Madera

Antecedentes

Madera es un término genérico que se aplica a varias longitudes de madera que se utilizan como materiales de construcción. Los trozos de madera aserrada se cortan a lo largo de los troncos de los árboles y se caracterizan por tener secciones transversales generalmente rectangulares o cuadradas, a diferencia de los postes o pilotes, que tienen secciones transversales redondas.

El uso de madera como material de construcción es anterior a la historia escrita. La evidencia más temprana de construcción de madera proviene de un sitio cerca de Niza, Francia, donde una serie de agujeros para postes parece indicar que una cabaña de 20 pies (6 m) de ancho por 50 pies (15 m) de largo se construyó allí hace 400.000 años utilizando postes de madera. para soporte. La construcción de madera más antigua encontrada intacta se encuentra en el noroeste de Alemania y fue construida hace unos 7.300 años. Para el 500 A.C. Las hachas de hierro, las sierras y los cinceles se usaban comúnmente para cortar y dar forma a la madera. La primera referencia a cortar madera en un aserradero, en lugar de usar herramientas manuales, proviene del norte de Europa y data de alrededor del 375. El aserradero funcionaba con el flujo de agua.

En América del Norte, los colonos europeos encontraron vastos bosques de árboles y la madera se convirtió en el principal material de construcción. La sierra circular, que se había desarrollado en Inglaterra, se introdujo en los Estados Unidos en 1814 y se usó ampliamente en los aserraderos. Jacob R. Hoffman desarrolló y patentó una sierra de cinta a gran escala en 1869 y reemplazó a la sierra circular para muchas operaciones de aserradero.

La madera producida en los primeros aserraderos tenía dimensiones variables según el pedido específico del cliente o la práctica estándar del aserradero. Hoy en día, las piezas de madera utilizadas en la construcción tienen dimensiones estándar y se dividen en tres categorías, según el grosor de la pieza. La madera con espesores nominales de menos de 2 pulgadas (5 cm) se clasifica como tablas. Aquellos con espesores nominales de 2 pulgadas (5 cm) pero menos de 5 pulgadas (13 cm) se clasifican como dimensión. Aquellos con espesores nominales de 5 pulgadas (12,5 cm) y más se clasifican como maderas. Los anchos nominales de estas piezas varían de 2 a 16 pulgadas (5 a 40 cm) en incrementos de 1 pulgada (2,5 cm). La mayoría de las piezas de madera cortadas en bruto se secan y luego se les da un acabado, o se les da un acabado, pasándolas a través de una cepilladora para alisar los cuatro lados. Como resultado, las dimensiones reales son más pequeñas que las dimensiones nominales. Por ejemplo, una pieza estándar de dos por cuatro de madera seca de dimensiones superficiales mide en realidad 1,5 pulgadas (3,8 cm) por 3,5 pulgadas (8,9 cm).

Las piezas de madera aserrada que no solo tienen superficie, sino que también se mecanizan para producir una forma de sección transversal específica se clasifican como madera aserrada trabajada o madera de patrón. Las molduras decorativas, los pisos machihembrados y los revestimientos traslapados son ejemplos de patrones de madera.

Hoy en día, el procesamiento de productos de madera es una industria mundial de miles de millones de dólares. No solo produce madera de construcción, sino también madera contrachapada, tableros de fibra papel, cartón, trementina, colofonia, textiles y una amplia variedad de productos químicos industriales.

Materias primas

Los árboles de los que se produce la madera aserrada se clasifican como maderas duras o blandas. Aunque las maderas de muchas maderas duras son duras y las maderas de muchas maderas blandas son blandas, esa no es la característica definitoria. La mayoría de los árboles de madera dura tienen hojas, Durante la tala, los árboles se cortan con motosierras y se quitan las ramas. En el molino, los troncos se descortezan y trituran, o se cortan a una longitud predeterminada. Luego proceden a la sierra de cinta para su posterior procesamiento. que derraman en el invierno. Los árboles de madera dura incluyen robles, arces, nueces, cerezas y abedules, pero también incluyen la balsa, que tiene una de las maderas más suaves y ligeras. Los árboles de madera blanda, por otro lado, tienen agujas en lugar de hojas. No arrojan sus agujas en el invierno, pero permanecen verdes durante todo el año y, a veces, se les llama árboles de hoja perenne. Los árboles de madera blanda incluyen pinos, abetos, abetos, abetos y secuoyas.

Las maderas duras son generalmente más caras que las blandas y se utilizan para pisos, gabinetes, paneles, puertas y molduras. También se utilizan ampliamente para fabricar muebles. Las maderas duras están disponibles en longitudes de 4 a 16 pies (1,2 a 4,8 m). Las maderas blandas se utilizan para vigas de pared, vigas, tablones, vigas, vigas, largueros, postes, terrazas, revestimientos, contrapisos y encofrados de hormigón. Están disponibles en longitudes de 4 a 24 pies (1,2 a 7,3 m).

Tanto las piezas de madera dura como las blandas se clasifican de acuerdo con el número y tamaño de los defectos de la madera. Los defectos incluyen nudos, agujeros, bolsillos de tono, hendiduras y piezas faltantes en los bordes o esquinas, llamadas menudencias. Estos defectos afectan principalmente la apariencia, pero también pueden afectar la resistencia de la pieza. Los grados superiores se denominan grados selectos. Las maderas duras también se pueden clasificar como primeras o segundas, que son incluso más altas que las seleccionadas. Estos grados tienen muy pocos defectos y se utilizan para molduras, molduras y acabados de carpintería donde la apariencia es importante. Cuanto mayor sea el grado, menor será el número de defectos. Los grados inferiores se denominan grados comunes y se utilizan para la construcción general donde la madera estará cubierta o donde los defectos no serán objetables. Los grados comunes se designan en orden descendente de calidad mediante un número como # 1 común, # 2 común, etc. Los trozos de madera blanda de calidad común también pueden designarse con un nombre equivalente, como comerciable seleccionado, construcción, etc. La madera destinada a usos distintos de la construcción, como cajas o escaleras, recibe otras designaciones de clasificación.

El
proceso de fabricación

En los Estados Unidos, la mayoría de los árboles destinados a ser cortados en madera se cultivan en bosques gestionados que son propiedad de la empresa maderera o arrendados al gobierno. Una vez que los árboles han alcanzado un tamaño apropiado, se talan y se transportan a un aserradero donde se cortan en varios tamaños de madera.

A continuación se muestra una secuencia típica de operaciones para procesar árboles en madera.

Talado

• 1 Los árboles seleccionados en un área se inspeccionan visualmente y se marcan como listos para ser cortados o talados. Si aún no existe un camino en el área, uno se corta y nivela con excavadoras. Si se espera que las operaciones se extiendan hasta la temporada de lluvias, la carretera puede tener grava y pueden instalarse alcantarillas a lo largo de los arroyos para evitar deslaves.
• 2 La mayor parte de la tala de árboles se realiza con motosierras a gasolina. Se hacen dos cortes cerca de la base, uno a cada lado, para controlar la dirección en la que caerá el árbol. Una vez que el árbol está derribado, las ramas se cortan con motosierras y el árbol se corta en longitudes convenientes para su transporte.
• 3 Si el terreno está relativamente nivelado, se utilizan tractores a diesel, llamados skidders, para arrastrar las secciones de árboles caídos a un área despejada para la carga. Si el terreno es empinado, se utiliza un yarder autopropulsado. El yarder tiene una torre hidráulica telescópica que se puede elevar a una altura de 110 pies (33,5 m). Los cables de sujeción sostienen la torre, y los cables se extienden desde la parte superior de la torre por las pendientes empinadas para recuperar los árboles talados. Las secciones de los árboles, o troncos, se cargan en camiones utilizando cargadores de troncos con ruedas.
• 4 Los camiones bajan por la carretera nivelada y se incorporan a las carreteras públicas de camino al aserradero. Una vez en el molino, descargadores móviles gigantes agarran toda la carga del camión de un solo bocado y la apilan en pilas largas, conocidas como plataformas de troncos. Las cubiertas se rocían periódicamente con agua para evitar que la madera se seque y encoja.

Descortezado y tronzado

• 5 Los troncos se recogen de la plataforma de troncos con cargadores de neumáticos y se colocan en un transportador de cadena que los lleva al molino. En algunos casos, la corteza exterior del tronco se quita, ya sea con muelas de dientes afilados o con un chorro de agua a alta presión, mientras que el tronco se gira lentamente sobre su eje longitudinal. La corteza extraída se pulveriza y se puede utilizar como combustible para los hornos del molino o se puede vender como mantillo decorativo para el jardín.
• 6 Los troncos se llevan al molino en el transportador de cadena, donde se detienen momentáneamente cuando una enorme sierra circular los corta en longitudes predeterminadas. Este proceso se llama tronzado y la sierra se llama sierra tronzadora.

Cabezal aserrado de troncos grandes

• 7 Si el tronco tiene un diámetro mayor de 2-3 pies (0,6-0,9 m), se inclina del transportador y se sujeta a un carro móvil que se desliza longitudinalmente sobre un conjunto de rieles. El carro puede colocar el tronco transversalmente con respecto a los rieles y también puede girar el tronco 90 o 180 grados sobre su longitud. Los sensores ópticos escanean el tronco y determinan su diámetro en cada extremo, su longitud y cualquier defecto visible. Con base en esta información, una computadora calcula un patrón de corte sugerido para maximizar la cantidad de piezas de madera que se pueden obtener del tronco.
• 8 El aserradero de cabezales se sienta en una cabina cerrada junto a una sierra de cinta vertical grande llamada sierra de cabezales. Revisa el patrón de corte sugerido que se muestra en un monitor de televisión, pero confía más en su experiencia para hacer la serie de cortes. El tronco se alimenta a lo largo a través de la sierra de cinta vertical. El primer corte se realiza a lo largo del lado más cercano al operador y quita un trozo de madera llamado losa. La superficie exterior de la losa tiene la curvatura del tronco del árbol original, y esta pieza generalmente se desecha y se muele en astillas para su uso en pulpa de papel.
• 9 El carro vuelve a su posición original y el tronco se desplaza hacia los lados Dependiendo del tamaño del registro, se puede cortar de diferentes formas para optimizar el tamaño y la cantidad de tablas resultantes . Después de cortar las tablas, se secan y se cepillan. o rotado para realizar cortes posteriores. El aserrador de cabezal debe revisar constantemente el tronco para detectar defectos internos y modificar el patrón de corte en consecuencia a medida que cada corte sucesivo abre más el tronco. En general, las piezas más delgadas destinadas a convertirse en tablas se cortan de la parte exterior del tronco donde hay menos nudos. A continuación, se cortan piezas más gruesas para madera de dimensiones, mientras que el centro del tronco produce material para piezas de madera pesadas.

Cortar troncos pequeños con sierra de cinta

• 10 Los troncos de diámetro más pequeño se alimentan a través de una serie de sierras de cinta que los cortan en trozos nominales de 1 pulgada (2,5 cm), 2 pulgadas (5 cm) o 4 pulgadas (10 cm) de espesor en una sola pasada.

Volver a aserrar

• 11 Las piezas grandes cortadas de la sierra de cabezal, llamadas cants, se colocan planas y se mueven mediante un transportador de cadena a sierras de cinta de hojas múltiples, donde se cortan en los anchos requeridos y los bordes exteriores se recortan en escuadra. Las piezas que se cortaron de troncos más pequeños también pueden pasar a través de sierras de cinta de hojas múltiples para cortarlas al ancho. Si las piezas son lo suficientemente pequeñas como para que no necesiten más cortes, pueden pasar a través de una astilladora, que tritura los bordes irregulares en escuadra.

Secado o condimento

• 12 Las piezas de madera cortadas y recortadas se trasladan a un área para secarlas o "sazonarlas". Esto es necesario para evitar la descomposición y permitir que la madera se encoja a medida que se seca. Las maderas, debido a sus grandes dimensiones, son difíciles de secar completamente y generalmente se venden húmedas o "verdes". Otra madera puede secarse al aire o al horno, dependiendo del contenido de humedad requerido de la pieza terminada. La madera secada al aire se apila en un área cubierta con espaciadores entre cada pieza para permitir que el aire circule. Las maderas secadas al aire generalmente contienen aproximadamente un 20% de humedad. La madera secada al horno se apila en un área cerrada, mientras que el aire caliente de 110-180 ° F (44-82 ° C) circula a través de la pila. Las maderas secadas al horno generalmente contienen menos del 15% de humedad y a menudo se especifican para pisos interiores, molduras y puertas donde se requiere una contracción mínima.

Planificación

• 13 Las piezas secas de madera se pasan a través de cepillos, donde los cabezales de corte giratorios recortan las piezas a sus dimensiones finales, alisan las cuatro superficies y redondean los bordes.

Estampado y bandas de grado

• 14 Cada pieza de madera se inspecciona visual o mecánicamente y se clasifica de acuerdo con la cantidad de defectos presentes. El grado está estampado en cada pieza, junto con información sobre el contenido de humedad y un número de identificación del molino. Luego, la madera aserrada se empaqueta de acuerdo con el tipo de madera, el grado y el contenido de humedad, y el paquete se asegura con bandas de acero. El paquete se carga en un camión o tren y se envía a un almacén de madera para revenderlo a los clientes.

Control de calidad

Hay muy pocas piezas de madera perfecta. Aunque se tiene mucho cuidado para evitar o minimizar los defectos al serrar la madera a los tamaños requeridos, casi siempre hay algunos defectos presentes. El número y la ubicación de estos defectos determina el grado de la madera y el comprador debe elegir el grado que sea apropiado para cada aplicación específica.

El futuro

A medida que disminuye el número de árboles más viejos disponibles para la tala, también lo hace la capacidad de la industria maderera para cortar selectivamente trozos de madera a los tamaños necesarios para la construcción. Muchos de los árboles que se talan hoy son árboles de segunda o tercera generación que son más jóvenes y de menor diámetro que los árboles antiguos originales. Estos árboles más jóvenes también contienen un porcentaje más alto de madera juvenil, que es menos estable dimensionalmente que la madera más vieja.

Para contrarrestar esta tendencia, la industria de la madera está literalmente desarmando árboles y volviéndolos a unir para fabricar los tamaños, resistencias y estabilidad necesarias para la construcción. En realidad, lo han estado haciendo durante décadas en forma de madera contrachapada y vigas laminadas con pegamento, y algunos de los nuevos productos utilizan una tecnología similar.

Uno de los nuevos productos de madera manufacturada se llama madera de hebras paralelas. Comienza de forma muy parecida a la madera contrachapada, con una fina capa de madera que se despega de un tronco. La chapa pasa por debajo de un escáner de fibra óptica que detecta los defectos y los corta, como un cortador de galletas automático. Luego, la chapa se seca y se corta en tiras de 1,3 cm (0,5 pulgadas) de ancho. Las tiras se introducen en un extremo de una máquina, que las recubre con un pegamento de resina fenólica y las apila de lado a lado y de extremo a extremo para formar una viga sólida de 30 x 43 cm (12 x 17 pulgadas). de madera. El rayo recibe 400.000 vatios de energía de microondas, lo que endurece el pegamento casi instantáneamente. Cuando la viga emerge del otro extremo de la máquina, se corta en longitudes de 60 pies (18,3 m). Luego se corta en varios tamaños de madera y se lija hasta que quede suave. Las piezas resultantes son significativamente más fuertes y dimensionalmente más estables que la madera natural, a la vez que son lo suficientemente atractivas para usarse en vigas expuestas y otras aplicaciones visibles.