Entendiendo la madera

La madera se ha utilizado durante miles de años como combustible, como material de construcción y para fabricar herramientas y armas, muebles y papel. Recientemente se ha convertido en una materia prima utilizada para fabricar celofán y otros derivados de la celulosa, como el acetato de celulosa. Hoy en día, quienes están en el campo de la carpintería y la ingeniería civil conocen el valor esencial de la madera. Es por eso que la palabra madera es un término que debe discutirse.

En este artículo, se discutirá lo siguiente sobre la madera a medida que se respondan las siguientes preguntas:

• ¿Qué es la madera?
• ¿Cuáles son los usos de la madera?
• ¿Cuáles son las propiedades de la madera?
• ¿Cuáles son los distintos tipos de madera?
• ¿Cómo se produce la madera?

¡Vamos a sumergirnos!

¿Qué es la madera?

La madera es una sustancia orgánica derivada del árbol vivo y tiene una textura fibrosa, heterogénea y anisótropa. Uno de los materiales de construcción antiguos es la madera. Desde tiempos prehistóricos, la madera ha sido utilizada por los humanos como una especie de protección y refugio. Debido al declive de los bosques debido a numerosos factores, la dificultad para reemplazar los árboles talados por árboles nuevos o el desarrollo tardío de los árboles, el valor de la madera ha crecido en la actualidad. Además de utilizarse como material de carga o estético en maquetas y andamios, la madera también se emplea como accesorios para techos, carpintería y material de revestimiento. Además, los materiales de construcción hechos por el hombre a partir de subproductos de la industria de la madera, como astillas de madera, aserrín y polvo, incluyen aglomerado, MDF y madera contrachapada. La madera aserrada es una madera que ha sido tratada y cortada en dimensiones uniformes.

En los tallos y raíces de los árboles y otras plantas leñosas, la madera es una sustancia estructural porosa y fibrosa. Es una sustancia orgánica formada por fibras de celulosa, resistentes a la tensión, contenidas en una matriz de lignina, resistente a la compresión. La madera cumple una función de apoyo en un árbol vivo, lo que permite que las plantas leñosas crezcan o se mantengan de pie por sí mismas. La madera a veces se define solo como el xilema secundario en los tallos de los árboles, o se define de manera más amplia para incluir el mismo tipo de tejido en otros lugares, como en las raíces de los árboles o arbustos. Además, transfiere nutrientes y agua entre las raíces, otros tejidos en desarrollo y las hojas.

¿Cuáles son los usos de la madera?

Los siguientes son usos comunes de la madera:

• Combustible
• Pasta de madera
• Construcción
• Productos de ingeniería
• Mobiliario y utensilios
• Arte
• Equipamiento deportivo y recreativo
• Otros

Combustible

Hoy en día, principalmente en las zonas rurales del mundo, la madera se sigue utilizando como combustible, como se ha hecho durante mucho tiempo. Debido a que produce menos humo y se quema más lentamente que la madera blanda, se recomienda la madera dura. Es común pensar que una estufa de leña o una chimenea proporcionarán calidez y ambiente a una casa.

Pasta de madera

El término "madera para pulpa" se refiere a la madera cultivada exclusivamente para la fabricación de papel.

Construcción

Desde que la gente comenzó a hacer cabañas, casas y botes, la madera ha jugado un papel importante en la construcción. Hasta finales del siglo XIX, casi todos los barcos estaban hechos de madera, y la madera todavía se usa con frecuencia para hacer barcos en la actualidad. El olmo se eligió específicamente para esta aplicación porque, siempre que se mantuviera húmedo, resistía la putrefacción (también servía como tubería de agua antes de la llegada de la plomería más moderna).

Lumber es el nombre popular de la madera utilizada para la construcción en América del Norte. Madera es el término para tableros aserrados y utilizables, mientras que la madera de construcción se usa típicamente para indicar árboles que han sido talados en otro lugar. El roble fue el material elegido para todos los edificios de madera en la Europa medieval, incluidas las vigas, las paredes, las puertas y los pisos. Ahora se emplea una mayor variedad de maderas, y el álamo, el pino de nudos pequeños y el abeto de Douglas se usan con frecuencia para hacer puertas de madera maciza.

Productos de ingeniería

Las aplicaciones industriales y de construcción utilizan con frecuencia productos de madera de ingeniería, que son componentes de construcción adheridos "diseñados" para criterios de rendimiento específicos de la aplicación. Para crear una unidad estructural compuesta más fuerte y eficaz, se pegan hebras de madera, chapas, madera u otros tipos de fibra de madera para generar productos de madera de ingeniería pegados.

Estos productos incluyen madera de torones paralelos, viguetas en I, madera de chapa laminada (LVL) y otros artículos de madera estructural compuesta (SCL). Los paneles estructurales de madera hechos de madera contrachapada, tableros de virutas orientadas y paneles compuestos también se encuentran entre ellos. En 1991 se utilizaron para ello alrededor de 100 millones de metros cúbicos de madera. Se prevé que los tableros de partículas y los tableros de fibra sustituyan al contrachapado, según las tendencias.

Mobiliario y utensilios

Para sillas y camas, entre otros muebles, la madera ha sido durante mucho tiempo un material popular. Además, se utiliza para los mangos de utensilios como la cuchara de madera y el lápiz, así como para herramientas y cubiertos como palillos y mondadientes.

Arte

Durante muchos años, la madera ha sido un medio artístico popular. Durante milenios, se ha utilizado para tallar y crear esculturas. Los ejemplos incluyen los tótems hechos de troncos de coníferas, frecuentemente cedro rojo occidental, por tribus indígenas de América del Norte. Otros usos de la madera en las artes incluyen:

• Grabado en madera y grabado
• La madera puede ser una superficie para pintar, como en la pintura de paneles
• Muchos instrumentos musicales están hechos en su mayoría o completamente de madera

Equipamiento deportivo y recreativo

Numerosas categorías de equipamiento deportivo están hechas actualmente de madera o alguna vez lo fueron. Por ejemplo, el sauce blanco es el material habitual que se utiliza para fabricar bates de cricket. Los bates de béisbol que se pueden usar en las Grandes Ligas de Béisbol generalmente están hechos de madera de fresno, nogal y, más recientemente, de arce, aunque esa madera es un poco más delicada. Las canchas de la Asociación Nacional de Baloncesto a menudo se han compuesto de parquet.

Otros

Los nuevos usos para el pegamento de lignina, los envases de alimentos reciclables, los reemplazos de neumáticos de caucho, los tratamientos médicos antibacterianos y los textiles o compuestos de alta resistencia son otros avances. Productos nuevos y más sofisticados ingresarán al mercado a medida que los científicos e ingenieros continúen estudiando y creando nuevos procedimientos para extraer diferentes componentes de la madera o para modificar la madera, por ejemplo, agregando componentes a la madera. El control electrónico del contenido de humedad puede ayudar a mejorar la protección de la madera de última generación.

¿Cuáles son las propiedades de la madera?

• Características sensoriales
• Densidad y gravedad específica
• Propiedades mecánicas
• Propiedades térmicas
• Propiedades eléctricas
• Propiedades acústicas
• Degradación
• Higroscopicidad
• Contracción e hinchazón

• Características sensoriales

El color, el brillo, el olor, el sabor, la textura, la veta, la figura, el peso y la dureza de la madera son ejemplos de propiedades sensoriales. Para fines de identificación u otros usos, estas características macroscópicas adicionales son útiles para describir una pieza de madera. Hay maderas en una amplia gama de colores, aunque la mayoría de las maderas son en tonos blancos y marrones. Otros colores incluyen amarillo, verde, rojo y prácticamente blanco puro. Dependiendo de las diferencias de color entre el duramen, la albura, la madera temprana, la madera tardía, los rayos y los canales de resina, las variaciones pueden ser visibles en una sola pieza de madera. La decoloración o tintura, así como la exposición prolongada al medio ambiente, pueden alterar el color natural. Las langostas negras, las langostas de miel y algunas especies tropicales son solo algunos ejemplos de maderas brillantes.

Densidad y gravedad específica

La gravedad específica es la relación entre el peso o la masa de la madera y la del agua, mientras que la densidad es el peso o la masa de una unidad de volumen de madera. Debido a que 1 cc de agua pesa 1 gramo, la densidad promedio y la gravedad específica de la madera de abeto Douglas son 0,45 gramos por centímetro cúbico (g/cc), respectivamente, en el sistema métrico de medición. (Un gramo por centímetro cúbico, o aproximadamente 62,4 libras por pie cúbico, se expresa como peso por unidad de volumen). Dado que la madera es higroscópica, la cantidad de humedad afecta considerablemente tanto su peso como su volumen, lo que hace que determinar su densidad sea más difícil que para otras maderas. materiales El peso y el volumen se calculan con valores de humedad predeterminados para producir resultados similares.

Higroscopicidad

Si entra en contacto con el agua, la madera puede absorberla como líquido o como vapor del aire. El agua es el líquido o gas más importante que la madera puede absorber, a pesar de esto. La madera siempre incluye humedad debido a su naturaleza higroscópica, ya sea un componente del árbol vivo o un material. (Los términos agua y humedad se usan indistintamente aquí). La humedad tiene un impacto en todos los aspectos de la madera, aunque se debe resaltar que solo la humedad que se encuentra en las paredes celulares es significativa; la humedad que se encuentra en las cavidades celulares hace poco más que añadir peso.

Contracción e hinchazón

Cuando el nivel de humedad de la madera varía por debajo del punto de saturación de la fibra, se producen cambios dimensionales. La contracción y la hinchazón son causadas por la ganancia y pérdida de humedad, respectivamente. Estos cambios dimensionales son anisotrópicos, lo que significa que difieren en las direcciones axial, radial y tangencial. Aproximadamente 0,4 por ciento, 4 por ciento y 8 por ciento, respectivamente, son los valores de contracción promedio. La pérdida de volumen ronda el 12%, pero existen diferencias significativas entre especies. Estos números se proporcionan como un porcentaje de las dimensiones verdes y corresponden a las transformaciones de la condición verde a secado al horno. La estructura de la pared celular es la principal responsable del encogimiento y la hinchazón diferenciales en varias orientaciones de desarrollo.

La orientación de las microfibrillas en las capas de la pared celular secundaria se puede utilizar para explicar las variaciones entre las direcciones axial y lateral (radial y tangencial); sin embargo, no está claro por qué existen estas discrepancias en las direcciones radial y tangencial.

Degradación

Las bacterias, los hongos, los insectos, los barrenadores marinos, así como las variables ambientales, mecánicas, químicas y térmicas contribuyen a la destrucción de la madera. El aspecto, la estructura o la composición química de la madera pueden cambiar debido a la degradación, lo que puede afectar a los árboles, troncos o productos vivos. Estos cambios pueden ir desde una decoloración menor hasta transformaciones irreversibles que hacen que la madera pierda todo su valor. Como lo demuestran, por ejemplo, los muebles y otros artefactos de madera descubiertos en perfectas condiciones en las tumbas de los antiguos faraones egipcios, la madera puede durar cientos o miles de años (ver arte egipcio). Solo bajo la influencia de elementos externos la madera se deteriora o se destruye.

Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas o de resistencia de la madera son signos de su capacidad para soportar fuerzas externas que podrían potencialmente tender a alterar su tamaño y forma. La cantidad y el método de aplicación de estas fuerzas, así como la densidad y el contenido de humedad de la madera, afectan la resistencia a esas fuerzas. En la dirección axial, o paralela a la fibra, las características de resistencia de la madera son notablemente diferentes de las que se encuentran a lo largo de la fibra (en dirección transversal).

La resistencia de la madera a tracción y compresión (medida en dirección axial y transversal), corte, hendidura, dureza, flexión estática y choque son algunas de sus características mecánicas (flexión por impacto y tenacidad). Las pruebas respectivas determinan las tensiones por unidad de área cargada (en el límite elástico y la carga máxima), así como otros criterios de resistencia, incluida la tenacidad, el módulo de ruptura y el módulo de elasticidad (una medida de rigidez). Las muestras pequeñas y transparentes que tienen una sección transversal de 2 x 2 cm o 2 x 2 pulgadas generalmente se usan para las pruebas.

Propiedades térmicas

Aunque la madera se expande y contrae con las variaciones de temperatura, la contracción y la hinchazón provocadas por los cambios en el contenido de humedad son alteraciones dimensionales mucho más significativas. Tales expansiones y contracciones relacionadas con la temperatura son típicamente insignificantes y no tienen consecuencias prácticas. Los controles de superficie solo pueden ocurrir a temperaturas inferiores a 0 °C (32 °F); Pueden producirse grietas por heladas en los árboles vivos debido a la contracción desigual de las capas exterior e interior.

En comparación con materiales como metales, mármol, vidrio y hormigón, la madera tiene una baja conductividad térmica (alta capacidad de aislamiento térmico). Las maderas ligeras y secas son aislantes superiores porque la conductividad térmica es más alta en la dirección axial y aumenta con la densidad y el contenido de humedad.

Propiedades eléctricas

El aislamiento eléctrico se puede encontrar en la madera secada al horno. Sin embargo, cuando aumenta el contenido de humedad, también aumenta la conductividad eléctrica, lo que hace que la madera saturada (madera con el mayor contenido de humedad) se comporte más como el agua. Es digno de mención cuán dramáticamente cae la resistencia eléctrica a medida que el contenido de humedad aumenta desde 0 hasta el punto en que las fibras se saturan. La resistencia eléctrica cae más de mil millones de veces en este rango, pero solo alrededor de 50 veces desde el punto de saturación de la fibra hasta el contenido de humedad más alto. La resistencia eléctrica de la madera no se ve afectada en su mayoría por otros parámetros, como la especie y la densidad; las variaciones entre especies están relacionadas con la química de los extractivos. La resistencia axial es aproximadamente la mitad de la resistencia transversal.

Las propiedades dieléctricas o mal conductoras de la madera también son importantes. La constante dieléctrica y el factor de potencia juegan un papel práctico en la fabricación de medidores eléctricos (capacidad y tipo de pérdida de potencia por radiofrecuencia) para medir el contenido de humedad de la madera, secar madera con corriente eléctrica (una posibilidad teórica, aunque actualmente no es una realidad) y pegar madera con corriente eléctrica de alta frecuencia. La polarización eléctrica (la aparición de cargas eléctricas opuestas en lados opuestos de una pieza) que ocurre cuando se aplica tensión mecánica hace que la madera muestre el efecto piezoeléctrico. Por el contrario, la madera experimenta deformaciones mecánicas cuando se expone a un campo eléctrico (cambios de tamaño).

Propiedades acústicas

La madera puede tanto crear sonido (al golpear directamente) como magnificar o desviar las ondas sonoras provenientes de otros objetos. Es un material especial para instrumentos musicales y otras aplicaciones acústicas debido a estos factores. El tamaño, la densidad, el contenido de humedad y el módulo elástico de la madera tienen un impacto en la frecuencia de vibración, que a su vez afecta el tono del sonido generado. La densidad y la elasticidad más altas reducen el contenido de humedad y las dimensiones más pequeñas contribuyen a producir sonidos más agudos.

¿Cuáles son los distintos tipos de madera?

Todos los tipos de madera se clasifican en lo siguiente:

• Difícil
• Suave
• Madera de ingeniería

Difícil

Cualquier árbol que no produzca agujas o conos es una fuente de madera dura. Estos árboles se conocen con mayor frecuencia como árboles de hoja caduca o angiospermas en la jerga científica. Los árboles que producen hojas y semillas se conocen como maderas duras. El roble, el arce, el cerezo, la caoba y el nogal son ejemplos de especies comunes de madera dura. Aunque varias especies de maderas duras son reconocidas por sus sorprendentes y distintivos patrones de vetas de madera, las especies de maderas duras no siempre son más fuertes que las maderas blandas.

Además, varias maderas se clasifican como maderas duras pero provienen de árboles no caducifolios, como el bambú y la palma. Aunque técnicamente se las conoce como monocotiledóneas, estas plantas se clasifican con frecuencia como maderas duras, ya que tienen muchas de las mismas características. El bambú y las palmeras pueden incluirse ocasionalmente en la siguiente categoría de madera manufacturada.

Suave

Los árboles de coníferas se utilizan para producir maderas blandas, como madera y productos de madera. Los árboles de coníferas, también conocidos como gimnospermas, son árboles que tienen agujas y conos de oso. El pino, el cedro, el abeto, el abeto y la secoya son algunos ejemplos de árboles de madera blanda comunes que se utilizan en la fabricación de muebles, carpintería y otros campos relacionados.

Madera de ingeniería

Las maderas de ingeniería son el tercer tipo de madera que puede encontrar. La madera de ingeniería se crea en lugar de ocurrir naturalmente en el medio ambiente. Estos tableros generalmente se crean a partir de madera que se ha modificado para tener características o propiedades particulares. Estos productos, también conocidos como madera compuesta, se fabrican con frecuencia utilizando desechos de aserraderos.

La madera diseñada con frecuencia se calienta o se trata químicamente para generar un producto de madera que pueda cumplir con tamaños específicos que son difíciles de obtener en la naturaleza. El contrachapado, el tablero de fibra orientada, el tablero de fibra de densidad media y el tablero compuesto son algunos ejemplos comunes de maderas de ingeniería. Dado que se debe trabajar con frecuencia, ya sea utilizando técnicas de corte especializadas o juntando piezas para producir un tamaño preciso o un patrón de vetas de madera, las chapas de madera se pueden categorizar ocasionalmente como madera de ingeniería.

¿Cómo se produce la madera?

La madera es un componente del sistema utilizado por las plantas para almacenar los alimentos producidos durante la fotosíntesis, transportar agua y minerales disueltos desde las raíces al resto de la planta y brindar soporte mecánico. Se cree que solo entre 3000 y 4000 tipos de plantas, incluidas las herbáceas, generan madera apropiada para su uso como material, de las 25 000 a 30 000 especies de plantas estimadas que la producen. Las gimnospermas y las angiospermas son los dos grupos que incluyen árboles forestales productores de madera y otras plantas leñosas. Las angiospermas, o árboles con conos, generan maderas duras templadas y tropicales como el roble, la haya, la teca y la balsa, mientras que las gimnospermas, o árboles con conos, producen maderas blandas como el pino y el abeto. Cabe señalar que no todas las situaciones caen bajo la distinción entre madera dura y madera blanda. Algunas maderas duras, por ejemplo, la balsa, son más blandas que algunas maderas blandas, por ejemplo, el tejo.

La madera es una sustancia con un importante valor económico. A diferencia del carbón, los minerales y el petróleo, que se agotan gradualmente, es un recurso renovable que se puede mantener de forma sostenible. La madera fomenta el crecimiento económico, crea empleos y asegura la subsistencia básica en algunas naciones a través de su recolección en los bosques, el transporte, el procesamiento en las fábricas, el comercio y el consumo. La continua y fuerte demanda de madera y productos de madera es una señal de su importancia.

En términos de peso, la madera se consume mucho más que otros materiales. La mayor parte de la producción mundial de madera en rollo (troncos) se utiliza como combustible, principalmente en los países en desarrollo. El crecimiento más rápido en la producción de productos madereros se ha observado en el papel y el cartón, y se prevé que este patrón continúe a medida que el consumo por persona en los países en desarrollo alcance al de los industrializados. El uso creciente de madera y la consiguiente deforestación son causados ​​por una población mundial en aumento. La producción de un suministro adecuado de madera para satisfacer la necesidad prevista es dudosa debido a la destrucción de muchos bosques, particularmente en los trópicos. Detener la pérdida de la cubierta forestal en la Tierra, aumentar la productividad de los bosques ya existentes, establecer extensos proyectos de reforestación y plantar viveros de especies de árboles de rápido crecimiento, reciclar papel y mejorar la utilización de la madera a través de la investigación podría ayudar a resolver el problema del suministro de madera y reducir el impacto ambiental de la industria maderera.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la explicación de la madera?

La madera es un material orgánico de textura fibrosa, heterogénea y anisotrópica producido a partir del árbol, que es un organismo vivo . La madera es uno de los materiales de construcción más antiguos. La humanidad utiliza la madera con fines de cobijo y protección desde la antigüedad.

¿De qué está hecha la madera?

La madera está compuesta de celulosa :La celulosa es un polímero (C6H10O5) que puede cristalizar para formar fibras muy fuertes. La celulosa es el principal material de refuerzo de la madera. Lignina:la lignina también es un polímero, pero normalmente se encuentra en forma amorfa.

¿Cuáles son los principales usos de la madera?

Construcción de casas y otras estructuras:Las casas de madera todavía se utilizan con frecuencia en entornos domésticos. Además, el techo interior de ciertos edificios es de madera. Similar a cómo la madera de bambú a veces se usa en la construcción de edificios para sostener un edificio hasta que sea lo suficientemente resistente como para sostenerse por sí mismo.

¿Cuáles son las propiedades de la madera?

Las principales propiedades físicas de la madera incluyen color, brillo, textura, macroestructura, olor, humedad, contracción, tensiones internas, hinchazón, agrietamiento, deformación, densidad, sonido, conductividad electrotérmica . El color, el brillo, la textura y la macroestructura determinan la apariencia de la madera.

La formación de madera es un proceso biológico complejo que involucra cinco pasos principales de desarrollo, que incluyen (1) la división celular de un meristema secundario llamado cambium vascular, (2) la expansión celular (elongación celular y agrandamiento radial), (3) la deposición de la pared celular secundaria, (4) muerte celular programada y (5) duramen

Madera natural significa árboles, incluidos troncos, troncos o losas, troncos, ramas, ramas y tocones madera, incluidos troncos o losas, especialmente cuando se preparan para su uso .

¿Cuándo se utilizó la madera por primera vez?

La evidencia más antigua de la carpintería proviene de un 1,5 millones de años Sitio de Homo erectus llamado Peninj en Tanzania.

Los ejemplos incluyen fresno, haya, abedul, caoba, arce, roble, teca y nogal. Las maderas blandas generalmente provienen de árboles de hoja perenne (coníferas) (aquellos que tienen agujas y conos y los retienen durante todo el año, también llamados gimnospermas. Los ejemplos incluyen cedro, ciprés, abeto, pino, abeto y secoya).

Las propiedades mecánicas de la madera incluyen resistencia a la tensión y la compresión (medida en direcciones axiales y transversales), corte, hendidura, dureza, flexión estática y choque (flexión por impacto y tenacidad) .

Generalmente reconocida como la madera más dura, lignum vitae (Guaiacum sanctum y Guaiacum officinale) mide 4500 libras-fuerza (lbf) en la escala de Janka.

Conclusión

La madera es una sustancia orgánica derivada del árbol vivo y tiene una textura fibrosa, heterogénea y anisótropa. Uno de los materiales de construcción antiguos es la madera. Desde tiempos prehistóricos, la madera ha sido utilizada por los humanos como una especie de protección y refugio. La madera se utiliza para combustible, pulpa, construcción, productos de ingeniería, muebles, utensilios, etc.

Eso es todo por este artículo, donde se discuten las siguientes preguntas:

• ¿Qué es la madera?
• ¿Cuáles son los usos de la madera?
• ¿Cuáles son las propiedades de la madera?
• ¿Cuáles son los distintos tipos de madera?
• ¿Cómo se produce la madera?

Espero que hayas aprendido mucho de la lectura, si es tan amable de compartir con los demás, gracias por leer y ¡nos vemos!