Composición de la madera

La madera tiene una estructura fibrosa formada básicamente por celulosa, C6H12O5, (60%), que constituye la
estructura resistente de los vegetales, y lignina, C19H24O14, que proporciona la rigidez y dureza a la madera.
Además contiene, en menor proporción, resinas, almidón, azúcares, taninos, colorantes, alcoholes, y alcanfor,
que son productos de utilidad industrial.

Estructura

Un corte transversal del tronco nos permite apreciar la estructura interior, que está formada por las siguientes
partes:

Corteza. Es una capa impermeable que recubre el árbol protegiéndole de agentes atmosféricos
exteriores.

Cambium. Está constituida por células alargadas, que se transforman en nuevas células, las de la zona
interior de madera nueva (xilema) y las de la cara externa de líber (floema). Es la zona encargada del
crecimiento y desarrollo del árbol.

Albura. Es la madera joven del árbol y está irrigada por mayor cantidad de savia, lo que la hace más
vulnerable a la carcoma. Con el tiempo se convierte en madera más dura.

Duramen. Es la madera con dureza y consistencia, formada por tejidos que han alcanzado su total
desarrollo procedentes de la transformación de la albura.

Núcleo o médula. Es la parte central y más vieja del árbol. Está formada por células tubulares sin
prácticamente agua, que ha sido sustituida por resinas.

Propiedades

Las propiedades de la madera varían según la especie del árbol origen e incluso dentro de la misma especie
por las condiciones del lugar de crecimiento. Aun así hay algunas características cualitativas comunes a casi
todas las maderas.

Fácil mecanización

Densidad entre 300-800 kg/m3 según la especie. Es, excepto raras excepciones menos denso que el
agua y, por lo tanto, flota sobre ella.

Dureza y resistencia. Son propiedades variables en función de la especie, pero en general podemos
decir que los árboles caducifolios tienen en su interior menos contenido de agua y, por lo tanto, presentan
una mayor dureza y resistencia mecánica. Los árboles de hoja perenne, por el contrario, tienen mayor
presencia de agua y consecuentemente son más blandos y con menor resistencia.

Flexibilidad. Presenta en general una gran flexibilidad en el sentido de la veta, pudiendo doblarse
fácilmente mediante calor o humedad.

Fendabilidad. La madera se puede partir de forma fácil en el sentido de la veta, de las fibras.

Higroscopicidad. Tiene la madera una gran capacidad de absorber agua y desprenderla posteriormente.
(en función de la especie arbórea)

Combustibilidad. Es la capacidad de arder. La madera tiene una alta combustibilidad, ardiendo con
rapidez a la vez que desprende abundante calor.

Conductividad. Es un material bastante aislante tanto del calor como de la electricidad.

En general podemos decir que es un recurso natural disponible, barato y de fácil obtención, con unas
propiedades en general idóneas para muchas aplicaciones. Como inconvenientes deberemos destacar su
debilidad frente al ataque de ciertos insectos y hongos que pueden deteriorar gravemente la madera. También
su inestabilidad volumétrica en función del contenido de agua y su alta combustibilidad. Recordar en este
punto el grave problema que supone para el planeta la deforestación que está padeciendo. El empleo de la
madera como material sostenible tiene que estar vinculado con explotaciones forestales apropiadas y
renovables. También es necesario destacar la necesidad del reciclado de papeles y cartones, evitando el uso
de nuevos árboles; y el empleo de biomasa fabricada a partir de restos arbóreos como combustible de un alto
poder calorífico.

Tipos de madera en función de su origen

Maderas duras: Son aquellas que proceden de árboles de un crecimiento lento (los de hoja caduca), por
lo que pesan más y soportan mejor las inclemencias del tiempo que las blandas. Estas maderas
proceden de árboles que tardan décadas, e incluso siglos, en alcanzar el grado de madurez suficiente
para ser cortadas y poder ser empleadas en la elaboración de muebles o vigas. Son mucho más caras
que las blandas, debido a que su lento crecimiento provoca su escasez, pero son de mucha mayor
calidad. También son muy empleadas para realizar tallas de madera. (Haya, roble, nogal, ébano, cerezo,
castaño, fresno, olivo).

Maderas blandas: La gran ventaja que tienen respecto a las maderas duras, es que tienen un periodo de
crecimiento mucho más corto (los de hoja perenne), que provoca que su precio sea mucho menor. Este
tipo de madera no tiene una vida tan larga como las duras. Dar forma a las maderas blandas es mucho
más sencillo, aunque tiene la desventaja de producir mayor cantidad de astillas, por lo que el acabado es
mucho peor. Además, la carencia de veteado de esta madera le resta atractivo, por lo que casi siempre
es necesario pintarla, barnizarla o teñirla. (Pino, abeto, balsa, chopo.).

Maderas tropicales: Son especies muy variadas procedentes de países tropicales. Existen árboles que
aportan una madera extremadamente blanda hasta otras especies extraduras. (Caoba, ébano, engué,
teca, elondo, sapelli, balsa)

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MADERA

La composición química de la madera se distingue entre parte leñosa, sustancia, jugo y protoplasma.
La sustancia de la madera está compuesta, en todas las maderas, de carbono elemental 50%, oxigeno 46%,
hidrógeno 6% nitrógeno y pequeñas cantidades de componentes de las cenizas 1%.
Los componentes esenciales de la madera son: La celulosa 40%, sustancias semejantes a la celilosa 24-32%,
y lignina 22-30%

Composición química de la madera

En composición media se constituye de un 50 % de carbono (C), un 42 % de oxígeno (O), un 6 %
de hidrógeno (H) y el 2 % restante de nitrógeno (N) y otros elementos.9
Los componentes principales de la madera son la celulosa, un polisacárido que constituye alrededor de la
mitad del material total, la lignina (aproximadamente un 25 %), que es un polímero resultante de la unión de
varios ácidos y alcoholes fenilpropílicos y que proporciona dureza y protección, y la hemicelulosa (alrededor
de un 25 %) cuya función es actuar como unión de las fibras. Existen otros componentes minoritarios
como resinas, ceras, grasas y otras sustancias.
Celulosa
La celulosa es un polisacárido estructural formado por glucosa que forma parte de la pared de las células
vegetales. Su fórmula empírica es (C6H10O5)n, con el valor mínimo de n = 200.
Sus funciones son las de servir de esqueleto a la planta y la de darle una protección vegetal. Es muy
resistente a los agentes químicos, insoluble en casi todos los disolventes y además inalterable al aire seco, su
temperatura de astillado a presión de un bar es aproximadamente de unos 232,2 °C.

Enlaces de hidrógeno entre cadenas contiguas de celulosa

La celulosa es un polisacárido estructural en las plantas ya que forma parte de los tejidos de sostén. La pared
de una célula vegetal joven contiene aproximadamente un 40 % de celulosa; la madera un 50 %, mientras que
el ejemplo más puro de celulosa es el algodón con un porcentaje mayor al 90 %.
A pesar de que está formada por glucosas, la mayoría de los animales no pueden utilizar la celulosa como
fuente de energía, ya que no cuentan con la enzima necesaria para romper los enlaces β-1,4-glucosídicos; sin
embargo, es importante incluirla en la dieta humana (fibra dietética) porque al mezclarse con las heces, facilita
la digestión y defecación, así como previene los malos gases.

Dureza de la madera
Según su dureza, la madera se clasifica en:

 Maderas duras: son aquellas que proceden de árboles de un crecimiento lento, por lo que son más
densas y soportan mejor las inclemencias del tiempo que las blandas. Estas maderas proceden, por lo
general, de árboles de hoja caduca, pero también pueden ser de hoja perenne, que tardan décadas, e
incluso siglos, en alcanzar el grado de madurez suficiente para ser cortadas y poder ser empleadas en la
elaboración de muebles o vigas de los caseríos o viviendas unifamiliares. Son mucho más caras que las
blandas, debido a que su lento crecimiento provoca su escasez, pero son mucho más atractivas para
construir muebles con ellas. También son muy empleadas para realizar tallas de madera o todo producto
en el cual las maderas macizas de calidad son necesarias. Árboles que se catalogan dentro de este
tipo: haya, roble, nogal, arce, carpe, teca, lapacho, etc.
 Maderas blandas: engloba a la madera de los árboles pertenecientes a la orden de las coníferas y otros
de crecimiento rápido. La gran ventaja que tienen respecto a las maderas duras, es su ligereza y su precio
mucho menor. No tiene una vida tan larga como las duras. La manipulación de las maderas blandas es
mucho más sencilla, aunque tiene la desventaja de producir mayor cantidad de astillas. La carencia de
 veteado de esta madera le resta atractivo, por lo que casi siempre es necesario pintarla, barnizarla o
teñirla. Algunas maderas blandas de amplio uso son: pino, abeto, abedul, chopo, ciprés, balso, etc.
El castaño tiene una dureza media y es muy flexible, por lo que puede ser incluido en ambos grupos.

Agentes nocivos de la madera

Las principales causas de la degradación de la carpintería de madera al exterior son: las radiaciones solares,
el agua, los hongos y los insectos. Mientras que las dos primeras afectan tanto a la madera como a la película
de barniz o recubrimiento, las otras dos afectan tan sólo a la madera.

Radiaciones solares

La luz solar que llega a la superficie terrestre está constituída de un amplio espectro de radiaciones que
pueden dividirse en tres clases:

1. Radiaciones Ultravioletas: es el 5% de la luz solar. Tiene una elevada energía que le permite penetrar
en profundidad en la madera después de atravesar la película de barniz. Su acción es destructiva tanto
en la madera como en el barniz.
2. Radiaciones Visibles: es el 45% de la luz solar. No tiene energía suficiente para romper las uniones de
los grupos químicos. Causa variaciones del color de la madera.
3. Radiaciones Infrarrojas: es el 50% restante de la luz solar. Es la parte de la luz que transporta el calor
y a través del que se aceleran todos los fenómenos de degradación.

El agua

El agua, en todas sus formas (lluvia, nieve, niebla, condensación nocturna, humedad) atraviesa la película de
barniz, afectando principalmente a la madera. Este continuo cambio del agua con el ambiente es la causa los
siguientes problemas: En la interfase madera-barniz una serie de variaciones dimensionales de la madera
(hinchazón y encogimiento) que la película de barniz se esfuerza a compensar produciéndose la separación
de la película de barniz de la madera.

Hongos

Los hongos pueden ser distintos, en función de su capacidad de difusión en la madera: Con desarrollo
exclusivo en superficie son más conocidos como mohos. Tienen el aspecto pulverulento o lanuginoso con un
color que varía del verde-negro al amarillo-pardo. Pueden ser eliminados fácilmente de la superficie.

Los hongos de la pudrición son también el origen de las alteraciones cromáticas de la madera, que
acompañan la fase inicial del ataque incluso antes que la resistencia mecánica y el peso específico sean
sustancialmente modificados.

Insectos

Los principales insectos que atacan la madera (los llamados perforadores de la madera, ya que excavan y
construyen galerías en el interior de la madera). El periodo de crecimiento de la larva puede variar de meses a
años (en función de la especie y de varios factores ambientales). Durante este periodo la larva cava largas
galerías en el interior ingiriendo la madera y pasando de la fase de pupa o ninfa a la de insecto perfecto. Este
sale finalmente de la madera perforando el diafragma que lo separa del exterior para reproducirse. Las
termitas atacan la madera de forma desbastadora y sin que desde el exterior, pueda percibirse. Sólo cuando
el daño es muy grande es apreciable. Las termitas generalmente establecen sus colonias en raíces viejas o
en trozas de madera sepultadas en el suelo. Desde aquí y a través de galerías pueden alejarse en busca de
comida y atacando las estructuras en madera y todo tipo de elementos de la construcción.
 PRODUCCIÓN Y TRANSFORMACIÓN DE LA MADERA

· Apeo, corte o tala: leñadores con hachas o sierras eléctricas o de gasolina cortan el árbol, le quitan las
ramas, raíces y corteza para que empiece a secarse. Se suele recomendar que los árboles se corten en
invierno u otoño. Es obligatorio replantar más árboles que los que se cortaron.

· Transporte: es la segunda fase y es en la que la madera es transportada desde su lugar de corte

al aserradero y en esta fase influyen muchas cosas como la orografía y la infraestructura que haya.
Normalmente se hace tirando con animales o maquinaria pero hay casos en que hay un río cerca y se
aprovecha para que los lleve, si hay buena corriente de agua se sueltan los troncos con cuidado de que no se
atasquen pero si hay poca corriente se atan haciendo balsas que se guían hasta donde haga falta.

· Aserrado: en esta fase la madera es llevada a unos aserraderos. El aserradero divide en trozos el tronco,
según el uso que se le vaya a dar después. Suelen usar diferentes tipos de sierra como por ejemplo, la sierra
alternativa, de cinta, circular o con rodillos. Algunos aserraderos combinan varias de estas técnicas para
mejorar la producción.

· Secado: este es el proceso más importante para que la madera esté en buen estado.

· Secado natural: se colocan los maderos en pilas separadas del suelo, con huecos para que corra el aire
entre ellos, protegidos del agua y el sol para que así se vayan secando. Este sistema tarda mucho tiempo y
eso no es rentable al del aserradero que demanda tiempos de secados más cortos.

 Secado artificial:
 Secado por inmersión: en este proceso se mete al tronco o el madero en una piscina, y debido al empuje del
agua por uno de los lados del madero la savia sale empujada por el lado opuesto, consiguiendo eliminar la
savia interior, evitando que el tronco se pudra. Esto priva a la madera de algo de dureza y consistencia, pero
lo compensa en longevidad. El proceso dura varios meses, tras los cuales, la madera secará más deprisa
debido a la ausencia de savia.

 Secado al vacío: en este proceso la madera es introducida en unas máquinas de vacío. Es el más
seguro y permite conciliar tiempos extremadamente breves de secado con además:

· bajas temperaturas de la madera en secado;

· Limitados gradientes de humedad entre el exterior y la superficie;

· Eliminación del riesgo de fisuras, hundimiento o alteración del color;

· Fácil utilización;

· Mantenimiento reducido de la instalación.

· Secado por vaporización: se meten los maderos en una nave cerrada a cierta altura del suelo por la que corre
una nube de vapor de 80 a 100 °C; con este proceso se consigue que la madera pierda un 25% de su peso en
 agua, a continuación, se hace circular por la madera, una corriente de vapor de aceite de alquitrán,
impermeabilizándola y favoreciendo su conservación. Es costoso pero eficaz.

 Secado mixto: en este proceso se juntan el natural y el artificial: se empieza con un secado natural que
elimina la humedad en un 20-25% para proseguir con el secado artificial hasta llegar al punto de secado o de
eliminación de humedad deseado.

 Secado por bomba de calor: este proceso es otra aplicación del sistema de secado por vaporización, con la a
aplicación de la tecnología de bomba de calor al secado de la madera permite la utilización de un circuito
cerrado de aire en el proceso, ya que al aprovecharse la posibilidad de condensación de agua por parte de la
bomba de calor, de manera que no es necesaria la entrada de aire exterior para mantener la humedad relativa
de la cámara de la nave ya que si no habría desfases de temperatura y humedad.

 El circuito será el siguiente: el aire que ha pasado a través de la madera -frío y cargado de humedad-
se hace pasar a través de una batería evaporadora -foco frío- por la que pasa el refrigerante (freón R-134a) en
estado líquido a baja presión. El aire se enfría hasta que llegue al punto de roció y se condensa el agua que
se ha separado de la madera. El calor cedido por el agua al pasar de estado vapor a estado líquido es
recogido por el freón, que pasa a vapor a baja a presión. Este freón en estado gaseoso se hace pasar a través
de un compresor, de manera que disponemos de freón en estado gaseoso y alta presión, y por lo tanto alta
temperatura, que se aprovecha para calentar el mismo aire de secado y cerrar el ciclo. De esta manera
 disponemos de aire caliente y seco, que se vuelve a hacer pasar a través de la madera que está en el interior
de la nave cerrada.
 La gran importancia de este ciclo se debe a que al no hacer que entren grandes cantidades de aire exterior,
no se rompa el equilibrio logrado por la madera, y no se producen tensiones, de manera que se logra un
secado de alta calidad logrando como producto una madera maciza de alta calidad.

MANUFACTURA DE LA MADERA Y SUS DERIVADOS

Estructuras

El edificio más antiguo de madera en pie es Hōryū-ji (Templo de la Ley Floreciente) en Japón, y tiene unos
1400 años. Aunque se han encontrado estructuras de madera por todo el globo desde el Neolítico.

Pavimentos

La madera se ha usado como material en pavimentos de madera desde tiempos antiguos, debido a su
ductilidad y aislamiento, pero no es hasta el siglo XVII cuando se extiende través de Europa. Ejemplos
incluyen la tarima, la tarima flotante y el parqué o entarimado.

Tableros

Aglomerados o conglomerados
Se obtiene a partir de pequeñas virutas, o serrín, encoladas a presión en una proporción de 50% virutas y
50% cola. Se fabrican de diferentes tipos en función del tamaño de sus partículas, de su distribución por todo
el tablero, así como por el adhesivo empleado para su fabricación. Por lo general se emplean maderas
blandas más que duras por facilidad de trabajar con ellas, ya que es más fácil prensar blando que duro.
Los aglomerados son materiales estables y de consistencia uniforme, tienen superficies totalmente lisas y
resultan aptos como bases para enchapados. Existe una amplia gama de estos tableros que van desde los de
base de madera, papel o laminados plásticos. La mayoría de los tableros aglomerados son relativamente
frágiles y presentan menor resistencia a la tracción que los contrachapados debido a que los otros tienen
capas superpuestas perpendicularmente de chapa que ofrecen más aguante.
Estos tableros se ven afectados por el exceso de humedad, presentando dilatación en su grosor, dilatación
que no se recupera con el secado. No obstante se fabrican modelos con alguna resistencia a condiciones de
humedad.
Aunque se debe evitar el colocar tornillos por los cantos de este tipo de láminas, si fuese necesario, el
diámetro de los tornillos no debe ser mayor a la cuarta parte del grosor del tablero, para evitar agrietamientos
en el enchapado de las caras. Además hay diferentes tipos de aglomerado:
Aglomerados de fibras orientadas

Material de tres capas fabricado a base de virutas de gran tamaño, colocadas en direcciones transversales,
simulando el efecto estructural del contrachapado. Es conocido por uno de sus nombre comerciales Aspenite.

Aglomerado decorativo
Se fabrica con caras de madera seleccionada, laminados plásticos o melamínicos. Para darle acabado a los
cantos de estas láminas se comercializan cubrecantos que vienen con el mismo acabado de las caras.
Aglomerado de tres capas
Tiene una placa núcleo formada por partículas grandes que van dispuestas entre dos capas de partículas más
finas de alta densidad. Su superficie es más suave y recomendada para recibir pinturas.

Aglomerado de una capa

Se realiza a partir de partículas de tamaño semejante distribuidas de manera uniforme. Su superficie es
relativamente basta. Es recomendable para enchapar pero no para pintar directamente sobre él.

Contrachapado
Tablero o lámina de madera maciza es relativamente inestable y experimentará movimientos de contracción y
dilatación, de mayor manera en el sentido de las fibras de la madera, por esta razón es probable que sufra
distorsiones. Para contrarrestar este efecto los contrachapados se construyen pegando las capas con las
fibras transversalmente una sobre la otra, alternamente. La mayoría de los contrachapados están formados
por un número impar de capas para formar una construcción equilibrada. Las capas exteriores de un tablero
se denominan caras y la calidad de éstas se califica por un código de letras que utiliza la A como la de mejor
calidad, la B como intermedia y la C como la de menor calidad. La cara de mejor calidad de un tablero se
conoce como «cara anterior» y la de menor como «cara posterior» o reverso. Por otra parte la capa central se
denomina «alma». Esto se hace para aumentar la resistencia del tablero o de la pieza que se esté haciendo.
Tableros de fibras
Los tableros de fibras se construyen a partir de maderas que han sido reducidas a sus elementos fibrosos
básicos y posteriormente reconstituidas para formar un material estable y homogéneo. Se fabrican de
diferente densidad en función de la presión aplicada y el aglutinante empleado en su fabricación.

Se pueden dividir en dos tipos principales, los de alta densidad, que utilizan los aglutinantes presentes en la
misma madera, que a su vez se dividen en duros y semiduros, y los de densidad media, que se sirven de
agentes químicos ajenos a la madera como aglutinante de las fibras.

Se dividen en varios tipos:

Tableros semiduros
Encontramos dos tipos de estos tableros, los de baja densidad (DB) que oscilan entre 6 mm y 12 mm y se
utilizan como recubrimientos y para paneles de control, y los de alta densidad (DA), que se utilizan para
revestimientos de interiores.
Tableros de densidad media
Se trata de un tablero que tiene ambas caras lisas y que se fabrica mediante un proceso seco. Las fibras se
encolan gracias a un adhesivo de resina sintética. Estos tableros pueden trabajarse como si se tratara de
madera maciza. Constituyen una base excelente para enchapados y reciben bien las pinturas. Se fabrican en
grosores entre 3 mm y 32 mm.

Chapas
Se denomina chapa precompuesta a una lámina delgada de madera que se obtiene mediante la laminación
de un bloque de chapas a partir del borde del bloque, es decir, a través de las capas de madera prensadas
juntas. Las tiras de las chapas originales se convierten en el grano de la chapa precompuesta, obteniéndose
un grano que es perfectamente recto u homogéneo.

Al manipular el contorno de las láminas que se han de prensar, se pueden obtener muy variadas
configuraciones y aspectos muy atractivos. Algunas o todas las láminas constituyentes pueden ser teñidas
antes de unirlas, de manera que se obtengan aspectos o colores muy llamativos.