Después de unos cuantos días dedicados a esta labor, van comprendiendo que el conocimiento de los materiales es más extenso de lo que en un principio pensaban, en la primera unidad vieron la idoneidad de los materiales para la realización de plantillas, pero están comprobando que conocer las características de los materiales les va a resultar más complicado de lo que pensaban, ésta complicación la están encontrando tanto en la cantidad como en la variedad de los materiales a estudiar, el estudio les exige la definición de sus características y una rigurosidad en los ensayos, que les está sorprendiendo.

Has visto en la primera unidad los materiales utilizados para la realización de plantillas, en el siguiente apartado vas a analizar los materiales que pueden intervenir en la composición de prototipos:

• Debes partir de la idea de la inmensidad de especies de árboles que existen en el planeta y, por tanto, sería muy pretencioso tratar de definir sus características y propiedades, te vas a limitar a clasificar, analizar y estudiar las maderas más habituales, las que puedes encontrar sin dificultad en el comercio. Por la inmensidad de la que hablamos podemos afirmar sin riesgo a equivocarnos, que para cada prototipo existe una especie de madera que, por sus cualidades, la podrás considerar como idónea, idoneidad que deberás comprobar cuando la sometas a las exigencias estructurales, estéticas y de uso.
• Con los tableros manufacturados de madera sucede casi lo mismo, vas a analizar aquellos que habitualmente puedas emplear, o los que encuentres sin dificultad en almacenes, para ello debes conocer sus características técnicas y comportamiento cuando los sometas a ensayos en el laboratorio.

La variedad y la diversidad de materiales que normalmente tienes a tu disposición en fábricas, almacenes y comercios del sector de la madera, así como, de otros materiales distintos dela madera, llamados auxiliares y que utilizarás en los prototipos, hace que puedas clasificar los contenidos en tres grupos:

• Madera maciza como tal, sin más tratamiento que el despiece en escuadrías comerciales.
• Tableros manufacturados.
• Materiales auxiliares.

En las imágenes puedes apreciar una pila de madera de pino, diversos tableros manufacturados y ejemplo de otros materiales auxiliares utilizados en prototipos, al hacer clic sobre ellas se ampliarán y podrás observar con detalle sus características visuales, especialmente significativas son las marcas de procedencia en la testa de los tablones y la formación estructural en los cantos de los tableros.

A lo largo de la historia puedes ver ejemplos de la transformación y utilidad de la madera. En la actualidad ha sido sustituida parcialmente por otros materiales en diversos campos, navegación, transporte, combustible, entre otros, pero su transformación la hace adecuada para usos que en otras épocas hubiera sido impensable. La madera es tan habitual en nuestras vidas que no llegamos a valorar su importancia.

Las maderas se han clasificado tradicionalmente atendiendo a diferentes criterios de procedencia y especie, o incluso según su uso final, así, te puedes encontrar con clasificaciones de maderas tropicales, africanas, americanas, asiáticas, europeas, duras o blandas, frondosas o coníferas, de quemar o de construcción, entre otras.

Continuando con los diferentes tipos de madera, en la imagen puedes ver cuatro ejemplos de madera muy utilizadas, de izquierda a derecha:

• Madera de Flamiré.
• Madera de Haya vaporizada.
• Madera de Sapelly.
• Madera de Pino silvestre.

Existen muchos tipos de tablero, por lo que a continuación podrás reconocer los que se emplean habitualmente en la fabricación de prototipos, para ello, debes saber que existen diversas maneras de clasificarlos, pero tú debes centrarte en la clasificación que más te puede ayudar en la elección de materiales para la fabricación del prototipo. La clasificación la debes fundamentar en la clase y tipo de material principal del que está fabricado el tablero, debes distinguir tres tipos:

Tableros de Madera Maciza: Llamamos así a los que la mayor parte de su estructura está realizada con madera maciza, esta puede encontrarse en diferentes formas, lo que hace que a su vez se subdividan en varios tipos:

• Contrachapado: está formado por varias chapas, normalmente de desenrollo de troncos, encoladas en diferentes direcciones en número impar, existen en distintos grosores, algunos de ellos, sobre todo los de menor grosor, se fabrican con una de las caras recubiertos con chapas muy finas procedentes de corte a cepillo, de una madera diferente a la del tablero.
• Alistonado: formados por la unión de piezas de madera de pequeñas dimensiones, o de listones de secciones pequeñas y longitudes iguales a las de los tableros que conforman.

Tableros de Fibras: Son aquellos que están formados por madera desfibrada y vuelta a unir mediante el uso de resinas químicas, es característico su color oscuro así como su olor. Los puedes clasificar, a su vez, en tres tipos en función de su densidad:

• H.D.F: tablero de "fibras de alta densidad", se le suele conocer como "Tablex" y se presenta en grosores pequeños.
• M.D.F: tablero de fibras de densidad media, también conocido popularmente como DM, es muy utilizado en la fabricación de mobiliario, sobre todo si sobre el mueble se realizan perfiles moldurados.
• L.D.F: de los tres tipos de tableros de fibras es el de densidad más baja.

Los tableros de Partículas están formados por partículas de madera de diversos tamaños, unidas mediante compuestos químicos. Estos son los dos tipos fundamentales:

• Tableros conglomerados: Son aquellos en los que las partículas no son de gran tamaño, se encuentran comprimidas y ligadas entre sí mediante resinas. Se presentan en gran cantidad de formatos, se utiliza mucho en la construcción de mobiliario, por su gran versatilidad de acabados, poco peso y precio.
• O.S.B: Conocido como "tablero de fibras orientadas" son tableros realizados con partículas de gran dimensión, no tienen un acabado superficial muy fino y por lo general, exceptuando en casas de madera, no son muy utilizados en España.

Todos los tableros pueden tener distintas presentaciones superficiales, las más comunes son tres:

• Crudos, presentan un acabado tal cual sale de la secuencia de la línea de fabricación de la factoría, con superficies lijadas o calibradas, sin otro recubrimiento ni tratamiento posterior.

• Chapados, también se llaman rechapados en algunos lugares, son los tableros a los que a las caras superficiales de acabado en crudo, se pega por diferentes métodos un tipo de recubrimiento, pudiendo ser este a base de chapas de madera naturales o de materiales sintéticos principalmente se usan la melamina y el P.V.C.

  Los chapeados sintéticos, también son llamados "plastificados", los realizados con melamina son los más comunes y se comercializan con el nombre de tableros melaminados, imitando en muchos casos los dibujos y texturas de la madera, o de otros materiales como la piedra, cuero, entre otros.

• Coloreados: algunas veces a los tableros (principalmente a los de fibras y a los de partículas), se les añade un colorante en el proceso de fabricación que tiñe por completo su estructura, dándole una coloración, en la mayoría de los casos, sirve para distinguirlos como tableros con tratamientos especiales, como por ejemplo tableros ignifugos, hidrófugos, bajos en compuestos volátiles, e incluso se colorean por estética, la coloración de los mismos, varían dependiendo de las casas comerciales.
  

Como te comentamos en un principio, los prototipos incorporan cada vez más tipos y variedad de materiales, a continuación te vamos a enumerar algunos de los materiales no relacionados con la madera, que se usan en prototipos.

• Piedras naturales: Las emplearás sobre todo en superficies que van a tener que soportar un gran desgaste. Por sus características los granitos son muy utilizados en las encimeras de cocina.
• Piedras prefabricadas: se están incorporando muy rápidamente al mercado, al ofrecer una gran cantidad de variedad de tonos y de colores, es significativa su presencia en encimeras de cocinas.
• Tableros fenólicos: realizados íntegramente con resinas de polímeros sintéticos, son muy resistentes a la intemperie y también muy duraderos y resistentes al desgaste.
• Cristal/vidrio: se ha usado principalmente como parte de puertas de prototipos de muebles, pero también es usado como tapas, o en combinación con otros materiales en tiradores o manillas.
• Metacrilatos, polivinilos, laminados y policarbonatos: son compuestos sintéticos que se presentan en formas de láminas o en formas prefabricadas, ligeros y resistentes, por su diversidad de acabados en distintos tipos de colores, está sustituyendo a otros materiales más pesados.
• Metales: la presencia de elementos metálicos en el mobiliario, no se limita solamente a los herrajes, aunque sigue siendo su principal uso, sino que también se está utilizando en modo estructural: (como patas, encimeras, entre otros), o como elementos embellecedores.

Para saber determinar la idoneidad de los materiales con los que vas a construir el prototipo, debes de conocer su comportamiento en el lugar de uso, para lo que has estudiado sus acabados, su composición, sus dimensiones y sus características y, por tanto te falta analizar mediante ensayos en el laboratorio los comportamientos de los materiales a las exigencias que deben cumplir, derivadas del lugar que van a ocupar en el prototipo.

La metodología que se propone es la comparación del comportamiento de los diferentes materiales sometidos a las mismas condiciones adversas, se trata en definitiva, de determinar la idoneidad de un material en comparación con otros, sometidos todos a las mismas condiciones de ensayo.

Recuerda que has visto anteriormente el significado de las normas UNE, ISO, son normas reguladores de las condiciones y características que deben de cumplir los ensayos propuestos, cuando en las características de un material hace referencia a las normas UNE-EN-000, el significado que debemos de atribuirle es que cumple o tiene un valor determinado en la Norma UNE y la EN.

Lo que debes pretender no es comprobar que un producto cumple con una determinada norma, ni mucho menos certificar un comportamiento de los materiales, lo que debes es someter a las probetas de materiales a unas condiciones que te puedan servir de referencia a la hora de seleccionarlos para un determinado prototipo.

Es evidente que para poder realizar ensayos con un mínimo de utilidad, debes contar con un equipamiento básico, que te posibilite la comparación entre los materiales que manejas para un trabajo concreto, como ejemplo, te propongo seleccionar los materiales idóneos para la construcción del prototipo de una mesa, para lo que debes especificar los aparatos e instrumental de laboratorio necesario para realizar los siguientes ensayos:

• Comportamiento de los materiales en condiciones adversas, palancanas, estufa, congelador, balanza de precisión, micrómetros, calibres o pie de rey y probetas de materiales.
• Resistencia a la abrasión, abrasímetro, cepillo de cerdas y probetas de materiales.
• Resistencia al impacto, impactómetro, calibres o pie de rey, regla milimetrada, lápiz y probetas de materiales.
• Resistencia al manchado, cubierta de vidrio, por ejemplo vidrios de reloj, algodón, paño de limpieza, cepillo de cerdas, productos reactivos doméstico, lupa y probetas de materiales.
• Cold-check o ensayo frío-calor, congelador, estufa y probetas de materiales con productos de acabado.
• Adherencia, ensayo de adherencia de las capas de barnizado, rayador universal, cinta adhesiva, lupa y probetas de materiales con productos de acabado.

En las imágenes puedes apreciar parte del mobiliario del laboratorio con estufa-horno, palancanas, congelador, abrasímetro, balanza, e instrumentos de medida. Al hacer clic sobre ellas se ampliarán y podrás observar con detalle las características del equipamiento, balanza de precisión electrónica, los calibres y micrómetros.

La metodología que debes aplicar es la comparación del comportamiento de los diferentes materiales sometidos a las mismas condiciones adversas, se trata en definitiva, de determinar la idoneidad del material en comparación a otros, sometidos todos a las mismas condiciones de ensayo.

El proceso de envejecimiento acelerado es el siguiente:

• Mides y pesas las muestras de materiales, anotando los datos en la ficha de control correspondiente.
• Los sometes en probetas de 50 x 50 mm y de espesores variables, a inmersión en agua durante 3 días.
• Los sacas y los pasas por papel secante por todas sus caras, se miden y pesan.
• Los introduces en el congelador a –20ºC durante 24 horas.
• Los retiras del congelador y los pesas y mides.
• Los introduces en el horno a 70ºC durante 3 días, mides y pesas las probetas transcurridos los tres días iniciando de nuevo el proceso.

Con el siguiente proceso completas un ciclo de una semana, el ensayo completo dura tres ciclos como el indicado, con una duración de tres semanas. La valoración que vas a realizar de los resultados es comparar las variaciones dimensiónales de las probetas, las variaciones de humedad y el deterioro visible de los materiales.

Probetas de 50 x 50 milímetros preparadas para ensayo de comportamiento a condiciones adversas, si haces clic en las imágenes podrás observar que están numeradas del 1 al 4 las probetas de madera maciza y del 1 al 7 las de tableros manufacturados, las imágenes van secuenciadas al proceso: probetas en palancanas con agua, en congelador, en horno, medición-pesado, anotación de datos y probetas finales.

Proceso de ensayos de resistencia al impacto. Si necesitas comprobar el comportamiento de la capa de acabado aplicada y la dureza del soporte, deberás realizar este tipo de ensayo, para lo que someterás las probetas de 100 x 70 milímetros, al impacto de una bola dejada caer a diferentes alturas.

El proceso es el siguiente:

• Sujetas las probetas en la base del impactómetro, a continuación dejas caer el husillo con la bola a la altura que determines.
• Retiras la probeta y analizas el resultado.

Para su evaluación, debes observar si se ha producido rotura, astillamiento o perdida de capa de acabado, puedes valorar la dureza marcando tangencialmente líneas paralelas al circulo formado por el impacto de la bola, a mayor distancia entre las líneas menor dureza del material soporte.

En las imágenes aparecen las probetas sometidas al ensayo y el impactómetro. Al hacer clic sobre ellas se ampliarán y podrás observar la huella de la bola en las superficies de las probetas, puedes ver la diferencia de la huella según la altura del impacto.

Proceso de ensayos de resistencia a la abrasión de los materiales con producto de acabado. Se considera básica par comprobar el comportamiento de los elementos de madera y derivados al uso, simulado con el ensayo de abrasión. Debes seguir el siguiente procedimiento de ensayo:

• Se coloca la probeta de 120 x 120 milímetros máximo, en el disco giratorio del abrasímetro, la probeta debe de tener en su centro un agujero de 6 mm de diámetro, y se coloca una carga determinada en el brazo móvil para conseguir un contacto entre la muela de abrasión y la muestra durante el ensayo.
• Se abre la cubierta del contador y se determinan las vueltas a las que queremos realizar el ensayo, es conveniente fijar el número de vueltas de menos a más en todas las probetas, se puede empezar por limitar el número de vueltas a 1000 en un primer ciclo, y se van viendo los resultados, en un segundo ciclo se duplican y así sucesivamente, hasta llegar al marcado circular de la abrasión en las probetas.
• Cuando el abrasímetro se haya parado al llegar al número de vueltas, retiramos la probeta y comprobamos la huella marcada.

Lo que te interesa no es determinar el coeficiente de abrasión, ni la resistencia a la abrasión, lo que interesa es comparar los diferentes acabados, sometidos a las mismas vueltas en el abrasímetro y comparar los resultados entre ellos.

En las imágenes puedes observar la huella del abrasímetro en probetas con diferentes productos de acabado, las dos probetas de la izquierda acabadas con efecto mármol es bien visible el fondo de melamina blanca, y en las de la derecha de la imagen los barnizados transparentes sobre tablero DM y tablero rechapado de roble. Si haces clic en sobre ellas se ampliarán y podrás observar todos los detalles.

Resistencia a productos de uso doméstico, el ensayo lo vas a utilizar para observar cómo afectan algunos productos de uso habitual en nuestros hogares o comercios como: el agua oxigenada, el vinagre, el aceite, los licores, el alcohol, los detergentes líquidos, entre otros, al producto de acabado.

El proceso que debes de realizar es el siguiente:

• En las probetas totalmente acabadas, debes de dejar un tiempo desde la aplicación para asegurarte que el proceso de secado-endurecido esta completo, pones un algodón empapado con la sustancia que quieras comprobar, y lo tapas con un vidrio de reloj fijándolo a la superficie con cinta adhesiva.
• Una vez transcurridas 24 horas, retiras el algodón y limpias la probeta.
• Evalúa los daños causados observando si ha habido deterioro en el producto de acabado.

En las imágenes aparecen los productos aplicados en una superficie barnizada con dos capas de fondo y una de acabado de poliuretano sobre un tablero rechapado de pino y teñido con tinte al disolvente, más adelante en ésta unidad verás los productos de acabado. Los productos aplicados son: agua oxigenada, alcohol y aceite, productos habituales en cualquier hogar, en la imagen de la izquierda se aprecian los vidrios de reloj cubriendo los algodones empapados de producto, en la imagen central sellado con cinta de carrocero y en la última imagen resultado final después de 24 horas.

El llamado ensayo frío-calor, es un ensayo destinado a comprobar el comportamiento futuro de los productos de acabado, sometidos a ciclos de frío-calor, aplicados en unas probetas de madera o derivados de unas determinadas dimensiones, entre 7 centímetros de anchas y 35 centímetros de largas, se trata de comprobar su elasticidad y adherencia.

El proceso que debes secuenciar, es el siguiente:

• Introduce las probetas en el congelador a una temperatura de –20ºC durante una hora.
• A continuación deja las probetas a temperatura ambiente otra hora, antes de pasar al horno.
• Introduce las probetas a temperatura de 60ºC en el horno, durante una hora.

Con los anteriores pasos se ha completado un ciclo, puedes endurecer el ensayo saltándote el paso intermedio si pasas las probetas de frío a calor evitando la temperatura ambiente, normalmente se considera que un producto es fiable, si supera los 25 ciclos sin que presente anomalías en su superficie.

En las imágenes se aprecian probetas numeradas y preparadas para el ensayo con distintos soportes y productos de acabado, en la imagen central las probetas están en el congelador y en la imagen de la derecha en el horno.

El ensayo de adherencia tiene como objetivo, comprobar la unión entre las diferentes capas de producto de acabado aplicado, utilizarás para ello probetas con diferentes acabados, se trata de dar cortes con el rayador, dicho rayador va provisto de seis cuchillas separadas 2 milímetros. El proceso que debes secuenciar, es el siguiente:

• Realiza una serie de cortes con el rayador, ejerciendo presión hasta llegar a cortar la capa de producto de acabado aplicado, debes de llegar hasta el material soporte, todos en la misma dirección y separación.
• Efectúa otra serie de cortes perpendiculares a los anteriores ejerciendo idéntica presión y separación.
• Limpias muy suavemente la superficie con el cepillo o brocha de cerdas naturales o sintéticas.
• A continuación coloca cinta adhesiva sobre los cuadrados resultantes y tiramos para despegar la cinta.
• El resultado es una superficie con producto de acabado limpia y con rayas formando cuadrados de 2 milímetros de lado.

La evaluación de adherencia la debes de comprobar visualmente utilizando la lupa, observas los cuadros que se han arrancado y el estado en que queda el rayado, si no se arranca ningún cuadrado la adherencia es muy buena.

En las imágenes aparecen las dos probetas en las que hemos realizado el ensayo, dependiendo del resultado, optaremos por un tipo u otro de soporte y acabado para el prototipo.

En las probetas puedes observar que están acabadas con productos de diferentes características: una está acabada con un lacado en tonos verdes sobre un soporte de tablero DM y a la otra se le ha aplicado un barnizado transparente a un tablero rechapado de pino tintado en cerezo, la adherencia de los productos aplicados ha sido excelente, siendo superior en el lacado que en el barnizado, como puedes observar con una mayor detalle si haces clic en las imágenes para ampliarlas.

Debes de saber que la evolución tecnológica de las herramientas de corte ha ido pareja a las necesidades de corte de nuevos materiales, las tradicionales herramientas de corte con las que se equipaban las máquinas no daban respuesta a esa exigencia y, por tanto, se hacia necesario equipar las máquinas con útiles de corte precisos y duraderos.

Lejos quedan en el recuerdo los hierros de ballesta para la tupí, o las fresas, cuchillas, discos y cintas de sierra de acero simple o dulce, el desarrollo de nuevos materiales de corte ha sido constante, dando respuesta a las necesidades de mecanizado con una mayor precisión y menor desgaste del útil de corte.

Con las herramientas de corte en acero rápido de alta velocidad llamados HSS, se produjo un importante avance en la mecanización de la madera, al desarrollo de nuevos materiales derivados de la madera generalmente más abrasivos que la propia madera, han surgido nuevas herramientas de corte con las puntas en carburo de tunsgsteno, normalmente llamadas de metal duro o Widia y que por su relación calidad precio son las más vendidas actualmente, así mismo, podemos encontrar herramientas de corte de diamante policristalino, especialmente para máquinas CNC con un alto rendimiento en el mecanizado de tableros aglomerados melamínicos, su precio y la oferta limitada de útiles y perfiles hace que no se generalicen en el mecanizado de la madera, especialmente en maquinaria convencional.

Un paso importante para la seguridad en los mecanizados con máquinas herramientas ha sido la constante investigación y desarrollo de medios de protección, tanto es así que, actualmente se puede decir que todas las fases y procesos de mecanizado de la madera están cubiertas con un elemento de protección.

Estos son instalados en las máquinas e impiden el acceso a las herramientas de corte, limitando al máximo los riesgos que se presentan durante el trabajo, ya sabes que cada tipo de máquina tiene elementos de protección exclusivos, y generalmente se denominan haciendo referencia a la máquina a la cual van destinados, así tenemos, protectores para sierra circular, escuadradora, cepilladora, sierra de cinta y tupí.

Las hojas de sierra sin fin o cintas de sierra se fabrican generalmente en acero especial de alta calidad, su anchura dependerá del trabajo a realizar, oscilando entre 6 y 12 mm si son trabajos de marquetería y de 15 a 40mm en aserrados normales, recuerda que su espesor se determina normalmente por la milésima parte del diámetro de los volantes.

La longitud de la cinta dependerá del diámetro de los volantes y la distancia entre ellos, tienes que saber que esta longitud tiene dos valores en todas las máquinas, máxima y mínima, la máxima corresponde a la posición más alta a la que podemos desplazar el volante superior y la mínima a la posición más baja a la que podemos desplazar el volante. Es evidente que si tienes que tensionar la hoja, la longitud deberá de estar incluida entre las dos magnitudes.

Las cintas se caracterizan por los parámetros de sus dientes: su forma, el paso, su profundidad o altura, los ángulos de corte, el afilado y triscado:

• La forma de los dientes es a causa de la dirección única, de corte vertical o de caída, y dependerá de la exigencia del material a cortar, generalmente en el aserrado de la madera hay cinco tipos básicos de forma de dientes.
• El paso de dientes, o sea, la distancia de punta a punta entre ellos, se adecuara a la madera a serrar, como orientación tienes que valorar que para maderas blandas el paso oscila entre 14 y 16 mm y en maderas duras los pasos de 12 a 14 mm.
  
• La profundidad de corte normalmente se ha relacionado con la longitud de su paso, dicha profundidad se ha calculado aproximadamente a la mitad y a un tercio del paso o distancia entre dientes, dependiendo si es para aserrar maderas blandas o duras.
• Cuando hables de ángulo de corte te referirás al ángulo de ataque del diente. Para maderas duras es de cero grados y para blandas de 15º a 20º, los ángulos de afilado también difieren si son para maderas duras o blandas, en duras generalmente se hacen a 60º y en blandas de 40 a 45º.
• El triscado lo debes hacer en la parte superior de los dientes, la anchura total del triscado no tiene que ser superior al doble del espesor de la hoja. En maderas duras es aconsejable que sea una y media veces el espesor.

Las herramientas de corte en disco o sierra circular son las más utilizadas actualmente para el corte de la madera y especialmente en tableros manufacturados, la forma de los dientes depende del trabajo a realizar y el número de dientes depende habitualmente del diámetro del disco, es común encontrar en los catálogos de los fabricantes discos de sierra de 250, 300 y 350 milímetros de diámetro y espesores de corte de 3, 3.2 y 3.5 milímetros con número de dientes entre 48 y 108.

Hay una excepción con los discos llamados incisores que a igual espesor de corte, su diámetro es de 120 a 160 milímetros y número de dientes de 24 a 48 es sensiblemente menor. Prácticamente la totalidad de las herramientas de corte de disco actualmente, son con las puntas de los dientes de plaquetas de metal duro.

En las imágenes puedes observar cintas de sierra y discos, ampliando las imágenes observarás perfectamente la forma y disposición de los dientes.

¿Sabes como se clasifican las fresas?, normalmente se clasifican en tres grupos diferentes:

• Fresas o brocas con mango, utilizadas en máquinas CNC, ensambladoras, y fresadoras portátiles.
• Fresas macizas con plaquitas de metal duro pegadas, utilizadas en fresadora vertical o tupí.
• Fresas de cuchillas recambiables para tupí, llamadas también cabezales porta cuchillas, es evidente que utilizaremos unas u otras dependiendo de la máquina disponible o trabajo a realizar.

Las fresas. Existen infinidad de ellas, por sus perfiles, sus materiales, sus dimensiones son, con diferencia, las más numerosas de las herramientas de corte. Las utilizadas en tupí llevan un eje de 35 y 50 mm y habitualmente tienen una circunferencia de corte entre 120 y 160 mm de diámetro, con un número de cortes variable de 2 a 6.

Los cabezales porta cuchillas nos permiten cambiar de perfiles utilizando el mismo cabezal, existe una gran variedad y utilizan sistemas de regulación y nivelación muy diferenciados según los fabricantes. Las cuchillas o plaquitas pueden ser afiladas varias veces, pueden ser reversibles, generalmente las de corte recto, y desechables.

El mercado te ofrece herramientas de corte para el perfil y trabajo que debas de realizar, puedes encontrar fresas de moldura y contramoldura, fresas para uniones de todo tipo, fresas específicas para el mecanizado de ventanas, herramientas para mecanizar palos redondos, para canales, para cepillado, para ensamblar, entre otros mecanizados.

En las imágenes puedes observar un buen equipamiento de fresas para tupí, cabezal porta cuchillas y cuchillas de regruesadora- cepilladora en acero calidad HSS al 18%.

Es muy común, en talleres de prototipos, que la cepilladora y la regruesadora tengan la misma longitud de eje, aunque sean máquinas distintas, los ejes porta cuchillas de las dos máquinas utilizan sujeciones de cuchillas muy similares e incluso con el mismo número de éstas:

• Las cuchillas se fabrican en acero rápido calidad HSS, sus longitudes van de 80 a 640 mm, dependiendo de la longitud del eje porta cuchillas, con anchuras de 25, 30 y 35 mm, con diferencia, la anchura de mayor fabricación es de 30 mm, los gruesos generalmente son de 3 milímetros.
• En determinadas máquinas solamente se pueden montar cuchillas especialmente fabricadas para ellas, normalmente todas las cuchillas permiten su afilado, algunas se fabrican reversibles a dos filos y con aleaciones del 18% de cobalto especialmente indicadas para trabajar maderas duras.

Los protectores se denominan y clasifican dependiendo de la máquina a la que van destinados, a continuación puedes observar tres tipos de protectores:

• Los protectores de las sierras de cinta, se centran en cubrir el recorrido de la cinta de corte, la estructura de la máquina, la cinta de corte y los volantes están protegidos en su totalidad, exceptuando en el espacio que queda por encima de la mesa hasta la altura de corte que debas realizar, este espacio de trabajo lo puedes cubrir con protectores autorregulables, según la altura de corte y regulación manual, según esa misma altura. Existe en el mercado diferentes modelos y su reglaje es muy sencillo, limitándonos a fijar la altura de corte según el espesor de las piezas a mecanizar.
  
• En las cepilladoras, los protectores en forma de resguardo del eje porta cuchillas han sido los más utilizados, los primeros modelos en forma de teja, telescópicos o plegables exigían una regulación manual y aunque minimizaban el riesgo de sufrir un accidente no resultaban muy eficaces, los nuevos protectores autorregulables tanto al espesor como al ancho de las piezas permiten que la protección del eje porta cuchillas sea total y por tanto el riesgo se disminuye al máximo posible.
  
• Los dispositivos de protección de las sierras de disco y escuadradoras, deben de cumplir dos objetivos, impedir que el operario introduzca las manos al disco de corte e impedir que las piezas puedan salir lanzadas con violencia. La colocación del cuchillo divisor del mismo espesor que el disco de corte minimizó el lanzamiento de las piezas, pero la conducción incorrecta de las piezas al corte puede ocasionar dicho lanzamiento, los protectores autorregulables mediante rodillos y cubierta de carcasa en metacrilato con aspiración centralizada, están resultando los más eficaces en el campo de la protección de sierras de disco y escuadradoras, su regulación es por empuje del material a cortar y se adaptan al espesor de corte automáticamente.
  

La tupí se ha considerado una de las máquinas más peligrosas por la cantidad y gravedad de los accidentes ocasionados; en el campo de la protección ha sido la máquina que ha tenido una mayor investigación. La versatilidad de operaciones que se pueden realizar en ella, hace especialmente difícil o imposible el adaptar un solo elemento de protección para todos los procesos de mecanizado.

Con los alimentadores automáticos de piezas se consigue disminuir el riesgo de accidente al máximo, pues las manos del operario no pueden entrar en contacto con la herramienta de corte, el inconveniente es que solamente se puede utilizar en operaciones con guía y normalmente se comete la impudencia de no utilizarlo cuando el número de piezas a mecanizar no es elevado.

Los sistemas de protección en operaciones de mecanizado a tope de árbol y a moldura cortada, que normalmente han sido las operaciones que entrañan un mayor riesgo, han experimentado un espectacular avance, con la introducción de elementos de protección específicos para dichas operaciones, así como, la generalización de elementos como:

• Prensores de las piezas.
• Cubiertas y pantallas transparentes del eje.
• Topes integrados de profundidad en el propio eje y de rechazo.
• Varillas de apoyo al rebaje.
• Carros de espigado.
• Varillas puente, que nos unen las dos partes del paralelograma o guía.
• Mesas extensibles, deslizables y adaptables al trabajo a realizar, entre otros.

Dicha generalización de los elementos de protección, hace que se esté desmitificando paulatinamente el miedo a trabajar en la tupí.

En las imágenes puedes observar tres sistemas de protección para la maquina tupí, en la imagen superior, protector frontal de pantalla en metacrilato transparente, en la imagen central, protector de varillas puente en guía y en la imagen inferior, alimentador automático de rodillos.

Puedes clasificarte los herrajes en dos apartados atendiendo a las prestaciones para las que han sido diseñados, aunque existen herrajes que por sus características entrañan dificultades para incluirlos en una clasificación tan simple.

Normalmente no existe unanimidad en la clasificación de los herrajes y quizás la más común sea la que utiliza el producto como referencia y no el uso, en esta ocasión la clasificación la realizarás por el su aplicación, no por el producto, y que engloba en un primer apartado llamado herrajes de abertura, todo tipo de herrajes utilizados en el accionamiento de elementos móviles de carpintería y mueble, y un segundo apartado denominado herrajes de deslizamiento, apoyo, ensamblado y unión.

Cuando consultes diversos catálogos de productos, ya sean virtuales o formato papel, veras que la variedad de productos es impresionante, se puede decir, que los fabricantes de herrajes tienen respuesta técnica y productos, ante cualquier necesidad en el campo de los herrajes para la carpintería y mobiliario.

A continuación puedes observar los tipos de herrajes más comunes. El primer grupo es de accionamiento de elementos de abertura y el segundo grupo de fijación y cuelgue de elementos de abertura:

• De accionamiento. Lo integran principalmente, tiradores, manillas, cerraduras y picaportes.
• De fijación y cuelgue. Compuesto por pernios y bisagras.

La variedad y cantidad de tiradores que existen hace que nos limitemos a clasificarlos atendiendo a los siguientes criterios:

• Por los materiales fabricados: de madera, plástico, acero, aluminio, latón, cristal, metálicos y combinación de varios materiales.
• Por su forma: los encontramos de botón, concha, curvados, rectos, planos, anilla, con placa, en pomo y en asa.
• Por su colocación: superpuestos, encastrados y al canto.
• Atendiendo al uso o lugar de instalación: para mobiliario de cocinas, hogar, oficinas y baños, para puertas de abertura, correderas y de cristal.

Para el accionamiento de cerraduras y picaportes, utilizaras las manillas o manivelas, habitualmente se conocen tres tipos: de roseta, con placa y tubulares, en la imagen puedes diferenciar los tres tipos.

Las cerraduras, según su colocación, se dividen en dos grupos: de encastrar y de sobreponer o superpuestas.

Los picaportes se han diferenciado habitualmente en tubulares, de petaca y superpuestos, éstos últimos apenas se fabrican.

Del grupo de bisagras y pernios, lo primero que debes de saber es diferenciar un pernio de una bisagra, las bisagras están formadas por dos alas iguales y simétricas, exceptuando en la unión al eje o nudo central por medio de charnelas alternadas. Se instalan indistintamente a izquierdas o derechas atendiendo a la abertura de la hoja.

Los pernios van unidos al eje o nudo sin fijación y sus alas no son simétricas, por tanto tienen mano de abertura, se fabrican de abertura a derechas o de izquierdas. Es el tipo de herraje más utilizado en puertas de paso, lo descrito hace referencia a bisagras llamadas planas o de alas, no a otro tipo de bisagras que son diferentes, entre las que puedes distinguir:

• Bisagras de cazoleta, utilizadas mayoritariamente en mobiliario de cocina, abatibles, de compás, de libro, para puertas de cristal, de seguridad, entre otras.
• Pernios o goznes, generalmente se utilizan de dos tipos: de alas y de roscar o pipa.

¿Sabes cuales son los herrajes deslizables? son los que te permiten desplazar, de forma guiada, un elemento móvil de carpintería o mobiliario, con la finalidad de permitir un uso más cómodo y un mejor aprovechamiento del espacio, generalmente distinguirás dos aplicaciones, para puertas y para cajones.

Para puertas debes diferenciar, según el deslizamiento, dos sistemas: guía en la parte superior y ruedas de apoyo y deslizamiento en la parte inferior o viceversa.

En cajones debes diferenciar varios tipos de guías, sobre bolas y sobre rodillos de nylon o de acero, y también se distinguen por el tipo de extracción: simple, en la que no sale la totalidad del cajón, completa y telescópica, en éste tipo de guías el cajón se puede extraer en toda su profundidad.

Cuando escuches hablar de herrajes de apoyo, lo asociarás a las patas, sean estas para mesa o armarios, y el grupo de herrajes lo integran muchos más tipos.

Existen notables diferencias en las formas y los materiales utilizados en las patas, el material más utilizado para las patas ocultas es el plástico. Si las patas son vistas, caso de mesas y algunos muebles, se fabrican de tubo metálico, con acabados cromados, pintados de colores diversos o en acero inoxidable. Generalmente las formas de las patas son de sección circular o cuadrada, la mayoría son regulables en altura por lo que te facilitan la nivelación del mueble o mesa, las alturas son variables, oscilando de 100 a 200 milímetros en patas de muebles de cocinas, de 100 a 250 milímetros en patas vistas para mobiliario y de 450 a 720 milímetros en patas de mesas.

Dentro del grupo de herrajes de apoyo, están incluidos más tipos, como son las ruedas, los deslizantes, los carriles de cremallera para soportes de baldas y los soporta estantes.

En las imágenes aparecen distintos tipos de herrajes, según puedes observar, que están clasificados en función de su aplicación y uso, en la imagen de la superior del apartado puedes identificar diferentes herrajes de apoyo: patas, ruedas, soportes, entre otros, en la imagen central diversos herrajes de deslizamiento: guías de cajones y de puertas, y en la imagen inferior herrajes de unión: tornillería, ángulos de refuerzo, cartabones, placas, escuadras, y clavos, entre otros.

Normalmente asocias el proceso de acabado a la aplicación de unos determinados productos una vez finalizada su fabricación, es verdad que la aplicación de productos de acabado la realizas al final del proceso productivo, pero el proceso de acabado empieza en el inicio de la fabricación, con la selección idónea de los materiales, las uniones realizadas y el aclimatado de materiales, entre otros.

Verdaderamente, ¿qué pretendes con la aplicación de acabados?, existen dos respuestas:

• Proteger el elemento fabricado de su deterioro, alargando su vida útil.
• Resaltar sus cualidades estéticas, resultando más atractivo para el público.

Si estableces las operaciones necesarias para realizar un acabado en secuencias, debes comenzar con la selección de los materiales, a continuación preparas el soporte, con operaciones de limpieza de componentes reactivos, masillado y lijado A partir de estas dos fases, las operaciones a realizar dependen del resultado final que quieras conseguir, por tanto, cada tipo de acabado tiene unas secuencias en las operaciones que le son propias, e incluso, al mismo tipo de acabado, las secuencias de operaciones pueden ser distintas, dependiendo si el sistema de aplicación de productos es manual o mecánico.

Puedes establecer tantas secuencias en los procesos de acabados como resultados finales quieras alcanzar, no tiene nada que ver un acabado decapé con un lacado, ni un acabado para exterior que para interior, ni un acabado sometido a uso exigente como en un suelo de madera, con el acabado de un revestimiento de un paramento o techo, entre otros.

¿Qué producto de acabado debes de seleccionar? Existe una enorme variedad de productos que ofertan las industrias del sector, todos ellos válidos, con sus ventajas e inconvenientes, la elección no es fácil y te tendrás que basar en los siguientes factores:

• Efecto estético final que quieras conseguir.
• Características del soporte: madera maciza, tablero manufacturado u otro tipo de materiales.
• Compatibilidad del producto con el material soporte, adherencia.
• Medios técnicos de aplicación disponibles.
• Exigencias técnicas de aplicación del material de acabado.
• Lugar de instalación y uso del elemento barnizado.

En las imágenes del apartado puedes observar tres tipos de acabado muy diferentes por el resultado obtenido y su secuencia de aplicación:

En el primer caso, el proceso de acabado es con barniz de poliuretano entonado con tinte caoba, las secuencias que se aprecian son las siguientes:

• Parte inferior, tablero de partículas rechapado en roble lijado, sin ningún producto de acabado.
• Primera mano de barniz de fondo entonado con tinte caoba al disolvente.
• Lijado y aplicación de una segunda mano de fondo con barniz transparente.
• Lijado y acabado con barniz transparente satinado.

En la segunda muestra el proceso es acabado decapé en tablero aglomerado rechapado de roble, puedes apreciar las siguientes secuencias:

• Rayado y resaltado del veteado con cepillo de alambre.
• Primera mano de tinte al disolvente y mano de fondo de barniz de poliuretano, tienes que saber, que la aplicación de la mano de fondo es fundamental si queremos que permanezca el color del tinte que hemos aplicado, en caso de no hacerlo con ésta secuencia la patina se mezclara con el tinte modificando su tonalidad.
• Aplicación de la patina blanca y eliminación de la patina sobrante.
• Acabado con barniz transparente de poliuretano mate.

En el tercer proceso puedes observar las fases de un lacado, el soporte es tablero DM muy apropiado para éste tipo de acabados:

• En la franja inferior, el tablero crudo de fibras lijado.
• Una primera aplicación de laca blanca de poliuretano fondo.
• Lijado y aplicación de una segunda mano de fondo.
• Lijado y aplicación del acabado efecto especial nacarado.

En infinidad de ocasiones los elementos de carpintería y mobiliario no se comercializan en su color natural, para modificar ese color natural aplicarás productos que se denominan tintes, productos transparentes que colorean la madera y que nos dejan ver el veteado de la misma.

Desde siempre se han tintado las maderas, unas veces por estética, otras por imitación a maderas de un mayor valor y, en ocasiones, para igualar la tonalidad en los elementos de un conjunto.

Cuando realices acabados superficiales tintados, la primera operación es aplicar el tinte, sea con aplicación manual o mecánica.

Los productos de tintado se componen de una pequeña cantidad de colorante y el resto de un material líquido en el que se disuelve, llamado generalmente solvente. A continuación se describen los tipos de tintes según la naturaleza química del solvente.

Si el colorante (generalmente entre el 3 al 10 % de la formulación) se mezcla con disolvente de rápida o lenta evaporación se denominan tintes al disolvente, si el solvente es acuoso se denominan tintes al agua, si el colorante va mezclado con agua y alcohol se denominan hidroalcohólicos y si se mezclan con aguarrás los llamamos grasos:

• Cuando hables de tintes al disolvente te referirás a los de evaporación rápida, son los más utilizados actualmente, su aplicación la realizarás con pistola aerográfica generalmente y su secado es tan rápido que se puede aplicar barniz de fondo sin intervalo de tiempo. Se recomiendan en procesos continuos de acabados y se comercializan preparados al uso.

  Se pueden mezclar con barnices de fondo y acabado para entonarlos. En la imagen puedes ver diversos tintes al disolvente.

  
• Los tintes al agua tienen un gran inconveniente, que su secado es muy lento, tampoco se recomiendan para teñir determinados elementos de carpintería y mobiliario si éstos van rechapados, por humedecer excesivamente el soporte. los aplicarás con brocha o esponja, se puede ir retirando el resto del producto con un trapo igualando el color y recuerda que son los más económicos del mercado. Éste tipo de tintes los puedes preparar con colorantes en polvo, anilinas y nogalinas habitualmente, que irás añadiendo al solvente en proporción a la intensidad de color que desees.
  
• Los tintes hidroalacohólicos llevan una mezcla de alcohol y agua, el alcohol hace que su secado sea más rápido evitando la humedad en el soporte, abren mucho el poro de la madera y marcan bastante su veteado, los puedes aplicar a pistola aunque normalmente se aplica a brocha y al igual que los tintes al agua tampoco permiten que los mezcles con fondos y acabados.
• Los llamados tintes grasos se aplican generalmente a brocha, limpiándolos a continuación, se utilizan para dar un aspecto rústico al elemento de carpintería y mobiliario, hay que tener muy presente el tipo de barnizado que vamos a realizar encima, en numerosas ocasiones nos puede dar incompatibilidad de productos.

La clasificación de los tintes la realizarás atendiendo a la naturaleza química del solvente, pero es evidente que se pueden realizar otras clasificaciones atendiendo a otros parámetros, como son:

• La velocidad de secado: rápido o lento.
• Por el efecto final del tintado: patinados, semipigmentados, entonadores, entre otros.
• Por el tipo o sistema de aplicación: a brocha, a pistola, a inmersión y a rodillo, entre otros.

Debes tener en cuenta que continuamente se hacen nuevas propuestas de acabados, con nuevos productos de tintado y técnicas de aplicación, los mencionados anteriormente son los más utilizados, pero, hay más tipos de productos que utilizas en el tintado de la madera, por ejemplo:

• Las patinas, utilizadas en los efectos decapé.
• Los tintes universales o colorantes concentrados, para mezclar con diferentes solventes o en fondos y acabados.
• Los tintes a rodillo, llamados así por su aplicación a rodillo con solventes de secado lento, generalmente glicoles.

En la imagen puedes observar el tintado de una pieza de madera de pino con tinte de color nogal al agua, aplicado a brocha. Podrás apreciar que el tinte no cubre el veteado de la madera, al contrario, lo resalta.

Con la aplicación de productos de tintado al agua no necesitas tener especial cuidado en las normas de prevención de riesgos laborales, su nocividad es mínima, la utilización de guantes es recomendable por cuanto te previene de suciedad y posibles problemas alérgicos.

Los productos de barnizado o lacado responden a la doble cuestión planteada, proteger y resaltar sus cualidades estéticas.

Los productos de acabado los has caracterizado y agrupado según el proceso de secado, según se pase del estado líquido de aplicación al sólido de uso, los productos se denominan de secado físico y de secado por reacción química:

• Productos de secado físico, engloban todos los que pasan de estado líquido a sólido mediante la evaporación de los solventes que tienen en su formulación, es bastante obvio, que si elevamos la temperatura y bajamos la humedad relativa ambiental, la evaporación será más rápida y, por tanto, el secado se acelerará.
• Productos de secado por reacción química, son los que su secado y endurecimiento se realiza por la presencia y a consecuencia de elemento externo que puede ser otro producto, generalmente llamado endurecedor y vulgarmente catalizador, y por un fenómeno físico. En éste tipo de productos existen dos fases claramente diferenciadas, la fase de secado se produce por evaporación del solvente, mientras que la fase de endurecimiento se origina por la reacción de los productos entre si.

  La reacción de los productos que origina el endurecimiento de la película de acabado se produce por la acción de otro producto que añades a la mezcla y por la acción física externa, entre los productos que secan y endurecen por la reacción con otro producto químico están los poliuretanos, los endurecidos por ácido y el poliéster.

  Entre los productos de secado y endurecimiento por reacción química, por la acción de un agente externo no químico, están los endurecibles por temperatura, por infrarrojos, radiaciones ultravioleta y los endurecidos por la combinación de la resina con la humedad del ambiente.

Dentro del grupo de productos de secado físico debes distinguir dos tipos de productos, los denominados rígidos y los flexibles:

• Rígidos, son los que al evaporar el solvente o disolvente, resulta una película de estructura cristalina y por consiguiente frágil, incluimos los de base disolvente, nitrocelulosa y goma laca, prácticamente en desuso la goma laca, y los de base agua llamados acrílicos.
• Flexibles, son los que la película tiene una cierta elasticidad que permite absorber y adaptarse a los movimientos del soporte, incluimos los sintéticos, diluibles con aguarrás y en base agua productos formulados especialmente para elementos expuestos al exterior.

En las imágenes puedes observar las presentaciones comerciales de los productos de acabado identificando los nombres del producto.

Los recipientes de menor tamaño contienen endurecedor y tienen la mitad de capacidad que los botes de resina si la proporción de la mezcla es de (2 : 1), es decir, dos partes de resina por una de endurecedor, que habitualmente es la proporción más utilizada por los fabricantes.

Su naturaleza química te permite agrupar los productos de acabado según su secado y endurecimiento, a continuación verás una descripción de los productos tal y como se les define en el mercado: nitro, hidrosolubles y poliuretanos, entre otros.

• Barnices y lacas nitro: supusieron un gran avance en los sistemas de aplicación de productos de acabado, en su composición intervienen la nitrocelulosa, mezcla de celulosa con nitroglicerina, los disolventes, los plastificantes y resinas alquidicas, son productos monocomponentes de fácil aplicación y reparación, tienen el inconveniente de su poca resistencia a los agentes químicos de uso doméstico, aunque han perdido mucha cuota de mercado se siguen utilizando sobre todo en mobiliario de estilo clásico.

• Barnices hidrosolubles llamados barnices al agua: son emulsiones o soluciones de un polímero en forma de gotas de resina diminutas dispersas en agua, por tanto, el disolvente está constituido principalmente por agua, son productos generalmente monocomponentes y de mantenimiento fácil, poco a poco, se va incrementando su aplicación principalmente por varias razones, por una mayor conciencia medio ambiental de la sociedad, por su baja toxicidad para el barnizador, por la mejora de los productos, por precio más competitivo y por las normativas europeas que exigen el uso de barnices de baja emisión de solventes.

  Prácticamente los barnices al agua nos garantizan una larga duración y como hemos dicho son de fácil reparación, factores determinantes para aplicarse de cada vez más en puertas y ventanas al exterior, su aplicación en elementos de interior de carpintería y mobiliario es actualmente muy reducida, debido principalmente a la energía necesaria para su secado, a su lentitud de secado y al precio muy superior a los productos tradicionales.

  La formación de la película de barniz, se produce por evaporación del agua y por un fenómeno químico llamado coalescencia por el cual se funden entre sí las pequeñas gotas de resina conforme va evaporando el agua.

  
• Poliuretanos: son resinas, que llevan unos radicales compatibles con otros productos llamados endurecedores, que como te hemos mencionado anteriormente se les llama catalizadores vulgarmente, la asociación resina endurecedor nos da películas de barnizado duras y resistentes a todo tipo de agentes químicos y productos domésticos. En las imágenes puedes ver diferentes acabados con poliuretanos transparentes barnizados, y poliuretanos pigmentados lacados.
  

Generalmente en nuestro sector utilizamos dos tipos de poliuretanos, los llamados puros y los prepolimerizados:

• Puros: son los que tienen un primer componente llamado resina base con disolventes, cargas y aditivos y un segundo componente llamado endurecedor formado por isocianatos con disolvente.
• Prepolimerizados: son los que en un mismo producto llevan el endurecedor o catalizador incorporado, al abrir el envase se van evaporando los disolventes y endurecen en contacto con la humedad del ambiente, tienes que tener en cuenta que una vez abierto el envase hay que consumir el producto porque al igual que los poliuretanos de dos componentes una vez mezclados se endurecen, a este tipo de poliuretanos se le conoce de secado por humedad, se utilizan principalmente en suelos de madera por su resistencia al roce.

Habitualmente se distingue otro tipo de poliuretano, en el cual la resina lleva incorporados ligantes y con menos cargas que los fondos, se aplica generalmente como producto de acabado.

En los productos endurecidos por ácido, también llamados reactivos o de urea, su secado y endurecimiento es similar a los poliuretanos, tiene un gran inconveniente y es la emisión de formaldehído, estos productos se están dejando de utilizar para el acabado de la madera.

Existe una variedad de productos con el nombre de poliéster, su composición es una resina base de poliéster insaturado que puede ser saturada por la acción de catalizadores o por efecto de la luz u otras radiaciones, generalmente ultravioletas.

Son productos de alto contenido en sólidos, lo que representa su principal ventaja respecto a los restantes productos de acabado, su formulación de dos y tres componentes se realiza en el momento de la aplicación. Se utilizan mayoritariamente en aplicaciones industriales, en líneas completas de barnizado, con aplicadores de rodillo o cortina y de secado en horno o radiaciones ultravioletas.

En la imagen de abajo se muestran botes de disolvente para poliuretanos, generalmente se comercializan en envases de 5 y 25 litros.

Debes considerar los productos de acabado como si estuvieran formados por un único componente éste, denominado básico, es el que determina la denominación del producto, pero todos van acompañados de una mezcla de disolventes que actúan como vehículo, y unos auxiliares que modifican o mejoran su comportamiento. A la derecha se muestra la aplicación de barniz a pistola sobre un soporte de pino teñido en nogal.

Como elementos auxiliares que entran en la formulación de los barnices puedes encontrar:

• Agentes de lijado: son productos que te facilitan el deslizamiento del elemento abrasivo, se utiliza habitualmente el estearato de zinc.
• Cargas: se utilizan para disminuir la cantidad de resinas en el producto, son muy utilizados cargas minerales como el talco y el caolín, productos que facilitan también el lijado.
• Aditivos: se utilizan para facilitar la extensibilidad y como agentes antiespumantes para evitar burbujas de aire, filtrado de la luz, entre otros.
• Agentes de matizado: su misión es situar el nivel del brillo en los parámetros que deseemos, se utilizan ceras y sílice.
• Disolventes: son productos que te permiten una buena aplicación de los productos de acabado regulando su viscosidad, no van incluidos en su totalidad en la formulación original, se adicionan en el momento de la aplicación, y su destino final es evaporarse por tanto debemos de evitar abusar de su uso.

Existen diversos sistemas de aplicación de productos de acabado en madera y derivados: a brocha, a pistola aerográfica, sistemas de rodillo y cortina principalmente, te centrarás en la aplicación manual con pistola aerográfica y mediante brocha, que son los sistemas utilizados en prototipos, ya que los equipos de aplicación mediante pistolas automáticas y robot de barnizado no se utilizan en prototipos y la aplicación mediante rodillos y cortina se utilizan en líneas de barnizado y exclusivamente en piezas planas.

En contra de lo que puedas pensar, la aplicación de productos mediante brocha es muy utilizada en prototipos, debes tener en cuenta varios condicionantes para su utilización: las pruebas de diferentes productos en elementos del prototipo, las tonalidades e intensidades de color, las series mínimas de piezas, entre otros, hace que el recurso de la brocha sea operativo, las encontrarás en el mercado de formas redondas o planas y diversos tamaños (las redondas son adecuadas para superficies irregulares y las planas para superficies lisas) y con cerdas naturales y sintéticas.

La aplicación de productos de acabado por pulverización con pistola aerográfica es el más utilizado, sin lugar a dudas, en prototipado de elementos de carpintería y mobiliario, la pulverización se consigue por la proyección de aire a presión sobre una pequeña alimentación de producto de acabado, lógicamente la presión del aire dependerá de la viscosidad del producto, dicha presión de aire se consigue mediante diferentes tipos de compresores siendo los más utilizados los llamados de correas o de calderín.

Las pistolas te permiten regular la presión del aire de aplicación en algunos modelos, en otros, dicha regulación es ajena a la propia pistola, pero en general todos los modelos de pistolas constan de: aguja, pico de fluido, boquilla de aire y tuerca de cierre. La boquilla que va situada en la parte final de la pistola permite regular la forma de la proyección, la cantidad de producto a aplicar se regula mediante una aguja que cierra o abre el conducto sobre el pico de fluido en forma de cono en la punta, según sea su alimentación, encontrarás pistolas de gravedad y de succión:

• Las pistolas de gravedad llevan en la parte superior el depósito de producto y el producto baja por gravedad, lo pulveriza el aire a presión que fluye en el interior de la pistola al apretar el gatillo, proyectándolo sobre la superficie en forma de gotas minúsculas, son muy utilizadas por su sencillez y precio.
• Las pistolas de succión son las que incorporan el depósito de producto en la parte inferior de la pistola, al apretar el gatillo de la pistola parte del aire se mezcla con el producto del depósito que por medio de un sifón sube hasta el pico de fluido y allí es pulverizado igual que en la pistola de gravedad.

Para realizar acabados de calidad con pistolas aerográficas debes disponer de un flujo de aire continuo y exento de diminutas gotas de agua, el filtrado del aire y la regulación de la presión que llega a las pistolas se consigue con filtros como el que puedes observar en la imagen. Es muy importante que los revises regularmente y los purgues para expulsar el agua acumulada.

En altas aplicaciones de productos se utilizan sistemas de aplicación a pistola muy complejos, como son, los sistemas airless, airmix y sistemas de aplicación con pistola electrostática:

• En máquinas de aplicación air-less. Existen dos tipos, eléctrico y neumático, las unidades o sistemas de aplicación sin aire desarrollan altas presiones y si se manejan incorrectamente pueden penetrar en la piel, ocasionando graves lesiones. En el sector de la madera se están dejando de utilizar, debido a su peligrosidad y que no aportan ventajas sobre otros sistemas más sencillos.
• Pistolas air-mix. Se trata de equipos de aplicación mixtos, combinan los conceptos air-less y aerografía, en las pistolas, al igual que las aerográficas, el gatillo tiene dos tiempos, primero sale el aire y después el producto, disponen así mismo, de manguera de conexión de producto y de aire. Con los productos de dos componentes debes conocer la vida de la mezcla evitando que el producto no quede catalizado en el interior de la manguera.
  
• Pistola electrostática. Es la que aprovecha mejor el producto aplicado, las pérdidas se reducen considerablemente frente a sistemas tradicionales de aplicación a pistola, se basan en cargar electrostáticamente al material de acabado con una corriente eléctrica de alta tensión, los elementos a barnizar se conectan a tierra y cuando la pistola lanza el producto a golpes veloces hacia el elemento, este atrae el producto de acabado como un imán, se produce un efecto magnético siendo muy utilizado en acabados de elementos torneados y sillería.
  

Una parte importante en la aplicación de productos de acabado en prototipos son las instalaciones del lugar de aplicación, si quieres realizar aplicaciones de calidad debes de contar con una cabina de filtros secos y presurizada:

• Cabina de filtros secos, está sustituyendo a la de cortina de agua, que está en desuso por la obligatoriedad de reciclar los residuos generados por una empresa autorizada y por el coste del equipo de depuración.
• Sistema de presurización de las cabinas, consiste en el aporte de aire filtrado al interior de la zona de trabajo, con el fin de compensar la extracción de los ventiladores de la cabina, creando una sobre presión en el interior de la cabina, logrando que el aire tienda a salir en vez de ser aspirado hacia el interior, evitando la entrada de polvo al interior y que pueda depositarse en los elementos barnizados, algunas poseen dos zonas claramente diferenciadas, zona de aplicación y zona de secado, ambas presurízalas, garantizándote un excelente acabado de las piezas. En las imágenes puedes observar una cabina presurizada de filtros secos.
  

El proceso de acabado se lleva a cabo al final del proceso productivo pero empieza en el inicio de la fabricación, con la selección previa de los materiales, la determinación de la idoneidad de las uniones realizadas, masillado, lijado, aclimatado, y la selección de los productos de acabado, sistema, equipos e instalaciones de aplicación.

Para alcanzar un acabado de calidad debes controlar todo el proceso de operaciones previo a la aplicación de productos. Durante las operaciones de aplicación debes valorar y controlar las condiciones ambientales de aplicación, temperatura y humedad, adaptando dichas variables a los productos base y observar su comportamiento una vez aplicado el producto. En la imagen de la derecha puedes observar elementos barnizados colocados para su secado.

El control visual posterior a la aplicación te permite verificar las características del producto una vez finalizado el proceso de acabado, confirmando la calidad del proceso, con el tacto valoras si el proceso de secado o endurecimiento evoluciona favorablemente, pero los errores que puedan surgir a posteriori solamente los puedes comprobar con ensayos forzados, dichos ensayos te determinan si el acabado realizado responde a las exigencias de calidad requeridas.

En la primera parte de la unidad, has analizado los ensayos a realizar para comparar los materiales y determinar su idoneidad para un prototipo concreto, de estos ensayos cuatro se consideran básicos para determinar la calidad de un acabado en madera y derivados, dichos ensayos estandarizados son de muy fácil aplicación y te van a resultar muy útiles para determinar las características de los productos, recuerda que lo que vas a comprobar con los ensayos es la respuesta de los productos aplicados sobre el soporte del prototipo. En la imagen podrás observar el resultado de los ensayos practicados a las probetas con productos de acabado. La comparación de resultados entre los productos de acabados te determinará la idoneidad del producto para una aplicación concreta.

Los cuatro ensayos a verificar en acabados son:

• Frio-calor.
• Resistencia a la abrasión.
• Adherencia.
• Resistencia a los agentes químicos de uso doméstico.

Para llevar a cabo una política de prevención de riesgos laborales y de protección ambiental debes partir del conocimiento de los riesgos que tienen el manejo de máquinas, herramientas y productos de acabado de prototipos. El conocimiento de los riesgos de las máquinas y herramientas conlleva un estudio de las medidas de seguridad y de protección, recomendadas en las instrucciones de las máquinas, y en los productos de acabado debes realizar el estudio de la Hoja de Seguridad.

Tienes que olvidarte de que los accidentes son fruto de la casualidad o fatalidad, en todo accidente existe una causa concreta, y depende esencialmente de dos factores, el humano y el técnico. Según estos dos factores, la prevención de riesgos de accidentes tendrá cuatro principios de actuación: Eliminación de los riesgos mecánicos de las máquinas; Control del riesgo (minimizando sus efectos encerrándolo o aislándolo; Adiestramiento del personal mediante formación; Empleo de los equipos de protección (individuales o colectivos).

El conocimiento de la técnica de uso de las máquinas y herramientas, así como utilizar los medios de protección en máquinas, herramientas y equipos de protección individual (EPIs), te ayudará en la prevención de accidentes, pero en la prevención de accidentes, tú tienes la última palabra.

A continuación se detallan los equipos de protección individual (EPIs):

• El Buzo de trabajo ajustado con mangas recogidas hasta el codo o puños con goma ajustable para no llevar mangas sueltas. Bota o zapato de seguridad. Protectores auditivos. Guantes. Mascarilla. Chaleco refractario.
• El buzo de trabajo y el calzado de seguridad se consideran generalmente de uso obligatorio permanente, los demás elementos de seguridad incluidos en el equipo individual, dependerán del trabajo a realizar. En los protocolos de seguridad de las máquinas observarás qué elementos de seguridad y protección son obligatorios.

En el tratamiento de residuos derivados del proceso de acabado, debes de partir de un principio básico, generar la mínima cantidad posible de residuos. No debes olvidar que se trata de productos químicos, para saber las precauciones a tomar, se encuentran a tu disposición las Hojas de Seguridad que acompañan a los productos, y donde consta la cantidad de productos que entran en la formulación, así como los riesgos para la salud del operario y el medio ambiente.

El conocimiento de los riesgos de las máquinas y herramientas conlleva un análisis de las situaciones peligrosas que puedes encontrar en el mecanizado de elementos de prototipos. Los contenidos expuestos tienen por objeto identificar los riesgos mecánicos y humanos, para establecer las medidas de seguridad y de protección, de manera que sea imposible el tener un accidente.

¿Sabes cuales son los riesgos que puedes identificar en operaciones de mecanizado? Los riesgos mecánicos en operaciones de mecanizado los identificarás en:

• Entrada en contacto con partes de la máquina que puedan producir un accidente, sea por atrapamiento o por corte con objetos móviles o herramientas.
• Proyección o lanzamiento de herramientas de corte, sea por, rotura o colocación deficiente.
• Rechazo de materiales o partes de estos desde la máquina, sea por material con defectos, sierra aprisionada por el material o útiles inadecuados de corte.

Los riesgos humanos en operaciones de mecanizado los identificamos en:

• Mal reglaje de dispositivos de seguridad.
• Pasada de prueba sin colocar dispositivos de protección.
• Técnica de uso inadecuada, velocidad de corte, profundidad de corte, fijación, mala colocación de manos, posición del cuerpo en movimiento, en definitiva falta de experiencia.
• Reglaje de la máquina sin estar parada.
• No utilizar los EPIs, identificados en cada una de las máquinas.

Recuerda la cantidad y variedad de máquinas que conforman el equipamiento del taller de prototipos, los riesgos definidos tienen carácter general y son aplicables a todas las máquinas de mecanizado.

Entre los riesgos derivados del mecanizado que pueden derivar en accidentes se encuentra el polvo, en todas las operaciones de mecanizado se produce más o menos polvo y cuando estas son elevadas generan contaminación ambiental, siendo nociva para la salud e incluso con algunas maderas y tableros manufacturados muy irritantes, suponiendo un riesgo que debes de tener en cuenta.

El polvo son partículas sólidas finísimas suspendidas en el aire, de todas las partículas de polvo, las que suponen un riesgo, son las que puedes inhalar mientras estés mecanizando los materiales, o en tu permanencia en el lugar de trabajo.

Su inhalación supone un riesgo, aunque un porcentaje elevado permanece en la nariz, otro pasa a los bronquios y las partículas más finas pueden penetrar en los pulmones, con el consiguiente riesgo para tu salud.

Las Hojas de Seguridad acompañan a los productos de acabado, en ellas se especifican las características del producto, divididas en los siguientes epígrafes:

• Datos identificativos de la empresa y del producto. Dirección, descripción comercial y química, teléfono de urgencias.
• Composición, información de los componentes. Sustancias que intervienen en un porcentaje superior al límite de exención y presentan un peligro para la salud o para el medio ambiente.
• Identificación de los peligros. Identificación de los pictogramas que acompañan en los envases.
• Primeros auxilios. Por inhalación, contacto con los ojos, contacto con la piel, y por ingestión.
• Medidas contra incendios. Medios de extinción, riesgos específicos, equipo de protección antiincendios, entre otras recomendaciones.
• Medidas a tomar en caso de vertido accidental. Precauciones individuales, precauciones para la protección del medio ambiente, y métodos de limpieza.
• Manipulación y almacenamiento. Precauciones en la manipulación, condiciones de almacenamiento, materias incompatibles, y condiciones que deben evitarse.
• Controles de exposición, protección personal. Límites de exposición, medidas de orden técnico, protección del sistema respiratorio, protección de ojos y la cara, y protección de las manos y la piel.
• Propiedades físicas y químicas. Color, olor, viscosidad, peso específico, solubilidad en agua temperatura de ebullición, inflamación, auto ignición, descomposición, y forma física.
• Estabilidad y reactividad. Estabilidad, reacciones peligrosas, descomposición térmica.
• Informaciones toxicológicas. Efectos toxicológicos, dosis y concentraciones letales.
• Informaciones ecológicas. Vertido al suelo, vertido al agua, emisiones a la atmósfera, y datos eco toxicológicos.
• Consideraciones sobre eliminación. Manipulación de residuos, eliminación de envases vacíos, y procedimientos de neutralización o destrucción del producto.
• Información relativa al transporte. Por tierra, carretera o ferrocarril, mar y aire.
• Informaciones reglamentarias. Etiquetado y tipo de envase.
• Otras informaciones. Utilizaciones, y legislación sobre etiquetado.

El estudio de las Hojas de Seguridad te permite identificar los riesgos específicos de cada producto, pero no lo debes considerar suficiente, la emisión de COV está presente en casi toda la industria actual y, como no, en los procesos de acabados de carpintería y mobiliario.

Se estima que casi una cuarta parte de los COVs vertidos a la atmósfera provienen del uso de disolventes, fuente ESIG, ASEFAPI estima dicho porcentaje en un 3 %. Independiente de la disparidad de los datos, los COV pueden producir diferentes efectos nocivos sobre la salud y sobre los ecosistemas naturales, debido a su toxicidad, efectos cancerígenos y la formación de oxidantes fotoquímicos troposféricos, así como el aumento del ozono troposférico, formado a nivel de suelo en presencia de la luz solar.

En la imagen de abajo a la izquierda puedes observar los pictogramas de seguridad impresos en los botes, así como la letra de advertencia de uso y manipulación.

En la imagen de abajo a la derecha se especifican la Normas Básicas de Seguridad en la cabina de barnizado, entiende dichas normas como protocolos de actuación, a respetar siempre que apliques productos de acabado en el interior.

Recuerda que un accidente no se debe a la casualidad ni a la fatalidad, en cualquier accidente concurren básicamente dos circunstancias que denominamos factor técnico y factor humano:

• En el factor técnico se agrupan los medios de protección y prevención integrados en el propio diseño de la máquina o complementarias.
• En el factor humano se agrupan la formación técnica en el mecanizado con máquinas y equipos y la formación e información en las instrucciones de seguridad pertinentes y de los equipos de protección necesarios a las operaciones de mecanizado.

Los factores que deben contemplarse en el Plan de Prevención de la empresa son:

• La evaluación de los riesgos en las operaciones de mecanizado.
• La planificación de la prevención.
• El mantenimiento de unas condiciones sanas y seguras.

¿Qué son las condiciones sanas del lugar de trabajo? Son aspectos como la temperatura, iluminación, humedad, ventilación, factores de espacio, aspectos ergonómicos y estéticos, todos ellos tienen una influencia fundamental para determinar dichas condiciones.

¿Qué entendemos por condiciones seguras? Condición segura de trabajo en el mecanizado de elementos del prototipo son las que impiden los accidentes, aunque realices alguna maniobra incorrecta. La medida más evidente para establecer condiciones de trabajo seguras en las operaciones de mecanizado en las máquinas, es impedir el acceso de las manos a los elementos móviles, la forma de realización del trabajo, las recomendaciones de seguridad, sean éstas escritas o en pictogramas, las señales luminosas, y la instalación de elementos de protección. En la imagen de la izquierda se observa el protocolo de actuación en la máquina cepilladora.

Los protectores son elementos instalados en las máquinas, destinados a impedir el acceso a las herramientas de corte y limitar al máximo los riesgos que se presentan durante el trabajo, tienes que ser consciente, que los protectores no eliminan el riesgo de sufrir un accidente y, en ocasiones, si está mal regulado pueden aumentar ese riesgo porque los protectores normalmente nos impiden la visión de la herramienta de corte y si está mal colocado se anula la función para la que se ha instalado.

Las medidas de prevención que debes de poner en práctica para minorar los riesgos derivados de los procesos de acabados, las puedes diferenciar en dos:

• La prevención de riesgos en los productos de acabado: que debe comenzar con su almacenamiento, su manipulación y aplicación.

  En el almacenamiento de productos, debes aislar las fuentes de calor y eléctricas, no debes fumar en el área de almacenamiento y, para evitar derrames, los envases, una vez abiertos, debes cerrarlos y colocarlos en posición vertical, evitando condiciones de humedad elevadas.

  

  Tomarás las siguientes precauciones en la manipulación: evitar los derrames, no permitir que el producto pase a desagües, alcantarillas ni a cursos de agua, no dejar los recipientes abiertos, para prevenir riesgos de incendio y explosión manipular los productos en zonas libres de puntos de ignición y alejado de fuentes de calor o eléctricas, para prevenir riesgos toxicológicos, no comer, beber ni fumar y, después de la manipulación, lavarte las manos con agua y jabón.

  

  En la aplicación de productos debes respetar las siguientes medidas de prevención: nunca apuntes con la pistola a partes del cuerpo, no uses el equipo de aplicación para aquellas operaciones para las que no ha sido diseñado, verifica con regularidad los componentes del equipo como manguera, boquilla, aguja, pistola y compresor, proveer una ventilación adecuada, evita la inhalación de vapores, si en la cabina de aplicación la concentración de partículas o vapor de disolvente superara los límites de exposición, utiliza el equipo de respiración con suministro de aire o mascarilla de carbón activo e instalar duchas de emergencia.

  Utiliza EPIs para la aplicación de productos como guantes adecuados, gafas contra salpicaduras, mono antiestático de fibra natural o fibra sintética.

• Las emisiones de COV. Existen dos medios posibles, reduciendo desde la aplicación las emisiones y limitar el contenido total de disolvente en los productos:
  • Reducir las emisiones de COV, bien recuperando gran parte de los gases emitidos a la atmósfera o destruyéndolos antes de ser descargados al ambiente, o la recuperación de disolventes para su posterior uso mediante equipos de depuración.
  • Utilizar productos de bajo contenido en COV, investigación y desarrollo de productos en base agua. Si amplias la imagen, verás que el barniz al agua no tiene advertencias de seguridad.
  

  Como usuario de productos que generen residuos peligrosos, es tu obligación tratarlos y deshacerse adecuadamente de ellos a través de un gestor autorizado. Por lo que debes procurar generar la mínima cantidad de residuos posible, no estropear aquellos envases que sean reutilizables, juntar todos los residuos líquidos y almacenar separadamente los residuos metálicos de los plásticos.

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