Irakasgaiaren azalpena eta testuingurua

Explicar la relación estructura-propiedades en la madera y fibras y de los materiales composites derivados así como los efectos externos que condicionan su conducta en servicio, y todo ello en relación con las tecnologías de procesado.

Ohiko deialdia: orientazioak eta uko egitea

La evaluación de la asignatura se llevará a cabo mediante evaluación continua realizada a lo largo del periodo de impartición de la asignatura. Esta evaluación constará de controles, cuestionarios, entrega de ejercicios y presentación de trabajos.

De acuerdo con la normativa EEES se exige en todas las Actividades presencialidad superior o igual al 80% (se pasará control de asistencia diario).

La calificación final se obtendrá como suma de las calificaciones obtenidas en la evaluación continua.

RENUNCIA (en convocatoria ORDINARIA):

La renuncia a la convocatoria supondrá la calificación de No Presentado.

Para solicitar la renuncia, el alumno o alumna, deberá hacerlo vía correo electrónico, 15 días naturales antes de la fecha de terminación de impartición de la asignatura. Este email estará dirigido al responsable del master, poniendo en copia al coordinador de la asignatura.

Ezohiko deialdia: orientazioak eta uko egitea

La convocatoria extraordinaria tendrá lugar en la fecha programada durante el periodo correspondiente a la convocatoria extraordinaria. La prueba consistirá en un único examen escrito de toda la asignatura.

RENUNCIA (en convocatoria EXTRAORDINARIA):

La renuncia a la convocatoria supondrá la calificación de No Presentado.

Para solicitar la renuncia, el alumno y la alumna, deberá hacerlo vía correo electrónico, 15 días naturales antes de la fecha programada del examen. Este email estará dirigido al responsable del master, poniendo en copia al coordinador de la asignatura.

Irakasgai-zerrenda

1. Introducción a la ciencia y tecnología de la madera: Desde la formación del árbol hasta el uso práctico de la madera. Desde propiedades acústicas hasta la contracción e hinchamiento de la madera. Aspectos prácticos del uso y la producción de productos madereros.



2. Anatomía, estructura y funciones de la madera: Entendiendo la madera.- Formación de la pared celular. Química y estructura de la pared celular. Ultraestructura de la pared celular. Causas de variabilidad entre especies. Características anatómicas de coníferas y frondosas. Características de crecimiento que afectan a la calidad de la madera.



3. Química de la madera: Polisacáridos y ligninas: Introducción a la química de la madera.- Composición química y distribución. Química de sus componentes.- Celulosa. Hemicelulosas. Ligninas. Extractivos. Caracterización química de la madera. Biosíntesis y localización de los polisacáridos en la pared celular.- Biosíntesis de la celulosa. Estructura de la celulosa.- Caracterización de la celulosa.



4. Funcionalización de madera y fibras lignocelulósicas: Introducción.- Importancia de fenómenos de superficie y adhesión. Superficie y funcionalización superficial. Dominios de aplicación. Fenómenos de adhesión.- Definición. Modelos de adhesión: Interacción molecular y adsorción. Enlaces covalentes. Difusión. Adhesión mecánica. Fibras celulósicas.- Estructura química. Revisión de propiedades generales. Propiedades superficiales de la celulosa. Tratamientos físico-químicos de la superficie de la celulosa: corona, UV-vacío, llama, plasma, láser. Tratamientos químicos (injerto): hidrofobización, injerto con moléculas bifuncionales, injerto con moléculas simétricas, injerto con silanos como agentes de acoplamiento. Determinación de energías superficiales en líquidos y sólidos.- Tensión superficial y energía superficial. Técnicas de medida: plato Wilhemy, anillo DuNoüy, capilaridad, método de gota, ángulo de contacto (cálculo de energía superficial de sólidos) cromatografía de gases inversa.



5. Características físicas: Agua en madera.- Revisión de anatomía. Sorción. Contenido en humedad. Agua química, agua libre y punto de saturación de fibras. Humedad de Equilibrio Higroscópico. Determinación del contenido de humedad. Humedad.- Presión de vapor. Humedad relativa. Punto de rocío. Determinación de HR. Peso, densidad y gravedad específica. Contracción e hinchamiento.- anisotropía, alabeo, contracción volumétrica. Gradientes de humedad y tensiones de secado. Propiedades térmicas y eléctricas de la madera. Flujo de fluidos en madera.- Estados de secado. Ecuación general de velocidad. Permeabilidad. Difusión de agua química. Capilaridad. Principios de secado.



6. Propiedades mecánicas: Mecánica elemental. Sistemas de medida. Propiedades de elasticidad. Propiedades de resistencia. Carga axial.- Tensiones normales. Tensión y deformación. Ley de Hooke. Cortadura.- Tensión de cortadura. Deformación de cortadura. Comportamiento general de la madera bajo carga. Naturaleza ortotrópica de la madera. Sonido. Características naturales que afectan a las propiedades mecánicas. Efectos de manufacturado y condiciones en servicio. Relación estructura-propiedades en madera y fibras naturales



7. Introducción a la reología como fenómeno de transferencia de la cantidad de movimiento

Algunos conceptos básicos. Viscoelasticidad lineal. La viscosidad como función reológica. Flujo no Newtoniano: Polímeros fundidos. Viscoelasticidad no lineal. Otros compuestos no newtonianos.



8. Técnicas de caracterización reológica. Aplicación de las medidas dinámicas a la caracterización de materiales



9. Modos de introducción de las fibras reforzantes en matrices termoplásticos. Premezclado. El extrusor monohusillo. Extrusores monohusillo con secciones mezcladoras. Extrusoras de doble husillo.



10. Preimpregnados y compuestos de moldeo. Tecnologías de fabricación de preimpregnados: Generalidades. Métodos de fabricación de preimpregnados con disolvente. Métodos de fabricación de preimpregnados sin disolvente. Compuestos de moldeo: SMC y BMC. Constituyentes. Preparación de SMC y BMC.



11. Moldeo de materiales reforzados. Moldeo de preformas. Moldeo de SMC y BMC. Moldeo de preimpregnados. Moldeo por inyección. Otras técnicas de moldeo: RTM (Resin transfer molding) y RRIM (Reinforced reaction injection molding). Clase práctica: Moldeo por transferencia de resina (RTM).



12. Técnicas de recubrimiento de molde con materiales reforzados. Laminado manual o moldeo por contacto. Proyección simultánea. Moldeo con saco de vacío y autoclave. Centrifugado.



13. Técnicas específicas para el conformado de composites de matriz termoplástico. Laminado manual o moldeo por contacto. Proyección simultánea. Moldeo con saco de vacío y autoclave. Centrifugado.



14. Composites basados en láminas de madera. Laminados. Técnicas de laminación discontinua. Aplicaciones.



15. Procesos de secado de la madera. Consideraciones generales sobre la influencia de la estructura anatómica de la madera en el proceso de secado. Principales propiedades que influyen en la relación agua-madera. Propiedades del aire húmedo. Tecnología del secado de la madera y de fibras ligno-celulósicas.



16. Composites basados en la madera y productos panelados. Productos y aplicaciones: 1) paneles (chapeado estructural, chapeado no-estructural, tablero de partículas, tablero de fibras, tablero de hebras orientadas). 2) Maderos de composites estructurales (maderos laminados de chapa, maderos de hebras paralelas, maderos de hebras laminadas). Composites basados en termoplásticos y harina de madera.



17. Composites basados en fibras ligno-celulósicas. Tipos de fibras e importancia de los tratamientos superficiales para la compatibilización. Interfases y adhesión fibra/matriz. Aspectos térmicos. Mezclado y tipos de mezcladores. Relaciones propiedades-morfología. Productos y aplicaciones.



18. Efectos del deterioro biológico. Agentes de origen abiótico (agentes químicos, agentes físico-químicos, agentes físico-mecánicos). Agentes de origen biótico (Bacterias, algas, hongos cromógenos y de pudrición, Insectos xilófagos, xilófagos marinos).



19. Tratamientos protectores de la madera. Tratamientos curativos. Tratamientos preventivos. Características de los principales productos químicos empleados como protectores de la madera. Clasificación de los protectores químicos de la madera en función de su utilización y en función de la naturaleza química.



20. Procesos específicos de manufacturado. Materiales utilizados en los embalajes. Técnicas y equipos de envasado. Tecnología de envasado. Envases, embalajes y medio ambiente.



21. Aplicaciones técnicas para adhesivos. Métodos de evaluación. Propiedades y caracterización de los adhesivos de madera. Diferentes tipos de adhesivos.



22. Consideraciones ambientales. Influencia de humedad, radiación UV y temperatura. Reutilización de piezas. Análisis de ciclo de vida (LCA).

Bibliografia

Oinarrizko bibliografia

Wertz J. L. et al., Cellulose Science and Technology. CRC Press, 2009.

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Gehiago sakontzeko bibliografia

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Aldizkariak

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http://www.forestplatform.org/

http://www.nrel.gov/biomass/

http://www.efpro.org/