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Mª Jose R.M (MaJo)

Composición de la madera

1. – Composición química de la madera.

La madera está compuesta de forma general por tres grupos de sustancias, las que conforman la pared celular, donde se encuentran las principales macromoléculas, celulosa, poliosas (hemicelulosas) y ligninas, que están presente en todas las maderas; el otro grupo lo conforman las sustancias de baja masa molar conocidas también como sustancias extraíbles que se encuentran en menor cantidad, y las sustancias minerales. La proporción y composición química de la lignina y las poliosas difiere para las maderas de coníferas y latifolias, mientras que la celulosa es uniforme en composición en todas las maderas. ( Browning, B.L., 1967); (Fengel, D., 1984).

La madera está formada por componentes estructurales y no estructurales, los estructurales son los que componen la pared celular y los no estructurales son denominados como sustancias extraíbles.( Bland, D.E., 1985).

La proporción de estos componentes varía con la especie, entre la madera de árboles de la misma especie y en diferentes partes del propio árbol, en la madera de la albura y duramen, en dirección radial y longitudinal.

Los parámetros edafoclimáticos influyen en la composición química, así, se presentan diferencias entre maderas que provienen de zonas templadas con las que provienen de zonas tropicales. (Fengel, D., 1984).

 

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1.1.2 –La celulosa.

La celulosa es el homopolisacárido que se encuentra en mayor proporción en la madera, es una estructura básica de las células de las plantas y la sustancia más importante producida por este organismo vivo (Marx- Figini, M., 1964), siendo el principal componente de la pared celular. (Fengel, D., 1984).

La celulosa consiste en unidades de anhidro- ß - D(+) glucopiranosa en conformación C1, unidos por enlaces glicosídicos ß -1-4, por lo que se puede describir como un polímero lineal de glucanos. La unidad estructural de la celulosa es la celobiosa (disacárido) con una longitud de 1,03nm. (Fengel, D., 1984).

El grado de polimerización es del orden de los 15,000, lo que equivale a una masa molar en el orden de los 2,3 millones. Debido al tipo de enlace (ß-1-4) la molécula de celulosa tiene una forma lineal, estabilizada por la formación de numerosos puentes de hidrógeno intracadenales e intercadenales. Entre 40 y 70 moléculas se encuentran agrupadas en fibrillas elementales de un espesor de 3,5 y 7,5 nm y una longitud de varios µm. En ellas las moléculas de celulosa están orientadas longitudinalmente formando un agregado cristalino fuertemente ordenado, en el que todas las moléculas presentan la misma polaridad, lo que indica que tienen su extremo reductor orientado hacia el mismo extremo de la microfibrilla. En estos agregados las moléculas de celulosa no están unidas covalentemente, estabilizándose su estructura solamente por puentes de hidrógeno (C3-C6) y (C2-C5), que aunque muy débiles individualmente, su elevado número hace de la fibra de celulosa una estructura muy firme y poco sensible a la degradación. (Guardiola, J.L.; Amparo, G.L., 1995)

Las microfibrillas construyen las macrofibrillas y estas a su vez las fibras de celulosa. (Browning, B.L., 1967); (Sjöstrom, E., 1981)

La estructura cristalina de la celulosa de la madera ha sido estudiada por análisis de Difracción de Rayos X y métodos basados en absorción de luz Infrarroja polarizada. Mediante los espectros Infrarrojo de la celulosa se puede obtener información sobre los cambios estructurales de la celulosa oxidada, u obtenida por diferentes métodos. (Higgins, H.G., McKenzie, A.W., 1956), (Browning, B.L., 1967)

La celulosa presenta un alto grado de cristalinidad, pero no es 100% cristalina, dependiendo de la materia prima de donde proviene. La presencia de hemicelulosas en la celulosa de las maderas parece causar disturbios en la cristalinidad. Cuanto más cristalina es la celulosa mayor es su densidad. (Browning, B.L., 1967)

La cristalinidad de la celulosa se encuentra en función de la gran cantidad de puentes de hidrógeno, hecho que además explica por qué la celulosa no es soluble en los sistemas de solventes usuales. Ella es la responsable de determinadas propiedades físicas y mecánicas de las maderas por constituir el material de sostén del árbol, dándole resistencia y tenacidad. (Coronel, E.O., 1994)

Los análisis térmicos realizados a la celulosa en muchos casos han sido relacionados con el empleo de la madera y los materiales celulósicos, con fines energéticos y como una materia prima importante en la Industria Química de los Derivados. Los análisis térmicos realizados con más frecuencia a este tipo de material, son los relacionados con el Análisis Termicogravimétrico (TG), Análisis Térmico Diferencial (DTA) y la Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC). (Hirata, T., y Nishimoto, T., 1991); (Márquez, F., 1999).

El análisis mediante Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC), brinda información termodinámica relacionada con cada paso de la descomposición térmica del material analizado a un intervalo de temperatura, sobre el carácter termodinámico del proceso, el intervalo de temperatura de óptimo aprovechamiento energético, así como de la pureza de cada componente presente en el material. (Skoog, D. A., 1985).

 

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1 comentario

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