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Materiales y herramientas. La madera y el papel 1. Los materiales
COMPETENCIAS BÁSICAS
2. Propiedades de los materiales
Comunicación lingüística Interpretación correcta de textos descriptivos e instructivos. Utilización de la representación gráfica para la descripción técnica de objetos.
3. La madera 4. Tipos de maderas 5. Técnicas básicas de manipulación de la madera 6. Técnicas industriales de manipulación de la madera
Matemática Toma de medidas en el sistema métrico decimal. Conocimiento e interacción con el mundo físico Clasificación de las propiedades de los materiales. Experimentación de las propiedades y características de las maderas.
8. El papel
Social y ciudadana Conocimiento de las técnicas básicas empleadas en la construcción y la fabricación de objetos.
9. Técnicas básicas de manipulación del papel
Autonomía e iniciativa personal Trabajo en el taller con materiales comerciales y reciclados, empleando las herramientas de forma adecuada y segura.
7. Obtención de la madera e impacto ambiental
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Los materiales utilizados para construir el transbordador espacial deben soportar condiciones extremas. Por ejemplo, cuando el transbordador regresa a la atmósfera, la superficie inferior se calienta mucho debido al rozamiento. Se requiere un material que aguante temperaturas de más de 1 200 ºC sin dilatarse en absoluto. ¿Conoces algún material que reúna estas propiedades?
La madera arde con facilidad. Sin embargo, se sigue utilizando para construir casas, estructuras, mobiliario y multitud de otros productos. ¿Por qué crees que se sigue utilizando? ¿Qué medidas hay que tomar para evitar que se queme?
A lo largo de la historia se han empleado todo tipo de soportes para conservar documentos escritos: piedra, madera, tela, papiro. Pero desde que los chinos inventaron el papel en el siglo II d. C., ha sido el soporte más utilizado. La imagen corresponde a un manuscrito chino del siglo X escrito sobre papel de arroz, hallado en la ciudad de Dunhuang. ¿Qué ventajas y desventajas crees que tiene el papel frente a los otros soportes de la escritura?
Mira estos fragmentos de la película Único testigo, dirigida por Peter Weir en 1985. Un detective de la policía, interpretado por Harrison Ford, construye una casa con los amish, una comunidad religiosa norteamericana muy tradicional que, entre otras normas, no utilizan la electricidad. ¿Qué herramientas de carpintería has visto? Toda la casa que están construyendo es de madera. ¿Crees que estas casas son resistentes? ¿Cuál dirías que es el requisito esencial para construir algo de tanta envergadura únicamente con la fuerza humana y animal como fuerza motriz?
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1. Los materiales Un teléfono móvil tiene partes hechas de plástico, de metal y de cristal, se presenta embalado en una caja de cartón con instrucciones en papel y quizá querrás ponerle una funda de tela. ¿Podría ser todo de plástico? ¿Y todo de tela? Está claro que, para poder construir productos, nos hace falta una amplia variedad de materiales, ya que cada uno tiene unas propiedades determinadas que lo hacen útil para usos concretos. Todos los materiales provienen de recursos naturales, que pueden ser de origen mineral (mineral de hierro, arena, arcilla…), animal (lana, marfil, seda…) o vegetal (algodón, látex, madera…). Son lo que llamamos materias primas. La gran mayoría de las materias primas tienen que elaborarse para convertirlas en materiales aptos para el uso tecnológico. Por ejemplo, la industria siderúrgica tiene que extraer el hierro de determinados minerales. El hierro puro extraído será el material con el que se fabricarán productos como chasis de coches, vigas, antenas eléctricas, etc. Tipos de materiales principales y sus usos
Maderas Origen vegetal. Utilizadas, sobre todo, en mobiliario y construcción de viviendas.
Metales Origen mineral. Utilizados en la construcción, medios de transporte, electrónica y en envases y objetos del hogar.
Plásticos Procedentes del petróleo y de materias vegetales y animales. Tienen múltiples aplicaciones: envases, productos del hogar, construcción, etc.
Papel y cartón Origen vegetal. Utilizados, principalmente, como soporte de escritura y en embalajes.
Cerámicos y pétreos Origen mineral. Se utilizan, sobre todo, en la construcción de viviendas.
Textiles De origen vegetal, animal y sintético (a partir del petróleo). Se utilizan, principalmente, para elaborar prendas de vestir y mobiliario.
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Clasificación de los materiales según la selección de residuos Cuando los materiales de uso cotidiano se comportan como residuos, se clasifican según el lugar en el que se deben depositar. Eso permite una recogida selectiva que facilite su reciclaje.
Puesto que los recursos naturales son limitados, debemos hacer un uso racional y sostenible de los materiales, aprovechándolos al máximo sin malgastarlos y escogiendo, siempre que sea posible, materiales reciclados y reciclables.
· Contenedor azul. Recoge el cartón y el papel. Reciclarlos es muy importante, ya que para fabricar papel y cartón reciclados se consume mucha menos madera, agua y energía que la necesaria para producirlos a partir de las materias primas. · Contenedor verde. En él se deposita solamente un tipo de material pétreo: el vidrio, uno de los materiales más reciclados. La fabricación de vidrio reciclado en lugar de vidrio nuevo ahorra recursos y energía. El resto de los materiales pétreos (cerámica, roca…) se tienen que llevar al centro de recogida de residuos. · Contenedor amarillo. En él se depositan los envases ligeros fabricados con plástico y metal (briks, botellas, latas…). Estos residuos se envían a una planta de selección, donde se separan los diferentes materiales. · Contenedor marrón. En él depositan los materiales de origen orgánico (restos de comida y de jardinería, virutas de sacar punta al lápiz, etc.). Los materiales de este contenedor se llevan a una planta de compostaje. · Contenedor gris. En él se deposita el desperdicio, la pequeña parte de los residuos que no se puede reciclar y que se envía a los vertederos o las incineradoras, como por ejemplo los pañales, el polvo o las colillas. · Centro de recogida de residuos. Es una instalación que recoge de forma selectiva todos los materiales que requieren un tratamiento especial o que no se pueden depositar debido a su volumen en los contenedores anteriores, pero que se pueden reciclar.
actividades 1 Nombra tres objetos hechos de plástico, tres de madera, tres de metal, ■ tres de papel y tres de cerámica. 2 Di si los elementos siguientes son materias primas, materiales o pro■ ductos: bauxita, ovillo de lana, pelo de cordero, harina, jersey, petróleo, plástico, pan, trigo. 3 Di si las siguientes materias primas son de origen mineral, animal o ve■ getal: petróleo, cuero, papel, seda, madera, cobre. 4 ¿En qué contenedor o instalación depositarías cada uno de estos residuos? Un envase vacío de yogur, un trozo de papel de regalo, una piel de mandarina, un frigorífico viejo, las virutas de sacar punta al lápiz, un mueble viejo, el aceite usado de la cocina, ladrillos rotos, un tarro de conserva de vidrio y la tapa de ese mismo tarro.
■■
En los centros de recogida de residuos hay espacios específicos para los muebles viejos, los escombros de obras menores, la chatarra, la ropa, los electrodomésticos y también para residuos especiales como los aceites usados, las pilas y las baterías, las bombillas, los aerosoles, los botes de pintura o los medicamentos, entre otros.
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2. Propiedades de los materiales ¿Para fabricar un objeto se emplea cualquier material?
El uso de un tipo u otro de material dependerá de si posee unas propiedades que se ajusten a las necesidades del objeto en cuanto a su función y sus condiciones de utilización. Veamos cuáles son las principales propiedades que caracterizan a los materiales. Propiedades mecánicas
La tenacidad es la capacidad de resistencia a romperse que ofrecen los materiales al ser golpeados.
La fragilidad es la facilidad con que los materiales se rompen al ser golpeados. Por tanto, es la propiedad contraria a la tenacidad.
La dureza es la resistencia que ofrecen los materiales a ser rayados o penetrados. Cuando un material es poco duro decimos que es blando.
La elasticidad es la capacidad de los materiales para recuperar su forma original al dejar de aplicarse el esfuerzo que los deformaba.
La plasticidad es la capacidad de los materiales para adquirir una deformación permanente, sin romperse, tras cesar la fuerza que la producía.
La ductilidad es la capacidad de los materiales para deformarse permanentemente en forma de hilo y la maleabilidad, para deformarse en forma de lámina. Son casos específicos de plasticidad.
La resistencia mecánica es la capacidad de los materiales de soportar un esfuerzo mecánico sin romperse. Distinguimos los siguientes esfuerzos:
compresión 54
tracción
flexión
torsión
corte
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Propiedades térmicas
La conductividad térmica es la capacidad de los materiales para dejar pasar el calor a través de ellos. Si tienen poca conductividad térmica, son aislantes térmicos.
El punto de fusión es la temperatura característica a la que algunos materiales pasan del estado sólido al estado líquido.
La dilatación es la capacidad de los materiales de aumentar su longitud, superficie o volumen al aumentar la temperatura.
Otras propiedades
La conductividad eléctrica es la capacidad de los materiales de dejar pasar fácilmente la corriente eléctrica a través de ellos. Si tienen poca conductividad eléctrica, son aislantes eléctricos.
La densidad es la cantidad de masa por unidad de volumen de material. Matemáticamente se define como: densidad = masa/volumen. Los materiales muy densos son pesados y los poco densos, ligeros.
La resistencia a la corrosión es la resistencia al deterioro superficial de los materiales causada por la reacción con agentes químicos. Cuando la reacción se produce con el oxígeno, recibe el nombre de oxidación.
La impermeabilidad es la propiedad por la que los materiales no dejan pasar los fluidos como el aire y el agua a través suyo. La propiedad contraria es la permeabilidad.
La porosidad es la propiedad de un material de tener cavidades o agujeros. No hay que confundirla con la permeabilidad, ya que hay materiales porosos no permeables.
El magnetismo es la propiedad por la que un material atrae materiales férricos. Por otra parte, los materiales férricos se pueden magnetizar.
actividades 5 Di cuál es la propiedad más significativa de los si■ guientes objetos: arco de flechas, olla, asa de olla, chaqueta impermeable, imán de frigorífico, plastilina, hilo de cobre, broca con punta de diamante, espejo, chicle, radiador de calefacción. 6 ¿Por qué el mango de un martillo suele ser de madera y la cabeza de acero?
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7 Nombra dos objetos que sean elásticos, dos que sean conductores eléctricos, dos tenaces, dos duros y dos dúctiles. Di de qué materiales están hechos. Explica en cada caso cómo has identificado sus propiedades.
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8 ¿Qué propiedades tienen las mejores botas de montaña?
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3. La madera La madera es un material orgánico de origen vegetal que procede de la parte leñosa de los árboles (el tronco y las ramas). Se compone de fibras de celulosa que siguen una misma dirección y que están unidas entre sí por una sustancia llamada lignina.
Otro material extraído de los árboles es el corcho, que procede de la corteza del alcornoque. Es ligero, impermeable y un buen aislante térmico.
El duramen es la zona principal del tronco. Las fibras ya están secas y formadas. Es la más apta para su uso como material.
La albura es la zona de formación más reciente. Por ella pasa la savia, el líquido que nutre al árbol. Es poco resistente mecánicamente.
El templo de Nara (Japón) es la mayor construcción de madera del mundo.
La médula es la zona central y la parte más vieja y compacta del tronco. Se utiliza poco porque tiene escasa resistencia mecánica.
La corteza es la capa exterior del tronco, que lo protege de agresiones externas. No se considera propiamente madera.
La madera ha sido uno de los materiales más utilizados en la construcción de objetos a lo largo de la historia, sobre todo por lo sencillo que resulta obtenerla y manipularla. Inicialmente, la madera se utilizaba como combustible y para fabricar utensilios sencillos (tallas, arcos, mangos de herramientas…). Posteriormente, se ha utilizado para construir viviendas y estructuras (pilares, vigas, paredes, tejados, puentes, máquinas…), medios de transporte (carros, barcos…), muebles y utensilios domésticos, y también para la obtención de papel. Muchos objetos que antiguamente se hacían de madera, actualmente se fabrican con otros materiales que se adecuan mejor a su uso o mejoran sus características. Por ejemplo, la mayoría de las vigas y los pilares ahora se hacen de hormigón y de acero, que son más resistentes. Ello no impide que la madera se siga utilizando ampliamente en mobiliario, en objetos de uso común y también en estructuras.
Bodega Protos, en el pueblo de Peñafiel, en Valladolid, proyectada por el arquitecto inglés Rogers Stirk Harbour.
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Por otro lado, el progreso tecnológico ha permitido que actualmente sea posible trabajar la madera de formas más complejas y eficientes que hace unos años.
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Propiedades de la madera La madera es un material considerablemente resistente, especialmente a la fuerza de tracción, si se aplica en la misma dirección de las fibras, y a la fuerza de flexión, si se aplica perpendicularmente a las fibras. También es bastante elástica y por eso se utiliza en piezas como los asientos de las sillas. Es tenaz y ligera, por eso se utiliza en utensilios del hogar. Es un muy buen aislante térmico, propiedad que la hace útil como revestimiento de interiores, en paredes y tierras. Por contra es muy inflamable, calidad que la convierte en un buen combustible. También es un buen aislante eléctrico. Es un material poroso, característica por la cual es higroscópica, es decir, absorbe la humedad atmosférica fácilmente. Por eso se dilata en condiciones húmedas y se contrae en condiciones secas, en distintos grados según el tipo de madera. En el proceso de tratamiento y selección de las maderas es importante considerar el tipo de veta, que viene determinada por la orientación de las fibras respecto a la dirección en que se ha cortado el tronco. También hay que considerar el color. En general, las maderas oscuras son más densas, duras y resistentes que las claras.
Los nudos son zonas en las que se han formado ramas. Cuantos más nudos haya, más débil será la madera.
Debido a la permeabilidad que presenta, a menudo hay que tratar la madera con barniz u otros productos para protegerla de la humedad, los insectos y los hongos, para aumentar su durabilidad. Con alguna excepción, todas las maderas tienen una densidad menor que el agua y, por tanto, flotan. El roble, por ejemplo, es una de las maderas más densas (820 kg/m3).
actividades 9 ¿Por qué es de madera una mano de mortero?
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10 ¿Por qué muchos refugios de montaña están recubiertos de madera?
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Investiga cómo se curva la madera.
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Investiga qué insectos pueden atacar la madera.
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4. Tipos de maderas Fíjate en que la distinción entre maderas duras y semiduras se basa en el valor de su densidad.
Las maderas se pueden clasificar según las propiedades que has visto u otras, como por ejemplo el color o la procedencia. Sin embargo, la clasificación más habitual es la que tiene en cuenta la densidad.
Las maderas duras más usadas proceden del roble, la haya, el boj, la encina, el eucalipto, y de árboles tropicales como el iroko, el niangon, la caoba, la teca, el palisandro y el ébano.
Maderas duras. Tienen una densidad alta, a partir de 600 kg/m3 hasta superiores a la del agua (1000 kg/m3). Proceden de árboles de hoja caduca con crecimientos lentos. En general son utilizadas en aplicaciones que precisan una elevada dureza, como parqués, mangos y mobiliario de interior y de exterior. La madera de haya es una de las maderas duras más usadas. Es de color blanco amarillento, muy flexible, pese a su dureza. Hay que protegerla porque se carcome fácilmente. Se utiliza para elaborar muebles, utensilios (cucharas, pinceles), juegos, sillas, entarimados y piezas torneadas, como por ejemplo las piezas del ajedrez.
Las maderas semiduras más usadas provienen del nogal, el fresno, el castaño, el cerezo, el olmo, el abedul, el espino albar y el aliso.
Maderas semiduras. Tienen una densidad entre 500 kg/m 3 y 750 kg/m3. Suelen proceder de árboles de bosque de ribera de zonas cálidas, que son de crecimiento lento y hoja ancha. Se usan en revestimientos de mobiliario y para chapar acabados y en aplicaciones en las que se requiere a la vez flexibilidad y tenacidad, como sillas o mangos de herramientas.
La madera de fresno es resistente y flexible. Por la flexibilidad que presenta, se utiliza para fabricar mangos de herramientas y sticks de hockey. Y también para mobiliario, sobre todo sillas, porque es una madera fácil de modelar.
Las maderas blandas más usadas proceden del pino, el abeto, el chopo, el cedro y la balsa.
Maderas blandas. Tienen una densidad baja, inferior a 500 kg/m3. Normalmente provienen de árboles de bosques de zonas frías y de crecimiento rápido. La mayoría de las coníferas dan maderas blandas. Son utilizadas para armazones de construcción, estructuras de puertas y ventanas, soportes de embalajes, mobiliario y en general para aplicaciones que precisan a la vez resistencia mecánica y ligereza. También se usan para elaborar papel.
El pino rojo (pino de Flandes) es de color amarillo claro y fácil de trabajar. Es muy utilizado en carpintería interior y exterior, mobiliario, decoración, vigas, estructuras, encofrados, contrachapados y tableros estructurales. También es muy utilizado el pino melis, de color amarillo pálido, más blando y más difícil de trabajar.
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Maderas artificiales Muchos de los objetos de los que disponemos están fabricados con maderas artificiales procedentes de la manipulación de maderas naturales. En general se presentan en forma de tableros y pueden tener distintos tipos de acabados, como revestimientos (chapas) de madera natural o bien de chapa artificial (formica, melamina) que pueden ser de distintos colores o imitar la madera natural.
Tablero aglomerado Formado por fibras pequeñas trituradas, compactadas y mezcladas con cola. Permite aprovechar al máximo la madera, de modo que resulta muy barato. Es inmune a la carcoma. Normalmente se chapa. Se utiliza en muebles y estanterías.
Tablero aglomerado DM Compuesto por fibras más pequeñas que las de aglomerado. Se compactan y se mezclan con cola de resina sintética y celulosa procedente de papel reciclado. Es un material duro con textura homogénea y fina. Normalmente se chapa. Se usa en mobiliario.
Tablero contrachapado Constituido por un conjunto de chapas encoladas que se superponen alternando perpendicularmente la dirección de las fibras. El número de chapas siempre es impar para que las fibras de las dos caras exteriores vayan en la misma dirección. El resultado es un material consistente y uniforme. Se usa en plafones de puertas.
Madera laminada Una técnica aparecida los últimos 50 años consiste en superponer láminas de madera encolada, de forma que las juntas no coincidan. Así se pueden obtener tableros de gran resistencia a la flexión, con la curvatura que se desee. Esta técnica se utiliza para estructuras y para cubrir grandes naves.
Chapar: recubrir con una chapa fina de plástico u otros materiales. Chapa: lámina de madera muy fina.
La mayoría de muebles y estanterías de tu entorno no son macizos, es decir, no están hechos del mismo material por dentro y por fuera. Casi siempre, bajo la lámina exterior hay madera aglomerada o contrachapada.
actividades 13 ¿Cuál es la diferencia entras maderas duras, semi■ duras y blandas? Pon tres ejemplos de cada caso. 14 Di con qué madera puede construirse cada elemento: una mesa de cocina, el mango de una herramienta, un armario escolar, una puerta, un tonel de vino, la marquetería de un mueble, un cepillo de carpintero, una traviesa de ferrocarril, una artesanía tropical, un entarimado, un lápiz y una embarcación.
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15 ¿Qué es una madera artificial? ■
16 Observa tu habitación y di qué elementos de madera hay en ella y con qué tipo de madera están fabricados.
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17 Observa tu entorno y nombra cinco objetos hechos ■ con maderas diferentes.
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5. Técnicas básicas de manipulación de la madera Para empezar, es necesario que conozcas el orden de las operaciones para manipular los materiales. Es importante seguir este orden, tanto por seguridad como para conseguir el mejor resultado final. Medir y marcar
Sujetar
Serrar
Perforar
Rebajar y pulir
Unir
Acabar
Medir y marcar Lo primero que tienes que hacer es medir y marcar la zona que hay que serrar o perforar. La precisión de las medidas del objeto final será el resultado de la precisión con que midas y marques en este primer momento.
Cinta métrica enrollable. Cinta metálica graduada que sirve para tomar y marcar medidas. Tiene precisión de milímetros. Suele tener un botón para retener la cinta. Precauciones: ten cuidado de no doblarla y de no cortarte con los bordes.
Pie de rey. Herramienta que sirve para tomar medidas más precisas que el metro y para medir diámetros exteriores e interiores. Precaución: no pases de rosca el tornillo que fija la parte móvil.
Aprovecha al máximo el material. Intenta que las líneas rectas y los ángulos de la figura que hay que construir coincidan con las líneas rectas y los ángulos del material de que dispones.
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Regla metálica. Barra rígida graduada que permite trazar líneas rectas, tomar y marcar medidas. Precaución: vigila que no se doble.
Compás de puntas de acero. Herramienta que sirve para marcar arcos y circunferencias o para transportar medidas. Precaución: vigila que no se despunte.
Escuadra. Ángulo metálico de 45 grados que sirve para trazar líneas perpendiculares. Suele tener un brazo que también puede medir. Precaución: vigila que no se caiga y se despunte.
Nivel. Herramienta que nos permite saber si una superficie está perfectamente alineada vertical u horizontalmente. Tiene unos pequeños cilindros transparentes llenos de un líquido coloreado con una burbuja de aire que lo indica.
Los instrumentos de trazado tienen que conservarse limpios para evitar que ensucien el material y se distorsione su precisión. Hay que guardarlos en las fundas.
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Sujetar Conviene sujetar toda pieza antes de realizar cualquiera de las operaciones siguientes. Utiliza las herramientas de sujeción adecuadas y nunca dejes que un compañero sostenga la pieza con las manos mientras trabajas con otras herramientas.
Sargento. Sirve para sujetar piezas a la mesa o presionarlas entre sí mientras se pegan con colas adhesivas. Contiene dos mordazas, una fija y otra móvil, que se desplaza por un sistema de tornillo. Para utilizarlo, primero hay que desenroscar totalmente el tornillo, abrir las mordazas, ajustar y acabar de fijar atornillando.
Tornillo de banco. Se encuentra fijado al banco de trabajo. Contiene una mordaza fija y otra móvil que permite apretar la pieza contra la parte fija. Precauciones: vigila que las piezas estén bien sujetas, pero no hagas más fuerza de la necesaria ni te apoyes sobre la manivela. Si no hace falta, no aprietes el tornillo, ya que se estropean las mordazas y la rosca interior. No golpees las piezas sujetas en la zona de mordazas.
Recuerda que para atornillar hay que girar en sentido horario y para desatornillar, en sentido antihorario.
Coloca un trozo de madera, papel o tela entre la mordaza y el material para que no quede ninguna marca.
actividades 18 El ángulo metálico del final de la cinta métrica no es fijo. Se puede desplazar aproximadamente un milímetro. Observa los dibujos y deduce por qué es así.
■■
19 Explica con un diagrama de bloques cómo harías un portalápices a partir de una pieza de contrachapado. 20 ¿Por qué es tan importante marcar y trazar los ma■ teriales? 21 Mide una moneda de un euro, una arandela, el gro■■ ■ sor de la mesa y el de un anillo. Expresa los resultados en milímetros, centímetros y metros. 22 ¿Qué precaución debemos tomar principalmente ■ con las herramientas de trazo? 23 ¿Cuándo y por qué debemos colocar dos sargentos ■■ para sujetar una pieza? 24 ¿Cómo sujetarías un listón redondo con el tornillo ■■ de banco? ■■
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Serrar Hay que vigilar que no se rompan los dientes de las hojas. Ten en cuenta que no se pueden afilar.
A la hora de escoger una herramienta para serrar, hay que tener en cuenta principalmente la medida de sus dientes. Cuanto mayores sean y más separados estén, más rápido y más basto será el corte. Por contra, cuanto más pequeños sean y más juntos se encuentren, más lento y más preciso será el corte. Las primeras son más adecuadas para serrar maderas blandas y las segundas, para maderas duras.
Para serrar con serrucho, la hoja debe estar inclinada formando un ángulo de unos 45º con la superficie de la mesa y colocada de forma opuesta al operario.
Para serrar con serrucho de costilla, empieza con una pequeña inclinación y haz cortes pequeños y suaves. Después, sierra recto. Serrucho de costilla. Los dientes de este tipo de sierra son más pequeños que los del serrucho y tiene un lomo o costilla que disminuye su flexibilidad. Por eso permite un corte más preciso. Es apto para cortar planchas de chapa.
Serrucho. La hoja de este tipo de sierra es de metal flexible, de dientes grandes y separados, por eso sirve para cortes poco limpios y para maderas gruesas y blandas.
Hay que mantener la hoja perpendicular a la superficie de la madera. Para los cortes interiores, primero hay que hacer un agujero, pasar la hoja por él y finalmente montarla en la sierra.
Es importante sujetar la sierra de arco con ambas manos para disminuir el esfuerzo y aumentar la precisión del corte. Sierra de arco. Consta de un mango y de un arco de metal con una hoja de acero que debe estar tensada adecuadamente. A diferencia de la mayoría de las sierras, sus dientes van en sentido contrario al mango. Los dientes no son planos, sino en zigzag para que la hoja no se quede encallada.
Sierra de marquetería o segueta. Este tipo de sierra tiene un pequeño arco que mantiene la hoja en tensión. Los dientes van hacia el mango. Sirve para serrar maderas finas y para cortes curvados y contornos irregulares (calar).
Asegúrate de que el cable nunca quede situado por delante de la hoja. Usa la hoja adecuada para el material que vas a cortar. Cambia la hoja con la sierra desenchufada. Intenta que la platina se apoye totalmente sobre la superficie del material que sierras. Al usar máquinas herramientas, hay que extremar las precauciones. Utilízalas siempre bajo la supervisión de un adulto. Sierra de calar eléctrica. Este tipo de sierra eléctrica permite hacer cortes rectos y curvos, con un límite de grosor que suele ser de unos 7 cm. Se pueden cambiar las hojas para escoger la más adecuada para cada tipo de material, no solamente madera.
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Sierra circular. Este tipo de sierra eléctrica corta líneas rectas con gran precisión y rapidez. Es ideal para cortar planchas y tableros.
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Inicia el corte con pases suaves para marcar un pequeño surco y poder encajar la sierra. A continuación inicia un movimiento de vaivén, guiando la hoja de la sierra con el pulgar y presionando solamente al avanzar.
El proceso de serrado se ha de ejecutar con un ritmo pausado, enérgico, pero evitando movimientos bruscos, ya que la sierra se podría desviar de la trayectoria y se podría romper la hoja.
Si te inclinas ligeramente hacia delante, la propia fuerza de tu peso puede ser aprovechada como fuerza de serrado. Aprovecha toda la longitud de la hoja para que no se desgaste desigualmente.
Ten cuidado de que ninguna parte de tu cuerpo quede en la línea de corte. Vigila también que no haya en esta línea ningún objeto, herramienta o prenda de ropa.
En la fase final del proceso de serrado, hay que reducir el ritmo y sujetar ligeramente con las manos la parte de la pieza que una vez serrada quedará independiente; así evitarás que la madera se desgaje.
Al serrar se pierden unos 3 mm de madera. Para conseguir la medida exacta, sierra por fuera de la línea marcada.
Procura cortar cerca de las mordazas para evitar que la madera se desgaje, pero tampoco lo hagas demasiado cerca porque podrías estropear los elementos de soporte.
Ten cuidado al soplar las aserraduras residuales porque te pueden entrar en los ojos. Es mejor que te pongas unas gafas protectoras.
actividades 25 ¿Qué herramienta produce un serrado más fino? ¿Y ■ menos fino? 26 Explica las diferencias entre el serrucho, la sierra de ■ arco, la sierra de marquetería y la sierra de calar eléctrica. ¿Cómo hay que colocar los dientes de la sierra de marquetería? ¿Y los de la sierra de arco?
27 Si tienes que serrar una madera rápidamente y no ■ te preocupa cómo va a quedar el corte, ¿cómo serán los dientes de la sierra? 28 Debatid entre todos cuáles de entre todas las técnicas y precauciones para serrar son las tres que creéis más importantes.
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Perforar La herramienta principal para perforar es el taladro. Hay taladros manuales, eléctricos portátiles y eléctricos fijos. En todos ellos se adaptan distintos tipos de brocas que hay que escoger según el tamaño del agujero y el tipo de material que se va a perforar.
Taladro de mano. El taladro de mano permite hacer agujeros con distintas brocas sin necesidad de electricidad. Con una mano se sujeta la empuñadura y con la otra se hace girar la manivela que queda fuera del eje.
Madera
Pared y cerámicos
Hierro
No olvides sujetar bien el material. Comprueba que la broca está bien fijada antes de hacer el agujero. Retira la broca cuando se haya enfriado y no la toques inmediatamente después de haberla utilizado.
Si tienes que hacer un agujero grande, haz en primer lugar un agujero con una broca pequeña y continúa después con una broca mayor. Para los agujeros pasantes hay que colocar una madera bajo la pieza para que no se astille.
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Taladro eléctrico. El taladro es una máquina herramienta que se compone del motor y las brocas. Hay que utilizar velocidades lentas para materiales duros y agujeros anchos, y velocidades rápidas para materiales blandos y agujeros pequeños.
Brocas. Cilindros metálicos recorridos por un surco helicoidal para expulsar el material a medida que se va perforando. Según el tamaño del agujero y el tipo de material, se elige una broca u otra. Las brocas que perforan madera acaban en punta para iniciar el agujero con precisión. Las brocas para perforar paredes y materiales pétreos tienen en la punta dos pastillas laterales de un material muy resistente a la abrasión.
Taladro de columna o de sobremesa. Este tipo de taladro sirve para hacer agujeros con mayor precisión sobre el objeto. Se fija al soporte mediante unas mordazas. La altura del soporte se puede variar mediante el desplazamiento a lo largo de un eje.
Barrena. Herramienta que permite hacer pequeños agujeros para servir como guía del taladro o para introducir un tornillo. Está formada por un cuerpo de acero con punta helicoidal. Precaución: hay que proteger la punta y no utilizarla para materiales duros, como por ejemplo metálicos y cerámicos.
No olvides marcar previamente el centro del agujero. Sujeta el taladro con ambas manos. La broca tiene que quedar colocada perpendicularmente a la superficie que vas a perforar.
No manipules el portabrocas sin desenchufar el taladro. Asegúrate de que la llave del portabrocas no esté puesta cuando el taladro funcione.
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Rebajar y pulir Rebajar consiste en eliminar madera de forma significativa erosionando su superficie. Pulir consiste en alisar las formas resultantes al serrar, perforar o rebajar, eliminando las irregularidades para obtener un acabado fino.
Gubia y formón. Ambas herramientas sirven para rebajar madera y para eliminar el material sobrante después del corte. Se usan con la ayuda de un martillo o preferentemente de una maza. Precauciones: hay que mantenerlos afilados y con protección en la punta.
Cepillo. Herramienta habitualmente de madera con una hoja metálica afilada que sobresale por su parte inferior. Aplicando un desplazamiento horizontal, permite rebajar y pulir superficies.
Escofina y lima. En ambos casos se trata de una varilla de acero estriada que se frota contra la madera. La escofina tiene un estriado más basto y extrae más madera. La lima tiene un estriado más fino y da un acabado más liso. Precaución: no golpees las herramientas de pulir porque están fabricadas con acero templado y se pueden romper fácilmente.
Papel de lija. Es una lámina de papel con grano de vidrio u otro material abrasivo adherido. La numeración indica la medida del grano. Cuanto más alta es la numeración, más fino es el grano. Para rebajar, se utiliza un papel con granulometrías bastas y para pulir, con granulometrías más finas.
Carda. Cepillo de púas metálicas que permite eliminar la madera que queda entre el estriado de las escofinas y las limas. Hay que desplazarla siempre en la dirección del estriado.
Lijadora eléctrica. Máquina herramienta que hace vibrar un papel de lija sujeto en la superficie inferior con un movimiento alternativo horizontal.
actividades La mejor postura para utilizar la escofina o la lima es con un pie adelantado y el cuerpo ligeramente inclinado, lo que permite hacer más esfuerzo al avanzar. En el retroceso no hace falta presionar, ya que los dientes se desgastan inútilmente. Inicia con una mano el movimiento de vaivén acompañando con la otra mano.
Utiliza primero una escofina, sigue con una lima y termina de pulir con papel de lija. Pule siempre en el sentido de las líneas de la veta, para evitar rayar y astillar la madera. Para mejorar la acción del papel de lija, colócalo envolviendo un taco de madera.
29 Detalla el proceso de perforación e indica cuáles son las normas de seguridad y de uso del taladro.
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30 ¿Qué tendremos en cuenta al ■ escoger una broca? 31 ¿Por qué si se quiere hacer un ■ agujero grande es recomendable hacer en primer lugar un agujero con la broca pequeña? 32 ¿Qué herramientas están hechas de un material frágil pero son muy duras? ¿De qué material se trata?
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33 ¿Para qué sirve una carda? ■
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Se consideran uniones fijas aquellas en las que no es posible separar las piezas sin estropear las partes unidas, como en el caso del claveteado o el encolado, en contraposición a las uniones desmontables, como el roscado o atornillado, en las que sí que es posible.
Unir Una de las fases finales de la construcción de un objeto es la unión de las piezas. De la misma manera que hemos medido y marcado bien las piezas para cortarlas con precisión, conviene también medir y marcar bien dónde vamos a poner los clavos o los tornillos.
Claveteado
Martillo de peña Clavo Punta Tachuela Escarpia
Grapa
Los clavos se caracterizan por el grosor y la longitud de la punta y por la forma de la cabeza. Según el material con el que están hechos, hay clavos de acero, acero inoxidable, cincados, de latón, etc.
Martillo de bola
Mazo
Martillo de orejas
Los martillos con la cabeza más pequeña se usan para las tareas más precisas, y los de cabeza mayor, para tareas que requieren más fuerza. El mazo, que tiene la cabeza de plástico, nailon, goma o madera, se utiliza para golpear materiales blandos o mangos de otras herramientas. El martillo de orejas también sirve para arrancar clavos o puntas.
Para clavar un clavo, da primero pequeños golpes y después golpes más fuertes, ya que de lo contrario se puede torcer. Puedes empezar con la parte estrecha del martillo de peña o con ayuda de un cartón o unas tenazas.
Para lograr una unión más fuerte, los clavos tienen que atravesar las fibras de la madera perpendicularmente. No claves dos clavos alineados, ya que la madera se puede desgajar.
Roscado El roscado, además de ser una unión desmontable, consigue una unión más resistente que el claveteado. Para madera se utilizan principalmente los tornillos autorroscantes, que van perforando a medida que van penetrando en el material.
Tornillo con cabeza de corte recto
Tornillo con cabeza de estrella
La punta de los destornilladores debe encajar, en forma y medida, en la ranura de los tornillos para hacerlos girar; de lo contrario se estropearía.
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Cáncamo
Destornillador plano / Destornillador de estrella El destornillador consta de un mango de plástico o madera, para aislar de la corriente eléctrica, y de una caña que termina en punta plana o en punta de estrella.
Para introducir un clavo o un tornillo grande, haz en primer lugar un agujero para evitar que la madera se desgaje.
Tenazas Las tenazas tienen muchas utilidades. Las introducimos aquí porque permiten atornillar cáncamos. También sirven para desclavar clavos y para atornillar y sujetar todo tipo de piezas.
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Tornillo-tuerca Los tornillos que se fijan con tuerca permiten uniones no permanentes muy firmes. Recuerda que para atornillar tienes girar en sentido horario y para desatornillar, en sentido antihorario.
Los tipos más habituales de cabeza son: hexagonal, Allen, y también de corte recto y de estrella como los tornillos autorroscantes. La tuerca puede ser hexagonal o de orejas o palomilla. Para designar las roscas se indica el diámetro de la rosca, la longitud y la forma de la cabeza. Se suele expresar en milímetros.
Llave fija
Llave inglesa
Arandelas. Se utilizan para fortalecer la unión. Son de diámetro mayor que la cabeza del tornillo. Eso aumenta la superficie que hace presión y también evita que se estropee el material. Las arandelas dentadas permiten mantener el sistema tornillo-tuerca aún más fijo porque evitan el movimiento del tornillo.
Llave acodada
Llave de tubo
Llaves Allen
Hay muchos tipos de llaves en función de la forma, el tamaño y la situación del tornillo y la tuerca. Normalmente se presentan comercialmente en juegos con medidas estandarizados. Las llaves inglesas pueden variar su abertura gracias a un tornillo sin fin. Es mejor utilizar llaves fijas, ya que las llaves inglesas pueden deformar las cabezas. Las llaves Allen son para tornillos de cabeza tipo Allen. Precauciones: no utilices las llaves para golpear, ni para hacer palanca, ni con las manos grasientas.
Abrazadera y brida La abrazadera es metálica y permite sujetar piezas tubulares. Tiene un tornillo que ajusta el diámetro del círculo.
La brida es de plástico. Además de tubos, también permite sujetar hilos, cableado y todo tipo de piezas alargadas o en forma de asa. Forma un lazo que solamente se puede ajustar apretando, no aflojando.
actividades 34 ¿Qué debemos tener en cuenta al clavar clavos para ■ que no se desgaje la madera? 35 ¿Qué diferencia hay entre un martillo y un mazo?
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36 Dibuja a escala real y con las vistas necesarias los siguientes tornillos: 3 mm × 15 mm de cabeza hexagonal. 4 mm × 45 mm de cabeza de estrella.
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Encolado Las colas y los adhesivos nos permiten hacer uniones fijas con la mínima agresión a la madera. Hay muchos tipos de colas. Presentamos las más usadas para la madera. Cola blanca o de carpintero. Es el tipo de cola que más utilizarás en el aula. La unión es muy firme. Une, sobre todo, madera y papel. Para encolar, embadurna con un pincel las dos superficies que tienes que unir y después presiónalas durante unos segundos o sujétalas con sargentos y deja que se seque. Después, enjuaga bien los pinceles con agua abundante. Tiempo de secado: un día.
Cola de contacto. Es un tipo de cola más fuerte, pero más difícil de aplicar. Para utilizarla, hay que cubrir las dos superficies con una fina capa de cola bien extendida y dejar secar al tacto. Después hay que unirlas de golpe presionando ligeramente. Tiempo de secado: unos minutos.
Cola termofusible y pistola. Las barras de cola termofusible se aplican mediante una pistola que las calienta hasta fundirlas. Precauciones: ten preparada una superficie donde puedan caer restos de cola. No toques la cola caliente ni la punta de la pistola, y vigila que la pistola no toque el cable. Tiempo de secado: uno o dos minutos.
Asegúrate de que el adhesivo elegido es adecuado para el tipo de material que vas a unir. Lee bien las instrucciones de uso y síguelas. La mayoría de los adhesivos son inflamables, irritan la piel y pueden contener componentes volátiles tóxicos. Manipúlalos lejos de la llama, evita el contacto con la piel y utilízalos en espacios ventilados. Cierra el envase cuando no utilices el adhesivo.
Antes de encolar procura que la superficie esté limpia y bien seca. Utiliza la cantidad necesaria de adhesivo y repártela uniformemente. Limpia el exceso de cola.
Intenta que las piezas encajen bien, ya que cuanto mayor sea la superficie en contacto más fuerte será la unión. Fija y presiona las piezas mientras el adhesivo se seca, utilizando tornillos de banco o sargentos. Respeta el tiempo de secado de cada tipo de cola.
En ciertas aplicaciones, para fortalecer la unión, es adecuado unir las piezas al mismo tiempo mediante encolado y claveteado.
Acoplamientos El acoplamiento con clavijas consiste en perforar la madera y acoplarla con piezas cilíndricas (clavijas) que se ajustan a presión. Eso permite hacer uniones sin otro material que la madera y, si se complementa con el encolado, lograr uniones más fuertes que únicamente con el encolado.
Acoplamiento con clavijas
caja y espiga
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El ensamblado es otra forma de acoplamiento que consiste en hacer un rebajo en las maderas para aumentar la superficie de contacto en la unión o para hacerla trabajar a presión, logrando así una unión más fuerte. A continuación se muestran algunos de los ensamblados más utilizados, sobre todo en muebles (sillas, cajones, etc.)
horquilla
cola de milano
machihembrado
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Uniones con escuadra metálica Otra técnica para unir maderas es fijar escuadras metálicas en forma de T o L o en ángulo. Para este tipo de uniones hay que marcar previamente los agujeros de la unión y después colocar los tornillos. También se puede combinar con un encolado previo.
Unión en T
Unión en ángulo de 90º
Acabado El acabado es el conjunto de operaciones que se realizan sobre la madera para protegerla del deterioro debido al uso o a la exposición a las condiciones medioambientales, al tiempo que le proporciona una apariencia más atractiva. La metodología de los acabados consiste básicamente en los siguientes pasos: a) Comprobar que la pieza de madera esté limpia y libre de irregularidades.
Pinceles y brochas Precauciones: hay que limpiarlos bien siempre después de utilizarlos.
b) Añadir una capa de una sustancia que prevenga de los insectos y los agentes atmosféricos. c) Dar una capa de barniz para proteger la madera y a la vez proporcionarle un toque decorativo y un tacto más fino. La madera también admite ser pintada con pinturas, como las de uso escolar, aerosoles y esmaltes, o simplemente ser encerada. Para extender la pintura o el barniz, normalmente se utilizan brochas y pinceles, que son herramientas formadas por un conjunto de filamentos fijados al extremo de un mango de madera mediante una virola. Los pinceles y las brochas tienen la propiedad de retener líquidos de distintas densidades. Es importante escurrir el exceso de producto del pincel y aplicar la pintura o barniz en dirección paralela a la veta.
actividades 37 Di cinco normas que hay que tener en cuenta a la hora de encolar.
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38 Busca cinco objetos de tu entorno que contengan uniones y explica cuál es cada una.
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6. Técnicas industriales de manipulación de la madera Industrialmente, la madera se manipula con grandes máquinas automáticas. Son sistemas automáticos que constan de una cuchilla especial que puede modelar cortes rectos o formas automatizadas por un ordenador. Por otro lado, en talleres profesionales, se utilizan máquinas eléctricas similares a las usadas en el aula, pero mucho más potentes y precisas. Las más usuales son: Sierras de cinta y circular. Sierras montadas sobre estructuras metálicas que tienen una mesa que puede inclinarse para realizar distintos cortes. Su funcionamiento de vaivén es igual al de la sierra de calar eléctrica y circular, pero deja las dos manos libres para guiar la pieza que está montada sobre plataformas que permiten realizar cortes rectos, precisos y de grandes dimensiones. Torno: permite trabajar objetos cilíndricos. Hace girar las piezas de madera para que puedan ser trabajadas con una cuchilla que se encuentra fija y puede cambiarse de posición. Fresadora: permite realizar ranuras y rebajes de muchos tipos. En este caso es la fresa afilada la que se desplaza por la madera. Hay muchos tipos de fresas para obtener múltiples ranuras y rebajes (planos, cóncavos, etc.).
Productos comerciales La madera se comercializa en formas y tamaños determinados. Los más habituales son las siguientes: Tablón. Prisma rectangular cuyo grosor puede llegar hasta los 50 cm y la longitud hasta los 5 m.
Listón. Prisma recto de sección pequeña (cuadrada, rectangular, circular...) y de longitud de 2 a 2,5 m.
Tablero. Formado por la unión de varios tablones acoplados y encolados, o bien por uno rectangular de madera artificial.
Moldura. Listón a cuyo perfil se le ha dado una forma especial.
Chapa. Plancha rectangular de poco grosor utilizada para revestir tableros aglomerados o contrachapados u otras maderas de menor calidad. Las chapas se confeccionan desenrollando troncos con una cuchilla.
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7. Obtención de la madera e impacto ambiental A partir de la parte leñosa de los árboles, hay que seguir todo un proceso hasta obtener la madera como material de uso tecnológico, que consta de los siguientes pasos. • Talado. Se realiza en árboles que no están en pleno crecimiento ni en los que son demasiado viejos. La tala se lleva a cabo en invierno, cuando la circulación de savia es menor. Una vez han caído los árboles, se talan las ramas con sierras mecánicas y se transporta a la serradora. • Descortezado, serrado o troceado. Se saca la corteza en una cadena de rodillos. Normalmente la corteza se aprovecha como combustible o para la jardinería. Se trocea la madera para obtener grandes tableros. • Lavado. La madera se lava sumergiéndola un buen rato en agua para extraer varias substancias como los taninos, que se usan principalmente para adobar las pieles. Al eliminar la savia, la madera queda protegida del ataque de insectos y hongos. • Secado. Se reduce la cantidad de agua para evitar que la madera se deforme y cambie de tamaño, para protegerla del ataque de insectos y hongos y para disminuir su densidad. • Finalmente, se puede realizar un cepillado donde se eliminan las irregularidades y se aplica un tratamiento con productos para que resista mejor la humedad y los parásitos.
Podemos distinguir dos tipos de secado. Secado natural: se trata de almacenar tableros de manera que queden espacios libres por donde pueda circular el aire, lo que favorece la eliminación de la humedad. Como el proceso es lento, puede durar meses o años. Secado artificial: se coloca la madera en grandes cámaras secadoras donde se inyectan corrientes de aire cálido y seco. Este sistema es mucho más rápido que el natural y además es posible regular el proceso para obtener el grado exacto de secado. Sin embargo, es más caro y necesita instalaciones especiales.
Las maderas artificiales se fabrican a partir de los residuos generados en el proceso de obtención de las maderas naturales. También las ramas son trituradas para hacer maderas y tablones artificiales.
Impacto ambiental La madera es un recurso renovable porque se regenera con facilidad, es reciclable, biodegradable, consume poca energía en su obtención y sus residuos son aprovechables. Uno de los problemas principales es la explotación que no tiene en cuenta el tiempo de regeneración. La tala masiva lleva a la desforestación y, en ocasiones, a la desertización. Esto puede producir la desaparición de los hábitats animales, la erosión del terreno y un aumento del dióxido de carbono en la atmósfera, lo cual contribuye al incremento del efecto invernadero. Como soluciones a estos problemas, hay que llevar a cabo una tala selectiva, valorando el número de árboles de un bosque que pueden ser talados sin sobrepasar su capacidad de regeneración. Por otro lado, para minimizar el impacto ambiental hay que intentar reutilizar la madera. Valorar la restauración, sobre todo de mobiliario, o reciclarlo en los centros de recogida de residuos. Se reutilizan para nuevo mobiliario, se incineran para producir calor y, una pequeña parte, en forma de serraduras o virutas, es enviada a la planta de compostaje para hacer compost. En última instancia, se degradan en los vertederos pero, aunque la madera misma no contamina, sí lo hacen los barnices; por eso hay que utilizar productos biodegradables y evitar al máximo este último recurso.
Podemos distinguir dos tipos de tala. Tala total: los árboles son talados por la base, y normalmente se talan todos, ya que el bosque es una plantación artificial creada para ser usada como madera. Despeje: se seleccionan algunos árboles del bosque y se talan.
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8. El papel El papel es un material de origen vegetal que se fabrica a partir de las fibras de celulosa que contiene la madera, de otras plantas (algodón, esparto, lino...), de trapos o de papel reciclado. Estas fibras se entrecruzan y se prensan para formar una malla en forma de lámina.
El arte de formar figuras con papel plegado, la papiroflexia, también fue inventado por los chinos y es casi tan antiguo como la invención del papel.
Aunque los egipcios ya utilizaban un material extraído del papiro, el papel tal y como lo conocemos fue inventado por los chinos en el año 105 d. C. Inicialmente utilizaban restos vegetales y tela para confeccionarlo. En el siglo XI llegó a Europa, a Játiva concretamente, a través de los árabes. A partir de la invención de la imprenta (1450) aumentó mucho el consumo de papel y evolucionó el proceso de obtención, hasta que a partir de 1840 ya se empezó a utilizar como materia prima la madera y, posteriormente, el papel viejo.
Con tintes, se obtienen papeles y cartulinas de casi cualquier color.
El papel es un material fácil de reutilizar y de reciclar. Es importante que al emplear este recurso intentes aprovecharlo al máximo, aunque ya esté usado, o bien que utilices papel reciclado.
Propiedades del papel El papel es bastante resistente a la tracción, pero no a la compresión (se arruga fácilmente). Es un material bastante blando, ya que lo podemos rayar y perforar fácilmente, y también muy flexible. Es muy buen aislante eléctrico, térmico y acústico. También es higroscópico y, cuando absorbe la humedad, pierde cualidades. Tiene una combustión fácil. El cartón ondulado se utiliza mucho en embalajes porque da solidez a la estructura.
Tiene una densidad muy variable, pero es menos ligero de lo que a primera vista puede parecer.
Tipos de papel más comunes
El papel reciclado es el que se fabrica a partir de papel usado. El papel ecológico es aquel en cuyo proceso de elaboración se minimiza el impacto sobre el medio, tanto en la selección de la materia prima como en el proceso de blanqueo. Por tanto, el papel ecológico es reciclado porque usa al máximo papel reciclado, pero el papel reciclado no necesariamente es ecológico porque puede estar blanqueado con productos que polucionan el medio.
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Papel cuché Muy satinado y sedoso.
Papel absorbente Muy higroscópico. Útil para dibujo.
Papel fotográfico Contiene emulsiones sensibles a la luz.
Papel de barba Papel con bordes rústicos. Para presentar instancias.
Papel secante Esponjoso, para absorber tinta.
Cartulina Papel de gramaje entre 140 y 400 g/m2.
Papel vegetal Translúcido.
Papel cebolla Muy fino y transparente.
Cartón Papel de gramaje superior a 400 g/m2.
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9. Técnicas básicas de manipulación del papel Para medir y marcar el papel, se utilizan las mismas herramientas y técnicas que en el caso de las maderas. El papel se puede sujetar fácilmente con la mano, pero si necesitas ambas manos para trabajar, o una mejor sujeción, lo puedes sujetar con cinta adhesiva o con una pinza de papel. Para cortar el papel, fundamentalmente se utilizan las tijeras y el cúter.
Cúter. Hay que cortar utilizando una regla como guía. Precauciones: evitar que la hoja se estropee. Cuando ya se ha gastado, hay que romper la sección inservible con la ranura del extremo contrario del que sale la hoja. Ten cuidado de no cortarte. Esconde siempre la hoja en el interior cuando ya no lo tengas que utilizar.
Tijeras. Permiten cortar con más comodidad que el cúter, pero con menos precisión al hacer líneas rectas. Algunas tienen mangos de plástico y otras están hechas de una sola pieza, todas de acero recubierto de estaño.
Procura cortar con una buena iluminación, sin que se creen sombras en la zona donde debes cortar.
Cuando utilices un cúter, protege la zona de trabajo con un cartón o madera, para no rayarla.
Para perforar el papel, debemos hacer un pequeño doblez y un pequeño corte con las tijeras. También podemos pincharlo con un punzón, poniendo un trozo de espuma o corcho debajo, lo que favorece el proceso y protege el soporte. Se puede unir el papel encolándolo, con cinta adhesiva o con grapas. La cola blanca es adecuada para encolar papel. También se puede utilizar cola de barra, que se seca más rápido, pero es menos resistente. La cinta adhesiva admite más posibilidades de unión, pero es más visible y menos resistente que la cola blanca. El grapado es muy resistente, pero muy visible y con el tiempo la herrumbre de las grapas puede ensuciar el papel.
actividades 39 Indica cuáles de las características siguientes tiene el ■ papel: frágil, conductor eléctrico, aislante térmico, resistente a la tracción, ligero, punto de fusión alto, flexible, tenaz, dúctil y maleable, combustible, blando, elástico, higroscópico, combustible, magnético, poca durabilidad.
40 Observa tu entorno y nombra cinco objetos de ■ papel. 41 Explica los pasos que seguirías para confeccionar un cilindro de papel.
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actividades 42 Identifica los distintos materiales de la imagen. ■
48 Indica cuáles son, de entre las siguientes, las pro■ piedades características de las maderas: frágil, conductor eléctrico, aislante térmico, resistente, ligera, punto de fusión alto, impermeable, tenaz, dúctil y maleable, combustible, dura, elástica, higroscópica, porosa, magnética, poca durabilidad. 49 Indica qué madera utilizarías para construir cada objeto y explica por qué.
■■
Mueble modernista Ventana Tarima Embarcación Cubierta de una nave
43 ¿En qué contenedor tirarías cada objeto? ■
Envase de yogur Lata de conserva Papel de periódico Botella de vidrio Mueble viejo Escombros Envase de detergente Silla de jardín Pieles de fruta Pilas usadas Envase de producto químico Pañales
• Contenedor verde • Contenedor azul • Contenedor amarillo • Contenedor marrón • Contenedor gris de desperdicios • Centro de recogida de residuos
44 Los siguientes objetos están pensados para transmitir u ofrecer resistencia mecánica de un tipo de fuerza principalmente. ¿De cuál se trata en cada caso?
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Sargento Cable de ascensor Asiento de silla Tijeras
Nogal Pino Abedul Cedro o balsa Madera laminada
50 Indica las herramientas que te permitirían llevar a cabo las siguientes operaciones:
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a) Rebajar una madera. b) Hacer un agujero. c) Cortar una madera. d) Sujetar una madera. e) Atornillar un tornillo autorroscante. f) Clavar una punta. 51 ¿Cómo serrarías la figura sobre esta superficie de ■ madera contrachapada para que se astille lo mínimo?
Trampolín Correa de perro Respaldo de silla Destornillador
45 Si un trozo de material tiene una masa de 48 g y ■ ocupa un volumen de 3 dm3, ¿qué densidad tiene este material? Expresa el resultado en gramos por decímetros cúbicos. 46 Escribe una frase con cada adjetivo: impermeable, ■■ blando, aislante eléctrico, ligero y combustión. 47 Ordena los siguientes materiales de más a menos ligeros: plásticos, materiales pétreos, maderas, textiles, metales y papel.
■■
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52 Di por qué es incorrecta esta frase: «Hoy he clavado un tornillo con el martillo y se me ha desgajado la madera».
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53 Explica qué operaciones seguirías para construir un puzle de madera.
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54 ¿Por qué debemos coger el martillo o el mazo por el extremo del mango y no por el borde de la unión? ¿Y en el caso de las herramientas de atornillar?
59 Explica todo el proceso tecnológico para confeccionar un juego de damas chinas.
■■
■■ ■
55 Explica las ventajas e inconvenientes de las llaves inglesas en relación a las llaves fijas.
■■
56 Di dos herramientas que sirvan para cada una de las siguientes acciones: trazar, medir, sujetar, serrar, perforar, pulir y atornillar.
61 t Piensa qué propiedades deben cumplir las siguientes herramientas del aula de tecnología: lima, mazo, martillo, alicates, cepillo y brocas. Relaciónalas con el material con el que están hechas. Haz una tabla con el procesador de textos indicando esta relación e incluyendo una imagen de cada herramienta.
■■
■■
57 ¿Por qué el número de hojas de una madera contrachapada debe ser impar? ¿Por qué se unen en perpendicular? ¿Qué pasaría si se unieran en la misma dirección?
■■
58 En este dibujo, ¿qué tipo de uniones hay?
■■ ■
60 Di una precaución que hay que tener en cuenta en el uso del tornillo de banco, el taladro, el serrucho, el formón, el martillo y el destornillador.
62 Debatid entre todos cuáles creéis que son las ventajas e inconvenientes de la madera artificial y la natural. 63
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Di si Marcos tiene razón: «Este objeto es de plomo porque su masa es de 84,75 kg y ocupa un volumen de 7 500 cm3». Investiga por qué la mayoría de los tapones de botella de vino son de corcho.
construye tus competencias 65 a) Di qué características tiene una cuchara cuando está fabricada con: 1. Plástico. 2. Cerámica. 3. Madera. 4. Metal.
66 a) ¿Qué tipo de madera elegirías para una mesa entre roble, balsa y caoba? ¿Por qué? b) ¿Cómo serrarías las piezas siguientes aprovechando al máximo los laterales y las esquinas?
b) Propón un precio para cada una, desglosando el precio del material y el de fabricación. c) Propón una cuchara de dos materiales. Explica sus ventajas en función de las propiedades de los materiales elegidos y propón un precio global, desglosando el precio del material y el de fabricación. d) Averigua qué se inventó antes: el tenedor, la cuchara o el cuchillo.
c) ¿Cuánto pesará el tablero de la mesa si mide 1 m × × 1 m y 3 cm de grosor, y su densidad es 750 g/dm3? d) Busca la definición de las palabras ebanistería y bolillos y relaciónalas con algunos de los tipos de madera estudiados.
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ACTIVIDADES PRÁCTICAS
Análisis de distintas propiedades Redacta un informe breve con los resultados obtenidos tras los análisis siguientes de las propiedades.
1. Análisis de la tenacidad y fragilidad Materiales: un trozo de madera, un trozo de plastilina, una miga, un trozo de papel y un fragmento de cerámica. Toma cada uno de los materiales y déjalo caer al suelo desde una misma altura. Valora los resultados.
2. Análisis de la elasticidad y la plasticidad Materiales: una goma elástica, un trozo de plastilina, un balín de plomo, un chicle, un trozo de madera y una miga. Sujeta con las manos uno de los extremos del material y coloca en el otro extremo un peso conocido. ¿Con qué elementos consigues una deformación? Ordénalos en orden creciente de deformación. Ahora deja de ejercer las fuerzas. Anota qué materiales vuelven al estado inicial y cuáles no.
3. Análisis de la dureza Materiales: una plancha de hierro, una chapa de madera, una plancha de plástico, un trozo de pizarra, un trozo de papel. Coloca cada uno de los materiales sobre una superficie llana. A continuación coloca perpendicularmente un tubo de plástico rígido. Lanza un pequeño balín desde una altura determinada por dentro del tubo; anota en cada caso desde qué altura hay que lanzar el balín para que la superficie quede marcada. A partir de aquí valora la dureza de cada objeto cualitativamente.
5. Análisis de la conductividad eléctrica Materiales: una mina de lápiz, papel de aluminio, una moneda, una barra de acero, un trozo de plástico y un trozo de madera. Monta un circuito eléctrico con una pila, una bombilla y cable. Conecta los dos extremos libres del cable en dos puntos de cada material y comprueba si la bombilla se enciende.
6. Análisis de la conductividad térmica Consigue vasos de diferentes materiales: plástico, vidrio, metal, madera. Prepara una infusión y observa qué vaso se calienta más rápidamente y cuál lo hace más despacio.
7. Análisis del magnetismo Materiales: latas de refresco de varios tipos, envases de plástico, un envase de cartón, un trozo de papel. Acerca un imán. ¿En qué casos se acerca el material al imán?
8. Análisis de la densidad Materiales: una caja de plástico de metacrilato, un trozo de madera de pino, un trozo de acero y un trozo de cerámica. Para averiguar la densidad de unos materiales determinados de forma cualitativa, basta con llenar un recipiente de agua y analizar qué materiales flotan y cuáles no. Los que no flotan son más densos que el agua. En cuanto a los que flotan, los menos densos serán los que quedan con una parte mayor fuera del agua.
4. Análisis de la resistencia a la flexión Materiales: una barra de acero, un listón de madera, un listón de plástico rígido (PVC), un trozo de manguera. Manipula el objeto para conseguir un trozo de material en forma de listón. Sujeta el material por un extremo al tornillo de banco, y coloca un peso en el otro extremo (el mismo peso para todos los materiales). Observa el grado de flexión de cada uno.
9. Análisis de la impermeabilidad Materiales: una plancha de cobre, una plancha de hierro, una plancha de plástico, una hoja de papel, un trozo de cerámica sin barnizar. Moja cada elemento por una de las dos superficies y al cabo de un rato valora cómo está la otra cara de la superficie.
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3. Materiales y herramientas. La madera y el papel
Cómo fabricar un bastón 1. Toma una rama de almez tierna y recta. Dóblala por un extremo (verás que no se te rompe porque es muy flexible), y sujeta con un cordel la curva que has formado. 2. Espera un buen tiempo hasta que la rama se seque.
Cómo fabricar madera contrachapada 1. Coge una chapa de 0,5 cm de grosor y pártela en trozos iguales, teniendo en cuenta que el número de trozos sea impar.
2. Pega los trozos uno sobre otro de modo que las vetas de cada plancha sean perpendiculares unas a otras. ¡Habrás fabricado una madera contrachapada!
Cómo fabricar madera conglomerada 1. Para fabricar madera conglomerada, basta con mezclar cola blanca con serrín. Forma una pasta homogénea. 2. Dale forma de tablero. Una vez seca, ya tendrás la madera conglomerada.
Construye un Jenga Jenga es el nombre comercial de un juego que consta de 54 piezas iguales que se apilan para construir una torre. Por turnos, cada jugador saca una pieza de la parte inferior y la coloca en la parte superior. El jugador al que se le cae la torre pierde.
3. Opcionalmente, puedes construir un triedro de cartón que te ayudará a montar la torre en la posición inicial y a guardar el juego. Puedes reproducir y recortar el siguiente patrón:
1. Sierra un listón de 2 × 1 cm de sección a intervalos de 6 cm. Si el listón tiene otras medidas, tendrás que serrarlo a intervalos de la medida mayor dividida entre tres. Así, tres piezas formarán un cuadrado.
2. Pule todas las piezas.
4. Construye la torre con pisos formados por grupos de tres piezas, de forma que las piezas de un piso queden perpendiculares respecto de los pisos inferiores y superiores.
5. ¡A jugar! 77
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3. Materiales y herramientas. La madera y el papel
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PASADO, PRESENTE Y FUTURO
EL SECRETO DE LOS MEJORES VIOLINES Ningún violín ha superado hasta hoy la calidad en el sonido de aquellos que fueran creados en el siglo XVII por los maestros Antonio Stradivari y Guameri del Gesu. Puede sorprender que 300 años después, y con los grandes avances científicos y tecnológicos, no haya sido posible igualar la calidad de los prestigiosos violines Stradivarius.
¿Cuáles son los motivos por los que, hasta el momento, no se ha superado la calidad en el sonido de los violines creados en el siglo XVII? ¿Crees que vale la pena sacrificar algún instrumento para intentar descubrir el secreto de su sonido?
La homogeneidad y la calidad de la madera influyen sin duda en la calidad sonora, pero también hay otros factores, como el tiempo de secado y los barnices que se utilizaban en la época. Recientemente se ha descubierto que también podría influir el tipo de insecticidas de la época para evitar la carcoma. De todos modos, a los investigadores les resulta difícil conseguir muestras de madera para analizarlas a fondo, ya que ningún propietario de uno de estos instrumentos se presta a permitir que le recorten un fragmento.
LA EDAD DE LOS ÁRBOLES Y EL TIEMPO ATMOSFÉRICO ¿Sabes cómo podemos saber de una manera un sol que calienta y una lluvia que riega muy precisa la edad de un árbol? Es muy sen- el suelo hacen que los árboles crezcan. cillo: contando los anillos de su tronco. El tronco crece de forma homogénea alrededor de su perímetro, de manera que se va haciendo más y más grueso, con madera de un color blanquecino. Cuando llegan el otoño y el frío del invierno, el árbol inicia una especie de hibernación. El tronco crece muy poco, y queda marcado como un anillo de color más oscuro. Cuando en la primavera y el verano siguiente el tronco vuelve a crecer, lo hace a partir de ese pequeño anillo generado durante el invierno anterior. Dado que las estaciones son cíclicas, cada anillo oscuro corresponde a un invierno, de modo que contando los anillos podemos saber los inviernos que han pasado. En primavera y verano, las condiciones atmosféricas son favorables para el de- Pero los anillos de los troncos no nos sarrollo del tronco. La temperatura suave, dicen solamente la edad. Si un verano ha
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sido óptimo, el árbol ha crecido bastante y eso se manifiesta con un grueso relativamente grande entre anillo y anillo. En cambio, si un verano ha sido seco, con poca lluvia y el árbol ha tenido un crecimiento pobre, los anillos aparecen muy juntos. Los climatólogos han podido averiguar así el tiempo atmosférico en los últimos siglos, a través de la observación del crecimiento de los anillos de los troncos de los árboles centenarios. Esta técnica se denomina dendroclimatología. ¿Qué hay que tener en cuenta para saber la edad de un árbol? ¿Cómo podrías analizar los anillos de un árbol sin tener que cortarlo?
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3. Materiales y herramientas. La madera y el papel
CABAÑAS EN LOS ÁRBOLES En medio de un bosque de abetos de San Hilario Sacalm (en Gerona), si levantas la cabeza puedes descubrir cabañas colgadas de los árboles. Forman parte de un alojamiento rural alternativo que haría las delicias de Huckleberry Finn. Estas pequeñas casas octogonales de 30 m2 de superficie se han podido construir gracias a un profundo conocimiento de las propiedades de la madera y de los árboles.
El revestimiento exterior es de castaño, que aguanta bien la intemperie. El abeto se utiliza en la estructura y en el revestimiento interior porque tiene una buena resistencia mecánica. Las paredes están revestidas por el interior con fibra de cáñamo mezclada con fibra de abeto para asegurar un buen aislamiento térmico, y la terraza está decorada con ramas de castaño, acacia o madroño. Finalmente, no hay que olvidar el árbol que
sustenta la cabaña, que es un abeto Douglas o un haya muy alta y robusta. ¿Cuántos tipos de madera se utilizan para construir estas cabañas? Para aguantar la cabaña, el árbol se perfora por el centro con un pasador de acero. ¿Crees que el árbol sufre? ¿Por qué?
PILAS DE PAPEL Ya sabes que cuando se agotan las pilas de los mandos a distancia tienes que llevarlas a un contenedor especial, porque contienen materiales y elementos químicos que pueden ser muy contaminantes si entran en contacto con el medio ambiente. El reciclaje de estos elementos no es fácil y, además, es costoso.
Por ahora todo son prototipos, pero, quién sabe, quizá en un futuro no muy lejano, cuando se agoten las pilas, podremos tirarlas al contenedor azul.
¿Te imaginas que se pudieran construir pilas con un material reciclable como el papel? Un grupo de investigadores de la Universidad de Stanford, dirigidos por el profesor de ciencias de los materiales Yi Cui, han desarrollado unas pilas que funcionan con hojas de papel impregnadas con unas partículas muy pequeñas de carbono, llamadas nanotubos de carbono, que actúan como electrodos.
¿Qué elementos químicos contienen las pilas actuales? ¿Son contaminantes?
¿Qué ventajas tendría utilizar pilas de papel?
Se crean así unos electrodos fuertes, flexibles y altamente conductores que podrían ser utilizados como pilas baratas, y que podrían alimentar aparatos de poco consumo, como lectores electrónicos o LED.
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