Composición de La Madera

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1. Composición de la madera: En composición media se constituye de un 50% de carbono (C), un 42% de oxígeno (O), un 6% de hidrógeno (H) y el 2% restante de nitrógeno (N) y otros elementos. Los componentes principales de la madera son la celulosa, un polisacárido que constituye alrededor de la mitad del material total, la lignina (aproximadamente un 25%), que es un polímero resultante de la unión de varios ácidos y alcoholes fenilpropílicos y que proporciona dureza y protección, y la hemicelulosa (alrededor de un 25%) cuya función es actuar como unión de las fibras. Existen otros componentes minoritarios como resinas, ceras, grasas y otras sustancias. 2. Estructura microscópica y macroscópica: Estructura macroscópica de la madera Desde un punto de vista técnico, podemos decir que la madera es un material orgánico, heterogéneo, anisótropo e higroscópico, que procede del tronco y de las ramas de los árboles. La heterogeneidad y anisotropía de la madera se derivan de su constitución anatómica, ya que las células que la constituyen pueden tener naturaleza y forma muy variables. Cuando se observa una pieza de madera a simple vista se podrán ver los diversos elementos que la forman, apreciándose que se trata de un material heterogéneo en sí mismo, que está constituido por distintos elementos, que se podrán o no encontrar en unas u otras especies de madera, así como presentarse en mayor o menor proporción en ellas. Desde el punto de vista de su estructuración, los elementos que conforman la madera se disponen en forma de estructura "tubular hueca" orientada paralelamente al eje del árbol, por lo que sus distintas propiedades físicas y mecánicas, anatómicas e, incluso, tecnológicas presentan una marcada variación (anisotropía) según la dirección considerada.

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1. Composicin de la madera:En composicin media se constituye de un 50% decarbono(C), un 42% deoxgeno(O), un 6% dehidrgeno(H) y el 2% restante denitrgeno(N) y otros elementos.Los componentes principales de la madera son la celulosa, unpolisacridoque constituye alrededor de la mitad del material total, la lignina (aproximadamente un 25%), que es un polmeroresultante de la unin de varios cidos y alcoholes fenilproplicos y que proporciona dureza y proteccin, y lahemicelulosa(alrededor de un 25%) cuya funcin es actuar como unin de las fibras. Existen otros componentes minoritarios comoresinas,ceras,grasasy otras sustancias.2. Estructura microscpica y macroscpica:Estructura macroscpica de la maderaDesde un punto de vista tcnico, podemos decir que la madera es un material orgnico, heterogneo, anistropo e higroscpico, que procede del tronco y de las ramas de los rboles.La heterogeneidad y anisotropa de la madera se derivan de su constitucin anatmica, ya que las clulas que la constituyen pueden tener naturaleza y forma muy variables. Cuando se observa una pieza de madera a simple vista se podrn ver los diversos elementos que la forman, aprecindose que se trata de un material heterogneo en s mismo, que est constituido por distintos elementos, que se podrn o no encontrar en unas u otras especies de madera, as como presentarse en mayor o menor proporcin en ellas.Desde el punto de vista de su estructuracin, los elementos que conforman la madera se disponen en forma de estructura "tubular hueca" orientada paralelamente al eje del rbol, por lo que sus distintas propiedades fsicas y mecnicas, anatmicas e, incluso, tecnolgicas presentan una marcada variacin (anisotropa) segn la direccin considerada.Cuando se estudia una madera, siempre se definen tres direcciones principales, que se definen como sigue:- Direccin axial: Paralela a las fibras y por tanto al eje del rbol. En esta direccin es donde la madera presenta "mejores" propiedades.- Direccin radial: Perpendicular a la direccin axial, corta el eje del rbol en el plano transversal y es normal a los anillos de crecimiento aparecidos en la seccin recta.- Direccin tangencial: Localizada tambin en la seccin transversal pero tangente a los anillos de crecimiento o, tambin, normal a la direccin radial.Al examinar las tres secciones principales en un tronco de madera se pueden observar las siguientes caractersticas que son fcilmente diferenciables:- Corteza externa o corteza propiamente dicha, constituida por clulas muertas.- Corteza interna o lber, por donde circula la savia descendente.- Cambium, tejido que produce la madera o xilema hacia el interior y la corteza hacia el exterior.- Leo o tejido leoso propiamente dicho, que se corresponde bsicamente con lo que entendemos por madera.- Mdula, de pequeo tamao y con reducidas caractersticas mecnicas.Estructura microscpica:

Los rboles estn formados por una estructura de clulas, que constan de: Membrana celular Protoplasma Ncleo.La membrana o pared celular es la encargada de retener la celulosa y la lignina que le otorgarn la rigidez y forma definitiva a la madera.El protoplasma contiene sales disueltas, albmina,azcares y dems sustncias vitles para la clula, siendo uno de las ms importantes la clorofila por su funcin en el proceso de la fotosntesis.En el centro de la clula se encuentra el ncleo donde estn los cromosomas que contienen el material de su herencia biolgica.3. Propiedades fsicas:Las propiedades de las maderas dependen de muchos factores tales como: tipo y edad del rbol, 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 dependern del fin queramos darles.Desde tiempos remotos la madera se ha usado en la construccin, como un material eficiente, debido a las ventajosas caractersticas y propiedades que posee, entre otras principales se enuncian las siguientes:Propiedades fsicasLas propiedades fsicas que se definen para las maderas son: la humedad, el peso especfico o densidad, la contraccin e hinchamiento. Lahumedades la cantidad de agua que tiene la madera en su estructura. Esta agua puede aparecer formando parte de las clulas de la constitucin leosa, impregnando la materia leosa o dentro del sistema vascular del rbol. El agua del sistema vascular desaparece con el tiempo, el agua de constitucin leosa slo desaparece por combustin, mientras que el agua de impregnacin variar segn la higroscopia de la madera. La humedad de la madera est directamente relacionada con el peso, y afecta a otras propiedades fsicas y mecnicas. Por eso, es importante conocer el contenido de humedad de una madera para las condiciones en la que va a emplearse, y cmo reaccionar ante la prdida o ganancia de agua.Cuando la madera hmeda comienza a secarse va perdiendo peso y se contrae hasta un lmite en el que no puede disminuir ms su grado de humedad, para la temperatura a la que se encuentre. Si se desea eliminar todo el contenido posible de agua, es necesario llevar a cabo un secado en laboratorio, que se basa en someter la madera a una temperatura de 105C hasta que sta alcance un peso constante. En ese momento se dice que la madera est totalmente seca o anhidra, y si se desea disminuir su contenido en agua es necesario combustionarla.En funcin del grado de humedad, las maderas se pueden clasificar en los siguientes tipos: Madera verde: madera recin cortada y completamente hmeda (contenido en agua: 30-33%). En estas condiciones no puede ser empleada ya que al secarse se encoge y agrieta. Madera oreada: es la que ha perdido una parte de su agua, pero que no ha sufrido an contracciones ni cambio de sus propiedades mecnicas. Madera comercial: es la que tiene un contenido en humedad inferior al 20%. Madera seca: Su grado de humedad est en equilibrio con la humedad relativa del aire. Se obtiene apilando las tablas y tablones durante un periodo de tiempo, que puede llegar a varios meses, de forma que permita el paso de corrientes de aire a su travs. Madera desecada: es la que tiene una humedad inferior al 12%. Madera anhidra: presentan un grado de humedad en torno al 3%.En cuanto a las propiedades elctricas, la madera es un buen aislante elctrico, si bien al igual que en las propiedades trmicas, su carcter aislante disminuye con el aumento de humedad, pero al aumentar la densidad, el carcter aislante aumenta.4. Peso especifico y durabilidad:La madera es un material con poros, los cuales podemos considerarlos o no al determinar el volumen de una probeta.Peso especifico aparente = Peso / Volumen aparenteSi del volumen aparente eliminamos los poros obtenemos:Peso real = Peso / Volumen real.Cuanto mejor sea la madera, ms cerca van a estar los dos pesos, y por tanto, mayor resistencia. Cuanto ms separamos estn los dos pesos, peor resistencia.El peso especfico real es prcticamente igual para todas las especies.P = 1.56 Kg / dm3 (aproximado)Pero el peso especfico aparente vara mucho en funcin del contenido de humedad.Influye en: Variaciones de volumen. Capacidad de resistencia. (peso especifico alto, pocos poros, y mucha materia resistente)La duracin de la madera vara mucho con la clase y medio. A la intemperie, y sin impregnar depende de las alternativas de sequedad y humedad: el roble dura 100 aos: lamo, sesenta a noventa aos; pino, alerce, cuarenta a ochenta aos; sauce duratreinta aos.Se admite como duracin media de la madera enterrada la de diez aos.

5. Propiedades mecnicas:Entre las propiedades mecnicas ms importantes encontramos:Hendibilidad:Es la resistencia ofrecida frente a la accin de una fuerza que tiende a desgajar o cortar la madera en dos partes cuando la direccin de los esfuerzos es paralela a la direccin de las fibras.La madera tiene cierta facilidad para hendirse o separarse en el sentido de las fibras. Una cua, penetra fcilmente en la madera, al vencer por presin la fuerza de cohesin de las fibras (no las corta). Es fcil observar esta propiedad al cortar madera para hacer lea, en la direccin de las fibras se separa en dos fcilmente. La madera verde es ms hendible que la seca.Cuando se van a realizar uniones de piezas de madera por medio de tornillos o clavos nos interesa que la madera que vamos a usar tenga una gran resistencia a la hienda.Resistencia al Choque:Nos indica el comportamiento de la madera al ser sometida a un impacto. La resistencia es mayor, en el sentido axial de las fibras y menor en el transversal, o radial.En la resistencia al choque influyen: el tipo de madera, el tamao de la pieza, la direccin del impacto con relacin a la direccin de las fibras, la densidad y la humedad de la madera, entre otros.Resistencia a la traccin:La madera es un material muy indicado para trabajar a traccin (en la direccin de las fibras), vindose limitado su uso nicamente por la dificultad de transmitir estos esfuerzos a las piezas. Esto significa que en las piezas sometidas a traccin los problemas aparecern en las uniones.Si se realiza un esfuerzo de traccin en la direccin axial, la magnitud de la deformacin producida ser menor que si el esfuerzo es de compresin, sobre todo en lo que concierne a las deformaciones plsticas. Es decir que la rotura de la madera por traccin se puede considerar como una rotura frgil.La resistencia a la traccin de la madera presenta valores elevados. La resistencia de la madera a la traccin en la direccin de las fibras, se debe a las molculas de celulosa que constituye, en parte, la pared celular.En la prctica existen algunos inconvenientes, que se han de tener en cuenta al someterla a este tipo de esfuerzos; en la zona de agarre existen compresiones, taladros, etc., que hara romper la pieza antes por raja o cortadura, con lo que no se aprovechara la gran resistencia a la traccin. Por otra parte, los defectos de la madera, tales como nudos, inclinacin de fibras, etc., afectan mucho a este tipo de solicitacin, disminuyendo su resistencia en una proporcin mucho mayor que en los esfuerzos de compresin.Resistencia a la Compresin:La madera, en la direccin de las fibras, resiste menos a compresin que a traccin, siendo la relacin del orden de 0,50, aunque variando de una especie a otra de 0,25 a 0,7.La alta resistencia a la compresin es necesaria para cimientos y soportes en construccin. La resistencia a la flexin es fundamental en la utilizacin de madera en estructuras, como viguetas, travesaos y vigas de todo tipo. Muchos tipos de madera que se emplean por su alta resistencia a la flexin presentan alta resistencia a la compresin y viceversa; pero la madera de roble, por ejemplo, es muy resistente a la flexin pero ms bien dbil a la compresin, mientras que la de secuoya es resistente a la compresin y dbil a la flexin.Otra propiedad es la resistencia a impactos y a tensiones repetidas. El nogal americano y el fresno son muy duros y se utilizan para hacer bates de bisbol y mangos de hacha. Como el nogal americano es ms rgido que el fresno, se suele utilizar para mangos finos, como los de los palos de golf.6. Elasticidad Deformabilidad:Elasticidad Deformabilidad:Bajo cargas pequeas, la madera se deforma de acuerdo con la ley de Hooke, o sea, que las deformaciones son proporcionales a la las tensiones. Cuando se sobrepasa el lmite de proporcionalidad la madera se comporta como un cuerpo plstico y se produce una deformacin permanente. Al seguir aumentando la carga, se produce la rotura.Este mdulo depender de la clase de madera, del contenido de humedad, del tipo y naturaleza de las acciones, de la direccin de aplicacin de los esfuerzos y de la duracin de los mismos. El valor del mdulo de elasticidad E en el sentido transversal a las fibras ser de 4000 a 5000 Kg / cm..El valor del mdulo de elasticidad E en el sentido de las fibras ser de 80.000 a 180.000 Kg / cm.7. Flexibilidad:Flexibilidad:Es la propiedad que tienen algunas maderas de poder ser dobladas o ser curvadas en su sentido longitudinal, sin romperse. Si son elsticas recuperan su forma primitiva cuando cesa la fuerza que las ha deformado.La madera presenta especial aptitud para sobrepasar su lmite de elasticidad por flexin sin que se produzca rotura inmediata, siendo esta una propiedad que la hace til para la curvatura (muebles, ruedas, cerchas, instrumentos musicales, etc.). La madera verde, joven, hmeda o calentada, es ms flexible que la seca o vieja y tiene mayor lmite de deformacin.La flexibilidad se facilita calentando la cara interna de la pieza (producindose contraccin de las fibras interiores) y, humedeciendo con agua la cara externa (producindose un alargamiento de las fibras exteriores) La operacin debe realizarse lentamente.Actualmente esta propiedad se incrementa, sometindola a tratamientos de vapor.8. Dureza, cortadura y desgaste: Dureza:Es una caracterstica que depende de la cohesin de las fibrasy de su estructura.Se manifiesta en la dificultad que pone la madera de ser penetrada por otros cuerpos (clavos, tornillos, etc.) o a ser trabajada (cepillo, sierra, gubia, formn).La dureza depende de la especie, de la zona del tronco, de la edad. En general suele coincidir que las ms duras son las mas pesadas.El duramen es ms duro que la albura. Las maderas verdes son ms blandas que las secas. Las maderas fibrosas son ms duras. Las maderas ms ricas en vasos son ms blandas. Las maderas ms duras se pulen mejor.Cortadura:Es la resistencia ofrecida frente a la accin de una fuerza que tiende a desgajar o cortar la madera en dos partes cuando la direccin del esfuerzo es perpendicular a la direccin de las fibras.Si la fuerza es mxima en sentido perpendicular a las fibras ser cortadura y si es mnima en sentido paralelo a las mismas ser desgarramiento.

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