Para los efectos de este artículo, se considerará que los procesos de la industria maderera comienzan con la recepción de la madera convertida del aserradero y continúan hasta el envío de un artículo o producto de madera terminado. Las etapas anteriores en el manejo de la madera se tratan en los capítulos Silvicultura y Industria maderera.

La industria de la carpintería produce muebles y una variedad de materiales de construcción, desde pisos de madera contrachapada hasta tejas. Este artículo cubre las principales etapas del procesamiento de la madera para la producción de productos de madera, que son el mecanizado de madera natural o paneles manufacturados, el ensamblaje de piezas maquinadas y el acabado de superficies (p. ej., pintura, tinte, lacado, enchapado, etc.) . La Figura 1 es un diagrama de flujo para la fabricación de muebles de madera, que cubre casi toda la gama de estos procesos.

Figura 1. Diagrama de flujo para la fabricación de muebles de madera

El secado. Algunas instalaciones de fabricación de muebles pueden comprar madera seca, pero otras realizan el secado en el sitio utilizando un horno u horno de secado, alimentado por una caldera. Por lo general, los desechos de madera son el combustible.

Mecanizado. Una vez que la madera se seca, se aserra y se mecaniza en la forma de la pieza final del mueble, como la pata de una mesa. En una planta normal, el material de madera pasa de la cepilladora de desbaste, a la sierra de corte, a la sierra de corte al hilo, a la cepilladora de acabado, a la moldurera, al torno, a la sierra de mesa, a la sierra de cinta, a la fresadora, a la talladora, a la taladradora y mortajadora, al tallador y luego a una variedad de lijadoras.

La madera se puede tallar/trabajar a mano con una variedad de herramientas manuales, incluidos cinceles, escofinas, limas, sierras manuales, papel de lija y similares.

En muchos casos, el diseño de muebles requiere doblar ciertas piezas de madera. Esto ocurre después del proceso de cepillado y, por lo general, implica la aplicación de presión junto con un agente suavizante, como el agua, y una mayor presión atmosférica. Después de doblarse en la forma deseada, la pieza se seca para eliminar el exceso de humedad.

Montaje. Los muebles de madera se pueden terminar y luego ensamblar, o al revés. Los muebles hechos de componentes de forma irregular generalmente se ensamblan y luego se terminan.

El proceso de ensamblaje generalmente implica el uso de adhesivos (sintéticos o naturales) junto con otros métodos de unión, como el clavado, seguido de la aplicación de carillas. Las chapas compradas se recortan al tamaño y patrones correctos y se unen al aglomerado comprado.

Después del montaje, se examina la pieza del mueble para garantizar una superficie lisa para el acabado.

Pre-acabado. Después del lijado inicial, se logra una superficie aún más lisa rociando, esponjando o sumergiendo la parte del mueble en agua para que las fibras de madera se hinchen y se “levanten”. Después de que la superficie se haya secado, se aplica una solución de pegamento o resina y se deja secar. Luego, las fibras levantadas se lijan para formar una superficie lisa.

Si la madera contiene colofonia, que puede interferir con la efectividad de ciertos acabados, se puede derosinar aplicando una mezcla de acetona y amoníaco. Luego, la madera se blanquea rociándola, pasándola con una esponja o sumergiéndola en un agente blanqueador como el peróxido de hidrógeno.

Acabado de superficies. El acabado de superficies puede implicar el uso de una gran variedad de revestimientos. Estos recubrimientos se aplican después de ensamblar el producto o en una operación de línea plana antes del ensamblaje. Los revestimientos normalmente pueden incluir rellenos, tintes, esmaltes, selladores, lacas, pinturas, barnices y otros acabados. Los revestimientos se pueden aplicar mediante máquina de pulverización, brocha, almohadilla, inmersión, rodillo o flujo.

Los recubrimientos pueden ser a base de solventes o a base de agua. Las pinturas pueden contener una amplia variedad de pigmentos, dependiendo del color deseado.

Peligros y precauciones

Seguridad de mecanizado

La fabricación de carpintería tiene muchos de los peligros para la seguridad y la salud que son comunes a la industria en general, con una proporción mucho mayor de equipos y operaciones extremadamente peligrosos que la mayoría. En consecuencia, la seguridad requiere una atención constante a los hábitos de trabajo seguros por parte de los empleados, una supervisión atenta y el mantenimiento de un entorno de trabajo seguro por parte de los empleadores.

Aunque en muchos casos la maquinaria y el equipo para trabajar la madera se pueden comprar sin las protecciones necesarias y otros dispositivos de seguridad, es responsabilidad de la gerencia proporcionar las protecciones adecuadas antes de utilizar dicha maquinaria y equipo. Véanse también los artículos “Máquinas fresadoras” y “Máquinas cepilladoras de madera”.

Máquinas de aserrar. Los empleados deben conocer las prácticas de operación segura necesarias para el uso adecuado de varias sierras para trabajar la madera (consulte la figura 2 y la figura 3).

Figura 2. Sierra de cinta

Figura 3. Sierra de mesa

Las pautas específicas son las siguientes:

1. Al alimentar una sierra de mesa, las manos deben mantenerse fuera de la línea de corte. Ningún protector puede impedir que la mano de una persona siga el material hasta la sierra. Al cortar al hilo con el calibrador cerca de la sierra, se debe usar un palo de empuje o una plantilla adecuada para completar el corte. Ver figura 4.

Figura 4. Palos de empuje

2. La hoja de sierra debe colocarse de forma que sobresalga al mínimo del material; cuanto más baja sea la hoja, menor será la posibilidad de contragolpes. Es una buena práctica sobresalir de la línea del material que se está rasgando. Se recomienda un delantal de cuero pesado u otra protección para el abdomen.

3. El aserrado a mano alzada siempre es peligroso. El stock siempre debe mantenerse contra un calibrador o una valla. Ver figura 3.

4. La sierra debe ser apropiada para el trabajo. Por ejemplo, es una práctica insegura cortar con una sierra de mesa que no esté equipada con un dispositivo antirretroceso. Se recomiendan delantales antigolpes.

5. La práctica peligrosa de quitar un protector de capó debido a la holgura estrecha en el lado del indicador se puede evitar sujetando una tabla de relleno a la mesa entre el indicador y la sierra y usándola para guiar el material. Nunca se debe permitir que los empleados eludan a los guardias. Se deben proporcionar peines, tablas de cantos biselados (consulte la figura 5) o plantillas adecuadas cuando no se puedan usar las protecciones estándar.

Figura 5. Tablas de plumas y peines

6. Debe evitarse el corte transversal de tablas largas en una sierra de mesa porque el operador debe ejercer una presión manual considerable cerca de la hoja de la sierra. Además, las tablas que se extienden más allá de la mesa pueden ser golpeadas por personas o camiones. El material largo debe cortarse transversalmente en una sierra oscilante o una sierra de brazo radial con un banco de apoyo adecuado.

7. El trabajo que debe realizarse en máquinas especiales de alimentación mecánica no debe realizarse en máquinas manuales de uso general.

8. Para ajustar el calibre de una sierra de mesa sin quitar las protecciones, una marca permanente debe designar la línea de corte en la parte superior de la mesa.

9. Se considera una práctica segura detener completamente el equipo antes de ajustar las cuchillas o las guías, y desconectar la fuente de alimentación cuando se cambian las cuchillas.

10. Se debe usar un cepillo o un palo para limpiar el aserrín y los desechos de una sierra.

Una sierra de mesa también se llama sierra de variedad porque puede realizar una amplia variedad de funciones de aserrado. Por esta razón, el operador debe tener una variedad de protecciones, ya que ninguna protección puede proteger todas las funciones. Ver figura 3.

Máquinas de corte. Las máquinas cortadoras también pueden ser peligrosas si no se protegen adecuadamente y se usan siempre con respeto y atención. Las herramientas de corte deben mantenerse bien afiladas y correctamente equilibradas en sus husillos.

El tupí que se muestra en la figura 6 tiene un protector de cepillo. Otros enrutadores pueden tener un protector de anillo, un protector redondo que rodea la broca del enrutador. El propósito de los protectores es mantener las manos alejadas de la broca de corte. Los enrutadores controlados numéricamente por computadora (CNC) pueden tener varios bits y son máquinas de alta producción. En las máquinas CNC, las manos del operador se mantienen más alejadas del área de la broca. Sin embargo, otro problema es la gran cantidad de polvo de madera. Véase también el artículo “Máquinas fresadoras”.

Figura 6. Enrutador

La protección en una máquina cepilladora o cepilladora es principalmente para mantener las manos del operador alejadas de las cuchillas giratorias. El protector tipo “chuleta de carnero” permite que solo quede expuesta la parte de las cuchillas que están cortando el caldo (ver figura 7). La parte expuesta de los cuchillos detrás de la guía también debe protegerse.

Figura 7. Ensambladora

El moldeador es una máquina potencialmente muy peligrosa (ver figura 8). Si las cuchillas perfiladoras se separan de los collares superior e inferior del árbol, pueden salir despedidas con mucha fuerza. Además, el material a menudo debe mantenerse cerca de las cuchillas. Esta sujeción debe realizarse con un accesorio en lugar de con las manos del operador. Se pueden usar tablas de plumas para sujetar el material contra la mesa. Siempre que sea posible, se deben usar protectores de anillos o platillos. Un protector de plato es un disco de plástico redondo y plano que se monta horizontalmente en el eje sobre las cuchillas del moldeador.

Figura 8. Moldeador

Un torno debe estar protegido por un protector de capó porque existe el peligro de que el material salga despedido de la máquina. Consulte la figura 9. Es una buena práctica que la cubierta esté entrelazada con el motor para que el torno no pueda funcionar a menos que el protector de la cubierta esté en su lugar.

Figura 9. Torno

Una sierra circular debe tener instalados dedos antirretroceso para evitar que el material invierta su dirección y golpee al operador. Vea la figura 10. Además, el operador debe usar un delantal acolchado para disminuir el impacto si ocurre un contragolpe.

Figura 10. Sierra de hilo

Debido a que la hoja de la sierra de brazo radial se puede inclinar lateralmente, se debe usar una protección que no se apoye en la hoja. Ver figura 11.

Figura 11. Sierra de brazo radial

Lijadoras. Las piezas mecanizadas en stock se lijan con lijadoras de banda, jitterbug, disco, tambor u orbital. Los puntos de pellizco se crean en las bandas de lijado. Consulte la figura 12. A menudo, estos puntos de contacto pueden protegerse con una cubierta que también formará parte de un sistema de escape de polvo.

Figura 12. Lijadora

Protección de Maquinaria. La figura 13 ilustra que la apertura entre un protector y el punto de contacto debe disminuir a medida que disminuye la distancia.

Figura 13. Distancia entre guarda y punto de operación

Problemas varios de seguridad de la máquina. Se debe tener cuidado de que el uso de dispositivos de sujeción/sujeción de existencias no cree peligros adicionales.

La mayoría de las máquinas para trabajar la madera crean la necesidad de que el operador (y el ayudante) usen protección para los ojos.

Es una práctica común que los empleados se quiten el polvo con aire comprimido. Se les debe advertir que mantengan la presión del aire por debajo de 30 psi y que eviten soplar en los ojos o cortes abiertos.

Peligros del polvo de madera

Las máquinas que producen polvo de madera deben estar equipadas con sistemas de recolección de polvo. Si el sistema de escape no es adecuado para eliminar el polvo de madera, es posible que el operador deba usar un respirador para polvo. La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC, por sus siglas en inglés) ha determinado ahora que "existe evidencia suficiente en humanos de la carcinogenicidad del polvo de madera" y que "el polvo de madera es cancerígeno para los humanos (Grupo 1)". Otros estudios indican que el polvo de madera puede resultar irritante para las membranas mucosas de los ojos, la nariz y la garganta. Algunas maderas tóxicas son más activamente patógenas y pueden producir reacciones alérgicas y ocasionalmente trastornos pulmonares e intoxicaciones sistémicas. Ver tabla 1.

Tabla 1. Variedades de madera venenosas, alergénicas y biológicamente activas

Fuente: Istituto del Legno, Florencia, Italia.

El mayor uso de maquinaria CNC de alta producción, como enrutadores, espigadoras y tornos, crea más polvo de madera y requerirá una nueva tecnología de recolección de polvo.

Control de polvo. La mayor parte del polvo en un taller de producción de carpintería se elimina mediante sistemas de escape locales. Sin embargo, a menudo hay una acumulación considerable de polvo muy fino que se ha asentado en las vigas y otros elementos estructurales, especialmente en las áreas donde se realiza el lijado. Esta es una situación peligrosa, con un gran potencial de incendio y explosión. Un incendio repentino sobre superficies cubiertas de polvo puede ser seguido por explosiones de fuerza creciente. Para minimizar esta probabilidad, sería conveniente utilizar una lista de verificación. Vea la lista de verificación de muestra en el recuadro.

Peligros de montaje

Se utiliza una amplia gama de adhesivos en la unión de chapas a paneles fabricados, dependiendo de las características requeridas del producto final. Aparte de la cola de caseína, los adhesivos naturales se emplean menos y se utilizan más los adhesivos sintéticos como la urea-formaldehído. Los adhesivos sintéticos pueden representar un peligro de enfermedad de la piel o intoxicación sistémica, especialmente aquellos que liberan formaldehído libre o solventes orgánicos a la atmósfera. Los adhesivos deben manipularse en locales bien ventilados y las fuentes de emisión de vapor deben estar equipadas con ventilación por extracción. Se debe proporcionar a los empleados guantes, cremas protectoras, respiradores y protección para los ojos cuando sea necesario.

Las partes móviles, especialmente las cuchillas, de las máquinas rebanadoras, ensambladoras y grapadoras de chapa de madera deben estar completamente protegidas. Pueden ser necesarios controles a dos manos.

Peligros de acabado

Acabado de superficies. Los solventes usados ​​para transportar los pigmentos rociados o para diluirlos pueden incluir una amplia variedad de compuestos orgánicos volátiles que pueden alcanzar concentraciones tóxicas y explosivas en el aire. Además, muchos pigmentos son tóxicos por inhalación de neblina de rociado (p. ej., pigmentos de plomo, manganeso y cadmio). Dondequiera que puedan ocurrir concentraciones peligrosas de vapor o neblina, use ventilación de extracción (p. ej., pintura en aerosol en una cabina) o use rociadores de agua. Deben eliminarse todas las fuentes de ignición, incluidos los incendios, los equipos eléctricos y la electricidad estática. antes cualquier operación comienza.

Se debe implementar un programa activo de comunicación de materiales peligrosos para alertar a los empleados sobre todos los peligros creados por productos químicos de acabado, pegamento y solventes tóxicos, reactivos, corrosivos y/o inflamables y las medidas de protección que se deben tomar. Se debe prohibir comer en presencia de estos productos químicos. Es imperativo el almacenamiento adecuado de productos inflamables y la eliminación adecuada de trapos sucios y lana de acero que podrían causar una ignición espontánea.

Prevención de fuego. En vista de la naturaleza altamente inflamable de la madera (especialmente en forma de polvo y virutas) y de otros elementos que se encuentran en una planta de carpintería (como solventes, pegamentos y revestimientos), la importancia de las medidas de prevención de incendios no se puede dejar de enfatizar. Las medidas incluyen:

• instalación de equipos automáticos de recogida de aserrín y virutas en sierras, cepilladoras, moldureras, etc., que transportan los residuos a silos de almacenamiento en espera de su eliminación o valorización

• prohibir fumar en el lugar de trabajo y eliminar todas las fuentes de ignición (p. ej., llamas abiertas)

• garantizar procedimientos regulares de limpieza de polvo y virutas depositadas

• mantenimiento adecuado de las máquinas para evitar sucesos como el sobrecalentamiento de los rodamientos

• instalación de barreras contra incendios, sistemas de rociadores, extintores, mangueras contra incendios y una cuadrilla capacitada para usar este equipo

• Almacenamiento adecuado de productos inflamables.

• equipo eléctrico a prueba de explosiones donde sea necesario.

Preocupaciones ambientales y de salud pública

La producción de productos terminados a partir de madera se puede realizar sin daños ambientales a largo plazo. La cosecha de árboles se puede hacer de tal manera que el nuevo crecimiento pueda reemplazar lo que se corta. Se puede desalentar la deforestación importante, como ha sido el caso de las selvas tropicales. Los productos de desecho del mecanizado de la madera (es decir, aserrín, astillas de madera) se pueden utilizar en el núcleo de astillas o como combustible.

Si bien existen implicaciones de desechos sólidos y aguas residuales de proceso para la industria de la madera, las principales preocupaciones son las emisiones a la atmósfera que resultan del uso de desechos de madera como combustible y de las operaciones de acabado con uso intensivo de solventes. Las calderas de leña se usan comúnmente en las operaciones de secado, mientras que muchos de los materiales de acabado se aplican por aspersión. En ambos casos, se requieren controles de ingeniería para reducir las partículas suspendidas en el aire y recuperar y/o incinerar los compuestos volátiles.

Los controles deben dar como resultado que los operadores estén expuestos a productos químicos menos tóxicos a medida que se encuentran sustitutos menos peligrosos. El uso de acabados a base de agua en lugar de a base de solvente disminuirá los riesgos de incendio.

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