Enciclopedia de materiales para diseñadores y arquitectos

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1ª edición,
tirada Junio, 2009
Queda prohibida, salvo excepción prevista en la
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1.Madera
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5.Polímeros
6.Vidrio
7.Cerámica
8.Textiles
9. Fieltro
10. Pintura
Glosario
Fuentes
Bibliográficas
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Este documento cuenta con una descripción
específica de materiales de uso arquitectónico
y/o de diseño, los cuales se han dividido en
capítulos para comprender mejor la información.
Dicha información consta de términos
arquitectónicos (y con un glosario general) para
hacer más fácil la búsqueda algún tipo de material,
su uso, características, especificaciones y
proveedores.
Es importante notar que cada material tiene su
debida definición, estructuración y utilización, por
lo que se complementa con imágenes de
referencia de cada uno de los materiales y con
un banco de fuentes bibliográficas y de páginas
Web que nos ayudan a relacionarnos y entender
 dichos materiales. También se incluyen algunos
de los materiales más innovadores dentro del
campo de la construcción de nuestra época.
1
Capítulo 1
2
GENERALIDADES DE LA MADERA
Madera, sustancia dura y resistente que constituye el tronco de los árboles y se ha utilizado durante miles de años como
combustible y como material de construcción. Aunque el término madera se aplica a materias similares de otras partes
de las plantas, incluso a las llamadas venas de las hojas. ("Madera", Enciclopedia Microsoft® Encarta® 98 © 1993-1997
Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.)
Maderera, Industria; sector que se ocupa de la producción de madera para la construcción (tablas, tablones, vigas y
planchas), para la fabricación de postes de telégrafo, barcos, travesaños de ferrocarril, contrachapados, muebles y
ebanistería.
Características de la Madera
Propiedades Físicas:
Las propiedades físicas principales de la madera son:
ü Resistencia
ü Dureza
ü Rigidez
ü Densidad
Ésta última suele indicar propiedades mecánicas puesto que cuanto más densa es la madera, más fuerte y dura
es. La resistencia engloba varias propiedades diferentes; una madera muy resistente en un aspecto no tiene por qué
serlo en otros. Además la resistencia depende de lo seca que esté la madera y de la dirección en la que esté cortada
con respecto a la veta.
La madera siempre es mucho más fuerte cuando se corta en la dirección de la veta; por eso las tablas y otros
objetos como postes y mangos se cortan así. La madera tiene una alta resistencia a la compresión, en algunos casos
superior, con relación a su peso a la del acero. Tiene baja resistencia a la tracción y moderada resistencia a la cizalladucha.
La alta resistencia a la compresión es necesaria para cimientos y soportes en construcción. La resistencia a la flexión
es fundamental en la utilización de madera en estructuras, como viguetas, travesaños y vigas de todo tipo. Muchos tipos
de madera que se emplean por su alta resistencia a la flexión presentan alta resistencia a la compresión y viceversa;
pero la madera de roble, por ejemplo, es muy resistente a la flexión pero más bien débil a la compresión, mientras que
la de secuoya es resistente a la compresión y débil a la flexión.
Otra propiedad es la resistencia a impactos y a tensiones repetidas. El nogal americano y el fresno son muy duros y
se utilizan para hacer bates de béisbol y mangos de hacha. Como el nogal americano es más rígido que el fresno, se
suele utilizar para mangos finos, como los de los palos de golf.
Otras Propiedades Mecánicas menos importantes pueden resultar críticas en casos particulares; por ejemplo, la elasticidad
y la resonancia de la pieza la convierten en el material más apropiado para construir pianos de calidad.
3
Estructura Básica
Imagen de las partes de un tronco de árbol típico.
Los árboles, como los arbustos, crecen
por la incorporación sucesiva de
numerosas capas de tejido leñoso en el
tallo que envuelven la plántula original. El
eje de esta plántula, formado por la raíz y
el tallo, está dividido en tres capas
principales. La más externa, llamada
epidermis, está formada por células de
paredes delgadas y protege los tejidos
internos del eje.
La capa central o córtex es un aglomerado
de células más grandes de pared fina que
funcionan durante un tiempo como células
de almacenamiento. La capa interna o
estela consta de un anillo de células
pericíclicas resistentes, un anillo pluricelular
de células de floema, un anillo pluricelular
de células de xilema o leñosas y un núcleo
interior de células de paredes delgadas
llamado médula.
Fragilidad y Dureza
La madera es, por naturaleza, una
sustancia muy duradera. Si no la atacan
organismos vivos puede conservarse
cientos e incluso miles de años. Se han
encontrado restos de maderas utilizadas
por los romanos casi intactos gracias a
una combinación de circunstancias que
las han protegido de ataques externos. De
los organismos que atacan a la madera,
el más importante es un hongo que causa
el llamado desecamiento de la raíz, que
ocurre sólo cuando la madera está
húmeda. La albura de todos los árboles
es sensible a su ataque; sólo el duramen
de algunas especies resiste a este hongo.
El nogal, la secuoya, el cedro, la
caoba y la teca son algunas de
las maderas duraderas más
conocidas. Otras variedades son
resistentes al ataque de otros
organismos. Algunas maderas,
como la teca, son resistentes a
los organismos perforadores
marinos, por eso se utilizan para
construir embarcaderos.
Muchas maderas resisten el
ataque de la terme, como la
secuoya, el nogal negro, la caoba
y muchas variedades de cedro.
En la mayoría de estos casos, las
maderas son aromáticas, por lo
que es probable que su resistencia
se deba a las resinas y a los
elementos químicos que
contienen.
La dureza puede definirse como
la resistencia que opone la
madera al rayado, desgastado,
penetración de herramientas y
clavos, y a la compresión, que en
ella se ejerce. Cabe mencionar
que la madera con un alto
contenido de humedad tiene
siempre menor dureza que
cuando aquella disminuye.
CARACTERÍSTICAS
ORGÁNICAS DE LAS
MADERAS
COLOR:
El color intenso o acentuado es mas
normal en las maderas duras y por
el contrario el color blanco y marfil
pálido es normal encontrarlo en las
maderas blandas. El color de las
maderas sanas puede ser uniforme
o variado y según la forma en que
se encuentren distribuidas las
terminaciones se tienen maderas
manchadas, veteadas, atigradas,
punteadas entre otras. El grado de
durabilidad y viveza de los colores
depende de la procedencia de la
madera, es decir, que si proceden
de árboles crecidos en un clima y
un suelo óptimo, su color será más
vivo y duradero. El rango de colores
va desde el blanco al negro, con
una abundancia de amarillos y
pardos, escaseando los rojizos, y
aún más los grises y verdes.
OLOR:
Este permite la diferenciación entre
una madera y otra y se debe a la
evaporación paulatina de las resinas
y aceites esenciales contenidos en
ésta. Como regla general el buen
olor indica madera sana, y un olor
desagradable es síntoma de alguna
enfermedad o alteración. Las
maderas perfumadas son más
comunes en las regiones cálidas
que en las templadas, y la intensidad
en el olor se relaciona con la
durabilidad, es decir que este d se
percibemás en las maderas recién
cortadas.
CUALIDADES Y DEFECTOS
DE LA MADERA
Cuando adquirimos madera
debemos tener en cuenta los
defectos que puedan tener. Es
conveniente adquirir la madera seca,
dado que muchos de estos defectos
provienen de la fase de secado.
Para evitar estos defectos en lo
posible, a continuación se dan a
conocer los motivos que los causan.
CANTOS: Los cantos irregulares
pertenecen normalmente al extremo
del tronco próximo a la madera en
desarrollo, lo que le confiere menor
calidad.
CORAZÓN DESCENTRADO: Se da
en árboles que han crecido en ladera
o pendientes acusadas, o en lugares
con viento muy fuerte.
4
5
DESOLLADURAS: Si el desollado
no es muy profundo es susceptible
de arreglarse, aunque quede la
cicatriz.
GRIETAS EN LAS CABECERAS:
Se suele dar cuando se ha secado
la madera en un proceso rápido.
HENDIDURAS DE COPA: El secado
interior ha secado más rápido en el
exterior. Para utilizarlo deberá
prescindir de la parte que ha sido
afectada.
NUDOS: Vivos o muertos. Es donde
se encontraba el nacimiento de una
rama.
RETORCIDOS: Los tablones
retorcidos han alabeado en
direcciones distintas. Rechácelos,
son inservibles.
Imágen de las diferentes cualidades y
defectos de la madera
Las causas principales de los destrozos en la madera son los hongos
lignícolas y los insectos xilófagos.
A los resinosos, les puede atacar hongos microscópicos visibles por un
cambio de color en la madera como el azul de los resinosos, que atacan la
albura de la madera y superficialmente al duramen.
En la madera de haya principalmente y otras frondosas se da el
"calentamiento", que produce un cambio de color en blanco, amarillo, rojo
y marrón.
En la mayoría de los casos los parásitos depositan huevos en la corteza y
fisuras de la madera. Posteriormente las larvas al alimentarse de almidón
y celulosa principalmente, forman galerías.
Existen parásitos que a la vez de larvas además depositan gérmenes de
hongos.
Una vez se han transformado de larva en insectos adultos abandonan el
árbol o pieza de madera en la que se encuentran.
Los parásitos atraviesan si es necesario piezas de yeso e incluso de metal
como el plomo.
üLa CARCOMA PEQUEÑA ataca al olmo y al tilo y resinosos ya trabajados
además de otros frondosos.
üLa CARCOMA GRANDE a las construcciones viejas.
üEl HYLECOETUS afecta al pino, abeto del norte y otras muchas especies.
üEl BÓSTRICO y el SIREX GIGANTE afectan a los resinosos y el ALGAVARO
DE LAS CASAS a los resinosos ya trabajados.
üEl COMEJÉN (es el insecto adulto el que ataca la madera) destruye con
gran rapidez la madera.
üEl comején es muy destructivo, ya que abren túneles en busca de estructuras
de madera, donde excavan galerías para obtener alimento. Si disponen del
tiempo necesario, se alimentan de ella hasta dejar sólo una cáscara hueca.
TIPOS DE MADERAS: SÓLIDAS Y BLANDAS
Los términos maderas duras y blandas son muy relativos, pues en ocasiones
no están de acuerdo con la consistencia o solidez de las mismas.
La madera sólida se caracteriza porque la textura de la madera se
extiende hasta la parte central. Las maderas sólidas se pueden
tallar o tornear y permiten más detalles en su presentación.
Las Maderas Duras
Proceden de árboles de crecimiento lento (caoba), por lo que son más caras
y, debido a su resistencia, suelen emplearse en la realización de muebles
de calidad. Por lo general se agrupan dentro de los árboles de tipo caducifolios.
Las Maderas Blandas
Proceden básicamente de coníferas (pino) o de árboles de crecimiento
rápido. Son las más abundantes y baratas. Estas maderas absorben por lo
general mayor cantidad de agua que las duras, por lo que es importante
enriquecer el acabado mediante una capa adicional de barniz.
6
En nuestro medio, las maderas más conocidas
en el mercado son:
- Cedro
- Laurel
- Cortes Blanco
- Caoba
- Conacaste
- Pino
- Maquilishuat
Las maderas se clasifican en duras y blandas
dependiendo del árbol del que se obtienen. La
madera de los árboles de hoja caduca se llama
madera dura, y la madera de las coníferas se
llama blanda, con independencia de su dureza.
Así, muchas maderas blandas son más duras que
las llamadas maderas duras. Las maderas duras
tienen vasos largos y continuos a lo largo del
tronco; las blandas no, los elementos extraídos
del suelo se transportan de célula a célula, pero
sí tienen conductos para resina paralelos a las
vetas.
Las maderas blandas suelen ser resinosas; muy
pocas maderas duras lo son. Las maderas duras
suelen emplearse en ebanistería para hacer
mobiliario y parqués de calidad.
La mayoría de las maderas duras son más fuertes
y tienen menor tendencia a hendirse que las
maderas blandas. Las maderas duras se utilizan
generalmente en la construcción de armazones
para tapicería a fin de asegurar clavos y tornillos
en áreas de alto impacto.
LA MADERA EN EL MERCADO
La presencia de una madera en el mercado y por
consiguiente, la existencia del nombre comercial
y la delimitación del número de nombres
comerciales se rige por las siguientes
características:
1. Calidad y utilidad
2. Disponibilidad
3. Accesibilidad de su explotación
4. Conjunto de espacies de un mismo nombre
comercial
diferentes tipos de maderas.
Por nuestros intereses vamos a referirnos especialmente
a las maderas para ebanistería y decorativa, aunque
teniendo en cuenta las maderas para talla y tornería que
en muchas ocasiones también pueden intervenir en la
fabricación de muebles. Las cuales las encontramos en
aserraderos y/o ferreterías y distribuidoras, mencionaremos
algunas conocidas tales como:
ØAserradero El Pinito
ØAserradero El Triunfo
ØLos Abetos
ØAserradero Primaveral
ØFerreterías
ØOtras.
MEDIDAS ESTÁNDARES DE LA MADERA
Con el fin de facilitar la elección de las dimensiones en
cuanto a la madera se presenta a continuación, un cuadro
de medidas estándares comerciales mas comunes; puesto
que, debe tenerse en cuenta que podrían existir medidas
especiales según la clase y procedencia de la madera. La
madera se compra por Varas.
Entre las maderas más vendidas* en nuestro medio están:
* Nota: El Conacaste es la madera más gruesa existente
en el país y también es por la que más cobran los
carpinteros por trabajarla ya que es muy dañina para la
salud. Los precios se determinan en función del estilo y
la calidad de la unidad y si están hechos de madera sólida,
enchapada, laminada o de una combinación. El precio
también puede variar si el producto fue importado o
fabricado localmente en cuanto diseño de mueble se
refiere.
Las medidas especiales (fuera del estándar, se mandan
a hacer a un aserradero, en este caso el Aserradero San
Julián, Sonsonate.)
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MADERA CONTRACHAPADA
GENERALIDADES.
Hoy en día, el chapeado en las maderas constituye una
gran necesidad en el mercado, debido a la escasez de
maderas de buena calidad; pero muy pocos conocen su
fabricación y sus propiedades, y se cree que por
economizar debe utilizarse este tipo de maderas.
El chapeado de maderas, es un sistema que se utiliza
con fines estructurales, ya que se ha implementado en
 maderas que débiles, en las que su veteado es muy
corto, eso no permite la resistencia necesaria en los
cortes requeridos en los diseños, es por eso que son
reforzadas colocando tablas fuertes de maderas macizas,
junto a las chapas finas de dichas maderas débiles.
Generalmente cuando se habla de maderas chapeadas,
se piensa en ebanistería barata y de mala calidad, pero
lejos de esto, los chapeados son formas de tratar la
madera de manera artesanal y no constituyen bajo ningún
aspecto materia débil o defectuosa, ya que posee las
mismas capacidades que cualquier madera maciza.
CUALIDADES DEL CHAPEADO.
La cualidad más importante de éstas maderas
transformadas, es que se aprovecha al máximo el uso
de maderas de poca resistencia, en combinación con
otras, brindando al diseñador, la posibilidad de utilizar
todo tipo de maderas, sin poner en riesgo la calidad del
diseño.
A parte de brindar la resistencia necesaria, como cualquier
madera sin tratar, los chapeados, favorecen los efectos
estéticosy visuales, que no se consiguen con las maderas
comunes, por ejemplo con la colocación de chapas
usando distintos tipos de madera en la misma superficie,
ya que se logra un contraste de colores muy agradable
a la vista, y esto se puede apreciar mucho en los muebles
elaborados con éste material.
Por otra parte, se facilita su uso al brindar soluciones en
cortes de curvas muy pronunciadas, las que se pude
lograr perfectamente con las maderas macizas, pero si
éstas poseen vetas muy cortas, quedarían débiles
estructuralmente hablando, a diferencia de las chapeadas,
ya que éstas brindan la resistencia necesaria en el
mueble.
QUÉ SON LAS CHAPAS Y CÓMO SE OBTIENEN?
Las chapas “son planchas de 1,6 y 2,0 mm de espesor
y de 1.27 x 2.54 m, que sirven para fabricar tableros
contrachapados, o bien, para recubrir otros productos
fabricados con otros materiales o especies. También,
sirven para recubrir otras maderas y dar el aspecto de
maderas de mejor calidad, para usos en mueblería y
revestimientos interiores en casas…”.
Esto permite obtener maderas de aspecto lujoso a un
precio mucho más bajo que las macizas y, en
determinadas aplicaciones, poseen una calidad y una
prestaciones superiores a ésta.
Las chapas son cortes rectos y delgados de madera, en
forma de pliegos, que se utilizan para obtener de maderas
débiles, la resistencia que se necesita de ellas, por medio
de un proceso de “enchapado”, que coloca cierta cantidad
de pliegos de maderas diferentes juntas, formando una
sola tabla en la que las chapas externas, son de maderas
macizas y duraderas.
Los tipos de chapas se clasifican o distinguen por medio
de su método de fabricación. Hay múltiples formas de
obtener las chapas, que van desde sistemas muy
antiguos, hasta métodos muy sofisticados y apoyados
en la más alta tecnología.
Antiguamente las chapas se cortaban a mano, utilizando
como único recurso, las sierras, el proceso debía
realizarse por dos o más hombres, apoyando el tronco
de pie en el suelo, e iban haciendo las tablas sin llegar
a la base del tronco ya que se cortaba al final, obteniendo
así la misma medida de pliegos de madera.
Con el paso del tiempo, el sistema cambió y fueron
cortadas con una sierra circular, pero luego se dieron
cuenta que con éste sistema, se desperdiciaba mucha
madera en forma de aserrín, por lo que actualmente,
éste proceso resulta inadecuado.
maderas contrachapadas
TIPOS DE CHAPAS.
Según la posición del taco de madera, se pueden obtener
dos formas de dibujo en las chapas:
Chapa Rameada: este es el tipo de corte paralelo, que
se consigue cortando la chapa en todo el ancho del tronco.
 En la foto de la izquierda, se puede observar
perfectamente el dibujo de la chapa, que ha sido cortada
para obtener la forma rameada en su dibujo.
Chapa Listada: este es el tipo de corte cuarteado, que
consiste en dividir el tronco en cuatro cuartos y así obtener
un dibujo de fibras rectas. Como se puede apreciar en el
ejemplo de la foto.
Ejemplo
de chapa
listada
8
Por otro lado, se puede hacer una chapa, mediante un
bloque cuarteado en el que el eje se coloca en una esquina;
al girar la pieza se obtiene una chapa listada al principio,
un poco más ancha y se acaba el cuarto con una chapa
listada
Para hacer un corte rotatorio, se coloca el tronco en una
máquina grande, en forma de torno, y se hace girar pasando
la cuchilla, que se fija anteriormente, según el grosor de la
chapa requerido.
Este es utilizado cuando se fabrican contrachapados, ya
que el veteado que se consigue con éste, no es muy
interesante.
Cuando se van a cortar los troncos, es recomendable
aplicarles vapor, para ablandarlos un poco. Al calentar el
tronco se obtienen las siguientes ventajas:
üUn rendimiento mayor de chapa.
üSe incrementa la calidad de la chapa y sus dimensiones.
üDecrece la variación del grosor de la chapa.
üLas chapas que son cortadas por el sistema rotatorio
se preparan del tamaño requerido inmediatamente después
de cortarlas y se pasan por un horno de secado que las
deja con la humedad necesaria. Al igual que las cortadas
en plano, se pasan después por el secadero u horno, y
luego se cortan con la guillotina, en su longitud.
CLASES DE CHAPAS
Aparte de las mencionadas anteriormente, hay muchas
maderas que solo se pueden aprovechar por medio de
chapas, como por ejemplo: la palma, la trepa y la raíz o
lupia.
-Las palmas: estas se obtienen del corte de un trozo de
tronco, separado en dos partes, o donde surge una rama
grande, por lo general, las palmas son de la parte superior
del árbol. Las vetas son muy complicadas en éste tipo de
trozos, ya que aparece en forma de pluma, cuya longitud
varía desde unos cuántos centímetros, hasta un metro.
Los trozos de éste tipo, son muy frágiles ya que la veta es
muy pequeña. Los más conocidos son las de nogal, fresno
y caoba.
-LAS TREPAS: se consiguen en trozos parecidos al de las
palmas, pero desde la raíz. En este tipo de chapas, se
consiguen veteados muy llamativos y decorativos. Por lo
general, se hacen de nogal.
-LAS RAÍCES O LUPIAS: éste tipo de chapas, son las
más comercializadas, éstas se obtienen de las
irregularidades que se forman en los troncos. Por ser
una acumulación de nudos, la longitud de la veta es muy
pequeña, lo que puede originar un desprendimiento del
centro de los nudos, o que la chapa se desmorone al ser
cortada. Las más cotizadas son las de ambuan, mai-
dou, tuya, fresno, nogal, olmo, laurel. Existe también
una raíz llamada vavona, que proviene de una conífera
llamada secuoya.
-AROLINE O FINELINE: es un tipo de chapa, que ya
casi no se usa, quizás por ser demasiado limpia. Estas
se obtienen, pegando las chapas en montones, alrededor
de cien, y una vez endurecido el pegamento, se cortan
nuevas chapas en ángulo recto con las primeras, y el
resultado son chapas que muestran los bordes de las
chapas iniciales. Con éste proceso se permite hacer
muchas piezas iguales.
Todas las chapas son frágiles y quebradizas, por lo que
hay que manejarlas con mucho cuidado. Deben
almacenarse con cierta humedad, para que no se quiebren
CLASES DE TABLEROS
En el mundo de la ebanistería, los tableros se han hecho
muy comunes por la facilidad que ofrecen en el trabajo
en madera. Los tableros dependiendo de su fabricación,
se pueden clasificar en diferentes tipos:
üTablero Aglomerado Melamínico: es un tipo de aglomerado
rechapado, en el que en vez de añadir las chapas finas,
se añaden láminas de papel impreso.
üTablero Aglomerado de fibras MDF: formado por fibras
de madera afieltradas y prensadas, con aglomerantes o
autoaglomerantes.
üMDF Rechapado: se usa mucho en la ebanistería por
la uniformidad de su superficie y su costo de fabricación
no es tan elevado como otros tipos de tableros.
üMDF Melamínimo: es igual que el MDF rechapado,
pero con una calidad y costo inferiores.
üTablero de Fibras Táblex: producto completamente
natural, compuesto por madera desfibrada, sin ningún
aditivo; es un producto compacto y homogéneo, con
caras de un lado rugoso, y del otro liso.
üTablero Alistonado de madera maciza: este consiste
en un panel hecho de tablas pegadas entre sí en forma
de canto.
üTablero Contrachapado
üTablero Curvado: formado por chapas de madera
pegadas por sus caras, por medio de un sistema de
molde y contramolde.
üTablero Aglomerado: elaborado con partículas de
madera u otro material leñoso, aglomeradas entre sí
mediante presión.
üTablero Aglomerado Rechapado: es igual que el proceso
anterior, con la diferencia que esta añade en sus caras
externas una chapa fina
Tipos de tableros.
9
“Los tableros contrachapados constituyen,
expresados en volumen, el más importante
de todos los productos de paneles de madera.
Los maderas o tableros contrachapados, son
formados por chapas de madera desenrollada
y pegada, superpuestas generalmente a 90°
unas de otras, casi siempre en números
impares. El pegamento o adhesivo utilizado
puede ser de dos tipos: Fenólico (para la
intemperie) y Uréico (para interiores). Este
tipo de tableros se deforma menos que las
maderas macizas…”(FUENTE:www.ut.edu.co/fif/0941/ppm/chapasytriplex.
doc)
Las más comunes son las de 3 y 5 chapas,
peo existen también las de 7, 9 11 o más
chapas.
Por lo general, los tableros son de maderas
blandas, como el abeto y el pino. Las chapas
interiores del tablero, son de una madera de
baja calidad.
TABLERO CONTRACHAPADO
Clasificación de la madera
contrachapada SEGÚN sus grados de
calidad
- Tipo I: interior resistente a la humedad.
Comprende cuatro grados de calidad 1, 2, 3,
4, referidos a la cara y contracara.
- Tipo II: resistente al agua y a la moderada
exposición a la intemperie. Comprende cuatro
grados de calidad 1, 2, 3, 4, de acuerdo con
lo requisitos establecidos.
- Tipo III: exterior a tipo de agua y para usos
marinos. Comprende tres grados de calidad.
Clases de contrachapado
1.- Contrachapado de interior. Sirve para aplicaciones de interior no
estructurales y normalmente tiene una cara de mayor calidad que la
otra.
2.- Contrachapado de exterior. Los hay para exposición total o parcial
al exterior y sirve para aplicaciones no estructurales.
3.- Contrachapado náutico. Es un contrachapado estructural de alta
calidad con las dos caras de calidad fabricado principalmente para
usos náuticos.
4.- Contrachapado estructural. Está indicado para usos industriales
en los que la resistencia y durabilidad son las características
primordiales. Las caras suelen ser de peor calidad.
Su uso depende principalmente de la especie de madera usada para
su creación, el tipo de adhesivo, como ya se explico y además la
calidad y grosor de las chapas.
PROCESO DE FABRICACIÓN DE LOS TABLEROS
CONTRACHAPADOS
Para la fabricación de los tableros contrachapados se debe tener en
cuenta que primero se deben hacer las chapas que conforma la
materia prima primordial del tablero.
Básicamente las chapas se obtienen rebobinando el tronco. Es decir,
en el proceso productivo, el tronco descortezado de 2.5mt de longitud
es llevado a una máquina de bobinadora, la que aplica un cuchillo
en forma paralela longitudinal que va sacando una lámina del espesor
requerido hasta llegar al centro del tronco.
Secado de la chapa: Para hacer posible la elaboración de tableros
hay que secar la chapa inmediatamente. (1) la diferencia del secado
de la chapa con el secado de la madera aserrada es que la chapa
se seca a temperaturas mucho más elevadas (150 a 230°C). Debido
a que sus espesores son pequeños estas se pueden aplicar sin temor
a efectos negativos y además en un tiempo corto. El secado
normalmente se lleva a cabo en túneles largos de secado, a través
de los cuales pasa la chapa.
10
MANUFACTURA DE LOS TABLEROS
Se encola y prensa un tablero para al que formar
un panel sólido que posea las mismas
características y resistencia que la madera maciza.
Encolamiento: Se debe hacer de la manera
siguiente:
üAplicar la cola uniformemente y una capa delgada.
Además el pegante o cola debe humedecer la
superficie de la chapa, pegarse rápidamente a la
misma.
üEsta aplicación se hace por medio de máquinas
 que poseen rodillos superpuestos de modo que
giran transportando la chapa entre ellos.
üNormalmente no se aplica cola en las caras
exteriores.
üLos tableros se colocan entre dos láminas para
ser llevados a la prensa.
üComo se dijo antes, las colas utilizadas son
Uréica y Fenólico
üSe pueden utilizar aditivos para controlar la
viscosidad, mejorar las condiciones de aplicación
de la cola, mejorar las condiciones de adhesión
del pegante, controlar el contenido de humedad
y bajar los precios de la misma.
ü“El prensado en frío de la chapa o tablero
encolado trae como beneficio el dar más flexibilidad
para el manejo de los tableros antes del prensado
en caliente. Los panales así prensados pueden
ser almacenados desde 2 hasta 8 horas. También
mejorar el pegado de las chapas, reduce la
comprensión durante el prensado en caliente
haciendo posible el utilizar tiempo más corto de
prensado evitando que la temperatura del tablero
se eleve, demasiado. El tiempo de prensado frío
puede ser de 5 a 10 minutos.”
üPrensado en caliente bajo altas temperaturas
y altas presiones.
El tiempo de prensado depende del:
a)Tipo de adhesivo
b)Temperatura de prensa
c)Grosor del tablero
d)La presión de prensado depende de la especie
Las razones más comunes de los defectos del prensado
caliente son:
a.La cualidad de pegado o encolado, el cual ésta afectado
por la especie, calidad de la resina, calidad de los aditivos
usados en la mezcla y los defectos de manufacturación.
Estos últimos son los más importantes, los cuales pueden
ser evitados por medio de buen control de calidad.”
b.Cuando se unen las chapas, se debe evitar que no
queden espacios huecos entre chapa y chapa. Cuando
las chapas se pegan, se hacen con máquinas especiales
de precisión y prensadas en prensas de platos calientes,
que pueden llegar a trabajar hasta 40 tableros de una
vez, gracias a sus numerosos platos.
Acabado de los tableros
üCortar los tableros para obtener unas dimensiones finales;
generalmente se hace con sierras circulares de diámetros
que van de 150 a 400 mm y un número de dientes entre
30 y 60 a una velocidad de 60 a 90 m/s y la velocidad de
alimentación de los tableros es de 20 a 40 m/s.
üLijado de la superficie del tablero para lograr el grosor
uniforme deseado y obtener buena superficie. Normalmente
0.2 a 0.3 mm son lijados de ambas caras (superficies) de
los tableros
üControl de calidad. Que se pueden hacer basándose en
simple inspección o en ensayos según especificaciones
dadas.
Tablero alveolar.
Tablero a la veta o laminado
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19
Capítulo 3
PIEDRAS
20
PIEDRAS
Sustancia mineral, más o menos dura y compacta constituye las rocas.
Piedras Naturales
Las piedras se hallan en la naturaleza formando grandes masas rocosas, por
agrupación de minerales. Se denominan rocas simples o compuestas según estén
formadas por minerales iguales o distintos.
1. Brechas
2. Travertino
3. Granito
4. Pórfido
5. Pizarra
6. Mármol
7. Cáliza
Piedras Artificiales
Piedras Artificiales Conglomeradas
Es la unión de 3 elementos
1. áridos
2. Conglomerados
3. Agua
21
Áridos
Son fragmentos rocosos que provienen de la disgregación natural
de las rocas por la acción de diferentes agentes naturales. En
otras palabras, es un material de origen sedimentario, también
podemos agregar, que se obtienen a partir de la trituración de
piedras naturales.
Existe una clasificación de esta clase pero es según su medida
a. áridos gruesos o gravas
b. áridos finos o arenas
ROCAS
TIPOS DE ROCAS
A.CUARZO
Es el componente más importante en la
mayoría de las rocas. En cuanto a la apariencia
física cabe señalar que es incoloro. Sin
embargo, en ocasiones se nos manifiesta en
tonalidades grises o pardas.
B.FELDESPATO
Es un mineral constituido esencialmente de
silicio y oxigeno, asociados a otros elementos
como aluminio, calcio, hierro, magnesio, sodio,
potasio etc. Son los minerales dominantes en
la corteza terrestre. Se representa en
tonalidades grises, rosáceas, verdes. Etc.
C.MICA
Esta es mucho más blanda que los dos
anteriores
1.Conglomerados
Los conglomerados son aquellos productos que se emplean en
la construcción para poder unir ciertos materiales entre sí. Estos
tienen la capacidad de pegar diferentes materiales sueltos para
hacer posible el generar otros materiales nuevos.
Tipos de conglomerados
a.AËREOS
BARRO
Este es una material que químicamente es estable, es aislante
térmico y acústico y que fácilmente se adhiere a la madera y los
materiales que son de origen vegetal.
· ADOBE,
· TAPIAL,
· MACADAM,
· CUBIERTA DE CAÑIZO
PIEDRAS ARTIFICIALES
1. Aglomerados
2. Graníticos
3. Cerámica
4. Vidrio
5. Conglomerados
CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS
A. ROCAS ERUPTIVAS O MAGMÁTICAS
Se forman por la solidificación de un magma
o lava, una masa mineral fundida que incluye
volátiles, gases disueltos. El proceso es lento,
cuando ocurre en las profundidades de la
corteza, o más rápido, si acaece en la
superficie.
Las rocas magmáticas son con mucho las
másabundantes, forman la totalidad del manto
y las partes profundas de la corteza. Son las
rocas primarias.
ROCAS PLUTÓNICAS
Son conocidas como profundas por su situación
e el interior de la tierra a gran profundidad.
Todas ellas son de estructura cristalina. Las
más utilizadas en la construcción son:
Muestras con diferentes acabados
22
1.GRANITO
Es una roca plutónica cuya
apariencia es cristalina. Se
clasifican por el tamaño del
grano.
·Grano Grueso
·Grano pequeño
·Grano imperceptible a simple
vista
2.SIENITA
Es una roca de propiedades,
colores y estructura análogos
a los del granito, aunque algo
menos dura. Es un buen
material de construcción. Es de
color gris, rojizo o verdoso.
Puede ser más blanco que el
granito.
3.DIORITA
Es una de la más resistente
que el granito. Suele emplearse
en decoración y en pavimentos
interiores.
2. GABRO
Se trata de una roca
esencialmente de tonalidades
blancas con coloraciones
verdes. De grano grueso, muy
duro y resistente.
3.OLIVINO
Es una roca plutónica que se
descompone fácilmente por
laminación, y por ello es menos
utilizada que las anteriores.
a.ROCAS VOLCANICAS
Este tipo de rocas provinieron de las rocas plutónicas al molificarse. Un ejemplo
claro de este tipo de rocas es el BASALTO la cual es muy moderna para la realización
de adoquines. Tiene gran resistencia.
b.ROCAS METAMÓRFICAS
En sentido estricto es metamórfica cualquier roca que se ha producido por la evolución
de otra anterior al quedar ésta sometida a un ambiente energéticamente muy distinto
del de su formación, mucho más caliente o más frío, o a una presión muy diferente.
Cuando esto ocurre la roca tiende a evolucionar hasta alcanzar características que
la hagan estable bajo esas nuevas condiciones.
Lo más común es el metamorfismo progresivo, el que se da cuando la roca es
sometida a calor o presión mayores, aunque sin llegar a fundirse pero también
existe un concepto de metamorfismo regresivo, cuando una roca evolucionada a
gran profundidad.
Las rocas metamórficas abundan en zonas profundas de la corteza, por encima del
zócalo magmático. Tienden a distribuirse clasificadas en zonas, distintas por el grado
de metamorfismo alcanzado, según la influencia del factor implicado. Ejemplos de
rocas metamórficas, son las pizarras, los mármoles o las cuarcitas.
Las principales rocas metamórficas utilizadas en la construcción son:
· GNEIS
· SERPENTINA
· PIZARRA
· MÁRMOL
TIPOS DE PIEDRA PARA INTERIORES
· PIZARRAS
Son aquellas rocas que sirven para cubrir paredes o estructuras tipo decorativas.
Además podemos agregar que sirven para pavimentación.
Muestra de granito
23
a.ROCAS SEDIMENTARIAS
Se constituyen por
compactación y cementación
de los sedimentos, materiales
procedentes de la alteración en
superficie de otras rocas, que
posteriormente son
transportados y depositados
por el agua, el hielo y el viento,
con ayuda de la gravedad o por
precipitación desde
disoluciones. También se
clasifican como sedimentarios
los depósitos de materiales
organógenos, formados por
seres vivos, como los arrecifes
de coral o los estratos de
carbón. Las rocas
sedimentarias son las que
típicamente presentan fósiles,
restos de seres vivos, aunque
Pizarra en Interiores
·MÁRMOL
Es una roca metamórfica
pero la cual se utiliza para
ornamentación, escultura,
fachadas de edificios,
elementos decorativos.
losas o recubrimientos en
interiores.
24
APLICACIÓN DE PIEDRA Y SUS
USOS
· Pavimentos
· Revestimientos
· Mampostería
· Pizarras de techar
TIPOS DE PIEDRA PARA PISOS
1. Mármol: facil de limpieza. Suele
usarse en baños ( es resbaladiza)
2. Travertino
3. Laja
4. Terracota
5. Pórfido
6. Pizarra
7. Arenisca
8. Cuarcita
9. Granito
10. Calcáreo
ACABADOS EN PIEDRA
Aburbujado
Es uno de los acabados más tradicionales.
Se aplica golpeando repetidas veces con
una bujarda que va punteando la superficie
hasta dejarla con la textura deseada.
Proporciona una superficie rugosa y
homogénea, con pequeños cráteres
uniformemente repartidos. Se puede aplicar
en , , y .
Apomazado
Desdibuja y suaviza los bordes de la piedra.
Proporciona una superficie similar a la del
pulido, pero sin brillo. Es un acabado que
se aplica en piedras compactas, con un
grado mínimo de dureza. Es aplicable a
todas las piedras.
Flameado
Es un acabado exclusivo del , que
proporciona a la piedra una superficie rústica
y rugosa.
Mate
Textura lisa, no brillante, ideal para evitar
los resbalones en la piedra destinada para
suelos.
Piedra envejecida
Acabado antiguo que realza el color e imita el desgaste y suavidad
original de una piedra antigua auténtica.
Pulido
Con el pulido se obtiene una superficie lisa y brillante y se otorga a
la piedra mayor resistencia al ataque de agentes externos. Se aplica
principalmente en y .
Serrado
Deja la superficie lisa, muy porosa y rugosa al tacto: la piedra queda
mate, de color blancuzco y arañada por la huella de la herramienta.
PIEDRA EN INTERIORES
Como material para acabado de interiores, la piedra posee como
características destacadas durabilidad, peso y presencia. Los ambientes
con paredes o suelos de piedra integran la estructura con la superficie
dando imagen de solidez y poder.
Como cualquier material natural está sujeta al desgaste y a los efectos
del paso del tiempo. A diferencia de otros materiales este proceso
tiene lugar a muy largo plazo. Para un buen mantenimiento se requiere
según el tipo de piedra sellado y limpieza con disolventes o jabones
especiales.
Ofrece una variedad de colores y superficies sorprendente: tonos
negros, azules, púrpura, verde, rojo; texturas lisas, afiladas, arrugadas;
acabados estriados, salpicados, vetados, cristalinos. Cada tipo de
piedra posee diferentes características en cuanto a porosidad,
resistencia al desgaste y textura.
En interiores, lo más habitual es su utilización en suelos, , , aunque
también como revestimiento para paredes, chimeneas, encimeras en
las cocinas, bañeras y lavamanos.
Detalle de
piedra en
interiores
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GRANITO EN INTERIORES
En el ámbito doméstico puede utilizarse en distintas dimensiones y grosores. Para
suelos, revestimientos de paredes, superficies de trabajo o encimeras.
Los bloques individuales o de textura rugosa se utilizan frecuentemente en suelos
al aire libre. La opción del en baldosas es más conveniente que en losas, debido
al elevado costo de estas últimas.
El color del es definido por sus elementos constitutivos. Éstos pueden ser
blanquecinos, rosáceos, grises o ligeramente azulados, así como también oscuros,
casi negros.
MÁRMOL EN INTERIORES
Es un material incomparable en lo que hace a su traslúcida belleza.
Es un material caro, aunque los avances tecnológicos han permitido obtener losas de mármol más económicas, finas
y ligeras, las cuales son utilizadas para suelos acabado ásproy revestimientos acabado pulido. Es un material que puede
pulirse en profundidad.
Durante siglos fue símbolo de lujo ahora se utiliza para darle un estilo al interior.
El mármol puro es casi blanco. Las impurezas que contiene hacen que su color varíe entre el rosa, el verde, el rojo, el
marrón, el dorado y el negro. Normalmente posee vetas, líneas o un suave efecto nublado que otorga a la piedra
profundidad y apariencia traslúcida.
PIZARRA EN INTERIORES
La pizarra es una de las piedras más versátiles que se utilizan en la construcción: es casi la única que puede partirse
en finas láminas. Es resistente a los esfuerzos laterales, con el apoyo adecuado, rara vez se agrieta. Disponible en
tonos casi sólidos y dibujos moteados o veteados, su aspecto es resbaladizo y húmedo, en parte debido a su alto
contenido en mica.
Su color varía entre el gris azulado y el verde grisáceo, junto con el negro carbón. Su acabado puede ser liso y uniforme
o bien aserrado, de apariencia "rústica", superficie irregular y grietas poco profundas.
Aplicaciones de mampostería
26
Capítulo 4
METALES
27
METALES
METALES
Los metales son elementos que encontramos en la naturaleza y se caracterizan por ser buenos
conductores de electricidady calor.
 Cuando hablamos de metales nos referimos tanto a los metales puros como a las aleaciones
con características metálicas como el acero o bronce.
Algunas de sus características son:
·Maleabilidad: se puede transformar los metales en láminas.
·Ductilidad: los metales también se pueden transformar en hilos o alambres.
·Tenacidad: resistencia de los metales a romperse po tracción.
·Resistencia mecánica: Capacidad para resistir esfuerzo de tracción, comprensión, torsión
y flexión sin deformarse ni romperse
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HIERRO
Es el metal más abundante en la tierra después del aluminio.
Se caracteriza por ser un metal maleable, es de color gris
plateado y posee propiedades magnéticas. En la naturaleza
rara vez lo encontramos libre, casi siempre se encuentra
formando parte de minerales, como pirita, hematites, siderita,
como se puede ver en la fotografía.
El hierro puro, tiene un uso limitado. El hierro comercial
contiene pequeñas cantidades de carbono y otros elementos,
pero éstas pueden mejorarse considerablemente añadiendo
más carbono y otros elementos de aleación.
La mayor parte del hierro se utiliza en formas sometidas a
un tratamiento especial, como el hierro forjado, el hierro
fundido y el acero. Comercialmente, el hierro puro se utiliza
para obtener láminas metálicas galvanizadas y electroimanes
Hierro Forjado
El hierro forjado ha sido utilizado por miles de años.
El proceso consiste en elevar la temperatura del hierro y
luego martillarlo para obtener la forma que se desea, luego
en el proceso de enfriamiento se endurece. En la actualidad
el hierro forjado se utiliza para elementos decorativos y
elementos constructivos secundarios como enrejados
Aplicación de Hierro Forjado
Hierro Fundido
El hierro fundido, también conocido como Hierro Colado,
es un tipo de también llamada como hierro fundido gris,
es uno de los materiales ferrosos más empleados, su
nombre se debe a la apariencia de sus superficies al
romperse. Esta ferrosa contiene en general más de 2%
de y más de 1% de , además de , y .
Los primeros usos que se tiene registro de este material
se dieron, en Europa occidental, aproximadamente en
el año , específicamente en la fabricación de , y
simultáneamente se comenzaron a utilizar también en
la construcción de . Se tienen registros de que en la
primera tubería de hierro fundido fue instalada en , en
el Castillo Dillenberg.
El proceso de fabricación de los tubos de hierro fundido
ha tenido profundas modificaciones, pasando del método
antiguo de foso de colada hasta el proceso moderno
por medio de la centrifugación.
ACERO
El acero se obtiene de la aleación del hierro con carbono
con un máximo de 2%, se obtiene el acero.
El acero es muy común en la vida cotidiana con él se
elaboran herramientas, utensilios, equipos mecánicos,
electrodomésticos, maquinaria, estructura de viviendas,
etc.
Acero inoxidable: es la aleación del acero con un 10%
de cromo como mínimo. El cromo forma una capa
protectora que hace que el acero sea resistente a la
corrosión. El acero inoxidable lo podemos utilizar para
la elaboración de sartenes, electrodomésticos, mobiliario,
revestimientos de superficies, fachadas de edificios,
escaleras, etc.
Textura de Acero Inoxidable
29
Acero laminado:
El proceso de laminado consiste en calentar previamente
los lingotes de acero fundido a una temperatura que
permita la deformación del lingote por un proceso de
estiramiento y desbaste que se produce en una cadena
de cilindros a presión llamado tren de laminación. Estos
cilindros van formando el perfil deseado hasta conseguir
las medidas que se requieran. Las dimensiones del acero
que se consigue no tienen tolerancias muy ajustadas y
por eso muchas veces a los productos laminados hay
que someterlos a fases de mecanizado para ajustar su
tolerancia. El acero que se utiliza para la construcción de
estructuras metálicas y obras públicas.
Láminas acero l
Acero corrugado:
Es una clase de acero laminado usado especialmente en
construcción, para armar hormigón armado, y cimentaciones
de obra civil y pública, se trata de barras de acero que
presentan resaltos o corrugas que mejoran la adherencia
con el hormigón.
Acero Corten:
Tiene un alto contenido de cobre, cromo y níquel lo que
le proporciona un color rojizo. En la oxidación superficial
del acero corten crea una película de óxido impermeable
al agua y al vapor de agua que impide que la oxidación
del acero prosiga hacia el interior de la pieza. Esto
protege del óxido superficial frente a la corrosión
atmosférica, con esta característica ya no es necesario
utilizar otra protección como la protección galvánica o
el pintado.
Escultura de Acero Corten
ALUMINIO
Uno de los metales más comunes, muy abundante
en la naturaleza se encuentra en rocas y
vegetación, se extrae del mineral conocido con
el nombre de bauxita.
Algunas características del aluminio son:
"Es muy maleable, permita la fabricación de
láminas muy delgadas.
"Bastante dúctil, con el se pueden hacer cables
eléctricos.
"Permite la fabricación de piezas por fundición,
forja y extrusión.
"Material soldable.
"Resiste la corrosión
¿En qué podemos usar el aluminio?
El aluminio es muy raro que se use puro en un
100%, es más común utilizarlo en aleación con
otros metales. El aluminio puro se utiliza para la
fabricación de espejos y telescopios reflectores.
En Aleaciones se utiliza en variedad de productos:
estructura de aviones, autos, bicicletas; papel de
aluminio, latas, puertas, ventanas, armarios,
utensilios para la cocina, mobiliario y elementos
decorativos; pulverizado se utiliza para aumentar
la potencia de explosivos.
30
Elementos no metál icos del aluminio:
·Oxido de aluminio o alúmina: es un producto
intermedio de la obtención de aluminio a partir de
la bauxita. Se utiliza como revestimiento de
protección, El óxido de aluminio cristalino se llama
 y se utiliza principalmente como .
·Haluros de Aluminio: se emplea en la producción
de y así como en el .
·Aluminosilicatos: Forman parte de las y son la
base de muchas y . En vidrios y cerámicas también
se utilizan óxidos de aluminio.
·Hidróxido de Aluminio: se emplea en la producción
de cerámica y vidrio y en la impermeabilización de
tejidos.
Fundición del Aluminio
La fundición de piezas consiste fundamentalmente en
llenar un molde con la cantidad de aluminio fundido
requerido por las dimensiones de la pieza que se desea,
después cuando se solidifique se obtenga la pieza con la
forma del molde.
La fundición se puede hacer en molde de arena: para
cantidades pequeñas de piezas fundidas idénticas y piezas
fundidas complejas con núcleos complicados; se puede
hacer también en molde metálico: se utiliza para
producciones más grandes.
Luminaria hecha con aluminio fundido
Aluminio Anodizado
Capa de protección artificial que se genera sobre el
aluminio mediante el óxido protector del , conocido como
. Algunas de las características del aluminio anodizado
son:
·La capa es más duradera que las capas de pintura.
·El anodizado no puede ser pelado porque forma parte
del metal base.
·El anodizado le da al aluminio una apariencia decorativa
muy grande al permitir colorearlo en los colores que se
desee.
·Al anodizado no es afectado por la luz solar y por tanto
no se deteriora.
Pintura en Aluminio
Butaca hecha de aluminio fundido y
anodizado
El proceso de aplicación de pintura y protección al
aluminio se conoce como “lacado”. Se aplica a los perfiles
de aluminio, consiste en la aplicación electrostática de
una pintura en polvo a la superficie del aluminio. Las
pinturas más utilizadas son las de tipo poliéster por sus
características de la alta resistencia que ofrecen a la luz
y a la corrosión.
Silla de aluminio lacado color
blanco
31
COBRE
Metal característico por su color rojizo brillante. Sus
características como la alta , y , han hecho que se
convierta en el material primordial en la fabricación de
y otros componentes y .
El cobre es uno de los pocos metales que pueden
encontrarse en la naturaleza en estado "nativo", esdecir,
sin combinar con otros elementos.
Es muy utilizado para formar parte de aleaciones, entre
las más conocidas están el bronce y latón.
Cobre en estado nativo
Uso del bronce
 Se utiliza para elaborar cables eléctricos, se emplean
conductores de cobre en numerosos equipos eléctricos
como generadores, motores y transformadores, radiadores
de automóviles, elementos arquitectónicos y
revestimientos en tejados, fachadas, puertas y ventanas,
monedas, bisutería, etc.
 Bronce
Aleación principalmente de cobre y estaño hasta en un
22% y en pequeñas cantidades: aluminio, berilio, cromo
o silicio.
El bronce se emplea utiliza en aleaciones conductoras
del calor, en baterías eléctricas y en la fabricación de
válvulas, tuberías y uniones de fontanería. Algunas
aleaciones de bronce se usan en uniones deslizantes,
como cojinetes y descansos, discos de fricción; y otras
aplicaciones donde se requiere alta resistencia a la
corrosión como rodetes de turbinas o válvulas de bombas,
entre otros elementos de máquinas. En algunas
aplicaciones eléctricas es utilizado en resortes, también
se utilizan para elementos decorativos como esculturas,
etc.
Bronce utilizado
como revestimiento
LATÓN
Aleación de cobre, cinc no mayor de 50% y otros
metales en menor proporción.
Su composición influye en las características mecánicas,
la fusibilidad y la capacidad de conformación por
fundición, forja y mecanizado. En frío, los lingotes
obtenidos se deforman plásticamente produciendo
láminas, varillas o se cortan en tiras susceptibles de
estirarse para fabricar alambres. El latón es más duro
que el cobre, pero fácil de mecanizar, grabar y fundir.
Es resistente a la oxidación, a las condiciones salinas
y es maleable, por lo que puede laminarse en planchas
finas.
La utilización del latón en muy amplio armamento,
calderería, soldadura, fabricación de alambres, tubos
de condensadores y terminales eléctricos. Como no es
atacado por el agua salada, se usa en la construcción
de barcos, en equipos pesqueros y marinos. Por su
color amarillo se asemeja al oro, así que también se
utiliza joyería, bisutería y elementos decorativos.
Tratamientos del bronce
Laminación: Una de las propiedades fundamentales
del cobre es su maleabilidad que permite producir todo
tipo de láminas desde grosores muy pequeños, tanto
en forma de rollo continuo como en planchas de diversas
dimensiones.
Fundición: El cobre puro no es muy adecuado para
fundición por moldeo, porque produce galleo, es decir
que se crean minúsculos hoyos en el metal solidificado.
En aleación con otros metales si es posible la fundición.
Forjado: Una aleación de cobre es "forjable" en caliente
si existe un rango de temperaturas suficientemente
amplio en el que la ductilidad y la resistencia a la
deformación sean aceptables. Este rango de
temperaturas depende de composición química que
tenga, en la que influyen los elementos añadidos y de
las impurezas.
Estampación: operación mecánica que se realiza para
grabar un dibujo o una leyenda en la superficie plana
de una pieza que generalmente es de chapa metálica.
Las chapas de cobre y sus aleaciones reúnen
condiciones muy buenas para realizar en ellas todo tipo
de grabados.
La estampación se puede realizar en frío o en caliente,
la estampación de piezas en caliente se llama forja, y
tiene un funcionamiento diferente a la estampación en
frío que se realiza en chapas generalmente. Las chapas
de acero, aluminio, plata, latón y oro son las más
adecuadas para la estampación. Una de las tareas de
estampación más conocidas es la que realiza el
estampado de las caras de las monedas en el proceso
de acuñación de las mismas.
Reciclado
El cobre es uno de los pocos materiales que no se
degradan ni pierden sus propiedades químicas o físicas
en el proceso de reciclaje. Puede ser reciclado un
número ilimitado de veces sin perder sus propiedades,
siendo imposible distinguir si un objeto de cobre está
hecho de fuentes primarias o recicladas.
32
Capítulo 5
POLÍMEROS
33
POLÍMEROS
¿Qué son los polímeros?
La materia esta formada por moléculas que pueden
ser de tamaño normal o moléculas gigantes llamadas
polímeros.
Los polímeros se producen por la unión de cientos
de miles de moléculas pequeñas denominadas
monómeros que forman enormes cadenas de las
formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras
tienen ramificaciones. algunas más se asemejan a
las escaleras de mano y otras son como redes
tridimensionales.
Existen polímeros naturales de gran significación
comercial como el algodón, formado por fibras de
celulosas. La celulosa se encuentra en la madera
y en los tallos de muchas plantas, y se emplean
para hacer telas y papel. La seda es otro polímero
natural muy apreciado y es una poliamida semejante
al nylon. La lana, proteína del pelo de las ovejas,
es otro ejemplo. El hule de los árboles de hevea y
de los arbustos de Guayule, son también polímeros
naturales importantes.
Sin embargo, la mayor parte de los polímeros que
usamos en nuestra vida diaria son materiales
sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas.
Lo que distingue a los polímeros de los materiales
constituídos por moléculas de tamaño normal son
sus propiedades mecánicas. En general, los
polímeros tienen una excelente resistencia mecánica
debido a que las grandes cadenas poliméricas se
atraen. Las fuerzas de atracción intermoleculares
dependen de la composición química del polímero
y pueden ser de varias clases.
Fuerzas de Van der Waals.
También llamadas fuerzas de dispersión, presentes en
las moléculas de muy baja polaridad, generalmente
hidrocarburos. Estas fuerzas provienen de dipolos
transitorios: como resultado de los movimientos de
electrones, en cierto instante una porción de la molécula
se vuelve ligeramente negativa, mientras que en otra
región aparece una carga positiva equivalente. Así se
forman dipolos no-permanentes.
Estos dipolos producen atracciones electroestáticas
muy débiles en las moléculas de tamaño normal, pero
en los polímeros, formados por miles de estas pequeñas
moléculas, las fuerzas de atracción se multiplican y
llegan a ser enormes, como en el caso del polietileno.
En la tabla 1.1 se observa como cambian la densidad
y la temperatura de fusión, al aumentar el número de
átomos de carbono en la serie de los hidrocarburos.
Los compuestos más pequeños son gases a la
temperatura ambiente. al aumentar progresivamente el
número de carbonos, los compuestos se vuelven líquidos
y luego sólidos, cada vez con mayor densidad y mayor
temperatura de fusión, hasta llegar a los polietilenos
con densidades que van de 0,92 a 0, 96 g / cm3 y
temperaturas de fusión entre 105 y 135° C.
34
Concepto y clasificación.
Un polímero (del griego poly, muchos; meros, parte,
segmento) es una sustancia cuyas moléculas son, por
lo menos aproximadamente, múltiplos de unidades de
peso molecular bajo. La unidad de bajo peso molecular
es el monómero. Si el polímero es rigurosamente
uniforme en peso molecular y estructura molecular, su
grado de polimerización es indicado por un numeral
griego, según el número de unidades de monómero
que contiene; así, hablamos de dímeros, trímeros,
tetrámero, pentámero y sucesivos.
El término polímero designa una combinación de un
número no especificado de unidades. De este modo,
el trióximetileno, es el trímero del formaldehído, por
ejemplo.
Si el número de unidades es muy grande, se usa
también la expresión gran polímero. Un polímero no
tiene la necesidad de constar de moléculas individuales
todas del mismo peso molecular, y no es necesario que
tengan todas la misma composición química y la misma
estructura molecular.
Hay polímeros naturales como ciertas proteínas
globulares y policarbohidratos, cuyas moléculas
individuales tienen todas el mismo peso molecular y la
misma estructura molecular; pero la gran mayoría de
los polímeros sintéticos y naturales importantes son
mezclas de componentes poliméricos homólogos.
La pequeña variabilidad en la composición química y
en la estructura molecular es el resultado de la presencia
de gruposfinales, ramas ocasionales, variaciones en
la orientación de unidades monómeras y la irregularidad
en el orden en el que se suceden los diferentes tipos
de esas unidades en los copolímeros. Estas variedades
en general no suelen afectar a las propiedades del
producto final, sin embargo, se ha descubierto que en
ciertos casos hubo variaciones en copolímeros y ciertos
polímeros cristalinos.
Polímeros isómeros.
Los polímeros isómeros son polímeros que tienen
escencialmente la misma composición de porcentaje,
pero difieren en la colocación de los átomos o grupos
de átomos en las moléculas. Los polímeros isómeros
del tipo vinilo pueden diferenciarse en las orientaciones
relativas (cabeza a cola, cabeza a cabeza, cola a cola,
o mezclas al azar de las dos.) de los segmentos
consecutivos (unidades monómeras.).:
Cabeza a cola
—CH2—CHX—CH2—CHX—CH2—CHX—CH2—CHX—
Cabeza a cabeza y cola a cola
— CH2—CH2—CHX—CHX—CH2—CH2—CHX—CHX—CH2—
o en la orientación de sustituyentes o cadenas laterales
con respecto al plano de la cadena axial hipotéticamente
extendida.
La isomería cis-trans puede ocurrir, y probablemente
ocurre, para cualquier polímero que tenga ligaduras
dobles distintas a las que existen en los grupos vinilo
pendientes (los unidos a la cadena principal).
Concepto de tacticidad.
El termino tacticidad se refiere al ordenamiento espacial
de las unidades estructurales.
El mejor ejemplo es el polipropileno, que antes de 1.955
no tenía ninguna utilidad. En ese año, Giulio Natta en
Milán, utilizó para hacer polipropileno, los catalizadores
que Karl Ziegler había desarrollado para el polietileno.
Esos catalizadores, hechos a base de cloruro de titanio
y tri-alquil-aluminio, acomodan a los monómeros de tal
manera que todos los grupos metilos quedan colocados
del mismo lado en la cadena.
En esta forma, Natta creó el polipropileno isotáctico, que
tiene excelentes propiedades mecánicas. Hasta ese
momento, con los procedimientos convencionales, sólo
se había podido hacer polímeros atácticos, sin regularidad
estructural.
El polipropileno atáctico es un material ceroso, con pésimas
propiedades mecánicas.
Otros catalizadores permiten colocar los grupos
alternadamente, formando polímeros que se llaman
sindiotácticos, los cuales, como los isotácticos, tienen muy
buenas propiedades.
 Homopolímeros y copolímeros.
Los materiales como el polietileno, el PVC, el polipropileno,
y otros que contienen una sola unidad estructural, se
llaman homopolímeros. Los homopolímeros, a demás,
contienen cantidades menores de irregularidades en los
extremos de la cadena o en ramificaciones.
Por otro lado los copolímeros contienen varias unidades
estructurales, como es el caso de algunos muy importantes
en los que participa el estireno.
Estas combinaciones de monómeros se realizan para
modificar las propiedades de los polímeros y lograr nuevas
aplicaciones. Lo que se busca es que cada monómero
imparta una de sus propiedades al material final; así, por
ejemplo, en el ABS, el acrilonitrilo aporta su resistencia
química, el butadieno su flexibilidad y el estireno imparte
al material la rigidez que requiera la aplicación particular.
Evidentemente al variar las proporciones de los
monómeros, las propiedades de los copolímeros van
variando también, de manera que el proceso de
copolimerización permite hasta cierto punto fabricar
polímeros a la medida.
No solo cambian las propiedades al variar las proporciones
de los monómeros, sino también al variar su posición
dentro de las cadenas. Así, existen los siguientes tipos de
copolímeros.
Las mezclas físicas de polímeros, que no llevan uniones
permanentes entre ellos, también constituyen a la enorme
versatilidad de los materiales poliméricos. Son el
equivalente a las aleaciones metálicas.
En ocasiones se mezclan para mejorar alguna propiedad,
aunque generalmente a expensas de otra. Por ejemplo,
el óxido de polifenilo tiene excelente resistencia térmica
pero es muy difícil procesarlo.
35
El poliestireno tiene justamente las propiedades contrarias,
de manera que al mezclarlos se gana en facilidad de
procedimiento, aunque resulte un material que no resistirá
temperaturas muy altas.. Sin embargo en este caso hay
un efecto sinergístico, en el sentido en que la resistencia
mecánica es mejor en algunos aspectos que a la de
cualquiera de los dos polímeros. Esto no es frecuente,
porque puede ocurrir únicamente cuando existe perfecta
compatibilidad ente los dos polímeros y por regla general
no la hay, así que en la mayoría de los casos debe
agregarse un tercer ingrediente para compatibilizar la
mezcla. Lo que se emplea casi siempre es un copolímero
injertado, o uno de bloque que contenga unidades
estructurales de los dos polímeros.
Otras veces se mezcla simplemente para reducir el costo
de material.
En otros casos, pequeñas cantidades de un polímero de
alta calidad puede mejorar la del otro, al grado de permitir
una nueva aplicación.
Los copolímeros de bloque pueden ser desde transparentes a coloreados
con una amplia gama de matices y los TPE flexibles (Laprene) encuentran
un amplio campo de aplicación en guarniciones y otros elementos.
Copolímeros y Terpolímeros
SAN
Copolímero de estireno-acrilonitrilo en los que el contenido
de estireno varía entre 65 y 80 %. Estos materiales tienen
buena resistencia a los aceites lubricantes, a las grasas
y a las gasolinas.
Asimismo, tiene mejores propiedades de impacto, tensión
y flexión, que los homopolímeros del estireno. Los
copolímeros son transparentes, pero con un ligero color
amarillo que se vuelve más oscuro a medida que aumenta
el contenido en acrilonitrilo. Al mismo tiempo mejora la
resistencia química, la resistencia al agrietamiento
ambiental y la resistencia térmica al aimentar el porcentaje
en acrilonitrilo.
El SAN se usa cuando se requieren partes rígidas, con
buena estabilidad dimensional y buena resistencia térmica,
por ejemplo, en partes de las máquinas lavaplatos y en
piezas para radios u televisores.
Se lo emplea en grandes cantidades en la industria
alimenticia. los copolímeros con 30 % estireno y 70 %
acrilonitrilo, son excelentes barreras contra el oxígeno, el
CO2 y la humedad.
ABS
Terpolímero acrilonitrilo-butadieno-estireno. Son
materiales heterogéneos formados por una fase
homogénea rígida y una elastomérica.
Originalmente se mezclaban emulsiones de los dos
polímeros de SAN y polibutadieno. La mezcla era
coagulada para obtener ABS.
Ahora se prefiere polimerizar estireno y acrilonitrilo en
presencia de polibutadieno. De esa manera, una parte
del estireno y del acrilonitrilo se copolimerizan formando
SAN y otra porción se injerta sobre las moléculas de
polibutadieno.
El ABS se originó por la necesidad de mejorar algunas
propiedades del poliestireno de alto impacto. Este material
tiene tres desventajas importantes:
Baja temperatura de ablandamiento.
Baja resistencia ambiental.
Baja resistencia a los agentes químicos.
La incorporación del acrilonitrilo en la fase continua,
imparte mayor temperatura de ablandamiento y mejora
considerablemente la resistencia química. Sin embargo,
la resistencia ambiental se vuelve todavía menor, pero
este problema se resuelve empleando aditivos. Las
propiedades del ABS son suficientemente buenas para
varias aplicaciones:
Artículos moldeados,
Artículos extruidos.
Copolímeros estireno-butadieno.
éstos son los hules sintéticos que han sustituido
prácticamente en su totalidad al natural, en algunas
aplicaciones como las llantas para automóviles.
Los hules sintéticos contienen 25 % de estireno y 75 %
butadieno; sus aplicaciones incluyen en orden de
importancia:
Llantas,
Espumas,
Empaques,
Suelas para zapatos,
Aislamiento de alambres y cables eléctricos,
Mangueras.
Los copolímeros de estirenio-butadieno con mayor
contenido de batadieno, hasta de 60 %, se usan para
hacer pinturas y recubrimientos ahulados. Para mejorar
la adhesividad, en ocasiones se incorpora el ácido acrílico
o los ésteres acrílicos, que elevan la polaridad de los
copolímeros.
Otros copolímeros del estireno
MBS. Seobtienen injertando metacrilato de metilo o
mezclas de metacrilato y estireno, en las cadenas de un
hule de estireno-batadieno.
Acrílicos. Copolímeros de metacrilato-butilacrilato-estireno
o de metacrilato-hexilacrilato-estireno.
Otros copolímeros importantes del estireno, se realizan
polimerizando en suspensión, estireno en presencia de
divinil-benceno, para obtener materiales entre cruzados,
que por sulfonación y otras reacciones químicas se
convierten en las conocidas resinas de intercambio iónico.
36
Para hacer este material, se dispersa un elastómero en
una matriz que puede ser de poliestireno o de algunos de
sus copolímeros. Las variables importantes de la fase
continua son:
Distribución de pesos moleculares.
Composición, cuando se trata de un copolímero.
Las variables importantes de la fase elastomérica son:
Número, tamaño, distribución de tamaños y formas de las
partículas dispersadas.
Composición, si es un copolímero.
Grado de entrecruzamiento en el elastómero.
Existen dos procedimientos para obtener poliestireno de
alto impacto:
Mezclar poliestireno directamente con el elastómero.
Mezclar estireno, el elastómero, el catalizante y el acelerante
y se produce la polimerización.
CPE.
Los polietilenos clorados se obtienen clorando polietileno
de alta densidad con 30 % a 40 % de cloro. Tiene baja
cristalinidad y baja temperatura de transición vítrea. Un
nivel de cloro del 36 % resultó experimentalmente para un
buen balance al impacto-dispersabilidad-procesabilidad.
EVA.
Copolímero del etileno y acetato de vinilo con 30 % a 50
% del acetato, posee propiedades elastoméricas.
Lubricantes.
Los lubricantes mejoran la procesabilidad de los polímeros,
realizando varias importantes funciones.
Reducen la fricción entre las partículas del material,
minimizando el calentamiento friccional y retrasando la
fusión hasta el punto óptimo.
Reducen la viscosidad del fundido promoviendo el buen
flujo del material.
Evitan que el polímero caliente se pegue a las superficies
del equipo de procesamiento.
A los lubricantes se los clasifican en:
Lubricantes externos, que son los que reducen la fricción
entre las moléculas del polímero y disminuyen la adherencia
polímero metal.
Ceras parafínicas, con pesos moleculares entre 300 y
1500, y temperaturas de fusión entre 65 a 75 °C. Las
lineales son más rígidas, por su mayor cristalinidad. En
las ramificadas, la cristalinidad es menor y los cristales
más pequeños.
Ceras de polietileno, son polietilenos de muy bajo peso
molecular, ligeramente ramificadas, con temperaturas de
fusión de 100 a 130 °C. Son más efectivas que las parafinas.
Ceras tipo éster, se trata de glicéridos obtenidos de cebos
y contienen ácidos grasos con 16 a 18 átomos de carbono.
El más importante es el triesterato.
Los lubricantes internos y las amidas de los ácidos también
se emplean con este fin.
Polímeros de bloque e injertos
Se han desarrollado nuevos métodos interesantes
para la síntesis de copolímeros de bloque e injertos.
Estos métodos han encontrado aplicación práctica en
la preparación de poliestireno de alta resistencia al
impacto, de los cauchos de elevada resistencia a la
abrasión y de fibras acrílicas.
Un principio de la copolimerización por injertos consiste
en polimerizar un monómero, el monómero-B, en
presencia de un polímero, el poli-A, de manera tal
que los centros iniciadores de las reacciones de la
segunda polimerización estén situados todos en el
polímero original. Una forma particularmente efectiva
de conseguir este resultado es someter el poli-A a la
degradación mecánica en presencia del mono-B. Si
las cadenas del polímero se rompen por la acción
mecánica, se forman dos radicales libres en el punto
de ruptura de la cadena. Estos dos radicales pueden
utilizarse si se evita que se recombinen o
desproporcionen uno con el otro o que sean
consumidos por algún otra impureza reactiva, como
el oxigeno y en presencia de un monómero vinílico.
Muchos tipos de agitación mecánica, particularmente
el prensado en calandria, la molienda, la compresión
en estado plástico y la agitación y sacudimiento en
solución, conducen a la unión química del segundo
monómero y el primer polímero. Para que la
degradación mecánica sea efectiva, conviene que el
poli-A tenga un peso molecular relativamente alto. Se
han echo grandes progresos en la injertación del
estireno, esteres acrílicos y acrilonitrilo al caucho y a
muchos elastómeros sintéticos; los monómeros
vinílicos también se ha injertado a la celulosa y
derivados de esta, poliésteres, poliamidas, poliéteres
y proteínas. Los productos resultantes combinan en
forma muy interesante las propiedades de los dos
compuestos. Los trabajos sobre la radiación de injertos
han progresado considerablemente, sobre todo
mediante el empleo de mejores fuentes de radiación
penetrante (aparato de Van de Graaff, acelerador
lineal, Co60 y Cs137) y por el descubrimiento de que
la luz ultravioleta es capaz también de producir enlaces
transversales e injertos en presencia de
sensibilizadores. En muchos casos se ha reducido
substancialmente la degradación indeseable del poli-
A producida por la acción de la radiación y penetrante,
mediante la aplicación de estabilizadores del tipo
amina aromática disulfuro aromático.
Polietileno Baja Densidad
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Polímeros cristalinos y amorfos
Todos los materiales sólidos pueden clasificarse de
acuerdo a su estructura molecular en cristalinos y
amorfos.
En los sólidos cristalinos, las moléculas se encuentran
ordenadas en las tres dimensiones. Esto es lo que
se llama ordenamiento periódico y lo pueden tener
los sólidos cristalinos constituidos por moléculas
pequeñas. En el caso de los polímeros, las cadenas
son muy largas y fácilmente se enmarañan y a demás,
en el estado fundido se mueven en un medio muy
viscoso, así que no puede esperarse en ellos un orden
tan perfecto, pero de todas maneras, algunos
polímeros exhiben ordenamiento parcial en regiones
llamadas cristalitos.
Una sola macromolécula no cabrá en uno de esos
cristalitos, así que se dobla sobre ella misma y a
demás puede extenderse a lo largo de varios cristalitos.
Se distinguen regiones de dos clases: las cristalinas,
en la que las cadenas dobladas varias veces en zigzag
están alineadas formando las agrupaciones llamadas
cristalitos; y otras regiones amorfas, en la que las
cadenas se enmarañan en un completo desorden.
La proporción o porcentaje de zonas cristalinas puede
ser muy alta, como en el polietileno, en el nylon y en
la celulosa.
En esos casos puede considerarse que el material
contiene una sola fase, que es cristalina, aunque
con muchos defectos.
En otros polímeros, como el PVC, el grado de
cristalinidad es mucho menor y es más razonable
considerarlo como sistemas de dos fases, una
ordenada, cristalina, embebida en una matriz amorfa.
Finalmente hay otros polímeros totalmente amorfos,
como es el caso del poliestireno atáctico.
El grado de cristalinidad de los polímeros, que por
su estructura regular y por la flexibilidad de sus
cadenas tienen mayor tendencia a cristalizar,
depende de las condiciones de la cristalización. Si
el polímero cristaliza a partir del material fundido,
habrá más imperfecciones porque las cadenas se
enredan y el medio es muy viscoso, lo cual dificulta
el ordenamiento de ellas.
 En cambio, si el polímero cristaliza de una solución
diluida, es posible obtener cristales aislados, con
estructuras bien definidas como en el caso del
polietileno, de donde se distinguen las llamadas
lamelas formada por cadenas dobladas muchas
veces sobre sí mismas.
En estos casos, si la solución contiene menos de
0,1 % de polímero, la posibilidad de que una misma
cadena quede incorporada a varios cristales se
reduce o se elimina.
La cristalización a partir del polímero fundido conduce
a la situación descripta anteriormente, en la que se
tendrán dos fases: cristalina y amorfa, con algunas
cadenas participando en varios cristalitos, actuando
como moléculas conectoras. También es frecuente
que los cristalitos mismos se agrupen radicalmentea partir de un punto de nucleación y crezcan en él
en forma radical, formando esferulitos.
Un enfriamiento muy rápido puede reducir
considerablemente el grado de cristalinidad.
Los cristalitos también pueden agruparse de otras
maneras, generando fibrillas; la formación de fibrillas
en lugar de esferulitos, dependerá de factores tales
como la flexibilidad de la cadena y las interacciones
entre ellas, el peso molecular del polímero, la
velocidad del enfriamiento y en muchos casos del
tipo de esfuerzo del cual se somete al material
durante el procesamiento.
Los cristales fibrilares pueden producirse en los
procesos de inyección o de extrusión, o durante el
proceso de estirado de algunos materiales que se
emplean en la industria textil (nylon y poliésteres).
38
Productos de plástico
PLÁSTICOS
Orígenes de los Plásticos
El término Plástico, en su significación mas general, se
aplica a las sustancias de distintas estructuras y
naturalezas que carecen de un punto fijo de ebullición y
poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades
de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y
adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones. Sin
embargo, en sentido restringido, denota ciertos tipos de
materiales sintéticos obtenidos mediante fenómenos de
polimerización o multiplicación artificial de los átomos de
carbono en las largas cadenas moleculares de
compuestos orgánicos derivados del petróleo y otras
sustancias naturales.
La definición enciclopédica de plásticos reza lo siguiente:
Materiales poliméricos orgánicos (los compuestos por
moléculas orgánicas gigantes) que son plásticos, es decir,
que pueden deformarse hasta conseguir una forma
deseada por medio de extrusión, moldeo o hilado. Las
moléculas pueden ser de origen natural, por ejemplo la
celulosa, la cera y el caucho (hule) natural, o sintéticas,
como el polietileno y el nylon. Los materiales empleados
en su fabricación son resinas en forma de bolitas o polvo
o en disolución. Con estos materiales se fabrican los
plásticos terminados.
Etimología
El vocablo plástico deriva del griego plastikos, que se
traduce como moldeable. Los polímeros, las moléculas
básicas de los plásticos, se hallan presentes en estado
natural en algunas sustancias vegetales y animales como
el caucho, la madera y el cuero, si bien en el ámbito de
la moderna tecnología de los materiales tales compuestos
no suelen encuadrarse en el grupo de los plásticos, que
se reduce preferentemente a preparados sintéticos.
El primer plástico se origina como resultado de un
concurso realizado en 1860, cuando el fabricante
estadounidense de bolas de billar Phelan and Collander
ofreció una recompensa de 10.000 dólares a quien
consiguiera un sustituto aceptable del marfil natural,
destinado a la fabricación de bolas de billar. Una de las
personas que compitieron fue el inventor norteamericano
Wesley Hyatt, quien desarrolló un método de
procesamiento a presión de la piroxilina, un nitrato de
celulosa de baja nitración tratado previamente con alcanfor
y una cantidad mínima de disolvente de alcohol.
El celuloide se fabricaba disolviendo celulosa, un hidrato
de carbono obtenido de las plantas, en una solución de
alcanfor y etanol. Con él se empezaron a fabricar
distintos objetos como mangos de cuchillo, armazones
de lentes y película cinematográfica. Sin éste, no hubiera
podido iniciarse la industria cinematográfica a fines del
siglo XIX. Puede ser ablandado repetidamente y
moldeado de nuevo mediante calor, por lo que recibe
el calificativo de termoplástico.
En 1909 el químico norteamericano de origen belga
Leo Hendrik Baekeland (1863-1944) sintetizó un
polímero de interés comercial, a partir de moléculas de
fenol y formaldehído. Este producto podía moldearse
a medida que se formaba y resultaba duro al solidificar.
No conducía la electricidad, era resistente al agua y los
disolventes, pero fácilmente mecanizable. Se lo bautizó
con el nombre de baquelita (o bakelita), el primer plástico
totalmente sintético de la historia.
Baekeland nunca supo que, en realidad, lo que había
sintetizado era lo que hoy conocemos con el nombre
de copolímero. A diferencia de los homopolímeros, que
están formados por unidades monoméricas idénticas
(por ejemplo, el polietileno o el polipropileno), los
copolímeros están constituidos, al menos, por dos
monómeros diferentes.
Otra cosa que Baekeland desconocía es que el alto
grado de entrecruzamiento de la estructura molecular
de la baquelita le confiere la propiedad de ser un plástico
termoestable, es decir que puede moldearse apenas
concluida su preparación. En otras palabras, una vez
que se enfría la baquelita no puede volver a ablandarse.
Esto la diferencia de los polímeros termoplásticos, que
pueden fundirse y moldearse varias veces, debido a
que las cadenas pueden ser lineales o ramificadas pero
no presentan entrecruzamiento.
Entre los productos desarrollados durante este periodo
están los polímeros naturales alterados, como el rayón,
fabricado a partir de productos de celulosa.
Evolución de los plásticos
Los resultados alcanzados por los primeros plásticos
incentivaron a los químicos y a la industria a buscar
otras moléculas sencillas que pudieran enlazarse para
crear polímeros. En la década del 30, químicos ingleses
descubrieron que el gas etileno polimerizaba bajo la
acción del calor y la presión, formando un termoplástico
al que llamaron polietileno (PE). Hacia los años 50
aparece el polipropileno (PP).
Al reemplazar en el etileno un átomo de hidrógeno por
uno de cloruro se produjo el cloruro de polivinilo (PVC),
un plástico duro y resistente al fuego, especialmente
adecuado para cañerías de todo tipo. Al agregarles
diversos aditivos se logra un material más blando,
sustitutivo del caucho, comúnmente usado para ropa
impermeable, manteles, cortinas y juguetes. Un plástico
parecido al PVC es el politetrafluoretileno (PTFE),
conocido popularmente como teflón y usado para rodillos
y sartenes antiadherentes.
Otro de los plásticos desarrollados en los años 30 en
Alemania fue el poliestireno (PS), un material muy
transparente comúnmente utilizado para vasos, potes
y hueveras. El poliestireno expandido (EPS), una espuma
blanca y rígida, es usado básicamente para embalaje
y aislante térmico.
39
Características Generales de los Plásticos
Los plásticos se caracterizan por una relación
resistencia/densidad alta, unas propiedades excelentes
para el aislamiento térmico y eléctrico y una buena
resistencia a los ácidos, álcalis y disolventes. Las enormes
moléculas de las que están compuestos pueden ser
lineales, ramificadas o entrecruzadas, dependiendo del
tipo de plástico. Las moléculas lineales y ramificadas
son termoplásticas (se ablandan con el calor), mientras
que las entrecruzadas son termoendurecibles (se
endurecen con el calor).
Los polímeros se producen por la unión de cientos de
miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros
que forman enormes cadenas de las formas más
diferentes. Algunas parecen fideos, otras tienen
ramificaciones, otras, globos, etc. Algunas se asemejan
a las escaleras de mano y otras son como redes
tridimensionales.
La mayor parte de los polímeros que usamos en nuestra
vida diaria son materiales sintéticos con propiedades y
aplicaciones variadas.
Lo que distingue a los polímeros de los materiales
constituidos por moléculas de tamaño normal son sus
propiedades mecánicas. En general, los polímeros tienen
una muy buena resistencia mecánica debido a que las
grandes cadenas poliméricas se atraen. Las fuerzas de
atracción intermoleculares dependen de la composición
química del polímero y pueden ser de varias clases. Las
más comunes, denominadas Fuerzas de Van der Waals
Tipos de polímeros
Concepto y clasificación
Un polímero (del griego poly, muchos; meros, parte,
segmento) es una sustancia cuyas moléculas son, por
lo menos aproximadamente, múltiplos de unidades de
peso molecular bajo. La unidad de bajo peso molecular
es el monómero. Si el polímero es rigurosamente uniforme
en peso molecular y estructura molecular, su