La disciplina científica que estudia e investiga la madera.
La ciencia de la madera [1] es el campo científico que predominantemente estudia e investiga los elementos asociados con la formación, la composición física y química y la macro y microestructura de la madera como material lignocelulósico y de base biológica . La ciencia de la madera profundiza adicionalmente en las propiedades y características biológicas, químicas, físicas y mecánicas de la madera como material natural . [2] [3]
Un conocimiento profundo de la madera juega un papel fundamental en varios ámbitos, como el procesamiento de la madera , la producción de materiales a base de madera como tableros de partículas , tableros de fibra , OSB , madera contrachapada y otros materiales, así como la utilización de madera y materiales a base de madera en construcción y una amplia gama de productos, incluyendo madera para pasta , muebles , productos de madera de ingeniería , como madera laminada encolada , CLT , LVL , PSL , así como pellets , briquetas y numerosos productos derivados de la madera.
Historia
Las primeras investigaciones exhaustivas en el campo de la ciencia de la madera surgieron a principios del siglo XX. En 1902, se fundó el Laboratorio de Procesamiento de la Madera en el Departamento de Silvicultura de la Universidad de Tokio y se iniciaron por primera vez estudios académicos sobre el procesamiento de la madera. El Instituto de Investigación de Bosques y Productos Forestales en Tokio también se estableció en 1905. [4] En 1906 se creó el Instituto de Investigación de Productos Forestales en Dehradun , India .
El advenimiento de la investigación contemporánea sobre la madera comenzó en 1910, cuando se estableció el Laboratorio de Productos Forestales (FPL) en Madison , Wisconsin , EE.UU. [5] El Laboratorio de Productos Forestales desempeñó un papel fundamental en la ciencia de la madera brindando investigación científica sobre la madera y sus productos en asociación con el mundo académico, la industria, instituciones locales y otras instituciones en América del Norte y del Sur y en todo el mundo. [6] [7] [8]
En los años siguientes, surgieron muchos institutos de investigación de la madera en casi todos los países industrializados. A continuación se muestra una descripción general de estos institutos y laboratorios: [9]
- 1913: Instituto de Química de la Madera y la Pulpa de Eberswalde (actual Universidad de Eberswalde para el Desarrollo Sostenible ), Alemania
- 1913: Laboratorio de Productos Forestales de Montreal, Canadá
- 1918: Laboratorio de Productos Forestales Vancouver, Canadá
- 1919: Laboratorio de Productos Forestales Melbourne, Australia
- 1923: Departamento de Mecánica y Tecnología de la Madera, Universidad de Sopron, Hungría
- 1923: Laboratorio de Investigación de Productos Forestales , Princes Risborough, Gran Bretaña
- 1929: Instituto de Ciencia y Tecnología de la Madera, Leninrant, San Petersburgo, URSS
- 1933: Centre Technique du Bois, París , Francia
- 1936: Departamento de Madera de los Laboratorios Federales Suizos para Ensayos de Materiales en Zurich (hoy Laboratorios Federales Suizos para Ciencia y Tecnología de Materiales), Suiza
- 1942: Laboratorio de Tecnología de la Madera Helsinki, Finlandia
- 1944: Laboratorio Sueco de Investigación de Productos Forestales, antiguo TRÄTEK (actuales Institutos de Investigación de Suecia), Suecia
- 1946: Academia de Ciencias de Letonia, Instituto de Química de la Madera, Letonia
- 1946: Instituto de Investigación de la Madera, iVTH (actual Instituto Fraunhofer de Investigación de la Madera), Alemania
- 1947: Instituto Estatal de Investigación de la Madera de Bratislava, Eslovaquia
- 1947: Instituto de Investigación Forestal - Rotorua (hoy Scion ), Nueva Zelanda
- 1948: Instituto Austriaco de Investigación de la Madera de Viena (hoy Holzforschung Austria), Austria
- 1949: Instituto Noruego de Tecnología de la Madera, Noruega
- 1950: Instituto Federal de Silvicultura y Productos Forestales (actual Instituto Johann Heinrich von Thünen), Alemania
- 1952: Instituto de Tecnología y Fibras de la Madera (actual Instituto de Tecnología de la Madera de Dresde), Alemania
- 1952: Instituto de Investigación y Tecnología de la Madera (actualmente Wood Research Munich), Alemania
- 1954: Facultad de Tecnología de la Madera, Universidad de Poznan (actual Facultad de Silvicultura y Tecnología de la Madera en Poznan), Polonia
A partir de los años 60 se continuaron fundando institutos de investigación en el campo de las ciencias de la madera en muchas universidades, así como en universidades de ciencias aplicadas y universidades tecnológicas. Hoy en día, la Academia Internacional de Ciencias de la Madera (IAWS), una asamblea reconocida y sin fines de lucro de científicos de la madera, representa en todo el mundo el área científica de la ciencia de la madera y todos sus dominios tecnológicos asociados. [10] [11]
Subáreas
El campo de la ciencia de la madera se puede clasificar en tres subáreas distintas, que incluyen: [12]
- Biología de la madera , un subconjunto de la ciencia de la madera que se centra en la formación, estructura y composición de los tejidos de la madera. Implica investigaciones realizadas a nivel macroscópico, microscópico y molecular. Además, este subcampo abarca la anatomía de la madera , que implica la identificación (macroscópica - microscópica) de varias especies de madera. [13]
- Química de la madera , cuyo enfoque principal es el análisis de los constituyentes químicos que componen la madera, con especial énfasis en la celulosa , la lignina , las hemicelulosas y los extractivos, así como en los diversos productos derivados de estos componentes. También explora usos potenciales para la producción de pulpa y papel, la utilización de madera y desechos de madera, la generación de energía y productos químicos a partir de subproductos de la pulpa y la conversión de biomasa.
- Física de la madera , que constituye un componente esencial del campo de la ciencia de la madera, basándose en descubrimientos en la química de la madera, la anatomía de la madera (xilema) y la biología, así como en principios de la física clásica , la mecánica y la resistencia de los materiales. [14] La física de la madera abarca áreas de investigación críticas que incluyen: a) examinar el comportamiento de la madera en relación con la humedad, lo que involucra aspectos fundamentales de la absorción, hinchazón y contracción de la humedad, b) investigar el impacto de la temperatura en las propiedades de la madera, abarcando la conducción del calor y el calor. almacenamiento, y c) evaluación de las propiedades y cualidades mecánicas, reológicas y acústicas de la madera y de los productos a base de madera.
- Algunos ejemplos indicativos que involucran principios fundamentales de las ciencias de la madera.
Dentro de un moderno
aserradero equipado con tecnología
guiada por láser . Después de
la tala , todo comienza con el aserrado de la madera en rollo.
Un
secador de horno se utiliza típicamente para
secar madera
verde , aplicando un procedimiento que involucra principios fundamentales de
la física .
Traviesas de madera de ferrocarril que se impregnan totalmente con
creosota mediante un proceso conocido como
tratamiento a presión , que es un método común para
conservar la madera .
El curvado con vapor es una técnica
de carpintería en la que
la madera se expone al
vapor y su polímero básico,
la lignina, se ablanda.
La madera contrachapada , un panel de madera generalmente unido con resinas a base de formaldehído ( UF , PF ), se utiliza ampliamente para aplicaciones interiores y exteriores.
Un ejemplar de madera acetilada (
Accoya ) resultante de la reacción
de acetilación de la madera y
el anhídrido acético representa un desarrollo novedoso tras décadas de
investigación .
Muestra de
madera contralaminada (CLT), un novedoso producto
de madera diseñado para grandes proyectos de construcción (es decir, edificios), que se desarrolló durante los años 90.
Terraza construida con madera furfurilada (
Kebony ) resultante de la modificación química de
la madera de pino por
alcohol furfurílico ; esto presenta hoy una novedosa
tecnología verde .
Los pellets de madera , un tipo de
combustible sólido importante hoy en día, se producen a partir de
residuos de madera comprimidos mediante
peletización , que implica el ablandamiento de
la lignina .
Revistas científicas
A continuación se presentan algunas de las revistas científicas importantes dentro de las áreas de las ciencias de la madera: [15]
- Holzforschung [16]
- Revista europea de madera y productos de madera [17]
- Ciencia y tecnología de la madera [18]
- Ciencia e ingeniería de materiales de madera [19]
- Celulosa [20]
- Mokuzai Gakkaishi [21]
- Revista de ciencia de la madera [22]
- BioRecursos [23]
- Revista IAWA [24]
- Maderas: Ciencia y Tecnología [25]
- Investigación de la madera [26]
- Revista de química y tecnología de la madera [27]
- Revista de productos forestales [28] [29]
- Ciencia de la madera y las fibras [30]
- Revista de ciencia y tecnología de la madera de Corea [31]
- Revista internacional de productos de madera [32]
- Drvna Industrija ( Industria de la madera ) [33]
- Drewno [34]
- Revista iraní de industrias de la madera y el papel [35]
- Revista de la Academia India de Ciencias de la Madera [36]
Otras lecturas
- Peter Niemz , Alfred Teischinger , Dick Sandberg (2023). Manual Springer de ciencia y tecnología de la madera , Springer 2023, ISBN 978-3-030-81314-7. [37]
- George Tsoumis (2009). Ciencia y Tecnología de la Madera - Estructura, Propiedades, Utilización . Editorial Kessel, ISBN 9783941300224. [38]
- Callum AS Hill (2006): Modificación de la madera: procesos químicos, térmicos y otros. Wiley 2006, ISBN 0-470-02172-1. [39]
- Franz FP Kollmann, Edward W. Kuenzi, Alfred J. Stamm (1975). Principios de la ciencia y tecnología de la madera II., Springer 1975, ISBN 978-3-642-87933-3. [40]
Referencias
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- ^ Kollmann, Franz FP; Kuenzi, Edward W.; Stamm, Alfred J. (1975). Principios de la ciencia y tecnología de la madera . Berlín, Heidelberg: Springer Berlín Heidelberg. doi :10.1007/978-3-642-87931-9. ISBN 978-3-642-87933-3. S2CID 40781396.
enlaces externos
- Google Scholar Ciencia y tecnología de la madera
- La Academia Internacional de Ciencias de la Madera IAWS
- Sociedad Internacional de Ciencia y Tecnología de la Madera
- InsideWood, NCSU por Elisabeth Wheeler et al.
- dataholz.eu Holzforschung Austria
- Las principales especies de maderas tropicales CIRAD Francia
- Manual de madera Laboratorio de productos forestales en Madison
- delta-intkey.com
- La base de datos de madera
- Centro de Ciencias de la Madera Wallenberg
- TUM - Ciencia y Biotecnología de la Madera
- Instituto de Ciencia y Tecnología de la Madera en Bangalore
