el lugar indicado, separar el desperdicio (o los defectos) automáticamente y clasificar la madera cortada ya sea por largo, calidad o aplicación.

En la práctica, existen diferentes tipos de soluciones técnicas según la capacidad de producción requerida, como por ejemplo: líneas simples con un escáner y una optimizador; dobles con un escáner y dos optimizadoras y múltiples con un escáner y tres o cuatro tronzadoras. Sistemas y tecnología de este tipo existen no sólo en Europa, Estados Unidos o Canadá, sino también en América Latina, en Chile, Brasil y Argentina.

• Para aplicaciones de corte en sierra múltiple: Los escáneres se ubican delante de una sierra múltiple para seleccionar y optimizar las tablas con respecto al ancho de las mismas.
• Para líneas de clasificación: Estos escáneres se encargan de clasificar y ordenarla madera según diferentes criterios; por ejemplo, perfiles o molduras por su forma o su color.

Las principales aplicaciones de este tipo de líneas automatizadas con escáner son los productores de molduras; fabricantes de tableros de madera maciza; pisos; ventanas y puertas de madera maciza, entre otros. Según la configuración de los sistemas, el mercado ofrece soluciones a partir de €250.000, hasta aproximadamente €520.000.

Los fabricantes adaptan los escáneres según la clase de madera y el producto final a inspeccionar; todo depende de la madera y su superficie, los defectos y calidades a reconocer, además, se equipa el escáner con las cámaras y sensores adecuados.

Sin importar en modelo del escáner, el proceso es similar en todos los equipos: primero las tablas recorren la línea de alimentación y atraviesan longitudinalmente los sensores del escáner, mientras las cámaras captan múltiples imágenes sobre las cuatro caras de la pieza (superior, inferior, lateral derecha e izquierda), con lo que se obtienen información visual detallada y relevante.

Posteriormente, mediante un software especial se realiza el procesamiento de las imágenes las cuales se analizan detenidamente para hallar los defectos de la superficie e interior de las tablas. Para el caso específico del escáner para líneas de tronzado, se definen los diferentes tipos de nudos, grietas o rajaduras superficiales, se determina la ausencia de madera o canto muerto, médula, nudos vivos y muertos, entre muchos otros defectos.

Una vez definidos los defectos y la calidad de la madera, un segundo software, denominado de optimización, se encarga de calcular la mejor solución de corte para cada tabla y envía dicha información, en forma de listas de datos, a las sierras tronzadoras optimizadoras para que las herramientas corten las tablas de acuerdo a estos datos.

En las líneas de partido se determina el ancho óptimo del material y en las de clasificación, el software selecciona y agrupa las tablas según los criterios que el usuario previamente requiere.

Componentes y Equipamiento

• Cámaras láser: Estos sistemas sirven principalmente para la detección de los siguientes defectos: nudos, médula, rajaduras, defectos superficiales 3D, como hoyos o agujeros, canto muerto o cáscara, entre otros.
• Cámaras de color: Hoy día, hay nueva generación de cámaras de color que permiten obtener imágenes de mayor resolución, tanto en el largo como en el ancho. También pueden seleccionar defectos pequeños y diferencias de color que, con sistemas anteriores, eran más difíciles de detectar.
• Láser de puntos: Con esta tecnología se puede determinar el sentido de la fibra de la madera y, en especial, cuando el sentido cambia de dirección; por ejemplo, como consecuencia de la aparición de un nudo.
• Rayos X: Esta tecnología es recomendada para madera en bruto –sin pre-cepillado– y/o madera con suciedad superficial, el sistema mide, entre otros factores, la diferencia de densidad en la madera; por ejemplo, en el caso de nudos que presentan densidades superiores y que necesariamente influyen en la calidad del material. La tecnología de rayos X no reconoce la suciedad o manchas de aceite como defectos sino en especial se encarga de detectar los aspectos internos de las tablas.
• Iluminación: Los equipos escáner están provistos de sistemas de iluminación artificial adecuados ya que las cámaras y sensores necesitan un correcto y adecuado nivel de luz para la detección de los defectos en la madera.
• Accesorios: Los escáneres cuentan con la posibilidad de interconectarse con otros dispositivos periféricos como medidores de humedad, los cuales son muy útiles para garantizar que la madera se encuentre en los límites correctos de humedad, en especial, para procesos posteriores; por ejemplo, para el caso de producción de tableros de madera maciza con prensas de alta frecuencia, sistemas que, por lo general, requieren trabajar con maderas cuya humedad máxima este entre 8 y 12 por ciento. También se pueden interconectar con medidores de rigidez, en el caso de productores de vigas laminadas estructurales, donde se exige que cada tabla tenga una rigidez mínima.

Ventajas

Los niveles de rendimiento y la optimización de la madera que se obtienen al emplear líneas de tronzado con escáner, dependen del producto final, así como de la forma y calidad de corte que el usuario necesite; en términos conservadores, los equipos garantizan un aumento de rendimiento de material de 5 por ciento, como mínimo. Además, los operarios pueden encargarse de otras tareas y mejorar los tiempos hora/hombre en otros procesos diferentes a la inspección.

De hecho, el objetivo de las líneas de corte automatizadas con escáner no es la reducción de personal, sino principalmente el incremento del rendimiento de la materia prima. La disminución de la mano de obra, puede ser también significativa, pero conviene tener en cuenta que para ciertos procesos, previos al corte de la madera, resulta imposible que el ser humano pueda tomar una decisión correcta y eficiente. Aún más, si se incluyen las diferentes variables que entran en juego para obtener el producto final.

Por ejemplo: hay productos que no necesitan tablas excesivamente depuradas y aceptan ciertos defectos (o tamaños), así también pueden permitir un número determinado de defectos/metro, o bien deficiencias de características específicas, como defectos en una de sus caras pero no en las otras.

El escáner inspecciona detalladamente cada tabla en todas sus caras y analiza las diferentes variables en 3D, con lo cual, mediante el software, incluso es posible girar virtualmente cada segmento de la pieza hasta encontrar su mejor destino de aplicación.

Si en dado caso, dicha información (y más) la tuviese que manejar e interpretar el operario, y con base en ella tomar una decisión de corte, en fracción de segundos, es fácil entender que el corte realizado con seguridad no será el que mayor aprovechamiento de la madera produzca. En suma, una línea de tronzado automatizada cuenta con mínimo cuatro computadores y por ello el análisis de múltiples variables no resulta ningún problema.

En últimas, este tipo de escáneres generan mayor aprovechamiento de la materia prima, máxima productividad de la línea, disminución del costo de personal y mejor control de calidad y de la producción; todo esto además, con alta flexibilidad para interconectarse con otros equipos. Esto significa reducción de desperdicios y mayor creación de valor, por esta razón la inversión se amortiza en corto tiempo.

Autor

• Christian Frank.– Ing. Regional Ingeniero de ventas. GreconDimterHolzoptimierung Sued Gmbh& CO. Kg. christian.frank@dimter-weinig.de