madeira - Wikilingue - Encydia
Nota: Se procura polo arquipélago que compón a 
A madeira é un material producido a partir do tecido formado polas plantas lenhosas con funcións de sustentação mecánica. Sendo un material naturalmente resistente e relativamente leve, é frecuentemente utilizado para fins estruturais e de sustentação de construcións. É un material orgánico, sólido, de composición complexa, onde predominam as fibras de celulose e hemicelulose unidas por lenhina . Caracterízase por absorber facilmente auga (higroscopia) e por presentar propiedades físicas distintas consoante a orientación espacial (ortotropia). As plantas que producen madeira (árbores) son perenes e lenhosas, caracterizadas pola presenza de caules de grandes dimensións, en xeral denominados troncos, que crecen en diâmetro ano tras ano. Pola súa dispoñibilidade e características, a madeira foi un dos primeiros materiais a ser utilizado pola humanidade, mantendo, a pesar da aparición dos materiais sintéticos, unha imensidade de usos directos e servindo de materia-prima para múltiples outros produtos. É tamén unha importante fonte de enerxía , sendo utilizada como leña para cozinhar e outros usos domésticos nunha parte importante do mundo. A súa utilización para a produción de polpa está na orixe da industria papeleira e dalgunhas industrias químicas nas cales é utilizada como fonte de diversos compostos orgánicos. A súa utilización na industria de marcenaria para fabricación de móbiles é unha das máis expandidas, o mesmo acontecendo na súa utilización en carpintaria para construción de diversas estruturas, incluíndo navíos. A madeira é un dos materiais máis utilizados en arquitectura e enxeñaría civil. A industria forestal ocupa vastas áreas da Terra e a explotación de madeira en bosques naturais continúa a ser unha das principais causas de desflorestação e de perda de habitat para múltiples especies, ameazando severamente a biodiversidade a nivel planetário.
Táboa de contido |
Estrutura e características da madeira
0 = Medula; 1 Aneis anuais; 2 Feixes vasculares; 3 Raios primarios; 4 Raios secundarios; 5 Cambio vascular; 6 Floema; 7 Súber; 8 Casca; 9 Ritidoma.
As árbores crecen en media cerca de 12 cm por ano, así a madeira é un produto xerado de forma lenta, nun proceso que en xeral dura decenas ou centenares de anos. Sendo a madeira un produto da fisiologia vegetal, ten unha estrutura complexa, composta a partir da estrutura celular da planta que lle deu orixe, do que resulta unha diferenciação radial e longitudinal das súas características físicas e químicas, orixinando as seguintes partes ben diferenciadas: (1) medula; (2) cerne; (3) borne ou alburno; (4) nós. Na planta viva esta estrutura, recoberta exteriormente polo súber e respectivo ritidoma (a casca), forma o tronco da árbore.
Así, un corte transversal nun tronco de árbore, permite observar que este é formado por varios aneis circulares concêntricos, que corresponden ao crecemento da árbore e que organizan a súa estrutura:
- Casca – a parte exterior, correspondente ao súber, responsábel pola protección do tronco.
- Floema - tecidos superficiais do tronco, responsábeis polo transporte de seiva .
- Lenho – é a parte do tronco de onde se extrae a madeira, comprendida entre a casca e a medula, e divídese en dúas zonas:
- Medula – corresponde ao tecido mole e esponjoso na parte central do tronco, vestixio do meristema apical do ramo.
Medula
A medula é o vestixio deixado no centro do tronco pola estrutura apical a partir da cal se desenvolveu o tronco da planta. É en xeral unha fina estrutura (dalgúns milímetros de diâmetro), case sempre máis escura do que o material que a rodea e sen calquera importancia para a determinación da calidade ou usos da madeira. Fórmase a partir das células que constituíron a zona de crecemento inicial do rebento que deu orixe ao tronco e en torno ás cales se formaron as capas de células que constitúen a madeira. A súa posición marca o centro de crecemento a partir do cal se xerou o engrossamento da árbore.
Como sería de esperar, as células que constituíron a medula son progresivamente máis mozas a medida que se sobe ao longo do tronco. Nas árbores en crecemento, a medula desemboca na estrutura meristemática activa do meristema apical, a partir da cal o crecemento do tronco produce o seu alongamento en altura.
Cerne
O cerne (palabra que ten a mesma orixe etimológica que núcleo) é a designación dada á parte do xilema do tronco que xa non participa activamente na condução de auga, asumindo unha función esencialmente de soporte mecánico da estrutura da planta. A distinção entre cerne e alburno (a parte vascularmente activa do xilema) é clara na maior parte das especies, xa que en corte os troncos presentan unha porción máis escura de madeira no centro e unha porción máis clara na parte externa. A primeira corresponde ao cerne e a segunda ao alburno. Con todo, nin sempre esta diferenza é facilmente entendida, pois a mudanza de memoria pode ser gradual e pouco marcada.
O cerne é constituído por células mortas, formando unha estrutura máis ou menos enrijecida de soporte, en torno á cal o alburno se vai progresivamente formando. A medida que as células do alburno decaem e morren, van sendo incorporadas no cerne, o cal vai así crecendo radialmente, acompañado a expansión do xilema.
Aínda que poida, dadas as súas características higroscópicas, funcionar como un importante reservatório de auga para a planta, o cerne é na súa essência unha estrutura de soporte, non sendo vital para a supervivencia da árbore. Non son raras as especies en que é común o apodrecimento e por veces a total destrución do cerne, sen que tal determine a morte, ou mesmo a redución da vitalidade, da planta.
Algunhas especies comezan a formar cerne moi cedo e teñen só unha fina capa de borne vivo, mentres que noutras a mudanza ocorre lentamente, mantendo un tronco que é esencialmente composto por borne.
En termos de determinación da calidade da madeira e dos seus usos, a dimensión e características do cerne son determinante, sendo este en xeral valorizado pola súa dureza e resistencia ao ataque por insectos. A madeira de cerne é en xeral preferida para usos en que se requira durabilidade e resistencia mecánica.
Alburno (ou borne)
O alburno, ou borne, é a porción viva do xilema ao longo da cal se procesa a circulación de auga e de nutrientes entre a raíz e aos tecidos activos da planta. Sendo células vivas e con funcións esencialmente de condução, case sempre o exame do corte dun tronco revela o alburno como unha zona de coloração máis clara rodeando a porción interior de memoria máis escura (o cerne). En xeral a distinção da cor é nítida, mais noutras o contraste é lixeiro, de modo que non é sempre fácil dicir onde unha capa acaba e a outra comeza. A cor do borne fresco é sempre clara, ás veces case branca, aínda que sexa frecuente un ton amarelado ou acastanhado.
O borne é formado por madeira comparativamente nova, comprendendo as células vivas da árbore en crecemento. Toda a madeira é primeiro formada como borne e só despois evoluciona para cerne. Na planta viva, as principais funcións do borne son conducir a auga da raíz até ás follas, almacenala e devolvela de acordo coa estación do ano e as necesidades hídricas da planta.
Canto máis follas unha árbore soportar, máis vigoroso é o seu crecemento e maior o volume de borne necesario. As árbores crecen máis rapidamente en locais arejados e luminosos, libres do ensombramento e da competición doutras árbores, polo que o seu borne é máis espeso, para un dato tamaño, do que, na mesma especie, cando crecen en bosque denso.
As árbores que crecen en clareiras poden atinxir un tamaño considerábel, por veces con 30 cm ou máis de diâmetro, antes que algún cerne se comece a formar. Un exemplo deste tipo de desenvolvemento ocorre no segundo-crecemento da nogueira e no crecemento-aberto dos piñeiros.
Polo contrario, algunhas especies comezan a formar cerne moi cedo e teñen só unha fina capa de borne vivo, mentres que noutras a mudanza ocorre lentamente. O borne fino é unha característica de árbores como castanho, robínia, amoreira, laranjeira-dos-osage e sassafrás. En árbores como ácer, freixo, nogueira, ulmeiro, faia e pinho, o borne espeso é a regra.
Non hai unha relación definida entre os aneis anuais de crecemento e a cantidade de borne. Dentro das mesmas especies, a área inter-seccional do borne é máis ou menos proporcional ao tamaño da copa da árbore. En consecuencia, se os aneis son estreitos, para unha mesma dimensión é necesario unha maior cantidade de aneis do que cando eles son largos. A medida que as árbores crecen, o borne ten necesariamente de se tornar máis fino ou aumentar en volume. O borne é máis espeso na porción superior do tronco da árbore do que preto da base, porque a idade e o diâmetro das seccións superiores son menores.
Cando a árbore é moito mozo está cuberta con ramos, cuxa inserção por veces vai até ao chan, mais a medida que envellece algúns ou todos irán eventualmente morrer e serán partidos. O crecemento subsequente da madeira pode esconder completamente as marcas deixadas pola inserção dos ramos, as cales con todo permanecerán como nós. Non importa quão suave e limpo un tronco sexa no seu exterior, pois será máis ou menos nodoso preto do seu centro. De aí resulta que o borne dunha árbore vella, e particularmente dunha árbore de bosque, estará máis libre de nós do que o cerne. Como na maior parte dos usos da madeira, os nós son considerados defectos que a enfraquecen e interferen co seu uso, esta menor presenza de nós leva a que o borne, por causa da súa posición na árbore, teña algunhas vantaxes sobre o cerne.
Nótese que o cerne de árbores antigas pode permanecer tan son como o borne, atinxindo en moitos casos centenares de anos e nalguns casos miles de anos.
Cada ramo ou raíz partida, cada ferida profunda no tronco resultante do fogo, da acción dos insectos ou de madeira caída, resulta en danos no borne que contribúen para o seu declínio, que, unha vez iniciado, pode penetrar en todas as partes do tronco. Existen moitos insectos cuxas larvas atacan as árbores, escavando túneles que permanecen indefinidamente como fontes de fraqueza.
Se unha árbore crecer toda a súa vida ao ar libre e as condicións do solo e local permanezan imutáveis, ela fará o crecemento máis rápido na súa xuventude, e gradualmente declinará. Os aneis anuais de crecemento son os anos iniciais bastante largos, mais tórnanse progresivamente máis estreitos. Visto que cada anel sucesivo é depositado no exterior da madeira previamente formada, sucede que a menos que a árbore aumente a súa produción de madeira de ano para ano, os aneis deben necesariamente tornarse máis finos a medida que o tronco se torna máis largo.
Por outro lado, cando a árbore atinxe a madureza, a copa tórnase máis aberta e a produción anual de madeira escasseia, reducindo por iso aínda máis a largura dos aneis anuais de crecemento.
No caso de árbores crecidas en bosque, a taxa de crecemento depende da competencia coas outras árbores, na competición pola luz e nutrientes, podendo alternar períodos de crecemento lento con períodos de crecemento rápido. Algunhas árbores, tales como carvalhos, manteñen a mesma largura dos aneis por centenares de anos. Con todo, como regra xeral, a medida que unha árbore se torna maior en diâmetro, a largura dos aneis anuais decresce.
Poden haber diferenzas notorias no gran do cerne e borne cortadas dunha árbore grande, particularmente de árbores maduras, cuxo crecemento diminuíse debido á idade. Nalgumas árbores, a madeira depositada máis tardiamente na árbore é máis suave, máis clara, máis feble, e de textura máis uniforme de que a producida na fase de xuventude. Noutras especies, o contrario aplícase.
Nun tronco de grandes dimensións, o borne, debido ao tempo de vida en que a árbore creceu, pode ser inferior en dureza e forza e ser semellante ao cerne do mesmo tronco.
Nós
Os nós son porcións de ramos incluídos no tronco da planta ou ramo principal. Os ramos orixínanse, en regra, a partir do eixe central do caule dunha planta (a medula) e, mentres vivos, tal como o tronco, aumentan en tamaño coa adição anual de capas lenhosas. A porción incluída é irregularmente cónica, coa punta na medula. A dirección das fibras forma ángulos rectos ou oblíquos a grã do caule, producindo un cruzamento de grãs.
Durante o desenvolvemento da árbore, a maioría dos ramos, especialmente os máis baixos, morren, mais continúan prendidos á árbore por algún tempo, moitas veces por anos. As capas de crecemento posteriores deixan de ser incluídas no ramo (agora morto), mais son depositados ao redor del. Así os treitos de inserção dos ramos mortos dan orixe aos nós, que son só o contido dun furo cuberto con material oriundo do treito do ramo incluído, e poden soltarse facilmente cando a madeira é serrada ou seca. Para os distintos fins de uso da madeira, os nós son clasificados de acordo coa forma, tamaño, sanidade e firmeza con que están prendidos ao caule.
Os nós afectan a resistencia da madeira a rachas e quebras, así como súa maneabilidade e flexibilidade. Eses defectos enfraquecen a madeira e afectan directamente seu valor, principalmente para o uso en estruturas, onde a resistencia é importante.
O enfraquecimento gaña serias proporcións cando a madeira é sometida a tracción e compresión. A extensión da diminución da forza dunha viga depende da súa posición, tamaño, número, dirección das fibras e condición. Os nós da face superior en xeral son comprimidos, mentres os da face inferior son traccionados. Pequenos nós, no entanto, poden estar localizados na zona neutra da viga e aumentar súa resistencia ao cisalhamento longitudinal.
Os nós en placas ou pranchas son menos prejudiciais cando se estenden a través dela en sentido transversal á súa superficie máis larga. Os nós que aparecen preto das puntas dunha viga non a enfraquecen. Os nós sadios que ocorren no cuarto central da altura da viga dunha ou outra borda non son defectos serios.
Os nós non influencian materialmente a rigidez da madeira estrutural. Soamente os defectos de carácter máis serio afectan o límite de elasticidade das vigas. A rigidez e límite de elasticidade dependen máis da calidade da fibra da madeira do que dos defectos. O efecto dos nós é a redución da diferenza entre a tensión das fibras no límite de elasticidade e o módulo de ruptura da viga. A resistencia á quebra é moi susceptíbel aos defectos. Os nós sadios non enfraquecen a madeira canto á compresión paralela ao gran.
Para algunhas finalidades, como por exemplo a fabricación de paneis, os nós son considerados benéficos pois adicionam textura visual á madeira, dándolle unha aparencia máis interesante.
Características da madeira
Dada a diversidade das especies que producen madeira, este material presenta gran diversidade de características mecánicas, de densidade, higroscopia, cor, gran, resistencia ao apodrecimento e ao fogo, odor, e múltiples outros factores diferenciadores. Tal diferenciação determina os usos da madeira, tornando difícil o establecemento de clasificacións genéricas.
Madeiras duras e madeiras suave
A madeira é usualmente clasificada como madeira dura ou madeira suave. A madeira de coníferas (por exemplo: pinho) é chamada madeira suave, e a madeira de árbores latifoleadas (por exemplo: carvalho) é chamada madeira dura. Esa clasificación é ás veces moi desvantajosa. Iso porque algunhas madeiras duras, como a balsa, son de feito moi máis moles ou suave do que a maior parte das madeiras suave, e inversamente, tamén algunhas madeiras suave (por exemplo: teixo) son moito máis duras do que a maioría das madeiras duras.
Alén diso, madeiras de distintos tipos de árbores teñen distintas cores e graos de densidade. Iso, aliado ao feito dalgunhas madeiras teren un crecemento máis longo do que outras, fai que madeiras de distintas especies teñan calidade e valor comercial diferenciado. Por exemplo, mentres o mogno, de madeira dura e escura, é excelente para a produción artesanal de móbiles finos, a balsa, clara e pouco densa, é moi usada para fabricación de cofragens e de moldees construtivos de varios tipos.
Cor
En especies que mostran unha diferenza distinguida entre o cerne e o borne a cor natural do cerne é xeralmente máis escura que o borne, e moi frecuentemente o contraste é conspícuo. Este é producido por depósitos no cerne de varios materiais resultantes do proceso de crecemento, aumentado posibelmente pola oxidação e outras mudanzas químicas, que normalmente teñen pouco ou ningún efecto apreciável nas propiedades mecánicas da madeira.
Algunhas experiencias en especies resinosas de (piñeiro), con todo, indicando un aumento na resistencia mecánica da madeira. Isto é debido á resina que aumenta a resistencia cando seca.
O borne saturado de resina é chamado resinoso. As estruturas construídas de pinho resinoso e doutras madeiras resinosas son moi resistentes ao apodrecimento e ao ataque polas térmitas; con todo son moi inflamábeis. Esta última característica leva a que os restos de pinhos vellos de follas longas sexan frecuentemente cortados en pequenos toros e divididos en pequenas pezas que son vendidas como acendalhas.
Visto que a madeira máis antiga dun anel de crecemento é xeralmente máis escura en cor de que a madeira máis recente, este feito pode ser utilizado na avaliación da densidade, e por tanto a dureza e resistencia mecánica do material. Este é particularmente o caso con madeiras de coníferas. Nas madeiras con aneis porosos, os vasos da madeira recente aparecen frecuentemente cunha aparencia máis escuros do que a madeira máis antiga e densa, aínda que nas seccións cruzadas do cerne o reverso sexa comunmente verdade. Excepto nese caso, a cor da madeira non é indicadora da súa resistencia.
A descoloração anormal da madeira denota frecuentemente unha condición de degradação das súas características. As manchas negras no abeto occidental son o resultado dos ataques de insectos; faixas vermello-acastanhadas tan comúns na nogueira e en certas outras madeiras son maioritariamente o resultado de danos causados polos pássaro. A descoloração é meramente unha indicación de danos, non afectando por si só as propiedades das madeiras. O apodrecimento causado por algúns fungos produce alteracións características nas cores da madeira, coloração que así se torna sintomática da degradação do material.
Manchas no borne, moi comúns, son debidas a crecemento de fungos, mais non producen necesariamente un efecto de enfraquecimento da súa estrutura.
Teor en auga
o a auga encóntrase na madeira viva en tres condicións, a saber: (1) nas paredes celulares; (2) no contido protoplasmático das células; e (3) como auga libre nas cavidades e espazos intercelulares. Sendo constituído por células mortas, no cerne a auga ocorre só na primeira e última formas.
Madeira exhaustivamente seca con ar retén de 8 a 16% da auga nas paredes celulares e só vestixios nas outras formas. Con todo, mesmo as madeiras secas en fornos reteñen un pequeno teor de humidade, mais para calquera propósitos que non sexan químicos, poden ser consideradas completamente secas.
En xeral o contido aquoso da sustancia da madeira é que lle revisa a maciez e maleabilidade. Un efecto similar e comunmente observado é o efecto amaciador da auga no papel ou tecido. Dentro de certos límites, canto maior a cantidade de auga, maior o seu efecto amaciador.
A secagem produce un aumento significativo na forza da madeira, particularmente en espécimes pequenos. Un exemplo extremo é o caso dun bloque de 5 cm de sección en abeto , completamente seco, que sustenta unha carga permanente catro veces maior do que un bloque verde da mesma madeira e do mesmo tamaño soportaría.
Dada a importancia do teor en auga na determinación das propiedades da madeira, a súa secagem constitúe un aspecto importante da industria madeireira. A secagem consiste en extraer do interior da madeira o exceso de auga, de forma permitir a utilización do material nas súas diversas aplicacións.
A evaporação da auga leva a madeira a contraerse, isto é, a diminuír de volume; a velocidade de secagem debe, por tanto, ser adecuada aos distintos tipos de madeira de forma a evitar danos estruturais causados por variacións dimensionais diferenciais, como a aparición de fendas ou empenamento. En calquera caso as madeiras fican sempre suxeitas a dous fenómenos característicos:
- Retracção – a madeira retrai cando seca, sufrindo contracción que pode ser maior ou menos consoante as dimensións da peza e súas características, moitas veces acompañada por empenamento, isto é torção causada pola variación diferencial das dimensións, en xeral determinada pola orientación das fibras que constitúen a madeira;
- Entumecimento – a madeira incha cando absorbe humidade, aumentando sensibelmente de volume.
Existen dous tipos básicos de secagem, aquí distinguidos canto á orixe e efectos:
- Natural: permite secar a madeira sobrepondo as pezas unhas sobre as outras de modo a permitir un arejamento uniforme. Este proceso é moroso, esixe grandes espazos e imobiliza grandes cantidades de madeira. A secagem natural permite secar a madeira até unha humidade mínima do 12%. Abaixo dos 20% de humidade a madeira resiste á putrefacção. Abaixo dos 30% poden comezar a xurdir os defectos de secagem: rachaduras, empenamentos, encruamentos, colapsos, abaulamentos, torções, encanoamentos.
- Artificial: a secagem artificial, feita a través de invernadoiros propios, permite aumentar a velocidade da secagem da madeira ao mesmo tempo que a protexe dos fungos e insectos. Esixe instalacións caras, torna a madeira menos flexíbel e escurece o seu ton.
Na secagem artificial poden ser utilizadas diversas técnicas destinadas a acelerar o proceso de secagem ou a revisar características específicas ao produto. Entre esas técnicas cóntase a utilización de vapor a alta presión, a utilización de permutadores de calor, a retirada de seiva por inmersión en auga e o uso de vapor de creosote e doutros produtos para impregnar a madeira.
Estrutura da madeira
Unha árbore aumenta en diâmetro pola formación, entre a madeira vella e o interior da casca, de novas capas de madeira que envolven todo o caule, os ramos e as raíces. En condicións normais, particularmente cando existe unha estación de crecemento ben definida, unha nova capa fórmase en razón pola cal en corte as capas anuais aparecen como aneis concêntricos, constituíndo a base da dendrocronologia, técnica que permite aferir do número de anos de crecemento da árbore, e das características dese crecemento, pola observación dos aneis formados.
Cada capa de crecemento é formada por células vegetais de varios tipos, mais na súa maioría é formada por fibras. Nas coníferas, ou árbores de madeira suave, predominam as células do tipo traqueídeo, do que resulta unha madeira máis uniforme en estrutura e aparentemente máis suave, de aí o nome dado a ese tipo de madeiras. Nesas madeiras non están presentes os poros que son ben patentes en madeiras ditas duras, como a de carvalho ou faia.
Cada anel de crecemento é formado por dúas partes relativamente ben definidas: a parte volta para o centro da árbore é en xeral de textura máis aberta e case sempre máis clara do que a parte externa do anel. Tal ocorre porque a parte interior formouse no inicio da estación de crecemento, cando este é máis rápido, e é coñecida por madeira temperá ou madeira da primavera; a parte externa é coñecida por madeira do tarde ou madeira de verão, pois fórmase na fase de declínio do crecemento que en xeral corresponde ao verán.
O ciclo de crecemento da árbore é realizado en dous ciclos - primavera/verão, con anel máis claro e largo e outono/inverno, con anel máis escuro e estreito. O crecemento da árbore é formado no meristema cambial (zona entre a casca interna e o borne) por acción das condicións ambientais. Así,tamén poderán aparecer falsos aneis de crecemento, orixinados por variacións ambientais adversas (irregulares e anormais)para unha dada época.
A ciencia da madeira
A ciencia da madeira abrangue disciplinas que van desde as máis básicas como anatomia, física e química da madeira; até as disciplinas ditas tecnolóxicas como por exemplo secagem da madeira, tratamento e preservación de madeiras, enerxía, procesamento e propiedades mecánicas. No Brasil esas disciplinas son normalmente ofrecidas en cursos de graduação e pos-graduação en enxeñaría forestal e enxeñaría industrial madeireira, no cal ten maior foco na madeira.
Conexións externas
