Materiales de uso técnico: madera y metales

La madera es un material de origen orgánico que se obtiene de la parte sólida de los troncos de los árboles. Si observamos la sección transversal de un tronco, distinguimos partes como la corteza, el cámbium, la albura y el duramen (la parte más antigua y dura).

Sus propiedades físicas principales son:

• Dureza: Es la resistencia que ofrece la madera a ser penetrada por otros objetos (como clavos o sierras). Las maderas duras provienen de árboles de crecimiento lento.
• Densidad: Relación entre la masa y el volumen. La mayoría de las maderas son menos densas que el agua, por lo que flotan.
• Higroscopicidad: Es la capacidad de la madera para absorber o desprender humedad según el ambiente. Esto provoca que la madera "trabaje" (se hinche o se encoja).
• Conductividad: La madera es un excelente aislante térmico y eléctrico. Por ello, se usa en mangos de herramientas y suelos.

Para que un árbol se convierta en una mesa, debe pasar por varias fases:

1. Tala: Corte del árbol por la base.
2. Transporte: Traslado de los troncos al aserradero mediante camiones o ríos.
3. Descortezado: Eliminación de la corteza exterior.
4. Aserrado: Corte de los troncos en tablas o tablones mediante grandes sierras.
5. Secado: Es la fase crítica. Se debe eliminar el exceso de agua para evitar deformaciones. Puede ser natural (al aire libre) o artificial (en cámaras con aire caliente).

La gestión sostenible es fundamental para evitar la deforestación. Por ello, debemos buscar sellos de certificación forestal (como FSC o PEFC) que garantizan que la madera procede de bosques gestionados de forma responsable.

No todas las maderas son iguales. Se clasifican principalmente en:

• Maderas frondosas: Árboles de hoja caduca (roble, haya, castaño). Son duras, resistentes y caras.
• Maderas coníferas: Árboles de hoja perenne en forma de aguja (pino, abeto). Son más blandas y fáciles de trabajar.

Además, existen los derivados de la madera, que aprovechan restos o virutas:

• Contrachapado: Láminas finas pegadas entre sí con las fibras cruzadas.
• Aglomerado: Virutas de madera mezcladas con cola y prensadas.
• DM (Densidad Media): Polvo de madera muy fino prensado; es muy liso y fácil de pintar.
• Materiales celulósicos: El papel y el cartón, obtenidos a partir de la pasta de celulosa extraída de la madera.

Antes de cortar, debemos marcar con precisión. El flexómetro (cinta métrica) sirve para medir longitudes, mientras que la escuadra metálica asegura que tracemos ángulos rectos de $90^\circ$.

Para el corte manual utilizamos:

• Serrucho universal: Para cortes largos y rectos.
• Serrucho de costilla: Tiene un refuerzo metálico en la parte superior para evitar que la hoja se doble, permitiendo cortes muy precisos.
• Segueta: Para cortes curvos en maderas finas (marquetería).

Es obligatorio el uso de gatos o sargentos para sujetar la pieza a la mesa de trabajo antes de empezar a serrar, evitando así accidentes y cortes irregulares.

Una vez cortada la pieza, los bordes suelen ser rugosos. El desbaste consiste en eliminar el material sobrante mediante:

• Escofinas: Tienen dientes gruesos y triangulares para arrancar mucha madera rápidamente.
• Limas: Tienen estrías más finas para un acabado más suave.

El lijado se realiza con papel de lija, siempre en la dirección de la veta. Finalmente, aplicamos acabados como el barniz (protege y deja ver la veta), el tinte (cambia el color) o la pintura (cubre totalmente la superficie).

Existen dos formas principales de unir piezas de madera:

1. Uniones fijas: Mediante encolado (cola blanca) o clavado.
2. Uniones desmontables: Utilizando tornillería (tirafondos).
3. Ensambles: Son formas de encajar las piezas entre sí para dar mayor resistencia. El más sencillo es el de media madera (se rebaja la mitad del grosor en ambas piezas) o el de espiga y mortaja.

Los metales son materiales que se extraen de los minerales que forman parte de las rocas. Se dividen en dos grandes grupos:

• Ferrosos: Contienen hierro (como el acero).
• No ferrosos: No contienen hierro (como el cobre o el aluminio).

Sus propiedades mecánicas los hacen indispensables:

• Ductilidad: Capacidad de estirarse en hilos finos (cables).
• Maleabilidad: Capacidad de extenderse en láminas o planchas.
• Tenacidad: Resistencia a romperse cuando se les golpea.
• Conductividad: Son excelentes conductores del calor y la electricidad.

La metalurgia es la técnica de obtención y tratamiento de los metales. Cuando nos referimos específicamente al hierro, hablamos de siderurgia. El proceso suele ocurrir en un alto horno, donde el mineral de hierro se mezcla con carbón de coque y caliza a temperaturas superiores a los $1500^\circ C$ para obtener el arrabio.

El reciclaje de metales es altamente eficiente, ya que pueden fundirse y reutilizarse infinitas veces sin perder sus propiedades, lo que reduce enormemente el impacto ambiental de la minería.

Una aleación es una mezcla de un metal con otros elementos para mejorar sus propiedades.

• Acero: Hierro + Carbono (menos del 2%). Es muy resistente.
• Bronce: Cobre + Estaño. Resistente a la corrosión y al desgaste.
• Latón: Cobre + Cinc. Muy brillante y fácil de trabajar.

El hierro puro no tiene muchas utilidades técnicas, por lo que se usa mezclado con carbono:

1. Hierro dulce: Contenido en carbono muy bajo ($< 0,1\%$). Se usa en núcleos de electroimanes.
2. Aceros: Contenido en carbono entre $0,1\%$ y $2\%$. Si se añade cromo y níquel, obtenemos acero inoxidable, que no se oxida con la humedad.
3. Fundiciones: Contenido en carbono entre $2\%$ y $5\%$. Son muy duras pero frágiles (se rompen ante golpes secos). Se usan para fabricar bancadas de máquinas y alcantarillas.

• Cobre: De color rojizo, es el mejor conductor eléctrico después de la plata. Se usa en cables y tuberías de calefacción.
• Aluminio: Es muy ligero y resistente a la corrosión. Se emplea en aviones, marcos de ventanas y latas de refresco.
• Cinc: Se usa para "galvanizar" (recubrir) piezas de acero y evitar que se oxiden.
• Estaño: Metal plateado muy blando que se usa principalmente para soldaduras eléctricas.

Los metales se venden en formatos estándar para facilitar su uso:

• Perfiles: Barras con formas de L, U, T o H, muy resistentes para estructuras.
• Chapas: Láminas de diferentes grosores.
• Alambres: Hilos delgados enrollados en bobinas.
• Tubos: Cilindros huecos, circulares o cuadrados.

Trabajar el metal requiere herramientas más duras que las de madera:

• Corte: Usamos la sierra de metales (con dientes muy pequeños) o la cizalla (unas tijeras fuertes para chapas finas).
• Deformación: El metal puede doblarse en el tornillo de banco o curvarse mediante mazas de nylon (para no marcar la superficie).
• Forja: Consiste en dar forma al metal mediante golpes tras haberlo calentado al rojo vivo.

• Soldadura blanda: Se usa un soldador eléctrico y un hilo de estaño para unir componentes electrónicos o cables.
• Remaches: Uniones fijas mediante una pieza metálica que se expande por presión.
• Uniones mecánicas: Tornillos y tuercas, ideales si necesitamos desmontar la pieza después.

El trabajo con metales y maderas conlleva riesgos como cortes, proyecciones de virutas o quemaduras.

• EPIs (Equipos de Protección Individual): Es obligatorio el uso de gafas de seguridad, guantes cuando sea necesario y ropa ajustada.
• Gestión de residuos: Las virutas metálicas y los restos de madera deben depositarse en los contenedores específicos para su reciclaje.
• Máquinas fijas: El taladro de columna o la esmeriladora solo deben usarse bajo supervisión directa del profesor y con las protecciones de la máquina bajadas.