Los materiales según su origen se pueden clasificar en:

Materiales naturales.- materiales que se encuentran en la naturaleza, algodón, madera, cobre,...

Materiales artificiales.- materiales creados por el hombre a partir de materiales naturales, hormigón, vidrio, papel, plásticos,...

Otros materiales.- en ocasiones es necesario combinar propiedades de varios materiales en uno solo, para esto se usan materiales compuestos. Un ejemplo es el tetrabrick, formado por capas de material plástico, cartón y aluminio. El plástico hace que sea impermeable, el cartón aporta resistencia. El aluminio conserva los alimentos. Otros materiales son fibra de vidrio, fibra óptica,...

Aleaciones.- los materiales metálicos no se utilizan en estado puro, sino formando aleaciones, compuesta por la mezcla homogénea de dos o más metales, como el acero, el bronce, el latón,...

     Las propiedades de un material se definen como el conjunto de características que hacen que se comporte de una determinada manera frente a factores externos como la luz, el calor, aplicación de fuerzas…

Propiedades eléctricas:

                    Conductividad eléctrica.- capacidad de los materiales  para permitir el paso de corriente eléctrica. Sí permiten el paso de la corriente eléctrica se llaman conductores y si lo impiden aislantes.

Propiedades ópticas.- capacidad de los materiales para permitir el paso de la luz al incidir sobre ellos.

a) Opacos.- No permiten ver a través de ellos.

b) Translúcidos.- Permiten el paso de luz a través de ellos pero no dejan ver con nitidez .

c) Transparentes.- Los objetos se ven claramente a través de ellos.

    Propiedades térmicas.-

Comportamiento de los materiales frente al calor, conductividad térmica, dilatación, contracción, fusibilidad.

    Propiedades mecánicas.- comportamiento de los materiales frente a la acción de fuerzas exteriores.

        Elasticidad y plasticidad:

1.     Elasticidad.- propiedad de lo materiales de recuperara su tamaño y forma originales cuando dejan de actuar sobre ellos la fuerza que los deformaba.

2.    Plasticidad.- Propiedad de los materiales para adquirir deformaciones permanentes cuando actúa sobre ellos una fuerza.

        Maleabilidad y ductilidad.-

1.     Maleabilidad, capacidad de los materiales para extenderse en planchas o láminas. Se denominan maleables.

2.    Ductilidad, capacidad de algunos materiales para extenderse en forma de hilos o cables. Se denominan dúctiles.

Dureza.- resistencia que opone un material a ser rayado o penetrado por otro.

La resistencia mecánica es la propiedad de algunos materiales de soportar esfuerzos sin romperse. Esta resistencia mecánica varía según el tipo de esfuerzo que actúe sobre ellos, compresión, tracción, flexión… La madera soporta mejor la tracción que la compresión, mientras que los materiales pétreos soportan mejor la compresión que la tracción.

        Tenacidad y fragilidad.

1) Tenacidad resistencia que ofrece un material a romperse cuando es golpeado

2) Fragilidad facilidad de romperse al ser golpeado.

    Propiedades acústicas.- respuesta de los materiales frente a estímulos externos como el sonido.

        Conductividad acústica, transmiten el sonido.

    Otras propiedades:

1)     Densidad, relación entre la masa y el volumen de un material.

2)    Porosidad los materiales porosas presentan huecos (poros) donde puede acumularse agua u otro líquido. Esta propiedad está relacionada con la densidad, cuanto más poroso es un cuerpo, menor será su densidad. La madera y algunos materiales pétreos y cerámicos son porosos.

3)    Permeabilidad propiedad que presentan aquellos materiales que dejan filtrar a través de ellos agua u otros líquidos.

    Propiedades ecológicas

1)     Reciclables.- materiales que se pueden reutilizar, el vidrio, el papel, el cartón, el metal y los plásticos. El reciclaje de lo materiales contribuye a conservar los recursos naturales y evita la acumulación de grandes cantidades de residuos.

2)    Tóxicos.- materiales nocivos para el medio ambiente, son venenosos para lo seres vivos, contaminan.

3)    Biodegradables.- Con el paso del tiempo, la materia se descompone de forma natural en sustancias más simples. Los materiales que no se degradan de forma natural se denominan no biodegradables, y permanecen en la naturaleza prácticamente para siempre.

4)    Renovables.- las materias primas renovables son aquellas que existen en la naturaleza de forma ilimitada, se pueden regenerar. La lana, el algodón, la seda, la madera,… son materias primas renovables.

La madera

    La madera es una materia prima de origen vegetal. Es la parte sólida y rígida situada bajo la corteza de los tallos leñosos de árboles y arbustos.

    La madera está formada por fibras de celulosa, una sustancia que constituye el esqueleto de los vegetales, y lignina, sustancia que le proporciona rigidez y dureza.

    Vamos a analizar cada una de las partes del tronco de un árbol, desde la más interna hasta la más externa:

·       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 que sostiene a la planta y la más apropiada para la obtención y uso de la madera.

·        Albura o zona blanca. También conocida como leños, es la madera de más reciente formación. Es de color claro, rica en agua y menos compactan y resistente que el duramen. Se utiliza para realizar trabajos de escasas exigencias mecánicas y estéticas.

·       Cámbium. Es una capa fina y transparente que sigue a la albura. Tiene como función principal la formación de la nueva madera (leño) en el tronco del árbol.

·       Corteza. Capa más exterior del tronco. Protege a la planta de las agresiones externas.

El proceso que se sigue desde la extracción de la madera de los bosques, como materia prima, hasta la obtención de tablones, como material para ser trabajado, es el siguiente:

       Después de descortezar los troncos, estos se cortan para obtener tablas y tablones de diferentes grosores y longitudes.

            Corte.- La forma de cortar un tronco depende del uso que se quiera dar a la madera. Algunos de los tipos de trenzado o aserrado son los siguientes:

            Las tablas obtenidas mediante el aserrado por cuarteo son más estables y resistentes, debido a la dirección de las fibras, aunque son más caras.

            Tras el corte, es necesario tener en cuenta el alto contenido en agua de la madera, puede suponerse entre un 40 ó 60% de su peso. Si los tablones se usan directamente se corre el riesgo de que los objetos elaborados con ellas se contraigan, se deformen o incluso se partan.

            La madera tiende a contraerse o deformarse de distinta manera según la zona del tronco de la que proceda:

            Secado.- Antes del secado tiene lugar el lavado mediante inmersión prolongada en agua con objeto de extraer jugos de la madera como taninos, que se utilizan fundamentalmente para curtir pieles.

            Una vez producido el lavado se procede al secado para reducir la cantidad de agua antes de trabajar la madera. El menor o mayor grado de reducción de agua depende del tipo de árbol y de su posterior uso.

            Es la parte más importante del proceso de obtención de la madera y se emplea para evitar deformaciones y variaciones en sus dimensiones, por la humedad y los cambios de temperatura. La madera seca es más duradera y ligera.

            El secado puede realizarse de manera natural o artificial:

                        Secado natural.- los maderos se almacenan apilados, protegidos de la acción directa de la lluvia y el sol, de modo que queden espacios libres entre ellos por los que pueda circular el aire favoreciendo la evaporación y con ello la eliminación de la humedad.

                        Secado artificial- la madera se introduce en grandes cámaras, secadores, en las que se inyectan corrientes de aire cálido y seco. Este método es mucho más rápido y eficaz, permitiendo regular el proceso para alcanzar el grado exacto de secado que se desea. Su inconveniente es que es mucho más caro y precisa de instalaciones especiales.

            El lavado y secado son tratamientos de la madera que eliminan el agua y la savia de modo que queda protegida del ataque de los insectos, hongos, etc

         Las propiedades de la madera:

Densidad.- Relación entre la masa y el volumen de los cuerpos. La madera es menos que el agua, por eso flotan en ella.

Dureza.- La dureza de la madera viene determinada por su estructura y con el mayor o menor contenido en agua.

Resistencia a esfuerzos.-  es la propiedad más importante a la hora de elegir una madera u otra para una determinada aplicación. La resistencia a la tracción depende de la dirección en que se realice el esfuerzo, si el esfuerzo es paralelo a la dirección de las fibras la madera resiste muy bien el esfuerzo de tracción, sin embargo esta resistencia es muy baja si el esfuerzo es perpendicular a las fibras. Lo mismo ocurre con el esfuerzo de compresión. Hay maderas que presentan gran resistencia a la flexión como el haya, el pino,...

Conductividad térmica y eléctrica.- La madera es mala conductora del calor y la electricidad, de ahí que sea muy buena para el aislamiento térmico..

Durabilidad.- Hay maderas muy duras que resistentes a los parásitos y hongos, nogal, teca, caoba,... y otras menos duras como el pino, eucalipto,...

     Clasificación de las maderas

         Según las propiedades que acabamos de ver, las maderas se clasificanen:

        Maderas blandas.- Son árboles resinosos, de hoja perenne, color blanquecino y fáciles de trabajar. Roble, almendro, tilo, ...

          Maderas duras.- Árboles de hoja caduca. Pino, ciprés, abeto,...

     Derivados de la madera

        Generalmente los muebles no están fabricados de madera maciza. El interior se hace de maderas artificiales y solamente se utiliza la madera natural en la parte exterior en forma de láminas.

    Los tableros artificiales se caracterizan por:

            Son más económicos que la madera natural y se aprovecha el 100% del árbol.ç

            Son más planos y lisos.

            Sus tamaños pueden ser mayores que en el caso de la madera natural.

            No se deforman, ni se pudren, ni son atacados por la carcoma.

    Estos tableros artificiales pueden ser de varios tipos:

            Contrachapado.- Se obtienen de capas finas de madera pegadas entre sí y colocadas de manera que las fibras de una capa sean perpendiculares a las fibras de la capa siguiente. De esta manera conseguimos una resistencia uniforme del material. El número de capas es siempre impar para que las vetas sean paralelas. Para pegar las chapas de madera se emplea cola.

            Aglomerado.- Se fabrica a partir de virutas o trozos de madera mezclados a presión y encolados.El producto resultante se prensa formando planchas y se deja secar.El acabado del aglomerado puede ser sin cubrir, plastificado o chapado con madera natural.

            Prensado o de fibra.- Se obtiene a partir de fibras de madera seca, comprimida a alta presión y temperatura, y unidas mediante resina sintética. El resultado es de una textura fina y uniforme con cantos perfectos. Comercialmente se conoce como tableros DM. Es dura, fácil de trabajar y pintar. Si en lugar de resina sintética se emplea como elemento de unión la propia resina de las fibras de la madera, el producot obtenido se llama tablex.

     El papel es una fina capa de fibras vegetales entrelazadas entre sí formando un  paño resistente, perdurable en el tiempo, higroscópico (absorbe agua), ligero y aislante del calor y la electricidad. ¿Cómo se fabrica el papel?

1. Se descorteza el tronco y se separa la celulosa de los otros componentes de la madera. Para ello, se tritura la madera y se mezcla con gran cantidad de agua.

2. Se obtiene la pasta de papel

3. Se añaden reactivos químicos para blanquear la pasta de papel

4. La pasta obtenida se reparte después en forma homogénea sobre una rejilla metálica que permite el escurrido del agua

5. Se pasa por unos rodillos calientes que ayudan a secar la pasta

6. Por último se enrolla formando bobinas de papel.

 

        El cartón 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, compuesto de lámina de papel interior con forma de ondas, reforzada por dos exteriores lisas adheridas con cola.

Esta disposición proporciona al cartón gran ligereza y resistencia. Una de sus aplicaciones más importantes son los envases y embalajes de productos. Es reciclable, limpio y admite distintos acabados.

 

   Herramientas

        Las herramientas básicas para el trabajo de la madera son:

            Medir y marcar.- Medir y marcar la pieza que vamos a cortar es uno de los pasos más importantes en el trabajo con madera. Un pequeño error en la medida puede estropear todo el trabajo. Es necesario aprovechar el material lo máximo posible para no desperdiciar árboles de forma innecesaria.

	Metro de carpintero.- generalmente de madera y con un mecanismo que permite doblarlo y desplegarlo con facilidad.
	Flexómetro.- Formado por una cinta metálica graduada que se enrolla en espiral mediante un mecanismo que permite mantenerla enrrollada. Puede llevar un freno para medir con facilidad.
	Escuadra.- Hoja metálica graduada unida en ángulo recto, 90º, con otra pieza metálica. Se utiliza para comprobar ángulos de 90º o para marcar líneas paralelas o perpendiculares.
	Compás de puntas.- Se utiliza para marcar líneas curvas o circunferencias en la madera. Consta de dos patas con puntas metálicas. Es de acero.
	Lápiz de carpintero.- Para marcar y trazar en madera

              Sujetar.- Antes de cortar es necesario sujetar el material para trabajar con seguridad y precisión utilizando las herramientas adecuadas. Para sujetar tenemos:

	Sargento.- Sirve para fijar las piezas a la mesa de trabajo o para sujetar piezas encoladas.
	Tornillo de banco.- Elemento formado por dos mandíbulas, una fija y una móvil. La parte móvil se desplaza mediante un tornillo sin fin y aprisiona la pieza con la parte fija.

           Cortar.- Una vez que la pieza está sujeta ya podemos cortarla.

	Segueta.- Dispone de una bastidor para mantener en tensión la sierra o pelo y un mango para sujetar la herramienta. Se emplea para cortar maderas finas.
	Serrucho.- Consta de un ahoja larga y flexible y un mango de madera o plástico para facilitar su manejo. Se emplea para cortar piezas en madera de mayor grosor.
	Serrucho de costilla.- Se caracteriza por llevar en la parte superior de la hoja una pesada franja de acero o latón, que sirve para mantener la hoja recta y facilitar el corte. Se emplea para realizar cortes precisos y rectos.
	Serrucho de punta.- La hoja va en disminución terminando en punta. Se emplea para realizar cortes curvos
Máquinas eléctricas
	Sierra de calar.- Herramienta eléctrica que se utiliza para cortar cualquier tipo de tablero y madera maciza. Tiene diferentes tipos de hojas que permiten cortar madera, metales y plásticos.

             Taladrar.- Operación para hacer agujeros en la madera. Las herramientas básicas son el berbiquí, la barrena y la taladradora eléctrica aunque su uso es más peligroso.:

	Berbiquí.- Taladro manual compuesto de una manivela o empuñadura, que sirve para hacer girar una broca alojada en el portabrocas, y un sopote para sujetarlos..
	Barrena.- Compuesta por un mango de madera y una punta helicoidal que permite retirar la madera que se va cortando. Se utiliza para hacer pequeños agujeros que sirven de guía para taladrar o introducir un tornillo o tirafondos.
	Taladro eléctrico
	Taladradora de columna

              Unir.- Para unir dos piezas de madera se utilizan varias técnicas: clavado, atornillado, encolado y ensamblado.

	Clavado.- Se sujeta el clavo con los dedos y se le dan golpes suaves en su cabeza hasta introducirlo ligeramente. A continuación, se retira la mano y se termina la operación con martillazos más fuertes. En esta operación se emplean clavos que pueden variar en longitud, grosor y tipo de cabeza.
	Atornillado.- Para atornillar se elige un destornillador adecuado a la ranura del tornillo. Se coge por la empuñadura con una mano y se hace girar en el sentido de la agujas del reloj. Tornillos de madera o tirafondos.- Piezas de metal de sección cilíndrica que disponen de una rosca helicoidal que termina en punta y una cabeza de formas variadas. Pernos.- Tornillos que permiten la colocación de tuercas o palomillas. Se emplean cuando se quiere realizar una unión desmontable.
	Encolado.- Operación que sirve para unir las piezas de madera mediante un compuesto, cola, que se adhiere a las fibras de madera y se endurece formando una unión muy estable. Para encolar debemos tener en cuentaque la superficie esté limpia, sin barnices ni pinturas. Las piezas deben estar a presión mientras se seca. El exceso de cola tiene que limpiarse con un trapo húmedo antes de que se seque.
	Pegado con pistola termofusible
	Ensambles.- Unión de las piezas de madera haciendo que una encaje en la otra. Hay varios tipos de ensamble:
	Caja y espiga	Unión machihembrada	Cola de milano

        Acabado.- Se realiza para proteger la madera y mejorar su aspecto.Antes de aplicar cualquier técnica de acabado es fundamental que la superficie de la madera esté limpia, seca y suave:

Teñido de madera.- Se realiza con tintes que pueden intensificar el color de la madera o darle el tono deseado. Pueden ser: Tintes al agua.- Se venden en forma de polvo y se diluyen en agua. Son baratos y deben aplicarse generosamente. Tardan mucho en secar. Tintes al alcohol.- De venden en polvo o en líquido. Secan rápidamente y presentan una amplia gama de colores.

Otras técnicas.- Barnizado.- El barniz es una mezcla de resinas y un disolvente que se evapora durante el secado de la pieza. Suele proteger la madera del agua y cambia la sensación al tacto de la madera. Acabado a la cera.- Se suele emplear cera de abeja, que puede llevar el tinte incorporado. Se debe aplicar con un trapo en pequeñas cantidades y dejar secar durante un día, antes de aplicar la siguiente capa. Pintado.- En el mercado existen gran número de pinturas al agua o con disolventes que cubren la madera con una película.

    Impacto ambiental

    La madera es un material que apenas produce contaminación, es biodegradable y se puede regenerar plantando nuevos árboles. La madera y sus derivados se pueden reciclar.

    Sin embargo, la explotación y el uso de madera también genera una serie de inconvenientes como:

Actividad	Impacto	Soluciones
Tala	Desaparición del hábitat de determinadas especies animales Impacto paisajístico Desertización y erosión del terreno Incremento del CO2 en la atmósfera	Tala parcial, se talan algunas parcelas del bosque y se deja el resto sin talar. Árboles sembradores, se talan solo algunos árboles y se plantan nuevos en los espacios creados. Cuando crecen se talan los árboles que se había dejado sin talar.
Papel	La fabricación del papel requiere el uso de productos químicos para descomponer la madera y blanquear el papel. Se necesita gran cantidad de agua. El agua en contacto con los producto químicos se contamina.	Utilizar productos biodegradables Reciclar papel