Propiedades Fundamentales y Procesamiento de la Madera en Tecnología Industrial

Fundamentos de la Estructura y Comportamiento de la Madera

La madera consiste en fibras de celulosa unidas por un polímero estructural conocido como lignina. La tasa de crecimiento del árbol influye en su estructura:

• Cuando el árbol crece rápido, presenta anillos separados.
• Cuando crece lento, los anillos están próximos.

Resistencia y Propiedades Mecánicas

La resistencia de la madera es fuerte en la dirección de la veta (grano) y débil a través de ella.

Secado

El secado mejora las propiedades mecánicas. Sin embargo, si la superficie se seca más rápido que el núcleo, se producen tensiones que debilitan la estructura, causando agrietamiento, contracción o curvatura.

Corte y Laminado

• Corte por veta (o fisura): Si se contrae en una sola dirección, produce poco combado. El corte por veta garantiza un mínimo combado durante el secado.
• Laminado: Consiste en capas de láminas muy finas, con la misma dirección de grano en cada capa.
• Contrachapado: Láminas pegadas con la dirección del grano perpendicular entre capas.
• Costillas del ala: Generalmente fabricadas de spruce (abeto).

Características Relacionadas con el Crecimiento

• Relación de crecimiento: Distancia entre los anillos anuales. Se consideran dos tipos para la dirección del grano: 1/15 d/L y 1/12 d/L.
• Humedad: Un valor aceptable se sitúa en el 15% ± 2%.

Propiedades Mecánicas Detalladas

Las propiedades mecánicas clave incluyen:

1. Tracción: Depende de la dirección del grano y la adherencia de las fibras.
2. Resistencia a la Compresión (R. Compresión): Depende de la dirección del grano.
3. Resistencia a la Flexión (R. Flexión).
4. Dureza: Resistencia a la abrasión y penetración.
5. Tenacidad: Capacidad de resistir choque o impacto.

Tipos de Madera

Se clasifican en blanda (conífera) o noble (hoja caduca).

Maderas Blandas (Coníferas)

• Spruce (Abeto): Estándar, ligera, grano recto y cerrado, buena relación resistencia/peso.
• Douglas: Difícil de trabajar, buena relación resistencia/peso, se raja fácilmente, bueno en el pegado.
• Pino: Menos duro y resistente que el Spruce. El pino blanco es blando y ligero, sin defectos.
• Cedro: Blanda y ligera, resiste la absorción de humedad, poca contracción, más fuerte que el Spruce, pero el pegado es difícil.
• Álamo: Menos fuerte y más frágil que el Spruce.
• Cicuta: Textura menos uniforme que el Spruce, buena en el pegado.

Maderas Nobles (Hoja Caduca)

• Noble: Grano recto y frágil, bueno al trabajar a combados y rajados. Es más ligera que el Spruce y menos dura y resistente, pero buena en el pegado.

Adhesivos y Procesos de Unión

El objetivo del adhesivo es que la cola utilizada en el pegado sea tan fuerte como la resistencia de la propia madera.

Tipos de Adhesivos

• Caseína: Se deteriora por exposición a la humedad y variaciones de temperatura.
• Adhesivos Sintéticos:
  • Resina Plástica: Se deteriora rápidamente con calor, humedad y cargas cíclicas.
  • Resorcinol: Resiste humedad y ataques microbiológicos.
  • Fenol-Formaldehído: Utilizado en la fabricación de contrachapados.
  • Epoxi: Excelente propiedad de trabajo y penetra bien la madera y el contrachapado.

Pruebas de Adhesión

La Prueba del Agua es útil para detectar cera, adhesivos y defectos de acabado.

Tiempos Críticos en el Pegado

La correcta aplicación de presión y tiempo es vital:

1. Tiempo de vida del adhesivo ("pot life"): Desde la mezcla hasta la aplicación en la superficie.
2. Tiempo de junta abierta: Desde la aplicación del adhesivo hasta que se juntan las partes.
3. Tiempo de junta cerrada: Desde que se juntan las partes hasta que se aplica presión.
4. Tiempo de presión: Tiempo durante el cual se mantiene la presión aplicada.

Condiciones Ambientales y Control de Calidad

Condiciones Ambientales de Almacenamiento

• Humedad: Almacenar en sitio seco y ventilado, manteniendo la humedad alrededor del 15%.
• Temperatura: La alta temperatura causa contracción; la baja temperatura puede provocar congelamiento, rotura y separación de juntas.
• Luz Solar: Destruye las cualidades protectoras del antelado (acabado) del avión, creando grietas superficiales.

Pruebas de Inspección

Para asegurar la integridad estructural y la calidad del material:

Pruebas Mecánicas y Auditivas

• De Golpeo: Al golpear la estructura, se debe producir un sonido cortante y sólido. Un sonido blando y hueco requiere inspección.
• De Punción: Al punzar la madera, se busca evitar síntomas de infección; la zona debe sentirse firme y sólida.
• Chequeo de Juntas: Inspección para detectar separación o movimiento relativo entre dos miembros adyacentes.

Inspección Visual y Olfativa

• De Olor: Un olor anómalo puede indicar posible deterioro o humedad.
• Inspección Visual: Evaluación directa de la superficie y estructura.