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TECHNOLOGY TECHNOLOGY.TECHNOLOGICAL PROCESSES

MATERIALES DE USO TÉCNICO: MADERAS Y DERIVADOS

1. Cómo se obtienen los materiales2. Tipos de materiales3. Las propiedades de los materiales4. El trabajo con los materiales5. Obtención y propiedades de la madera6. Tipos de maderas y derivados7. El trabajo con madera: realización de piezas8. El trabajo con madera: uniones y acabados9. Impacto ambiental de la explotación y uso de la madera

1. Cómo se obtienen los materialesEtapas de la obtención de materiales:

11º ESOCOLEGIO SANTÍSIMA TRINIDAD

Materia prima: recursos materiales que se utilizan para la obtención de materiales.Los minerales y rocas se extraen en canteras, minas o pozos (granito, plata).Las materias de orígen vegetal o animal se recogen después de su plantación o crianza (seda o madera).

EXTRACCIÓN

Las materias primas se someten aprocesos físicos o químicos para conseguir los materiales de uso técnico.Ejemplos: los metales a partir de los minerales en las industrias metalúrgicas; los plásticos a partir del petróleo en las industrias petroquímicas.

TRANSFORMACIÓN

Una vez transformados, los materiales adoptan diversas formas comerciales (listones de madera, telas de algodón, chapas de metal).Con ellos se elaboran los distintos productos tecnológicos.

ELABORACIÓN

En muchas ocasiones, los materiales procedentes de productos deshechados se pueden recuperar para ser utilizados como materia prima en la obtención de nuevos materiales.

RECICLADO


2. Tipos de materiales

Clasificación de los materiales

MATERIALES PÉTREOS Y CERÁMICOSSe obtienen a partir de rocas, arenas o arcillas.Ejemplos: piedras naturales (granito, pizarra); materiales de construcción (cemento); cerámicas (porcelana); vidrios.

MATERIALES ORGÁNICOSProceden de vegetales o de partes de animales.Ejemplos: madera y derivados (papel, cartón); cueros; pieles; corcho; tejidos de algodón.

MATERIALES METÁLICOSSe obtienen tras separarlos de los minerales metálicos que los contienen. El más importante es el acero, pero también son importantes el aluminio, cobre, latón y bronce.

MATERIALES SINTÉTICOS O PLÁSTICOSResultan de combinar químicamente sustancias derivadas principalmente del petróleo o el gas natural.Ejemplos: polietileno, PVC, metacrilato, poliuretano, fibras y tejidos sintéticos (nilón, licra).



3. Las propiedades de los materialesa. Propiedades físicas y químicas: son las que determinan el aspecto y el

comportamiento de un material ante acciones o fenómenos externos. Las propiedades físicas son dureza, tenacidad, elasticidad, etc Las químicas son oxidación y corrosión.

DUREZA RESISTENCIA A FUERZAS EXTERNAS

TENACIDAD O FRAGILIDAD

Resistencia que presentan los materiales a ser rayados, cortados o perforados. Los metales son más duros que la madera o los plásticos.

Capacidad de un material para soportar pesos o presiones sin romperse. El acero es más resistente que el aluminio o la madera.

Capacidad para absorber golpes o impactos sin romperse. Los metales o las maderas suelen ser tenaces (no se rompen fácilmente), mientras que el vidrio y las cerámicas son muy frágiles.

ELASTICIDAD O PLASTICIDAD

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA Y ELÉCTRICA

ESTABILIDAD QUÍMICA

Capacidad de un material de recuperar el aspecto cuando cesa la fuerza que lo deforma. Si la recupera se denomina elástico, en caso contrario, plástico. Si apenas sufre deformación es rígido.

Permitir o impedir el paso del calor o de la corriente eléctrica a través de un material. Los metales son buenos conductores y los plásticos son aislantes.

Capacidad de un material para resistir la acción química del oxígeno del aire (oxidación) o de la humedad (corrosión) o de otras sustancias agresivas (ácidos, disolventes).

b. Otras propiedades:

Posibilidades de fabricación

Los metales, vidrios y plásticos se pueden fundir y soldar para obtener piezas complicadas.La madera no admite estás operaciones, pero se puede cortar o tallar con facilidad.Algunos metales son dúctiles y maleables (se pueden estirar, moldear)

Comportamiento ecológico

Atendiendo al impacto sobre el medio ambiente en el proceso de obtención, uso y deshecho. Se recomienda emplear materiales reciclados o reciclables, biodegradables y no tóxicos.

El precio y la disponibilidad

La dificultad para obtener un material aumenta su precio.Los materiales que proceden de otros países son más difíciles de conseguir.

c. Los ensayos: son pruebas que permiten obtener los datos denominados característica técnica (valores de las propiedades de un material).



4. El trabajo con los materialesPara construir distintos objetos hay que disponer de una gran variedad de materiales: madera, metales, plástico, telas, etc. Algunos se pueden obtener aprovechando productos desechados; el resto hay que adquirirlos en comercios especializados.

a. Los materiales en el comercio: a la hora de comprar un materiales necesario especificar cantidad, forma comercial (tablero, tubo, cinta, listón,..), tipo de material (madera, plástico,…) y las dimensiones.

b. Aprovechamiento de los materiales: recomendaciones para sacar el máximo aprovechamiento de los materiales.

NORMAS PARA EL APROVECHAMIENTO DE LOS MATERIALESAjustar las dimensiones (evitar objetos demasiados grandes).

Dibujar y distribuir las piezas a partir de los bordes y lo más juntas posible.

Cortar las piezas con cuidado, para evitar tener que repetirlas.

Guardar y aprovechar los recortes.

Recuperar trozos de material de trabajos anteriores.

Clasificar y ordenar todos los materiales. Dejarlos limpios antes de guardarlos.

c. El trabajo con materiales en el taller: en el taller se encuentran los útiles, las herramientas y las máquinas. El orden y la limpieza resultan imprescindibles.

NORMAS DE SEGURIDAD EN EL TALLERMantener ordenados los útiles y las herramientas.

Sujetar las piezas con firmeza mediante tornillos o mordazas.

Limpiar los útiles y herramientas una vez utilizados.

Poner atención al utilizar las herramientas, especialmente si son cortantes o punzantes.

Utilizar elementos de protección (guantes, gafas) para algunas tareas.

Utilizar las herramientas con corrección, según su cometido.



5. Obtención y propiedades de la maderaa. Propiedades de la madera

La madera procede de los árboles, por lo que es abundante y renovable. Posee excelentes propiedades técnicas:

Excelente combustible. Es capaz de resistir fuerzas y presiones elevadas. Suele ser muy flexible. Es ligera, resistente y aislante del frío, del calor y del ruido. Se trabaja con facilidad.

b. Aplicaciones de la madera

c. La industria de la madera: fases de la explotación maderera.i. Trabajos forestales: tareas de repoblación, tala cuando han alcanzado la

madurez y tamaño adecuados, transporte de los troncos hasta los aserraderos o las industrias de papel.

ii. En los aserraderos: los troncos pasan a través de un proceso de descortezado, troceado y curado, convirtiéndose en vigas, tablones o tablas.

iii. En las industrias de tableros se reciben troncos o ramas que se convierten en chapas delgadas o se desmenuzan en partículas o fibras. Luego se añaden las resinas para unir las chapas y listones o mezclarse con la madera desmenuzada. Mediante presión y calor se da la forma definitiva a los diferentes tipos de tableros.

d.


APLICACIONES DE LA MADERA

COMBUSTIBLEPRODUCCIÓN DE PAPEL Y

CARTÓN

CONSTRUCCIÓN

EDIFICIOS,BARCOS, PUERTAS,

VENTANAS,SUELOS, ETC

FABRICACIÓN DE OBJETOS

MUEBLES, UTENSILIOS DOMÉSTICOS,

INSTRUMENTOS MUSICALES, ETC


e. The paper industry: Paper and cardboard are obtained in the following stages


Reduce wood into

tiny cellulose

fibers up to forming a

pasta named pulp.

Substances (coloring)

are added to the pulp to

achieve desired

properties

The pulp obtained is pressed to get a thin sheet of paper.

Paper is stored for later sale.


6. Tipos de maderas y derivadosMaderas naturales: madera maciza que se obtiene del aserrado de troncos. Según el

árbol de procedencia , se pueden clasificar en

CONÍFERAS FRONDOSAS TROPICALESProceden de árboles de hoja perenne (pino, abeto, cipreses, cedros) que proporcionan maderas ligeras, blandas y fáciles de trabajar.

Se extraen de árboles de hoja caduca (roble, haya, nogal, chopo, castaño, olivo, fresno) que suelen dar maderas pesadas, duras y, a veces, difíciles de trabajar.

Son frondosas procedentes de las selvas tropicales (caoba, ébano, teca, samba, balsa, ocume, sapelí). Las propiedades de sus maderas son más variadas, las hay duras o blandas, pesadas o ligeras, distintos veteados y colores.

Empleadas en estructuras de construcción, carpintería de interiores o exteriores, mobiliario rústico.

Empleadas carpintería de interiores, mobiliario, mangos de herramientas, utensilios domésticos, construcción naval, palillos, cerillas.

Empleadas en carpintería de interiores, mobiliario, embalaje, piezas de bricolaje, tallas y marcos.

Maderas transformadas: presentan algunas ventajas frente a las naturales: se preparan en grandes tableros, aprovechan mejor la madera, se deforman y pudren menos, son más económicas.

TABLEROS CONTRACHAPADOS

El contrachapado es un tablero elaborado con finas chapas de madera pegadas con las fibras transversalmente una sobre la otra con resinas sintéticas mediante fuerte presión y calor.

Al tener las vetas cruzadas se deforman menos y tienen igual resistencia en ambas direcciones. Se pueden deformar para obtener piezas curvas.

AGLOMERADOS Son tableros fabricados con pequeñas virutas de madera encoladas a presión y sin acabado posterior.

Es el tablero más barato. No se recomienda su utilización en condiciones de humedad, ya que la absorbe, se hincha y no se recupera con el secado. Se parten con facilidad y no admiten uniones con clavos y tornillos.

TABLEROS Y MOLDURAS DE FIBRA

Los tableros de fibras se construyen a partir de maderas que han sido reducidas a fibras, posteriormente reconstituidas aplicando presión y cola.

Se deforma menos y resisten mejor la humedad que los tableros de partículas. Se pueden labrar de forma parecida a la madera natural. Se puede pintar, barnizar o lacar.



TABLEROS ALISTONADOS Se realizan uniendo listones de madera natural por su canto con la ayuda de resinas.

Su aspecto el de un tablero de madera natural. Tienen las mismas propiedades de la madera con la que están hechos. Se trabajan igual que la madera natural.

Formas comerciales:


TABLERO

LISTÓN

MOLDURA


7. El trabajo con madera: realización de piezasa. Marcar y trazar:

Los útiles de trazado más habituales son lápiz, compás, regla graduada, metro flexible, transportador, escuadra.

CÓMO MARCAR Y TRAZARLas medidas se trasladan desde los bordes o líneas de referencia con ayuda de la regla graduada o el metro, y se marcan con lápiz.

Para permitir el corte con la sierra se dejan de dos a tres milímetros de separación entre las diferentes piezas.

La escuadra de tacón se desplaza sobre de la madera para trazar líneas perpendiculares al mismo.

b. Serrar:

Se utilizan diferentes tipos de sierra: serrucho, sierra de costilla, la segueta o arco de marquetería. Antes de serrar es imprescindible emplear útiles de sujeción: gatos o sargentos, que se fijan con fuerza al banco de trabajo.

HERRAMIENTAS PARA SERRAREl serrucho se utiliza para cortar piezas grandes de madera y cuando el corte no requiere gran precisión. La sierra de costilla es una herramienta similar al serrucho, diferenciándose de éste por llevar un refuerzo de metal llamado costilla en la parte superior de la hoja

La sierra de costilla se utiliza para hacer cortes rectos y precisos. El inicio del corte debe ser lento, comprobando que está alineado.

Para cortar listones o molduras conviene utilizar guías de corte, que dirigen el movimiento de la sierra de costilla con gran precisión.

c. Perforar y taladrar:

Para perforar madera se emplean barrenas manuales o taladradoras, que utilizan brocas de diferentes diámetros. Para realizar estas operaciones es necesario sujetar firmemente la pieza para que no gire.

CÓMO HACER ORIFICIOSPrimero se elige la broca con el diámetro apropiado, después se coloca en el portabrocas del taladro y se aprietan las garras con fuerza.

Para perforar con taladro manual se sitúa la punta de la broca sobre el centro del orificio, se presiona verticalmente y se gira la manivela.



d. Limar y lijar:

Después de cortar y perforar, las piezas de madera suelen presentar astillas o pequeñas deformaciones en los bordes. Para conseguir un acabado correcto se utilizan escofinas, limas o papel de lija.

HERRAMIENTAS PARA LIMAR O LIJARLas escofinas tienen dientes gruesos que se emplean para rebajar la madera hasta conseguir la forma deseada.

Con la lija se afinan los bordes, eliminando astillas o defectos. Para facilitar el trabajo, se montan sobre un taco de madera.

8. El trabajo con madera: uniones y acabadosLa mayoría de los objetos están formados por varias piezas unidas entre sí.

a. Uniones permanentes: impiden la separación de las piezas una vez unidas.

ENSAMBLES: es la unión más resistente. Consiste en encajar las piezas entre sí, por lo que se deben preparar entrantes y salientes en sus extremos. A la unión se le añade cola blanca para inmovilizar las piezas. Existen muchos tipos de ensambles dependiendo del tamaño y disposición de las piezas.

UNIONES CLAVADAS: más sencillas pero menos resistentes. Consiste en encolar y apoyar directamente los bordes de las piezas para fijarlos después con clavos o grapas. Coviene usar clavos finos para evitar que se abra la madera.

COMO REALIZAR UNIONES CLAVADAS Y ENCOLADASAntes de unir las piezas se inicia el clavado de las puntas en el borde de una de ellas, sin que llegue a atravesarla.

Se aplica cola blanca sobre una de las piezas y se apoya la otra para terminar el clavado. Después, se retira la cola sobrante.

b. Uniones desmontables

Son aquellas que permiten unir y separar las piezas sin que se rompa la unión. Normalmente se realizan utilizando tirafondos que van roscados directamente sobre la pieza a unir. En ocasiones se emplean herrajes especiales para reforzar la unión. Un caso particular es la bisagra, que permite el giro de las piezas entre sí.

CÓMO REALIZAR UNIONES ATORNILLADASLos herrajes se colocan sobre las piezas a unir, y se marca la posición de los orificios. En el mercado hay gran variedad de herrajes, según las piezas que se van a unir.

Se realiza una pequeña perforación sobre las marcas usando la barrena o el taladro. Después, se colocan los herrajes y se atornillan las piezas.

c. Acabados de madera10



La madera es un material que se altera con los cambios de temperatura, la exposición al sol y con el contacto al agua. Para protegerla se le aplican diferentes tipos de recubrimiento que, además, son decorativos.

TAPAPOROS: se aplica sobre la madera natural antes de pintarla o barnizarla, para sellar los poros de la madera y conseguir una superficie con un mejor acabado.

BARNICES Y TINTES: recubren y protegen la madera natural, a la vez que dejan contemplar su vetado.

PINTURAS: cubren la madera por completo, por lo que suelen aplicarse sobre superficies deterioradas o tableros artificiales. Tipos de pinturas: óleo, al agua, esmaltadas.

LACAS: proporcionan un acabado liso. Se aplican sobre maderas poco alterables.

CÓMO APLICAR BARNICES Y PINTURASLas pinturas y los barnices se extienden con pinceles y brochas. Debe hacerse en lugares ventilados y con guantes.

La pintura se aplica con la brocha poco cargada y en la misma dirección. Para obtener un color uniforme se necesitan varias capas.

Las piezas deben guardarse secas. Los pinceles se limpian con agua o disolvente, según la pintura usada y se guardan secos.



9. Impacto ambiental de la explotación y uso de la madera

Como consecuencia de la explotación inapropiada de los bosques se producen problemas medioambientales como:

Deforestación de bosques primarios o vírgenes: más de la tercera parte del comercio mundial de madera corresponde a talas ilegales. Para reducir este problema se han creado organismos internacionales como el FSC (Consejo Administrador de los Bosques) que concede un certificado a las maderas procedentes de bosques bien gestionados (repoblación y cuidado del terreno)

Contaminación de las aguas y la atmósfera: producida por la industria de transformación de la madera, especialmente las papeleras, ya que emplean productos químicos muy contaminantes como el cloro. Para reducir esta contaminación hay que producir más papel reciclado, que no precisa de procesos químicos. También se puede sustituir el cloro por productos inofensivos a base de oxígeno y agua.

Una parte importante de la solución a este problema está en manos de los consumidores, adoptando hábitos de consumo responsable.

CONSUMO RESPONSABLE DE MADERA Y PAPELAdquirir productos de madera certificada y evitar el consumo de madera de origen tropical.

Utilizar preferentemente tableros artificiales antes que piezas de madera natural, sobre todo si son de grandes dimensiones.

Usar papel reciclado y contribuir a la recuperación de papel y cartón utilizando los contenedores para reciclar.


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