10 DE ABRIL DE 2016

MATERIALES LA MADERA DAVID DAVÓ LAVIÑA IES PALAS ATENEA 1ºE 2015/2016

David Davó Laviña MATERIALES

Contenido Introducción ................................................................................................................................... 2 Propiedades básicas de la madera ............................................................................................... 2 Anisotropía ................................................................................................................................ 2 Higroscopicidad ......................................................................................................................... 2 Propiedades eléctricas .............................................................................................................. 2 Propiedades mecánicas ............................................................................................................ 2 Partes del tronco ....................................................................................................................... 3 Obtención de la madera ................................................................................................................ 3 Tipos de madera............................................................................................................................ 4 Madera artificial ......................................................................................................................... 4 Contrachapado ....................................................................................................................... 4 Tablero DM............................................................................................................................. 4 Aglomerado ............................................................................................................................ 4 OSB: Oriented Strand Board.................................................................................................. 4 Madera natural .......................................................................................................................... 5 Maderas Duras ....................................................................................................................... 5 Maderas blandas .................................................................................................................... 5 Otros derivados de la madera ................................................................................................... 6 Corcho .................................................................................................................................... 6 Papel y cartón ........................................................................................................................ 6 Bibliografía..................................................................................................................................... 7

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Introducción La madera es un material fibroso, poroso y renovable que se haya en el tronco de los árboles. Los árboles son plantas perennes con un tallo llamado tronco, que va creciendo año tras año formando anillos de diferente grosor dependiendo la nutrición del árbol durante la estación. Este tronco está compuesto por fibras de celulosa unidas con lignina (que proviene del latín lignum, que significa ”madera”). Ha sido usada desde el inicio de la tecnología como material y como combustible debido a su alta disponibilidad en la naturaleza.

Propiedades básicas de la madera Anisotropía En lugar de ser un material homogéneo, la madera es un material que presenta propiedades distintas dependientes de la dirección en la que se usa. Por ejemplo, la madera resiste peor una fuerza perpendicular que una paralela al eje del tronco. Esto es debido a que está formado por distintas capas circulares concéntricas. Según el plano o dirección a considerar, las direcciones se denominan:   

Dirección axial: Paralela a la del eje del árbol. Dirección radial: Dirección perpendicular al eje del árbol que pasa por el centro de su tronco. Dirección tangencial: Dirección perpendicular al eje que no pasa por el centro del tronco.

Debido a su anisotropía, la madera es un material ortótropo, es decir, que su elasticidad depende de la dirección de la fuerza que lo deforma.

Denominación de Direcciones

Higroscopicidad Propiedad de algunas sustancias de absorber y exhalar la humedad según el medio en que se encuentran. (Real Academia Española, 2014). Aun siendo general esta propiedad para la mayoría de los tipos de madera, según el tipo de madera pueden poseer mayor higroscopicidad

Propiedades eléctricas La madera es un material con una baja conductividad y, por lo tanto, aislante. Esta propiedad es altamente variable dependiendo el tipo de madera, la temperatura, la densidad, la humedad o la dirección de la fibra de la madera.

Propiedades mecánicas 

Resistencia a la compresión: Al ser un material anisótropo, su resistencia a la compresión depende de la dirección de la fuerza. Si la fuerza es en dirección axial la resistencia es mucho mayor que en dirección tangencial o radial. La compresión perpendicular a la fibra (que puede sufrir la madera al ser usada como viga en los apoyos de ésta), es mucho mayor por lo que es necesario una superficie grande como apoyo de la viga para que disminuya la tensión. También dependiendo la elasticidad de la madera puede producirse un mayor o menor pandeo y por ello romperse.

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Resistencia a la tracción: Al igual que con la compresión, su resistencia depende de la dirección de la fuerza. Si la dirección es axial la resistencia a la tracción es mayor que si es en la dirección radial o tangencial. La madera es un material muy indicado para trabajar con tracción.

La resistencia al corte también depende de la dirección de la fuerza: si la fuerza es en dirección axial la resistencia es menor. En cuanto al módulo de elasticidad (E), posee valores distintos dependiendo de la dirección de la fuerza y si es sometida a un esfuerzo de tracción o a un esfuerzo de compresión; en la práctica se toma un valor único usando una fuerza aplicada en 𝐸 dirección axial, en la dirección radial el módulo de elasticidad se calcula tal que: . 30

La madera en condiciones normales no es flexible pero se puede doblar mediante distintos procesos al someterá a humedad, calor o presión. La flexibilidad también depende del tipo de madera y de la edad, las maderas jóvenes son más flexibles que las más longevas.

Partes del tronco   

Corteza: Capa exterior del tronco formada por células muertas. Cámbium: Capa muy fina en la que se hayan células vivas encargadas del desarrollo del árbol. Leño: Es el soporte del árbol y la capa con mejores propiedades. Por ello es la que usaremos para obtener la madera.

La parte de la madera, leño o xilema del tronco, se puede dividir en tres partes: 

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La médula: Es la parte central del tronco. Tiene una consistencia parecida a la del corcho, un color más oscuro que el duramen y su diámetro varía según la especie. El Duramen: Es la zona que rodea la médula. Es de color oscuro y está formado por células muertas. La albura: Es la zona más clara, formada por células jóvenes.

Obtención de la madera 1. Tala: Se corta el tronco de los árboles con sierras mecánicas o usando complejas máquinas que realizan a su vez las funciones de poda y descortezado 2. Poda: Tras derribar los árboles, antes de transportarlo es necesario quitar sus ramas. Estas ramas luego pueden ser usadas como leña. 3. Transporte: Antiguamente se aprovechaba la corriente de los ríos para dejar fluir los troncos por ellos hasta el aserradero. Actualmente se transportan los troncos por ferrocarril o carretera hasta su destino. 4. Descortezado: Se retira la corteza del tronco en el aserradero usando una cadena de rodillos. 5. Tronzado: Es el proceso de cortar la madera en las medidas deseadas. Primero se corta el leño en trozos con sierras circulares y luego se corta el leño en distintos tablones o láminas del ancho deseado. 6. Secado: Se reduce el agua que contiene la madera para evitar deformaciones, además la madera seca tiene mejores propiedades 7. Cepillado: Con cepillos y lijas se pule la madera y se eliminan irregularidades dándola un buen acabado y las medidas adecuadas 8. Distribución: Los tablones con medidas estándares se llevan a las carpinterías y centros de venta para el uso o venta del producto.

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Tipos de madera Según el origen de la madera, podemos clasificarla en dos tipos: madera natural cuando el origen es de un tronco de árbol y madera artificial cuando el origen es derivado a parir de virutas o láminas de madera. Dentro de la madera natural los tipos se clasifican en madera dura y madera blanda dependiendo de la dureza de ésta. Los tipos de madera dentro de la natural se denominan por la familia del árbol del que proceda y en la artificial se denominan con un nombre propio según el proceso de creación.

Madera artificial Contrachapado También conocido como laminado, es un tablero formado por finas láminas de madera cortadas en dirección tangencial que son unidas usando resinas sintéticas sometidas a una temperatura de 140º y presión. Las láminas se colocan de tal manera que se vaya alternando la dirección de la veta, disminuyendo así la isotropía de la madera y aumentando en algunos casos sus propiedades mecánicas. También suele usarse un número de láminas impares para equilibrar su estructura. Se recubre de ácido sulfúrico para evitar que desprenda olores.

Lámina de contrachapado

Se suele usar para suelos o para fabricación de muebles, y también es muy usado para bricolaje debido a su facilidad de uso.

Tablero DM Los tableros DM (densidad media) también denominados MDF (Medium Density Fiberboard) están formados por fibras de madera secas (humedad >20%) con un adhesivo que se pegan mediante la aplicación de presión y calor. El nombre de “Densidad Media” es debido a que un requisito para pertenecer a este tipo de madera no es sólo su proceso de fabricación, sino también que la densidad debe ser de al menos 450 kg/m 3. Tablero DM

Son usados en carpintería y mobiliario, pero también construcción para bases de suelos o prefabricados.

Aglomerado Este material se obtiene de manera similar al tablero DM, pero en lugar de usar fibras de madera se usan virutas y serrín encoladas a presión y calor. Se suelen emplear maderas blandas ya que es más fácil su compresión. Son materiales de consistencia uniforme, pero muy poco resistentes a la humedad (tienen una alta higroscopicidad). Cuando se humedecen, el agua hace que se separen las virutas y se deforme la lámina, pero al secarse la deformación permanece permanentemente. Debido a su textura antiestética suele ser Tabla Aglomerado recubierto de plástico u otros materiales para ser utilizado como mobiliario.

OSB: Oriented Strand Board

OSB

Este tipo de madera es una mezcla de los métodos usados para el aglomerado y el contrachapado. Se colocan capas de virutas alternando la dirección de las virutas en cada capa, formando así varias capas de astillas con dirección perpendicular a la capa anterior para conseguir equilibrar su estructura y conseguir un material más isótropo. Puede ser usado para decoración, pero también para estructuras de carga.

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Madera natural Dependiendo de la dureza, la madera natural se clasifica en:

Maderas Duras Aquellas que proceden de árboles de crecimiento lento. Suelen ser más densas y soportar mejor las inclemencias del tiempo que las maderas blandas. Son de árboles muy longevos que tardan décadas en llegar a un estado en el que puedan ser cortadas. Debido a su escasez son más caras que las maderas blandas, pero también son de mejor calidad. Suelen ser usadas para muebles, vigas o incluso para realizar tallas de madera. 

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Cerezo (Prunus avium): De origen Europeo y del Asia Sudoriental, es madera muy fuerte con alta densidad (620 kg/m 3). El duramen tiene un color marrón rojizo mientras que la albura tiende al blanco. Se suele usar para muebles, revesimientos, arquitectura… Roble: Puede ser Roble blanco (quercus alba) de origen Norteamericano o Roble rojo (quercus rubra) de origen Norteamericano y Europeo. El roble blanco es muy pesado, fuerte y resistente. Como el duramen es muy duradero es usado para fabricar barriles. El roble blanco, en cambio, no resiste tan bien el paso del tiempo. El roble rojo es usado para muebles o instrumentos musicales, pero el roble rojo se caracteriza por su uso en muebles al aire libre, barcos o tonelería. Ébano: Es madera producida por algunas especies del género Diospyros. Tiene un color negro muy intenso. Tiene una alta densidad (se hunde en el agua), buena textura y un pulido muy suave, esto hace que, debido a su calidad, sea muy valiosa como madera. Se usa como elemento decorativo para hacer tallas o pequeñas piezas. Haya (fagus): Tiene origen Europeo y presenta una albura de color blanco anaranjado un duramen más oscuro. Es robusta y resistente a los golpes, también absorbe fácilmente los tintes. Se usa en contrachapado, muebles, carpintería interior e instrumentos musicales. Fresno (fraxinus excelsior): Con procedencia de Europa, incluyendo el norte de África y el este de Asia, tiene una albura y duramen blancos con fibra recta. Es una madera fuerte, estable y dura. La superficie es difícil de tratar y necesita conocimientos técnicos. Se usa en la decoración de interiores para revestimientos de paredes y muebles empotrados. También se usa para chapas de madera decorativas. Nogal: Se pueden distinguir distintas variables dependiendo de su procedencia. Es una madera estable y densa que se puede trabajar fácilmente. La madera es de color marrón con vetas marrones oscuras. Es utilizado en ebanistería, carpintería interior y muebles. Castaño (castanea sativa): El duramen tiene un color marrón tostado y la albura un color blanco amarillento. Tiene una fibra formando ondas. Es fácil de trabajar y es una de las maderas más estables. Es usado para muebles rústicos, pero debido a su estabilidad también se puede usar en exteriores, como para puertas o ventanas.

Maderas blandas Proceden de árboles con un crecimiento más rápido, por lo que puede abaratarse el precio. También envejece más rápido y tiene un tiempo de vida mucho más corto. Es más fácil su conformado, pero también se astilla más fácilmente. 

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Pino (Pinus sylvestris): El duramen es de color marrón tendiendo a claro o rojizo, la albura tiene un color blanco amarillento. La fibra es recta y tiene un fuerte olor a resina. En cuanto a la textura, se distinguen bien los anillos de crecimiento y tiene nudos, bolsas y rajas de resina. Se usa para carpintería, mobiliario, puertas… Chopo (Populus): Tiene un color claro, es ligera pero resistente. Es blando, por lo que hay que usar lijas finas para no dejar marcas. Es una madera bastante abundante por lo que destaca su uso en la creación de maderas artificiales como el contrachapado o el aglomerado, también se usa para la creación de cajas y envases. Balsa (Ochroma lagopus): Procedente de la selva sub-tropical de Ecuador, Centroamérica y Sudamérica. Destaca por ser la madera más ligera que se conoce, con una densidad

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menor aún que la del corcho de 100 a 150 kg/m 3. Posee también una gran capacidad de aislamiento térmico y acústico, tiene un color blanco pálido o rosado. Destaca su uso en aeromodelismo y otros tipos de maquetas, pero también para las palas de los generadores eólicos y otras estructuras que necesiten ligereza. Abeto (Abies): Tiene una albura de color amarillo pálido y un duramen de color marrón amarillento. Tiene una textura parecida a la del pino con nudos y una facilidad para ver las vetas. Es usado para construir mobiliario, carpintería… Se diferencia de la madera de pino por el árbol de procedencia.

Cerezo

Roble Blanco

Roble Rojo

Castaño

Ébano

Pino

Chopo

Nogal

Balsa

Abeto

Haya

Fresno

Otros derivados de la madera Corcho Es un tejido vegetal llamado felema, corteza de la encina y el alcornoque. La corteza del alcornoque se forma año a año creciendo una peridermis que se superpone sobre la del año anterior, formando así esta corteza. El corcho es usado para tapón de botellas de vidrio, paneles aislantes o para crear tablas de anuncios y ntoas.

Papel y cartón El papel es una delgada lámina constituida por pulpa de celulosa, material hecho a base de madera triturada, posteriormente blanqueada y endurecida. Después se le añaden sustancias para añadirle propiedades y para crear distintos tipos y variedades de papel. El cartón es un material formado por varias capas de papel superpuestas. Es más grueso y resistente, pero también más caro. Suele usado ser para embalajes, cajas y envases fabricar.

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