UD3. MATERIALES DE USO TÉCNICO. LA MADERA

1. INTRODUCCIÓN

Para construir o fabricar objetos se necesitan materiales de construcción, para ello, existen distintos tipos de materiales que podemos utilizar, pero dependiendo de lo que vayamos a construir, tendremos que utilizar unos materiales u otros.

Para saber qué material es el adecuado para el objeto que queremos construir, debemos conocer las propiedades de dicho material (La fuerza que aguanta, el color, el precio, la forma de trabajar con él, etc.), por eso vamos a estudiar la madera como material de construcción, para que podamos emplearla en nuestros proyectos.

La madera es uno de los primeros materiales de construcción que se emplearon, ya que es fácil de conseguir y de trabajar.

1.1. Clasificación de los materiales

Atendiendo a su origen, los materiales pueden clasificarse en naturales, transformados y sintéticos.

a)    Materiales naturales. Son aquellos que podemos encontrar directamente en el medio natural y que, a su vez, sirven como materia prima para obtener los materiales transformados.

Los materiales naturales pueden ser renovables, en cuyo caso, si se explotan de manera racional, no existe peligro de que se agoten. Son materiales naturales renovables la madera, el caucho o el algodón. En cambio, los materiales no renovables, como los metales, el carbón o el petróleo, son recursos limitados.

b)    Materiales sintéticos. Son los que se obtienen mediante procesos artificiales de transformación, como los plásticos o determinadas fibras textiles.

1.2. Los árboles como recurso vivo

Aunque hay cientos de especies arbóreas diferentes, los árboles se dividen en dos grandes grupos:

a)  Árboles caducifolios. Se caracterizan porque pierden sus hojas en invierno y poseen un crecimiento lento y maderas duras. Pertenecen a este grupo el haya, el roble, el almendro y el manzano.

b)  Árboles perennifolios.  Son de hoja perenne, de crecimiento rápido y de maderas más blanda. El grupo más representativo es el de las coníferas, entre las que se encuentran el pino, el ciprés, el abeto y el tejo.

Asimismo, en los árboles se distinguen tres partes principales:

1.3. La madera como material

La madera es un material fibroso y duro, situado debajo de la corteza, que forma parte del cuerpo de los árboles. Está constituida por innumerables células microscópicas, dispuestas longitudinalmente, en forma de tubos, que generalmente son más simples en las maderas denominadas blandas que en las duras.

Al efectuar un corte transversal en el árbol veremos una serie de anillos dispuestos de forma concéntrica: son los llamados anillos de crecimiento.

Asimismo podemos distinguir las siguientes partes:

·      La corteza es la capa más externa del árbol y está constituida por células muertas. Protege el árbol de los agentes atmosféricos.

·     El cambium se sitúa a continuación de la corteza. Es el responsable del aumento en grosos. Durante la época de crecimiento (primavera a otoño) el perímetro del árbol se incrementa, al aparecer células nuevas en la capa de cambium. Está formado por células de paredes muy delgadas que se dividen dando lugar a dos capas de células:

* Xilema: capa de células internas que constituyen la albura.

 
* Floema: capa de células externas que se disponen en la parte más próxima de la corteza.

·     La albura. Forma parte del cambium. Es la madera de más reciente formación, y posee vasos conductores funcionales que transportan la savia. Ésta contiene una sustancia azucarada que la hace vulnerable a los diferentes insectos que producen la carcoma. Es la capa más clara porque contiene más savia que las demás.

·     El duramen. Es la madera propiamente dicha, dura y consistente. Está formada por células mueras no funcionales y se encuentra entre la albura y la médula. Se diferencia de la albura por ser más oscura, pues aquí ya no existe transporte de savia.

·    La médula. Está situada en el eje y centro del árbol y presente forma cilíndrica. Es la parte más antigua del árbol

1.4. Proceso de obtención de la madera en bruto

El proceso de obtención de la madera consta de los siguientes pasos:

·     Corte o tala y apeo. Este procedimiento consiste en cortar los árboles de los que se va a a extraer la madera. Esta operación se realiza en las siguientes fases:

·       Transporte. Para transportar la madera hay que tener en cuenta dos factores: la orografía del terreno y la infraestructura existente. Existen distintas formas de transporte (tracción animal, deslizaderas, transporte fluvial, marítimo, por carretera, en tren, etc.)

·     Aserrado. Después de quitar la corteza al tronco del árbol se procede a su troceado. Atentiendo al uso que se le quiera dar, se selecciona el tipo de troceado más conveniente, aunque en esta decisión influyen las grietas y heridas que tenga el árbol.

·        Secado. El secado de la madera puede realizarse de una forma natural o empleando métodos artificiales como, por ejemplo, el secado a través de inmersión, vaporización, etc.

       Secado natural de la madera

1.5. Propiedades y defectos de la madera

En general, las propiedades de la madera dependen de las condiciones en las que ha crecido el árbol, de su edad, del nivel de humedad, del tipo de terreno, etc. Lógicamente, estas propiedades varían en las distintas partes de la madera. Por ello, cada sección tomada de un mismo árbol o tablón será diferente, y por este motivo únicamente se suelen definir sus propiedades medias.

a)   Densidad

Es la relación existente entre el peso y el volumen de un cuerpo. En la madera depende de los poros que tenga. Por los poros puede penetrar más o menos cantidad de agua (humedad) y producirse un aumento de densidad.

b)  Dureza

En el caso de la madera es una propiedad relacionada con la densidad, el clima y la velocidad de crecimiento de la plana. La madera de un árbol será tanto más dura cuanto mayor sea su densidad, menor su velocidad de crecimiento y más cálido el clima.

c)   Flexilidad

Se trata de la facilidad con la que una madera puede ser doblada y depende de su edad, humedad y dureza. Cuanto más joven, verde y blanda sea la madera, más flexible será.

d)  Duración

Corresponde al tiempo que una madera es capaz de resistir. Depende de su dureza, heridas, desecación, y del modo en que sea usada.

e)   Veteado

Son las tonalidades de color diferente que presenta la superficie de la madera como consecuencia de su despiece y de la densidad de los anillos, entre otros factores.

Defectos naturales y por secado defectuoso en las maderas

Los defectos de la madera se pueden clasificar en dos grandes grupos:

·     Los naturales, entre los que se encuentran las heridas, grietas y nudos, desarrollados por el árbol durante su etapa de crecimiento.

·     Los que se generan cuando el secado de la madera se efectúa de forma incorrecta, situación que puede producir tensiones en las maderas y deformarlas o incluso agrietarlas.

Por ello, los extremos de las maderas suelen pintarse durante el proceso de secado natural. De esta forma se evita el secado excesivamente rápido de algunas partes, que podría conducir al agrietamiento y deterioro de la madera.

1. 6. El corcho y el caucho

CORCHO.

Es un material poroso, impermeable y muy ligero, que se obtiene de la corteza de ciertos árboles, principalmente del alcornoque.

Es útil para muchas cosas, desde la fabricación de tapones para botellas a paneles para aislamientos térmicos o acústicos.

En el aula de tecnología podemos usar el corcho en bruto, como elemento ornamental para decorar trabajos, o en planchas de diferentes espesores, para obtener distintas piezas y figuras para nuestros proyectos.

CAUCHO.

Es una goma elástica que se obtiene a partir de la savia o látex de ciertos árboles y plantas tropicales. La más utilizada es Hevea brasiliensis.

El método de obtención del caucho consiste en realizar un corte en forma de espiral alrededor del tronco, que hay que rascar cada varios días para evitar que el látex se coagule y obture el corte.

El caucho bruto pierde su resistencia a temperatura relativamente bajas (entre 50 o 60 ºC), por lo que se le somete a un proceso de vulcanizado con el fin de aumentar su resistencia. De esta forma, se obtienen los distintos tipos de caucho empleados para fabricar cientos de productos comerciales, como los neumáticos, materiales para calzado o gomas elásticas que utilizamos como transmisiones en nuestros proyectos.

2. TIPOS DE MADERA

Existen a nuestro alrededor muchos objetos construidos de madera, pero no todos son iguales y están hechos de distintos tipos de madera (Distintos colores, distinto peso, distinto tacto, etc.).

2.1. La madera natural

La madera natural proviene directamente de los árboles, después de quitarles las ramas y la corteza y cortar el tronco que queda en tablas. La madera que se obtiene puede tener distintas características y aspecto, según el tipo de árbol del que provengan. (Pino, roble, nogal, etc.).

La madera es un material fuerte, duradero, aislante térmico y acústico por lo que tiene multitud de aplicaciones.

Puedes ver cómo se obtiene la madera y qué tipos de madera se emplean más en los siguiente vídeos de YouTube:

La madera se corta en piezas de distintas formas, como puedes ver en la siguiente imagen:

2.2. La madera artificial

La madera natural es bastante cara, por lo que la mayoría de las veces se utiliza madera artificial, que es mucho más barata y también tiene buenas propiedades.

La madera artificial procede de restos de la poda y del reciclaje de muebles. La principal ventaja que tiene respecto a la madera natural es que se pueden construir tableros de cualquier medida.

Los tres tipos de madera artificial más usados son:

*   El contrachapado

*   El aglomerado

*   El DM (Tableros de Densidad Media)

2.2.1. El contrachapado o chapón

Es un tablero construido con chapas de madera pegadas con las vetas contrapuestas.

Es un material barato, ligero, resistente y de aspecto agradable.

En la siguiente imagen se puede ver un tablero contrachapado de 9 mm. de espesor, en el que se pueden apreciar las distintas chapas que lo forman.

En el siguiente vídeo se pueden ver el proceso de fabricación de tableros de contrachapado para la construcción de cajas para fruta.

2.2.2. El aglomerado

El aglomerado es un tablero fabricado con una mezcla de virutas de madera y cola, que se prensa y se deja secar.

Es el tipo de madera más utilizado hoy en día por ser el más barato, a pesar de ser muy pesado y poco resistente a la humedad.

Como no tiene un aspecto agradable, se suele recubrir con chapas de contrachapado o de melamina, como podemos ver en la siguiente imagen.

En el siguiente vídeo se puede ver el proceso de obtención de un tablero de aglomerado recubierto con melamina.

2.2.3. El DM

El DM es un tablero realizado con fibras de madera que se humedecen y se prensan a altas temperaturas.

Es una madera ligera, muy compacta y de aspecto agradable. Se puede pintar y forrar de melamina.

Actividades (1)

Contesta en tu cuaderno las siguientes actividades copiando los enunciados completos.

Actividad digital (2)

*   Abre el procesador de textos e inserta una tabla como la siguiente.

*   Rellena la tabla con los datos vistos en el texto anterior.

*   Busca en Internet los datos que no figuren en el texto.

3. HERRAMIENTAS PARA TRABAJAR LA MADERA

Para fabricar objetos con madera hay que realizar una serie de operaciones y manejar una serie de herramientas que veremos a continuación:

Si utilizas herramientas en el taller de tecnología no dudes en preguntarle al profesor si tienes dudas sobre su uso, ya que puedes tener un accidente.

3.1. Medir, marcar y trazar

La primera operación que debemos hacer en cualquier trabajo de tecnología es marcar y trazar las piezas que después cortaremos. Es muy importante tomarse el tiempo necesario para realizar estas operaciones ya que de la precisión con la que tracemos las piezas dependerá el resultado final del objeto construido.

REGLA METÁLICA Se utiliza para medir y trazar lineas rectas. La más usada es la de 50 cm.	ESCUADRA DE TACÓN Sirve para trazar líneas perpendiculares y paralelas a los bordes de la tabla de madera gracias a su tacón	METRO DE CARPINTERO Se empleaba antiguamente para medir y trazar en la madera; además, no la araña.
LÁPIZ DE CARPINTERO Son ovalados y tienen la mina rectangular.	PUNZÓN Se utilizan arañando directamente la madera.

3.2. Sujetar

Debido a que hay que ejercer fuerza sobre las herramientas de corte, desbastado y taladrado, es necesario sujetar bien las piezas de madera a la mesa de trabajo para obtener mejores resultados.

GATO O SARGENTO Es el más usado y económico, los hay de varios tamaños.	SARGENTO G Son muy prácticos para piezas pequeñas.	SARGENTO DE INGLETES Se usan para unir piezas en ángulo de 90º, como en los marcos de cuadros.
TORNILLO DE BANCO Es el que más fuerza hace. Puede marcar las piezas, por lo que se utilizan con mártires.	PINZAS Son los más fáciles de usar, pero no hacen mucha fuerza.

3.3. Cortar

Cortar la madera es una de las operaciones más importantes dado el conocimiento y la destreza que requiere en el manejo de herramientas.

La madera es un material relativamente fácil de cortar, pero hay que cortarla con cuidado para no salirnos de la señal hecha previamente, lo que arruinaría nuestro trabajo.

Para cortar cualquier trozo de madera hay que sujetarla mediante las herramientas vistas anteriormente.

Actividades (3)

Contesta en tu cuaderno las siguientes actividades copiando los enunciados completos.

Actividad digital (4)

*    Abre el procesador de textos e inserta una tabla como la siguiente.

*    Rellena la tabla con los datos vistos en el texto anterior.

*    Busca en Internet los datos que no figuren en el texto.

3.4. Desbastar y rebajar

En ciertas ocasiones hay que quitar muy poca cantidad de madera, por lo que una sierra no sirve, a esta operación se le llama desbastar y también sirve para afinar la superficie exterior de un objeto de madera. Si tenemos que quitar más cantidad de madera tendremos que rebajar su superficie.

3.5. Taladrar

La operación de taladrar consiste en realizar un agujero cilíndrico en la madera, es una operación muy habitual para unir piezas de madera mediante tornillos o tubillones.

Para realizar un taladro se utilizan las brocas, las palas y las coronas, según el diámetro que queramos conseguir.

3.6. Unir

Cuando hemos terminado de mecanizar las piezas que forman nuestro objeto de madera, tenemos que unir las piezas mediante tornillos, clavos, cola o adhesivos.

TORNILLOS PARA MADERA     Unen fuertemente la madera y permiten hacer uniones desmontables.	CLAVOS   Crean uniones no muy fuerte, pero son fáciles de poner.	COLA O ADHESIVOS   Crean fuertes uniones permanentes. Necesitan un largo tiempo de secado.
Para realizar las uniones vistan anteriormente se necesitan la siguientes herramientas:
DESTORNILLADORES     Sirven para poner tornillos. Los más usados son los planos y los de estrella	MARTILLOS   Sirven para poner puntillas. Los hay de varias formas y materiales, según el trabajo que realizan.	PISTOLA DE PEGAMENTO TERMOFUSIBLE   Aplican pegamento derritiéndolo. Permite un secado muy rápido por lo que se usa mucho en tecnología.

Actividades (5)

Contesta en tu cuaderno las siguientes actividades copiando los enunciados completos.

Actividad digital (6)

*   Abre el procesador de textos e inserta una tabla como la siguiente.

*   Rellena la tabla con los datos vistos en el texto anterior.

*   Busca en Internet los datos que no figuren en el texto.

*   Obtén las fotos de Internet e insértalas como se ha explicado.

4. MANEJO DE HERRAMIENTAS

Seguramente hayamos utilizado alguna vez herramientas para la madera como sierras o martillos, pero ¿Lo hemos hecho correctamente?, ¿Hemos tenido en cuenta nuestra seguridad?

En los siguientes vídeos vamos a ver el manejo correcto de las principales herramientas para la madera vistas en el tema:

5. TÉCNICAS DE ACABADO

Para conseguir un grado de acabado satisfactorio en madera y metales hay que preparar primero las superficies de forma que estén perfectamente limpias, lisas y sin imperfecciones.

Los defectos, como grietas, abolladuras y manchas, se deben tratar siempre antes de aplicar cualquier tipo de acabado.

Las grietas se rellenan con masilla y patas apropiadas y después se lijan y rascan las manchas de cola y las abolladuras. Con esta operación se concluye el proceso.

La técnica del lijado permite pulir todo tipo de superficies metálicas y de madera para conseguir un acabado liso y suave.

La selección de la lija estará en función del tipo de acabado que se desee obtener: