Densitat de la fusta i el seu impacte en el rendiment de les desbrodadores de branques

L’impacte directe de la densitat de la fusta sobre Triturador de branques La capacitat de processament i la demanda energètica

Quan es treballa amb fustes més denses, les desbrodadores de branques no processen el material tan ràpidament i, al mateix temps, consumeixen més combustible. Preneu com a exemple l’encercla o la noguera: aquestes fustes dures molt denses poden consumir uns 59 litres de combustible cada hora, aproximadament el triple del que consumeixen les pins, segons una recerca publicada a la revista Applied Energy l’any 2015. La raó d’això rau en la seva estructura cel·lular molt compacta, que necessita molta més força per trencar-se, provocant una sobrecàrrega addicional tant del motor com dels components de tall. I què passa després?

• La capacitat de processament disminueix entre un 40 % i un 60 % quan es desbroda espècies denses en comparació amb fustes de baixa densitat
• La demanda d'energia augmenta fins a 0,92 MJ per megagram de matèria seca per a fusta de branques densa
• El consum operatiu de potència supera els 3.300 W per a branques amb un diàmetre superior a 50 mm

Quan la fusta es fa més densa, la rendiment tendeix a disminuir, de manera que les especificacions del xipador han de coincidir realment amb el tipus de material que s’hi introdueix. Qualsevol persona que treballi amb fustes mixtes obtindria millors resultats optant per xipadors de tambor de parell motor elevat si vol mantenir el procés fluït. Hi ha un altre aspecte a considerar també pel que fa a les emissions de carboni. Xipar fusta densa produeix uns 16,4 kg d’equivalent CO₂ per megagram de matèria seca, és a dir, un 52 % més que en el processament d’arbres sencers. Aquest únic valor ja deixa clar per què és tan important adaptar les capacitats de l’equipament al material concret que es processa, tant per fer bé la feina com per reduir l’impacte ambiental.

L’efecte combinat de la densitat de la fusta, el contingut d’humitat i la duresa de l’espècie sobre la durabilitat del xipador de branques

La densitat de la fusta té un paper fonamental en la quantitat d'esforç i d'energia necessària durant les operacions de trituració de branques. Les fustes dures tendeixen a desgastar les fulles molt més ràpidament que les fustes toves, fins i tot un 70 % més ràpid segons les observacions de camp. El nivell d'humitat també fa la diferència. La fusta recentment tallada, amb un contingut d'humitat d'aproximadament el 50 %, es tritura millor globalment, tot i que això provoca més problemes de corrosió. Per altra banda, quan la fusta s'asseca a l'aire, esdevé més difícil de tallar, augmentant la resistència un 30-40 % aproximadament. Les diferents espècies complica encara més la situació. Preneu, per exemple, l'eucaliptus: els operaris constaten que han de substituir les fulles uns dos cops i mig més sovint quan treballen amb eucaliptus que quan ho fan amb pins d'una mida similar.

Aquesta tríada —densitat, humitat i duresa— genera pressions acumulatives sobre la durabilitat:

• Mecànica de l'abrasió : Les estructures cel·lulars riques en lignina de les fustes denses actuen com a abrasius naturals sobre les vores de tall
• Cicles de fatiga la desgast repetit a alt parell de fusta seca dura provoca microfractures en els conjunts de rotor
• Síndrome de corrosió la humitat es combina amb les resines de la fusta per accelerar l’oxidació en components sotmesos a esforç

Analitzar les operacions en condicions reals revela alguna cosa important sobre el processament de fusta mixta. Quan es introdueixen diferents tipus de fusta a les màquines sense fer els ajustos adequats, s’accelera realment el desgast dels coixinets i dels sistemes d’accionament en un 45 % aproximadament. Per fer que l’equipament duri més temps en funcionament, hi ha algunes normes bàsiques que han de seguir els operaris. En primer lloc, les peces de fusta dura no haurien de ser massa gruixudes quan s’introdueixen. També és important el contingut d’humitat, que idealment hauria d’estar entre el 30 % i el 40 %. I no cal oblidar adaptar la geometria de les fulles al tipus concret d’espècie forestal. Aquestes mesures combinades fan, efectivament, una gran diferència: els components duren aproximadament 200 a 300 hores addicionals abans de necessitar substitució, cosa que equival a uns estalvis del 18 % en despeses de manteniment a llarg termini. És comprensible, doncs, que moltes instal·lacions hagin començat a aplicar aquestes pràctiques a tot el seu procés productiu.

Més enllà de la densitat: propietats clau del material que influeixen en la capacitat i el control dels xipadors de branques

Tot i que la densitat regula la força de tall, altres propietats del material condicionen de manera crítica l’estabilitat de la desfibradora, la coherència de la sortida, la seguretat i la freqüència de manteniment.

Orientació de les fibres i contingut de resina com a determinants conjunts de l’estabilitat de la càrrega de la desfibradora

L’alineació de les fibres de fusta respecte a la direcció d’alimentació afecta significativament la quantitat de vibració generada i la capacitat de la màquina per mantenir-se estable sota càrrega. Quan les branques s’alimenten seguint el sentit de la veta, solen travessar els tambors de tall sense problemes. No obstant això, quan el material s’alimenta en sentit transversal a la veta, això provoca tot tipus de problemes. El parell fluctua bastant, fins i tot un 40 % més, segons algunes investigacions publicades l’any passat a l’*Industrial Processing Journal*. A més, hi ha el problema de les fustes riques en resina, com la pinya: aquestes s’adhereixen a les fulles i formen acumulacions que les desgasten més ràpidament. Hem observat que, un cop el contingut de resina supera aproximadament l’8 %, cal substituir les fulles dues vegades més sovint. En canvi, les fustes durs de baix contingut de resina no presenten aquest mateix problema. Tots aquests factors junts signifiquen que els operaris han de vigilar atentament el tipus de material que estan processant; si no ho fan, la xipadora pot produir xips inconsistents o, encara pitjor, experimentar retrocessions perilloses que poden danys l’equipament i causar lesions als treballadors.

Ús emergent de la caracterització en temps real de les matèries primeres en sistemes intel·ligents de xipat per a branques

Els xipadors avançats d'avui en dia incorporen eines d'espectroscòpia i sensors de pressió que analitzen el tipus de branques que s'introdueixen a l'equip. Quan les branques passen per la màquina, aquests sistemes intel·ligents modifiquen realment la pressió hidràulica aplicada i la velocitat de rotació del rotor. Ho fan perquè detecten factors com la densitat de la fusta, el seu grau d'humitat i el nombre de nusos presents. Un fabricant important va fer recentment unes proves amb els seus equips i va obtenir un resultat interessant: el seu sistema predictiu d'equilibri de càrrega va millorar significativament tot el procés, augmentant l'eficiència aproximadament un 15 % respecte a quan tot funciona a velocitat constant. Això significa que els motors no es bloquegen en trobar zones especialment dures de la fusta i, a més, els xips obtinguts tendeixen a ser més uniformes, fins i tot quan es processen diferents tipus de branques.

FAQ

Quina és la relació entre la densitat de la fusta i l’eficiència de la desbrodadora?

L’eficiència d’una desbrodadora disminueix a mesura que augmenta la densitat de la fusta, perquè les fustes més denses, com l’encercla i la noguera, requereixen més força per ser processades, el que comporta un major consum de combustible i una menor capacitat de processament.

Com afecta el contingut d’humitat la desbrodadora de branques?

El contingut d’humitat influeix en la facilitat de desbrodament; la fusta recentment tallada, amb un contingut d’humitat d’aproximadament el 50 %, es desbroda millor, tot i que pot provocar una major corrosió. Per contra, la fusta seca es fa més difícil de tallar, augmentant la resistència.

Quins factors contribueixen al desgast dels components de la desbrodadora?

L’elevada densitat de la fusta, el contingut d’humitat i la duresa de l’espècie contribueixen a l’abrasió, la fatiga i la corrosió dels components de la desbrodadora, afectant-ne la durabilitat.