COMPOSICIN QUMICA DE LA MADERA

COMPOSICIN QUMICA DE LA MADERALa madera

LA MADERAHETEROGNEOANISTROPOmaterialEst formado por diversos tipos de clulas especializadas que forman tejidos.La madera no es un material homogneo.Ciertas propiedades fsicas y mecnicas no son las mismas en todas las direcciones que pasan por un punto determinado, si no que varan en funcin de la direccin en la que se aplique el esfuerzo. Dado que la madera es un material formado por fibras orientadas en una misma direccin, es un material anistropo.Los rboles se caracterizan por tener troncos que crecen cada ao y que estn compuestos por fibras de celulosa unidas con lignina.Las plantas que no producen madera son conocidas como herbceasEs un material muy resistente y gracias a esta caracterstica y a su abundancia natural, es utilizada ampliamente por los humanos.Principales arboles:Huarango.Eucalipto.Pino.Caoba.Cedro.Copaiba.Tornillo.Ciprs.

INDUSTRIA MADERERA:

Laindustriamaderera est comprendida casi en su totalidad por la transformacinmecnicademaderarolliza de madera escuadrada, abarcando las lneas de aserrado.Esta industria se abastece esencialmente de maderas provenientes de bosques tropicales y por ello se ubica en la regin de la selva.

La transformacin primaria presenta tres grandes ejes dedesarrollo: Loreto, Ucayali y la selva central. En estas reas, el 95% de las actividades econmicas gira entornoa la industria maderera.

COMPOSICIN QUMICA DE LA MADERALos elementos qumicos principales de madera son carbono, hidrgeno y oxgeno.El anlisis qumico de varias especies de maderas muestran la proporcin de elementos, en porcentaje a su peso:Carbono 50%Hidrgeno 6%Oxgeno 42%Nitrgeno 2%.El carbono, hidrgeno y la combinacin de oxgeno sirven para formar los componentes orgnicos principales de sustancia de madera:

CelulosaHemicelulosaLignina

COMPONENTES PRINCIPALES DE LA MADERA:CELULOSA

HEMICELULOSA

LIGNINACELULOSALa celulosa es un homopolisacrido (compuesto de un nico tipo de monmero), rgido, insoluble, que contiene desde varios cientos hasta varios miles de unidades de glucosa.Constituye alrededor de la mitad del material total de madera.

ESTRUCTURA DE LA CELULOSA:La celulosa se forma por la unin de molculas de -glucosa mediante enlaces -1,4-O-glucosdico. Es una hexosa que por hidrlisis da glucosa. La celulosa es una larga cadena polimrica de peso molecular variable, con frmula emprica (C6H1005)n, con un valor mnimo de n= 200.

La celulosa tiene una estructura lineal o fibrosa, en la que se establecen mltiples puentes de hidrgeno entre los grupos hidroxilo de distintas cadenas yuxtapuestas de glucosa, hacindolas impenetrables al agua, lo que hace que sea insoluble en agua, y originando fibras compactas que constituyen la pared celular de las clulas vegetales. Homopolmero lineal, formado por unidades de -glucopiranosa (glucosa).

Las cadenas de celulosa son lineales, alargadas y las unidades de glucosa estn enlazadas en un plano debido a tres razones: las uniones glicosdicas, la conformacin de silla piransica y los sustituyentes estn orientados ecuatorialmente.

La cristalinidad de la celulosa se encuentra en funcin de la gran cantidad de puentes de hidrgeno.La celulosa es la responsable de determinadas propiedades fsicas y mecnicas de las maderas por constituir el material de sostn del rbol, dndole resistencia y tenacidad.

La celulosa es un polisacrido estructural en las plantas ya que forma parte de los tejidos de sostn. La cepa de una clula vegetal joven contiene aproximadamente un 40% de celulosa; la madera un 50 %, mientras que el ejemplo ms puro de celulosa es el algodn con un porcentaje mayor al 90%.El camo tambin es una fuente de celulosa de alta calidad

HISTORIA Y APLICACIONESLa celulosa es la sustancia que ms frecuentemente se encuentra en la pared de las clulas vegetales, y fue descubierta en 1838 por el qumico francs Anselme Payen.

La celulosa constituye la materia prima del papel y de los tejidos de fibras naturales. Tambin se utiliza en la fabricacin de explosivos, celuloide, seda artificial, barnices.

LIGNINALa lignina es un grupo de compuestos qumicos usados en las paredes celulares de las plantas para crear madera. La lignina no es un carbohidrato, es un compuesto aromtico constituido por unidades de fenilpropano.

Este componente de la madera realiza mltiples funciones que son esenciales para la vida de las plantas. Por ejemplo, posee un importante papel en el transporte interno de agua, nutrientes y metabolitos.Proporciona rigidez a la pared celular y acta como puente de unin entre las clulas de la madera, creando un material que es notablemente resistente a los impactos, compresiones y flexiones. Realmente, los tejidos lignificados resisten el ataque de los microorganismos, impidiendo la penetracin de las enzimas destructivas en la pared celular.La molcula de lignina es una molcula, con un elevado peso molecular, que resulta de la unin de varios cidos y alcoholes fenilproplicos (cumarlico, coniferlico y sinaplico)La lignina es el polmero natural ms complejo en relacin a su estructura y heterogeneidad. Por esta razn no es posible describir una estructura definida de la lignina.

Molcula de Lignina de Abeto segn Adler

FUNCIONES DE LA LIGNINAMaterial de unin entre las fibras.Polmeros de unidades fenilpropano.Los precursores de la lignina son los alcoholes fenilproplicos: cumarlico (p-coumaryl alcohol) coniferlico (coniferyl alcohol) sinaplico (sinapyl alcohol)

HEMICELULOSASon heteropolisacridos constituidos por diferentes unidades de monosacridos (glucosa, manosa, galactosa, xilosa y arabinosa), enlazados por diferentes tipos de enlaces acetlicos o glicosdicos del tipo y .Constituye alrededor de un 25% cuya funcin es actuar como unin de las fibras. La hemicelulosa se caracteriza por ser una molcula con ramificaciones, capaz de unirse a las otras molculas mediante enlaces que constituyen la pared rgida que protege a la clula de la presin ejercida sobre esta por el resto de las clulas que la rodean.Las hemicelulosas son bastante accesibles al agua, hinchndose fcilmente, esta propiedad es muy til en la produccin de papel, actuando como adhesivo entre las fibras celulsicas aumentando la resistencia del papel.

Cadenas de hidratos de carbono.Se encuentran ntimamente entremezcladas y combinadas qumicamente con la lignina y celulosa.Constituyen un material de soporte de la pared celular.Su contenido oscila alrededor del 20 al 30% del peso seco de la madera.

Estructura de la hemicelulosaPRINCIPALES CONSTITUYENTES:

HEXOSAS:

PENTOSAS:

CIDOS URNICOSLas hemicelulosas estn formadas por una cadena base donde se repite la unidad estructural y cadenas laterales, denominadas ramificaciones. La unidad estructural vara para cada hemicelulosa (para conferas, predominan los glucomananos; para latifoliadas, predominan los xilanos).Las hemicelulosas debido a las diferentes posibilidades de combinacin de los monosacridos son numerosas y varan en su estructura. La composicin y estructura de las hemicelulosas varan grandemente en dependencia del tipo de madera (conferas o latifoliadas).Las hemicelulosas del fuste, difieren en su estructura de las presentes en las ramas, races y corteza.

REACTIVIDAD QUMICA:La presencia de un grupo carbonilo terminal libre y varios grupos hidroxilo en cada una de las unidades de polisacridos presentes, hace que puedan experimentar reacciones de oxidacin, reduccin, nitracin, acetilacin.

Son importantes las reacciones de hidrlisis por el enlace glicosdico, degradndose las cadenas de hemicelulosas. Estas reacciones ocurren con mayor facilidad que en las celulosas, debido a: Son sustancias amorfas Presentan bajo grado de cristalinidad Presentan mayor accesibilidad por parte de los reactivos qumicos

Distribucin de sustancia a lo largo de un corte por la pared celular.

EXISTEN OTROS COMPUESTOS MINORITARIOS COMO:Taninos Aceites esenciales Grasas y cidos grasoscidos resnicosHidratos de carbono solublesCerasGomasEtc.

Las Sustancias Extrables de la madera pueden tener gran influencia en las propiedades y calidad de la madera, aunque ellos contribuyan slo en algn porcentaje en la masa total de la madera (2 a 8% del peso total).Estas sustancias sirven para caracterizar ciertas especies. Frecuentemente son las causales del color y olor de la madera, as como de su mayor o menor resistencia al ataque de insectos y hongos que provocan su pudricin.Los extractivos estn depositados en los lmenes y paredes celulares. Los componentes qumicos son de diferentes clases y pueden ser divididos en componentes orgnicos y componentes inorgnicos.Entre los compuestos orgnicos se pueden encontrar hidrocarburos alifticos y aromticos, alcoholes, fenoles, aldehdos, cetonas, cidos alifticos, ceras, glicridos, y compuestos nitrogenados.Entre los compuestos inorgnicos se pueden encontrar ciertos iones metlicos que son esenciales para el normal desarrollo del rbol. Algunos extractivos (como los compuestos fenlicos), proveen resistencia natural al ataque de insectos y hongos.Otros extractivos, una vez separados, se convierten en productos de gran utilidad, como trementina, tanino, goma arbiga, caucho natural, etc.A veces, la presencia de ciertos extractivos dificultan o inhiben la utilizacin de una madera para determinados productos.Problemas que generan los extractivos en la industria papelera:Disminucin del rendimiento (para sp con alto contenido de extractivos, ej. Gleditzia amorphoides)Aumento en el consumo de reactivosDificultad en la impregnacinFormacin de espumaOtros

GRACIAS POR SU ATENCIN39