Densidad y gravedad específica
La densidad es el peso o la masa de una unidad de volumen de madera y la gravedad específica la relación entre la densidad de madera a la del agua. En el sistema métrico de medición, la densidad y la gravedad específica son numéricamente idénticas; por ejemplo, la densidad media de la madera de abeto Douglas es de 0,45 gramos por cc y su gravedad específica de 0,45, porque 1 cc de agua pesa 1 gramo. (Expresado como peso por unidad de volumen, 1 gramo por cc equivale aproximadamente a 62,4 libras por pie cúbico).
La determinación de la densidad de la madera es más difícil que para otros materiales porque la madera es higroscópica (consulte la sección Higroscopicidad ); tanto su peso como su volumen están muy influenciados por el contenido de humedad. Para obtener cifras comparables, se determinan el peso y el volumen con contenidos de humedad especificados. Los estándares son peso seco al horno (contenido de humedad prácticamente nulo) y volumen seco al horno o verde (verde se refiere al contenido de humedad por encima del punto de saturación de la fibra, que promedia alrededor del 30 por ciento). Otras expresiones de densidad, como las que se basan en el peso y volumen de secado al aire o en el peso y volumen de madera verde, tienen cierta importancia práctica, como en el envío de madera, pero no son precisas.
El seco La masa de madera en un volumen dado se determina por la densidad, que se obtiene dividiendo el peso seco en horno por el volumen, ya sea en horno o verde. El volumen de secado al horno es difícil de determinar, al menos por inmersión en agua, debido a la higroscopicidad de la madera. Las muestras secas al horno se sumergen primero en parafina fundida caliente, para formar una fina capa protectora, antes de sumergirlas en agua. Con pequeñas muestras de madera, a veces se utiliza mercurio en lugar de agua; se dispone de un aparato especial (volumétrico Breuil). Para los ejemplares de forma regular, el volumen se puede calcular en función de sus dimensiones. Además, los métodos de radiación se utilizan para la medición directa de la densidad.
La densidad de una muestra de madera se puede evaluar visualmente observando el ancho (grosor) de los anillos de crecimiento y la proporción de madera tardía. En general, la madera tardía, debido a sus paredes celulares más gruesas y cavidades celulares más pequeñas, es más densa que la madera temprana y, al aumentar el ancho del anillo, su proporción disminuye en las maderas blandas y aumenta en las maderas duras de porosidad anular. Por lo tanto, los anillos más anchos indican una densidad más baja en las maderas blandas y una densidad más alta en las maderas duras de porosidad anular. En maderas duras de poros difusos, la madera tardía no se distingue claramente, y el ancho del anillo no es una indicación de densidad.
La densidad de las maderas templadas varía de aproximadamente 0,3 a 0,9 gramos por cc, pero el rango mundial es aproximadamente de 0,2 a 1,2 gramos por cc. Las diferencias entre especies o muestras de la misma especie se deben a proporciones variables de sustancia de madera y volumen de huecos y al contenido de extractos. La densidad de la sustancia de la madera es de aproximadamente 1,5 gramos por cc y prácticamente no existen diferencias en este valor entre las especies.
* Basado en muestras en condiciones de secado al aire (12-15% de contenido de humedad). ** N = newton (alrededor de 0,22 libras); kN = 1,000 newtons Fuente: Adaptado de George Tsoumis, Science and Technology of Wood (1991).
La densidad afecta la cantidad de humedad que puede contener la madera, su encogimiento e hinchazón, y sus propiedades mecánicas y de otro tipo. En general, la densidad es una medida de la calidad de la madera clara, es decir, madera sin defectos.