Madera: ¿que Es Y Por Que Características Se Distingue? Estructura Y Textura, Tipos Y Función, Color. ¿Qué Incluye La Composición Química? Solicitud

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Última modificación: 2024-01-18 12:09

La madera tiene muchas funciones: se usa para construir casas y hacer muebles, calentar habitaciones con ella, nos rodea por todas partes. Pero, ¿qué es la madera en términos de física o mecánica? ¿Cómo se puede utilizar y qué defectos tiene?

¿Lo que es?

La madera se denomina materia prima natural, que se utiliza para la producción de diversos tipos de productos y estructuras. Si hablamos de este material desde el punto de vista de la física, entonces la madera es un tejido vegetal, formado por células que se adhieren entre sí con una alta densidad . Debido a esto, la estructura del árbol es densa y resistente. Las células de los árboles (como cualquier otra célula viva) tienen un caparazón. Contiene celulosa, lo que hace que la madera sea tan duradera. Las células tienen la forma de un tubo, largo y estrecho, por lo que se les dio el nombre de fibras.

La madera tiene la capacidad de retener el calor . Esto se debe a la presencia de vacíos entre las células: son ellas las que atrapan el calor y lo acumulan. La resistencia y el peso inconsistentes están relacionados con el tamaño de las fibras. Cuanto más gruesos son, más duradera es la madera.

Es más fácil cortar madera en la dirección en la que se encuentran las fibras. Es más fácil procesar madera de aquellas especies en las que se ubican en paralelo . Los árboles de arce son más difíciles de procesar, ya que la estructura del arce tiene un entrelazado estrecho de células de fibra. Pero no solo la celulosa se encuentra en las células de la madera. También tienen una sustancia muy compleja y misteriosa llamada lignina. Gracias a él, las fibras están conectadas entre sí. Los científicos aún no han podido deducir la fórmula química de la lignina, es tan compleja.

La madera tiene un tono y un olor únicos que la distingue de otros materiales . Ambos se deben a la presencia en la composición de resinas, aceites, coníferas, gomas y otras sustancias. Estos mismos elementos ayudan a la madera a combatir la descomposición. La madera se divide en dos tipos de especies: deciduas y coníferas. Ambos grupos son muy grandes. Se destaca un grupo separado: árboles monocotiledóneos, que incluyen una palmera, bambú.

Algunas razas son más valiosas que otras. El valor aumenta con propiedades como la resistencia, la durabilidad y la presencia de una textura original: un patrón. Las especies valiosas incluyen roble, cerezo, haya y algunas otras.

Propiedades básicas

Todas las características de la madera se dividen en tres grandes grupos: físicas, tecnológicas y mecánicas.

Físico

Aquellas propiedades que durante las pruebas no provocan cambios en la composición química de la madera se denominan físicas. Estos incluyen las siguientes características:

• apariencia;
• nivel de humedad y todo lo relacionado con sus cambios;
• conductividad térmica y retención de calor;
• conductividad eléctrica;
• aislamiento acústico y todo lo relacionado con él;
• cambios que adquiere el material tras la exposición a radiación electromagnética.

Componentes como el color, el brillo, la textura y la macroestructura forman la apariencia . Se denomina color a la sensación visual que permanece después de que el árbol refleja una corriente de luz, o más bien, de la composición espectral de este reflejo. El color es extremadamente importante para la madera. Se guían por él a la hora de elegir la raza con la que se decorará la habitación, a partir de la cual se harán muebles, instrumento musical, género decorativo y aplicado, etc.

El color de un árbol depende de muchos factores: raza, edad, región y clima del área en la que crece. El color puede cambiar bajo la influencia del viento, el sol, las infecciones por hongos y la humedad, especialmente si el árbol ha estado en el agua durante mucho tiempo . Pero muchas razas tienen un tono único que un especialista puede reconocer fácilmente. El brillo es la propiedad de un árbol para reflejar una corriente de luz. En algunas razas, el brillo es más fuerte, en otras es más débil. De las especies que crecen en Rusia, el brillo más fuerte se encuentra en el roble, la madera de haya y en árboles como la acacia blanca.

La textura no es más que un dibujo de un árbol . Se vuelve visible después de que se cortan los elementos anatómicos (anillos anuales, rayos del núcleo, vasos). Según el ancho de los anillos de crecimiento y el contenido de madera tardía, se evalúa su calidad. El ancho del anillo de crecimiento es el número de capas contenidas en un centímetro, colocadas radialmente al final de la madera.

Para comprender cuánta humedad contiene la madera, introdujimos una característica como la humedad. Se expresa en porcentaje: la masa de agua en la madera a la masa de madera completamente seca.

Se mide por métodos directos o indirectos. La forma más fácil y confiable de medir el contenido de humedad de la madera es secarla . Lleva tiempo, pero la respuesta es precisa. En lo que respecta a los métodos indirectos, son significativamente más rápidos. Por ejemplo, las mediciones con un medidor de humedad eléctrico conductimétrico muestran cuánta agua contiene un árbol y cuál es su conductividad eléctrica. Pero la precisión de tales métodos es baja: un máximo del 30%, y solo donde se insertó la aguja para la medición.

El agua del árbol puede estar libre y unida . El primero se puede encontrar en la cavidad de las fibras y en el espacio entre células. El segundo está en la estructura de la célula, está sostenido por enlaces fisicoquímicos. Si el agua libre se elimina de la madera con bastante facilidad, entonces el agua ligada es mucho más difícil de eliminar. Si la madera cambia de forma durante el secado, el aserrado o el almacenamiento, esto se denomina deformación. Cualquiera que sea su causa, conduce a la aparición de defectos de madera, por lo tanto, debe almacenarse y procesarse de acuerdo con la tecnología.

La madera tiene propiedades como la absorción de humedad y la hinchazón (como consecuencia) . Esto debe tenerse en cuenta al trabajar con él. No siempre es negativo, por ejemplo, en cubas o toneles, la propiedad de la madera de hincharse y aumentar de tamaño, por ello, aumenta la densidad de adherencia de los elementos de madera entre sí.

La madera tiene una densidad medida en kilogramos por metro cúbico (o gramos por centímetro cúbico) . Los diferentes tipos de madera tienen la misma densidad de sustancia leñosa (es de 1,53 g / cm3), pero diferente densidad de madera completamente seca. Hay varios indicadores de densidad: la madera húmeda tiene una densidad y la madera seca tiene otra. Un árbol tiene una característica como la porosidad, es decir, el grado de llenado de las cavidades vacías con aire. La porosidad de diferentes rocas varía entre el 40 y el 80%.

El índice de permeabilidad significa la cantidad de sustancia líquida o gaseosa que la madera puede pasar bajo la influencia de la presión sobre ella. Por separado, entre las propiedades físicas de la madera, se distinguen las propiedades térmicas, que incluyen la capacidad calorífica, la capacidad de conducir el calor y expandirse bajo su influencia, así como la capacidad de conducir la temperatura. El árbol tiene la propiedad de conductividad eléctrica, es decir, una corriente eléctrica lo atraviesa . Cuanto más seca está la madera, peor conduce la electricidad y viceversa.

Tecnológico

Esta categoría de propiedades de la madera incluye parámetros como dureza, resistencia al desgaste, tenacidad, retención de varios tipos de sujetadores y la capacidad de procesar el material con herramientas de corte. La tenacidad al impacto es la propiedad de la madera para absorber la fuerza que se le aplica durante el impacto sin cambiar la estructura del material . La alta viscosidad significa que se necesita mucha fuerza para romper la muestra.

La dureza se refiere a la capacidad de la madera para resistir un cuerpo más duro cuando se presiona . El material más duro para la prueba de madera y dureza es el acero. La dureza se determina utilizando la escala del medidor de fuerza. La resistencia al desgaste de la madera está indicada por su propiedad de resistencia al desgaste durante su fricción contra una superficie con un recubrimiento abrasivo. Existe una fórmula especial para calcular la tasa de abrasión.

La capacidad de la madera para doblarse es diferente para diferentes especies de árboles. Las mejores curvas son fresno, roble, haya, lo que es peor: coníferas. La madera es capaz no solo de doblarse, sino también de partirse. Si clava un clavo demasiado cerca del borde, la propiedad será negativa, y si corta leña, será positiva.

Mecánico

La madera es capaz de resistir bajo la acción de fuerzas que se le aplican, es decir, tiene propiedades mecánicas. Estos incluyen fuerza, resistencia a la deformación, propiedades tecnológicas y operativas. Las propiedades mecánicas de la madera se determinan en ensayos como tensión, compresión, flexión y cortante . La madera se clasifica como material anisotrópico, lo que significa que tiene diferentes propiedades en diferentes direcciones.

La resistencia máxima es el nivel de tensión máximo permitido que precede al inicio de la fractura de la muestra . Debe determinarse sobre una muestra libre de defectos, de tamaño reducido y limpia. Para determinar la resistencia a la compresión de la madera, necesita una muestra que tenga una forma prismática.

La deformabilidad es la capacidad de soportar cargas a corto plazo sin cambiar la forma original . Debido a su elasticidad, la madera puede volver a su forma original después de cargas breves. El módulo de elasticidad se calcula mediante una fórmula especial. La estructura de la madera es tal que puede deformarse bajo cargas constantes. Es importante conocer exactamente tanto el índice de resistencia como el límite de resistencia adicional, así como el límite de resistencia (para muestras sometidas a cargas alternas).

Para comparar una especie con otra, es necesario conocer las características específicas inherentes a las propiedades mecánicas de los diferentes tipos de madera. Por ejemplo, las coníferas tienen una fuerza específica más alta que las de hoja caduca. También tienen un indicador de rigidez más alto, pero todas las demás características específicas son más bajas.

Resumen de especies

Hay muchas especies de madera, al elegir un material para la construcción o el procesamiento, se deben tener en cuenta las características y propiedades individuales de cada una. La madera se divide no solo en grupos bien conocidos de especies de hoja caduca y coníferas . Por ejemplo, existe una clasificación de la madera por color. Dependiendo de la especie, los colores de la madera difieren. El color de un árbol depende de varios factores. Esta es la raza, la edad, la velocidad a la que crece el árbol, así como la cantidad de tintes que contiene.

El brillo también está directamente relacionado con este último factor . La albura del árbol (la parte exterior, que contiene células vivas), el tono es siempre más claro que el del núcleo. En la parte central, en la que se concentran taninos y resinas, la tonalidad es mucho más oscura. En consecuencia, en el duramen, la madera es más oscura, en la albura, es clara.

Los primeros incluyen alerce, pino, fresno. El segundo, con un núcleo estrecho: abedul, pera, tilo, aliso. De los enumerados, el abedul tiene un tono de madera completamente blanco, mientras que el resto tiene un leñoso muy claro . Esto también se debe al hecho de que el almidón está presente en la albura. La albura se utiliza para la fabricación de tableros de parquet.

Las coníferas se utilizan para crear madera y otros componentes de construcción . Tienen una estructura ligera y de fácil manejo. En Rusia crece una gran cantidad de árboles coníferos. En cuanto a las maderas duras, se utilizan para crear muebles y enseres.

Ciertas especies de árboles tienen un valor más alto, se les llama valiosas . El valor radica en el hecho de que estas rocas tienen una resistencia mucho mayor, duran más y tienen un patrón único. Estas variedades se utilizan para crear hermosos muebles de élite, tablas de parquet, puertas y otros elementos de decoración. Todos cuestan significativamente más que los productos convencionales de la misma categoría. Las especies domésticas valiosas incluyen cerezo, roble, pera, palo de rosa, así como madera de arce blanco o acebo.

La madera también se distingue por signos de liquidez e iliquidez

• Madera líquida - se utiliza para las necesidades del hogar. La madera líquida se compone de madera comercial y leña. A su vez, la madera comercial incluye madera en rollo y astillada, pero no incluye leña. En la composición de la madera industrial, también se distinguen las virutas tecnológicas y la resina de tocón.
• Madera ilíquida - uno que no pueda ser utilizado con fines económicos debido a que ha perdido sus cualidades técnicas debido a defectos naturales o defectos de procesamiento.

La madera para pulpa se denomina surtido redondo o cortado a partir del cual se produce celulosa o pulpa de madera. La calidad de dicha madera está determinada por la variedad (de las cuales hay tres), así como por la frescura.

Descripción de vicios

Los defectos de la madera se denominan defectos que tiene. Esto se aplica a todo el maletero y sus elementos individuales. El defecto debe necesariamente degradar la calidad de la madera, limitando la posibilidad de su uso. Todos los tipos de defectos y defectos se enumeran en GOST 2140-81 . Todo lo que se desvíe de la estructura normal de la madera se considera un defecto.

Los vicios son naturales, que surgen independientemente de la voluntad de una persona . (exposición a factores climáticos, aves, insectos, roedores, bacterias, etc.), y existen defectos de procesamiento, que incluyen aquellos defectos que surgen como resultado de un procesamiento, almacenamiento o almacenamiento inadecuado del material.

Los vicios pueden ser tanto condicionales como incondicionales. Tal defecto se considera incondicional, lo que reduce significativamente la calidad de la madera, como podredumbre u hongos . Los nudos son el defecto más común, pero los defectos estructurales en la madera también son comunes. El tronco nudoso se puede utilizar, por ejemplo, para una decoración original, pero no deja de ser un vicio. La composición de lo permisible incluye no más de dos nudos por un metro de longitud de madera, mientras que los nudos deben ser saludables.

Los defectos en el procesamiento incluyen todo lo que dañó la madera durante el impacto mecánico sobre ella ., a saber - aserrado, cosecha, almacenaje, almacenaje, transporte, etc. Es como resultado del impacto mecánico que la madera sufre con mayor frecuencia, adquiriendo desventajas que inicialmente no tenía.

Aplicaciones

La madera se utiliza en muchas áreas de la industria, siendo uno de los materiales más ecológicos y al mismo tiempo económicos.

Como combustible

Las últimas décadas han demostrado la importancia de utilizar minerales y recursos renovables. Este último incluye la leña utilizada como combustible. El crecimiento en el uso de leña para calentar locales se ha registrado en todo el mundo, y Rusia no es una excepción . Los pellets de combustible (pellets) y las briquetas de combustible se fabrican en casi todas las regiones del país donde hay bosques, sin importar si son coníferas o caducifolios. El carbón vegetal también se hizo popular de repente, aunque anteriormente se había olvidado inmerecidamente. Ahora se usa ampliamente en la vida cotidiana y en el trabajo.

Pero es imposible utilizar la madera como combustible y fuente de energía sin restricciones. Existe una gran cantidad de reglas y requisitos legalmente establecidos, en relación con los cuales los ciudadanos no pueden simplemente recolectar leña, incluso para necesidades personales. La leña solo se puede comprar en organizaciones que tengan permiso para este tipo de actividad, como la tala y la tala.

Como materia prima

Las casas de campo en la inmensa mayoría de los casos se construyen hoy en día con madera. Las ventajas de la madera son innegables: es ecológica, natural, tiene una apariencia atractiva y permite crear muchos diseños, desde una cabaña rusa clásica hasta un chalet alpino. Construyen con madera no solo casas, sino también baños, saunas, cenadores . La madera se utiliza en la construcción de viviendas y en estructuras portantes, vigas, techos. En los asentamientos rurales, las casas de poca altura todavía se están construyendo con madera, para 2 o 4 propietarios.

La industria de la madera se esfuerza ahora por aumentar la resistencia de la madera aserrada a la humedad, el fuego, la resistencia y también por mejorar el cumplimiento de la madera y los tableros con los códigos de construcción . Pero al mismo tiempo, la madera debe seguir siendo un material natural y transpirable, conservar un patrón único y su aroma inherente. Constantemente aparecen nuevas tecnologías de procesamiento y construcción, por ejemplo, la construcción de casas con tecnología de doble madera es un fenómeno relativamente nuevo que solo está ganando popularidad en Rusia.

Además de la construcción, la madera se utiliza ampliamente como material estructural para la producción de muebles . - sofás, sillas, mesas, armarios y más. Las escaleras, barandillas, plataformas, balaustres, caminos y aceras en el jardín y otros elementos decorativos en el diseño del paisaje y en los edificios están hechos de madera.

Como material artesanal

Tanto los aficionados como los profesionales se dedican a las artes aplicadas en la actualidad. La madera se utiliza para la artesanía en sus formas más variadas, desde aserrín y losas hasta barras y tablas de parquet. Los artesanos con manos doradas y de cajas de madera o paletas crearán una silla de jardín: Adirondack, que no se verá peor que una de fábrica . De los cortes, se obtienen los dos senderos originales del jardín, así como magníficas tablas de cortar o cuadros quemados con una sierra de calar.

Procesando

Aunque un árbol es un recurso natural renovable, un bosque tarda varias décadas en recuperarse por completo. La deforestación y los incendios forestales afectan negativamente las condiciones climáticas y ambientales y reducen la cantidad de recurso disponible para su uso . Por tanto, la madera se recicla para reutilizarla en la producción, así como para procesar los residuos resultantes.

Al hacer un buen uso de los residuos y desechos generados por el procesamiento de la madera, se puede salvar una gran cantidad de bosque.

La madera se puede dividir en comercial y no comercial . El primero incluye, por ejemplo, la losa y las tablas debajo de la silla. El segundo incluye chapas y losas, más precisamente, sus remanentes, cortes de sierra de troncos, diversas piezas y desperdicios de actividades de carpintería, y la corteza, aserrín, virutas y polvo también se refieren a la madera no comercial. La madera comercial se utiliza para crear nuevos productos. La actividad no comercial está sujeta a recolección, procesamiento adicional y posterior eliminación. Aunque en relación con la madera no comercial, se están realizando desarrollos y búsqueda de formas de procesamiento. Por ejemplo, las virutas y el aserrín se comprimen, después de lo cual se utilizan para hacer arena para gatos.