LA MADERA Ciencia de los Materiales Profesor: Ing. Gastón Proaño C

Presentación del tema: "LA MADERA Ciencia de los Materiales Profesor: Ing. Gastón Proaño C"— Transcripción de la presentación:

1 LA MADERA Ciencia de los Materiales Profesor: Ing. Gastón Proaño C. 2004-2005

2 Concepto de madera ESTÁ CONSTITUÍDA POR UN CONJUNTO DE TEJIDOS QUE FORMAN LA MASA DE LOS ÁRBOLES. ESTÁ CONSTITUÍDA POR UN CONJUNTO DE TEJIDOS QUE FORMAN LA MASA DE LOS ÁRBOLES. MATERIAL MÁS LIGERO, RESISTENTE Y D FÁCIL TRABAJO UTILIZADO POR EL HOMBRE DESDE LOS PRIMEROS TIEMPOS MATERIAL MÁS LIGERO, RESISTENTE Y D FÁCIL TRABAJO UTILIZADO POR EL HOMBRE DESDE LOS PRIMEROS TIEMPOS

3 Desarrollo de la Madera EL ÁRBOL CONSTA DE RAÍCES, TRONCO, RAMAS Y HOJAS EL ÁRBOL CONSTA DE RAÍCES, TRONCO, RAMAS Y HOJAS EL AGUA LA ABSORBEN POR LAS RAÍCES EL AGUA LA ABSORBEN POR LAS RAÍCES EN LAS HOJAS SE REALIZA LA FOTOSÍNTESIS EN LAS HOJAS SE REALIZA LA FOTOSÍNTESIS EN EL TRONCO SE EFECTUA EL CAMBIO DE AZÚCARES EN ALMIDÓN Y CELULOSA ORIGINANDO NUEVAS CÉLULAS EN LOS ANILLOS DEL CAMBIUM EN EL TRONCO SE EFECTUA EL CAMBIO DE AZÚCARES EN ALMIDÓN Y CELULOSA ORIGINANDO NUEVAS CÉLULAS EN LOS ANILLOS DEL CAMBIUM

4 ESTRUCTURA DE LA MADERA ESTÁ CONSTITUÍDA POR UN CONJUNTO DE CÉLULAS TUBULARES DE FORMA Y LONGITUD MUY VARIABLES ESTÁ CONSTITUÍDA POR UN CONJUNTO DE CÉLULAS TUBULARES DE FORMA Y LONGITUD MUY VARIABLES AL HACER UN CORTE SE IDENTIFICA: AL HACER UN CORTE SE IDENTIFICA: MÉDULA MÉDULA DURAMEN DURAMEN ALBURA ALBURA CAMBIUM CAMBIUM CORTEZA CORTEZA

5 EL CAMBIUM CAPA GENERATRIZ DE NUEVA FIBRA CAPA GENERATRIZ DE NUEVA FIBRA SE COMPONE DE XILEMA Y FLOEMA SE COMPONE DE XILEMA Y FLOEMA CAPAS NUEVAS ESTÁN FORMADAS POR MADERA DE PRIMAVERA, COLOR CLARO CAPAS NUEVAS ESTÁN FORMADAS POR MADERA DE PRIMAVERA, COLOR CLARO CAPAS OBSCURAS DEL VERANO CAPAS OBSCURAS DEL VERANO ESTO ES LO QUE FORMA LOS ANILLOS ANUALES DE CRECIMIENTO ESTO ES LO QUE FORMA LOS ANILLOS ANUALES DE CRECIMIENTO

6 PARTES DE LA ESTRUCTURA DEL TRONCO ANILLOS DE CRECIMIENTO ANUAL ANILLOS DE CRECIMIENTO ANUAL MÉDULA MÉDULA RADIO MEDULAR EN SECCIÓN TRANSVERSAL RADIO MEDULAR EN SECCIÓN TRANSVERSAL FIBRAS LEÑOSAS FIBRAS LEÑOSAS CAMBIUM CAMBIUM CUTÍCULA CUTÍCULA

7 COMPOSICIÓN QUÍMICA CARBONO 50 % CARBONO 50 % OXÍGENO 42 % OXÍGENO 42 % HIDRÓGENO 6 % HIDRÓGENO 6 % NITRÓGENO 1 % NITRÓGENO 1 % CENIZAS 1 % CENIZAS 1 %

8 PROPIEDADES FÍSICAS DEPENDEN DEL : DEPENDEN DEL : CRECIMIENTO CRECIMIENTO EDAD EDAD CONTENIDO DE HUMEDAD CONTENIDO DE HUMEDAD CLASES DE TERRENO CLASES DE TERRENO DISTINTAS PARTES DEL TRONCO DISTINTAS PARTES DEL TRONCO

9 HUMEDAD LA MADERA TIENE AGUA: LA MADERA TIENE AGUA: DE CONSTITUCIÓN.- INHERENTE A SU NATURALEZA ORGÁNICA DE CONSTITUCIÓN.- INHERENTE A SU NATURALEZA ORGÁNICA DE SATURACIÓN.- IMPREGNA LAS PAREDES DE LOS ELEMENTOS LEÑOSOS DE SATURACIÓN.- IMPREGNA LAS PAREDES DE LOS ELEMENTOS LEÑOSOS LIBRE.- ABSORVIDA POR VASOS Y TRAQUEIDAS LIBRE.- ABSORVIDA POR VASOS Y TRAQUEIDAS

10 HUMEDAD LA MADERA RCIÉN CORTADA TIENE DEL 50 AL 60 % LA MADERA RCIÉN CORTADA TIENE DEL 50 AL 60 % LA MADERA POR IMBIBICIÓN PUEDE TENER DE 250 AL 300 % LA MADERA POR IMBIBICIÓN PUEDE TENER DE 250 AL 300 % LA ALBURA TIENE MÁS AGUA QUE EL DURAMEN LA ALBURA TIENE MÁS AGUA QUE EL DURAMEN LA MADERA SECADA AL AIRE CONTIENE DEL 10 AL 15 % DE SU PESO EN AGUA LA MADERA SECADA AL AIRE CONTIENE DEL 10 AL 15 % DE SU PESO EN AGUA PARA LA PRUEBA; HIGRÓMETROS ELÉCTRICOS PARA LA PRUEBA; HIGRÓMETROS ELÉCTRICOS

11 PROPIEDADES FISICAS DENSIDAD: DENSIDAD: COMPRENDE EL VOLUMEN DE HUECOS Y LOS MACIZOS COMPRENDE EL VOLUMEN DE HUECOS Y LOS MACIZOS CUANTO MAYOR ES LA DENSIDAD APARENTE MAYOR ES LA RESISTENCIA CUANTO MAYOR ES LA DENSIDAD APARENTE MAYOR ES LA RESISTENCIA

12 PROPIEDADES FÍSICAS CONTRACCIÓN E HINCHAMIENTO: CONTRACCIÓN E HINCHAMIENTO: LA MADERA CAMBIA DE VOLUMEN SEGÚN EL CONTENIDO DE HUMEDAD LA MADERA CAMBIA DE VOLUMEN SEGÚN EL CONTENIDO DE HUMEDAD CUANDO PIERDE AGUA SE CONTRAE CUANDO PIERDE AGUA SE CONTRAE EN DIRECCIÓN TANGENCIAL: DE 5 – 11.5 EN DIRECCIÓN TANGENCIAL: DE 5 – 11.5 EN DIRECCIÓN RADIAL: DEL 1 – 7.8% EN DIRECCIÓN RADIAL: DEL 1 – 7.8% EN DIRECCIÓN AXIAL: NO PASA DEL 0.8% EN DIRECCIÓN AXIAL: NO PASA DEL 0.8%

13 PROPIEDADES FÍSICAS DUREZA: RESISTENCIA QUE OPONE AL DESGASTE, RAYADO, CLAVAR, ETC. DUREZA: RESISTENCIA QUE OPONE AL DESGASTE, RAYADO, CLAVAR, ETC. DEPENDE DE: DENSIDAD, EDAD, ESTRUCTURA Y SENTIDO DE LAS FIBRAS DEPENDE DE: DENSIDAD, EDAD, ESTRUCTURA Y SENTIDO DE LAS FIBRAS CLASIFICACIÓN: MUY DURAS, BASTANTE DURAS, ALGO DURAS, BLANDAS MUY BLANDAS CLASIFICACIÓN: MUY DURAS, BASTANTE DURAS, ALGO DURAS, BLANDAS MUY BLANDAS

14 TIPOS DE MADERAS MUY DURAS: ÉBANO, SERBAL, ENCINA MUY DURAS: ÉBANO, SERBAL, ENCINA BASTANTE DURAS: ROBLE, ARCE, ÁLAMO BASTANTE DURAS: ROBLE, ARCE, ÁLAMO ALGO DURAS: NOGAL, PINO, MANZANO ALGO DURAS: NOGAL, PINO, MANZANO BLANDAS: ABETO, PINO SAUCE BLANDAS: ABETO, PINO SAUCE MUY BLANDAS: PALO BALSA MUY BLANDAS: PALO BALSA

15 PROPIEDADES FÍSICAS HENDEBILIDAD: PROPIEDAD DE CORTAR LA MADERA EN SENTIDO PARALELO AL EJE DEL TRONCO HENDEBILIDAD: PROPIEDAD DE CORTAR LA MADERA EN SENTIDO PARALELO AL EJE DEL TRONCO LAS MADERAS MÁS ENDEBLES SON EL PINO, EUCALIPTO LAS MADERAS MÁS ENDEBLES SON EL PINO, EUCALIPTO SON MÁS ENDEBLES MIENTRAS MAS DURA, DENSA, CAREZCAN DE NUDOS, TENGAN FIBRAS RECTAS Y CON EL CALOR SON MÁS ENDEBLES MIENTRAS MAS DURA, DENSA, CAREZCAN DE NUDOS, TENGAN FIBRAS RECTAS Y CON EL CALOR

16 PROPIEDADES FÍSICAS CONDUCTIVIDAD: LA MADERA SECA ES MALA CONDUCTORA DE LA ELECTRICIDAD CONDUCTIVIDAD: LA MADERA SECA ES MALA CONDUCTORA DE LA ELECTRICIDAD LA MADERA HÚMEDA ES CONDUCTORA LA MADERA HÚMEDA ES CONDUCTORA DILATACIÓN TÉRMICA: EL COEFICIENTE DE DILATACIÓN ES MUY PEQUEÑO DILATACIÓN TÉRMICA: EL COEFICIENTE DE DILATACIÓN ES MUY PEQUEÑO DURACIÓN: LA DURACIÓN DEPENDE DEL TIPO DE MADERA Y DEL MEDIO DURACIÓN: LA DURACIÓN DEPENDE DEL TIPO DE MADERA Y DEL MEDIO A LA INTEMPERIE A LA INTEMPERIE SUMERGIDOS EN AGUA SUMERGIDOS EN AGUA ENTERRADA EN EL SUELO ENTERRADA EN EL SUELO TRATADA TRATADA

17 PROPIEDADES MECÁNICAS DEPENDEN DEL GRADO DE HUMEDAD Y DENSIDAD DEPENDEN DEL GRADO DE HUMEDAD Y DENSIDAD LA RESISTENCIA VARÍA : LA RESISTENCIA VARÍA : POR CADA 1% DE HUMEDAD LA RESISTENCIA VARÍA 4% POR CADA 1% DE HUMEDAD LA RESISTENCIA VARÍA 4% PARA CASOS REALES HAY QUE TOMAR LA HUMEDAD PROMEDIO DE 15% PARA CASOS REALES HAY QUE TOMAR LA HUMEDAD PROMEDIO DE 15%

18 PROPIEDADES MECÁNICAS COMPRESIÓN COMPRESIÓN RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN POR CENTÍMETRO CUADRADO POR EL CUADRADO DE LA DENSIDAD MEDIA CON 15 % DE HUMEDAD, DÁ UN COEFICIENTE LLAMADO COTA ESPECÍFICA DE LA CALIDAD RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN POR CENTÍMETRO CUADRADO POR EL CUADRADO DE LA DENSIDAD MEDIA CON 15 % DE HUMEDAD, DÁ UN COEFICIENTE LLAMADO COTA ESPECÍFICA DE LA CALIDAD

19 PROPIEDADES MECÁNICAS COTA DE TRACCIÓN: COTA DE TRACCIÓN: ES 2.5 VECES MAYOR QUE LA COMPRESIÓN ES 2.5 VECES MAYOR QUE LA COMPRESIÓN COTA DE FLEXIÓN: COTA DE FLEXIÓN: TIENE GRAN IMPORTANCIA LA PRESENCIA DE NUDOS Y FIBRAS CORTADAS TIENE GRAN IMPORTANCIA LA PRESENCIA DE NUDOS Y FIBRAS CORTADAS

20 CLASIFICACIÓN DE LAS MADERAS Resinosas.- pino, abeto, ciprés, cedro Resinosas.- pino, abeto, ciprés, cedro Frondosas.- roble, encina, eucalipto Frondosas.- roble, encina, eucalipto Tropicales.- caoba, nogal, balsa, teca Tropicales.- caoba, nogal, balsa, teca Árboles frutales.- nogal, manzano, olivo Árboles frutales.- nogal, manzano, olivo Maderas exóticas.- son aquellas que se utilizan en ebanistería y talla artística porque adquieren con el pulimento bellos colores. Ébano, caoba, teca, roble, otros Maderas exóticas.- son aquellas que se utilizan en ebanistería y talla artística porque adquieren con el pulimento bellos colores. Ébano, caoba, teca, roble, otros

21 Corte de los árboles La época más favorable para cortar los árboles es durante el verano puesto que en este tiempo el árbol tiene menos albura y hay menor riesgo de destrucción en el tiempo. La época más favorable para cortar los árboles es durante el verano puesto que en este tiempo el árbol tiene menos albura y hay menor riesgo de destrucción en el tiempo. El corte se hace a mano, hacha, usando sierra. El corte se hace a mano, hacha, usando sierra. Cuando se corta el árbol se corta las ramas, se saca la cáscara y cuando se seca algo se lo saca del monte arrastrándolo con caballos, tractor ó flotación, aprovechando la corriente de ríos Cuando se corta el árbol se corta las ramas, se saca la cáscara y cuando se seca algo se lo saca del monte arrastrándolo con caballos, tractor ó flotación, aprovechando la corriente de ríos

22 LABRA DE LA MADERA Los troncos se dividen en trozos de distinta longitud según las necesidades Los troncos se dividen en trozos de distinta longitud según las necesidades HENDIMIENTO.- consiste en rajar el tronco en sentido longitudinal HENDIMIENTO.- consiste en rajar el tronco en sentido longitudinal ESCUADRACIÓN.- consiste en obtener de un tronco una pieza de forma prismática ESCUADRACIÓN.- consiste en obtener de un tronco una pieza de forma prismática LABRAR CON HACHA.- se realiza en el sitio de corte. Pieza de forma rectangular LABRAR CON HACHA.- se realiza en el sitio de corte. Pieza de forma rectangular

23 DEFECTOS DE LA MADERA Fibra torcida o revirada Fibra torcida o revirada Madera curvada Madera curvada Excentricidad del corazón Excentricidad del corazón Irregularidad de los anillos de crecimiento Irregularidad de los anillos de crecimiento Entrecorteza Entrecorteza Nudos Nudos Grietas Grietas

24 DEFECTOS DE LA MADERA CUADRANURA CUADRANURA ECEBOLLADURA ECEBOLLADURA PATA DE GALLINA PATA DE GALLINA CORAZÓN PARTIDO Ó ESTRELLADO CORAZÓN PARTIDO Ó ESTRELLADO CORAZÓN HUECO CORAZÓN HUECO DOBLE ALBURA DOBLE ALBURA CARNE DE GALLINA CARNE DE GALLINA

25 Alteraciones de la madera ENMOHECIMIENTO ENMOHECIMIENTO PUDRICIÓN PUDRICIÓN DESTRUCCIÓN POR INSECTOS DESTRUCCIÓN POR INSECTOS DESTRUCCIÓN POR MOLUSCOS DESTRUCCIÓN POR MOLUSCOS DESTRUCCIÓN POR FUEGO DESTRUCCIÓN POR FUEGO

26 CONSERVACIÓN DE LA MADERA DESECACIÓN ADECUADA DESECACIÓN ADECUADA CARBONIZACIÓN SUPERFICIAL CARBONIZACIÓN SUPERFICIAL PINTURAS PINTURAS IMPREGNACIÓN IMPREGNACIÓN Cloruro de zinc, sulfato de cobre, alquitranado, tratamiento con urea Cloruro de zinc, sulfato de cobre, alquitranado, tratamiento con urea ALMACENAJE ALMACENAJE

27 ESCUADRÍAS DE LA MADERA VIGAS VIGAS VIGUETAS VIGUETAS TABLONES TABLONES LISTONES LISTONES TABLAS TABLAS LATAS LATAS CHAPAS CHAPAS MADERA DE RAJA MADERA DE RAJA

28 APLICACIONES DE LA MADERA EN CONSTRUCCIÓN EN CONSTRUCCIÓN CARPINTERÍA DE TALLER Y ARMAR CARPINTERÍA DE TALLER Y ARMAR CIMENTACIONES CON PILOTES CIMENTACIONES CON PILOTES SOSTENIMIENTO EN MINAS SOSTENIMIENTO EN MINAS TRAVIESAS DE FERROCARRIL TRAVIESAS DE FERROCARRIL PORTES PORTES ENCOFRADOS DE HORMIGÓN ENCOFRADOS DE HORMIGÓN ENCOFRADOS PARA PREFABRICADOS ENCOFRADOS PARA PREFABRICADOS

29 APLICACIONES MADERA LAMINADA: chapas de máquina plana de 0,3 mm de espesor, superpuestas con las fibras en el mismo sentido MADERA LAMINADA: chapas de máquina plana de 0,3 mm de espesor, superpuestas con las fibras en el mismo sentido MADERA COMPRIMIDA: chapas superpuestas en láminas con las fibras en el mismo sentido, adheridas con resinas sintéticas y prensadas fuertemente en caliente MADERA COMPRIMIDA: chapas superpuestas en láminas con las fibras en el mismo sentido, adheridas con resinas sintéticas y prensadas fuertemente en caliente

30 APLICACIONES MADERA PÉTREA MADERA PÉTREA MADERA METALIZADA MADERA METALIZADA MADERA BAQUELIZADA MADERA BAQUELIZADA MADERA PLÁSTICA MADERA PLÁSTICA

31 CAÑAS Es una planta herbácea con tallo leñoso de 3 a 6 metros de longitud por 5 centímetros de diámetro en el tallo. Es una planta herbácea con tallo leñoso de 3 a 6 metros de longitud por 5 centímetros de diámetro en el tallo. Su estructura es hueca con tabiques transversales en los nudos y arranque de las ramas Su estructura es hueca con tabiques transversales en los nudos y arranque de las ramas La superficie externa es compacta y brilla La superficie externa es compacta y brilla Tiene color amarillento Tiene color amarillento

32 CAÑAS SE EMPLEA POR SER BARATA, LIGERA, IMPERMEABLE, NO SE DILATA NI CONTRAE CON LA TEMPERATURA Y POR TENER GRAN CANTIDAD DE SÍLICE, NO SE PUDRE FÁCILMENTE SE EMPLEA POR SER BARATA, LIGERA, IMPERMEABLE, NO SE DILATA NI CONTRAE CON LA TEMPERATURA Y POR TENER GRAN CANTIDAD DE SÍLICE, NO SE PUDRE FÁCILMENTE SE UTILIZA COMO ENCOFRADO, CERRAMIENTOS, VIVIENDAS, ENTABLADO, CUBIERTAS, ETC. SE UTILIZA COMO ENCOFRADO, CERRAMIENTOS, VIVIENDAS, ENTABLADO, CUBIERTAS, ETC.

33 PINTURAS MEZCLAS LÍQUIDAS, GENERALMENTE COLOREADAS, QUE APLICADAS POR EXTENCIÓN FORMAN UNA PELÍCULA DE PROTECCIÓN A LOS MATERIALES DONDE SE LAS APLICA DANDO BUENA RESPUESTA A LA VISTA. MEZCLAS LÍQUIDAS, GENERALMENTE COLOREADAS, QUE APLICADAS POR EXTENCIÓN FORMAN UNA PELÍCULA DE PROTECCIÓN A LOS MATERIALES DONDE SE LAS APLICA DANDO BUENA RESPUESTA A LA VISTA. ESTÁN CONSTITUÍDAS POR PIGMENTO SÓLIDO Y UN AGLUTINANTE LÍQUIDO QUE MEZCLADOS FORMAN UNA DISPERSION ESTÁN CONSTITUÍDAS POR PIGMENTO SÓLIDO Y UN AGLUTINANTE LÍQUIDO QUE MEZCLADOS FORMAN UNA DISPERSION

34 PIGMENTOS SON CUERPOS SÓLIDOS, FINAMENTE PULVERIZADOS, INSOLUBLES EN EL AGLUTINANTE, SIENDO SU PROPÓSITO EL DE COLOREAR, DAR CONSISTENCIA Y FACILITAR EL SECADO DE LA PINTURA SON CUERPOS SÓLIDOS, FINAMENTE PULVERIZADOS, INSOLUBLES EN EL AGLUTINANTE, SIENDO SU PROPÓSITO EL DE COLOREAR, DAR CONSISTENCIA Y FACILITAR EL SECADO DE LA PINTURA LOS PIGMENTOS PUEDEN SER: NATURALES Ó ARTICIALES LOS PIGMENTOS PUEDEN SER: NATURALES Ó ARTICIALES

35 PIGMENTOS CLASIFICACIÓN: CLASIFICACIÓN: Minerales Minerales Vegetales Vegetales Animales Animales Sintéticos Sintéticos Coloreados Coloreados Opacos Opacos Transparentes Transparentes inertes inertes

36 PIGMENTOS BLANCOS BLANCOS ROJOS ROJOS AMARILLOS AMARILLOS AZULES AZULES VERDES VERDES PARDOS PARDOS PURPURINAS PURPURINAS INERTES: ES LA CRGA DE LA PINTURA INERTES: ES LA CRGA DE LA PINTURA

37 CLASES DE PINTURAS A LA CAL A LA CAL AL FRESCO AL FRESCO AL SILICATO AL SILICATO A LA COLA A LA COLA AL ÓLEO AL ÓLEO AL BARNÍZ AL BARNÍZ A LA CERA A LA CERA ASFÁLTICAS ASFÁLTICAS A LA CELULOSA A LA CELULOSA RESISTENTES AL CALOR RESISTENTES AL CALOR RESISTENTES A LOS ÁCIDOS RESISTENTES A LOS ÁCIDOS ANTIOXIDANTES ANTIOXIDANTES LUMINOSAS LUMINOSAS PLÁSTICAS PLÁSTICAS

38 PROPIEDADES FÍSICAS DENSIDAD DENSIDAD VISCOSIDAD VISCOSIDAD PUNTO DE INFLAMACIÓN PUNTO DE INFLAMACIÓN FINURA FINURA DUREZA DUREZA TIEMPO DE SECADO TIEMPO DE SECADO PODER DE CUBRIMIENTO PODER DE CUBRIMIENTO INTENSIDAD DE COLOR INTENSIDAD DE COLOR IMFLAMABILIDAD IMFLAMABILIDAD CONTINUIDAD CONTINUIDAD ADHERENCIA Y ELASTICIDAD ADHERENCIA Y ELASTICIDAD IMPERMEABILIDAD IMPERMEABILIDAD TENACIDAD TENACIDAD ELASTICIDAD ELASTICIDAD FLEXIBILIDAD FLEXIBILIDAD RESISTENCIA A LOS AGENTES ATMOSFÉRICOS RESISTENCIA A LOS AGENTES ATMOSFÉRICOS ‘PROPIEDADES FÍSICO-QUÍICAS ‘PROPIEDADES FÍSICO-QUÍICAS