TEMA Materiales tecnológicos_ madera

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I.E.S. LOS CARDONES

TECNOLOGÍA DE 1º E.S.O. CURSO 2019-2020

LA MADERA

ÍNDICE: LA MADERA

1

Los materiales de uso tecnológico: la madera

2

1.- Introducción

2

2.- Propiedades de la materia.

2

3. Obtención de los Materiales

2

4.- Tipos de materiales tecnológicos

3

5. Propiedades de los materiales

4

5.1.- Propiedades sensoriales

4

5.2.- Propiedades físico-químicas:

5

5.3.- Propiedades mecánicas:

6

5.4.- Propiedades tecnológicas:

6

5.5. Propiedades ecológicas:

7

6. La elección de los materiales

7

7.- LA MADERA

8

7.1. NATURALEZA DE LA MADERA

8

7.2. OBTENCIÓN DE LA MADERA

8

7.5. UNIONES EN MADERA

11

7.6. MADERAS PREFABRICADAS

12

7.7. OTROS DERIVADOS DE MADERA: PAPEL Y CARTÓN.

12

7.8.- HERRAMIENTAS PARA TRABAJAR LA MADERA

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Los materiales de uso tecnológico: la madera 1.- Introducción El uso de los diferentes tipos de materiales ha sido muy importante en la historia de la civilización humana, tanto que hemos ido poniendo nombre de los materiales que usamos en las diferentes épocas históricas, así tenemos la Edad de Piedra, la Edad del Bronce, la Edad del Hierro, etc… En la historia de la

tecnología,

disponibilidad

la

de

los

distintos materiales ha determinado el avance tecnológico. Hoy en día existen

una

amplia

variedad de materiales, algunos otros

naturales

artificiales,

y con

unas cualidades que los diferencian

unos

de

otros: sus​ propiedades​.

2.- Propiedades de la materia. Las propiedades de un material son una serie de características que determinan el comportamiento de ese material ante las acciones físicas, químicas,mecánicas, etc… siendo dichas propiedades lo que diferencian un material de otro y lo que determina que un objeto esté fabricado de un material determinado. Por ejemplo, un martillo deberá tendrá que estar realizado de un material resistente para golpear, un tobogán deberá estar fabricado de un material liso, etc.

3. Obtención de los Materiales La mayoría de los materiales de los cuales están fabricados los objetos no se encuentran directamente en la naturaleza, sino que se elaboran a partir de otras sustancias que son las que se extraen de la naturaleza, por eso diferenciamos : -Materias primas: Son los recursos naturales a partir de los que obtenemos los materiales usados en la actividad técnica. Por ejemplo las rocas, la madera, etc… -​ Materiales artificiales:​ se obtienen sometiendo las materias primas a procesos físicos y químicos. Los materiales de uso tecnológico: La Madera

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- Materiales sintéticos​: son fabricados por el ser humano a partir de materiales artificiales

4.- Tipos de materiales tecnológicos Entre los materiales más utilizados para elaborar productos, destacan: La madera: ​Se obtiene de la parte leñosa de los árboles. Se utiliza como combustible, para la industria papelera , para

la

fabricación

de

muebles,

elementos

de

construcción (vigas, escaleras, etc... ), decorativos (marcos de cuadros, esculturas, etc..) Los plásticos: ​Se obtienen artificialmente a partir del petróleo. Los plásticos se utilizan para fabricar tuberías,

embalajes,

revestimiento

juguetes,

recipientes,

de cables,

etc… Los metales: Se extraen de los minerales que forman parte de las rocas. Los metales se utilizan para estructuras y piezas de máquinas, herramientas, tornillería, fontanería, componentes electrónicos, etc... Los materiales pétreos​: Se extraen de las rocas. Son materiales pétreos el mármol, la pizarra, el vidrio, el yeso, el cemento y el hormigón. Normalmente se utilizan como materiales de construcción.

Los materiales cerámicos: Se obtienen moldeando arcillas y sometiéndola después a un proceso de cocción a altas temperaturas en un horno. Un ladrillo, una teja, un botijo, una vajilla e, incluso, un lavabo son productos fabricados con materiales cerámicos. Los materiales textiles:​ Estos materiales se utilizan en forma de hilos para elaborar tejidos. Pueden ser naturales o sintéticos. Son materiales textiles la lana, el algodón, la seda, el lino, etc… Los materiales de uso tecnológico: La Madera

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5. Propiedades de los materiales Cada material tiene unas propiedades que lo diferencian de los demás y determinan lo que puede hacerse con él. Las principales propiedades las podemos clasificar de la siguiente manera:

5.1.- Propiedades sensoriales Son aquellas propiedades que percibimos a través de los sentidos. Podemos destacar: Color y brillo: Cada material tiene un color y un brillo característicos, por ejemplo los metales se distinguen a simple vista de otros materiales por su color y su brillo. Textura: ​Todos los materiales tienen textura. Si tocamos una piedra, un cristal o una esponja, experimentamos sensaciones diferentes al tacto, por ello hablamos de texturas suaves, rasposas, lisa etc...

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5.2.- Propiedades físico-químicas: Son las que están relacionadas con el comportamiento del material frente a acciones externas: Transparencia: Según el comportamiento de los materiales frente a la luz se clasifican en: transparentes,

translúcidos

y

opacos. Como

materiales transparentes podemos distinguir el cristal y algunos tipos de plásticos. Oxidación: Hace referencia al comportamiento de un material cuando es atacado por el oxígeno al estar sometido a la acción de agentes atmosféricos o químicos. La oxidación es típica de algunos metales, y sin embargo en otros materiales no se produce (plásticos, madera, cristal, etc…) Conductividad eléctrica: mide la facilidad que tiene un material para conducir la electricidad. Un material tiene alta conductividad eléctrica cuando deja pasar la corriente eléctrica por él, entonces decimos que es conductor. En caso contrario hablamos de materiales aislantes. Como materiales conductores se distinguen los metales, y como materiales aislantes los plásticos y la madera. Conductividad térmica: Un material tiene alta conductividad térmica cuando deja pasar el calor por él. Es decir si calentamos una pieza de un material determinado por uno de sus extremos y el calor se transmite a toda la pieza, dicho material tiene una alta conductividad eléctrica, como por ejemplo los metales (acero, cobre, aluminio, latón, estaño, oro, etc…). Dilatación térmica: Es la propiedad por la cual los materiales aumentan de tamaño al aumentar su temperatura. Generalmente los metales tienen una alta dilatación térmica, y materiales como la madera, el cristal, o los plásticos tienen una baja dilatación térmica, es decir, apenas aumentan de tamaño cuando se calientan. Densidad: ​Es la relación entre la masa y el volumen de un material. Por ejemplo el plomo es mucho más denso que el corcho, porque un trozo de plomo pesa mucho más que un trozo de corcho del mismo tamaño.

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5.3.- Propiedades mecánicas: Son las que están relacionadas con el comportamiento del material cuando se somete a esfuerzos. Podemos distinguir: Dureza: Es la resistencia de un material a ser rayado. Es decir, un material es duro o blando dependiendo de si otros materiales pueden rayarlo. El material más duro que existe es el diamante, ya que es capaz de rayar a los demás materiales y no es rayado por ninguno. Tenacidad/Fragilidad: Un material es tenaz si aguanta los golpes sin romperse. Un material es frágil si cuando le damos un golpe se rompe.

Elasticidad/Plasticidad: Un material es elástico cuando, al aplicarle una fuerza se deforma, y al retirarla vuelve a la posición inicial. Un material es plástico cuando al retirarle la fuerza continúa deformado.

Resistencia mecánica: ​Es la propiedad que permite a un material soportar esfuerzos sin romperse.

5.4.- Propiedades tecnológicas: Son las que están relacionadas con el comportamiento de los materiales durante la fabricación. Fusibilidad: Es la capacidad de los materiales de pasar del estado sólido al líquido cuando son sometidos a una temperatura determinada. Ductilidad: Es la capacidad de los materiales de transformarse en hilos cuando se estiran. Maleabilidad: Es la capacidad de los materiales de transformarse en láminas cuando se les comprime.

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5.5. Propiedades ecológicas: Son las que están relacionadas con la mayor o menor nocividad del material para el medio ambiente. Toxicidad: Es el carácter nocivo de los materiales para el medio ambiente o los seres vivos.

Reciclabilidad: Es la capacidad de los materiales de ser vueltos a fabricar. Biodegrabilidad: Es la capacidad de los materiales de, con el paso del

tiempo, descomponerse de

forma natural en sustancias más simples.

6. La elección de los materiales Al elegir un material para una determinada aplicación, habrá que tener en cuenta los siguientes factores: ●

Sus propiedades: dureza, flexibilidad, resistencia al calor...

●

Las posibilidades de fabricación: las máquinas y herramientas de las que se dispone, la facilidad con que se trabaja...

●

Su disponibilidad: la abundancia del material, la proximidad al lugar donde se necesita...

●

Su impacto sobre el medio ambiente: si contamina, es tóxico, o biodegradable.

●

Su precio: El coste del material utilizado influirá en el precio final del producto u objeto construido.

Ejemplos de elección de materiales: ●

La propiedad que determina el material del que está fabricada la malla es la elasticidad.

●

La propiedad que determina el material del que está fabricada la olla es la conductividad térmica.

●

La propiedad que determina el material del que están fabricados los faros es la transparencia, y el parachoques la resistencia mecánica.

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7.- LA MADERA La madera es una sustancia dura y resistente que constituye el tronco de los árboles; se ha utilizado durante miles de años como combustible, como material para fabricar utensilios y armas, para la construcción de viviendas y embarcaciones, y en los últimos tiempos también se utiliza como materia prima para fabricar el papel.

7.1. NATURALEZA DE LA MADERA El tronco de los árboles posee diferentes zonas, entre las cuales podemos distinguir el duramen o corazón y las albura o leño, ya que es de estas 2 zonas de donde se extrae la madera como material tecnológico. Haciendo un corte transversal en el tronco de un árbol distinguimos las siguientes partes: Médula: Es la zona central del tronco. Posee escasa resistencia, por lo que, generalmente, no se utiliza en la obtención de madera. Duramen o corazón: ​En esta zona, la madera es seca, dura, consistente y de color más oscuro. Es la parte del tronco que proporciona la madera más dura y de mejor calidad. Albura o leño​: De esta zona también se aprovecha la madera, aunque ésta es más clara y menos resistente que la madera extraída del corazón. Cámbium: Es una capa fina que sigue a la albura. Tiene como función la formación de la nueva madera en el tronco del árbol. Corteza:​ Es la capa más exterior del tronco. Protege a la planta de las agresiones externas.

7.2. OBTENCIÓN DE LA MADERA La madera de los árboles debe transformarse para poder utilizarse. El proceso desde la extracción de la madera de los bosques como materia prima hasta la obtención de tablones como material que ha de ser trabajado se compone de las siguientes fases: 1. Tala:​ Corte del árbol por su base 2. Descortezado:​ Es decir se le quita la corteza que envuelve el tronco. 3. Tronzado: Consiste en cortar los troncos a una longitud determinada mediante sierras. 4. Aserrado:​ Consiste en la obtención de tablas y tablones. Los materiales de uso tecnológico: La Madera

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5. Secado: Antes de poder usar las tablas y tablones para fabricar objetos, es necesario reducir el grado de humedad hasta un valor inferior al 3%. Hay dos métodos -Secado natural: Consiste en apilar la madera de forma que el aire pueda circular a su alrededor. -Secado artificial: La madera se seca en un almacén cerrado en el cual se hace circular aire caliente. 6. Distribución y comercialización: La madera obtenida se comercializa a los grandes almacenes, industrias y talleres de carpintería.

7.3. PROPIEDADES DE LA MADERA Las propiedades de la madera dependen de muchos factores: Tipo de árbol, condiciones ambientales y del terreno en el cual han crecido, edad y composición de la madera, proceso de secado etc… Sin embargo, de forma general la madera posee las siguientes propiedades: ●

Baja densidad: Aunque cada madera tiene su propia densidad, en general siempre es menor que la densidad del agua, por lo cual la madera flota en el agua, razón por la cual se ha usado para la fabricación de embarcaciones. En general entre mayor es la densidad de una madera mayor es su dureza.

●

Baja dureza: Aunque la dureza depende del tipo de madera, generalmente la madera es más blanda que los metales y los materiales pétreos y cerámicos.

●

Baja conductividad eléctrica:​ La madera es mala conductora de la electricidad.

●

Baja conductividad calorífica​: La madera en conduce bastante mal el calor.

●

Baja dilatación térmica: La madera, al ser calentada, aumenta muy poco su tamaño, en relación a otros materiales como por ejemplo los metales.

●

La madera es higroscópica, es decir, absorbe la humedad del medio ambiente, hinchándose, razón por la cual muchas puertas rozan en el suelo después de haber llovido. Cuando el clima es cálido la madera vuelve a ceder esa humedad al medio ambiente, volviendo a su tamaño normal.

●

Resistencia a condiciones ambientales​: Aunque la madera no se oxida, es atacada por los agentes externos, como el sol y la lluvia, y también por plagas e insectos, como por ejemplo la carcoma.

●

Propiedades acústicas: La madera tiene una buena conductividad acústica, es decir, transmite bien el sonido, razón por la cual se utiliza para fabricar instrumentos musicales.

●

Propiedades ecológicas:​ La madera es un material reciclable y biodegradable.

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7.4. TIPOS DE MADERA Existen una gran variedad de maderas, tantas como especies de árboles. Sin embargo, las maderas de uso técnico las podemos clasificar en: Maderas duras: Proceden de árboles de hoja caduca. Normalmente su crecimiento es muy lento y contienen poca resina. Suelen tener colores más oscuros y mayor densidad que las maderas blandas. Son maderas duras el roble, la haya, el arce, el fresno, el cerezo, el nogal, la caoba, el olivo, el castaño, el ébano etc… *HAYA

​Se

trata

de

una

madera

clara,

incluso

blanquecina, y muy homogénea, fácil de trabajar. Se emplea en mobiliario y suelos, por su flexibilidad y facilidad de conformado. Además para hacer juguetes, útiles de cocina, herramientas manuales , etc. *ROBLE De ​albura blanca y duramen rojizo y el conjunto adquiere una coloración parda clara. Es dura, resistente, tenaz, densa, poco alterable y de labra fácil. Es la m​adera que mejor resiste las alternativas de sequedad y de humedad. Admite buen pulimento *CAOBA Madera de ​origen tropical. Las tonalidades de la madera van del rojizo al marrón. Se emplea en mobiliario de calidad, instrumentos musicales ( piano, clarinete, violines, etc.), en objetos artísticos: talla y escultura Maderas blandas: Las maderas blandas proceden, en general, de decir, árboles con la hoja en forma de aguja. Las maderas blandas son más ligeras, resinosas y de colores más claros que las maderas duras. Son también más baratas y fáciles de trabajar. Algunos ejemplos son el pino, el abeto, el chopo, el álamo, el abedul, la balsa, el tilo, etc… *PINO​: de textura uniforme, tiene un bajo costo de producción y trabajar con él es bastante sencillo.Se usa mucho en la carpintería, en la construcción de paneles, muebles y molduras. *ABETO​: madera ligera similar al pino. Es muy elástica, por lo que es fácil de trabajar y así darle variados usos. En

carpintería se usa en fabricación de instrumentos musicales o en envases y

embalajes.También sirve para revestir paredes y techos en el interior de las construcciones. Se emplea para mobiliario económico. *CHOPO: ​Fabricación de tableros contrachapados ​por la facilidad obtener chapas a través del “desenrollo del tronco”, Fabricación de aglomerados. Fabricación de madera para uso estructural: vigas laminadas y ​microlaminadas​. Fabricación de envases y cajas de madera. Pasta de papel. Mobiliario de interior. Instrumento musicales.

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7.5. UNIONES EN MADERA La unión de distintas piezas de madera se puede llevar a cabo mediante 3 técnicas distintas: ●

Uniones clavadas y atornilladas: Consiste en unir las piezas mediante clavos, tornillos o tirafondos.

●

Uniones encoladas: El encolado es una operación que sirve para unir las piezas mediante un compuesto que se llama cola. Para encolar se debe tener en cuenta que: - Las superficies han de estar limpias, sin barnices ni pinturas. - Las piezas deben de estar a presión mientras se seca la cola. Para ello se pueden utilizar sargentos.

●

Uniones ensambladas: Los ensambles son las uniones de piezas de madera haciendo que una de ellas encaje con la otra. Hay multitud de ensambles distintos, entre los más usados están:

- Ensamble con clavijas. - Caja y espiga. - Machihembrado. - Cola de milano.

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7.6. MADERAS PREFABRICADAS En los últimos años, se han desarrollado las maderas prefabricadas, que se obtienen a partir de cualquier tipo de madera. Estas maderas tienen muchas ventajas: Son fáciles de trabajar, se pueden conseguir en una amplia gama de medidas y acabados, no son atacadas por parásitos y económicamente resultan más rentables. La mayoría de ellas están elaboradas con restos de maderas, lo que contribuye a la protección del medio ambiente. Se destacan las siguientes: ●

Contrachapado: Se fabrica a partir de capas finas de madera pegadas entre sí y colocadas de tal manera que las fibras de una capa son perpendiculares a las fibras de la capa siguiente.

●

Aglomerado: Se obtiene mezclando virutas y restos de madera triturada con colas especiales y comprimiéndolas. Luego pueden ser recubiertos por una lámina fina de madera o plástico para proporcionarle un mejor acabado.

●

Tableros de fibras​: Se obtienen uniendo partículas o fibras de madera con una resina sintética y luego prensando.Comercialmente se les conoce como ​tableros DM. Tienen una textura fina y uniforme, con cantos perfectos

7.7. OTROS DERIVADOS DE MADERA: PAPEL Y CARTÓN. El papel es una fina capa de fibras vegetales entrelazadas entre sí formando un paño que tiene la propiedad perdurable

de en

ser

resistente, el

tiempo,

higroscópico (absorbe el agua), ligero y aislante del calor y la electricidad. El cartón. Otro derivado de la madera es el cartón, que se obtiene a partir de láminas gruesas de pasta de papel o por pegado de varias capas. La forma comercial más común es el cartón ondulado, que está compuesto de una lámina de papel interior con forma de ondas, reforzada por dos exteriores lisas que son adheridas con cola.

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7.8.- HERRAMIENTAS PARA TRABAJAR LA MADERA

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