UUFDGDS UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA14

I. INTRODUCCION Los rboles constituyen recursos naturales renovables muy importantes para el Per,

2.1. Caractersticas Generales y Organolpticas de la Madera. Las caractersticas generales, organolpticas y macroscpicas de la madera constituyen un factor muy importante puesto que influye en la seleccin de esta para su empleo en la construccin, ambientacin de interiores o ebanistera. Reconocer estas caractersticas de las maderas es de mucha importancia ya que nos permite conocer como est constituida la madera, tiene importancia en la diferenciacin y uso de las maderas. Mientras que el estudio Anatmico de la madera es tan completa que no es posible hacerlo macroscpicamente, es por eso que es necesario realizarlo microscpicamente para poder visualizar y lograr con esto un amplio panorama del estudio, logrando identificar y diferenciar los diversos elementos que conforman la madera tanto de latifoliadas y conferas. El conocimiento de la estructura microscpica de la madera, es importante ya que nos ayuda a identificar especies cuando a veces es imposible identificar macroscpicamente, por medio del tipo de poro que posee y tambin por el tipo de parnquima que contiene. Manifestamos que las caractersticas generales se relacionan con aspectos estticos y de su estructura anatmica, denominndolas caracterstica organolptica de la madera:

Color Veteado Textura.

Adems afirma que dichas caractersticas son ms representativas de la madera incluyendo olor, grano, sabor y brillo. 2.1.1. Brillo El brillo natural de la madera tiene poca importancia desde el punto de vista industrial, pues con el pulimentado y barnizado se consiguen, segn convenga, lustres de gran intensidad. En la seccin transversal de la mayor parte de las maderas a lo natural no se observa ningn brillo; en la tangencial aparece un ligero brillo y en la radial (seccin mallada) este llega a ser muy Acusado. 2.1.2. Color El color de la madera lo definen las sustancias que se encuentran en el lumen celular o impregnan sus paredes tales como pigmentos, taninos, resinas, goma; la madera es un material fibroso, la distinta orientacin de las fibras producen fenmenos de reflexin y refraccin. El color cambia de una especia a otra. En general las maderas duras tienen un color ms oscuro o intenso; mientras que las maderas blandas tienen colores ms blancos.

Consideramos las siguientes categoras de coloraciones, que se pueden percibir cuando la madera esta en condicin hmeda y seca al aire. Albura y duramen: Blanco, Amarillo, Crema, Rojo, Rojo rosceo, Pardo claro, Pardo oscuro, Caracterstico (describir). Decoloracin: Hongos, Oxidacin, Tejido traumtico, Contenido. Zona de transicin entre albura y duramen: No cambia, Cambia gradualmente, Cambia abruptamente El color tambin es una caracterstica muy importante para la identificacin de maderas, as como tambin desde el punto de vista esttico. El color en la madera se debe a la infiltracin de sustancias en la pared celular, dando origen a diversos colores, tales como: amarillo, ocre, castao, castao oscuro, castao rojizo, pardo, rosado, negro. Generalmente no es posible definir el color de una madera por los mencionados anteriormente siendo necesario el empleo de algunos matices como: rosado, ocre, violceo, etc.

2.1.3. Olor

El olor puede servir para diferenciar las diversas especies de madera. Algunos tienen un olor caracterstico, otras muy agradables. El olor a veces denota el buen o el mal estado de la madera. A menudo una alteracin de fibras por descomposicin va acompaada de olor desagradable.

Mencionaremos que existen maderas que poseen olores caractersticos provenientes de distintas sustancias que se encuentran depositadas en su interior. Este olor es ms fuerte en cortes frescos, disminuyendo su intensidad con el transcurso del tiempo.

Se considera las siguientes categoras para clasificar Definido: Aromtico, Desagradable, Otros. No definido.

2.1.4. Sabor

El sabor de una madera est estrechamente vinculado al olor pues se supone que las sustancias responsables de ambos, son las mismas. Por otra parte, el sabor de una madera tiene importancia en relacin al envasado de productos alimenticios que al estar en contacto con este tipo de maderas, pueden adquirir gustos desagradables.

2.1.5. Textura La textura de la madera es caracterstica y est dada por la distribucin, proporcin y tamao relativo de los elementos leosos (poros, parnquima y fibras) en la cual tiene importancia en el acabado de la madera.

TUSET y DURAN (1979) definen a la textura como al tamao de los distintos elementos anatmicos presentes en una pieza de madera, se distinguen tres tipos de textura (gruesa, mediana y fina) y los define a cada uno de los tres tipos de textura. Dice que una madera presenta textura gruesa cuando uno o ms elementos anatmicos son de un tamao que pueden ser observados fcilmente; textura fina se da en maderas cuyos elementos anatmicos presentan escasa visibilidad y, por lo tanto, proporcionan la apariencia homognea y la textura mediana es intermedia entre las texturas finas y gruesas.

VALDERRAMA (1989) dice que encontramos los siguientes tipos de textura de acuerdo con el grado de uniformidad de la madera:

Madera de textura gruesa: Dimetro de poros ms de 250 micrmetros, radio leoso grande, abundante parnquima longitudinal.

Madera de textura media: Dimetro de poros de 150-250 micrmetros, radio leoso entre fina y gruesa, parnquima longitudinal medianamente abundante.

Madera de Textura fina: Dimetro de poros menos de 150 micrmetros, radios muy finos, abundante fibra, parnquima longitudinal escaso, en general cuyos elementos son de dimensiones muy pequeas y se encuentran principalmente distribuidas de forma difusa en el leo, dndole una superficie homognea y uniforme En el caso de las gimnospermas, cuando el contraste entre las zonas del leo de primavera y de verano es bien marcado, la madera se presenta de constitucin heterognea, o puede ser llamada de textura gruesa, o en el caso que estos anillos anuales no son diferenciados, entonces la superficie ser liso o tendr textura fina.

2.1.6. Veteado

E.P.S Biblioteca Profesional (1971) dice que el veteado depende de los dibujos que las fibras presentan al exterior. En algunas maderas las aguas o vetas son muy visibles; en otras son apenas perceptibles. En algunas maderas son muy llamativos sus radios medulares.

AROSTEGUI (1976) menciona que el veteado es una caracterstica de la madera producida por el diseo de la veta que se origina en la superficie longitudinal pulida; debido a la disposicin de los elementos constitutivos del leo especialmente los vasos, radios medulares, parnquima y los anillos de crecimiento. .. TUSET Y DURAN (1979) dicen que el veteado se refiere a la posicin o distribucin de las clulas y est determinado principalmente por los anillos anuales, el dibujo se refiere al diseo que forma la veta y est influido por diversos factores, (anomalas del crecimiento, accidentes) y vara segn el plano cerrado del tronco, en el cerrado plano que corta transversalmente los vasos y las fibras, los anillos anuales aparecen como crculos concntricos.

2.2. Caractersticas Macroscpicas de la Madera.

Mencionaremos que para estudiar la estructura macroscpica y microscpica de la madera, debido a su gran heterogeneidad, se establecen tres planos o secciones que son la transversal, la radial y la tangencial.

La estructura macroscpica corresponde a las caractersticas de los tejidos diferentes de la madera observados a simple vista o con lupa de 10X.

Las clulas en conjunto forman los diferentes tejidos y pueden dividirse en 2 tipos longitudinales o axiales, es decir que su dimensin mayor o eje principal se dispone paralelo al eje del rbol y transversal u horizontal cuyo eje mayor es trasversal al eje del rbol. Entre las del primer tipo tenemos los vasos leosos (poros), fibras, clulas del parnquima, canales gomferos, traquedas y canales resinferos.

2.2.1. Inclusiones

Se llama INCLUSIONES cuando la troza es transformada en tabla comienzan a secarse perdiendo agua a travs de los poros, quedando vaco o con inclusiones: puede ser de 2 clases:

Tilosis es un enfermedad de la madera pues se intromisiona entre en protoplasma de una clula viva en la cavidad de un elemento vascular, estas inclusiones se presentan como masas amorfas que taponean los elementos vasculares o forman falsos tabiques, influyen en la penetracin y retencin de los productos qumicos.

Las diferentes inclusiones representan caractersticas importantes para la identificacin de la madera. Asimismo influye en el comportamiento de la madera con la trabajabilidad. - Otras inclusiones son las gomas resinas y sales calcreas

Las gomas o resinas son un material orgnico formado por compuestos qumicos, generalmente de color amarillo y rojo.

Ltex: Exudacin lechosa generalmente de color blanco y a veces amarillo.

2.2.2. Parnquimas

El parnquima es el tejido que sirve para la conduccin y almacenamiento de sustancia de reserva. Forma parte del tejido longitudinal del tronco y est dispuesto en forma muy caracterstico; por ello, el parnquima tiene importancia en la identificacin. De acuerdo a la forma y disposicin, el parnquima se clasifica en tres tipos:

- Apotraqueal (aquellos que no estn junto a los poros).

- Paratraqueal (aquellos que estn alrededor de los poros).

- Marginal (forman lneas anchas y angostas en el lmite de los anillos de crecimiento).

Es caracterizado por tener una pared celular delgada y lumen grande cumpliendo la funcin de almacenamiento de sustancial de reserva. A simple vista o con ayuda de una lente de mano este tejido se ve como bandas ms claras y blandas rodeando unas veces a los poros y otras pasando entre ellas.

2.2.3. Poros

Se determina que los anillos anuales o estacionales se distinguen, en general, fcilmente a simple vista. Sirven para apreciar la clase y calidad de la madera dentro de la especie. El estudio del anillo estacional en relacin con las propiedades de la madera hay que considerarlo desde el punto de vista de los tipos de maderas que se establecen, estos tipos son conferas o maderas sin vasos, frondosas o maderas con vasos, que se clasifican en maderas de frondosas de anillo difuso y maderas de frondosas de anillo semiporoso. En todo anillo, se presentan dos clases de madera: madera producida en la estacin seca (madera de verano en las especies boreales) y madera producida en la estacin lluviosa (madera de primavera en las especies boreales). Los poros es cuando un elemento vascular es cortado transversalmente pueden estar aislado o agrupados de manera variable, en el primer caso se llama poros solitarios y por lo general es redondeado; en el segundo caso se llama poro mltiple radial, cuando varios poros se hallan contiguos en una hilera radial. Los poros solitarios poseen pared gruesa. Cuando 2 o ms poros se hallan en contacto los poros son aplanados y ms gruesos.

Propiedades de la Madera Segn el tipo de madera, edad del rbol, zona climtica, las propiedades varan de unos a otros, pero de manera general, las maderas presentan las siguientes caractersticas: Baja densidad. - Conductividad trmica y elctrica baja: La madera es un excelente aislante trmico (casas de madera en pases fros, por ejemplo). Las maderas ricas en agua son mejores conductores que las secas. Resistencia mecnica: A la traccin, compresin, flexin, cortadura, desgaste, es muy resistente al esfuerzo de traccin (estirarse) y bastante resistente a la compresin (aunque la mitad de resistente que a la traccin). Hendibilidad: Es la facilidad con que se abren las fibras de la madera en sentido longitudinal. Hienden peor las maderas duras, las secas, las resinosas y con nudos. La madera hendible es poco apta para el clavado y para realizar encajes. Si el secado es brusco la madera tiende a abrirse. Retractabilidad o contraccin: Prdida de volumen al perder parte del agua Humedad: Cantidad de agua que tiene la madera en su estructura. Est relacionada con su peso y afecta a otras propiedades fsicas y mecnicas. Elemento que se debe reducir para obtener una madera til, desde un punto de vista tecnolgico. Dureza: Es la resistencia que ofrece al corte. Aumenta con la densidad. Flexibilidad: Caracterstica de las maderas jvenes, verdes y blandas, que admiten ser dobladas sin romperse. --- Caractersticas estticas: Color, veteado, olor,

ESTRUCTURA DE LA MADERA:La madera del tronco, races y ramas de los rboles est formada por el conjunto de clulas que forman el tejido xilemtico o xilema. Lejos de tratarse de una unidad homognea, el xilema est formado por un conjunto de clulas morfolgicamente muy diferentes, cuya organizacin vara de unas especies a otras y especialmente entre conferas y frondosas. Antes de descender a la escala microscpica, en la seccin transversal del tronco de un rbol se distinguen a simple vista, o con pocos aumentos, diversas estructuras. Comenzando por el centro, podemos distinguir la mdula, un conjunto de clulas que recorren el tronco por su eje central. La mdula, que en seccin transversal tiene forma poligonal o estrellada, corresponde a la zona por la que se produce el crecimiento en altura por el meristemo apical de la planta. Alrededor de la mdula se van originando progresivamente los anillos de crecimiento. Cada anillo de crecimiento est formado por un conjunto inicial de clulas que constituyen la denominada madera temprana o madera de primavera y un conjunto final de clulas que originan una franja ms oscura y que se conoce con el nombre de madera tarda o madera de verano. Con frecuencia, y sobre todo en los rboles de cierta edad, la parte central del tronco presenta un color ms oscuro. Esta regin central se conoce con el nombre de durmen y se diferencia de la corona de madera ms externa, generalmente de color ms claro, que constituye la albura.Durmen y albura en su conjunto, forman la madera o ms propiamente el tejido xilemtico. La albura es la regin del tronco por la que circula la savia bruta desde las races a las hojas. Est formada por clulas, principalmente traqueidas o vasos como veremos ms adelante, que una vez muertas, y perdido su contenido protoplasmtico, conservan las paredes que constituyen los elementos de conduccin. Con el tiempo, estos conductos se van obstruyendo ya sea por depsito de sales minerales como oxalatos o carbonatos ya sea por la formacin de tilosas y los elementos conductores pierden su funcin. Paralelamente algunas transformaciones qumicas ligadas a procesos de oxidacin, acumulacin de resinas o aceites y, segn las especies, taninos y otras sustancias colorantes, le van confiriendo su caracterstico color ms oscuro.

En la seccin transversal pueden distinguirse adems los radios leosos que se extienden perpendicularmente al eje del tronco. Los radios leosos se originan a partir de las clulas iniciales radiales del cmbium y constituyen una estructura tpica del crecimiento secundario. Las dimensiones de radios leosos son muy variables. A medida que el tronco crece, los radios vasculares se van separando unos de otros. Cuando la distancia entre ellos es muy grande aparece otro radio intermedio tendiendo a conservar la distancia entre ellos aproximadamente constante.

Composicin qumica de la madera Las molculas de glucosa se enlazan entre s a travs de enlaces -1,4-glucosdico, para formar cadenas de enorme longitud que forman las molculas de celulosa. Las molculas que resultan de la polimerizacin de la glucosa, con frmula emprica (C6H1005)n, son enormemente resistentes e insolubles en agua.

La celulosa tiene una estructura lineal o fibrosa. Los mltiples puentes de hidrgeno entre los grupos hidroxilo, que se establecen entre distintas cadenas yuxtapuestas de glucosa, originan fibras compactas de mayores dimensiones denominada microfibrillas que constituyen la pared celular de las clulas vegetales (figura 11.6). La celulosa es el principal componente de las clulas de las plantas y representa aproximadamente el 50 por ciento del peso seco de la madera.

COMPOSICION Y ESTRUCTURA DE LA PARED CELULAR DE LA MADERA

El segundo componente qumico de la madera, que constituye entre un 15 y un 25 por ciento de su peso seco, es la hemicelulosa. A diferencia de la celulosa formada nicamente por molculas de glucosa, en la composicin de la hemicelulosa intervienen glucosa y otros azcares solubles en agua que se originan durante la fotosntesis. El grado de polimerizacin de la hemicelulosa es notablemente menor que el de la celulosa y forma cadenas ramificadas a diferencia de las cadenas lineales de la celulosa. La hemicelulosa interviene en la formacin de las microfibrillas en las que se dispone rodeando y manteniendo unidas las fibras de celulosa. Por orden de importancia, el tercer componente de la madera es la lignina. Constituye entre un 15 y un 30 por ciento de la madera. Es un complejo qumico formado por la deshidratacin de azcares que origina estructuras aromticas (figura 11.7). Las reacciones que intervienen en la formacin de estos compuestos aromticos son irreversibles y, por tanto, los compuestos resultantes son muy estables. La lignina es un polmero tridimensional que resulta de la unin de varios cidos y alcoholes fenilproplicos y de mltiples azcares.

CCONCENTRACION DE CARBONO ,NTROGENO Y FOSFORO

Estructura de la pared celular

Tras la divisin del cmbium y una vez que la clula se ha expandido, contina formando unanueva pared conocida como pared secundaria que se deposita internamente. La pared secundariaacostumbra a ser una pared muy gruesa como en el caso de las traqueidas y fibras y confiere unagran resistencia a la planta. La lmina media est formada por material amorfo, con altocontenido en ligninas y mantiene unidas a las clulas adyacentes. La pared propiamente dicha est formada por una pared primaria y la pared secundaria, que la forman tres capas, cada unade las cuales est constituida por microfibrillas de celulosa orientadas de modo diferente en cadacapa (figura 11.8). Las microfibrillas estn formadas por molculas de celulosa que, a su vez,estn rodeadas y se mantienen ligadas entre s por molculas de hemicelulosa y ligninas y mantiene unidas a las clulas adyacentes. La pared propiamente dicha est formada por una pared primaria y la pared secundaria, que la forman tres capas, cada una de las cuales est constituida por microfibrillas de celulosa orientadas de modo diferente en cada capa (figura 11.8). Las microfibrillas estn formadas por molculas de celulosa que, a su vez, estn rodeadas y se mantienen ligadas entre s por molculas de hemicelulosa y ligninas.

Clasificacin Las maderas pueden clasificarse de muy diversas formas, segn el criterio que se considere. As, podemos clasificarlas atendiendo a su: Dureza Humedad Segn su dureza (es la ms usual): a) Maderas blandas: cuyos rboles tienen hoja perenne, son resinosos. Ej: pino, ciprs, abeto, cedro,... Son maderas ligeras, de crecimiento rpido (se observan bien los anillos), de color claro, nudos pequeos, fciles de trabajar y de bajo coste. Se emplean para trabajos en los que no se necesita gran solidez: embalajes, cajas, tablas, mueble funcional sencillo, pasta de papel, b) Maderas duras: cuyos rboles tienen hoja caduca. Ej: roble, castao, nogal, olmo, caoba. Madera compacta, poca resina y escasos nudos, amplia gama de colores, de mayor densidad, de crecimiento lento (anillos anuales muy juntos, casi no se diferencian), ms difciles de trabajar, y en general de mayor calidad y precio. Se emplean en trabajos de ebanistera, muebles ms compactos, instrumentos musicales, interiores de barco, andamios de obra,Segn el grado de humedad: a) Maderas verdes: Alto grado de humedad (30 -35%). Maderas recin cortadas que no deben usarse para trabajos, pues al secarse por la contraccin se encogen y agrietan. b) Maderas desecadas: Se reduce el grado de humedad hasta el 10 12% por procesos naturales, apilndolas de manera adecuada y permitiendo que el aire circule entre las tablas para ir reduciendo el exceso de agua c) Maderas secas: Se reduce la humedad hasta el 3% empleando procesos artificiales. Las maderas se secan de forma ms rpida por mtodos artificiales, en grandes hornos, consiguiendo la dureza y resistencia deseadas.

MADERATECNOLOGIA DE MATERIALES