Un pallet sale de la planta derecha y, unas semanas después, llega a su destino con una tabla arqueada o una grieta en la cara. Nadie lo fabricó mal. La madera hizo lo propio de su naturaleza: intercambiar agua con el aire que la rodea.
Para entender cómo se va a comportar un pallet en el camino, hay que empezar por el agua que lleva adentro.
La naturaleza higroscópica de los pallets de madera
Los pallets o tarimas son embalajes de transporte que permiten contener, proteger y movilizar mercancías como parte de una unidad de carga. A diferencia del empaque primario, que está en contacto directo con el producto, el pallet cumple una función estructural dentro de la logística.
La madera se utiliza en los pallets por sus propiedades mecánicas, su capacidad de reparación y su disponibilidad como materia prima. También tiene una característica que debemos considerar cuando hablamos de sus dimensiones: es un material higroscópico.
Esto significa que la madera intercambia humedad con el ambiente hasta acercarse a un equilibrio con las condiciones de temperatura y humedad relativa que la rodean (Bergman et al., 2021).
Por eso, las dimensiones de una pieza de madera pueden cambiar cuando su contenido de humedad aumenta o disminuye. El volumen y la forma de la pieza dependen, entre otros factores, de la cantidad de humedad que contiene y de las condiciones a las que está expuesta.
¿Qué es el Punto de Saturación de la Fibra?
Para entender la estabilidad dimensional de la madera conviene diferenciar entre los tipos de agua que están presente en ella, el agua libre y el agua ligada.
El agua libre, es aquella que se encuentra en las cavidades celulares, mientras que el agua ligada se encuentra asociada a la estructura de la celulosa y a otros componentes de su pared celular. El Punto de Saturación de la Fibra (FSP) corresponde al momento en que las paredes celulares están saturadas y las cavidades ya no contienen agua libre, lo que se sitúa alrededor del 30 % de humedad como valor de referencia para muchas especies (Glass & Zelinka, 2021).
La madera empieza a contraerse únicamente cuando su humedad cae por debajo de este umbral, no al llegar exactamente a él. Por encima del FSP, la pérdida de agua libre no produce una contracción significativa; sin embargo, al descender de este punto, la pérdida de agua ligada en las paredes celulares desencadena los cambios dimensionales.
El comportamiento varía entre especies, piezas y condiciones de secado.
Aquí está el secreto de la estabilidad dimensional: mientras la madera pierde o gana agua libre, su tamaño prácticamente no cambia. Es por debajo del PSF, cuando lo que entra o sale es agua ligada, que la madera se contrae o se hincha.
Por qué la madera no se contrae igual en todas direcciones
Hay tres direcciones que importan. A lo largo de la fibra, en dirección longitudinal, la madera casi no cambia, apenas entre 0.1 % y 0.2 %. Del centro del tronco hacia la corteza, en dirección radial, la contracción va de 3 % a 6 % en muchas de las especies usadas en pallets. La que más se mueve es la dirección tangencial, la que sigue los anillos, con valores de 6 % a 12 %. Son valores de referencia del Wood Handbook para una pieza que pasa de verde a completamente seca (Glass & Zelinka, 2021).
Para aterrizarlo, imagina una tabla de 10 cm de ancho aserrada de modo que los anillos queden paralelos a su cara. Si pasara de verde a completamente seca, perdería entre 6 y 12 mm de ancho. A lo largo, una tabla de un metro perdería apenas uno o dos milímetros.
En un pallet, esa diferencia genera esfuerzos dentro de las piezas, sobre todo cuando una zona de la tabla se seca más rápido que otra o cuando las piezas vecinas no la dejan moverse. Como resultado, pueden presentarse curvaturas, desviaciones, torsiones, deformaciones o algunas grietas.
Estos fenómenos forman parte de la respuesta física normal de la madera ante los cambios de humedad. La magnitud del cambio depende de la especie, la orientación de la fibra y de cómo secó la pieza.
Un pallet que viaja de la costa al altiplano
La madera continúa intercambiando humedad con el ambiente mientras se encuentra almacenada o en tránsito. Si pasa de golpe de un ambiente a otro muy distinto, ese intercambio se acelera y los cambios de medida se notan más.
Piensa en un pallet armado en Veracruz y enviado a Toluca. En el puerto, la madera se equilibra con un aire caliente y húmedo. En el altiplano el aire es mucho más seco, y la madera empieza a soltar el agua de sus paredes celulares. Ahí se contrae y, como no lo hace igual en todas direcciones, aparecen el alabeo, las grietas o una unión que ya no aprieta como antes.
La madera recién cortada, o verde, puede tener desde 30 % hasta más de 200 % de humedad, según la especie (Glass & Zelinka, 2021). Para usarla en pallets se seca. Se considera madera seca la que tiene un máximo de 19 % de humedad, sin importar el método, y el secado en horno, o Kiln-Dried (KD), es la forma más controlada de llegar ahí (Senalik & Farber, 2021).
Por debajo del PSF, la madera intercambia vapor de agua con el aire hasta acercarse a su Contenido de Humedad de Equilibrio (EMC) (Bergman, 2021). Y ese equilibrio cambia según el lugar.
En puertos cálidos o zonas tropicales, el EMC ronda entre 13 % y 16 %. En regiones secas o frías de gran altitud baja a valores de 6 % a 8 %.
Cuando el pallet va de un ambiente a otro, la madera gana o pierde agua ligada hasta alcanzar el nuevo equilibrio. En ese ajuste se generan esfuerzos internos que se traducen en alabeo, grietas o uniones que pierden agarre.
Lo que garantiza el sello de NIMF-15
Al hablar de pallets para exportación, hay dos procesos que normalmente se confunden. conviene distinguir por el objetivo que cumple cada uno.
Cuando el pallet va de un ambiente a otro, la madera gana o pierde agua ligada hasta alcanzar el nuevo equilibrio. En ese ajuste se generan esfuerzos internos que se traducen en alabeo, grietas o uniones que pierden agarre.
- Secado en horno (KD). Baja la humedad de la madera, normalmente hasta un máximo de 19 %. Así sus cambios de medida durante el transporte son menores y se reducen las condiciones que favorecen el crecimiento de microorganismos(Bergman, 2021).
- Tratamiento térmico (HT) de la NIMF-15. Lleva el centro de la madera a por lo menos 56 °C durante 30 minutos para eliminar plagas y reducir el riesgo de que viajen al país de destino (CIPF, 2018).
Dicho de manera sencilla, el sello HT responde al requisito fitosanitario establecido para el comercio internacional, es decir, te dice que el centro de la madera llegó a 56 °C durante 30 minutos. De la humedad que trae, no dice nada.
Diseñar considerando el comportamiento de la madera
Si sabes cómo se comporta el agua dentro de la madera, puedes anticipar buena parte de lo que le va a pasar a un pallet en el camino. Al diseñarlo entran en juego la especie, el contenido de humedad, la orientación de las piezas, la geometría del pallet y los ambientes por los que va a pasar.
Con herramientas de simulación como el Pallet Design System (PDS) es posible analizar cómo se espera que respondan los componentes a distintas condiciones de humedad y tomar decisiones antes de fabricar.
En Nature’s Packaging LATAM ponemos a disposición recursos técnicos descargables para profundizar en el comportamiento de los embalajes de madera, desde su diseño y desempeño hasta su reparación, sostenibilidad y gestión durante su ciclo de vida.
Como parte de estos recursos, descarga nuestra infografía “Contracción y anisotropía de la madera”, donde explicamos de forma gráfica cómo la madera se contrae de manera diferente en sus direcciones tangencial, radial y longitudinal, y cómo este comportamiento influye en la estabilidad dimensional de los pallets.
Preguntas frecuentes
1. ¿El 30 % de contenido de humedad es el punto exacto en el que se deforma un pallet?
No. El 30 % de contenido de humedad es un valor promedio de referencia para el Punto de Saturación de la Fibra. La madera empieza a contraerse cuando su humedad baja de ese punto, y el valor exacto cambia según la especie.
2. ¿Un pallet con alabeo o grietas superficiales tiene un defecto de fabricación?
No necesariamente. El alabeo o las grietas pueden aparecer como respuesta física de la madera ante cambios en su contenido de humedad, especialmente cuando el pallet pasa entre ambientes con diferentes condiciones de humedad relativa o temperatura.
3. ¿Por qué un tratamiento HT no evita necesariamente el alabeo?
Porque su objetivo es fitosanitario. El tratamiento HT no fija un contenido de humedad para la madera, así que después sigue ganando o perdiendo agua según el ambiente, y sus medidas cambian con ella.
4. ¿La pérdida de humedad puede afectar las uniones del pallet?
Sí. Por debajo del Punto de Saturación de la Fibra, la pieza empieza a contraerse y eso podría provocar cambios en el sistema de fijación.
5. ¿Qué medidas de almacenamiento ayudan a evitar deformaciones por humedad en la bodega?
Almacenar los pallets bajo techo, sobre soportes que los mantengan elevados del suelo y en lugares donde circule el aire. Así la madera no absorbe la humedad del suelo y tampoco se seca de forma irregular por el sol directo o por corrientes de aire caliente.
Referencias consultadas
Alanya-Rosenbaum, S., & Bergman, R. D. (2020). Life cycle assessment of wooden pallets in the United States (General Technical Report FPL-GTR-279). U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory. https://www.fs.usda.gov/research/treesearch/61226
Bergman, R. (2021). Drying and control of moisture content and dimensional changes. En Wood handbook: Wood as an engineering material (General Technical Report FPL-GTR-282, Cap. 13, pp. 13-1–13-22). U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory. https://research.fs.usda.gov/download/treesearch/62200.pdf
Glass, S. V., & Zelinka, S. L. (2021). Moisture relations and physical properties of wood. En Wood handbook: Wood as an engineering material (General Technical Report FPL-GTR-282, Cap. 4, pp. 4-1–4-30). U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory. https://research.fs.usda.gov/download/treesearch/62200.pdf
International Organization for Standardization. (2014). Pallets for materials handling — Flat pallets — Quality of components for new wooden pallets (Norma ISO No. 18333:2014). https://www.iso.org/es/contents/data/standard/06/14/61430.html
International Plant Protection Convention. (2019). ISPM 15: Regulation of wood packaging material in international trade. Secretariado de la Convención Internacional de Protección Fitosanitaria, FAO. https://www.ippc.int
Senalik, C. A., & Farber, B. (2021). Mechanical properties of wood. En Wood handbook: Wood as an engineering material (General Technical Report FPL-GTR-282, Cap. 6, pp. 6-1–6-55). U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory. https://research.fs.usda.gov/download/treesearch/62200.pdf
