Materiales de Uso Técnico

Los materiales de uso técnico se utilizan para la fabricación de objetos útiles y son el resultado de la transformación de las materias primas.

Clasificación de los Materiales de Uso Técnico

Clasificación de los materiales por su origen:

• Vegetal: maderas, corcho, caucho, algodón…

• Animal: cuero, lana, seda, grasa…

• Mineral Metálico: hierro, cobre, aluminio, estaño…

• Mineral No Metálico: caliza, granito, mármol…

Clasificación de materiales según la aplicación a diferentes procesos de fabricación:

• No Metálicos: madera, materiales textiles, materiales vítreos, plástico…

• Metales Férricos: acero y fundiciones.

• Metales No Férreos: cobre, aluminio, plomo…

• Aleaciones: bronce, alpaca, latón.

Propiedades de los Materiales

Las propiedades físicas y químicas de un material de uso técnico son las que posee, independientemente de las condiciones del entorno.

Las propiedades mecánicas de un material de uso técnico determinan su comportamiento ante fuerzas o condiciones externas.

El Papel y el Cartón

El papel es una lámina delgada elaborada con pasta de fibras vegetales obtenidas de trapo, madera, paja, etc., molidas, blanqueadas y disueltas en agua, que se hace secar y endurecer mediante varios procedimientos.

Fabricación del Papel y del Cartón

• Pasta mecánica de madera: Con la primera elaboración de la madera se obtiene un producto impuro. Se utiliza para la elaboración de papeles de baja calidad con un rendimiento elevado, pero menor calidad.

• Pasta morena: Se obtiene simplemente desfibrando la madera después de haberla lavado y hervido.

La Madera

La madera es un material de origen vegetal que se obtiene de los árboles. Está compuesta por celulosa, lignina, sales minerales, resina y agua, en cantidades variables según la especie de árbol de la que se obtenga.

Propiedades de la Madera

• Dureza: Es la resistencia a ser penetrada por clavos, tornillos, sierra, cepillo, etc. Las maderas fibrosas son más duras que las porosas.

• Facilidad de Pulido: Está relacionada con la dureza. Es de gran importancia en los acabados superficiales.

• Flexibilidad: Es la capacidad para ser doblada o curvada en el sentido de sus fibras sin romperse.

• Higroscopicidad: Es la cualidad de absorber o desprender humedad.

• Color y Veteado: Son características visuales que realzan la belleza de la madera.

• Resistencia Mecánica: Depende de la dirección de las fibras de la madera con respecto a la fuerza que se aplica. Esta fuerza puede ser de tracción, de compresión, de cizalladura, de torsión o de flexión.

Tipos de Madera

• Árboles Frondosos: Son especies de hoja caduca que crecen en zonas de clima templado y proporcionan madera dura y resistente, como la haya o el roble.

• Las Coníferas: Son árboles de hoja perenne que crecen en regiones frías y tienen madera ligera, blanda y fácil de trabajar, como el pino o el abeto.

• Los Árboles Tropicales: Son especies procedentes de los bosques tropicales cálidos y húmedos. Existe una enorme variedad de especies que proporcionan madera de color, textura y dureza distinta, como la balsa, el ébano o la caoba.

Tableros Prefabricados de Madera

• Los Tableros Contrachapados: Están formados por un número impar de chapas de madera encoladas entre sí, con lo que se consigue dar al material una resistencia uniforme y se evitan las variaciones de dimensiones que se producen al absorber o perder humedad. La resistencia de un tablero contrachapado aumenta con el número de chapas que lo forman.

• Los Tableros Alistonados: Están formados por listones encolados que pueden estar o no cubiertos por chapas de madera.

• Los Tableros Aglomerados de Partículas: Se fabrican a partir de una mezcla de virutas de madera y cola sintética, que se comprime entre rodillos y se seca sometida a presión y calor.

• Los Tableros Aglomerados de Fibra (MDF): Se fabrican a partir de una pasta de fibras de madera blanda desmenuzadas que se mezcla con resina sintética y se compacta a altas [presiones].

Operaciones y Herramientas para Madera

• Medir: metro, escuadra, compás, nivel, calibre.

• Sujetar: sargento, tornillo de banco, alicates universales.

• Cortar: segueta, serrucho, serrucho de costilla, serrucho de punta, sierra de calar, sierra circular.

• Desbastar y Tallar: escofinas, limas, papel de lija, cepillo, formón, mazo.

• Taladrar o Perforar: punzón, barrena, berbiquí, taladradora.

• Clavar y Atornillar: martillo, tenaza, tornillo, alcayata, destornillador, llaves.

• Pegar y Ensamblar: encolar, pistola termofusible, ensamble de espigas, ensamble de caja y espiga, ensamble machihembrado, ensamble en cola de milano.

• Acabar: rodillo, brocha, pinceles.

El Trazado sobre Madera

El trazado consiste en marcar líneas o trazos para delimitar el contorno de la pieza. Este puede ser plano o al aire.

Instrumentos de Trazado

Los principales instrumentos de trazado son:

• El Lápiz de Carpintero: Es un lápiz con minas HB, B o más blandas, que dejan señales claras y no hacen surcos en la superficie.

• La Punta de Trazar: Hacen las veces de lápiz. Son de acero con puntas muy agudas que permiten rayar la madera.

• El Compás de Trazar: Tiene los brazos o patas con punta de acero. Sirve para trazar arcos de circunferencia y para tomar distancias.

• La Escuadra: Tiene dos brazos desiguales, que forman un ángulo de 90°. Sirve para trazar líneas perpendiculares y verificar el ángulo recto. Las más empleadas son la escuadra de carpintero y la falsa escuadra.

• La Regla de Taller: Es una plancha de acero de sección rectangular que se emplea para trazar líneas sobre caras planas.

El Aserrado de Madera

El aserrado es la operación de cortar el material con la sierra.

Características Principales de las Sierras

• El tamaño y la forma.

• El dentado, que puede ser ondulado o alternado.

• El grado de corte: es el número de dientes por unidad de longitud en la hoja de la sierra.

Tipos de Sierra

En función del trabajo se emplean diferentes tipos de sierra:

• El Serrucho: Es una sierra formada por un mango que sujeta directamente la hoja para trocear piezas grandes.

• El Serrucho de Punta: Es una sierra de hoja estrecha, pero muy robusta, acabada en punta. Permite realizar cortes curvos en piezas grandes.

• El Serrucho de Costilla: Es un serrucho pequeño, de hoja ancha rectangular, con una vaina en forma de U en el canto superior para darle rigidez.

• La Sierra de Marquetería: Está formada por un arco que sujeta una sierra muy fina. Se utiliza para aserrar madera de poco grosor y es ideal para cortar líneas curvas, tanto interiores como exteriores.

• La Sierra para Ingletes: Es una sierra de hoja ancha montada sobre una guía que permite inclinarla o girarla para realizar cortes angulares en molduras y listones.

• La Sierra Circular: Es una sierra eléctrica cuya hoja de corte es un disco provisto de dientes. Puede ser fija o portátil.

• La Sierra de Calar o Sierra de Vaivén: Es una sierra eléctrica apoyada sobre una suela con inclinación graduable que permite hacer cortes verticales o inclinados.

Normas de Uso de las Sierras y los Serruchos

• Antes de empezar a aserrar, hay que trazar el camino de corte y fijar la pieza al banco para que no se mueva.

• Se adopta una posición que permita aprovechar la fuerza del peso del propio cuerpo, colocando la hoja inclinada 60° en piezas anchas y 45° en piezas estrechas.

• Hay que aserrar siempre por la parte exterior de la línea marcada.

• El aserrado se inicia siempre con un corte hacia atrás para hacer una muesca.

• El corte se ejecuta con dos movimientos: uno de avance y otro de penetración.

• Se debe aserrar con ritmo pausado pero enérgico, utilizando toda la longitud de la hoja.

• Cuando el corte está casi acabado, se reduce el ritmo de aserrado y, con la mano libre, se sujeta la parte sobrante de la pieza para evitar que la madera se astille.

Normas de Uso de las Sierras de Marquetería

• La sierra se monta ni demasiado tensa, ni demasiado floja, con el dentado hacia fuera y el sentido de corte de los dientes hacia el mango.

• Se comienza a aserrar con la sierra perpendicular a la madera y el mango por debajo, dando movimientos de vaivén de arriba abajo y avanzando en el corte durante el movimiento de bajada.

Normas de Seguridad en el Aserrado

• Siempre que sea posible, el material que se corta debe estar sujeto mediante fijaciones.

• No realizar movimientos bruscos.

• No manipular la sierra eléctrica mientras esté enchufada y quitar las llaves y los útiles de reglaje.

• Las herramientas de corte se manipulan con cuidado y no se deben coger con las manos sucias. Nunca se debe jugar con ellas.

El Taladrado de Madera

El taladrado es la operación de practicar agujeros arrancando viruta mediante una herramienta que realiza dos movimientos: uno de corte al girar y otro de avance al penetrar en el material. Para taladrar la madera se emplean barrenas y brocas.

La barrena es una herramienta compuesta por un eje acabado en una punta espiral con filos cortantes que está acoplado al mango transversal. Se utiliza para facilitar el atornillado y evitar que la madera se agriete al introducir los tornillos.

La broca es un cilindro de acero acabado en una punta cortante, con dos ranuras laterales en espiral diametralmente opuestas.

Partes de la Broca

La broca consta de:

• Mango: que puede ser cilíndrico o cónico.

• Cuerpo: con ranuras en espiral que permiten la salida de la viruta.

• Extremo Activo: con las aristas o labios cortantes.

Las brocas se utilizan acopladas en máquinas herramienta accionadas por motores eléctricos, o taladradoras portátiles.

Tipos de Taladradoras

Las taladradoras pueden ser fijas y portátiles. Las taladradoras fijas constan de tres partes:

• El Cabezal: que se encuentra en la parte superior y contiene los elementos de accionamiento de la máquina y el portabrocas.

• El Cuerpo: compuesto de base y columna de soporte.

• La Mesa Porta-pieza: elemento móvil que se desplaza a lo largo de la columna al accionar una manivela.

Normas de Uso de Barrenas y Brocas

El uso adecuado de barrenas y brocas incluye:

• La barrena se coloca con la punta perpendicular a la pieza y se le hace girar en el sentido de las agujas del reloj.

• La punta de la broca ha de estar bien afilada y libre de viruta.

• La pieza se fija para evitar que vibre o se mueva al taladrar.

• Antes de taladrar, comprobar que la punta de la broca coincide con el punto marcado de la pieza. En los agujeros pasantes, colocar una madera debajo para que los bordes del orificio no se astillen.

• Al terminar, se debe limpiar la máquina, eliminando las virutas.

Normas de Seguridad con Barrenas y Brocas

El uso seguro de barrenas y brocas exige:

• No colocar nunca las manos debajo de la pieza que se taladra.

• Verificar la fijación de la broca y no dejar puesta la llave de apretar el portabrocas.

• Es obligatorio usar gafas de protección durante el taladrado.

• Las mangas y los puños de la ropa de trabajo se deben llevar ajustados y los cabellos recogidos.

• No se debe detener el portabrocas con la mano ni tocar la broca al acabar de taladrar.

El Lijado de Madera

El lijado consiste en frotar la madera con lija para pulirla y darle un buen acabado o para prepararla para operaciones posteriores. La lija está formada por un papel que lleva encolados materiales abrasivos, como granos de vidrio, esmeril…

El lijado se puede realizar a mano, mediante discos de lija sujetos en la taladradora portátil o con máquinas eléctricas, como la lijadora orbital.

Normas de Uso de la Lija y la Lijadora

• Se lija siguiendo la dirección de la fibra con movimientos regulares y presión constante.

• Para obtener diferentes acabados, se emplean lijas de grano más basto o más fino.

• Se comienza a pulir utilizando lija basta, se continúa con lija de grano medio y los acabados se hacen con lija de grano fino.

• El lijado con la lijadora orbital se realiza desplazando lentamente la máquina sobre la madera en la dirección de la fibra.

• Los discos de lija de la taladradora se usan para preparar superficies que van a pintarse y para hacer chaflanes en los cantos.

• El polvo producido por el lijado se elimina con un trapo húmedo para evitar respirarlo.

Normas de Seguridad de Lijado

• En el lijado a máquina es necesario utilizar mascarilla para evitar respirar el fino polvo que se produce durante la operación.

• En el lijado a mano no se debe presionar la lija directamente con los dedos.

El Limado de Madera

El limado consiste en levantar, ajustar, pulir, alisar y acabar la superficie aserrada con una herramienta llamada Lima. La lima es una barra de acero con la superficie estriada que actúa por fricción. Tiene dos partes: la parte tallada (o dientes) y la espiga o cola. La lima para trabajar la madera se llama escofina y tiene dientes de mayor tamaño. Las escofinas más usadas son la redonda, la plana y la de media caña. Para acabados también se usan limas bastas.

Normas de Uso de las Limas

El uso correcto de las limas incluye:

• La pieza que se va a limar debe estar bien sujeta.

• La lima se coloca inclinada con respecto al ancho de la pieza para que trabaje el mayor número de dientes.

• Solo se presiona en el movimiento de avance.

• Cuando se embotan, las escofinas se limpian con una carda.

Normas de Seguridad en el Limado

Es necesario tener en cuenta estas dos normas de seguridad en el limado:

• Antes de limar, hay que asegurarse de que el mango está bien sujeto.

• Cuando el mango se agrieta o se astilla, debe ser sustituido.

Las Uniones de Piezas de Madera

El Clavado consiste en unir piezas mediante clavos, pieza cilíndrica metálica con una punta afilada en un extremo y una cabeza en el otro. Para clavar se emplea el martillo y, para arrancar los clavos, las tenazas.

El Atornillado consiste en unir piezas mediante tirafondos, pieza metálica cónica roscada, con una punta roscada y una cabeza que posee unas ranuras para acoplar los destornilladores. Estos son las herramientas que se emplean para introducir y sacar los tornillos, haciéndolos girar.

El Encolado consiste en aplicar cola a la superficie que se quiere unir. Este se emplea en los ensambles. Durante el apretado se mantienen presionadas las piezas encoladas hasta que la cola se ha secado.