MADERAS
LA MADERA
La madera es el conjunto de tejidos orgánicos que forman la masa de los troncos de los arboles desprovistos de corteza y hojas.
Así mismo se define como aquel material encontrado como principal contenido del tronco de una planta, especialmente en arboles.
Es un material tradicional debido a su abundancia natural en todo el mundo y su carácter renovable, aunque su duración en el tiempo no es tan permanente como las rocas.
Las plantas que no producen madera sin conocida como las herbáceas.
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| herbáceas |
USOS DE LA MADERA
* Estructuras * Andamios
* Formaletas * Recubrimientos
* Techos y artesanados * Pisos
* Puertas y ventanas * Muebles y accesorios varios
* Otros.
CLASIFICACIÓN SEGÚN SU ESTRUCTURA CELULAR
MADERAS BLANDAS:
Proceden gráficamente de coníferas (arbustos y arboles con forma cónica) o de arboles de crecimiento rápido, son ligeras y mucho mas baratas que las maderas duras. Sus frutos generalmente son cónicos, los que pueden tener hasta 40 cm. En algunos casos este cono no existe y algunas semillas crecen en el extremo de una hoja modificada, como en el pino, pinabete y abeto.
Este tipo de madera no tiene una vida tan larga como las duras, pero puede ser utilizada para trabajos especiales o específicos. Por ejemplo la madera de cedro rojo tiene repelentes naturales contra plagas de insectos y hongos de modo que es casi inmune a la putrefacción y a la descomposición.
La manipulación de las maderas blandas es mucho mas sencilla, aunque tiene la desventaja de producir mayor cantidad de astillas.
Ademas la carencia de veteado (franjas) de esta madera se resta atractivo, por lo que casi siempre es necesario pintarla, barnizarla o teñirla.
MADERAS DURAS:
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Las maderas duras proceden de árboles de crecimiento lento, lo que las encarece por la dificultad de su alta disponibilidad.Ese crecimiento lento hace que sea madera más compacta, menos porosa y más resistente. Su veta suele ser diferente en cada tipo y de gran belleza, y ese es otro de los motivos por el que se construyen con ella los muebles más vistosos y caros, les da un valor extra.
Los árboles de madera dura suelen estar protegidos ya que algunos (precisamente por el alto valor que adquieren en el mercado) se encuentran en peligro de desaparecer y sus bosques son esquilmados
Su menor disponibilidad, sumada a su resistencia y a la belleza de su veta hace que sean maderas muy caras.
Son más resistentes a la humedad, la intemperie y los cambios de temperatura, por lo que los muebles de madera dura son especialmente indicados baños o cocinas, en caso de que elijas una madera maciza.
ESTRUCTURA DEL ÁRBOL
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| IMAGEN DEL LIBRO: Robles, F., F. y R. Echenique M. 1991. Estructuras de Madera. |
ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LA MADERA
De las tres partes del árbol mencionadas las que nos importa es el tronco donde se encuentran las células que conforman la madera la cual es la que utilizamos en las edificaciones.
Las maderas obtenidas de arboles cuyo crecimiento es lento, son generalmente las mejores esto se debe a que la madera que a crecido lentamente, se ha hecho compacta.
1.Corteza: Capa de protección externa de células muertas. El término "corteza"puede incluir, además, el tejido interno vivo.
2.Capa de cámbium: Capa delgada de tejido de células vivas que forma la madera nueva y la corteza.
3.Albura: Madera nueva cuyas células conducen o almacenan nutrientes.
4. Duramen: Madera madura que forma la columna vertebral del árbol.
5. Médula: Núcleo central del árbol. Puede ser débil y, con frecuencia, sufre ataques fúngicos y de insectos.
6. Floema: Tejido interno de la corteza que conduce los nutrientes sintetizados.
7. Anillo de crecimiento anual: Capa de madera formada durante un período de crecimiento, compuesta por grandes células de madera temprana y pequeñas células de madera tardía.
8.Células radiales: Láminas de células radiales que conducen los nutrientes en forma horizontal; también denominadas "radios medulares".
| médula del tronco |
Las maderas se dividen en dos categorías según su orden botánico:
1. Las maderas blandas se derivan de coníferas – gimnospermas
2. Las maderas duras se derivan de dicotiledones o árboles de hoja ancha angiospermas.
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA MADERA
1. La madera es un material ecológico y renovable: Material que tanto para su fabriacacion y colocación se ha llevado actuaciones de un bajo impacto ambiental. Es un recurso natural que se puede restaurar por procesos naturales a una velocidad superior a la de los consumo por los humanos.
2. Su empleo contribuye con el siclo de la vida: Con el sol y el dióxido de carbono, los arboles producen madera, carbohidratos y oxigeno.
3. Es re utilizable: Podemos producir madera utilizarla, reutilizarla y reciclarla contribuyendo con ello al ciclo de la vida.
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DE LA MADERA
La composición química de la madera presenta mayoritariamente 3 componentes: celulosa, hemicelulosas y lignina y en forma minoritaria extractivos (material orgánico) y cenizas (material inorgánico).
Las propiedades físico-mecánicas y químicas de la madera dependen de la composición química de la misma.
Ejemplos:
- Las propiedades de resistencia de la madera se deben a la estructura molecular y supramolecular de la celulosa.
- Las propiedades de resistencia natural a la degradación dependen de los tipos de extractivos que impregnen las paredes de las células.
- El grado de blancura alcanzado por un papel se debe en gran medida a la cantidad y tipo de extractivos presentes, a las trazas de iones metálicos y al tipo de lignina residual.
- El poder adhesivo de las resinas usadas para la fabricación de paneles dependen directamente de los extractivos presentes en la madera.
- Las modificaciones químicas que pueden practicarse en la madera para incrementar la resistencia a la biodegradación, fotodegradación, para modificar su estabilidad dimensional, disminuir su carácter inflamable, etc, dependen de las características químicas de cada material previo al tratamiento.
PROPIEDADES FÍSICAS DE LA MADERA
Las propiedades físicas de la madera dependen de tres factores que son:
- Cantidad de elemento básico que forma las paredes celulares de la madera.
- Disposición y orientación de los materiales que forman las paredes celulares.
- La composición química del elemento básico.
1. Anisotropia: Casi todas las propiedades de la madera difieren en las tres direcciones basicas de anatomía de la madera (axial, radial y tangencial).
2. Higroscópicidad: Es la capacidad de la madera para absorber la humedad del medio ambiente.
Dependiendo del tipo de madera y de su punto de saturación, el exceso de humedad produce hinchazón.
La perdida de humedad durante el secado la madera contrae las fibras diferente en las tres direcciones, la contracción axial es la menos afectada (promedia el 0,3%, según las especies), la contracción tangencial (paralelo a los anillos de crecimiento) es aproximadamente el doble de la radial (en paralelo a los rayos).
3. Densidad: Cuanto más leñoso sea el tejido de una madera y compactas sus fibras, tendrá menos espacio libre dentro de sus fibras, por lo que pesará más que un trozo de igual tamaño de una madera con vasos y fibras grandes. La densidad de la madera varía con la humedad (12% es la humedad normal al abrigo y climatizada). La madera verde tiene valores ge 50% a 60% y se reduce durante el secado, por ejemplo el peso de la madera de roble recién cortado es de alrededor de 1000 kg/m³ y en estado seco (12% de humedad) baja a 670 kg/m³.
Las maderas se clasifican según su densidad aparente, en pesadas, ligeras y muy ligeras. Las maderas duras son más densas.
4. Hendibilidad: Es la resistencia que ofrece la madera al esfuerzo de tracción transversal antes de romperse por separación de sus fibras. La madera de fibras largas, con nudos o verde es más hendible.
5. Dureza: La resistencia al desgaste, rayado, clavado, corte con herramientas, etc., varía según la especie del árbol. La madera del duramen es más dura que la de la albura. La madera seca es más dura que la verde.
Según su dureza, la madera se clasifica en:
Maderas duras: son aquellas que proceden de árboles de un crecimiento lento, de hoja caduca, por lo que son más densas.
Maderas blandas: las maderas de coníferas son más livianas y menos densas que las duras.
Maderas semiduras: Muchas maderas no se las puede clasificar en las categorías anteriores por tener una densidad y resistencia variadas.
Algunas maderas de especies duras o blandas presentan mayor o menor resistencia y características que las hacen más fácil o difícil de trabajar, por lo que la clasificación es en la practica referida a la facilidad o dificultad que en general presentan las maderas para el trabajo con herramientas.
6. Flexibilidad: Es la capacidad de la madera de doblarse o deformarse sin romperse y retornar a su forma inicial. Las maderas verdes y jóvenes son más flexibles que las secas o viejas.
Estabilidad: Al secarse la madera pierde humedad hasta alcanzar un equilibrio con el medio ambiente, dependiendo de la humedad ambiental, densidad, escuadría de las piezas, orientación de sus fibras y sección de los anillos, se contraerá en mayor o menor grado durante y mantendrá su forma o se deformará curvándose y rajándose.
Para reducir éstas posibles alteraciones la madera se estiba separándola con listones finos que permitan se aereación, protegiéndola del sol, exceso de calor y humedad. Las tablas aserradas radialmente son más estables que las aserradas tangencialmente.
7. Óptica: El color y la textura de la madera son estéticamente agradable, los nudos y cambios de color en algunas maderas realzan su aspecto. Los rayos ultravioletas degradan la lignina de la madera produciendo tonalidades en la veta de color gris sucio y oscureciendo su superficie. Éste efecto de la luz solar se limita a la superficie y puede ser contrarrestado protegiéndolas con esmaltes o lacas.
8. Olor: El aroma de la madera se debe a compuestos químicos almacenados principalmente en el duramen. Las maderas pueden diferenciarse por su olor.
9. Biológicas: La madera es biodegradable, pero lo tanto se pudre y es afectada por insectos, hongos y bacterias que producen un daño permanente, con mayor frecuencia si los niveles de humedad superan el 20%. Algunas maderas son más resistentes que otras debido a su contenido de lignina que impide la penetración de las enzimas destructivas en la pared celular.
PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA
Estas propiedades varían según el sentido de la aplicación de las cargas respecto a la dirección de su fibra de las cuales se distinguen tres direcciones mecánicas o estructurales perpendiculares entre si que son: Longitudinal, radial y tangencial.
1. Densidad y Peso Especifico: Relación del peso de una porción del mismo expresado en gramos y volumen ocupado en centímetros cúbicos.
2. Peso Especifico: El peso propio de la madera es importante porque este forma parte del total de las cargas que afectan el diseño del calculo estructural.
3. Flexión: El esfuerzo aplicado en la dirección perpendicular a las fibras produce un acortamiento de las fibras superiores y un alargamiento de las inferiores.
4. Compresión: La resistencia a compresión aumenta al disminuir el grado de humedad, a mayor peso específico de la madera mayor es su resistencia, la dirección del esfuerzo al que se somete también influye en la resistencia a la compresión, la madera resiste más al esfuerzo ejercido en la dirección de sus fibras y disminuye a medida que se ejerce atravesando la dirección de las fibras.
5. Tensión: La mayor resistencia es en dirección paralela a las fibras y la menor en sentido perpendicular a las mismas. La rotura en tracción se produce de forma súbita.
6. Tenacidad: Es la capacidad de absorber gran cantidad de energía antes de romperse se expresa en energía por unidad de volumen.
Esta propiedad es importante para conocer la resistencia de la madera hacia las cargas de impacto y a la capacidad de absorber energía desarrollada por choques.
7. Resistencia al Corte: Es la capacidad de resistir fuerzas que tienden a que una parte del material se deslice sobre la parte adyacente a ella. Este deslizamiento, puede tener lugar paralelamente a las fibras; perpendicularmente a ellas no puede producirse la rotura, porque la resistencia en esta dirección es alta y la madera se rompe antes por otro efecto que por éste.
8. Pandeo: Se produce cuando se supera la resistencia de la piezas sometidas al esfuerzo de compresión en el sentido de sus fibras generando una fuerza perpendicular a esta, produciendo que se doble en la zona de menor resistencia.
PROPIEDADES ESPECIALES DE LA MADERA
1. Propiedades Térmicas: Como todos los materiales, la Madera dilata con el calor y contrae al descender la temperatura, pero este efecto no suele notarse pues la elevación de temperatura lleva consigo una disminución de la humedad: Como esto último es mayor, lo otro es inapreciable. También son mayores los movimientos en la dirección perpendicular a las fibras.
La transmisión de calor dependerá de la humedad, del peso específico y de la especie. No obstante, se efectúa mejor la transmisión en la dirección de las fibras que en las direcciones perpendiculares a ésta.
2. Propiedades Eléctricas: La Madera seca es un buen aislante eléctrico, su resistividad decrece rápidamente si aumenta la humedad. Para un grado de humedad determinado la resistividad depende de la dirección (es menor en la dirección de las fibras), de la especie (es mayor en especies que contienen aceites y resinas) y del peso específico (crece al aumentar el mismo).
3. Acústico: Los huecos que posee la Madera dificultan el paso del calor y la convierten en un buen aislante térmico así como también retardan el paso del fuego en el caso de vigas de Madera gruesas.
Frente al sonido, sus propiedades de aislamiento son bajas, sobre todo en comparación con otros materiales más eficientes.
El punto de inflamación de la madera es de 200 a 275 °C.
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