Propiedades De La Madera: ¿cuál Es Su Dureza? Propiedades Tecnológicas Y Humedad. ¿Cuáles Son Las Propiedades útiles De La Madera?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Última modificación: 2023-12-16 05:34

Conocer todo sobre las propiedades de la madera, y no solo sobre lo que es en términos de dureza, es útil para el desarrollo general y para la organización directa de diversas industrias. Es imperativo prestar atención a las propiedades tecnológicas y la humedad. Pero también vale la pena imaginar de antemano qué propiedades útiles tiene la madera.

Descripción general de las propiedades físicas

Color

El color de la madera depende en gran medida del grado de saturación con taninos. Por lo tanto, está claramente ligado a las características climáticas y edafológicas de varias localidades. La regla principal es simple: cuanto mayor sea la solubilidad de las sales minerales, más oscuro resultará el material. Pero el color de un árbol en particular depende también de:

• ingesta de sales minerales;
• características de procesamiento en producción;
• grado de humedad;
• características de iluminación;
• agotamiento con el tiempo;
• lesiones fúngicas.

Brillar

Físicamente, este parámetro expresa el grado de rechazo direccional del flujo luminoso. Cuanto más lisa es la superficie de una muestra en particular, más alta es … No en vano, los tableros y paneles debidamente pulidos, casi independientemente de la raza original, brillan con especial fuerza. Pero aún así, las características de la raza siempre dejan una huella en la naturaleza de tal brillo.

Y nuevamente, es necesario tener en cuenta la manifestación desigual de dicho parámetro en diferentes niveles de iluminación.

Textura

En muchos sentidos, es esta propiedad la que se considera que determina la apariencia de la madera al final. La textura se refiere a un patrón específico. Por lo general, no se encuentra en la superficie, sino en el corte. La textura está influenciada por:

• color ya mencionado;
• características de las fibras y su ubicación;
• tres anillos;
• pigmentos en el interior.

Oler

El aroma específico es quizás la propiedad más agradable que tiene la madera . El olor más fuerte es característico del grano, porque hay la mayor concentración de sustancias aromáticas. Un árbol recién talado huele más fuerte, luego más débil. Después de un tiempo, es casi imposible captar este olor. Es más atractivo para tales especímenes:

• enebro;
• limonero;
• ciprés;
• teca;
• Durazno;
• madera amarilla.

Macroestructura

Este es el nombre de la estructura de un árbol, detectado ya sea a simple vista o con un ligero aumento, por ejemplo, con una lupa. Puede notar la macroestructura en cualquier corte de los troncos. El núcleo, el cambium y la madera en sí son partes de la macroestructura.

Esto también incluye los anillos de crecimiento, que permiten juzgar la edad del árbol, en qué condiciones creció y se desarrolló.

Humedad

Este indicador suele pasar como negativo porque cuanto más pequeño es, más fácil es trabajar con madera, más predecibles son sus otros parámetros y más confiable es el producto terminado . La madera recién cortada tiene un grado de humedad bastante alto. En condiciones normales, una temperatura de 20 grados, un árbol puede absorber hasta un 30% del agua en términos absolutos del entorno externo. Naturalmente, no puede superar este indicador, a menos que existan circunstancias especiales que aumenten la saturación con líquido hasta en un 50 o incluso hasta en un 100%. Sorprendentemente, apenas depende de la raza e incluso de la región de origen.

El estándar según GOST es simple: si el contenido de agua es inferior al 22% , entonces se trata de madera seca y, en una concentración más alta, se clasifica como categoría húmeda. Sin embargo, a efectos prácticos, es, por supuesto, imposible limitarnos a un nivel tan estándar. Además, debe recordarse que según GOST, el contenido de agua en la madera de clase 4 no está estandarizado. La definición de este indicador se realiza de diversas formas. Para fines profesionales, se mide con un dispositivo especial: un medidor de humedad eléctrico.

Sin embargo, los carpinteros y carpinteros experimentados pueden determinar el contenido de humedad a simple vista con una precisión bastante alta. Por supuesto, esto no es suficiente para elaborar documentación sobre la calidad del lote, pero es suficiente para la selección de madera para construcción o producción de muebles.

También puede verificar la humedad mediante una prueba de peso . Por lo general, la madera secada al aire se considera normal, cuyo contenido de humedad no supera el 15-20%. La mayoría de las veces, para lograr este resultado, se necesita un secado más o menos prolongado.

Un árbol con un contenido de humedad superior al 100 por ciento se considera húmedo .(según el coeficiente de adición de peso debido a la humedad). Pero esto solo es posible con una exposición prolongada al agua. La humedad se considera normal del 30 al 80% ., aunque, por supuesto, no se esfuerzan por alcanzar el límite superior, pero intentan usar la madera más seca posible, idealmente no más del 12%. El cálculo se realiza según una fórmula bastante sencilla.

El índice de humedad inicial se determina restando de la masa inicial la masa que estará en un estado absolutamente seco, y luego dividiéndola por la masa absolutamente seca y multiplicándola por 100% . Debe entenderse que incluso si la superficie está seca, todavía puede haber una buena cantidad de humedad en el interior. En algunos casos, puede escuchar sobre el llamado contenido de humedad de equilibrio de la madera. Implica tal estado en el que la presión del entorno externo está completamente equilibrada por la presión del lado del líquido contenido en los poros y las células. Este indicador, como otros tipos de saturación de agua, incide directamente en la idoneidad de las materias primas para determinados fines prácticos.

Al aumentar el contenido de humedad, la madera aserrada:

• se vuelve significativamente más ancho;
• se alarga un poco;
• en combinación con un aumento de temperatura, adquiere plasticidad;
• durante un largo período de tiempo (comparable a la vida útil normal), se desgasta y se degrada más rápido, se pudre con más frecuencia y de manera más activa.

Absorción de humedad

Pero el agua no solo está contenida inicialmente, sino que también proviene del exterior durante todo el período de uso de los productos. La intensidad de su absorción se llama precisamente absorción de humedad. Se genera algo de calor cuando se adsorbe agua.

Pero este proceso se ralentizará gradualmente. Cuando se acerca al límite de saturación, generalmente avanza de una manera extremadamente lenta.

Conductividad de la humedad

Se trata de hacer pasar el agua supuestamente ligada. El coeficiente de conductividad de la humedad tiene en cuenta el movimiento tanto del líquido como de la fase de vapor. Sucede a través de:

• cavidades celulares;
• espacios intercelulares;
• sistemas capilares de membranas celulares.

Encogimiento e hinchazón

Cuando los profesionales pronuncian la palabra encogimiento, carece de connotación irónica . Este es un término bastante serio, que significa el grado en que se reduce el tamaño de la madera o el producto de la misma al eliminar la humedad presente allí. Para cada raza e incluso para un nivel de densidad específico, este indicador puede diferir significativamente. En diferentes direcciones geométricas, la contracción no es uniforme. El significado físico de la hinchazón consiste en la penetración de moléculas de agua en las paredes celulares y en su separación de las fibrillas de celulosa, este fenómeno es principalmente característico de la madera sobre secada o expuesta a cambios estacionales en el contenido de humedad.

Tensiones internas

En su estado natural, cualquier tronco de árbol crece de forma equilibrada, incluso si tiene que desarrollarse torcido. Pero cuando se corta el mismo tronco, la madera "conduce", porque estas tensiones se descontrolan, pierden toda armonía. Los más poderosos se encuentran inmediatamente, tan pronto como se corta el tronco. Sin embargo, a veces el problema se revela mucho más tarde, después de que las tablas se hayan secado y fijado a la estructura creada.

Visualmente, esto se expresa en la aparición de diversas grietas, el correcto secado industrial resulta ser la solución al problema, y por eso no se puede considerar que solo suba el precio, como se suele pensar.

Densidad

Este es un indicador de la masa de una determinada unidad del volumen de un árbol. Importante: se calcula ignorando deliberadamente la masa de vacíos y la humedad contenida, solo importa la gravedad neta de la materia seca . Para cada raza, la densidad es estrictamente individual. Este indicador está estrechamente relacionado con los siguientes parámetros:

• porosidad;
• humedad;
• tasa de absorción;
• fuerza;
• susceptibilidad al daño biológico (cuanto más densa es la muestra, más difícil es dañarla).

Permeabilidad

No se debe subestimar la capacidad de la madera para transmitir líquidos y gases . Afecta directamente el desarrollo de los modos de secado e impregnación y la evaluación de la viabilidad de dichos modos. La permeabilidad al agua está determinada no solo por la especie de madera, sino también por la ubicación en el tronco y la dirección del movimiento de líquidos y gases. La permeabilidad a lo largo del grano es significativamente diferente de la velocidad de penetración a través del grano. También vale la pena considerar el importante papel de las sustancias resinosas que interfieren con el flujo de agua y otras sustancias líquidas.

La permeabilidad a los gases se define como la cantidad de aire que ha pasado. Se mide en términos de 1 metro cúbico. ver superficie de muestra. Este indicador está determinado:

• presión;
• las propiedades de la madera en sí;
• propiedades de vapores o gases.

Térmico

Son ellos los que se mencionan con mayor frecuencia entre las propiedades útiles del material natural .… Pero en realidad, la situación es algo más complicada que una simple “buena retención de calor”. El nivel específico de capacidad calorífica no depende en gran medida de la roca y la densidad. Está determinada principalmente por la temperatura ambiente. Cuanto mayor es, mayor es la capacidad calorífica, la dependencia es casi lineal.

También vale la pena prestar atención a la difusividad térmica y la conductividad térmica . Ambas propiedades están directamente relacionadas con la densidad de la sustancia, porque cada cavidad que contiene aire juega un papel importante. Cuanto más densa es la madera, mayor es su conductividad térmica. Pero el índice de conductividad térmica, por el contrario, cae bruscamente con un aumento en la masa específica de la muestra.

Las células y fibras transmiten más calor en la dirección longitudinal que en la dirección transversal.

Pero a veces la madera también se utiliza como combustible. En este caso, el poder calorífico es crítico . Para un árbol completamente seco, varía de 19,7 a 21,5 MJ por 1 kg. La aparición de humedad, incluso en pequeñas cantidades, reduce drásticamente este indicador. La corteza, a excepción del abedul, se quema a la misma temperatura que la madera misma.

Cuando se usa madera como combustible, se le da la mayor importancia a una propiedad térmica de la madera como el calor de combustión (poder calorífico), que para la madera absolutamente seca es de 19,7-21,5 MJ / kg. La presencia de humedad reduce en gran medida su valor. El poder calorífico de la corteza es aproximadamente el mismo que el de la madera, excepto por la capa exterior de la corteza de abedul (36 MJ / kg).

Sonido

La gran mayoría de los constructores están interesados única y exclusivamente en la capacidad de la madera para absorber sonidos extraños. Cuanto más alto sea, mejor protegerá el material la casa del ruido de la calle. Sin embargo, en la producción de instrumentos musicales, una propiedad como la resonancia juega un papel importante.

Los profesionales todavía están estudiando la constante de radiación, también es la constante acústica. Según ella, se evalúa la idoneidad de una determinada raza o incluso una muestra específica para un uso práctico.

Eléctrico

Es, en primer lugar, sobre la resistencia eléctrica y la fuerza eléctrica … El grado de resistencia a la corriente está determinado por el tipo y la dirección de las fibras. Sin embargo, los niveles de temperatura y humedad son previsiblemente importantes. Por fuerza eléctrica, se acostumbra entender la fuerza del campo eléctrico requerida, que es suficiente para la ruptura. Cuanto más se calienta la madera, mayor es su temperatura, menor es la resistencia a tal ruptura.

Manifestado cuando se expone a la radiación

En caso de radiación infrarroja, las áreas superficiales de la madera pueden calentarse mucho. Sin embargo, es necesario un impacto muy fuerte de este tipo para que el tronco de un árbol grueso se modifique en toda su profundidad . Curiosamente, la penetración de la luz visible es mucho más profunda, de 10 a 15 cm. Las características del reflejo de la luz permiten juzgar bien los defectos del material. La luz ultravioleta penetra mal en la madera.

Pero provoca un brillo específico: luminiscencia . Los rayos X pueden detectar incluso pequeños defectos estructurales. A menudo se utiliza para diagnósticos profesionales. La radiación beta se utiliza para estudiar árboles en crecimiento. Los rayos gamma pueden detectar defectos muy ocultos, podredumbre, etc.

Descripción de propiedades mecánicas

Fuerza

Este es el nombre de la capacidad de resistir la destrucción cuando se aplica una carga .… El grado de resistencia depende de la cantidad de humedad unida. Cuanto mayor sea, menor será la resistencia a la tensión mecánica. Sin embargo, tras superar el umbral de higroscopicidad (alrededor del 30%), esta dependencia desaparece. Por lo tanto, la comparación de las resistencias a la tracción de las muestras solo se permite con un grado idéntico de humedad.

La resistencia se mide necesariamente no solo a lo largo de las fibras, sino también en las direcciones radial y tangencial.

Dureza

Casi todo el mundo sabe que la madera puede ser de diferente dureza y que este es uno de los principales indicadores a la hora de seleccionarlo para fines específicos . Los expertos definen la dureza como la fuerza de resistencia a la introducción de objetos extraños, incluido el hardware. Además de la lista o escala para las especies de árboles coníferos y caducifolios, también existe su clasificación según el área de dureza. Fin La dureza se establece al sangrar una varilla de metal con un cierto diámetro y forma del extremo a una profundidad determinada de radio sin problemas en 120 segundos. Las estimaciones se realizan en kilogramos por centímetro cuadrado.

También distinguir dureza radial y tangencial . Su indicador en el plano lateral de un tablero de madera dura es casi un 30% más bajo que desde el extremo, y para un macizo de coníferas la diferencia suele ser del 40%. Pero mucho depende de la raza específica, de su condición y características de almacenamiento. En algunos casos, la dureza se mide según el sistema Brinell. Además, los especialistas siempre tienen en cuenta cómo puede cambiar la dureza durante el procesamiento y durante el uso.

El árbol más fuerte del mundo es:

• jatoba;
• sucupira;
• Yarra amazónica;
• turbiedad;
• Nuez;
• merbau;
• ceniza;
• roble;
• alerce.

Factores de calidad

Pero simplemente averiguar qué árbol puede soportar más cargas sin colapsar está lejos de ser suficiente. Es necesario prestar atención a otros aspectos significativos. En primer lugar, sobre la relación entre los parámetros mecánicos y la densidad aparente. Cuanto más pesada es la madera, mejor suele ser su mecánica .… La relación correspondiente se describe mediante una serie de fórmulas complejas. Pero para tener en cuenta ciertas condiciones y lugares de crecimiento, se introducen factores de corrección adicionales.

La rentabilidad ponderal se refleja en los coeficientes:

• calidad general;
• calidad estática;
• calidad específica.

Características de las propiedades tecnológicas

Las principales propiedades técnicas de la madera, junto con la dureza ya mencionada, son:

• fuerza de impacto;
• eficiencia de retención de hardware;
• flexibilidad;
• propenso a partirse;
• resistencia al desgaste.

La viscosidad caracteriza el trabajo absorbido en el impacto, que no conduce a la destrucción del material.

La prueba se realiza con muestras especiales. Para realizarlo se utilizan fotocopiadoras de péndulo.

El péndulo en estado elevado almacena energía potencial. Después de soltar en movimiento sin impedimentos, se eleva a una altura, y habiendo gastado parte del impulso para destruir la muestra, a otra altura, esto nos permite determinar el gasto de esfuerzos.

Los dispositivos suelen estar equipados con una escala especial. Una vez contadas las lecturas, se sustituyen en las fórmulas, y de esta forma se obtiene el indicador de resistencia al impacto. Debe entenderse que estamos hablando de comparar la calidad de las muestras y no de los cálculos de estructuras de madera. Se encontró que las especies de hoja caduca son más viscosas que el macizo de coníferas . En cuanto a la retención del hardware, depende de la fuerza de fricción que se produce entre el material y los sujetadores insertados en él.

Además, se determina el denominado valor de resistencia a la extracción. Además de la densidad, también está determinada por el tipo de madera y si el hardware entra por el extremo o por la fibra. Al mojar la madera, será posible simplificar el mismo clavado de clavos, pero el material seco los sujeta peor. La resistencia a la fuerza de flexión debe evaluarse principalmente en los casos en que la flexión sea tecnológicamente necesaria para obtener un determinado producto. No existe un método estandarizado para evaluar este indicador.

La resistencia al desgaste casi siempre se define como la resistencia a la fricción. Solo en casos raros, la resistencia a otras influencias del desgaste juega un papel importante. Es importante comprender que se mide por la capa superficial. Si la destrucción ha llegado al núcleo, no tiene sentido seguir estudiando el tema; las consecuencias ya son claras. Un método estándar para evaluar la resistencia al desgaste se proporciona en GOST 16483 de 1981.