Secador solar de madera


Luis Bérriz
Doctor en Ciencias Técnicas.
Investigador Titular de CUBAENERGÍA.
Presidente de CUBASOLAR.
Tel.: (537) 405260,
E-mail: sol@cubasolar.cu

 

La ciencia y técnica cubanas desarrollan diferentes tipos
de secadores solares que reúnen la mayoría de las ventajas
de los secadores convencionales sin consumir combustibles fósiles.

El secado de la madera es un proceso imprescindible para lograr la calidad de esta en diferentes usos, principalmente en la fabricación de muebles. El secado de la madera resulta tan importante que debe realizarse, incluso si para ello fuera necesario el uso de petróleo u otros recursos energéticos convencionales. Pero para secar toda la madera necesaria del país con el empleo de petróleo como combustible, se necesitarían miles de toneladas anuales de dicho producto. Además, los gastos de inversiones iniciales para la construcción y equipamiento de las instalaciones serían cuantiosos.

Asimismo, el secado natural de la madera no responde a la dinámica de su necesidad, ya que se requieren largos períodos (meses y a veces años) para que el secado se efectúe hasta el contenido de humedad requerido.

Este método utilizaría también grandes extensiones de terreno para el proceso de secado y, lo más concluyente, en aquellos lugares donde se emplea solamente el secado natural, la calidad de la madera es inapropiada para su uso posterior.

Un método más económico desde el punto de vista energético es el uso de desperdicios de la madera como combustible, aunque esto es factible en aserríos y no procede generalmente en el secado de madera de importación ni en las fábricas de muebles y otros artículos de madera. Este método tiene además la desventaja de conllevar gastos de inversión muy altos, tanto en la obra civil como en el equipamiento necesario.

La experiencia ha demostrado que el secado en cámaras con energía solar es la mejor variante, debido a que requiere un consumo mínimo de energía convencional. Además, los gastos de inversión son también mínimos, comparados con los secadores de petróleo y residuos de la madera, al no tener que invertir en hornos, calderas ni plantas trituradoras de desperdicios.

Por otro lado, en un secador solar se garantiza la calidad requerida de la madera para su uso, tanto en muebles como en cualquier otro objetivo industrial y comercial.

A pesar de sus cualidades positivas, la madera presenta algunos aspectos negativos, como la durabilidad, la deformación debido a la fluctuación de niveles de humedad y la susceptibilidad al ataque de hongos e insectos. En estos problemas influye significativamente el proceso de secado, por lo que se requiere que este se realice con el rigor necesario.


Fig. 2. Montaje de las paredes aislantes.

Características del secador solar de madera modelo SECSOL-54
La instalación para el secado de madera SECSOL-54 se concibió y calculó para una capacidad de 24 m3 de madera, según los parámetros establecidos para este tipo de instalación. Como se muestra en la figura 1, el secador está compuesto por tres cámaras de secado, una al lado de la otra, pero con funcionamiento independiente.

Cada cámara de secado está formada por una estructura de vigas y angulares; y las paredes laterales, el fondo, así como la puerta delantera, están construidos con paneles de acero con poliuretano, utilizado como material aislante (Fig. 2). El techo interior de la cámara está hecho con chapas de acero ennegrecidas, tanto por arriba como por abajo, y su función es captar la radiación solar y convertirla en calor. La altura de esta cámara es de 2 m; el ancho, de 2 m; la longitud, de 9 m, o sea, el volumen total de cada cámara es de 36 m3. La capacidad de secado es de 8 m3 de madera por cámara.

El techo metálico está cubierto por una lámina de policarbonato transparente, el cual deja pasar la radiación solar, pero sirve de aislante, e impide que el calor salga al exterior, o sea, hace un efecto invernadero. La lámina de policarbonato es de doble capa con un espesor de 16 mm y está fabricada especialmente para estar a la intemperie, esto es, con alta protección a la radiación ultravioleta. Su perfil está especialmente diseñado para evitar las pérdidas de calor por convección y conducción. Este techo se halla totalmente impermeabilizado para evitar cualquier entrada de agua de lluvia y pérdidas de aire y calor a través de él.

En el eje central de la cámara, entre el techo metálico y el techo transparente, van colocados seis ventiladores, separados 1,5 m uno del otro, destinados a la recirculación del aire dentro de la cámara y con esto garantizar un secado uniforme. Por esta razón, el techo metálico no cierra totalmente la cámara, sino deja espacios de entrada y salida del aire a todo lo largo de las paredes laterales (Fig. 3).


Fig. 3. El techo transparente, el techo metálico y los ventiladores.

El sistema de renovación de aire está formado por dos ventiladores, uno para la entrada del aire fresco y otro para la salida del aire húmedo, con un recuperador de calor (intercambiador de calor aire-aire) para aumentar la eficiencia del sistema. Este recuperador de calor va situado en el fondo de la cámara (Fig. 4).

Las cámaras se cierran por medio de puertas, las cuales permiten meter y sacar el producto que se va a secar. Estas puertas son metálicas, pero están debidamente aisladas térmicamente.


Fig. 4. Vista de los recuperadores en el fondo de la cámara.

La madera semielaborada en forma de tabla o tablón se coloca sobre unos carritos que ruedan sobre rieles. Entre fila y fila de tablas se sitúan listones separadores, los cuales dejan un espacio libre por donde circula el aire. Estos listones son de perfil cuadrado de una pulgada de lado y 1,20 m de largo.

Cada cámara lleva dos carros portadores de la madera, de 4 m de largo por 1,20 m de ancho. En cada carro se pueden cargar hasta 4 m3 de madera.

La cámara va situada preferiblemente con su eje longitudinal en la dirección Norte-Sur y en un lugar donde no reciba sombras perjudiciales en el techo durante todo el día.
El secado de la madera ocurre por la evaporación del agua de su superficie y por el paso del agua del interior a la superficie.

En este tipo de secador solar ambos efectos se producen durante todo el día, pero el primero tiene preferencia durante las horas de Sol y el segundo durante la noche. De esta forma se alcanza un equilibrio entre los dos efectos a las 24 horas, lo que garantiza una buena calidad en el secado. El proceso de secado termina cuando se alcanza la humedad requerida, la cual, en las condiciones climáticas de Cuba, suele ser de 14 %.

Este modelo de secador solar se ha utilizado con éxito también, en el secado de otros productos tales como semillas, plantas aromáticas y medicinales, productos agrícolas para la elaboración de piensos y otros, variando en cada caso la forma en que va colocado el producto dentro de la cámara.