Los postes de servicios públicos de madera están expuestos a muchas condiciones diferentes a lo largo de su longitud, desde condiciones climáticas muy variables sobre el suelo hasta condiciones frías, húmedas y estables en las profundidades.
Es en la sección de la línea de tierra del poste donde las condiciones por encima y por debajo del suelo se unen para crear las condiciones perfectas para que se produzca la descomposición de la madera.
La capa superficial del suelo, que se encuentra aproximadamente a 6 cm (XNUMX pulgadas) de profundidad, ha evolucionado a lo largo de millones de años hasta convertirse en un sistema de eliminación de desechos muy eficiente. Toda materia orgánica muerta, como madera, hojas, etc., que cae al suelo se descompone y es descompuesta por una multitud de organismos del suelo.
Los hongos son habitantes del suelo muy exitosos; descomponen todo tipo de materia orgánica y sus componentes. Los hongos convierten la materia orgánica muerta en biomasa, dióxido de carbono y ácidos orgánicos. Existen cientos de miles de tipos diferentes de hongos, de los cuales se sabe que alrededor de 30,000 atacan y destruyen la madera. El ataque de hongos es la causa principal de la descomposición y falla de los postes de madera para servicios públicos.
Los hongos que destruyen la madera prosperan cuando el entorno es ideal, con suelo húmedo y cálido y un buen suministro de oxígeno como requisitos esenciales. Estas condiciones tienden a darse en los primeros 150 mm (6″) del suelo, donde hay lluvia, calor del sol y un buen suministro de aire y oxígeno.
A mayor profundidad, el suelo tiende a compactarse más, lo que limita el flujo de aire y oxígeno. Al mismo tiempo, el efecto de calentamiento del sol disminuye, lo que conduce a temperaturas más bajas y a una reducción significativa de la actividad fúngica.
En muchas partes del mundo, las termitas subterráneas representan una amenaza importante para los postes de madera de los servicios públicos. Hay dos cosas que tener en cuenta al analizar el ataque de termitas a los postes. En primer lugar, a las termitas no les gusta comer madera tratada con conservantes. En segundo lugar, como regla general, las investigaciones independientes muestran que a muchas termitas les resulta más fácil digerir la madera que está sujeta a la descomposición por hongos. El gráfico siguiente muestra el resultado de una prueba a gran escala en Australia, donde existe una clara relación entre la incidencia de la descomposición de los postes y el ataque de termitas, que se produce poco después del inicio de la descomposición de la madera. La línea del suelo o la parte superior del poste es el punto de entrada habitual de las termitas. A partir de esto, queda claro que mantener las concentraciones de conservantes en la madera y prevenir la descomposición es fundamental para reducir la probabilidad de ataque de termitas, especialmente en la sección vulnerable de la línea del suelo y, en menor medida, en la parte superior del poste.
La incidencia de la descomposición de la madera está directamente relacionada con el contenido de humedad de la misma. Para que la madera se pudra, se requiere un contenido de humedad del 25 % o superior. Si el contenido de humedad es superior, la tasa de descomposición generalmente aumenta hasta un punto en igualdad de condiciones. Una vez que comienza la descomposición de la madera, puede continuar con un contenido de humedad inferior al 20 %; por debajo de este nivel, no se produce descomposición de la madera.
Un poste de madera enterrado en el suelo se comporta como la mecha de una vela: absorbe agua del suelo y la diferencia de presión de vapor hace que el agua suba por el poste, donde se pierde en el aire por la corriente de aire y el calor del sol. Este movimiento de la humedad es un proceso lento pero continuo, en el que la lluvia y el calor del sol son los principales impulsores.
En la práctica, esto generalmente significa que toda la sección de la línea de tierra del poste y el núcleo interno de la sección del poste hasta aproximadamente 50 cm o 20″ sobre el suelo tendrán un alto contenido de humedad superior al 25%.
Se puede pensar que la sección que se encuentra sobre el suelo no se pudrirá porque no está en contacto con los hongos del suelo. Desafortunadamente, este no es el caso; con el tiempo, se forman grietas en el poste que llegan hasta el núcleo húmedo del mismo. Las esporas microscópicas de hongos que se encuentran en el aire pueden llegar a las grietas y entrar en contacto con la madera húmeda en el centro del poste, justo por encima del nivel del suelo. Las esporas pueden entonces germinar y destruir el núcleo interno del poste; esto se llama podredumbre del núcleo.
La protección parcial con conservante líquido para madera aplicado al poste bajo un ciclo de vacío/presión ha sido el método tradicional para retrasar la aparición de la descomposición de la madera y el fallo del poste. Para que sea eficaz, el proceso de tratamiento con conservante debe controlarse cuidadosamente para garantizar la concentración (%) correcta del conservante, el nivel de retención (kg/m³ o PCF) y la profundidad de penetración (mm o pulgadas). Para obtener los mejores resultados, el poste se seca hasta alcanzar un contenido de humedad óptimo antes del tratamiento con conservante. Los métodos de secado modernos y el uso de plantas de tratamiento a presión automatizadas proporcionan una protección constante y de alta calidad contra la descomposición cuando se utilizan correctamente.
El tratamiento de conservación de la madera proporciona una excelente protección sobre el suelo y en las capas más profundas, donde las condiciones para la descomposición no son las ideales. Es en la sección mecánicamente crítica de la línea de tierra del poste donde la descomposición y las fallas de la madera son un problema.
En este punto, la exposición a temperaturas más altas, oxígeno y humedad puede acelerar la oxidación del conservante de la madera. Al mismo tiempo, los cambios climáticos provocan ciclos regulares de humectación y secado que conducen a la migración gradual del conservante de la madera desde el poste al suelo. El impacto general es una pérdida de toxicidad para los organismos fúngicos con el tiempo.
Los productos hidrófugos combinan biocidas con características hidrófugas naturales, como la creosota, o la adición de aceites como el aceite AWPA P9a para crear repelencia al agua cuando se utilizan en combinación con biocidas como el pentaclorofenol o el cobre. Los aceites no se “fijan” a la madera y, por sí solos, proporcionan una extensión de vida limitada, ya que no son biocidas. Extienden la vida al crear una barrera parcial contra la entrada de humedad desde el suelo*.
Con el paso del tiempo, el aceite y los conservantes se pierden como resultado de la migración al suelo. Este efecto es más pronunciado en la sección de la línea de base del poste, donde los ciclos climáticos de humectación y secado combinados con condiciones ideales para la oxidación pueden exacerbar esta pérdida de eficacia con el tiempo.
En marzo de 2021, se llevará a cabo una revisión europea de la licencia para el uso continuado de creosota como conservante de la madera. Dado que Francia ha prohibido recientemente el uso de creosota y la Agencia Europea de Sustancias Químicas (ECHA) ha clasificado recientemente la creosota como carcinógeno, solo 6 países europeos utilizan creosota en grandes cantidades, por lo que parece cada vez más improbable que se renueve la licencia para el uso de creosota.
Los conservantes de madera a base de agua y no repelentes al agua a base de sal de cobre se han utilizado ampliamente en toda Europa como una alternativa ambientalmente más aceptable a la creosota desde 2005.
Estos conservantes de madera tienen un historial irregular con informes de fallas tempranas de postes, pero el uso de cobiocidas adicionales para abordar el problema de los hongos tolerantes al cobre y el uso de fijadores, junto con estándares de tratamiento mejorados y niveles de retención más altos, han aumentado la vida útil de los postes para las versiones más nuevas de este conservante. Muchos de los clientes de servicios públicos con los que hablamos que han utilizado estos conservantes desde 2005 nos dicen que esperan una vida útil de los postes de 15 a 20 años con las últimas versiones, aunque en realidad se puede lograr una vida útil más larga.
Todas las empresas de servicios públicos se centran constantemente en la reducción de costes, la mejora de la seguridad y la fiabilidad de la red. Incluso con un poste tratado con creosota con una vida útil de 40 años, la sustitución de postes de madera es uno de los mayores costes operativos de la mayoría de las empresas de servicios públicos. En el hemisferio norte, la sustitución de un poste de distribución eléctrica suele costar unos 2500 euros, unos 25 millones de dólares o 10,000 libras esterlinas, cifra que pronto se traduce en un coste típico de unos XNUMX millones de euros o XNUMX millones de libras esterlinas por cada XNUMX postes sustituidos al año.
Para intentar solucionar el creciente problema del coste de sustitución de postes en Europa y equiparar la vida útil que ofrece la creosota, los fabricantes de conservantes han lanzado recientemente nuevos productos que utilizan una combinación de conservantes de madera a base de cobre y aceite hidrófugo. Esta combinación debería, sin duda, proporcionar una vida útil más larga para los postes que el conservante de cobre a base de agua solo, pero actualmente se desconoce cuánto tiempo más. Esta incógnita es lo que preocupa a muchas de las empresas de servicios públicos con las que hablamos, especialmente a aquellas que han experimentado problemas con fallos de postes en el pasado. Si se tienen en cuenta los comentarios que indican unos costes significativamente más altos para este tratamiento, muchas de las empresas de servicios públicos con las que hablamos están ahora analizando las opciones que tienen a su disposición, incluido el uso de materiales alternativos para los postes, como acero, materiales compuestos u hormigón, junto con sistemas de barrera parciales y totales.
Un ejemplo de ello es la reciente decisión de France Telecom (Orange) de utilizar postes de acero galvanizado en lugar de postes de madera tratada en Francia, a pesar de que esto aumenta sus emisiones de CO2 en unas 220,000 toneladas al año. Esto es perjudicial para el medio ambiente y supone un duro golpe para los productores de postes de madera, el sector forestal y los fabricantes de conservantes, con una pérdida de ventas de unas 220,000 unidades al año.
* Informes completos disponibles a pedido.
Los costos que una empresa de servicios públicos debe pagar para instalar y mantener postes de madera suelen ser uno de sus gastos más elevados. Si se utilizan los costos combinados anualizados que incluyen el costo de instalación y los costos de inspección y reparación distribuidos a lo largo de la vida útil esperada de los postes, se obtiene una cifra clara y fácil de usar para el costo de los postes y una comparación con las alternativas.
Tomemos como ejemplo una red de distribución de baja tensión de América del Norte de 1000 kilómetros de longitud; nuestra investigación basada en datos de la industria muestra lo siguiente:
– con un espaciamiento promedio entre postes de 250 pies, lo que equivale a 21,120 postes, los costos combinados de cada poste y el costo de instalación suman un total de $63 millones.
– Suponiendo que el 12% de estos postes se inspeccionan cada diez años con un costo de inspección de $100, el costo anual de mantenimiento de los postes sería de $633,000, incluido el trabajo de remediación.
– Basándonos en una vida útil de 20 años para un conservante de cobre a base de agua (Creosota/CCA 40 años), el costo total de mantenimiento de por vida para 21,120 postes sería de 25 millones de dólares.
– En total, el costo de vida útil de 21,120 postes, según los datos de nuestra investigación industrial, es de 88 millones de dólares.
Nuestros datos muestran que los costos de mantenimiento de las empresas de servicios públicos son sustanciales. Si bien este ejemplo es específico de América del Norte, nuestra investigación ha arrojado resultados similares en una variedad de ubicaciones geográficas.
Además de los costos aparentes, pueden surgir varios costos ocultos potenciales como resultado de la falla de un poste. Dependiendo de la regulación del mercado, la falla de la red como resultado del colapso de un poste puede generar sanciones financieras para las empresas de servicios públicos. El colapso de un poste no solo tiene el potencial de causar una falla de la red, sino que también presenta la posibilidad de comprometer la seguridad de los empleados y del público. La probabilidad de estas fallas y los costos resultantes se pueden reducir; si desea saber cuánto podría ahorrar con polesaver pruebe nuestro Calculadora de costos para obtener más información.
Estos costos no deseados, tanto explícitos como ocultos, son un objetivo importante para una posible reducción. Esté atento a nuestro próximo artículo en el que exploraremos las opciones disponibles. Alternativas para prolongar la vida útil de los postes, incluidos materiales de postes alternativos y sistemas de barreras parciales y totales y sus efectos sobre el mantenimiento, la seguridad y el medio ambiente.
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