Tema 3: Materiales Tecnológicos - La Madera PDF

Tema 3. Materiales tecnológicos La madera  TEMA 3. MATERIALES TECNOLÓGICOS. LA MADERA A lo largo de la historia, el ser humano ha aprendido a seleccionar los materiales con los que llevar a cabo sus proyectos. El conocimiento de las distintas propiedades de cada mate...

Tema 3. Materiales tecnológicos La madera  TEMA 3. MATERIALES TECNOLÓGICOS. LA MADERA A lo largo de la historia, el ser humano ha aprendido a seleccionar los materiales con los que llevar a cabo sus proyectos. El conocimiento de las distintas propiedades de cada material ha permitido que esta selección sea cada vez más adecuada y ha facilitado la mejora de todos los productos. As, por ejemplo, las raquetas de tenis fueron construidas inicialmente de madera, pero a finales del siglo XX dicho material se cambió por el aluminio, que es más resistente a la intemperie y más ligero: y a su vez, el aluminio ha sido sustituido recientemente por el grafito, que es muy resistente y aún más ligero. En este tema estudiarás los aspectos importantes de los materiales en genial, así como sus propiedades y usos principales. Además, trataremos en profundidad la madera, por ser el material más trabajado en el taller de tecnología. 1. MATERIALES DE USO TÉCNICO Los materiales de uso técnico son cualquier materia que está disponible o ha sido preparada para elaborar cualquier producto. Para elaborar un producto tecnológico se siguen los siguientes pasos: Los materiales se Extracción Transformación utilizan para materias primas en materiales crear el producto final Las materias primas son sustancias que se extraen directamente de la naturaleza. Ejemplos: lana que se extrae de las ovejas, madera que se extrae del troco de los árboles y mármol que es un mineral. Actividad 1. Clasifica los siguientes materias primas en animales, vegetales o minerales, según su origen: Madera, arena, algodón, cuero, seda, petróleo, arcilla, lana, lino, mármol, corcho, pizarra, cobre, marfil, pieles, plumas, diamante, oro, esparto. Los materiales según su origen se pueden clasificar en: Materiales naturales. Se encuentran en la naturaleza. Origen Materiales artificiales. Son fabricados por el ser humano a patir de materiales naturales como el papel, vidrio o acero Materiales sintéticos. Cuando el material se obtiene a partir de uno artificial como algunos plásticos. Los materiales de uso técnico pueden ser tanto naturales como artificiales y sintéticos. Se clasifican en: Metales Plásticos Pétreos y Cerámicos Textiles Maderas y sus derivados. Son los materiales en los que nos vamos a centrar en este tema. Actividad 2. Clasifica los siguientes materiales de uso técnico: corcho, bronce, yeso, porcelana, plomo, hojalata, acero, cartón, aluminio, lana, nylon, mármol, PVC, seda y granito. 2. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Cualquier producto está fabricado con uno o más materiales, La elección del material adecuado es fundamental si no se quiere fracasar a la hora de construir un producto tecnológico. Piensa: ¿sería útil fabricar un paraguas con un material que no sea impermeable? Para poder elegir adecuadamente un material debemos conocer sus características o propiedades. Estudiaremos las más importantes: Propiedades sensoriales. Se refieren al efecto que producen a alguno de nuestros sentidos, por ejemplo el tacto, el olor, la forma, el brillo, la textura y el color. 1  TEMA 3. MATERIALES TECNOLÓGICOS. LA MADERA Propiedades ópticas. Definen el comportamiento del material en presencia de luz. Los materiales pueden ser: opacos (no permiten el paso de la luz), transparentes (dejan pasar la luz) y translúcidos (la luz los atraviesa pero no permiten ver nítidamente a través de ellos. Propiedades térmicas. Se refieren al comportamiento del material frente al calor. La conductividad térmica es la facilidad con la que un material transmite el calor a su través. Así distinguimos entre: o Aislantes térmicos: el calor pasa difícilmente a través de ellos. Ejemplos: madera, fibras textiles... o Conductores térmicos: el calor pasa fácilmente a su través. El ejemplo más claro son los metales. Propiedades eléctricas. Se refieren al comportamiento de un material frente a la corriente eléctrica. Conductividad eléctrica: es facilidad con que se transmite la corriente eléctrica. Pueden ser: o Materiales conductores. Conducen la corriente eléctrica (la plata, el platino, el oro, el cobre) o Materiales aislantes. No conducen la corriente eléctrica (la madera y los plásticos) o Densidad. Es la relación entre la masa y volumen. Los plásticos y la madera tienen una densidad baja, en cambio los metales y materiales pétreos la suelen presentar alta. Si la densidad de un material es menor de 1 kg/m3, este material flotará en el agua. = Propiedades mecánicas. Es la reacción de los materiales cuando sobre ellos actúan fuerzas externas.. Las propiedades mecánicas más relevantes para un producto tecnológico son : o Resistencia mecánica. Es la capacidad de soportar una fuerza o carga externa sin romperse. o Elasticidad. Es la capacidad de algunos materiales para recuperar su forma una vez ha desaparecido la fuerza que lo deformaba (ej: goma del pelo, goma de borrar...). o Plasticidad. Es la capacidad de un material para conservar su nueva forma una vez deformado (ej: la arcilla, la plastilina). o Ductilidad. Es la capacidad que tiene un material para estirarse en hilos (ej: el cobre, el oro,). o Dureza. Es la resistencia u oposición que opone un material a ser rayado, cortado o perforado o Fragilidad. Es la facilidad con la que se rompe un material al golpearse bruscamente. (Ej: el vidrio). o Resiliencia. Es la resistencia que opone un material a romperse al ser golpeado bruscamente. Propiedades ecológicas. Hacen referencia al impacto que producen en el medio ambiente. Según éste los materiales se pueden clasificar en: o Reciclables. Materiales que se pueden reutilizar (vidrio, papel, cartón, ciertos plásticos....). o Biodegradables. Materiales que poseen capacidad de descomponerse de forma natural en substancias más simples (normalmente menos perjudiciales para el medio ambiente). o Tóxicos. Materiales que son nocivos para el medio ambiente, pudiendo ser venenosos para los seres vivos, contaminar el suelo, el agua, y/o la atmósfera. o Renovables. Materiales que no se agotarán porque se regeneran o producen a una velocidad mayor que su consumo. Son la madera, el papel, el algodón, la lana.... Actividad 3. Elige la opción correcta para cada una de las siguientes preguntas: A) Si un material deja pasar la luz pero no es posible ver a su través con nitidez, se dice que el material es....  Translúcido  Opaco  Transparente  Duro B) Si un material no deja pasar la luz a su través, se dice que el material es....  Translúcido  Opaco  Transparente  Duro C) Si un material conduce la corriente eléctrica, se dice que el material es....  Aislante  Eléctrico  Conductor  Resistente D) Si un material no conduce bien el calor, se dice que el material es....  Conductor  Caliente  Frío  Aislante 2  TEMA 3. MATERIALES TECNOLÓGICOS. LA MADERA E) Si un material es capaz de soportar las cargas a las que está sometido, entonces se dice que posee.... Tenacidad Dureza Fuerza Resistencia mecánica F) Un material que no se agotará nunca si somos respetuosos con el medio ambiente, se llama:  Reutilizable  Reciclable  Ecológico  Renovable G) Un material que puede ser reutilizado después de su uso, se llama:  Reutilizable  Reciclable  Ecológico  Renovable H) Un material que es perjudicial para la salud y para el medio ambiente se llama:  Tóxico  Reciclable  Ecológico  Renovable Actividad 4. Rellena el siguiente crucigrama con las propiedades mecánicas u esfuerzos correspondientes 3. LA MADERA La madera es una materia prima de origen vegetal que se obtiene del tronco de los árboles tras quitarles la corteza. Es el recurso natural más antiguo empleado por el ser humano. Durante la Prehistoria, la madera se utilizaba como combustible para dar calor, cocinar, iluminar y ahuyentar a los animales. En la actualidad se usa en construcción, en embalajes y en objetos de diversa índole como utensilios de cocina, bancos, mesas y juguetes. Además, la madera se utiliza como material base para obtener otros materiales como el papel, cartón, y taninos. 3  TEMA 3. MATERIALES TECNOLÓGICOS. LA MADERA 4. PARTES DEL TRONCO Si se efectúa un corte transversal a un árbol, podemos observar las partes del tronco de un árbol: Médula. Es la parte central y más vieja del tronco. Posee poca resistencia por lo que generalmente no se utiliza en la obtención de la madera. Duramen. En esta parte, la madera es seca, dura, consistente y de color más oscuro. Es la parte que sostiene a la planta y la más apropiada para el uso y obtención de la madera. Albura. Se caracteriza por tener un color más claro, ser rica en agua y menos resistente. Es la parte viva del árbol porque se encuentra en estado de elaboración. Tanto en el duramen como en la albura se originan los anillos de crecimiento. Cada anillo corresponde al crecimiento anual. Cambium. Es una capa fina transparente que sigue a la albura. Su función principal es la formación de madera nueva en el tronco del árbol. Corteza. Capa exterior del tronco. Protege al árbol de las agresiones externas. Actividad 5. Haz un lapbook en tu cuaderno con las partes del tronco. 5. CLASIFICACIÓN DE LA MADERA Las maderas se pueden clasificar según su origen en: Las maderas naturales proceden directamente del tronco de los árboles. Tras la tala y el descortezado, el tronco se corta en forma de tablas o tablones. Después los tablones pueden encolarse para hacer tableros más grandes. Las maderas artificiales o prefabricadas son maderas elaboradas a partir de restos de maderas naturales. Resultan más baratas que las naturales, son fáciles de trabajar y se comercializan en tableros de diversos tamaños. Las más utilizadas son los tableros contrachapados, laminados, aglomerados, y de fibra. 6. PROPIEDADES DE LA MADERA Las propiedades de los materiales son el conjunto de características que hacen que el material se comporte de una manera determinada ante estímulos externos como el calor. Las propiedades de la madera son: Dureza. Dentro de las muchas clasificaciones que se pueden hacer de las maderas naturales en función de sus propiedades, la más práctica es clasificarla por su dureza: Maderas blandas. Provienen de árboles resinosos, de color blanquecino, suelen ser de crecimiento rápido y de hoja perenne. Ejemplos: pino, chopo y abeto. Se utilizan para hacer muebles, embalajes y carpintería barata. Maderas duras. Normalmente tienen más color, suelen ser de crecimiento lento y de hoja caduca. Ejemplos: roble, haya, nogal y fresno. Se utilizan en muebles de lujo, entarimados, toneles de vino. Densidad. Es la relación entre la masa y el volumen. La madera es menos densa que el agua por eso flota. Resistencia a los esfuerzos. La madera puede resistir diferentes esfuerzos: Soportar ser estirada sin romperse → Tracción → Depende de la dirección de la fibra Soportar pesos → Compresión → También depende de la dirección de las fibras. Poder doblarse sin llegar a romperse → Flexión → Depende de la unión entre fibras. Aislante térmico. Es mala conductora del calor, de ahí que se utilice en las cabañas para aislar del frio. Aislante eléctrico. No conduce la electricidad. Higroscopicidad. Tiene capacidad de absorber agua, por eso cuando se moja se hincha. Renovable y reciclable. Crece de forma natural en la naturaleza. Reciclable. Se puede reciclar para obtener maderas prefabricadas. Inflamable. Es una sustancia que arde con facilidad. Asequible económicamente y fácil de trabajar. 4  TEMA 3. MATERIALES TECNOLÓGICOS. LA MADERA 7. PROCESO DE OBTENCIÓN DE LA MADERA Es obvio que los procedimientos de procesado y elaboración de productos derivados de la madera serán distintos según el material final. Así, se distinguen los procesos de obtención de maneras en bruto y los de fabricación de maderas prefabricadas. 7.1. Proceso de obtención de maderas naturales El proceso de obtención de la madera se compone de las siguientes etapas: 1. Tala 2. Poda 3. Transporte Es la primera operación Una vez derribados los Se utiliza maquinaria para la obtención de la árboles se cortan sus ramas especializada capaz de madera. con sierras mecánicas. alcanzar cualquier zona del Consiste en el corte del monte. árbol por su base. Después es el camión o tren 4. Descortezado 5. Tronzado 6. Troceado y despiece Es decir se le quita la Los troncos se cortan en (aserrado) corteza que envuelve el trozos según la longitud Su objetivo es conseguir tronco. deseada con sierras piezas de unas dimensiones circulares. determinadas para su uso en taller. 7. Secado 8. Distribución. Evita deformaciones Se envía a otras fábricas o Reducie las posibilidades de almacenes. ser atacada por hongos e insectos Actividad 6. Haz un esquema/ dibujo como el siguiente en tu cuaderno con los 8 pasos de obtención de la madera. 5  TEMA 3. MATERIALES TECNOLÓGICOS. LA MADERA 7.2. Proceso de obtención de maderas artificiales o prefabricadas En algunas aplicaciones se requieren piezas de madera de grandes dimensiones que con madera bruta no se pueden conseguir. Para solventar esta carencia, se elaboran los tablones prefabricados de dimensiones y grosores diversos. Los tipos más utilizados son: Tableros contrachapados Se fabrican uniendo varias láminas de madera natural con cola. Dispuestas de tal forma que las fibras (vetas) de dos chapas consecutivas sean perpendiculares. Según el número de capas se obtienen distintos grosores. Usos: ebanistería (fabricar muebles) y construcción (enlosado de suelos, muros de carga y techos) Tableros laminados Están formados por chapas de madera encoladas entre sí y dispuestas de tal forma que las fibras de todas las chapas sean paralelas. Usos: Este tipo de tablero se utiliza en la industria del mueble p.ej. en lamas de madera para somieres. Tableros de aglomerado Fabricados con restos de madera tales como virutas, serrines y ramas que son molidos y mezclados con adhesivo (90% virutas y 10% cola). Propiedades: son baratos, resisten mal la humedad, se consiguen tableros de dimensiones considerables. Usos: parqués y tarimas flotantes. Elaboración de estructuras de muebles o piezas modulares. Tableros de fibra Elaborados con fibras de madera, que se encolan con resinas sintéticas mediante una fuerte presión y calor en seco, hasta alcanzar la densidad deseada. Propiedades: muy baratos, muy resistentes a la humedad y resistentes al ataque de insectos y hongos. Usos: ebanistería, pavimentos, aislamiento acústico. 8. HERRAMIENTASS PARA TRABAJAR LA MADERA Para fabricar objetos con madera hay que realizar una serie de operaciones y manejar una serie de herramientas que veremos a continuación. 8.1. Medir, marcar y trazar La primera operación que debemos hacer en cualquier trabajo de tecnología es marcar y trazar las piezas que después cortaremos. Es muy importante tomarse el tiempo necesario para realizar estas operaciones ya que de la precisión con la que tracemos las piezas dependerá el resultado final del objeto construido: Regla metálica. Se utiliza para medir y trazar líneas restas Escuadra de tacón. Sirve para trazar líneas perpendiculares y paralelas a los bordes de la tabla de madera. Metro de carpintero. Se emplea para medir y trazar en madera. No araña a la madera Punzón. Se utilizan arañando directamente la madera. 8.2. Sujetar Debido a que hay que ejercer fuerza sobre las herramientas de corte, desbastado y taladrado, es necesario sujetar bien las piezas de madera a la mesa de trabajo para obtener mejores resultados: Gato o sargento. Es el más utilizado y económico. Hay de varios tamaños Tornillo de banco. Es el que más fuerza hace. Puede marcar las piezas, por lo que se utiliza con mártires. Pinzas. Son las más fáciles de usar, pero hacen poca fuerza. 6  TEMA 3. MATERIALES TECNOLÓGICOS. LA MADERA 8.3. Cortar La madera es un material relativamente fácil de cortar, pero hay que cortarla con cuidado para no salirnos de la señal hecha previamente, lo que arruinaría nuestro trabajo. Para cortar cualquier trozo de madera hay que sujetarla mediante las herramientas vistas anteriormente: Serrucho universal. Hace cortes largos y rectos, pero poco precisos. Serrucho de costilla. Hace cortes cortos y rectos pero muy precisos. Segueta de marquetería. Hace todo tipo de cortes muy precisos, aunque solo en madera de poco grosor. 8.4. Desbastar y rebajar En ciertas ocasiones hay que quitar muy poca cantidad de madera, por lo que una sierra no sirve, a esta operación se le llama desbastar y también sirve para afinar la superficie exterior de un objeto de madera. Si tenemos que quitar más cantidad de madera tendremos que rebajar su superficie: Lija. Hojas de cartulina o tacos con granos de arena adheridos que desprenden virutas al frotarlas contra la madera. Limas. Barras de hierro con dientes que desbastan la madera al frotarlas contra la misma. Las que tienen los dientes más grandes se llaman escofinas. Cepillo de carpintero. Cortan virutas de cantos de tableros para rebajarlos. 8.5. Taladrar La operación de taladrar consiste en realizar un agujero cilíndrico en la madera, es una operación muy habitual para unir piezas de madera mediante tornillos. Para realizar un taladro se utilizan las brocas, las palas y las coronas, según el diámetro que queramos conseguir: Brocas. Tienen un pincho en la punta y las hay de varios diámetros. Corona. Pueden hacer taladros muy grandes. Para hacer girar las herramientas vistas anteriormente, necesitamos otras herramientas como el berbiquí y el taladro el eléctrico: Barrena. Permite hacer orificios pequeños a mano. Berbiquí. Pueden hacer girar una broca acoplada mediante una manivela. Taladro. Pueden hacer girar brocas o coronas mediante un motor eléctrico. Pueden ser de cable o batería. 9. TÉCNICAS DE UNIÓN Cuando hemos terminado de mecanizar las piezas que forman nuestro objeto de madera, tenemos que unir las piezas mediante tornillos, clavos, cola o adhesivos: Tornillos. Unen fuertemente la madera y permiten hacer uniones desmontables. Clavos. Crean uniones no muy fuertes pero son fáciles de poner. Cola o adhesivos. Crean fuertes uniones permanentes. Para realizar las uniones vistan anteriormente se necesitan las siguientes herramientas: Destornilladores. Sirven para poner tornillos. Los más utilizados son los planos y los de estrella. Martillos. Sirven para poner puntas. Pistola de pegamento termofusible. Aplican pegamento derritiéndolo. Permite un secado rápido por lo que se usa mucho en tecnología. Actividad 7. Busca las imágenes de las herramientas y las técnicas de unión al final de los apuntes. Recórtalas, pégalas en el cuaderno agrupándolas según su función. Al lado de cada imagen escribe su nombre y para qué sirven. 7  TEMA 3. MATERIALES TECNOLÓGICOS. LA MADERA 10. ACTIVIDADES DE SÍNTESIS 1. ¿Cómo se clasifican los materiales según su origen? Pon dos ejemplos de cada uno de ellos. 2. ¿Por qué la madera flota sobre el agua? 3. Indica 5 propiedades de la madera 4. Indica 5 aplicaciones de la madera 5. ¿Cómo podemos determinar la edad de un tronco de madera? 6. ¿Cómo se fabrican los tableros de aglomerado? 7. Enumera las siguientes operaciones según su orden, en el proceso de obtención de la madera: Tronzado, descortezado, tala, cepillado, secado, transporte y poda. 8. ¿Cómo se obtiene la madera de contrachapado? 9. Relaciona cada herramienta con su imagen 8  TEMA 3. MATERIALES TECNOLÓGICOS. LA MADERA 11. ESQUEMA RESUMEN DEL TEMA Actividad 8. Realiza un esquema resumen del tema en tu cuaderno, puedes ayudarte de este: 9 TEMA 3. MATERIALES TECNOLÓGICOS. LA MADERA 10