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Para un bosque pequeño, vea bosque . Para la madera como producto básico, consulte madera . Para otros usos, vea madera (desambiguación) , madera (desambiguación) o duramen (desambiguación) .

La madera es un tejido estructural poroso y fibroso que se encuentra en los tallos y raíces de los árboles y otras plantas leñosas . Es un material orgánico  , un compuesto natural de fibras de celulosa que son fuertes en tensión y están incrustadas en una matriz de lignina que resiste la compresión. La madera se define a veces como sólo el xilema secundario en los tallos de los árboles, [1] o se define de manera más amplia para incluir el mismo tipo de tejido en otros lugares, como en las raíces de los árboles o arbustos. [ cita requerida ]En un árbol vivo, realiza una función de apoyo, lo que permite que las plantas leñosas crezcan o se mantengan firmes por sí mismas. También transporta agua y nutrientes entre las hojas , otros tejidos en crecimiento y las raíces. La madera también puede referirse a otros materiales vegetales con propiedades comparables y al material elaborado a partir de madera, virutas o fibra de madera.

La madera se ha utilizado durante miles de años como combustible , como material de construcción , para fabricar herramientas y armas , muebles y papel . Más recientemente surgió como materia prima para la producción de celulosa purificada y sus derivados, como el celofán y el acetato de celulosa .

En 2005, las existencias de bosques en crecimiento en todo el mundo eran aproximadamente 434 mil millones de metros cúbicos, el 47% de los cuales eran comerciales. [2] Como recurso renovable abundante y neutro en carbono [ cita requerida ] , los materiales leñosos han sido de gran interés como fuente de energía renovable. En 1991 se extrajeron aproximadamente 3,5 mil millones de metros cúbicos de madera. Los usos dominantes fueron el mobiliario y la construcción de edificios. [3]

Historia

Un descubrimiento de 2011 en la provincia canadiense de New Brunswick produjo las primeras plantas conocidas que cultivaron madera, hace aproximadamente 395 a 400 millones de años . [4] [5]

La madera se puede fechar mediante datación por carbono y, en algunas especies, mediante dendrocronología para determinar cuándo se creó un objeto de madera.

La gente ha utilizado la madera durante miles de años para muchos propósitos, incluso como combustible o como material de construcción para hacer casas , herramientas , armas , muebles , embalajes , obras de arte y papel . Las construcciones conocidas que utilizan madera se remontan a diez mil años. Edificios como la casa larga neolítica europea estaban hechos principalmente de madera.

El uso reciente de la madera se ha mejorado con la incorporación de acero y bronce en la construcción. [6]

La variación de un año a otro en el ancho de los anillos de los árboles y las abundancias isotópicas da pistas sobre el clima predominante en el momento en que se cortó un árbol. [7]

Propiedades físicas

Diagrama de crecimiento secundario en un árbol que muestra secciones verticales y horizontales idealizadas. Se agrega una nueva capa de madera en cada temporada de crecimiento, engrosando el tallo, las ramas y raíces existentes , para formar un anillo de crecimiento .

Anillos de crecimiento

Ver también: Dendrocronología § Anillos de crecimiento

La madera, en sentido estricto, es cedida por árboles , que aumentan de diámetro por la formación, entre la madera existente y la corteza interior , de nuevas capas leñosas que envuelven todo el tallo, ramas vivas y raíces. Este proceso se conoce como crecimiento secundario ; es el resultado de la división celular en el cambium vascular , un meristemo lateral y la posterior expansión de las nuevas células. Estas células luego pasan a formar paredes celulares secundarias engrosadas, compuestas principalmente de celulosa , hemicelulosa y lignina .

Donde las diferencias entre las cuatro estaciones son distintas, por ejemplo, Nueva Zelanda , el crecimiento puede ocurrir en un patrón anual o estacional discreto, dando lugar a anillos de crecimiento ; Por lo general, estos pueden verse más claramente en el extremo de un tronco, pero también son visibles en las otras superficies. Si el carácter distintivo entre las estaciones es anual (como es el caso en las regiones ecuatoriales, por ejemplo, Singapur ), estos anillos de crecimiento se denominan anillos anuales. Donde hay poca diferencia estacional, es probable que los anillos de crecimiento sean indistintos o ausentes. Si se quitó la corteza del árbol en un área en particular, es probable que los anillos se deformen a medida que la planta crezca demasiado en la cicatriz.

Si hay diferencias dentro de un anillo de crecimiento, entonces la parte de un anillo de crecimiento más cercana al centro del árbol, y que se forma temprano en la temporada de crecimiento cuando el crecimiento es rápido, generalmente se compone de elementos más anchos. Por lo general, es de color más claro que el que se encuentra cerca de la parte exterior del anillo y se conoce como madera temprana o madera primaveral. La parte exterior que se forma más tarde en la temporada se conoce como madera tardía o madera de verano. [8] Sin embargo, existen grandes diferencias, dependiendo del tipo de madera (ver más abajo). Si un árbol crece toda su vida al aire libre y las condiciones del sueloy el sitio permanezca sin cambios, hará su crecimiento más rápido en la juventud y disminuirá gradualmente. Los anillos anuales de crecimiento son durante muchos años bastante anchos, pero luego se vuelven cada vez más estrechos. Dado que cada anillo sucesivo se coloca en el exterior de la madera previamente formada, se deduce que, a menos que un árbol aumente materialmente su producción de madera de un año a otro, los anillos necesariamente deben volverse más delgados a medida que el tronco se ensancha. A medida que un árbol alcanza la madurez, su copa se abre más y la producción anual de madera disminuye, reduciendo así aún más el ancho de los anillos de crecimiento. En el caso de los árboles que crecen en los bosques, depende tanto de la competencia de los árboles en su lucha por la luz y el alimento que pueden alternarse períodos de crecimiento rápido y lento. Algunos árboles, como los robles del sur, mantenga el mismo ancho de anillo durante cientos de años. En general, sin embargo, a medida que un árbol aumenta de diámetro, el ancho de los anillos de crecimiento disminuye.

Nudos

Un nudo en el tronco de un árbol

A medida que un árbol crece, las ramas inferiores a menudo mueren y sus bases pueden crecer demasiado y quedar encerradas por capas posteriores de madera del tronco, formando un tipo de imperfección conocida como nudo. La rama muerta no puede estar unida a la madera del tronco excepto en su base, y puede caerse después de que el árbol haya sido cortado en tablas. Los nudos afectan las propiedades técnicas de la madera, por lo general reducen la resistencia local y aumentan la tendencia a partirse a lo largo de la veta de la madera, [ cita requerida ] pero pueden aprovecharse para obtener un efecto visual. En una tabla aserrada longitudinalmente, un nudo aparecerá como una pieza de madera "sólida" aproximadamente circular (generalmente más oscura) alrededor de la cual la vetadel resto de la madera "fluye" (se separa y se vuelve a unir). Dentro de un nudo, la dirección de la madera (dirección de la veta) es hasta 90 grados diferente de la dirección de la veta de la madera normal.

En el árbol, un nudo es la base de una rama lateral o un capullo inactivo. Un nudo (cuando la base de una rama lateral) tiene forma cónica (de ahí la sección transversal aproximadamente circular) con la punta interna en el punto del diámetro del tallo en el que se encontraba el cambium vascular de la planta cuando la rama se formó como una yema.

En la clasificación de la madera de construcción y estructural de la madera , los nudos se clasifican según su forma, tamaño, solidez, y la firmeza con la que se llevan a cabo en su lugar. Esta firmeza se ve afectada, entre otros factores, por el tiempo durante el cual la rama estuvo muerta mientras el tallo de unión continuó creciendo.

Nudo de madera en sección vertical

Los nudos afectan materialmente el agrietamiento y la deformación, la facilidad de trabajo y la capacidad de corte de la madera. Son defectos que debilitan la madera y reducen su valor para fines estructurales donde la resistencia es una consideración importante. El efecto de debilitamiento es mucho más grave cuando la madera se somete a fuerzas perpendiculares a la fibra y / o tensión que cuando está bajo carga a lo largo de la fibra y / o compresión . La medida en que los nudos afectan la fuerza de una viga.depende de su posición, tamaño, número y condición. Un nudo en el lado superior se comprime, mientras que uno en el lado inferior se somete a tensión. Si hay un control de temporada en el nudo, como suele ser el caso, ofrecerá poca resistencia a esta tensión de tracción. Sin embargo, los nudos pequeños pueden ubicarse a lo largo del plano neutral de una viga y aumentar la resistencia al evitar el corte longitudinal . Los nudos en una tabla o tablón son menos dañinos cuando se extienden a través de él en ángulo recto con su superficie más ancha. Los nudos que se producen cerca de los extremos de una viga no la debilitan. Los nudos sanos que se producen en la parte central a un cuarto de la altura de la viga desde cualquier borde no son defectos graves.

-  Samuel J. Record, Las propiedades mecánicas de la madera [9]

Los nudos no influyen necesariamente en la rigidez de la madera estructural, esto dependerá del tamaño y la ubicación. La rigidez y la resistencia elástica dependen más de la madera sana que de los defectos localizados. La resistencia a la rotura es muy susceptible a defectos. Los nudos sanos no debilitan la madera cuando se someten a una compresión paralela a la fibra.

En algunas aplicaciones decorativas, la madera con nudos puede ser deseable para agregar interés visual. En aplicaciones donde la madera está pintada , como rodapiés, tableros de imposta, marcos de puertas y muebles, las resinas presentes en la madera pueden continuar 'sangrando' a través de la superficie de un nudo durante meses o incluso años después de la fabricación y mostrarse como un color amarillo. o mancha pardusca. Una pintura o una solución de imprimación de nudos ( anudado ), aplicada correctamente durante la preparación, puede ayudar mucho a reducir este problema, pero es difícil de controlar por completo, especialmente cuando se utilizan materiales de madera secados al horno producidos en masa.

Duramen y albura

Una sección de una rama de tejo que muestra 27 anillos de crecimiento anual, albura pálida, duramen oscuro y médula (mancha oscura central). Las líneas radiales oscuras son pequeños nudos.

El duramen (o duramen [10] ) es madera que, como resultado de una transformación química natural, se ha vuelto más resistente a la descomposición. La formación del duramen es un proceso genéticamente programado que se produce de forma espontánea. Existe cierta incertidumbre sobre si la madera muere durante la formación del duramen, ya que todavía puede reaccionar químicamente a los organismos en descomposición, pero solo una vez. [11]

El término duramen se deriva únicamente de su posición y no de ninguna importancia vital para el árbol. Esto se evidencia por el hecho de que un árbol puede prosperar con su corazón completamente descompuesto. Algunas especies comienzan a formar duramen muy temprano en la vida, por lo que solo tienen una capa delgada de albura viva, mientras que en otras el cambio se produce lentamente. La albura fina es característica de especies como el castaño , la langosta negra , la morera , el naranja rojizo y el sasafrás , mientras que en el arce , el fresno , el nogal , el almez , el haya y el pino, la albura gruesa es la regla. [12] Algunos otros nunca forman duramen.

El duramen a menudo se distingue visualmente de la albura viva y se puede distinguir en una sección transversal donde el límite tenderá a seguir los anillos de crecimiento. Por ejemplo, a veces es mucho más oscuro. Sin embargo, otros procesos como la descomposición o la invasión de insectos también pueden decolorar la madera, incluso en plantas leñosas que no forman duramen, lo que puede generar confusión.

La albura (o albura [13] ) es la madera más joven y exterior; en el árbol en crecimiento es madera viva, [14] y sus funciones principales son conducir el agua desde las raíces hasta las hojas.y almacenar y devolver según la temporada las reservas preparadas en las hojas. Sin embargo, cuando se vuelven competentes para conducir agua, todas las traqueidas y vasos del xilema han perdido su citoplasma y, por lo tanto, las células están funcionalmente muertas. Toda la madera de un árbol se forma primero como albura. Cuantas más hojas tenga un árbol y cuanto más vigoroso sea su crecimiento, mayor será el volumen de albura requerida. Por lo tanto, los árboles que crecen rápidamente al aire libre tienen una albura más gruesa para su tamaño que los árboles de la misma especie que crecen en bosques densos. A veces, los árboles (de especies que forman duramen) cultivados al aire libre pueden llegar a tener un tamaño considerable, de 30 cm (12 pulgadas) o más de diámetro, antes de que comience a formarse el duramen, por ejemplo, en el nogal de segundo crecimiento o en áreas abiertas. pinos cultivados .

Sección transversal de un tronco de roble que muestra anillos de crecimiento

No existe una relación definida entre los anillos anuales de crecimiento y la cantidad de albura. Dentro de la misma especie, el área de la sección transversal de la albura es aproximadamente proporcional al tamaño de la copa del árbol. Si los anillos son estrechos, se requieren más de ellos que donde son anchos. A medida que el árbol crece, la albura necesariamente debe volverse más delgada o aumentar materialmente en volumen. La albura es relativamente más gruesa en la parte superior del tronco de un árbol que cerca de la base, porque la edad y el diámetro de las secciones superiores son menores.

Cuando un árbol es muy joven, está cubierto de ramas casi, si no del todo, hasta el suelo, pero a medida que envejece, algunas o todas ellas eventualmente morirán y se romperán o caerán. El crecimiento posterior de la madera puede ocultar completamente los trozos que, sin embargo, permanecerán como nudos. No importa qué tan suave y claro sea un tronco en el exterior, es más o menos nudoso cerca del medio. En consecuencia, la albura de un árbol viejo, y en particular de un árbol del bosque, estará más libre de nudos que el duramen interior. Dado que en la mayoría de los usos de la madera, los nudos son defectos que debilitan la madera e interfieren con su facilidad de trabajo y otras propiedades, se deduce que una determinada pieza de albura, debido a su posición en el árbol, puede ser más fuerte que una pieza de madera. duramen del mismo árbol.

Las diferentes piezas de madera cortadas de un árbol grande pueden diferir decididamente, especialmente si el árbol es grande y maduro. En algunos árboles, la madera colocada al final de la vida de un árbol es más suave, más liviana, más débil y de textura más uniforme que la que se produjo anteriormente, pero en otros árboles se aplica lo contrario. Esto puede corresponder o no al duramen y albura. En un tronco grande, la albura, debido al tiempo de vida del árbol en el que creció, puede ser inferior en dureza , resistencia y tenacidad al duramen igualmente sano del mismo tronco. En un árbol más pequeño, puede ocurrir lo contrario.

Color

La madera de la secuoya costera es distintivamente roja.

En las especies que muestran una clara diferencia entre el duramen y la albura, el color natural del duramen suele ser más oscuro que el de la albura y, con mucha frecuencia, el contraste es notorio (véase la sección anterior del tronco de tejo). Esto se produce por depósitos en el duramen de sustancias químicas, por lo que una variación de color dramática no implica una diferencia significativa en las propiedades mecánicas del duramen y la albura, aunque puede haber una marcada diferencia bioquímica entre los dos.

Algunos experimentos con ejemplares de pino de hoja larga muy resinosos indican un aumento de la resistencia, debido a la resina que aumenta la resistencia en seco. Este duramen saturado de resina se denomina "encendedor de grasas". Las estructuras construidas con grasa más ligera son casi impermeables a la putrefacción y las termitas ; sin embargo, son muy inflamables. Los tocones de viejos pinos de hoja larga a menudo se cavan, se parten en trozos pequeños y se venden como leña para el fuego. Los tocones así excavados pueden en realidad permanecer un siglo o más desde que fueron cortados. La picea impregnada con resina bruta y secada también aumenta considerablemente su resistencia.

Dado que la madera tardía de un anillo de crecimiento suele tener un color más oscuro que la madera temprana, este hecho puede utilizarse para juzgar visualmente la densidad y, por lo tanto, la dureza y resistencia del material. Este es particularmente el caso de las maderas de coníferas. En las maderas de porosidad anular, las vasijas de la madera temprana a menudo aparecen en una superficie acabada más oscura que la madera tardía más densa, aunque en las secciones transversales de duramen suele ocurrir lo contrario. De lo contrario, el color de la madera no indica su resistencia.

La decoloración anormal de la madera a menudo denota una condición enferma, lo que indica falta de solidez. El cheque negro en la cicuta occidental es el resultado de los ataques de insectos. Las rayas de color marrón rojizo, tan comunes en el nogal y otras maderas, son principalmente el resultado de lesiones por aves. La decoloración es simplemente una indicación de una lesión y, con toda probabilidad, no afecta por sí misma las propiedades de la madera. Ciertos hongos que producen pudrición imparten a la madera colores característicos que, por lo tanto, se vuelven sintomáticos de debilidad; sin embargo, un efecto atractivo conocido como desconchado producido por este proceso a menudo se considera una característica deseable. La tinción ordinaria de la savia se debe al crecimiento de hongos, pero no necesariamente produce un efecto debilitador.

Contenido de agua

El agua se encuentra en la madera viva en tres lugares, a saber:

  • en las paredes de la celda ,
  • en el contenido protoplásmico de las células
  • como agua libre en las cavidades y espacios celulares, especialmente del xilema

En el duramen ocurre solo en la primera y última forma. La madera que se seca completamente al aire retiene del 8 al 16% del agua en las paredes de la celda, y nada, o prácticamente nada, en las otras formas. Incluso la madera secada al horno retiene un pequeño porcentaje de humedad, pero para todos, excepto para fines químicos, puede considerarse absolutamente seca.

El efecto general del contenido de agua sobre la sustancia de la madera es hacerla más blanda y maleable. Un efecto similar ocurre en la acción suavizante del agua sobre el cuero crudo, el papel o la tela. Dentro de ciertos límites, cuanto mayor es el contenido de agua, mayor es su efecto suavizante.

El secado produce un marcado aumento de la resistencia de la madera, especialmente en ejemplares pequeños. Un ejemplo extremo es el caso de un bloque de abeto completamente seco de 5 cm de sección, que soportará una carga permanente cuatro veces mayor que un bloque verde (sin secar) del mismo tamaño.

El mayor aumento de resistencia debido al secado se encuentra en la resistencia máxima al aplastamiento y la resistencia en el límite elástico en la compresión de los extremos; estos son seguidos por el módulo de ruptura y la tensión en el límite elástico en la flexión transversal, mientras que el módulo de elasticidad se ve menos afectado. [9]

Estructura

Sección transversal ampliada de nogal negro , que muestra los vasos, los rayos (líneas blancas) y los anillos anuales: esto es intermedio entre porosidad difusa y porosidad anular, con el tamaño de los vasos disminuyendo gradualmente.

La madera es un material heterogéneo , higroscópico , celular y anisotrópico . Está formado por células y las paredes celulares están formadas por microfibrillas de celulosa (40 a 50%) y hemicelulosa (15 a 25%) impregnadas de lignina (15 a 30%). [15]

En las especies de coníferas o de madera blanda, las células de la madera son en su mayoría de un tipo, las traqueidas , y como resultado el material tiene una estructura mucho más uniforme que la de la mayoría de las maderas duras . No hay vasijas ("poros") en la madera de coníferas como se ve tan prominentemente en el roble y el fresno, por ejemplo.

La estructura de las maderas duras es más compleja. [16] La capacidad de conducción del agua la controlan principalmente los recipientes : en algunos casos (roble, castaño, fresno) estos son bastante grandes y distintos, en otros ( castaño de Indias , álamo , sauce ) demasiado pequeños para ser vistos sin una lupa. . En la discusión de tales maderas es habitual dividir en dos grandes clases, anillo poroso y difusas porosa . [17]

En especies de poros anulares, como fresno, acacia, catalpa , castaño, olmo , nogal, morera y roble, [17] los vasos o poros más grandes (como se denominan las secciones transversales de los vasos) se localizan en la parte del anillo de crecimiento formado en primavera, formando así una región de tejido más o menos abierto y poroso. El resto del anillo, producido en verano, está formado por vasijas más pequeñas y una proporción mucho mayor de fibras de madera. Estas fibras son los elementos que dan fuerza y ​​tenacidad a la madera, mientras que las vasijas son una fuente de debilidad. [ cita requerida ]

En las maderas de poros difusos, los poros tienen un tamaño uniforme para que la capacidad de conducción del agua se esparza por todo el anillo de crecimiento en lugar de acumularse en una banda o fila. Ejemplos de este tipo de madera son el aliso , [17] tilo , [18] abedul , [17] castaño de Indias, arce, sauce y las especies de Populus como el álamo temblón, el álamo y el álamo. [17] Algunas especies, como el nogal y el cerezo , se encuentran en el límite entre las dos clases, formando un grupo intermedio. [18]

Earlywood y latewood

En madera blanda

Earlywood y latewood en madera blanda; vista radial, anillos de crecimiento poco espaciados en el abeto de Douglas de las Montañas Rocosas

En maderas blandas templadas, a menudo hay una marcada diferencia entre la madera tardía y la madera temprana. La madera tardía será más densa que la formada a principios de la temporada. Cuando se examinan al microscopio, se observa que las células de la madera tardía densa tienen paredes muy gruesas y cavidades celulares muy pequeñas, mientras que las que se forman primero en la temporada tienen paredes delgadas y cavidades celulares grandes. La fuerza está en las paredes, no en las cavidades. Por tanto, cuanto mayor sea la proporción de madera tardía, mayor será la densidad y la resistencia. Al elegir una pieza de pino donde la resistencia o rigidez es la consideración importante, lo principal a observar son las cantidades comparativas de madera temprana y tardía. El ancho del anillo no es tan importante como la proporción y la naturaleza de la madera tardía en el anillo.

Si se compara una pieza pesada de pino con una pieza liviana, se verá de inmediato que la más pesada contiene una mayor proporción de madera tardía que la otra y, por lo tanto, muestra anillos de crecimiento más claramente delimitados. En los pinos blancos no hay mucho contraste entre las diferentes partes del anillo y, como resultado, la madera tiene una textura muy uniforme y es fácil de trabajar. En pinos duros , en cambio, la madera tardía es muy densa y de color intenso, presentando un contraste muy marcado con la madera temprana suave y de color pajizo.

No es solo la proporción de madera tardía, sino también su calidad, lo que cuenta. En los especímenes que muestran una proporción muy grande de madera tardía, puede ser notablemente más porosa y pesar considerablemente menos que la madera tardía en piezas que contienen menos madera tardía. Se puede juzgar la densidad comparativa y, por lo tanto, hasta cierto punto la fuerza, mediante inspección visual.

Todavía no se puede dar una explicación satisfactoria de los mecanismos exactos que determinan la formación de la madera temprana y la madera tardía. Pueden estar involucrados varios factores. En las coníferas, al menos, la tasa de crecimiento por sí sola no determina la proporción de las dos porciones del anillo, porque en algunos casos la madera de crecimiento lento es muy dura y pesada, mientras que en otros ocurre lo contrario. La calidad del sitio donde crece el árbol incide indudablemente en el carácter de la madera formada, aunque no es posible formular una regla que lo regule. En general, sin embargo, se puede decir que cuando la resistencia o facilidad de trabajo es esencial, se deben elegir maderas de crecimiento moderado a lento.

En maderas de porosidad anular

Earlywood y latewood en una madera porosa anular (fresno) en un Fraxinus excelsior ; vista tangencial, amplios anillos de crecimiento

En las maderas de porosidad anular, el crecimiento de cada estación siempre está bien definido, porque los poros grandes que se forman al comienzo de la temporada se apoyan en el tejido más denso del año anterior.

En el caso de las maderas duras de porosidad anular, parece existir una relación bastante definida entre la tasa de crecimiento de la madera y sus propiedades. Esto puede resumirse brevemente en la afirmación general de que cuanto más rápido es el crecimiento o más anchos son los anillos de crecimiento, más pesada, más dura, más fuerte y más rígida es la madera. Esto, debe recordarse, se aplica solo a maderas de porosidad anular como el roble, el fresno, el nogal y otras del mismo grupo y, por supuesto, está sujeto a algunas excepciones y limitaciones.

En las maderas de porosidad anular de buen crecimiento, suele ser la madera tardía en la que las fibras de paredes gruesas que dan fuerza son más abundantes. A medida que disminuye la amplitud del anillo, esta madera tardía se reduce de modo que un crecimiento muy lento produce madera porosa comparativamente ligera compuesta de vasos de paredes delgadas y parénquima de madera. En un buen roble, estas vasijas grandes de madera temprana ocupan del 6 al 10 por ciento del volumen del tronco, mientras que en el material inferior pueden llegar al 25% o más. La madera tardía del buen roble es de color oscuro y firme, y se compone principalmente de fibras de paredes gruesas que forman la mitad o más de la madera. En el roble inferior, esta madera tardía es muy reducida tanto en cantidad como en calidad. Esta variación es en gran medida el resultado de la tasa de crecimiento.

La madera de anillos anchos a menudo se denomina "segundo crecimiento", porque el crecimiento de la madera joven en rodales abiertos después de que se han eliminado los árboles viejos es más rápido que en los árboles en un bosque cerrado, y en la fabricación de artículos donde la resistencia es menor. Se prefiere una consideración importante de este tipo de material de madera dura de "segundo crecimiento". Este es particularmente el caso en la elección de nogal para mangos y radios . Aquí no solo la fuerza, sino la tenacidad y la resistencia son importantes. [9]

Los resultados de una serie de pruebas en nogal por el Servicio Forestal de EE. UU. Muestran que:

"La capacidad de trabajo o resistencia a los golpes es mayor en la madera de anillos anchos que tiene de 5 a 14 anillos por pulgada (anillos de 1,8 a 5 mm de espesor), es bastante constante de 14 a 38 anillos por pulgada (anillos de 0,7 a 1,8 mm de grosor). ), y disminuye rápidamente de 38 a 47 anillos por pulgada (anillos de 0,5 a 0,7 mm de espesor). La resistencia a la carga máxima no es tan grande con la madera de crecimiento más rápido; es máxima con 14 a 20 anillos por pulgada ( anillos de 1,3 a 1,8 mm de grosor), y de nuevo se vuelve menos a medida que la madera se vuelve más anillada. La deducción natural es que la madera de valor mecánico de primera clase muestra de 5 a 20 anillos por pulgada (anillos de 1,3 a 5 mm de grosor) y que un crecimiento más lento produce peores existencias. Por lo tanto, el inspector o comprador de nogal debe discriminar la madera que tenga más de 20 anillos por pulgada (anillos de menos de 1,3 mm de espesor). Sin embargo, existen excepciones:en el caso de crecimiento normal en situaciones secas, en las que el material de crecimiento lento puede ser fuerte y resistente ".[19]

El efecto de la tasa de crecimiento sobre las cualidades de la madera de castaño está resumido por la misma autoridad de la siguiente manera:

"Cuando los anillos son anchos, la transición de madera de primavera a madera de verano es gradual, mientras que en los anillos estrechos la madera de primavera pasa a madera de verano abruptamente. El ancho de la madera de primavera cambia poco con el ancho del anillo anual, por lo que que el estrechamiento o ensanchamiento del anillo anual es siempre a expensas de la madera de verano. Las vasijas estrechas de la madera de verano la hacen más rica en sustancia de madera que la madera de primavera compuesta de vasijas anchas. Por lo tanto, los ejemplares de crecimiento rápido con anillos anchos tienen más sustancia de madera que los árboles de crecimiento lento con anillos estrechos Dado que cuanto más sustancia de madera, mayor es el peso, y cuanto mayor es el peso, más fuerte es la madera, las castañas con anillos anchos deben tener una madera más fuerte que las castañas con anillos estrechos.Esto concuerda con la opinión aceptada de que los brotes (que siempre tienen anillos anchos) producen una madera mejor y más fuerte que las plántulas de castañas, que crecen más lentamente en diámetro ".[19]

En maderas de poros difusos

En las maderas de porosidad difusa, la demarcación entre anillos no siempre es tan clara y en algunos casos es casi (si no del todo) invisible a simple vista. Por el contrario, cuando hay una demarcación clara, es posible que no haya una diferencia notable en la estructura dentro del anillo de crecimiento.

En maderas de poros difusos, como se ha dicho, los vasos o poros tienen un tamaño uniforme, de modo que la capacidad de conducción de agua se esparce por todo el anillo en lugar de acumularse en la madera primitiva. El efecto de la tasa de crecimiento, por lo tanto, no es el mismo que en las maderas de porosidad anular, acercándose más a las condiciones en las coníferas. En general, se puede afirmar que tales maderas de crecimiento medio proporcionan un material más resistente que cuando crecen muy rápidamente o muy lentamente. En muchos usos de la madera, la resistencia total no es la consideración principal. Si se valora la facilidad de trabajo, la madera debe elegirse teniendo en cuenta la uniformidad de textura y la rectitud de la veta, lo que en la mayoría de los casos ocurre cuando hay poco contraste entre la madera tardía del crecimiento de una temporada y la madera temprana de la siguiente.

Madera de monocotiledónea

Troncos de la palma de coco , una monocotiledónea, en Java. Desde esta perspectiva, estos no se ven muy diferentes de los troncos de una dicotiledónea o conífera.

El material estructural que se asemeja a la madera ordinaria, "dicotiledónea" o de coníferas en sus características de manipulación brutas es producido por una serie de plantas monocotiledóneas , que también se denominan coloquialmente madera. De estos, el bambú , botánicamente un miembro de la familia de las gramíneas, tiene una importancia económica considerable, ya que los tallos más grandes se utilizan ampliamente como material de construcción y en la fabricación de pisos, paneles y enchapados de ingeniería . Otro grupo importante de plantas que produce material que a menudo se llama madera son las palmas . De mucha menos importancia son plantas como Pandanus , Dracaena y Cordyline . Con todo este material, la estructura y composición de la materia prima procesada es bastante diferente de la madera ordinaria.

Gravedad específica

La propiedad más reveladora de la madera como indicador de la calidad de la madera es la gravedad específica (Timell 1986), [20] ya que tanto el rendimiento de la pulpa como la resistencia de la madera están determinados por ella. La gravedad específica es la relación entre la masa de una sustancia y la masa de un volumen igual de agua; La densidad es la relación entre la masa de una cantidad de una sustancia y el volumen de esa cantidad y se expresa en masa por unidad de sustancia, por ejemplo, gramos por mililitro (g / cm 3 o g / ml). Los términos son esencialmente equivalentes siempre que se utilice el sistema métrico. Al secarse, la madera se contrae y aumenta su densidad. Los valores mínimos están asociados con la madera verde (saturada de agua) y se denominan gravedad específica básica (Timell 1986). [20]

Densidad de la madera

Ver también: prueba de dureza Janka

La densidad de la madera está determinada por múltiples factores fisiológicos y de crecimiento combinados en “una característica de la madera que se mide con bastante facilidad” (Elliott 1970). [21]

La edad, el diámetro, la altura, el crecimiento radial (del tronco), la ubicación geográfica, el sitio y las condiciones de crecimiento, el tratamiento silvícola y la fuente de semillas influyen en algún grado en la densidad de la madera. Es de esperar una variación. Dentro de un árbol individual, la variación en la densidad de la madera es a menudo tan grande o incluso mayor que entre diferentes árboles (Timell 1986). [20] La variación de la gravedad específica dentro del tronco de un árbol puede ocurrir en dirección horizontal o vertical.

Propiedades físicas tabuladas

Las siguientes tablas enumeran las propiedades mecánicas de la madera y las especies de plantas madereras, incluido el bambú.

Propiedades de la madera: [22] [23]

Nombre comúnNombre científicoContenido de humedadDensidad (kg / m 3 )Fuerza compresiva (megapascales)Resistencia a la flexión (megapascales)
Aliso rojoAlnus rubraVerde37020,445
Aliso rojoAlnus rubra12,00%41040,168
Cenizas negroFraxinus nigraVerde45015,941
Cenizas negroFraxinus nigra12,00%49041,287
Fresno azulFraxinus quadrangulataVerde53024,866
Fresno azulFraxinus quadrangulata12,00%58048,195
Fresno verdeFraxinus pennsylvanicaVerde5302966
Fresno verdeFraxinus pennsylvanica12,00%56048,897
Fresno de OregonFraxinus latifoliaVerde50024,252
Fresno de OregonFraxinus latifolia12,00%55041,688
Ceniza blancaFraxinus americanaVerde55027,566
Ceniza blancaFraxinus americana12,00%60051,1103
Álamo temblón de dientes grandesPopulus grandidentataVerde36017.237
Álamo temblón de dientes grandesPopulus grandidentata12,00%39036,563
Álamo temblónPopulus tremuloidesVerde35014,835
Álamo temblónPopulus tremuloides12,00%38029,358
Tilo americanoTilia americanaVerde32015,334
Tilo americanoTilia americana12,00%37032,660
Haya americanaFagus grandifoliaVerde56024,559
Haya americanaFagus grandifolia12,00%64050,3103
Abedul de papelBetula papyriferaVerde48016,344
Abedul de papelBetula papyrifera12,00%55039,285
Abedul dulceBetula lentaVerde60025,8sesenta y cinco
Abedul dulceBetula lenta12,00%65058,9117
Abedul amarilloBetula alleghaniensisVerde55023,357
Abedul amarilloBetula alleghaniensis12,00%62056,3114
ButternutJuglans cinereaVerde36016,737
ButternutJuglans cinerea12,00%38036,256
Cerezo negroPrunus serotinaVerde47024,455
Cereza BlachPrunus serotina12,00%5004985
Castaño AmericanoCastanea dentataVerde4001739
Castaño AmericanoCastanea dentata12,00%43036,759
Álamo de álamo bálsamoPopulus balsamiferaVerde31011,727
Álamo de álamo bálsamoPopulus balsamifera12,00%34027,747
Álamo negroPopulus trichocarpaVerde31015,234
Álamo negroPopulus trichocarpa12,00%3503159
Álamo orientalPopulus deltoidesVerde37015,737
Álamo orientalPopulus deltoides12,00%40033,959
Olmo americanoUlmus americanaVerde46020,150
Olmo americanoUlmus americana12,00%50038,181
Olmo de rocaUlmus thomasiiVerde57026,166
Olmo de rocaUlmus thomasii12,00%63048,6102
Olmo resbaladizoUlmus rubraVerde48022,955
Olmo resbaladizoUlmus rubra12,00%53043,990
HackberryCeltis occidentalisVerde49018,345
HackberryCeltis occidentalis12,00%53037,576
Bitternut HickoryCarya cordiformisVerde60031,571
Bitternut HickoryCarya cordiformis12,00%66062,3118
Nuez moscada nogalCarya myristiciformisVerde56027,463
Nuez moscada nogalCarya myristiciformis12,00%60047,6114
Nuez pecanaCarya illinoinensisVerde60027,568
Nuez pecanaCarya illinoinensis12,00%66054,194
Nogal de aguaCarya aquaticaVerde61032,174
Nogal de aguaCarya aquatica12,00%62059,3123
Nogal MockernutCarya tomentosaVerde64030,977
Nogal MockernutCarya tomentosa12,00%72061,6132
Pignut HickoryCarya glabraVerde66033,281
Pignut HickoryCarya glabra12,00%75063,4139
Shagbark HickoryCarya ovataVerde64031,676
Shagbark HickoryCarya ovata12,00%72063,5139
Nogal de corteza de conchaCarya laciniosaVerde6202772
Nogal de corteza de conchaCarya laciniosa12,00%69055,2125
Langosta de mielGleditsia triacanthosVerde60030,570
Langosta de mielGleditsia triacanthos12,00%60051,7101
Algarrobo negroRobinia pseudoacaciaVerde66046,995
Algarrobo negroRobinia pseudoacacia12,00%69070,2134
Magnolia de árbol de pepinoMagnolia acuminataVerde44021,651
Magnolia de árbol de pepinoMagnolia acuminata12,00%48043,585
Magnolia del surMagnolia grandifloraVerde46018,647
Magnolia del surMagnolia grandiflora12,00%50037,677
Arce de hoja anchaAcer macrophyllumVerde44022,351
Arce de hoja anchaAcer macrophyllum12,00%4804174
Arce negroAcer nigrumVerde52022,554
Arce negroAcer nigrum12,00%57046,192
Arce rojoAcer rubrumVerde49022,653
Arce rojoAcer rubrum12,00%54045,192
Arce plateadoAcer saccharinumVerde44017.240
Arce plateadoAcer saccharinum12,00%4703661
Arce de azúcarAcer saccharumVerde56027,7sesenta y cinco
Arce de azúcarAcer saccharum12,00%63054109
Roble Rojo NegroQuercus velutinaVerde56023,957
Roble Rojo NegroQuercus velutina12,00%6104596
Roble rojo cerezaPagoda QuercusVerde61031,974
Roble rojo cerezaPagoda Quercus12,00%68060,3125
Laurel Roble RojoQuercus hemisphaericaVerde56021,954
Laurel Roble RojoQuercus hemisphaerica12,00%63048,187
Roble rojo del norteQuercus rubraVerde56023,757
Roble rojo del norteQuercus rubra12,00%63046,699
Pin Roble RojoQuercus palustrisVerde58025,457
Pin Roble RojoQuercus palustris12,00%6304797
Roble rojo escarlataQuercus coccineaVerde60028,272
Roble rojo escarlataQuercus coccinea12,00%67057,4120
Roble rojo del surQuercus falcataVerde52020,948
Roble rojo del surQuercus falcata12,00%5904275
Roble rojo aguaQuercus nigraVerde56025,861
Roble rojo aguaQuercus nigra12,00%63046,7106
Sauce Roble RojoQuercus phellosVerde56020,751
Sauce Roble RojoQuercus phellos12,00%69048,5100
Bur White OakQuercus macrocarpaVerde58022,750
Bur White OakQuercus macrocarpa12,00%64041,871
Roble Blanco CastañoQuercus montanaVerde57024,355
Roble Blanco CastañoQuercus montana12,00%66047,192
Roble blanco vivoQuercus virginianaVerde80037,482
Roble blanco vivoQuercus virginiana12,00%88061,4127
Overcup Roble BlancoQuercus lyrataVerde57023,255
Overcup Roble BlancoQuercus lyrata12,00%63042,787
Post Roble BlancoQuercus stellataVerde6002456
Post Roble BlancoQuercus stellata12,00%67045,391
Roble Blanco Castaño De PantanoQuercus michauxiiVerde60024,459
Roble Blanco Castaño De PantanoQuercus michauxii12,00%67050,196
Roble Blanco PantanoQuercus bicolorVerde64030,168
Roble Blanco PantanoQuercus bicolor12,00%72059,3122
roble blancoQuercus albaVerde60024,557
roble blancoQuercus alba12,00%68051,3105
SasafrásSassafras albidumVerde42018,841
SasafrásSassafras albidum12,00%46032,862
Chicle dulceLiquidambar styracifluaVerde4602149
Chicle dulceLiquidambar styraciflua12,00%52043,686
Sicomoro americanoPlatanus occidentalisVerde46020,145
Sicomoro americanoPlatanus occidentalis12,00%49037,169
TanoakNotholithocarpus densiflorusVerde58032,172
TanoakNotholithocarpus densiflorus12,00%58032,172
Tupelo negroNyssa sylvaticaVerde4602148
Tupelo negroNyssa sylvatica12,00%50038,166
Tupelo de aguaNyssa aquaticaVerde46023,250
Tupelo de aguaNyssa aquatica12,00%50040,866
Nogal negroJuglans nigraVerde51029,666
Nogal negroJuglans nigra12,00%55052,3101
Sauce negroSalix nigraVerde36014,133
Sauce negroSalix nigra12,00%39028,354
Álamo amarilloLiriodendron tulipiferaVerde40018,341
Álamo amarilloLiriodendron tulipifera12,00%42038,270
BaldcypressTaxodium distichumVerde42024,746
BaldcypressTaxodium distichum12,00%46043,973
Cedro blanco atlánticoChamaecyparis thyoidesVerde31016,532
Cedro blanco atlánticoChamaecyparis thyoides12,00%32032,447
Cedro rojo orientalJuniperus virginianaVerde44024,648
Cedro rojo orientalJuniperus virginiana12,00%47041,561
Incienso de cedroCalocedrus decurrensVerde35021,743
Incienso de cedroCalocedrus decurrens12,00%37035,955
Cedro blanco del norteThuja occidentalisVerde29013,729
Cedro blanco del norteThuja occidentalis12,00%31027,345
Cedro de Port OrfordChamaecyparis lawsonianaVerde39021,645
Cedro de Port OrfordChamaecyparis lawsoniana12,00%43043,188
Cedro rojo occidentalThuja plicataVerde31019,135,9
Cedro rojo occidentalThuja plicata12,00%32031,451,7
Cedro amarilloCupressus nootkatensisVerde4202144
Cedro amarilloCupressus nootkatensis12,00%44043,577
Abeto de Douglas de la costaPseudotsuga menziesii var. menziesiiVerde45026,153
Abeto de Douglas de la costaPseudotsuga menziesii var. menziesii12,00%48049,985
Interior del abeto de West DouglasPseudotsuga MenziesiiVerde46026,753
Interior del abeto de West DouglasPseudotsuga Menziesii12,00%50051,287
Interior del abeto de Douglas del nortePseudotsuga menziesii var. glaucaVerde45023,951
Interior del abeto de Douglas del nortePseudotsuga menziesii var. glauca12,00%48047,690
Abeto de Douglas del sur interiorPseudotsuga lindleyanaVerde43021,447
Abeto de Douglas del sur interiorPseudotsuga lindleyana12,00%4604382
BalsameroAbies balsameaVerde33018,138
BalsameroAbies balsamea12,00%35036,463
Abeto rojo de CaliforniaAbies magnificaVerde3601940
Abeto rojo de CaliforniaAbies magnifica12,00%38037,672,4
Gran abetoAbies grandisVerde35020,340
Gran abetoAbies grandis12,00%37036,561,4
Abeto nobleAbies proceraVerde37020,843
Abeto nobleAbies procera12,00%39042,174
Abeto plateado del PacíficoAbies amabilisVerde40021,644
Abeto plateado del PacíficoAbies amabilis12,00%43044,275
Abeto subalpinoAbies lasiocarpaVerde31015,934
Abeto subalpinoAbies lasiocarpa12,00%32033,559
Abeto blancoAbies concolorVerde3702041
Abeto blancoAbies concolor12,00%3904068
Cicuta orientalTsuga canadensisVerde38021,244
Cicuta orientalTsuga canadensis12,00%40037,361
Cicuta de montañaTsuga mertensianaVerde42019,943
Cicuta de montañaTsuga mertensiana12,00%45044,479
Cicuta occidentalTsuga heterophyllaVerde42023,246
Cicuta occidentalTsuga heterophylla12,00%4504978
Alerce occidentalLarix occidentalisVerde48025,953
Alerce occidentalLarix occidentalis12,00%52052,590
Pino blanco del estePinus estroboscópicoVerde34016,834
Pino blanco del estePinus estroboscópico12,00%35033,159
Jack PinePinus banksianaVerde40020,341
Jack PinePinus banksiana12,00%4303968
Pino LoblollyPinus taedaVerde47024,250
Pino LoblollyPinus taeda12,00%51049,288
Pino LodgepolePinus contortaVerde3801838
Pino LodgepolePinus contorta12,00%41037sesenta y cinco
Pino de hoja largaPinus palustrisVerde54029,859
Pino de hoja largaPinus palustris12,00%59058,4100
Pitch PinePinus rigidaVerde47020,347
Pitch PinePinus rigida12,00%5204174
Pino de estanquePinus serotinaVerde51025,251
Pino de estanquePinus serotina12,00%5605280
Pino ponderosaPinus ponderosaVerde38016,935
Pino ponderosaPinus ponderosa12,00%40036,7sesenta y cinco
Pino rojoPinus resinosaVerde41018,840
Pino rojoPinus resinosa12,00%46041,976
Pino de arenaPinus clausaVerde46023,752
Pino de arenaPinus clausa12,00%48047,780
Pino de hoja cortaPinus echinataVerde47024,351
Pino de hoja cortaPinus echinata12,00%51050,190
Pino SlashPinus elliottiiVerde54026,360
Pino SlashPinus elliottii12,00%59056,1112
Pino abetoPinus glabraVerde41019,641
Pino abetoPinus glabra12,00%4403972
Pino de azúcarPinus lambertianaVerde3401734
Pino de azúcarPinus lambertiana12,00%36030,857
Pino de VirginiaPinus virginianaVerde45023,650
Pino de VirginiaPinus virginiana12,00%48046,390
Pino blanco occidentalPinus monticolaVerde36016,832
Pino blanco occidentalPinus monticola12,00%38034,767
Secoya Viejo CrecimientoSequoia sempervirensVerde3802952
Secoya Viejo CrecimientoSequoia sempervirens12,00%40042,469
Redwood New GrowthSequoia sempervirensVerde34021,441
Redwood New GrowthSequoia sempervirens12,00%3503654
Abeto negroPicea marianaVerde38019,642
Abeto negroPicea mariana12,00%46041,174
Abeto de EngelmannPicea engelmanniiVerde3301532
Abeto de EngelmannPicea engelmannii12,00%35030,964
Abeto rojoPicea rubensVerde37018,841
Abeto rojoPicea rubens12,00%40038,274
Abeto de SitkaPicea sitchensisVerde33016,234
Abeto de SitkaPicea sitchensis12,00%36035,7sesenta y cinco
Abeto blancoPicea glaucaVerde37017,739
Abeto blancoPicea glauca12,00%40037,768
Abeto de TamarackLarix laricinaVerde4902450
Abeto de TamarackLarix laricina12,00%53049,480

Propiedades del bambú: [24] [23]

Nombre comúnNombre científicoContenido de humedadDensidad (kg / m 3 )Fuerza compresiva (megapascales)Resistencia a la flexión (megapascales)
Prohibiciones de BalkuBambusa balcooaverde4573,7
Prohibiciones de BalkuBambusa balcooasecar al aire54.1581,1
Prohibiciones de BalkuBambusa balcooa8.582069151
Bambú espinoso indioBambusa bambos9.571061143
Bambú espinoso indioBambusa bambos43.0537.15
Asintiendo con bambúBambusa nutans88907552,9
Asintiendo con bambúBambusa nutans874652,4
Asintiendo con bambúBambusa nutans128567,5
Asintiendo con bambúBambusa nutans88,344,788
Asintiendo con bambúBambusa nutans1447,9216
Agrupamiento de bambúBambusa pervariabilis45,8
Agrupamiento de bambúBambusa pervariabilis57980
Agrupamiento de bambúBambusa pervariabilis203537
Bambú birmanoBambusa polymorpha95,132,128,3
Bambusa spinosasecar al aire5751,77
Bambú de madera indioBambusa tulda73,640,751,1
Bambú de madera indioBambusa tulda11,96866,7
Bambú de madera indioBambusa tulda8,691079194
bambú dragónDendrocalamus giganteus874070193
Bambú de HamiltonDendrocalamus hamiltonii8.55907089
Bambú blancoDendrocalamus membranaceus10240,526,3
Bambú de cuerdaGigantochloa apus54,324,1102
Bambú de cuerdaGigantochloa apus15,137,9587,5
Bambú negro de JavaGigantochloa atroviolacea5423,892,3
Bambú negro de JavaGigantochloa atroviolacea1535,794,1
Atter giganteGigantochloa atter72,326,498
Atter giganteGigantochloa atter14,431,95122,7
Gigantochloa macrostachya896071154
Bambú americano de hoja estrechaGuadua angustifolia4253,5
Bambú americano de hoja estrechaGuadua angustifolia63,6144,8
Bambú americano de hoja estrechaGuadua angustifolia86,346
Bambú americano de hoja estrechaGuadua angustifolia77,582
Bambú americano de hoja estrechaGuadua angustifolia155687
Bambú americano de hoja estrechaGuadua angustifolia63,3
Bambú americano de hoja estrechaGuadua angustifolia28
Bambú americano de hoja estrechaGuadua angustifolia56,2
Bambú americano de hoja estrechaGuadua angustifolia38
Baya de bambúMelocanna baccifera12,869,957.6
Bambú de madera japonésPhyllostachys bambusoides51
Bambú de madera japonésPhyllostachys bambusoides873063
Bambú de madera japonésPhyllostachys bambusoides6444
Bambú de madera japonésPhyllostachys bambusoides6140
Bambú de madera japonésPhyllostachys bambusoides971
Bambú de madera japonésPhyllostachys bambusoides974
Bambú de madera japonésPhyllostachys bambusoides1254
Bambú de concha de tortugaPhyllostachys edulis44,6
Bambú de concha de tortugaPhyllostachys edulis7567
Bambú de concha de tortugaPhyllostachys edulis1571
Bambú de concha de tortugaPhyllostachys edulis6108
Bambú de concha de tortugaPhyllostachys edulis0,2147
Bambú de concha de tortugaPhyllostachys edulis511751
Bambú de concha de tortugaPhyllostachys edulis304455
Bambú de concha de tortugaPhyllostachys edulis12,560360,3
Bambú de concha de tortugaPhyllostachys edulis10,353083
Bambú tempranoPhyllostachys praecox28,582779,3
OliveriThyrsostachys oliveri5346,961,9
OliveriThyrsostachys oliveri7.85890

Duro versus blando

Es común clasificar la madera como madera blanda o madera dura . La madera de coníferas (por ejemplo, pino) se llama madera blanda y la madera de dicotiledóneas (generalmente árboles de hoja ancha, por ejemplo, roble) se llama madera dura. Estos nombres son un poco engañosos, ya que las maderas duras no son necesariamente duras y las maderas blandas no son necesariamente blandas. La conocida balsa (una madera dura) es en realidad más blanda que cualquier madera blanda comercial. Por el contrario, algunas maderas blandas (por ejemplo, tejo ) son más duras que muchas maderas duras.

Existe una fuerte relación entre las propiedades de la madera y las propiedades del árbol en particular que la produjo. [ cita requerida ] La densidad de la madera varía según la especie. La densidad de una madera se correlaciona con su resistencia (propiedades mecánicas). Por ejemplo, la caoba es una madera de densidad media excelente para la elaboración de muebles finos, mientras que la balsa es ligera, lo que la hace útil para la construcción de modelos . Una de las maderas más densas es la madera de hierro negro .

Química

Estructura química de la lignina , que constituye aproximadamente el 25% de la materia seca de la madera y es responsable de muchas de sus propiedades.

La composición química de la madera varía de una especie a otra, pero es aproximadamente 50% de carbono, 42% de oxígeno, 6% de hidrógeno, 1% de nitrógeno y 1% de otros elementos (principalmente calcio , potasio , sodio , magnesio , hierro y manganeso ). por peso. [25] La madera también contiene azufre , cloro , silicio , fósforo y otros elementos en pequeñas cantidades.

Aparte del agua, la madera tiene tres componentes principales. La celulosa , un polímero cristalino derivado de la glucosa, constituye alrededor del 41 al 43%. Le sigue en abundancia la hemicelulosa , que ronda el 20% en los árboles de hoja caduca pero cerca del 30% en las coníferas. Son principalmente los azúcares de cinco carbonos los que están enlazados de manera irregular, a diferencia de la celulosa. La lignina es el tercer componente en alrededor del 27% en la madera de coníferas frente al 23% en los árboles de hoja caduca. La lignina confiere propiedades hidrofóbicas que reflejan el hecho de que se basa en anillos aromáticos.. Estos tres componentes están entretejidos y existen enlaces covalentes directos entre la lignina y la hemicelulosa. Un foco importante de la industria del papel es la separación de la lignina de la celulosa, de la que se fabrica el papel.

En términos químicos, la diferencia entre madera dura y madera blanda se refleja en la composición de la lignina constituyente . Lignina de la madera dura se deriva principalmente de alcohol sinapílico y alcohol coniferílico . La lignina de madera blanda se deriva principalmente del alcohol de coniferilo. [26]

Extractivas

Aparte de los polímeros estructurales , es decir, celulosa , hemicelulosa y lignina ( lignocelulosa ), la madera contiene una gran variedad de constituyentes no estructurales, compuestos por compuestos orgánicos de bajo peso molecular , llamados extractos . Estos compuestos están presentes en el espacio extracelular y pueden extraerse de la madera utilizando diferentes disolventes neutros , como la acetona . [27] Contenido análogo está presente en el llamado exudado producido por los árboles en respuesta a daños mecánicos o después de ser atacados porinsectos u hongos . [28] A diferencia de los componentes estructurales, la composición de los extractos varía en amplios rangos y depende de muchos factores. [29] La cantidad y composición de los extractos difiere entre especies de árboles, varias partes del mismo árbol, y depende de factores genéticos y condiciones de crecimiento, como el clima y la geografía. [27] Por ejemplo, los árboles de crecimiento más lento y las partes más altas de los árboles tienen un mayor contenido de extractos. Generalmente, la madera blanda es más rica en extractos que la madera dura . Su concentración aumenta desde el cambium hasta la médula . Cortezas y ramastambién contienen extractos. Aunque los extractivos representan una pequeña fracción del contenido de madera, generalmente menos del 10%, son extraordinariamente diversos y, por lo tanto, caracterizan la química de las especies de madera. [30] La mayoría de los extractos son metabolitos secundarios y algunos de ellos sirven como precursores de otras sustancias químicas. Los extractos de madera presentan diferentes actividades, algunos de ellos se producen en respuesta a heridas y algunos de ellos participan en la defensa natural contra insectos y hongos. [31]

Refinería de aceite de resina Forchem en Rauma , Finlandia.

Estos compuestos contribuyen a varias propiedades físicas y químicas de la madera, como el color, fragancia, durabilidad, propiedades acústicas, higroscopicidad , adhesión y secado de la madera . [30] Teniendo en cuenta estos impactos, los extractos de madera también afectan las propiedades de la pulpa y el papel y, de manera importante, causan muchos problemas en la industria del papel . Algunos extractos son sustancias tensioactivas y afectan inevitablemente las propiedades superficiales del papel, como la adsorción de agua, la fricción y la resistencia. [27] Los extractos lipófilos a menudo dan lugar a depósitos pegajosos durante la pulpa kraft y pueden dejar manchas en el papel. Los extractos también tienen en cuenta el olor del papel, que es importante al hacermateriales en contacto con alimentos .

La mayoría de los extractos de madera son lipofílicos y solo una pequeña parte es soluble en agua. [28] La porción lipófila de los extractos, que se conoce colectivamente como resina de madera , contiene grasas y ácidos grasos , esteroles y ésteres esterílicos, terpenos , terpenoides , ácidos resínicos y ceras . [32] El calentamiento de la resina, es decir, la destilación , vaporiza los terpenos volátiles y deja el componente sólido, la colofonia . El líquido concentrado de compuestos volátiles extraídos durante la destilación al vapor.se llama aceite esencial . La destilación de la oleorresina obtenida de muchos pinos proporciona colofonia y trementina . [33]

La mayoría de los extractos se pueden clasificar en tres grupos: compuestos alifáticos , terpenos y compuestos fenólicos . [27] Estos últimos son más solubles en agua y generalmente están ausentes en la resina.

  • Los compuestos alifáticos incluyen ácidos grasos, alcoholes grasos y sus ésteres con glicerol , alcoholes grasos (ceras) y esteroles (ésteres esterílicos). Los hidrocarburos , como los alcanos , también están presentes en la madera. Suberin es un poliéster, hecho de ácidos suberin y glicerol, que se encuentra principalmente en las cortezas . Las grasas sirven como fuente de energía para las células de la madera. [28] El esterol de madera más común es el sitosterol . Sin embargo, también se observan sitostanol , citrostadienol, campesterol y colesterol tanto en la madera dura como en la blanda, aunque en pequeñas cantidades. [27]
  • Los principales terpenos que se encuentran en la madera blanda incluyen mono , sesqui y diterpenos . [28] Mientras tanto, la composición de terpenos de la madera dura es considerablemente diferente, y consiste en triterpenoides , poliprenoles y otros terpenos superiores. Ejemplos de mono-, di- y sesquiterpenos son α- y β-pinenos , 3-careno , β-mirceno , limoneno , tuyaplicinas , α- y β- felandrenos , α-muuroleno, δ-cadineno , α- y δ-cadinoles., α- y β- cedrenos , juniperol, longifoleno , cis -abienol, borneol , ácido pinifólico, nootkatina, canootina, fitol , geranil-linalol, β-epimanool, manoilóxido, pimaral y pimarol. Los ácidos resinosos son normalmente terpenoides tricíclicos , ejemplos de los cuales son ácido pirimárico , ácido sandaracopimárico, ácido isopimárico , ácido abiético , ácido levopimárico , ácido palústrico, ácido neoabiético y ácido deshidroabiético. También se encuentran ácidos resínicos bicíclicos , tales como ácido lambertiánico, ácido comunico, ácido mercusico y ácido secodehidroabiético. Cicloartenol, la betulina y el escualeno son triterpenoides purificados de madera dura. Ejemplos de politerpenos de madera son caucho ( cis- polipren), gutapercha ( trans- polipren), guta-balatá ( trans- polipren) y betulaprenols ( politerpenoides acíclicos ). [27] [28] Los mono y sesquiterpenos de la madera blanda son responsables del olor típico del bosque de pinos . [27] Muchos monoterpenoides, como el β-mirceno , se utilizan en la preparación de aromas y fragancias .[28] Las tropolonas , como el hinokitiol y otras tuyaplicinas , están presentes enárboles resistentes a la descomposición y muestranpropiedades fungicidas e insecticidas . Los tropolones se unen fuertemente a los iones metálicos y pueden causar la corrosión del digestoren el proceso de fabricación de pasta kraft . Debido a sus de unión a metal y ionofóricas propiedades, especialmente thujaplicins se utilizan en experimentos de fisiología. [34] Diferentes otros in vitroSe han estudiado las actividades biológicas de las tuyaplicinas, tales como insecticida, anti-pardeamiento, anti-viral, anti-bacteriano, anti-hongos, anti-proliferativo y anti-oxidante. [35] [36]
  • Los compuestos fenólicos se encuentran especialmente en la madera dura y la corteza. [28] Los constituyentes fenólicos de madera más conocidos son estilbenos (por ejemplo pinosilvina ), lignanos (por ejemplo pinoresinol , conidendrin, ácido plicático , hidroximatairesinol ), norlignans (por ejemplo nyasol , puerosides A y B, hydroxysugiresinol, sequirin-C), taninos ( p. ej. , ácido gálico , ácido elágico ), flavonoides (p. ej. crisina , taxifolina , catequina , genisteína). La mayoría de los compuestos fenólicos tienen propiedades fungicidas y protegen la madera de la descomposición por hongos . [28] Junto con los neolignanos, los compuestos fenólicos influyen en el color de la madera. Los ácidos resínicos y los compuestos fenólicos son los principales contaminantes tóxicos presentes en los efluentes no tratados de la fabricación de pasta . [27] Los compuestos polifenólicos son una de las biomoléculas más abundantes producidas por las plantas, como los flavonoides y los taninos . Los taninos se utilizan en la industria del cuero y se ha demostrado que exhiben diferentes actividades biológicas. [30] Los flavonoides son muy diversos, ampliamente distribuidos en elreino vegetal y tienen numerosas actividades y funciones biológicas. [28]

Usos

Gasolina

Artículo principal: combustible de madera

La madera tiene una larga historia de uso como combustible, [37] que continúa hasta el día de hoy, principalmente en las zonas rurales del mundo. Se prefiere la madera dura a la blanda porque genera menos humo y se quema por más tiempo. A menudo se siente que agregar una estufa de leña o una chimenea a una casa agrega ambiente y calidez.

Construcción

La Casa Saitta , Dyker Heights , Brooklyn , Nueva York construida en 1899 está hecha y decorada con madera. [38]

La madera ha sido un material de construcción importante desde que los humanos comenzaron a construir refugios, casas y botes. Casi todos los barcos estaban hechos de madera hasta finales del siglo XIX, y la madera sigue siendo de uso común hoy en día en la construcción de barcos. El olmo en particular se usó para este propósito, ya que resistió la descomposición siempre que se mantuviera húmedo (también sirvió como tubería de agua antes de la llegada de la plomería más moderna).

La madera que se utiliza para trabajos de construcción se conoce comúnmente como madera aserrada en América del Norte. En otros lugares, la madera aserrada generalmente se refiere a árboles talados, y la palabra para tablas aserradas listas para usar es madera . [39] En la Europa medieval, el roble era la madera de elección para todas las construcciones de madera, incluidas vigas, paredes, puertas y suelos. Hoy en día se utiliza una variedad más amplia de maderas: las puertas de madera maciza a menudo están hechas de álamo , pino de nudos pequeños y abeto de Douglas .

Las iglesias de Kizhi , Rusia, se encuentran entre un puñado de sitios del Patrimonio Mundial construidos completamente de madera, sin juntas de metal. Consulte Kizhi Pogost para obtener más detalles.

Hoy en día, las nuevas viviendas domésticas en muchas partes del mundo se hacen comúnmente con construcciones con entramado de madera. Los productos de madera sintética se están convirtiendo en una parte más importante de la industria de la construcción. Pueden utilizarse tanto en edificios residenciales como comerciales como materiales estructurales y estéticos.

En los edificios hechos de otros materiales, la madera se seguirá encontrando como material de soporte, especialmente en la construcción de techos, en las puertas interiores y sus marcos, y como revestimiento exterior.

La madera también se utiliza comúnmente como material de encofrado para formar el molde en el que se vierte el hormigón durante la construcción con hormigón armado .

Piso

La madera se puede cortar en tablones rectos y convertirla en un piso de madera .
Artículo principal: suelos de madera

Un piso de madera maciza es un piso colocado con tablones o listones creados a partir de una sola pieza de madera, generalmente una madera dura. Dado que la madera es hidroscópica (adquiere y pierde humedad de las condiciones ambientales que la rodean), esta inestabilidad potencial limita efectivamente la longitud y el ancho de las tablas.

Los pisos de madera maciza son generalmente más baratos que las maderas de ingeniería y las áreas dañadas se pueden lijar y reacabar repetidamente, el número de veces está limitado solo por el grosor de la madera sobre la lengüeta.

Los pisos de madera maciza se utilizaron originalmente con fines estructurales, y se instalaron perpendiculares a las vigas de soporte de madera de un edificio (las vigas o soportes) y la madera de construcción sólida todavía se usa a menudo para pisos deportivos, así como para la mayoría de los bloques de madera, mosaicos y parquet tradicionales .

Productos de ingeniería

Artículo principal: madera de ingeniería

Los productos de madera de ingeniería, productos de construcción encolados "diseñados" para requisitos de rendimiento específicos de la aplicación, se utilizan a menudo en aplicaciones industriales y de construcción. Los productos de madera de ingeniería encolada se fabrican uniendo hebras de madera, chapas, madera u otras formas de fibra de madera con pegamento para formar una unidad estructural compuesta más grande y más eficiente. [40]

Estos productos incluyen madera laminada encolada (glulam), paneles estructurales de madera (que incluyen madera contrachapada , tableros de fibra orientada y paneles compuestos), madera de chapa laminada (LVL) y otros productos de madera compuesta estructural (SCL), madera de torones paralelos y vigas I. [40] Aproximadamente 100 millones de metros cúbicos de madera se consumieron con este fin en 1991. [3] Las tendencias sugieren que los tableros de partículas y los tableros de fibra superarán al contrachapado.

La madera no apta para la construcción en su forma original puede descomponerse mecánicamente (en fibras o astillas) o químicamente (en celulosa) y usarse como materia prima para otros materiales de construcción, como madera de ingeniería, así como tableros aglomerados , tableros duros y medios. de fibra de densidad (MDF). Dichos derivados de la madera se utilizan ampliamente: las fibras de madera son un componente importante de la mayoría de los papeles y la celulosa se utiliza como componente de algunos materiales sintéticos . Los derivados de la madera se pueden utilizar para tipos de suelos, por ejemplo, suelos laminados .

Muebles y utensilios

La madera siempre se ha utilizado mucho para muebles , como sillas y camas. También se utiliza para mangos de herramientas y cubiertos, como palillos , mondadientes y otros utensilios, como la cuchara de madera y el lápiz .

Otro

Otros desarrollos incluyen nuevas aplicaciones de pegamento de lignina , envases de alimentos reciclables, aplicaciones de reemplazo de neumáticos de caucho, agentes médicos antibacterianos y tejidos o compuestos de alta resistencia. [41] A medida que los científicos e ingenieros aprendan y desarrollen nuevas técnicas para extraer varios componentes de la madera o, alternativamente, para modificar la madera, por ejemplo, añadiendo componentes a la madera, aparecerán en el mercado nuevos productos más avanzados. El monitoreo electrónico del contenido de humedad también puede mejorar la protección de la madera de próxima generación. [42]

Arte

Cuenta de oración con la Adoración de los Magos y la Crucifixión , miniatura gótica de boj

La madera se ha utilizado durante mucho tiempo como medio artístico . Se ha utilizado para hacer esculturas y tallas durante milenios. Los ejemplos incluyen los tótems tallados por los indígenas norteamericanos en troncos de coníferas, a menudo cedro rojo occidental ( Thuja plicata ).

Otros usos de la madera en las artes incluyen:

  • Grabado en madera grabado y grabado
  • La madera puede ser una superficie para pintar, como en la pintura de paneles.
  • Muchos instrumentos musicales están hechos en su mayor parte o en su totalidad de madera.

Equipamiento deportivo y recreativo

Muchos tipos de equipos deportivos están hechos de madera o se construyeron con madera en el pasado. Por ejemplo, los murciélagos de cricket suelen estar hechos de sauce blanco . Los bates de béisbol que son legales para su uso en las Grandes Ligas suelen estar hechos de madera de fresno o nogal , y en los últimos años se han construido con arce , aunque esa madera es algo más frágil. Las canchas de la NBA se han construido tradicionalmente con parquet .

Muchos otros tipos de equipos deportivos y recreativos, como esquís , palos de hockey sobre hielo , palos de lacrosse y arcos de tiro con arco , se fabricaban comúnmente con madera en el pasado, pero desde entonces han sido reemplazados por materiales más modernos como aluminio, titanio o materiales compuestos como como fibra de vidrio y fibra de carbono . Un ejemplo digno de mención de esta tendencia es la familia de palos de golf comúnmente conocida como los bosques , cuyas cabezas eran tradicionalmente hechas de caqui.madera en los primeros días del juego del golf, pero ahora generalmente están hechos de metal o (especialmente en el caso de los conductores ) compuestos de fibra de carbono.

Degradación bacteriana

Se sabe poco sobre las bacterias que degradan la celulosa. Las bacterias simbióticas de Xylophaga pueden desempeñar un papel en la degradación de la madera hundida. Se han detectado alfaproteobacterias , flavobacterias , actinobacterias , clostridios y bacteroidetes en madera sumergida durante más de un año. [43]

Ver también

  • Mota
  • Carpintería
  • Driftwood
  • Material a cargar
  • Silvicultura
  • Lista de maderas
  • Entarimado
  • Pellet combustible
  • Madera para pasta de papel
  • Serrín
  • Madera modificada térmicamente
  • Tinder
  • Secado de madera
  • Economía de la madera
  • Compuesto de madera y plástico
  • Preservación de la madera
  • Deformación de la madera
  • Torneado de madera
  • Carcoma
  • Xilología
  • Xilofagia
  • Xiloteca
  • Xilotomía

Referencias

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enlaces externos

  • La Asociación Madera en la Cultura
  • The Wood Explorer: una base de datos completa de especies de madera comerciales
  • APA - Asociación de madera de ingeniería