Madera

Tecnología. Materiales. Composición madera. Celulosa. Lignina. Anillos crecimiento árboles. Obtención

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La Madera

La madera es un material fibroso y duro, situado debajo de la corteza que es la que forma el cuerpo de los árboles. Esta formada por millones de células microscópicas y longitudinales, en forma de tubos.

LA COMPOSICIÓN DE LA MADERA

En composición media se compone de un 50% de carbono (C), un 42% de oxigeno (O), un 6% de hidrógeno (H) y el 2% de resto de nitrógeno (N) y otros elementos.

Todo esto se compone formando la celulosa y la lignina.

La celulosa:

Un polisacárido estructural formado por glucosa que forma parte de la pared de las células vegetales. Su fórmula empírica es (C6H10O5)n, con el valor mínimo de n = 200 y su forma estructural:

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Sus funciones son las de servir de aguante a la planta y la de dar le una protección vegetal. Es muy resistente a los agentes químicos, insoluble en casi todos los disolventes y además inalterable al aire seco. El proceso de obtención de la celulosa es mas ó menos el siguiente:

1. Proceso de Kraft. Se trata con solución de sulfuro sódico e hidróxido sódico en relación 1:3 durante 2-6 horas a temperaturas de 160 -170º C. Después, en ebullición, se añade sulfato sódico que posteriormente pasa a sulfuro sódico y se elimina.

2. Método de la sosa. Se usa hidróxido sódico para digerir el material.

3. Método del sulfito. Se digiere con solución de bisulfito cálcico con dióxido de azufre libre, y las ligninas se transforman en lignosulfonatos solubles

En medio de esto que cuento se hace uno de los tres casos en la madera. Esta llega y es descortezada y chipeada donde es echada a la caldera de acopio y de allí a una clasificación de lavado donde será seleccionado y blanqueado, mas tarde se secara y embalara. Ciertas que sobran serán metidas en unos silos que después darán cenizas que serán usadas para dar energía.

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La celulosa luego es utilizada para varias cosas de las que pongo una pequeña pirámide:

La lignina:

Otro polisacárido pero que se sitúa entre las fibras de la celulosa de algunas células. Se encarga de dar la dureza y la consistencia a la madera.

La madera además contiene otras sustancias de las que se obtienen resinas, aceites..., etc.

CLASIFICACION DE LOS ÁRBOLES

Los árboles los podemos clasificar en dos tipos caducifolios y perennifolios:

Árboles caducifolios: Son los árboles en los que las hojas se caen en invierno para que les vuelvan a salir. Los más característicos son la encina, el roble, el almendro, el manzano y bastantes árboles frutales,...

Árboles perennifolios: Son por el contrario los que se caracterizan por mantener la hoja todo el año, es decir, que no se les caen las hojas. Los más característico son el pino, el ciprés, el abeto, el tejo,... Sin contar que estos árboles disponen de una madera más blanda que la de los caducifolios.

PARTES DE LA MADERA

La corteza: Es la capa más externa del árbol y esta formada por las células muertas del árbol. Esta capa es la protección contra los agentes atmosféricos.

El cambium: Es la capa que sigue a la corteza y se divide en dos capas denominadas:

La capa interior ó capa de xilema que forma la albura explicada en el siguiente punto y una capa exterior ó capa de floema que se coloca formando la corteza.

La albura: Es la madera de más reciente formación y por ella viajan la mayoría de los vasos de la savia que se parecerían a nuestro sistema sanguíneo. Los vasos transportan la savia que es una sustancia azucarada que la hace vulnerable a los ataques de los insectos. Es una capa más blanca por que por ahí viaja mas savia que por el resto de la madera.

El duramen: Es la madera dura y consistente, propiamente dicha, esta formada por unas células que no funcionan y se encuentra en el centro del árbol. Las diferencias con la albura son que es más oscura y no circula la savia, de ahí sale lo del color más oscuro.

LOS ANILLOS DE CRECIMIENTO

Los anillos de crecimiento nos indican muchas cosas:

La edad del árbol ya que si contamos los anillo que hay al pegarle un corte transversal nos dirá los años que tienes el año y esos anillos se forman por el crecimiento de una nueva capa de xilema.

Si es madera dura o blanda ya que la madera dura tiene los anillos más cercanos que los de la madera blanda.

Algunos periodos climáticos, si están muy junto indican un periodo de sequia y en la cual el xilema no ha podido crecer demasiado y si por lo contrario ha llovido bien los anillos estarán mas separados.

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DUREZA DE LA MADERA

La madera dura tiene los anillos bastantes separados, pocos nudo y poca resina y dispone de bastantes colores pero predominan los oscuros.

La madera blanda por el contrario tiene los anillos muy juntos y los colores son mas castaños o claros.

PROCESO DE OBTENCIÓN DE LA MADERA

Esta parte se divide en varios procesos:

Apeo, corte ó tala: En este proceso intervienen los leñadores o la cuadrilla de operarios que suben al monte y con hachas o ahora motosierras eléctricas o de gasolina cortan el árbol y le quitan las ramas, raíces y empiezan a quitarle la corteza para que empiece a secarse.

Se suele recomendar que los árboles se los corte en invierno o otoño y algo que ahora parece obligatorio es que cuando los hayas cortado, replantes más árboles que los que cortaron.

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Transporte: Es la 2ª fase y es en la que la madera es transportada desde su lugar de corte al aserradero y en esta fase dependen muchas cosas como la orografía y la insfrastuctura que haya.

Normalmente se hace tirando con animales ó maquinaria pero hay casos en que hay un río cerca y se aprovecha para que los lleve, si hay buena corriente de agua se sueltan los troncos con cuidado de que no se atasquen pero si hay poca corriente se atan haciendo balsas que se guían hasta donde haga falta.

Aserrado: En esta fase la madera es llevada a unos aserraderos.

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En los cuales se sigue mas o menos ese proceso y el aserradero lo único que hace es trocear la madera según el uso que se le vaya a dar después. Suelen usar diferentes tipos de sierra como por ejemplo, la sierra alternativa, de cinta, circular ó con rodillos.

Algunos aserraderos combinan varias de estas técnicas para mejorar la producción.

Secado: Este es creo yo el proceso más importante para que la madera sea de calidad y este en buen estado aunque sin fallan los anteriores también fallara este.

SECADO NATURAL: Se colocan los maderos en pilas separadas del suelo y con huecos para que corra el aire entre ellos y protegidos del agua y el sol para que así se vayan secando lo que le pasa a este sistema es que tarda mucho tiempo y eso no es rentable al del aserradero que quiere que eso vaya deprisa.

SECADO ARTIFICIAL: Dentro de este hay varios métodos distintos:

Secado por inmersión: En este proceso se mete al tronco o el madero en una piscina, y por el empuje del agua por uno de los lados del madero la savia sale empujada por el lado opuesto así se consigue que al eliminar la savia la madera no se pudra y aunque le prive a la madera de algo de dureza y consistencia ganara en duración. Este proceso dura varios meses, tras los cuales la madera secara mas deprisa por que no hay savia.

Secado al vacío: en este proceso la madera es introducida en unas maquinas de vacío. Es él mas seguro y permite conciliar tiempos extremadamente breves de secado con:

Bajas temperaturas de la madera en secado.

Limitados gradientes de humedad entre el exterior y la superficie.

La eliminación del riesgo de fisuras, hundimiento o alteración del color.

Fácil utilización.

Mantenimiento reducido de la instalación

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1-Panel de control computerizado (Vacutronic).

2-Batería de agua caliente.

3-Madera en secado.

4-Ventilador de flujo alterno.

5-Turbulencia.

6-Sonda.

7-Carro motorizado de carga.

8-Condensador.
Secado por vaporización: Este proceso es muy costoso pero bueno.

Se meten los maderos en una nave cerrada a cierta altura del suelo por la que corre una nube de vapor de 80 a 100Cº Con este proceso se consigue que la madera pierda un 25% de su peso en agua y más tarde para completar el proceso se le hace circular una corriente de vapor de aceite de alquitrán que la impermeabilizará y favorecerá su conservación.

Secado mixto: En este proceso se juntan el natural y el artificial:

Se empieza con un secado natural que elimina la humedad en un 20-25% para proseguir con el secado artificial hasta llegar al punto de secado o de eliminación de humedad deseado.

Secado por bomba de calor: Este proceso es otra aplicación del sistema de secado por vaporización, con la a aplicación de la tecnología de Bomba de calor al secado de la madera permite la utilización de un circuito cerrado de aire en el proceso, ya que al aprovecharse la posibilidad de condensación de agua por parte de la bomba de calor, de manera que no es necesaria la entrada de aire exterior para mantener la humedad relativa de la cámara de la nave ya que si no habría desfases de temperatura, humedad.
El circuito será el siguiente: el aire que ha pasado a través de la madera -frío y cargado de humedad- se hace pasara través de una batería evaporadora -foco frío- por la que pasa el refrigerante (freón R-134a) en estado líquido a baja presión. El aire se enfría hasta que llegue al punto de roció y se condensa el agua que se ha separado de la madera. El calor cedido por el agua al pasar de estado vapor a estado líquido es recogido por el freón, que pasa a vapor a baja a presión. Este freón en estado gaseoso se hace pasar a través de un compresor, de manera que disponemos de freón en estado gaseoso y alta presión, y por lo tanto alta temperatura, que se aprovecha para calentar el mismo aire de secado y cerrar el ciclo. De esta manera disponemos de aire caliente y seco, que se vuelve a hacer pasar a través del la madera que esta en el interior de la nave cerrada.
La gran importancia de este ciclo se debe a que al no hacer que entren grandes cantidades de aire exterior, no se rompa el equilibrio logrado por la madera, y no se producen tensiones, de manera que se logra un secado de alta calidad.

FABRICACIÓN DE TABLEROS MANUFATURADOS

Estos productos tienen cada ve más demanda en los talleres de carpintería y ebanistería para su trabajo diario. Los más cotidianos son:

Los aglomerados: Se constituyen a partir de pequeñas virutas encoladas a presión en una proporción de 90% virutas y 10% cola. Se fabrican de diferentes tipos en función del tamaño de sus partículas, de su distribución por todo el tablero, así como por el adhesivo empleado para su fabricación. Por lo general se emplean maderas blandas mas que duras por facilidad de trabajar con ellas, ya que es más fácil prensar blando que duro.
Los aglomerados son materiales estables y de consistencia uniforme, tienen superficies totalmente lisas y resultan aptos como bases para enchapados. Existe una amplia gama de estos tableros que van desde los de base de madera, papel ó laminados plásticos. La mayoría de los tableros aglomerados son relativamente frágiles y presentan menor resistencia a la tracción que los contrachapados debido a que los otros tienen capas superpuestas perpendicularmente de chapa que dan bastantes mas aguante.
Estos tableros se ven afectados por el exceso de humedad, presentando dilatación en su grosor, dilatación que no se recupera con el secado. No obstante se fabrican modelos con alguna resistencia a condiciones de humedad.

Aunque de debe evitar el colocar tornillos por los cantos de este tipo de laminas, si fuese necesario, el diámetro de los tornillos no debe ser mayor a la cuarta parte del grosor del tablero, para evitar agrietamientos en el enchapado de las caras.

Además hay diferentes tipos de aglomerado:

Aglomerados de fibras orientadas: Se trata de un material de tres capas hecho con base en virutas de gran tamaño, colocadas en direcciones transversales, simulando el efecto estructural del contrachapado.

Aglomerado decorativo: Se fabrica con caras de madera seleccionada, laminados plásticos o melamínicos. Para darle acabado a los cantos de estas laminas se comercializan cubrecantos que vienen con el mismo acabado de las caras.

Aglomerado de densidad graduada: Actúa bajo el mismo principio que la de tres capas, pero la diferencia es que la transición entre estas se da de manera gradual.

Aglomerado de tres capas: Tiene una placa núcleo formada por partículas grandes que van dispuestas entre dos capas de partículas más finas de alta densidad. Su superficie es más suave y recomendada para recibir pinturas.

Aglomerado de una capa: Se realiza a partir de partículas de tamaño semejante distribuidas de manera uniforme. Su superficie es relativamente basta. Es recomendable para enchapar pero no para pintar directamente sobre él.

  Contrachapado: Un tablero ó lamina de madera maciza es relativamente inestable y experimentará movimientos de contracción y dilatación, de mayor manera en el sentido de las fibras de la madera, por ésta razón es probable que sufra distorsiones. Para contrarrestar este efecto, los contrachapados se construyen pegando las capas con las fibras transversalmente una sobre la otra, alternamente. La mayoría de los contrachapados están formados por un numero impar de capas para formar una construcción equilibrada. Las capas exteriores de un tablero se denominan caras y la calidad de éstas se califica por un código de letras que utiliza la A como la de mejor calidad, la B como intermedia y la C como la de menor calidad. La cara de mejor calidad de un tablero se conoce como "cara anterior" y la de menor como "cara posterior" o reverso. Por otra parte la capa central se denomina "alma". Esto se hace para aumentar la resistencia del tablero o de la pieza que sé este haciendo.

Tableros de Fibras: Los tableros de fibras se construyen a partir de maderas que han sido reducidas a sus elementos fibrosos básicos y posteriormente reconstituidas para formar un material estable y homogéneo. Se fabrican de diferente densidad en función de la presión aplicada y el aglutinante empleado en su fabricación.
Se pueden dividir en dos tipos principales, los de alta densidad, que utilizan los aglutinantes presentes en la misma madera, que ha su vez se dividen en duros y semiduros, y los de densidad media, que se sirven de agentes químicos ajenos a la madera como aglutinante de las fibras.

Se dividen en varios tipos:

Tableros duros. Estas tableros han sido impregnados con resina y aceite para obtener un material más fuerte e impermeable y resistente a la abrasión. Se fabrican en gran variedad de grosores, desde1, 5mm hasta 12mm, se trata de un material barato que se utiliza casi siempre para fondos de cajones. Los hay también de cara doble, enchapados decorativos y perforados.
Tableros semiduros. Encontramos dos tipos de éstos tableros, los de baja densidad (DB) que oscilan entre 6mm y 12mm y se utilizan como recubrimientos y para paneles de control, y los de alta densidad (DA), que se utilizan para revestimientos de interiores.

Tableros de Densidad Media. Se trata de un tablero que tiene ambas caras lisas y que se fabrica mediante un proceso seco. Las fibras se encolan gracias a un adhesivo de resina sintética. Estos tableros pueden trabajarse como si se tratara de madera maciza. Constituyen una base excelente para enchapados y reciben bien las pinturas. Se fabrican en grosores entre 6mm y 32mm.

Chapas: Son laminas de maderas de buen color, dibujo y calidad pegadas a aglomerado o a otras maderas de mal color, dibujo y calidad, dando una pieza o mueble de buen aspecto en conjunto. Las chapas se extraen del tronco y suelen ser finas para que con un solo arbol buenod e para mucho.

 

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