Anatomia De La Madera 3t4z12

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ANATOMÍA Y DEFECTOS DE LA MADERA Amaia Lizarralde Ingeniero de Montes Técnico del Dpto. Biotek-Maderas

Valladolid, 4-12 de julio de 2005 1

INDICE

1. 2.

Clasificación de los vegetales La madera y su estructura 2.1. Definición de madera 2.2. Estructura microscópica 2.2.1. Estructura microscópica de coníferas 2.2.2. Estructura microscópica de frondosas 2.3. Estructura macroscópica

2.3.1. Radios leñosos 2.3.2. Anillos de crecimiento 2.3.3. Vasos 2.3.4. Duramen y albura 2.4. Disposición de las fibras 2.4.1. Veteado de la madera 2.4.2. Figuras producidas por las formas irregulares de las fibras 2

INDICE

3.

Particularidades anatómicas del árbol 3.1. Nudos 3.2. Médula 3.3. Madera juvenil 3.4. Madera de corazón/Duraminización 3.5. Bolsas de resina

4. Defectos del aserrado de la madera. 4.1. Gemas. 4.2. Desviación de la fibra. 4.3. Defectos de espesor.

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INDICE

5. Defectos del secado de la madera: 5.1. Deformaciones. 5.1.1. Curvatura de cara 5.1.2. Curvatura de canto 5.1.3. Alabeo 5.1.4. Abarquillado 5.2. Fendas. 5.2.1. 5.2.2.

Fendas externas. Fendas internas.

5.3. Colapso. 6. Coloraciones.

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1. CLASIFICACIÓN DE LOS VEGETALES Dentro de los vegetales leñosos comercialmente maderables se encuentran las Gimnospermas y las Angiospermas. DIVISIÓN

CLASE

ORDEN

FAMILIA

1ª Cicadópsidos

7º Ginkgoales

Ginkgoaceae

2ª Coniferópsidos

2º Coniferales

Pinaceae

Abies Picea Larix Cedrus Pinus

Taxodiaceae Podocarpaceae

Taxodium Sequoia Podocarpus

Cephalotaxaceae

Cephalotaxus

Araucariaceae

Araucaria

Taxaceae

Taxus Torreya

GÉNERO

I a XV XVI Gimnospermas

3ª Taxopsidos

Taxales

Ginkgo

4ª XVII Angiospermas

Monocotiledóneas Dicotiledóneas

Incluye todas las maderas de frondosas

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1. CLASIFICACIÓN DE LOS VEGETALES

Gimnospermas Constituyen un grupo de plantas caracterizado por poseer un aparato reproductor desnudo. (gymno: desnudo; Sperma: semilla), producen semillas al descubierto; sin protección.

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1. CLASIFICACIÓN DE LOS VEGETALES

Gimnospermas Las especies maderables más importantes dentro de este grupo son las coníferas que abarcan más de 400 especies. Son árboles con hojas en forma de acículas o escamas, perennes, madera sencilla y uniforme.

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1. CLASIFICACIÓN DE LOS VEGETALES Angiospermas Se caracterizan por tener las semillas en un recipiente. (aggeion: vaso; sperma: semilla). Las frondosas, son un grupo más numeroso que el de las coníferas. Poseen hojas generalmente planas y en la mayoría de los casos caedizas. La estructura de su madera es compleja. 8

1. CLASIFICACIÓN DE LOS VEGETALES

Angiospermas En las monocotiledóneas la estructura del tejido conductor no tiene presencia de cambium, lo cual origina que no generen madera, careciendo de importancia para nosotros desde el punto de vista maderable. En las dicotiledóneas, se agrupan dos grandes sistemas conductores. Xilema: conductor de savia bruta. Floema: conductor de savia elaborada. 9

2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.1. Definición de madera Se llama madera al conjunto de tejidos del xilema que forman parte del tronco, raíces y ramas de los vegetales leñosos, excluida la corteza. Se entiende por vegetales leñosos aquellos que presentan las siguientes características: Son plantas con tejidos conductores: xilema ⇒ MADERA floema ⇒ CORTEZA Son plantas perennes, es decir, viven durante un cierto número de años. Tienen un tallo principal que persiste de un año para otro. En el caso de los árboles se llama tronco. Tienen un crecimiento secundario. Es decir, tienen un crecimiento en diámetro independiente del crecimiento longitudinal.

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA

2.1. Definición de madera La madera está formada por un conjunto de células especializadas que llevan a cabo tres funciones fundamentales: Conducción de savia Transformación y almacenamiento de productos Sostén vegetal

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.2. Estructura microscópica

Prosenquimatosos: Son los tejidos conductores Formados por células alargadas Membranas engrosadas y unidas por sus extremos. Constituyen los elementos conductores.

Parenquimatosos: Son células isodiamétricas Formados por membranas no lignificadas. Su función principal es la acumulación de reservas. 12

2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.2. Estructura microscópica 2.2.1. Coníferas

→ Elementos longitudinales Prosenquimatosos Traqueidas normales Traqueidas resinosas Traqueidas en cadena

Longitudinal

Parenquimatosos Parénquima longitudinal. Células epiteliales de los canales resiníferos.

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.2. Estructura microscópica 2.2.1. Coníferas

→ Elementos Transversales Prosenquimatosos Traqueidas radiales Parenquimatosos Parénquima radial

Transversal

Madera de conífera

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.2. Estructura microscópica 2.2.1. Coníferas Distribución de tejidos 90% ⇒ traqueidas con funciones conductoras y de sostén Resto⇒ - Parénquima con funciones de almacenamiento - Células secretores de canales resiníferos

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.2. Estructura microscópica 2.2.1. Coníferas Traqueidas Forma de tubo alargado. Longitud entre 1-4 mm. En sus paredes presentan depresiones formadas por un desigual engrosamiento de la pared secundaria llamadas PUNTEADURAS AREOLADAS.

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.2. Estructura microscópica 2.2.1. Coníferas Parénquima Funciones de almacenamiento. Forma rectangular dispuesto fundamentalmente en el eje transversal radial. Las células del parénquima constituyen junto con las traqueidas radiales y a veces con los canales resiníferos, los RADIOS LEÑOSOS: Radio leñoso homogéneo ⇒ Constituido sólo por parénquima Radio leñoso heterógeneo ⇒ Constituido por traqueidas y parénquima Radio leñoso fusiforme ⇒ Constituido por traqueidas, parénquima y canales resiníferos

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.2. Estructura microscópica 2.2.1. Coníferas Parénquima Radios uniseriados: Formados por una sola línea de células. Radios biseriados: Formados por dos líneas de células.

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.2. Estructura microscópica 2.2.1. Coníferas Campo de cruce La superficie de intersección entre células del parénquima radial y las traqueidas verticales.

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.2. Estructura microscópica 2.2.1. Coníferas Células secretoras de canales resiníferos Función secretora de resina como defensa y protección contra agentes patógenos. Forma similar al parénquima.

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.2. Estructura microscópica

→ Elementos longitudinales

2.2.2. Frondosas Prosenquimatosos Vasos Traqueidas vasculares Traqueidas vasicéntricas Fibrotraqueidas Fibras libiformes Parenquimatosos Parénquima normal Parénquima fusiforme

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.2. Estructura microscópica 2.2.2. Frondosas

→ Elementos transversales Prosenquimatosos No existen Parenquimatosos Radios leñosos

Transversal

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.2. Estructura microscópica 2.2.2. Frondosas Estructura más complicada Vasos: funciones de conducción Fibras: funciones de sostén Fibrotraqueidas: Ambas funciones Parénquima

Vasos Constituyen entre el 5-60% volumen. Células dispuestas axialmente cuya característica principal es que las paredes transversales están disueltas o forman perforaciones. Comunicación transversal a través de punteaduras. 23

2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.2. Estructura microscópica 2.2.2. Frondosas Fibras o traqueidas Pueden ser de dos tipos: Vasicéntricas: abundantes en las proximidades de los vasos de primavera. Vasculares: similares a los vasos pero sin perforaciones.

Parénquima Apotraqueal: si está separado de los vasos y las traqueidas vasculares Paratraqueal: si está asociado con los vasos y traqueidas vasculares 24

2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.2. Estructura microscópica 2.2.2. Frondosas Parénquima

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.3. Estructura macroscópica Para estudiar la estructura macroscópica y microscópica de la madera, dada su heterogeneidad, se establecen tres planos o secciones. Dirección transversal: perpendicular al eje árbol Dirección axial: la del eje del árbol Dirección radial: la dirección de los radios Dirección tangencial: paralela a un plano tangente al árbol o al anillo de crecimiento

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.3. Estructura macroscópica La acción del Cambium genera: Corteza hacia el exterior Xilema (madera) hacia el interior Albura Duramen

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.3. Estructura macroscópica 2.3.1. Radios leñosos Están constituidos por células dispuestas en dirección radial. Función ⇒ Unión de las fibras longitudinales. Son importantes para: Las propiedades de la madera Elemento de identificación Responsables, contracción.

en

parte,

de

sus

propiedades

de

P.ej.: los radios leñosos aumentan la resistencia a la compresión radial en frondosas 28

2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.3. Estructura macroscópica 2.3.2. Anillos de crecimiento

Los anillos de crecimiento, por lo general, se distinguen a simple vista. Sirven para apreciar la clase y calidad de la madera dentro de la especie.

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.3. Estructura macroscópica 2.3.2. Anillos de crecimiento En todo anillo se presentan dos clases de madera; la madera producida en la estación seca (Madera de verano) y madera producida en la estación lluviosa (Madera de primavera)

Madera de primavera

Madera de verano

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.3. Estructura macroscópica 2.3.2. Anillos de crecimiento

MADERA DE PRIMAVERA

MADERA DE VERANO

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.3. Estructura macroscópica 2.3.3. Vasos En frondosas, a veces, presentan un tamaño tan elevado que se hacen perceptibles a simple vista. Su apariencia en los diferentes cortes es: Corte transversal: pequeños agujeros circulares Corte longitudinal: pequeñas rajas de varios milímetros de longitud

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.3. Estructura macroscópica 2.3.3. Vasos s Tipo Vasos agrupados: se disponen en la parte más clara de los anillos Vasos difusos: distribuidos por toda la madera

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.3. Estructura macroscópica 2.3.4. Duramen y Albura

La albura, encargada del transporte de la savia bruta, ocupa el lugar más externo del tronco. Es la parte más clara del tronco. Mas porosa. Más blanda. Duramen, es de color más oscuro que la albura. Es la parte más densa de la madera. Más resistente a los ataques de insectos.

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA

2.4. Disposición de las fibras 2.4.1. Veteado de la madera El crecimiento de conos superficiales que presenta la madera hace que la obtención de cortes tangenciales, esto es, paralelo al eje longitudinal del árbol y perpendiculares a los radios leñosos ofrezca varios dibujos en forma de U y V, que reciben el nombre de veta.

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.4. Disposición de las fibras 2.4.1. Veteado de la madera El dibujo que se forma en la madera de castaño (Castanea sativa) se le denomina flameado.

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.4. Disposición de las fibras 2.4.1. Veteado de la madera

En las maderas de frondosas boreales los dibujos producidos por los radios leñosos se llaman espejuelos mientras que los producidos por las frondosas tropicales se le conocen con el nombre de malla.

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2. LA MADERA Y SU ESTRUCTURA 2.4. Disposición de las fibras 2.4.2. Figuras producidas por formas irregulares de las fibras Fibra entrelazada

Se refiere a las fibras que no siguen la dirección del eje del árbol Los paquetes de fibras de un anillo se disponen en diferente sentido Propio de especies tropicales. De modo que los despieces darán lugar a piezas que según la luz incidente se verán de distinta forma.

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3. PARTICULARIDADES ANATÓMICAS DE LA MADERA 3.1. Nudos

Desde el punto de vista botánico un nudo es la parte del fuste en donde se inserta una rama lateral. Tecnológicamente, es un conjunto de tejidos leñosos que origina una discontinuidad en la forma de crecimiento de las capas anuales.

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3. PARTICULARIDADES ANATÓMICAS DE LA MADERA 3.1. Nudos Los nudos se pueden formar: Poda: Natural Efectuada por el hombre Efectos climatológicos: viento, nieve.

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3. PARTICULARIDADES ANATÓMICAS DE LA MADERA

3.1. Nudos

Árbol podado Madera de calidad

Árbol sin podar Madera de baja calidad

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3. PARTICULARIDADES ANATÓMICAS DE LA MADERA 3.1. Nudos

Los nudos tienen una importancia fundamental en la calidad de la madera En la mayoría de las especies es el parámetro que más influye en el valor de la madera, causando menor resistencia en las secciones donde aparece

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3. PARTICULARIDADES ANATÓMICAS DE LA MADERA 3.1. Nudos

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3. PARTICULARIDADES ANATÓMICAS DE LA MADERA 3.1. Nudos

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3. PARTICULARIDADES ANATÓMICAS DE LA MADERA 3.1. Nudos

ud n e od ñ a Tam

os

Nudo de ojo de perdiz: <5 mm Nudo pequeño: 5-15 mm Nudo mediano: 15-25 mm Nudo grande: 25-40 mm Nudo muy grande: >40 mm

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3. PARTICULARIDADES ANATÓMICAS DE LA MADERA 3.1. Nudos

Inconvenientes Si la unión es por encolado, el nudo absorbe más cola que el resto de la madera. Si el nudo está impregnado de resina corre el peligro de desaparecer la línea de cola en esos puntos. La unión del nudo a la cola es peor que en el resto de la madera al poseer más sustancias de impregnación. En operaciones de corte provoca mayor desgaste y peor calidad de elaboración. En operaciones de unión: si se realiza por clavado o atornillado se ve dificultada. Los nudos rompen la uniformidad de los dibujos y del color de la madera. 46

3. PARTICULARIDADES ANATÓMICAS DE LA MADERA 3.2. Médula Es el centro del árbol. Es de pequeña dimensión y se desecha en los procesos de elaboración de madera, debido a que sus características físicas y mecánicas son en general deficientes.

Médula

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3. PARTICULARIDADES ANATÓMICAS DE LA MADERA 3.2. Médula No es un defecto, sino un elemento anatómico característico de la madera. Tamaño normalmente: 1 y 2 mm. ¾ ¾ ¾

Madera balsa: 15 mm diámetro Madera sauco: 10-12 mm diámetro Enebros y alerces: Médula no visible a simple vista

Forma: Circular, poligonal o estrellada.

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3. PARTICULARIDADES ANATÓMICAS DE LA MADERA 3.3. Madera juvenil

Madera formada durante los primeros años de vida. No se manifiesta en el aspecto externo, pero en algunas especies causa muchas deformaciones.

C

t ic s í r te c a r a

as

Madera más ligera que la adulta Menos resistente, (consecuencia de la menor densidad) Contracción axial mayor que la madera adulta 49

3. PARTICULARIDADES ANATÓMICAS DE LA MADERA 3.4. Madera de corazón/Duraminización Es un cambio anatómico: Tonalidad más oscura Pérdidas en el contenido de humedad Merma de sus cualidades de permeabilidad Incremento en resinas, grasas, taninos y otras sustancias extraíbles

Efectos

Gran dificultad de tratamiento Mayor resistencia al ataque de organismos xilófagos Mayor dificultad de trabajo de la madera sobre todo al encolado y barnizado 50

3. PARTICULARIDADES ANATÓMICAS DE LA MADERA 3.5. Bolsas de resina Son pequeñas cavidades llenas de resina que forman la mayoría de las especies de coníferas. El origen de las bolsas de resina es traumático, la frecuencia, número y tamaño de bolsas de resina son características hereditarias. Dificulta enormemente cualquier proceso tecnológico En el mecanizado las herramientas deben limpiarse o sustituirse para continuar las operaciones En las operaciones de encolado, barnizado o pintado, la resina se interpone entre la madera y la cola, barniz o pintura impidiendo la unión 51

4. DEFECTOS DEL ASERRADO DE LA MADERA 4.1. Gemas Defecto característico del aserrado, por el que la pieza de madera aserrada presenta en alguna de sus aristas rastros de corteza

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4. DEFECTOS DEL ASERRADO DE LA MADERA 4.2. Desviación de la fibra

Es el ángulo que forma la fibra de la madera con la dirección de las aristas de las piezas obtenidas Tiene una gran importancia en las características mecánicas

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4. DEFECTOS DEL ASERRADO DE LA MADERA

4.3. Defectos de espesor

Es la falta de planitud en las caras o cantos de la madera, falta de paralelismo entre las caras y canto o simplemente un defecto de espesor de las piezas aserradas Se producen como consecuencia del pandeo de la sierra durante el aserrado

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5. DEFECTOS DEL SECADO DE LA MADERA 5.1. Deformaciones

Curvatura de cara

Alabeo

Curvatura de canto

Abarquillado

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5. DEFECTOS DEL SECADO DE LA MADERA Curvado de cara Ambas caras se curvan respecto al eje longitudinal. Curvado de canto Los cantos se curvan respecto al eje longitudinal. Abarquillado Las caras se curvan respecto al eje transversal de la pieza. Alabeo Los cantos se curvan de manera que las cuatro esquinas no quedan en el mismo plano.

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5. DEFECTOS DEL SECADO DE LA MADERA las e d en g nes i r o i O c ma r o f de

Manejo incorrecto durante el apilado: Rastreles mal espaciados o de espesor inadecuado Espesores desiguales Tablas que sobresalen de la pila Contracciones desiguales de la madera durante el secado: Ventilación insuficiente Circulación de aire escasa o con irregularidades Falta de estanqueidad

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5. DEFECTOS DEL SECADO DE LA MADERA 5.2. Fendas Fendas superficiales: Las que se forman en las caras de la pieza. Fendas extremas: las que se forman en los extremos de la pieza. Se distinguen de dos tipos: rajas: cuando la fenda afecta a ambas caras grietas: cuando la fenda no afecta a ambas caras Fendas internas: las que se forman en el interior de la pieza. 58

5. DEFECTOS DEL SECADO DE LA MADERA 5.2. Fendas Se producen en el secado por diferencia de contracción entre capas contiguas ⇒ tensiones

Fendas extremas

Fendas internas

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5. DEFECTOS DEL SECADO DE LA MADERA 5.3. Colapso

El colapso consiste en el hundimiento de las paredes celulares de la madera y se manifiesta por una ondulación de la superficie. → Si no va asociado con agrietamiento interno se quita con cepillado → Se origina en las primeras etapas del secado en maderas como: eucalipto, roble, nogal, haya, chopo, Ilomba. permeables

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5. DEFECTOS DEL SECADO DE LA MADERA 5.3. Colapso

Sin agrietamiento interno Con agrietamiento interno

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6. COLORACIONES

→ Azulado: pre-existente o debido a un secado muy lento

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6. COLORACIONES

→ Manchas de condensación superficial (cepillado)

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6. COLORACIONES → Por temperatura elevada (secado AT): amarronamiento → Manchas de rastrel: corriente en roble

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FIN Gracias por su atención [email protected]

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