Madera

TECNOLOGA EN DISEO INDUSTRIAL 1

MADERA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE RIO NEGRO |Sede Alto Valle, Este y Centro |Gral. Roca | ESCUELA DE DISEO

JTP a cargo DI Tiziana De Giorgi AYP DI Nicols Reyna AO 2015

UNIDAD 2: Madera

INTRODUCCIN

La madera ha sido siempre uno de los principales recursos naturales. Durante miles de aos el hombre la ha manipulado para que sirviera a sus necesidades. La madera fue uno de los primeros materiales utilizados por el hombre para construccin de viviendas, herramientas para cazar, fabricacin de utensilios, etc.

JTP a cargo DI Tiziana De Giorgi AYP DI Nicols Reyna AO 2015 UNIDAD 2
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INTRODUCCIN

La madera tiene un uso extenso en la industria debido a sus caractersticas: es fuerte, puede trabajarse sencillamente, es resistente a los cidos dbiles, es un buen aislante trmico y elctrico y tiene un coeficiente elevado peso/resistencia. Los componentes qumicos de la madera tambin poseen propiedades que son muy importantes para la fabricacin de productos industriales como pinturas, barnices y adhesivos. Es un recurso natural que se puede renovar mediante un uso sostenible, propiciado la conservacin del medio ambiente y la diversidad de los bosques, desempeando un papel fundamental en el ciclo del carbono, minimizando los efectos adversos del cambio climtico. Comparada con otras materias primas como los metales, la madera requiere bajo consumo de energa para su obtencin.


ANATOMA DEL RBOL

Composicin macro y microscpica

La madera es una sustancia compleja desde el punto de vista anatmico y qumico. Es un material poroso, celular, no es un slido. Est compuesta por ms de un tipo de clulas, por lo tanto su constitucin es heterognea, producida por un organismo vivo que es el rbol. De la estructura anatmica dependen las propiedades de resistencia mecnica, aspecto, resistencia a la penetracin del agua y productos qumicos, resistencia a la putrefaccin, calidad de la pulpa y la reactividad qumica. La estructura de la madera es el resultado de la influencia de factores intrnsecos (genticos) y extrnsecos (ambientales).


Elementos constitutivos del

rbol

Races: Conduccin de agua desde las races hasta las hojas.

hojas donde se sintetizan los elementos orgnicos a partir de inorgnicos.

Tronco: Apoyo del cuerpo de la planta.

ANATOMA DEL RBOL


ANATOMA DEL RBOL


ANATOMA DEL RBOL

CORTEZA

LBER

ALBURA

DURAMEN O CORAZN

MDULA

ANILLOS DE CRECIMIENTO: marcas anuales de crecimiento del tronco.

CAMBIUM


Elementos constitutivos

del tronco

Cambium: capa delgada de clulas vivas, generadora del crecimiento en espesor del rbol (xilema, para adentro y floema para afuera)

Corteza: capa exterior que envuelve el tronco y protege al vegetal contra el desecamiento, ataques fngicos o fuego, adems de la funcin de almacenamiento y conduccin de nutrientes.

Lber: Parte interna de la corteza. Transporta los nutrientes elaborados por la fotosntesis.

Albura: Constituida por tejidos jvenes en perodo de crecimiento (zona viva). Es la parte activa del xilema, contiene clulas vivas y material de reserva.

Duramen: es leo biolgicamente inactivo, con funciones de sostn que ocupa la porcin del tronco entre la mdula y la albura, generalmente de estructura ms compacta y de coloracin ms oscura que la albura.

Medula: Parte central del rbol. Constituida por tejido flojo y poroso.

ANATOMA DEL RBOL


ANATOMA DEL RBOL

RAMA DE TEJO CON 27 ANILLOS DE CRECIMIENTO ANUALES

ALBURA: de color claro

DURAMEN: de color oscuro

MDULA: de color casi negro


ANATOMA DEL RBOL

CORTEZA LBER

CMBIUM ANILLOS DE CRECIMIENTO

MADERA DE VERANO MADERA DE PRIMAVERA

MEDULA

VASOS

RAYOS MEDULARES

DURAMEN O MADERA DEL CORAZN

ALBURA


Elementos orgnicos

que la componen

Hemicelulosa: Se lo considera como el agente cementante que mantiene aglomeradas las micro fibrillas y evita fisuras cuando las fibras de la madera son sometidas a esfuerzos de torsin, flexin o compresin que actan sobre ellas. Tambin es un polmero.

Celulosa: es el compuesto ms importante en la madera. Es un polmero lineal compuesto por unidades de glucosa. Es producto de la fotosntesis. La celulosa tiene una estructura lineal o fibrosa, lo que hace que sea insoluble en agua, y originando fibras compactas que constituyen la pared celular de las clulas vegetales.

Lignina: Acta como aglutinante para mantener las clulas juntas. Es un tipo de polmero complejo

ANATOMA DEL RBOL


ANATOMA DEL RBOL


ESTRUCTURA DE LA CELULOSA FIBRAS DE CELULOSA

ANATOMA DEL RBOL


ANATOMA DEL RBOL

La madera es un material formado por diversos tipos de clulas especializadas que forman tejidos. Estos tejidos sirven para realizar las funciones fundamentales del rbol; crecimiento, transporte, sustentacin y almacenamiento de sustancias nutritivas. Se puede considerar la madera como un conjunto de clulas alargadas en forma de tubos, paralelos al eje del rbol, muy variables, tanto en longitud y forma, como en el espesor de sus paredes y en las dimensiones interiores. Estas clulas estn unidas entre s por una sustancia llamada materia intercelular o laminilla media, y a su vez trabadas por otro tipo de clulas, colocadas perpendicularmente a las anteriores y en el sentido radial del tronco, formando los llamados radios leosos. TIPOS DE CELULAS: Fibras alargadas (traqueidas): son clulas que desempean la funcin de transporte de agua y savia de la raz a las hojas. Vasos y poros: se forman a partir de hileras verticales de clulas. Su funcin es la de transporte de lquidos en el vegetal. Clulas de parnquima, desarrollan la funcin de almacenamiento, transporte de azcares y agua dentro del leo. En algunos casos pueden desarrollar la funcin de soporte. La variedad de tipos de clulas y la forma de unirse, definen la infinidad de especies diferentes de madera que existen.

ANATOMA DEL RBOL

De acuerdo a la microestructura de las maderas las podemos clasificar en: Maderas Blandas

Madera Duras

CLASIFICACIN

Las MADERAS BLANDAS son las que provienen de las gimnospermas (en su mayora conferas), son generalmente rboles de hoja perenne con hojas de

aguja como el pino. Las maderas blandas tienen una

estructura ms simple que las maderas duras, las clulas que sirven para

transportar el agua tambin proporcionan el apoyo mecnico.

Las MADERAS DURAS vienen de las angiospermas (plantas con flores) suelen ser de hoja ancha, rboles de hoja caduca como el arce (Acer), abedul (Betula), y roble (Quercus). Las maderas duras tienen mayor complejidad estructural, ya que tienen un mayor nmero de tipos de clulas bsicas y mas variedad dentro de los tipos de clulas. Se dividen el trabajo: existen algunas clulas especializadas en el transporte de agua, y otros en la prestacin de asistencia mecnica.


CLASIFICACIN

Tejido leoso compuesto por traqueidas, parnquima y canales

resinferos

Estructura celular ms compleja, tejido leoso formado por fibras, vasos, parnquima canales gomferos.

MADERAS BLANDAS MADERAS DURAS


CLASIFICACIN



CANAL RESINFERO

TRAQUEIDAS

RADIO LEOSO

RADIO LEOSO

VASOS CON PUNTUACIONES

HAZ DE CELULAS RADIALES

CLASIFICACIN


MADERAS BLANDAS CONFERAS

MADERAS DURAS FRONDOSAS


PROPIEDADES

Propiedades Fsicas Dependen del crecimiento, edad,

contenido de humedad, clases de terreno

y distintas partes del tronco.


PROPIEDADES

HIGROSCOPICIDAD: Debido a su gran porosidad la madera tiene la capacidad de absorber la humedad del ambiente. La madera posee una cierta cantidad de agua que es muy difcil que la pierda totalmente, lo que le permite conservar su forma, flexibilidad, color y veta.

HUMEDAD EN LA MADERA: El agua se encuentra en la madera bajo tres formas diferentes: .Agua libre: Es el lquido contenido en las cavidades celulares. .Agua higroscpica o de saturacin: Es el agua que se encuentra entre las fibras de la madera, que constituyen la pared celular. . Agua de constitucin: Se encuentra como constituyente de la clula. No puede ser eliminada sin alterar la constitucin qumica de la pared celular (combustin).


PROPIEDADES

ANISOTROPA: la madera al ser un material formado por fibras orientadas en una misma direccin, es un material anistropo, es decir, que ciertas propiedades fsicas y mecnicas no son las mismas en todas las direcciones sino que varan en funcin de la direccin en la que se aplique el esfuerzo.

DENSIDAD: Vara segn se trate de madera densa (pesada) o ligera. La densidad de una muestra de madera se calcula: Densidad = peso de la madera con la humedad volumen de madera con la humedad BIODEGRADABLE: Esto significa que la madera se puede degradar. Este mecanismo lo efectan los microorganismos como bacterias, hongos, mohos y otros. Al degradar la madera la convierten en abono para la tierra y ser til para otros vegetales.


PROPIEDADES

Propiedades Mecnicas Dependen de su constitucin anatmica.


PROPIEDADES

ELASTICIDAD: La madera se deforma bajo presiones o compresiones, volviendo a su estado original cuando estas fuerzas dejan de actuar. Esta propiedad tambin est presente inclusive cuando la madera est seca.

La madera es elstica hasta un punto, denominado lmite elstico o proporcional. Si las cargas se aplican por debajo del lmite elstico y luego se retira, la madera regresa a su forma original. Si se aplica una carga que excede el lmite elstico y se quita entonces, la madera vuelve parcialmente a su forma original, se producen una deformacin. Si la carga aplicada es muy alta la madera ya no es capaz de soportar esta carga y se rompe.


PROPIEDADES

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PROPIEDADES


PROPIEDADES

TRACCIN COMPRESIN

Perpendicular a las fibras

Paralela a las fibras

Perpendicular a las fibras

Paralela a las fibras


PROPIEDADES

COMPRESIN: la resistencia a la compresin PARALELA A LA FIBRA es MAYOR que la resistencia

PERPENDICULAR A LA FIBRA.

Perpendicular a las fibras Paralela a las fibras

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PROPIEDADES

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PROPIEDADES

TRACCION: La madera es MS RESISTENTE a la TRACCIN PARALELA A LA FIBRA debido a la orientacin de las fibras de madera. La madera NO es muy resistente a la TRACCIN PERPENDICULAR A LA FIBRA.

Perpendicular a las fibras Paralela a las fibras

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PROPIEDADES


PROPIEDADES

DUREZA O RESISTENCIA AL CORTE: la dureza depende casi siempre de la cohesin de las fibras y de su estructura, y consiste en la mayor o menor dificultad puesta por la madera a la penetracin de otros cuerpos como clavos, tornillos o a ser trabajada con el cepillo, la sierra o el formn. La DUREZA de la madera se determina mediante el ensayo de Brinell


PROPIEDADES

Otras Propiedades


PROPIEDADES

PROPIEDADES ACUSTICAS: la madera tiene buena capacidad para absorber sonidos incidentes. Esta propiedad puede ser aprovechada ventajosamente en el diseo de divisiones. El aislamiento acstico puede incrementarse notablemente si se dejan espacios vacos entre los tabiques o se utilizan materiales aislantes tales como fibra de vidrio, yeso, etc. Capacidad de absorber o transmitir el sonido.

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PROPIEDADES

PROPIEDADES TRMICAS: por su estructura anatmica, as como por su constitucin lignocelulsica, la madera es un excelente aislante trmico. La cantidad de calor conducida por la madera varia con la direccin de la fibra, el peso especifico, la presencia de nudos y rajaduras y con su contenido de humedad.

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PROPIEDADES

PROPIEDADES ELCTRICAS: En la madera, toda la conductividad elctrica se produce principalmente por la migracin de los iones metlicos que en la madera son impurezas. No hay muchos de estos, por lo que la madera seca es un excelente aislante elctrico. Esta es una de las razones postes de luz estn hechos de madera.


AGENTES DESTRUCTORES

Causas Biticas

Los cambios rpidos del contenido de humedad

Las radiacin solar, principalmente los rayos ultravioletas e infrarrojos

Fuego

Agentes destructores de la madera

Causas Abiticas

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OBTENSIN DE LA MADERA

Obtencin,

Cortes



Selvicultura y procesos

de tala

Mtodo de talas parciales

Mtodos de rboles sembradores

Mtodo de tala selectiva



Tcnicas de descortezado

Descortezado mecnico

Descortezado manual


Tcnicas de aserrado


Resultan al cortar una pieza de madera en diferentes planos. Debido a la manera como crece el rbol se reconocen tres planos principales : transversal, radial y tangencial.

SECCION RADIAL: Es el corte paralelo al eje longitudinal del tronco o tallo, en donde el mismo es paralelo a los radios y perpendicular a los anillos de crecimiento.

SECCION TRANSVERSAL: Es el corte perpendicular al eje longitudinal del tronco. Es la superficie observable en el extremo de una rodaja. En este plano se observan los anillos de crecimiento.

SECCION TANGENCIAL: Es el corte paralelo al eje longitudinal del tronco, en donde el mismo es perpendicular a los radios o tangente a los anillos de crecimiento.



Despiece natural de un tronco

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La forma de cortar un tronco depende del uso que se le va a dar a la madera. Alguno de los tipos de aserrado son los siguientes:


SECADO DE LA MADERA

Tcnicas

de secado


SECADO DE LA MADERA

SECADO ARTIFICIAL Secado por inmersin: consiste en extraer la savia que tiene dentro el tronco mediante la inyeccin de agua por un extremo del mismo hasta que sale por el opuesto y evitando as la pudricin

Secado al vaco: sistema ms rpido, consiste en la extraccin de los lquidos existentes en el tronco por la accin de una cmara de vaco

Secado por vaporizacin: Consiste en hacer circular por el tronco vapor de aceite de alquitrn. Es un sistema bastante caro.

Secado mixto: Comienza con una fase de secado natural hasta eliminar un 25% de la misma y despus aplicarle un tratamiento de los descritos antes.

Tipos de Secado

SECADO NATURAL: se colocan formando torres cubiertas que dejen espacio para que el aire circule entre los troncos. Es un sistema ms lento pero produce mejores resultados finales.

proceso bsico para que la madera llegue a un estado optimo para su uso.


SECADO DE LA MADERA

SECADO NATURAL


SECADO DE LA MADERA

SECADO AL VACO


SECADO DE LA MADERA

SECADO POR INMERSIN


SECADO DE LA MADERA

SECADO POR VAPORIZACIN


SECADO DE LA MADERA


ESTTICA DE LA MADERA

Esttica

de la madera

Caractersticas organolpticas de la madera Son todas aquellas caractersticas que pueden ser percibidas por los rganos sensoriales. Entre estas tenemos: color, grano, brillo, textura, olor y sabor, peso, dureza y figura o veteado.



Esttica de la

madera

Color

Grano

Lustre o brillo

Diseo o Veta

Textura



Color: Es probablemente el primer aspecto que se percibe al observar una pieza de madera. Se debe principalmente a los extractivos que se encuentran en el interior de las clulas leosas. El color vara no slo entre diferentes clases de maderas sino tambin dentro de una especie y a menudo an en la misma pieza de madera.



Grano: Es la orientacin de los elementos longitudinales de la madera con respecto al eje longitudinal del tronco. Tiene importancia en la trabajabilidad de la madera as como en el comportamiento fsico y mecnico de la misma. Grano recto: cuando la direccin de los elementos leosos forma ngulos rectos con respecto al eje del rbol. Ejemplo: Lupuna blanca, Caoba, Cedro, etc. Grano oblicuo: cuando la direccin de los elementos leosos forma ngulos agudos con respecto al eje del rbol. Ejemplo: Diablo Fuerte, Tornillo, etc. Grano entrecruzado: cuando la direccin de los elementos leosos se encuentran en direccin alterna u opuesta haciendo que la separacin de la madera sea difcil. Ejemplo: Congona, Shihuahuaco, Estoraque, Capirona, Huayruro, etc.



Lustre o brillo: Es la propiedad de exhibir brillo. El lustre de la madera depende en parte del ngulo de incidencia de la luz sobre la superficie y de los tipos de clulas expuestas en esa superficie. El brillo en la madera debe ser determinado tan luego se realiza la determinacin del grano.


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