LA MADERA

Alejandro A. Zuleta Gil Ing., MSc., Ph.D

Alejandro.zuleta@upb.edu.co

MATERIALES PARA EL DISEÑO 1

LA MADERA Materiales para el diseño 1

MADERA

MADERA

MADERA

Designer: Yaron Hirsch

Video: http://vimeo.com/45303541

MADERA

Madera y yeso

MADERA

MADERA

Especies amenazadas en Colombia

Material orgánico, no homogéneo compuesto

fundamentalmente por celulosa (50-60%) Fibras de

celulosa: confiere estructura de las paredes celulares

unidas mediante una sustancia llamada lignina(15-25%)

material ligante de las células

MADERA

Composición química de la madera

Cemento orgánico.

Unión de componenetes

Dan color, preservativos

MADERA

• Médula : Formada por células muertas que están muy lignificadas. Su aspecto es seco y duro. Proporciona la mayor parte del soporte mecánico del árbol.

MADERA

Albura o leño: De aspecto blanquecino, formada por células vivas en su parte exterior y es el responsable del transporte de la savia bruta desde la raíz del árbol hasta las partes aéreas. Durante el crecimiento del árbol, las células interiores mueren y pasan a engrosar el duramen.

MADERA

Cámbium: Capa de células vivas entre la albura y la corteza interna. Durante su crecimiento da lugar a la formación de la albura y a nuevas células de la corteza interna.

Durámen: Componentes oscuro, de buena resistencia mecánica, por ella no circula sabía.

Líber (Corteza interna): Es por donde circula la savia elaborada; está formada por células que poco a poco se desplazan al exterior formando la corteza externa. También se denomina floema

MADERA

Corteza externa: Formada por una capa de células muertas, que protege al árbol contra las inclemencias del tiempo y del ataque de insectos y parásitos.

MADERA

MADERA

Maderas blandas

Imagen SEM de la sección transversal

de una madera suave.

En este tipo de maderas las

celdas tienden a ser alargadas.

El centro hueco de las celdas son

las responsables del transporte del

agua.

Menor densidad (Mayor % de

espacios huecos).

MADERA

Comparación

MADERA

Propiedades físicas de la madera

Color El color de la madera lo proporcionan sustancias químicas, especialmente las denominados extraíbles. No hay que olvidar que la albura presenta por lo general un color más claro que el del duramen. Existe una gama amplia de colores en la madera, desde el amarillo claro (albura de pino), hasta el negro (ébano, palo fierro), pasando por el ver-de (olivo), café (nogal) y violeta (granadillo)

Como regla general para la protección de la madera, podemos decir que una madera es más resistente al deterioro cuanto más oscura sea.

MADERA

Propiedades físicas de la madera

Olor El olor también es una propiedad que puede ser muy útil en el uso de la madera. Hay maderas que no presentan un olor determinado y hay otras que presentan olores específicos.

Como regla general, podemos decir que entre más olor tenga una madera menor será el deterioro, especialmente a causa de los

insectos.

MADERA

Humedad y densidad

El material con el que están constituidas las celdas individuales en

casi todas las maderas poseen la misma densidad. Aprox. 1.45 g/cm3.

La desidad dependede de:

* La cantidad de espacios vacíos – Especie de la madera

* Porcentaje de agua

Grado de secado y de la humedad relativa a la cual se ve expuesta la madera durante su uso.

Una madera completamente seca varia en densidad entre 0.3 a 0.8 g/cm3.

MADERA

MADERA

Propiedades relevantes a considerar

Densidad Básica: Relación del peso de la madera al 12% de contenido de humedad (dato en el comercio internacional) y su volumen verde. Clasifica la madera según su peso. Consideraciones: • Existe una relación directa de la densidad con las propiedades mecánicas (a mayor densidad mayor resistencia). • Las maderas livianas presentan buenas características acústicas y aislantes debido a la cantidad de espacios porosos (llenos de aire). • Por lo general, las maderas densas son más durables que las livianas, aunque también son difíciles para ser trabajadas, secadas y para su inmunizado.

Maderas blandas

Chopo: Europa. Madera muy común. Es ligera. de color rojizo amarillento. Uso: Embalajes,

pasta de papel y carpintería barata.

MADERA

Maderas blandas

Pino silvestre: Europa, Norte de Asia. Madera blanda y resinosa de color claro con

veteado rojizo. Muebles, ebanistería y trabajos de construcción.

MADERA

Maderas blandas

Balso (Ochroma pyramidale)

Balso: América del Sur. De las maderas tropicales, esta es la más blanda y ligera. Color rosáceo o beige pálido. Se trabaja muy bien. Aislamiento, refuerzos de flotación, maquetas y embalajes.

MADERA

Maderas blandas

Abeto rojo: Europa. Madera prácticamente blanca con el veteado en color amarillento pálido. Tablas armónicas para pianos y cajas de resonancia de violines.

MADERA

Maderas blandas

Cedro: Europa. Madera blanda, ligera y flexible. Se trabaja muy bien. Tiene poca resistencia mecánica. Zuecos, tallas, lápices y bastones. También se emplea para la fabricación de componente de guitarras.

.

MADERA

Madera dura

La dureza de la madera es la resistencia que opone al desgaste, rayado, clavar, etc. Depende de su densidad, edad, estructura y si se trabaja en sentido de sus fibras o en el perpendicular. Cuanto más vieja y dura es, mayor la resistencia que opone. La madera de corazón tiene mayor resistencia que la de albura: la crecida lentamente obtiene una mayor resistencia que la madera que crece de prisa.

MADERA

Madera dura

Caoba americana: América Central y del Sur. De color rosa claro, aunque se oscurece

con el tiempo. Es por lo general compacta, de grano fino, casi sin poro y con vetas largas.

Es fácil de serrar, pulir y barnizar. Muebles de lujo. Embarcaciones, tallas y chapas.

MADERA

Madera dura

Haya: Europa, Norte de Asia. Madera de color marrón blanquecino que pasa a rosado, se

comporta bien frente a la compresión. Muebles, ebanistería y trabajos de construcción.

MADERA

Madera dura

Nogal: Europa, Asia y África. Madera de color pardo con vetas casi negras. Se trabaja muy

bien y proporciona un acabado excelente. Muebles, ebanistería de lujo, artículos torneados

y chapas.

MADERA

Madera dura

Ébano: India, Sri Lanka y África tropical. Madera tropical muy densa. Su color va del

marrón oscuro al negro. Se barniza con dificultad. Instrumentos musicales, muebles de lujo

y pequeños objetos torneados como mangos para cubiertos.

MADERA

Madera dura

Teca: Sur y Sudeste asiático, África y Caribe. Madera de color castaño dorado, textura

irregular y aspecto aceitoso. Gran durabilidad y resistencia a la humedad y el calor. No se

deforma ni se agrieta. Ebanistería de interior y exterior, embarcaciones, muebles de

exterior.

MADERA

La madera tiene un comportamiento anisotrópico debido a las diferencias de

orientación de las celdas y del grano.

Dirección Axial o Longitudinal: la del eje del árbol. Dirección Radial: la dirección de los radios, perpendicular al eje del árbol. Dirección Tangencial: La dirección tangencial al árbol, paralelo al eje del árbol.

MADERA

Resumen

MADERA

MADERA

Propiedades relevantes a considerar

Propiedades mecánicas

Según la forma en que está cortada la madera su tenacidad varía notablemente. La

máxima tenacidad en una pieza de madera en particular se encuentra cuando sus vetas

están verticales respecto a la fuerza ejercida.

MADERA

La madera presenta mejores propiedades mecánicas (mayor resistencia mecánica) en la dirección longitudinal que en la dirección transversal.

El motivo de esta diferencia es que en la dirección longitudinal la resistencia de la madera se debe a los fuertes enlaces covalentes

de las microfibrillas de celulosa que están orientadas a lo largo del tronco del árbol, mientras que la resistencia perpendicular es

menor porque depende de la resistencia de los débiles enlaces de hidrógeno, que unen las moléculas de celulosa lateralmente.

MADERA

MATERIALES SILLA HIROSHIMA

Madera (Haya) Tela o cuero

MADERA

MATERIALES SILLA HIROSHIMA

Madera Especie: Haya

Acabado : bueno y fácil se impregna muy bien por las tintas. Aserrado : Sencillo, pero con riesgos de deformaciones Clavado y atornillado : se aconseja taladrados previos Secado : Problemático y lento, puede torcerse. Cepillado, fresado o torneado : sin problemas. Se curva, tornea y talla bastante bien

MADERA

MATERIALES SILLA HIROSHIMA

Desafíos: Coincidencia de color y veta Resistencia mecánica

MADERA

MATERIALES SILLA HIROSHIMA

Corte plano

Corte radial

MADERA

MATERIALES SILLA HIROSHIMA

MADERA

WOODWARE Max Lamb

MADERA

WOODWARE Max Lamb

Diferentes tipos de madera: Arce, nogal, fresno, haya, roble, limero.

Tolerancia: 0,2 mm Penetración del pegamento y salida

de exceso y aire

MADERA

PLYWOOD

MADERA

PLYWOOD

MADERA

http://scanform.com.co/categoria-materiales/laminados/

• Es el proceso ideal cuando se trabajan piezas complejas, de

curvas compuestas y pequeños radios

• Permite obtener piezas de espesores relativamente gruesos, que si fueran macizas y se trabajarán a vapor, sería sencillamente

imposible doblar.

• Las herramientas e insumos son básicamente prensas, pegante y moldes y el procedimiento involucra.

• Se puede trabajar con un mayor numero de especies de

madera (excepción: Maderas del tipo oleoso –No pega--)

MADERA

PLYWOOD

Desventajas:

• Es una técnica mas dispendiosa. Demanda casi 4 veces el

tiempo del curvado por calor

• Se produce un mayor desperdicio de material y exige mayor

cantidad de madera pues.

• Depende del diente del disco

• Del radio de curvatura (mayo mas láminas)

MADERA

PLYWOOD

EL CURVADO DE LA MADERA

Laminado

Adhesión • Tipo Ureas – formaldehído (los mismos que se emplean para el

triplex)

• El tiempo de secado puede variar entre dos días y una semana

para un correcto secado. Depende de la geometría

MADERA

EL CURVADO DE LA MADERA

Laminado

Adhesión

• Tipo Ureas – formaldehído (los mismos que se emplean para el

triplex)

• El tiempo de secado puede variar entre dos días y una semana

para un correcto secado. Depende de la geometría.

Reduce la vida útil

de las piezas adheridas con el.

MADERA

PLYWOOD

MADERA

EPOXY

PLYWOOD

MADERA

MATERIALES SILLA GUBI Mueble de madera laminada

Contrachapado (plywood)

Tridimensional

MADERA

MATERIALES SILLA GUBI Mueble de madera laminada

Contrachapado (plywood)

Tridimensional

Permite el uso de espesores menores. Menos peso, menos material, menos $

MADERA

LA MADERA Y SU CURVADO

Silla moderna / de Alvar Aalto / patín Silla Thonet Rocket

MADERA

LA MADERA Y SU CURVADO

Calentamiento

Se utiliza vapor seco, o vapor de agua.

MADERA

EL CURVADO DE LA MADERA

MADERA

EL CURVADO DE LA MADERA

1. Corte de la madera

MADERA

EL CURVADO DE LA MADERA

1. Corte de la madera 2. Doblado (sin el pegamento)

MADERA

EL CURVADO DE LA MADERA

3. Aplicar el pegamiento y dar forma

4. Dar la forma tendiendo las guías del paso 2.

MADERA

EL CURVADO DE LA MADERA

5. Retirar las prensas y pulir los bordes

6. Corte en sierra sin fin

MADERA

EL CURVADO DE LA MADERA

7. Acabado

MADERA

SILLA HOUDINI

MADERA

1. Construcción de modelos de cartón y madera a escala 1:1 (basados en los dibujos técnicos)

2. Prototipos visuales de cartón y madera

3. Desglose y comprobación de los componentes

4. Encolado de la parte inferior del respaldo de la base

5. Las patas se cortan con precisión para asegurar un encaje que tolere el encolado

6. Se prueba el primer prototipo

7. Sistema de soporte del asiento mientras encolan las patas

8. Unión de la parte inferior y el asiento a la estructura de las patas miente el apuntalamiento y el encolado.

9. Prueba de encaje de la parte inferior y la superior

10. Encolado final de la parte superior del respaldo

MESA NOMAD

Resaltar: Uniones

Contrachapado de roble y balso

Fresno

MADERA

MESA NOMAD

MADERA

MESA NOMAD

Considerar Expansión y contracción de la madera Desgate (por ser roscado, perfecto ajuste)

MADERA

RTA Rocking Chair: La Mecedora Lista para Armar

Planos Diseñador: Daniel Correa Robledo

MADERA

RTA Rocking Chair: La Mecedora Lista para Armar

MATERIALES: Contrachapado de 15 mm de espesor Teca

MADERA

2. Plantillas 1. Desarrollo de planos 3. Maquinado de piezas contrachapadas

4. Acabado y pintura 5. Complementos: teca y cojín

MADERA

Preparación de la superficie

MADERA

La calidad final de un mueble depende de su acabado, y en un alto porcentaje, de una preparación de superficie que cumpla tres propósitos: • Mejorar las propiedades de un sustrato –a través de procesos físicos y químicos–

de manera que se logre un color y una textura más homogéneos • Desaparecer las huellas que dejan las máquinas en el proceso de transformación • Disponer la superficie para recibir productos de acabado.

Preparación de la superficie

MADERA

Preparación de la superficie

MADERA

Características únicas que determinan la apariencia del acabado, como el color, la textura veteado orientación de las fibras el brillo

La humedad (C.H) la densidad (ρ); afectan directamente la

calidad del acabado

Preparación de la superficie

MADERA

Preparación de la superficie

MADERA

Partículas: Melanina-urea-formaldehido

Las impermeabiliza y sella

Tableros aglomerados de fibra de madera : Son de textura superficial homogénea en las caras, buena maquinabilidad (incluidos los procesos de ruteado o moldurado) y que dan una superficie sin astillamiento, lo que facilita el acabado con pintura– están los de MDF Y HDF.

Preparación de la superficie

MADERA

Algunos defectos superficiales a causa de la manipulación

Preparación de la superficie

MADERA

Paso 2: Reconocimiento de los productos para el lijado en blanco

Orbitales Tacos Roto-orbitales

Preparación de la superficie

MADERA

Paso 3: Aplicar acondicionadores de superficie

Para acabado natural con fondo se aplica directamente a la madera el color y, posteriormente, el sellador decapa cruzada, es decir, dos pasadas, una perpendicular a la otra. Para acabado plano se aplica base, que cumple igual función que el sellador con la diferencia que tapa el fondo de la superficie.

Acabados para la madera

• Aceite

• Agua

• Alcohol

• Solventes orgánicos

MADERA

Acabados para la madera - Tintes

• Colorantes base solvente, de uso interior, diseñados para transformar el color de las superficies (madera maciza, chapillas y aglomerados). Poseen excelente humectación y no levantan las fibras de la madera.

Beneficios • Resaltado de vetas • Permite oscurecer la madera, tornándola muy

similar a las maderas de especies que nos son tan preciadas como el cenízaro o el Cristóbal

• Rápido secado

MADERA

Acabados para la madera - Tintes

MADERA

Tintes al aceite

Con este tipo de acabado se deja a la vista la veta

del mueble y es uno de los más naturales

Ventajas:

• No sufre con los cambios de temperatura

• Permite que la madera de la pieza se adapte a la

humedad ambiental al conservar

• Evita los cambios de color que produce la humedad y

los rayos de sol cuando los muebles están en el

exterior

Desventajas:

• Hay que renovar el acabado cada cierto tiempo, especialmente cuando se

trata de muebles de exterior

Acabados para la madera - Tintes

MADERA

Tintes al alcohol

Ventajas:

• Económicos

• De secado rápido

Desventajas:

• Son de mala calidad

• Poca penetración

• Sufren de decoloración

Sirve para cualquier tipo de chapas o macizos que

requieran cambiarle el color sin perder su veta y en

la fabricación de todo tipo de mobiliario que se

ocupe para interiores

Acabados para la madera - Tintes

MADERA

Tintes

La mayoría de los procesos tradicionales de pintura para construcción, carpintería, soluciones arquitectónicas, productos y muebles de madera incluyen la emisión y disposición de disolventes derivados del petróleo que poseen un alto nivel de toxicidad; además, son inflamables e implican riesgo de explosión.

V O C

Acabados para la madera - Tintes

MADERA

Tintes base agua

Ventajas:

• Muy penetrantes

• Fáciles de aplicar

Desventajas:

• Tardan en secar

• Levantan las fibras de la madera

Son tintes mucho mas ambientalmente amigables en

comparación con los tintes a base de compuestos

orgánicos, fáciles de preparar, y mucho mas

transparentes.

Acabados para la madera - Barniz

• Barniz transparente de fácil aplicación que sella la superficie y proporciona acabado brillante; además tiene rápido secado, bajo olor y puede usarse al interior y al exterior bajo techo por lo que permite pintar más rápido.

• Beneficios • Sella • Da acabado brillante • Rápido secado • Bajo olor • Interior y exterior

MADERA

Acabados para la madera - Barniz

MADERA