La Madera

La Madera

Introducción:

La madera es el recurso más antiguo que dispuso el hombre desde tiempos remotos. siempre le ha proporcionado alimentos, medicina, herramientas y medios de transporte.

tal vez haya sido la madera el material que uso el hombre para construir su vivienda, una vez que decidió abandonar la protección de las cavernas.

De esta manera la madera encabeza la historia de los materiales empleados en construcción.

Con un avance continuo de desarrollo tecnológico y de investigación científica, la madera es aprovechada íntegramente, tanto en los aspectos de producción forestal como de utilización concreta en diferentes industrias.

Las construcciones de madera requieren una clara disposición de las estructuras y ensambles. desde las fundaciones hasta la determinación de las terminaciones, se hace necesario el estudio de detalles hasta en escala 1:1. para los dibujos, en lugar de la escala 1:50, en general se utiliza la de 1:20.

Definición.

Es el conjunto de tejidos orgánicos que forman la masa de los troncos de los árboles, desprovistos de corteza y hojas.

Se llama madera al conjunto de tejidos del xilema que forman el tronco, las raíces y las ramas de los vegetales leñosos, excluida la corteza.

Aquella sustancia fibrosa y dura que se sitúa debajo de la corteza de los árboles y que constituye el tronco.

Propiedades de la madera

Las propiedades de las maderas dependen de muchos factores tales como: tipo y edad del árbol, condiciones de crecimiento como el terreno y el clima, etc. Como en todo material, varias son las propiedades a tener en cuenta a la hora de emplearlo, y que dependerán del fin queramos darles.

Características de la madera

Al igual que para otros materiales, la estructura de la madera determina en gran medida las propiedades y características de ésta. En el caso de las maderas, la estructura viene dada por los elementos anatómicos que la forman: células, vasos leñosos, fibras, canales de resina, etc. Así, la composición celular, el grosor, la simetría, etc., de estos elementos determinan las características de la madera, y junto a las otras propiedades físicas y mecánicas, sus posibles usos.

Las principales características, que además nos permite identificar a los distintos tipos de maderas, son: la textura, el grano y el diseño, además del color, sabor y olor.

Se denomina textura al tamaño de los elementos anatómicos de la madera. Hablaremos entonces de textura gruesa, mediana y fina. La textura gruesa será cuando los elementos de la madera son muy grandes y se ven fácilmente, mientras que en la textura fina, estos elementos casi no se diferencian, dando una apariencia homogénea, y por último, la textura mediana será una situación intermedia entre las dos anteriores.

El grano es la dirección que tienen los distintos elementos anatómicos respecto al eje del tronco, e influirá en las propiedades mecánicas de la madera y en la facilidad de trabajar con ella. Según la dirección de los elementos anatómicos podemos diferenciar distintos tipos de grano como:

- Grano recto: cuando los elementos se sitúan paralelos al eje del árbol. La madera con este tipo de grano presenta buena resistencia mecánica y facilidad de trabajo.

- Grano inclinado: Los elementos forman ahora un cierto ángulo con el eje del árbol, y ahora la madera tendrá peor resistencia mecánica y mayor dificultad de trabajo.

- Grano entrecruzado: Los elementos también se disponen formando un ángulo con respecto al eje, pero ahora en cada anillo es en forma opuesta a como se encontraban en el anillo anterior. Las maderas de este tipo presentan dificultades para su trabajo.

- Grano irregular: Los elementos se disponen de forma irregular, siendo este tipo de grano el que se encuentra en los nudos, ramificaciones del tronco, zonas heridas, etc.

El diseño es el dibujo que muestra la madera la ser cortada, y se debe al modo de corte y a la distribución de los elementos anatómicos, es decir, al grano. Los diferentes tipos de diseños que podemos encontrarnos son:

- Diseño liso: es el que presentan las maderas de textura fina, y da lugar a un color homogéneo.

- Diseño rallado: es debido a las líneas formadas por los vasos leñosos cortados longitudinalmente y los canales de resina.

- Diseño angular: es debido al corte transversal de los anillos de crecimiento.

- Diseño veteado: El dibujo tiene el mismo origen que en la madera de diseño angular, pero con las franjas paralelas entre sí.

- Diseño jaspeado: el origen del dibujo son las células radiales cuando éstas son anchas.

- Diseño espigado: Aparece en las maderas de grano entrecruzado al cambiar en cada anillo de crecimiento la disposición de los elementos anatómicos.

El color de la madera es una consecuencia de las sustancias que se infiltran en las paredes de sus células, y es característico de cada especie. Esta propiedad puede ser de importancia a la hora de emplear una determinada madera con fines decorativos. El sabor y el color también son consecuencia de las sustancias que impregna la madera, y son de especial interés a la hora de emplear una determinada madera en la fabricación de recipientes de conservación de alimentos (toneles de vino).

Composición y Estructura de la Madera

Composición

Es una sustancia fibrosa, organizada, esencialmente heterogénea, producida por un organismo vivo que es el árbol.

Sus propiedades y posibilidades de empleo son, en definitiva, la consecuencia de los caracteres, organización y composición química de las células que la constituyen.

El origen vegetal de la madera, hace de ella un material con unas características peculiares que la diferencia de otros de origen mineral.

Elementos orgánicos de que se componen:

- Celulosa: 40-50%

- Lignina: 25-30%

- Hemicelulosa: 20-25% (Hidratos de carbono)

- Resina, tanino, grasas: % restante

Estos elementos están compuestos de:

- Elementos esenciales (90%):

- Carbono: 46-50%

- Oxígeno: 38-42%

- Hidrógeno: 6%

- Nitrógeno: 1%

- Otros elementos (10%):

- Cuerpos simples (Fósforo y azufre)

- Compuestos minerales (Potasa, calcio, sodio)

Estructura de la madera desde el punto de vista anatómico y químico

La madera es una sustancia compleja desde el punto de vista anatómico y químico. De la estructura anatómica dependen las propiedades de resistencia mecánica, aspecto, resistencia a la penetración del agua y productos químicos, resistencia a la putrefacción, calidad de la pulpa y la reactividad química. Para usar la madera en la industria química del modo más eficaz, no solamente es preciso conocer las propiedades de las diferentes sustancias que la constituyen, sino también cómo se encuentran distribuidas en las paredes celulares.

Las células que constituyen los elementos estructurales de la madera son de formas y tamaños distintos y crecen íntimamente unidas entre sí. La células de la madera seca pueden estar vacías o parcialmente ocupadas por depósitos, por ejemplo: gomas o resinas; o por tilosis, que son crecimientos de intrusión de un tipo de célula a otro. Las células largas y puntiagudas se conocen por el nombre de fibras o traqueidas y varían mucho de longitud dentro de un mismo árbol y entre especies distintas. Las fibras de los árboles de madera dura tienen una longitud de 1 mm; las fibras de madera blanda varían de 3 a 8 mm.

Al describir los componentes químicos de la madera, suele distinguirse entre componentes de la pared celular y materia extraña. Los componentes de la pared celular son la lignina y los polisacáridos totales, constituida por celulosa y hemicelulosa.

La materia extraña está constituida por sustancias que pueden separarse por extracción por disolventes no reactivos, residuos de proteínas del protoplasma de la célula en crecimiento y componentes minerales, algunos muy difíciles de eliminar.

Hidratos de carbono de la pared celular

Los hidratos de carbono son los componentes más importantes de la pared celular y en muchos casos forman el 65-75% del peso de la madera. La hidrólisis de la fracción total de hidratos de carbono da principalmente azúcares sencillos, sobre todo glucosa. En las maderas blandas, la manosa y la xilosa siguen en cantidad. La mayor parte de las maderas blandas tienen cantidades más pequeñas de galactosa y arabinosa. Los hidrolizados de maderas duras, además de contener 55-75% de glucosa, son relativamente ricos en xilosa (20-40%), con cantidades más pequeñas de manosa, arabinosa y galactosa.

Celulosa

El principal carbohidrato de la madera es la celulosa, que en muchos aspectos es análoga químicamente a la celulosa del algodón purificada.

Está constituida principalmente por restos de glucosa unidos por medio de enlaces 1,4-beta-glucósidos. La porción resistente de la celulosa de la madera muestra una velocidad de hidrólisis en ácido diluido casi doble a la de la celulosa del algodón. Estudios de difracción de rayos X han mostrado que el cristal es más grande en la celulosa de algodón que en la de la madera. Hasta el momento no se ha podido preparar ninguna celulosa a partir de madera que no contenga mananas y xilanas. No se sabe si estos hidratos de carbono no celulósicos se encuentran atrapados en la estructura de la celulosa sólida o si son parte integrante de las cadenas de la celulosa de

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