Ingeniería de Materiales: Polímeros, Madera y Derivados

Polímeros: Un polímero es una estructura lineal compuesta por unidades pequeñas, iguales o diferentes, llamadas monómeros. Estos monómeros confieren al polímero características y propiedades físicas particulares. La palabra polímero proviene del griego: POLI (muchos) y MEROS (partes o segmentos). Los polímeros se clasifican en:

  • Naturales:
    • Vegetales: madera, algodón, lino y cáñamo.
    • Animales: lana, cuero y seda.
  • Sintéticos: plásticos (termoplásticos y termoestables), elastómeros y cauchos.

Madera

Madera: Es un material compuesto natural formado por una disposición compleja de células de celulosa reforzadas por una sustancia polimérica llamada lignina y otros compuestos orgánicos.

Clasificación de la Madera

Maderas blandas: Se caracterizan por colores claros, facilidad de mecanizado, buenos acabados y, en general, menor resistencia mecánica. Ejemplos: pino, cedro, ciprés, etc.

Maderas duras: Destacan por su mayor resistencia y duración, con colores variados. Ejemplos: roble, caoba, nogal, etc.

Propiedades de la Madera

Propiedades Físicas

Humedad: Es la cantidad de H2O que contiene la madera, relacionada con su peso. Al secarse, la madera pierde peso y se contrae hasta un límite.

Densidad: La mayoría de las maderas tienen una densidad entre 0.3 y 0.9 g/cm3, lo que significa que flotan en el agua.

Contracción e hinchamiento: La madera puede absorber agua e hincharse o perder agua y contraerse.

Propiedades Mecánicas

Flexión estática: Es la capacidad de la madera para flexionarse antes de romperse.

Compresión: Puede ser perpendicular o paralela al grano.

Hendimiento o clivaje: Es la resistencia de la madera a rajarse al introducir clavos. Se evalúa en planos tangenciales o radiales.

Dureza: Es la resistencia a ser marcada. Se mide con una semiesfera de metal que deja una marca de 1 cm2. La dureza es la carga necesaria para producir dicha marca.

Otras Propiedades

Baja conductividad eléctrica, baja conductividad térmica, propiedades aislantes.

Estructura de un Árbol

En el tronco de un árbol se distinguen dos zonas:

  • La corteza: Formada por la corteza externa e interna.
  • El leño o madera: La parte aprovechable.

En un árbol adulto, el leño consta de tres partes:

  • El eje del tronco o médula (parte interna).
  • El leño viejo.
  • El leño joven (parte externa).

Entre el líber y la albura se encuentra el cambium, que genera madera hacia el interior y corteza hacia el exterior.

Etapas para la Obtención del Papel

Desincrustado: Proceso para separar la celulosa de la lignina, obteniendo la pasta de celulosa. Puede ser químico o mecánico.

Lavado y depuración: Se realiza en grandes piletas.

Blanqueado: Se usan sustancias químicas como dióxido de azufre (desincrustado mecánico) y cloro puro o hipoclorito de sodio (desincrustado químico).

Refinado: Se añaden compuestos para dar peso, blancura, suavidad o color al papel.

Batido: Se mezcla la pasta, añadiendo papel reciclado y otras sustancias como cola de animal o gelatina.

Obtención de la hoja: La pasta se pasa por una cinta sin fin, el agua drena y las fibras se acomodan. Luego, pasa por cajas aspiradoras y cilindros compresores. Finalmente, se corta y enrolla en bobinas o se acumula en pliegos.

Inflamación y combustión: Puede ser una cualidad para pirograbados, pero un defecto para construcción y decoración.

Productos Derivados de la Madera

Madera Laminada

Se construye empalmando tablas por sus extremos y pegándolas por sus caras. Requiere controles de humedad y temperatura. Posee gran estabilidad y puede ser curva o recta. Los espesores varían entre 20 y 45 mm. El secado de las tablas depende del adhesivo. La unión de tablas debe tener una distancia mínima entre capas. El encolado se realiza con adhesivos de fraguado rápido en un ambiente controlado.

Paneles

Se dividen en:

  • Madera sólida: tirantes o tablas.
  • Reconstituidos: fibras, virutas, etc.
Paneles Compensados

Láminas de madera de distintos espesores unidas perpendicularmente con adhesivo y prensadas en caliente. Ofrecen gran resistencia y estabilidad.

Tableros Alistonados

Listones unidos lateralmente con resinas especiales. Se producen en varios espesores y con listones de diferentes anchos.

Tableros de Viruta

Panel compuesto de tiras o virutas de madera en forma de cruz, unidas con adhesivos y presión/temperatura.

Tableros de Partículas

Se producen prensando en caliente maderas desmenuzadas con adhesivo.

Tableros de Fibra

Madera desmenuzada a tamaño de fibra. Hay de alta densidad (sin adhesivos) y de mediana densidad.

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