La arcilla está constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados, procedentes de la descomposición de minerales de aluminio. Presenta diversas coloraciones según las impurezas que contiene, siendo blanca cuando es pura. Surge de la descomposición de rocas que contienen feldespato, originada en un proceso natural que dura decenas de miles de años.

Físicamente se considera un coloide, de partículas extremadamente pequeñas y superficie lisa. El diámetro de las partículas de la arcilla es inferior a 0,002 mm. En la fracción textural arcilla puede haber partículas no minerales, los fitolitos. Químicamente es un silicato hidratado de alúmina, cuya fórmula es: Al2O3 · 2Si O 2 · H2O.

Se caracteriza por adquirir plasticidad al ser mezclada con agua, y también sonoridad y dureza al calentarla por encima de 800 °C. La arcilla endurecida mediante la acción del fuego fue la primera cerámica elaborada por el hombre, y aún es uno de los materiales más baratos y de uso más amplio. Ladrillos, utensilios de cocina, objetos de arte e incluso instrumentos musicales como la ocarina son elaborados con arcilla. También se la utiliza en muchos procesos industriales, tales como en la elaboración de papel, producción de cemento y procesos químicos.

Clasificación

Las arcillas pueden clasificarse de acuerdo al proceso geológico que las originó y a la ubicación del yacimiento en el que se encuentran. Se puede reconocer:

Arcilla primaria: se utiliza esta denominación cuando el yacimiento donde se encuentra es el mismo lugar en donde se originó. El caolín es la única arcilla primaria conocida.

Granulometría

Dentro de la clasificación granulométrica de las partículas del suelo, las arcillas ocupan el siguiente lugar:

Granulometría

Partícula Tamaño

Arcillas < 0,002 mm

Limos 0,002-0,06 mm

Arenas 0,06-2 mm

Gravas 2 mm-6 cm

Cantos rodados 6-25 cm

Bloques >25 cm

No obstante lo anterior, la clasificación USCS que es utilizada habitualmente en ingeniería usa los límites de tamaños máximos de 4,75 mm para las arenas y de 0,075 mm para las arcillas y limos.

Historia del uso de la arcilla

La arcilla tiene propiedades plásticas, lo que significa que al humedecerla puede ser modelada fácilmente. Al secarse se torna firme y cuando se somete a altas temperaturas acaecen reacciones químicas que, entre otros cambios, causan que la arcilla se convierta en un material permanentemente rígido, denominado cerámica.

Por estas propiedades la arcilla es utilizada para hacer objetos de alfarería, de uso cotidiano o decorativo. Los diferentes tipos de arcilla, cuando se mezclan con diferentes minerales y en diversas condiciones, son utilizadas para producir loza, gres y porcelana. Dependiendo del contenido mineral de la tierra, la arcilla, puede aparecer en varios colores, desde un pálido gris a un oscuro rojo anaranjado. Un horno diseñado específicamente para cocer arcilla es llamado horno de alfarero.

La humanidad descubrió las útiles propiedades de la arcilla en tiempos prehistóricos, y los recipientes más antiguos descubiertos son las vasijas elaboradas con arcilla. También se utilizó, desde la prehistoria, para construir edificaciones de tapial, adobe y posteriormente ladrillo; elemento de construcción cuyo uso aun perdura. La arcilla fue utilizada en la antigüedad también como soporte de escritura. Miles de años antes de Cristo la escritura cuneiforme fue inscrita en tablillas de arcilla.

Las arcilla cocida al fuego, la cerámica, es uno de los medios más baratos de producir objetos de uso cotidiano, y una de las materias primas utilizada profusamente, aun hoy en día. Ladrillos, vasijas, platos, objetos de arte, e incluso sarcófagos o instrumentos musicales, tales como la ocarina, fueron modelados con arcilla. La arcilla también se utiliza en muchos procesos industriales, tales como la producción de cemento, elaboración de papel, y obtención de sustancias de filtrado.

Los arqueólogos utilizan las características magnéticas de la arcilla cocida encontrada en bases de hogueras, hornos, etc, para fechar los elementos arcillosos que han permanecido con la misma orientación, y compararlos con otros periodos históricos.

Arcilla de bola

Se denomina arcilla de bola a una arcilla con mucha plasticidad y poco calcio que se extraía manualmente, a finales del siglo XIX, de los campos del sur de Inglaterra. Su nombre procede de las bolas que hacían los mineros para facilitar su extracción.

LA ARCILLA.

Las arcillas pueden clasificarse de distintas maneras según el aspecto que se tenga en cuenta: color, plasticidad, fusibilidad, según se encuentren en la naturaleza…, factores todos ellos a tener

en cuenta a la hora de elaborar una pieza puesto que son de vital importancia en el desarrollo y acabado de la misma.

Esta diversidad de clasificaciones según el aspecto a tener en cuenta por cada autor así como las diferentes denominaciones ó conceptos dados a un mismo tipo de arcilla han dificultado desde mi inexperiencia este trabajo, reduciéndose así la capacidad de síntesis.

Finalmente, he decidido exponer diversas clasificaciones, puesto que creo que todas ellas son válidas, centrándome especialmente en el libro “Arcilla y vidriado para el ceramista” y “Cerámica viva”, puesto que consideré eran los más claros y organizados en el tratamiento de esta temática dentro de la bibliografía consultada.

LA ARCILLA. DEFINICIÓN Y PROPIEDADES.

DEFINICIÓN

Podríamos definir la cerámica como el conjunto de productos basados en la arcilla ó el caolín transformados por la acción del fuego. Otra definición podría ser la masa o cuerpo formado por una o más arcillas y que posee los requisitos necesarios para ser trabajado a mano, al torno, con moldes, mediante estampado o a presión.

En la preparación de una pasta cerámica existen tres ingredientes principales: los elementos plásticos, los magros o desengrasantes y los fundentes. La proporción y calidad de estos tres ingredientes determinará el producto cerámico.

Elementos plásticos: Son las arcillas y caolines que forman la base de las pastas cerámicas debido a su plasticidad.

Elementos magros o desengrasantes: Son la sílice, la arena, trozos molidos de terracota (chamota) y las arcillas silíceas. Son para reducir su excesiva plasticidad, para aumentar la porosidad así como facilitar el secado del objeto.

Elementos fundentes: son los feldespatos, las micas, la cal, los fosfatos, las fritas molidas, los vidrios pulverizados y las arcillas fundentes, ferrosas y calcáreas.

Podríamos definir la arcilla como una sustancia mineral terrosa compuesta en gran parte de hidrosilicato de alúmina que se hace plástica cuando se humedece y dura y semejante a la roca cuando se cuece. Otra definición podría ser la disgregación y descomposición de las rocas feldespáticas durante millones de años para dar lugar a partículas pequeñísimas.

PROPIEDADES DE LA ARCILLA.

Plasticidad: Mediante la adición de una cierta cantidad de agua, la arcilla puede adquirir la forma que uno desee. Esto puede ser debido a la figura del grano (cuanto más pequeña y aplanada), la atracción química entre las partículas, la materia carbonosa así como una cantidad adecuada de materia orgánica.

Merma: Debido a la evaporación del agua contenida en la pasta se produce un encogimiento o merma durante el secado.

Refractariedad: Todas las arcillas son refractarias, es decir resisten los aumentos de temperatura sin sufrir variaciones, aunque cada tipo de arcilla tiene una temperatura de cocción.

Porosidad: El grado de porosidad varia según el tipo de arcilla. Esta depende de la consistencia más o menos compacta que adopta el cuerpo cerámico después de la cocción. Las arcillas que cuecen a baja temperatura tienen un índice más elevado de absorción puesto que son más porosas.

Color: Las arcillas presentan coloraciones diversas después de la cocción debido a la presencia en ellas de óxido de hierro, carbonato cálcico…

TIPOS DE ARCILLA. PROPIEDADES

SEGÚN EXISTAN EN LA NATURALEZA

Podemos hablar de dos tipos de arcillas: las primarias y las secundarias.

Arcillas primarias o residuales: Son las formadas en el lugar de sus rocas madres y no han sido por tanto transportadas por el agua, el viento o el glaciar. Estas tienden a ser de grano grueso y relativamente no plásticas. Cuando han sido limpiadas de fragmentos de roca, son relativamente puras, blancas y libres de contaminación con materiales arcillosos. La mayoría de los caolines son arcillas primarias.

Arcillas secundarias: Son las que han sido desplazadas del lugar de las rocas madres originales. Aunque el agua es el agente más corriente de transporte, el viento y los glaciares pueden también transportar arcilla. Éstas son mucho más corrientes que las anteriores y tienen una constitución más compleja debido a que están compuestas por material procedente de distintas fuentes: hierro, cuarzo, mica, materias carbonosas y otras impurezas.

SEGÚN LA PLASTICIDAD

Podríamos hablar teniendo en cuenta una de las propiedades de la arcilla como es la plasticidad de dos tipos: las arcillas plásticas y las antiplásticas.

Arcillas plásticas: “hacen” pasta con el agua y se convierten en modelables

Arcillas antiplásticas: que confieren a la pasta una determinada estructura, que pueden ser químicamente inertes en la masa ó crear una vitrificación en altas temperaturas (fundentes)

SEGÚN EL COLOR Y POROSIDAD

Pastas porosas coloreadas Pastas porosas blancasTejares y alfares Mayólicas finas

en bruto, barnizadas, estanníferas

Arcillas fusibles

850-1.100ºC

Sanitarias y productos refractarios

Arcillas refractarias

1.000- 1.550º CPastas impermeables coloreadas Pastas impermeables blancasGres finos, comunes, clinkers

Arcillas vitrificables

1.100-1.350ºC

Porcelanas duras, tiernas, china vidriada

Caolines

1.250- 1.460ºC

SEGÚN SU FUSIBILIDAD

Según el punto o grado de cocción, podríamos hablar de dos tipos de arcilla:

Arcillas refractarias: Arcillas y caolines cuyo punto de fusión está comprendido entre 1.600 y 1.750ºC. Por lo general son blancas, grises y poco coloreadas después de su cocción.

Arcillas fusibles ó arcillas de alfarería: Arcilla cuyo punto de fusión se alcanza por encima de los 1.100ºC. Son de color castaño, ocre, amarillo o marfil tras su cocción y se suelen encontrar cerca de la superficie del suelo. Suelen contener ilita acompañado de una proporción de caliza, óxido de hierro y otras impurezas.

CLASES USUALES DE ARCILLA

CAOLÍN O ARCILLA DE CHINA

Este tipo de arcilla se encuentra más corrientemente en China que en cualquier otra parte, de ahí su nombre.

Son arcillas primarias (aunque también existen caolín secundario) que se han formado por la meteorización in situ del feldespato. Sus partículas son de gran tamaño y por ello resulta menos plástico en comparación con otras arcillas. Están corrientemente mezclado con fragmentos de roca de feldespato y cuarzo por ello se hace necesario utilizar algún método para su purificación. Su composición química se aproxima a la fórmula del mineral caolinita. Se trata de una arcilla altamente refractaria, con un punto de fusión por encima de los 1.800ºC.

En la práctica, raramente se utiliza el caolín en sí mismo dado su alto grado de refractariedad y su poca plasticidad, por ello se añaden a él otros materiales aunque se debe decir que no todos los caolines son iguales en color, plasticidad… En general su grado de contracción es baja debido al grosor de sus granos y tiene poca resistencia en seco.

ARCILLAS PLÁSTICAS

Por sus propiedades, se contraponen al caolín dado que poseen un mayor contenido en hierro, son más fusibles, más plásticas y su grano es más fino. Es por ello que se puede decir que son complementarias y a menudo se combinan para crear una arcilla más trabajable. Se trata de una arcilla secundaria, mezclada a menudo capas de carbón y otros tipos de arcilla. Es altamente plástica y aunque no es tan pura como el caolín está relativamente libre de hierro y otras impurezas, cociéndose a un color gris claro o anteado claro debido a la presencia de material carbonoso.

Éstas poseen un elevado grado de contracción, que puede llegar hasta a un 20%. En la fabricación de cerámica blanca, este tipo de arcilla se hace indispensable para aumentar la falta de plasticidad del caolín, aunque no puede añadirse más del 15% puesto que se traduciría en un color gris o anteado, disminuyendo así su traslucidez.

ARCILLAS REFRACTARIAS

Esta arcilla no es un tipo propiamente dicho dado que se refiere a la resistencia al calor de las arcillas en general independientemente del color, plasticidad… Cualquier arcilla que resista la fusión hasta alrededor de los 1.500ºC puede considerarse como una arcilla refractaria, lo que significa que es relativamente pura y libre de hierro.

Estas arcillas son útiles para gran variedad de productos, principalmente en la fabricación de ladrillos refractarios y otras piezas para hornos, estufas, calderas… También son utilizadas como aditivos para las pastas de loza o las pastas para gacetas en los que se quiera aumentar la refractariedad.

ARCILLAS PARA GACETAS

Las gacetas son cajas de arcilla en las cuales se cuecen las piezas para protegerlas del calor y la llama directa del horno. Por tanto esta arcilla debe ser bastante refractaria, plástica para ser conformada por modelado y formar un cuerpo denso una vez cocida, para ser resistente a la fatiga producida por las continuadas cocciones. Normalmente se cuecen a un color gris-anteado claro y se usan frecuentemente como aditivo en las pastas para loza y barro cocido.

ARCILLA PARA GRES O ARCILLA PARA LOZA

Las arcillas para loza son arcillas secundarias y plásticas que se funden a 1.200-1.300ºC. Su color de cocción va desde un gris claro a un gris oscuro o marrón. Cambian mucho de color, plasticidad y temperatura de cocción sin haber una distinción clara entre arcilla refractaria, de gacetas o para loza. La distinción se suele basar según el uso que se haga de la arcilla más que por su naturaleza química o física.

Esta puede presentar un grado óptimo de plasticidad así como de cocción o puede mejorarse añadiendo feldespato y arcilla de bola para ajustar su temperatura y plasticidad.

ARCILLA PARA BARRO COCIDO, ARCILLA PARA CACHARROS O ARCILLA DE ALFARERÍA

Son muy corrientes y suelen contener hierro y otras impurezas minerales por lo que su grado de cocción es de 950-1.100ºC. En bruto esta arcilla es roja, marrón, verdosa o gris por la presencia del óxido de hierro, y tras su cocción puede variar de color. Se trata de la materia común para los ladrillos, baldosas, tubos de drenaje, tejas…

La arcilla roja comun por sí sola es demasiado plástica, llegando a ser pegajosa, aunque a veces contiene arena u otros fragmentos pétreos que dificultan su plasticidad. Nos encontramos gran cantidad de esta arcilla en la superficie de la tierra, aunque a veces es inutilizable debido a su gran contenido en calcita o sales alcalinas solubles.

La arcilla azul contiene mucha cal y se trata de la arcilla más plástica de todas al natural. Estando mojada tiene un color azul grisáceo que al cocerse se convierte en un color amarillento. Hay quien opina de ella que no es la arcilla ideal debido a que no tiene carácter suficiente y por su falta de color.

OTRAS CLASES DE ARCILLAS

La tierra para adobes: Se trata de una arcilla superficial adecuada para hacer adobes o ladrillos secados al sol. Casi no tiene plasticidad y contiene un alto porcentaje de arena.

Arcilla apedernalada: Es una arcilla refractaria que ha sido compactada en una masa relativamente dura, densa, parecida a la roca.

El esquisto: Es una roca metamórfica formada por la naturaleza a partir de la arcilla sedimentaria, con poca plasticidad a menos que se pulverice finamente y se deje humedecer durante largo tiempo. Puede utilizarse como aditivo o como principal ingrediente para ladrillos y otros productos pesados de arcilla.

La bentonita: Es una arcilla de origen volcánico. Aunque su composición química es parecida a la arcilla, su naturaleza física difiere en que tiene más material coloidal. Se utiliza para dar plasticidad a las pastas de arcilla y como emulsionante en los vidriados. No puede utilizarse por sí sola debido a su tendencia a hincharse cuando se humedece y por su pegajosidad y contracción elevada.

Arcilla para terracota: Arcilla de cocción a bajo fuego que puede utilizarse en la fabricación de grandes piezas de terracota. Tiene un grano grueso que permite un secado rápido y uniforme.

La bauxita o diaspora: Poseen un alto contenido en alúmina. Pueden ser altamente refractarias y se usan como materia prima para la producción de aluminio metálico.

El gumbo: Es una arcilla superficial o del suelo, muy plástica y pegajosa que contiene una cantidad considerable de materia orgánica.

La Greda: Arcilla de quema blanca y poca plasticidad. En el comercio se encuentra en forma de polvo o grumos que una vez se haya sedimentado se emplean como engobes sobre cacharros de barro.

Ocre, umbra y siena: Arcillas con gran contenido de combinaciones férreas y de manganeso que puede variar por ello es aconsejable efectuar ensayos previamente. Se pueden emplear para colorear algunos tipos de vidrio.

INTRODUCCIÓN

La Arcilla es un tipo de Roca Natural Sedimentaria. Proviene de la descomposición de las Rocas Feldespato, siendo un silicato alumínico hidratado. Puede ser un elemento suelto o puede estar formando una masa en estado sólido, puede ser coherente o incoherente. Es un material terroso de grano generalmente fino y capas de convertirse en una masa plástica al mezclarse con cierta cantidad de agua. Conserva su forma inicial después del secado, adquiriendo a la ves la suficiente dureza par ser manejada. La Arcilla no se transforma en cerámica hasta que toda el agua que contiene de manera natural y química se elimina por el calor; cuando esto sucede al cocerlo en el horno, el producto que resulta posee una dureza y un estado inalterable a veces incluso mayor que el de algunas clases de piedra.

CARACTERÍSTICAS DE LA ARCILLA

• Material de estructura laminar.• Sumamente hidroscópico.• Su masa se expande con el agua.• Con la humedad se reblandece y se vuelve plástica.• Al secarse su masa se contrae en un 10%• Generalmente se le encuentra mezclada con materia orgánica.• Adquiere gran dureza al ser sometida a temperaturas mayores a 600°C.

CLASIFICACIÓN

Cada una de las propiedades de la Arcilla puede dar lugar a una clasificación distinta. Así pues, puede clasificarse según su color, su temperatura de cocción, sus propiedades plásticas, su porosidad después de la cocción, su composición química, etc.

Según su uso práctico se clasifican en:

• Tierras Arcillosas; se vuelven vidriosas incluso a 900°C, contiene elevados porcentajes de partículas silicuas o calizas.• Arcillas comunes; son fusibles y se usan a temperatura comprendidas entre 900 y 1050°C. Contienes grandes cantidades de Carbonato Cálsico y Óxidos de Hierro.• Arcillas para losa: se usan hasta temperaturas de 1250°C, casi no contiene impurezas y contiene más de 25% de caolinita.• Arcillas para gres: funde a temperaturas elevadas, pero sintetizan y compactan a temperaturas inferiores, originando productos de nula porosidad y vitrificados.• Arcillas para porcelana: tienen un punto de vitrificación muy elevado por lo que se añaden un número elevado de fundentes.

USOS DE LA ARCILLA

Para cualquier uso de la arcilla primero se le debe dar un tratamiento determinado dependiendo del uso que se le quiera dar. Por ejemplo en la cerámica se le combina o mezcla distintos tipos de arcillas, fundentes, y otros elementos dependiendo directamente en el uso al que se vaya a destinar la que se vaya a destinar la mezcla.Es utilizada en la producción de aislantes eléctricos puesto que no transmiten la electricidad (para esto se utilizan arcillas que no contengan óxidos de hierro.)Dentro del campo de la construcción, la arcilla no es utilizada directamente sino más bien se la usa en la fabricación de baldosas, ladrillos, sanitarios, tejas, y en la mezcla de las pinturas, etc.La arcilla también es utilizada dentro del campo de la odontología para la fabricación de réplicas de dientes y elaboración de dentífrico bucal aunque en muy reducidas proporciones.La arcilla es uno de los principales componentes de los adobes ( tierra arcillosa.)Es muy utilizada en la fabricación de elementos decorativos, para fabricar vajillas, elementos aislantes de temperatura y en una gran variedad de elementos de alfarería.

Clasificaciín industrial de las arcillas

 

Arcillas rojas o comunes

Tienen aplicación fundamentalmente en la cerámica industrial (pavimentos, revestimientos y cerámica estructural) y alfarería

 De acuerdo a su capacidad fundente, se pueden clasificar en:

fundentes: Se pueden subdividir en relación a su contenido en carbonatos, desde nulo a medio hasta elevado. Las de bajo contenido en carbonato se suelen utilizar en pavimentos de monococción, mientras las de contenidos medios y altos suelen utilizarse en revestimientos porosos de monococción.

Refractarias: Suelen emplearse en la fabricación de pavimentos de extrusión esmaltados.

 

Arcillas de cocción blanca,

Se emplean en cerámica industrial,

Arcillas con una baja proporción de hierro y alto contenido en caolinita, si bien, por lo general, presentan también elevadas cantidades de otras arcillas (illitas y montmorillonitas normalmente), así como impurezas como cuarzo, micas, piritas, yeso y marcasitas.

Su importancia reside en la amplia utilización en cerámica decorativa (loza), cerámica técnica (aislantes de porcelana, ladrillos de chamota, crisoles de fundición, refractarios), cerámica sanitaria y también en baldosas cerámicas (pavimentos y revestimientos).

La clasificación tradicional de este tipo de arcillas atiende a sus características fisico-químicas, mineralógicas y genéticas.

Arcillas plásticas o "Ball Clays". Se trata de arcillas de colores grises (debido al elevado contenido en materia orgánica), muy plásticas y compuestas fundamentalmente por caolinita, montmorillonita e illitas y cuarzo. La caolinita suele tener un tamaño de grano extremadamente fino y una estructura poco cristalina.

Las arcillas plásticas de cocción blanca se emplean en la fabricación del soporte o del engobe de los pavimentos cerámicos, así como en los sectores de las lozas y porcelanas.

Arcillas refractarias o "Fire Clays": Son aquéllas que contienen bajos contenidos en óxidos e hidróxidos de hierro, magnesio y álcalis, y que pueden soportar temperaturas superiores a 1 500 C. Su empleo en la fabricación de pavimentos y revestimientos cerámicos no está muy extendido.

Caolines pétreos o "Flint clays": Son materiales duros y compactos de fractura concoidea. Su composición mineralógica es fundamentalmente caolinita de elevada cristalinidad y bajos contenidos en hierro y otros materiales fundentes. Son arcillas muy abrasivas y su aplicación fundamental en cerámica es la fabricación e refractarios y chamotas.

Las arcillas de cocción blanca o refractarias se utilizan en las pastas de diversos sectores cerámicos, de los cuales las más importantes son los pavimentos cerámicos y porcelánicos, si bien también se utilizan arcillas refractarias especiales en esmaltes, engobes y pastas para loza, porcelana y sanitarios.

 

Caolines

En las industrias del papel y la cerámica

Halloisitas

En cerámica artística (porcelanas),

Arcillas refractarias

En chamotas para pavimentos de gres natural

Bentonitas en la industria de los absorbentes y el petróleo

Tierras de Fuller como absorbentes industriales

Sepiolitas y paligorskitas en el campo de los absorbentes domésticos.

Propiedades de la maderaLa madera es un material natural que se obtiene de los árboles, y posee propiedades características que la hacen apta para su uso en la construcción y en la fabricación de objetos diversos.Entre las propiedades de la madera existen ventajas como la facilidad de labrado, la baja densidad, su resistencia mecánica, sus propiedades térmicas y acústicas, y su belleza.

Los inconvenientes son la alta combustibilidad, la inestabilidad volumétrica, y su putrefacción.

Propiedades físicas de la madera Anisotropía: la madera es un material anisótropo, o sea que se comporta diferente según la dirección de las fibras. Es más fácil cepillarla en el sentido de las fibras que transversalmente. Con el corte sucede lo opuesto.

Resistencia: la madera posee excelentes cualidades para el trabajo a tracción, debido a su estructura de fibras direccionales. Alcanza el máximo de resistencia cuando la tracción tiene dirección paralela al sentido de las fibras, pero cuando es perpendicular a las fibras, presenta una resistencia mínima. La flexión es un esfuerzo compuesto por dos fuerzas, una de tracción y otra de compresión. En este caso, la madera tiene una resistencia máxima cuando la fuerza actuando es perpendicular a la fibra, y la resistencia mínima es cuando los esfuerzos son paralelos al hilo.

Flexibilidad: la madera acepta ser curvada o doblada mediante calor, humedad, o presión. Es más fácil doblar una madera verde que una seca. Las maderas blandas son más flexibles que las

duras.

Dureza: es una de las propiedades de la madera por la cual, la dureza se relaciona directamente con la densidad, a mayor densidad, mayor dureza. Por esto, el centro del tronco es la zona más dura. La dureza disminuye cuando aumenta la humedad.

Peso específico o densidad: depende del contenido de agua de la madera.

Conductividad térmica: en la madera seca, quedan células que perdieron el agua y encierran burbujas de aire que hacen que se comporte como aislante térmico. Es más aislante en el sentido de la fibra, que en el sentido perpendicular a la fibra.

Higroscopicidad: es la capacidad de la madera de absorber humedad del medio ambiente. Hay un punto de equilibrio en el cual el material no acepta ni libera humedad ambiente. Si la humedad ambiente es menor de este punto, la madera se seca, y si es mayor. Si es mayor, la madera se humedece.

1. Propiedades de la madera. 4.1. PROPIEDADES FÍSICAS:- Anisotropía , sus propiedades físicas y mecánicas no son las mismas en todas las

direcciones que pasan por un punto determinado, podemos definir tres direcciones principales en que se definen y miden las propiedades de la madera, que son la axial, la radial y la tangencial. La dir. Axial es paralela a la dirección de crecimiento del árbol (dirección de las fibras). La radial es perpendicular a la axial y corta al eje del árbol. La dirección tangencial es normal a las dos anteriores.

- Humedad , puede estar contenida de tres formas:Agua de constitución, que forma parte de la materia leñosa y no puede ser eliminada más que por la destrucción de la madera por el fuego.Agua de saturación, contenida en las paredes higroscópicas de las células, puede eliminarse con calentamiento hasta 100 - 110ºC.Agua Libre, contenida en los vasos y traqueidas del tejido leñoso.

Únicamente las dos últimas son las que constituyen la humedad de la madera. Ésta suele expresarse en % en peso referido, normalmente, a la madera seca.En la madera recién cortada la humedad puede ser superior al 100%, no contienen todo el agua libre que pueden contener. Por inmersión en agua, puede llegar a tener una humedad de más del 200%.Por otro lado, la H. no es Cte. En todo el e. De la pieza de madera, es mayor en el interior, además la albura contiene más agua que el duramen y la madera contiene más agua en verano que en invierno.Como es un material higroscópico, tiende a alcanzar un equilibrio con el aire ambiente, eliminando o tomando agua, según sea la humedad relativa del mismo. La humedad influye en todas las demás propiedades de la madera.- Deformabilidad , cambia de volumen al variar su contenido de humedad,

hinchamiento y contracción, como la madera es un material anisótropo, la variación en sentido de las fibras es casi inapreciable, siendo notable en sentido transversal. El fundamento de estos cambios dimensionales reside en la absorción

de agua de las paredes de las fibras leñosas, el agua se aloja entre las células separándolas o acercándolas, el punto de saturación de las fibras corresponde al contenido de humedad, para el cual las paredes de las mismas han absorbido todo el agua que pueden absorber, es el momento de máx. separación de células, y por tanto la madera ha alcanzado el mayor volumen (30% de humedad), la madera puede seguir aumentando su contenido en agua pero no aumentará más de volumen, ya que ahora ocupará los vasos y traqueidas del tejido leñoso, se trata de agua libre. La deformación al cambiar la humedad de la madera, dependerá de la posición que la pieza ocupaba en el árbol, así nos encontramos distinta deformación radial y tangencial.

- Peso específico , el peso específico aparente de la madera es de mucho interés por la influencia que tiene sobre otras propiedades, principalmente sobre las de tipo resistente. Que una madera tenga un p. e. aparente alto, quiere decir que en un volumen determinado habrá pocos poros y mucha materia resistente. Es importante la toma de muestras para hacer la determinación del p.e.a. pues en las frondosas es máx. en la zona central del tronco mientras que en las coníferas el máx. se encuentra en la parte inferior de éste. El p. e. tb. varía con el contenido de humedad, tanto por el contenido de agua como por el incremento de volumen que supone, y con la edad. Éste varía de una especie a otra, dentro de una misma especie y en un mismo árbol.

- Propiedades térmicas , Como todos los materiales, dilata con el calor y contrae al descender la tª , pero este efecto no suele notarse pues la elevación de Tª lleva consigo una disminución de la humedad, como esto último es mayor, el otro es inapreciable. Tb. son mayores los movimientos en la dirección perpendicular a las fibras.

La transmisión de calor dependerá de la humedad, del peso específico y de la especie. No obstante, se efectúa mejor la transmisión en la dirección de las fibras que en las direcciones perpendiculares a ésta.- Propiedades eléctricas , La madera seca es un buen aislante eléctrico, su

resistividad decrece rápidamente si aumenta la humedad. Para un grado de humedad determinado la RESISTIVIDAD depende de la dirección (es menor en la dirección de las fibras), de la especie (es mayor en especies que contienen aceites y resinas) y del p. e. a.( crece al aumentar el p.e.).

- Durabilidad , depende de la capacidad que tenga la madera de resistir a las causas que provocan su destrucción, que son de dos tipos:

1. BIÓTICASa) Hongos, son organismos vegetales sin clorofila que se reproducen por esporas, que

son transportadas por el viento, y cuando las condiciones de germinación y posterior desarrollo son favorables infectan la madera en que han caído. Para que la pudrición pueda progresar se requieren cuatro condiciones: 1. Debe haber alimento, 2. Aire, aunque sea en pequeña cantidad, 3. Humedad adecuada, 4. Temperatura adecuada.

b ) Insectos xilófagos, Perforan galerías en la madera que pueden conducir a una destrucción completa. Estos insectos se alimentan de hongos que cultivan en las galerías, Tb. se han de dar unas condiciones de humedad y tª adecuadas.

c) Organismos marinos, Tb. mediante formación de galerías.

2. ABIÓTICAS a) Intemperie, cuando está mucho tiempo expuesta al aire, se produce una

oxidación del carbono, envejecimiento de la madera y toma un color oscuro. Las maderas sumergidas en agua dulce o empotradas en un terreno saturado de ésta, se conserva bien, en general. Sumergida en agua salada es fácil que sea atacada por organismos marinos. Sin embargo, la madera que está alternativamente dentro y fuera del agua sufre mucho. La acción del calor sobre las maderas es perjudicial so es prolongada, aún cuando no llegue la tª a 130º en la que comienza la destilación seca. El efecto del hielo se manifiesta por grietas radiales, generalmente próximas a la base del árbol, perjudicando a las resistencias mecánicas y abriendo una puerta al ataque de hongos e insectos.

b) Fuego, resiste mal ala acción del fuego, lo cual se agrava si es rica en resinas,

grasas, etc.c) Agentes químicos: Los ácidos y las bases pueden producir un ataque, hidrolizando la celulosa o disolviendo la lignina. La cal y el hormigón fresco pueden atacar a la madera pero las consecuencias son leves.

4.2. PROPIEDADES MECÁNICAS:- Dureza , resistencia opuesta por la madera a la penetración o rayado. Interés por lo

que se refiere a la facilidad de trabajo con las distintas herramientas y en el empleo de la madera en pavimentos. Es mayor la dureza del duramen que la de la albura y la de la madera vieja que la de la joven.

- Resistencia a la compresión , influyen varios factores:La humedad: En general, por debajo del punto de saturación de las fibras (30%), la resistencia a compresión aumenta al disminuir el grado de humedad, no obstante, a partir de ese % la resistencia es prácticamente Cte.Tb. la dirección del esfuerzo tiene una gran repercusión en la resistencia a compresión de la madera, la máx. corresponde al esf. ejercido en la dirección de las fibras y va disminuyendo a medida que se aleja de esa dirección. La rotura en compresión se verifica por separación de columnillas de madera y pandeo individual de éstas.Cuanto mayor es el p.e. mayor es su resistencia.

- Resistencia a tracción, La madera es un material muy indicado para el trabajo a tracción, su uso en elementos sometidos a este esfuerzo sólo se ve limitado por la dificultad de transmitir a dichos elementos los esfuerzos de tracción.

Tb. nos influye el carácter anisótropo de la madera, siendo mucho mayor la resistencia en dirección paralela que en perpendicular a las mismas. Diferencias mucho más acusadas que en compresión. La rotura en tracción se produce de forma súbita, comportándose la madera como un material frágil. La resistencia no será función del p.e. y en cuanto a la humedad puede decirse lo mismo que en resit. a compresión.- Resistencia al corte , capacidad a resistir fuerzas que tienden a que una parte del

material se deslice sobre la parte adyacente a ella. Este deslizamiento, puede tener lugar paralelamente a las fibras; perpendicularmente a ellas no puede producirse la rotura, porque la resistencia en esta dirección es alta y la madera se rompe antes por otro efecto que por éste.

- Resistencia a la flexión , puede decirse que la madera no resiste nada al esfuerzo de flexión en dirección radial o tangencial, no ocurre lo mismo si está aplicado en la dirección perpendicular a las fibras.

Es perfectamente conocido el hecho de que un elemento sometido a flexión se deforma, produciéndose un acortamiento de las fibras superiores y un alargamiento de las inferiores. Al proyectar un elemento de madera sometido a flexión no sólo ha de tenerse en cuenta que resista las cargas que sobre él actúan, es necesario evitar una deformación excesiva, que provoque un agrietamiento en el material de revestimiento o alguna incomodidad de cualquier otro tipo, bastaría con aumentar el canto de la pieza aumentando la rigidez.- Elasticidad , El módulo de elasticidad en tracción es más elevado que en

compresión, éste valor varía con la especie, humedad, naturaleza de las solicitaciones, dirección del esfuerzo y con la duración de aplicación de las cargas.

- Fatiga , llamamos límite de fatiga a la tensión máxima que puede soportar una pieza sin romperse.

- Hendibilidad , propiedad que presenta la madera de poderse romper a lo largo de las fibras, por separación de éstas, mediante un esfuerzo de tracción transversal, esta cualidad interesa cuando se trata de hacer leña, en cambio es perjudicial cuando la pieza ha de unirse por clavos o tornillos a a otras adyacentes.

- PROPIEDADES MECANICAS- 1.- COMPRESION Y TRACCION- 1.1.- Compresión Perpendicular al grano

La madera se comporta a manera de un conjunto de tubos alargados que sufriera una presión perpendicular a su longitud; sus secciones transversales serán aplastadas y, en consecuencia, sufrirán disminución en sus dimensiones bajo esfuerzos suficientemente altos.

- 1.2.- Compresión Paralela al grano

La madera se comporta como si el conjunto de tubos alargados sufriera la presión de una fuerza que trata de aplastarlos. Su comportamiento ante este tipo de esfuerzos

es considerado dentro de su estado elástico, es decir, mientras tenga la capacidad de recuperar su dimensión inicial una vez retirada la fuerza.

1.3.- Tracción Perpendicular al grano

Es asumida básicamente por la lignina de la madera que cumple una función cementante entre fibras. La madera tiene menor resistencia a este tipo de esfuerzo en relación con otras solicitaciones.

- 1.4.- Tracción Paralela al grano

La madera tiene resistencia a la tracción paralela a las fibras, debido a que las uniones longitudinales entre las fibras son de 30 a 40 veces más resistentes que las uniones transversales.

- 2.- CORTE Y FLEXION- 2.1.- Corte o Cizallamiento

El corte o Cizallamiento de la estructura interna de la madera es semejante al comportamiento de un paquete de tubos que se hallan adheridos entre ellos; por esta razón, en el caso de “corte o Cizallamiento paralelo al grano”, el esfuerzo de corte es resistido básicamente por la sustancia cementante, es decir, la lignina, mientras que el esfuerzo de corte o Cizallamiento perpendicular al grano”, son fibras las que aumentan la resistencia al Cizallamiento. La madera es mucho mas resistente al corte perpendicular que al corte paralelo.

- 2.2.- Flexión - El comportamiento en flexión de una pieza de madera combina, simultáneamente, los

comportamientos a tracción, compresión y corte, repitiéndose los mismos fenómenos anteriormente descritos. La madera es un material particularmente apto para soportar tracción y comprensión paralela, debido a su alta capacidad por unidad de peso.

ALABEADO: comba de la cara del tablero en sentido longitudinal.

 

 

ABARQUILLAMIENTO: concavidad de la cara del tablero en sentido transversal.

ARQUEAMIENTO: comba del canto, conocido también como corona.

 

NUDO o AGUJERO DE NUDO: un nudo apretado, por regla general, no es problemático. Un nudo suelto o muerto, rodeado de un anillo

oscuro, puede desprenderse o puede haber dejado ya un agujero.

HENDIDURA: grieta que atraviesa toda la pieza de madera, generalmente en los extremos.

 

RETORCIMIENTO: el tablero está combado por muchos lugares.

GRIETA EN CABECERA: grieta paralela a los anillos de crecimiento anuales que no atraviesa

toda la madera.

 

RAJADURA: separación de las fibras entre los anillos de crecimiento, que frecuentemente se extiende a lo largo de la cara del tablero y a

veces por debajo de su superficie.

CANTO REDONDEADO: falta de madera o corteza no recortada a lo largo del canto o las

esquinas de la pieza.

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