Tintes ecológicos y madera de tilo

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Lo que viene a continuación es fruto de los foros de Tallamadera.
Ramonboix , Artik, Stonewodcrafts, ninsfor, virutas, Mayado, Estrella, Grone, Gloriamary, Feli, Tess, y Pemaro han puesto los pilares para un debate propio sobre la coloración de la madera.
Animado por las pruebas que ha realizado Ramonboix y las indicaciones de Artik, en el Laboratorio de Tallamadera, hemos intentado ver y medir.
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Elegir nuestra madera favorita, el tilo y un tinte natural y ecológico, la nogalina tiene además la ventaja de simplificar la cuestión.
Dicen los ebanistas que las maderas que mejor se tiñen son el haya y el abedul. Habrá una causa física para tal afirmación.
Un tinte natural aplicado sobre la blanca madera de tilo permitiría resaltar su tenue veteado e incluso imitar el acabado de maderas nobles.


¿Es así?, ¿es posible lograr resultados satisfactorios?


La madera acompaña al hombre desde el inicio de su odisea. Se han desarrollado infinidad de substancias que la protegen de los xilófagos, la sellan de los efectos de la intemperie, o simplemente la colorean. Algunas formulaciones son seleccionadas por los tallistas para sus obras. Hay tantas soluciones como artesanos.
Foros de páginas norteamericanas hablan de nuestras inquietudes en este tema. Muchos de los productos que mencionan no se venden en Europa. Sin detalles sobre su composición es muy difícil encontrar equivalentes.


El objetivo sería racionalizar el problema para entender mejor el comportamiento de la madera de tilo cuando entra en contacto con nogalina. Dejemos las fórmulas magistrales, sin los porqués, a otras páginas en la web.

Los puntos esenciales de la poca información que he encontrado sobre el tema pueden resumirse así:

1. El tintado es uno de los procesos más complejos en tratamiento de la madera. Una de las principales dificultades a la hora de aplicar el tinte sobre la madera es conseguir una tonalidad homogénea, debido a los efectos de la temperatura, la humedad las características del propio producto aplicado y las características propias de la estructura de la madera y su secado.

2. Una clasificación sencilla de los tintes de madera distingue tintes sintéticos y tintes ecológicos.

a. Los tintes sintéticos, basados en derivados del petróleo, tienen un menor poder de penetración en la madera debido a que su base disolvente es muy volátil y secan muy rápido
b. Por su parte, los tintes ecológicos, también llamados tintes al agua, tienen un mayor poder de penetración puesto que su evaporación es más lenta. Realzan más el veteado de la madera y no desprenden olor durante su aplicación, aunque necesitan bastante tiempo de secado antes de poder aplicar el barniz.

3. Los tintes ecológicos son más difíciles de aplicar que los sintéticos. El tiempo de secado supera las 6 horas y el agua produce el hinchado o levantamiento de las fibras de la madera ("repelo" o “pincha”) con la aparición de protuberancias o grumos en la superficie lijada

4. La Confederación Española de Empresarios de la Madera, Confemadera, indica que el abedul y el haya son las especies que mejor aceptan los tintes, aunque advierte de que, en ocasiones, lo pueden tomar de forma irregular, especialmente la madera de abedul. Son maderas mucho más económicas que por ejemplo el nogal, por lo que son buenas candidatas para ser teñidas. Aunque cualquier persona familiarizada con la madera podría distinguir a simple vista el nogal del haya teñida con color nogal, el acabado es muy similar.
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5. La madera deberá estar en crudo y al elegir el objeto a teñir es aconsejable que tenga mucha veta pues el tinte penetra mucho más en ellas,resaltándolas y el acabado es más espectacular.

6. El lijado influye en la homogeneidad y grado de absorción del tinte. Se recomienda lijados de hasta grano 220. La madera cortada absorbe el tinte acuoso de forma diferente a la madera lijada. En maderas como el Tilo la testa (corte radial de los vasos) absorbe mucho más ávidamente el colorante que las caras transversal y longitudinal.

7. Igualar el tono exige en algunos casos corregir localmente la diferente absorción de cada zona por aplicación de más o menos capas una vez seca la mano anterior.
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Resulta claro desde el principio que el medio con el que se aplica el colorante influye en la homogeneidad. Un pincel para acuarela (pelo de marta, oreja de buey, filamento sintético seleccionado...) se carga de colorante acuoso sin gotear.

Igual ocurre con una muñequilla obtenida al envolver algodón en un paño suave. Una brocha barata de cerdas vegetales, se empapa pero suelta el líquido demasiado bruscamente.



2_nueces_verdesEl tinte conocido como nogalina tiene color marrón oscuro, casi negro. Se vende en polvo o diluido en agua. La nogalina, es la parte externa, carnosa y verde, del fruto del nogal (Juglans regia). Aunque no es comestible es usada por sus propiedades medicinales.
Recomiendan usar agua no dura (sin cal) para diluirla. Mejor utilizar agua envasada o agua destilada.
La cubierta verde de la nuez o nogalina se usa en infusión como antidiarreico, como cicatrizante y antiséptico de la piel. Contiene taninos de tipo gálico y catéquicos (9%-11%), que le confieren su propiedad fuertemente astringente; así como derivados quinónicos, el más importante de los cuales es la juglona, sustancia amarga que, junto con la vitamina G y los ácidos orgánicos, explica sus propiedades antisépticas, cicatrizantes, tonificantes, vermífugas e hipoglucemiantes.

En pequeñas probetas de aproximadamente 8 x 8 x 20 mm podemos realizar ensayos de tinción.
Dos de las caras mayores se han cortado de forma que corresponden a la testa. Se han lijado sucesivamente con lijas para madera de grano cada vez más pequeño tipo P 50, 100, 150, 220 y 320.

Observaciones:
1. La probeta de haya muestra diferente capacidad de absorción entre testa y caras laterales, pero es notablemente acusada en la madera de tilo.
2. El tilo absorbe más cantidad de nogalina que el haya a igualdad de tiempo de contacto.
3. El corte radial visto al microscopio, a los mismos aumentos, muestra diferencias morfológicas que pueden explicar el comportamiento.
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Corte radial (testa) de madera de Tilo (Tilia plathyfillos) a 100x
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Corte radial (testa) de madera de Haya (Fagus sylvaticus) a 100x

Ambas maderas presentan vasos de similar calibre (inferior a los 0,1 mm), Dado que la madera de haya tiene radios leñosos gruesos hay menos espacio para los vasos a igualdad de superficie. Los radios leñosos conducen en sentido perpendicular a los vasos y asoman en la cara lateral. Tendrán más calibre y serán más abundantes en esta cara.
Razones de afinidad química de las paredes de los vasos y su propia morfología pueden explicar las diferencias.
Otra causa puede ser el grado de secado o deshidratación que alcance al aire cada madera.
La madera de haya tiene más taninos que la de tilo y por tanto quizás, menos avidez a los que aporta la nogalina.

Lo siguiente a realizar es observar el efecto del pulido y de las substancias acuosas sobre la superficie.

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Al pulir disminuye el número y profundidad de las rayas que rasgan la superficie. Aumenta el brillo y la rugosidad varía notablemente al tacto.
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La punta de diamante de la sonda del rugosímetro Mitutoyo Surftest SJ 210 realiza un recorrido, de longitud definida por el cut-off (0,8 x 5), y traza el perfil de la superficie.

Ra da un valor promedio de cuanto se devían, respecto a una línea media, los picos y valles del perfil.
Rz es sensible a la cantidad y profundidad de las rayas que aún quedan en la superficie.

 

 

La superficie lijada hasta grano 8000 presenta un bonito brillo cuando se coloca inclinada hacia la luz. Su valor de rugosidad Ra es de 0,92 µm (1 µm= 1micra=0,001 mm).

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Vamos a ver el efecto de una gota sobre esta suave superficie.

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Al cabo de 24 h el incremento de rugosidad es muy evidente al tacto.  El valor de Ra que mide el rugosímetro cinco días después es (2,5 micras),1,8 veces mayor que el de la madera pulida, (0,92).

Por capilaridad la gota se ha extendido siguiendo la dirección de las fibras.


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Si esto mismo se repite con colorante (nogalina) puede apreciarse como emergen hilillos de color que siguen la dirección de las fibras. Incluso asoman puntos de colorante que han llegado hasta el borde de la testa por vasos que se encuentran bajo la superficie. Eso puede concentrar el color aplicado a la testa, al menos en la arista.

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He aquí a 40x el efecto del agua sobre las fibras. Se levantan desde la superficie pulida incrementando la rugosidad. Se habla de “repelo” o “pincha”. Se aprecia como los hilillos violetas también producen fibras engrosadas por efecto no tanto del colorante, como del agua que lo disuelve.
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Hemos sumergido en nogalina durante 5 h una probeta pequeña de tilo y otra de haya obtenida como explicamos más arriba. ¿A qué profundidad habrá entrado la nogalina en ese tiempo?.


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En la parte superior podéis ver la probeta de tilo partida en dos mitades. En la base el colorante ha entrado unos 2 mm por una de las dos testas, y 0,6 mm por la otra
En la parte inferior las dos mitades de la probeta de haya no muestran una penetración significativa del colorante salvo en la testa inferior donde apenas ha penetrado 0,2 mm. Esta prueba permite verificar el sentido de crecimiento del árbol. ¡Curioso! ¿verdad? Previsible pero curioso.

Como conclusión la nogalina sólo tiñe, intensa pero levemente, la superficie cuando se aplica en una o dos capas con un pincel.
Calculamos que en cada aplicación el colorante apenas entra unas 6 a 10 micras hacia el núcleo de la madera. Si corre, lo hace sólo superficialmente. Por ello es posible eliminarlo casi totalmente por lijado siempre que no haya algún vaso o fisura anómala.
Si lográramos evitar el efecto del agua sobre la superficie y disminuir la conductividad de los extremos de los vasos de la testa del tilo lograríamos una mayor uniformidad de color.

Propuestas:
Algunas ideas pueden ser ensayadas.
1. Impregnar la superficie con un sellante muy diluido con base acuosa,
2. mojar la superficie con el disolvente de la nogalina (agua), lijar y aplicar nogalina en la dilución adecuada para obtener el tono deseado.
3. añadir alcohol a la nogalina para aumentar su capacidad de evaporación.
4. utilizar un sellante diluido con base alcohol u otros tipos de sellantes del mercado.



La primera idea es la que utiliza, llevándola al extremo, Fred Zavadil con colorantes disueltos en aceite.

La segunda ha sido ensayada con éxito por Ramonboix poco antes de publicar este artículo.

Para la tercera necesitamos asegurar que el colorante es miscible en alcohol.
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He podido verificar que la nogalina acuosa, se separa del alcohol en unos 2
o tres días. Inicialmente forma una suspensión o mezcla hidroalcoholica que hace pensar en que son miscibles, pero el colorante no se disuelve en alcohol. Aunque lo hemos ensayado los resultados no son satisfactorios, se hace difícil aplicar el colorante, se acumula color si no se aplica en sentido de fibra y se muestra poco uniforme.


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Preguntas previas:

¿Qué efecto produce sobre las fibras de madera una gota de alcohol (etanol del 96º)?

¿Qué diferencia en el contenido de taninos hay entre la madera de tilo y la de haya?

A la primera pregunta podemos responder depositando una gota de alcohol sobre una superficie pulida hasta grano 3200 o 8000 como hemos hecho antes.

La respuesta es que se evapora totalmente en unos 10 minutos, pero hincha la fibra de la madera dejando una mancha blanca de decoloración. Es tan o más destructiva que una gota de agua. La rugosidad aumenta a 2,7 micras y persiste en el tiempo.




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Para responder a la segunda pregunta, hemos de introducir dos de nuestras probetas, una de haya y otra de tilo en un frasco hermético que tenga un fondo de amoniaco concentrado al 30%.

Sobre dos arandelas de plástico y una rejilla plástica colocaremos las dos muestras sin que entren en contacto con el líquido.

Hemos hecho con la sierra una marca distintiva en la probeta de haya por si nos cuesta distinguirlas posteriormente.

Tras 24-48 h debería observarse un oscurecimiento de la madera proporcional a su contenido en taninos. Esta técnica se utiliza con madera de roble para darle una pátina de envejecimiento.

El resultado es contundente. Tanto el tilo como el haya tienen bastantes taninos. La bibliografía habla del haya como una madera con alto contenido en taninos. El tilo contiene más del tipo hidrolizable y condensado (precisamente tipo gálico y catéquicos como la nogalina) y el haya más proantiocianidinas.
La veta de ambos ha resultado bellamente resaltada. Junto a un fragmento de haya sin teñir aparece la probeta que marcamos para distinguirla de la de tilo más en primer plano. Para evitar el aspecto velloso, que véis en la foto, conviene humedecer antes la madera.
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Un interesante método de tinción química que es aplicable al tilo.


Hemos preparado 8 probetas de mayor tamaño repartidas en dos tablas de tilo europeo de 10 x 10 x 2,3 cm y 10 x 12,3 x 2,3 cm.
Dividiendo cada una en cuatro partes hemos aplicado a todas un lijado previo de grano 50. A 7 de ellas grano 100, a 6 grano 150 , a 5 220 a 4 320 a 3 1200 a 2 3200 y a 1 el grano más fino de 8000. El lijado incluye el área correspondiente a cada testa en el borde de 2,3 cm de la placa.
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En la probeta con acabados 50, 100, 150 y 220, hemos dibujado 9 sectores longitudinales.
En la placa de acabados a partir de 320 hemos dibujado 10 sectores, incluyendo las testas. Los sectores siguen la misma dirección que las fibras de la madera.

En el sector central de cada probeta, a ambos lados de la raya divisora, hemos ensayado la aplicación de nogalina diluida al 25% en agua (12 ml de nogalina y rellenar hasta 48 ml con agua embotellada). Seca en 6 a 12 horas. Pierde color sobre todo la testa a los 4-5 días.
En los dos sectores adyacentes de cada superficie, se ha ensayado la aplicación de un sellador “Tapa-poros al agua Xylazel”.

Una vez seco (6 a 12h) hemos aplicado nogalina al 25% tanto en la cara superior como en el borde de la tabla o testa. Seca igualmente a las 6 horas aproximadamente.

En la tabla de acabado superior a grano 300, hemos dejado una parte sin tintar (sólo hay tapa-poros) y en el resto del sector incluyendo la testa hemos pulido el tapa-poros al grano correspondiente antes de aplicar la nogalina.
A pesar del sellador la nogalina acuosa vuelve a hinchar la fibra aunque bastante menos.

El sector más exterior, de cada superficie, corresponde a la aplicación directa de nogalina concentrada, disuelta en un 25% ,esta vez en alcohol de 96º (12 ml de nogalina concentrada y rellenar con alcohol hasta los 48 ml). Seca en una media hora. También produce repelo pero no tan acusado.

Resumen de resultados :

La siguiente gráfica resume más de 40 muestras. Se ha repetido cada medida del rugosímetro 5 veces y se ha calculado la media.. Significa unas 200 mediciones. La verdad es que han resultado sorprendentemente consistentes para tratarse de mediciones realizadas sobre un ser vivo.

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• Una de las dificultades encontradas en la toma de medidas es que la misma madera pulida cambia de un día a otro. En general el brillo y el tacto es mejor recién pulida. Al cabo de una semana aparece visiblemente más mate. El rugosímetro da fé de esa apreciación. Significa que si no se aplica un barniz o ceras protectoras vamos a perder el trabajoso acabado por efecto de la humedad ambiente, sin hablar del nefasto impacto que tiene una simple gota de agua.
En la gráfica aparece como flecha horizontal el valor de rugosidad medido tras dejar secar al aire una gota de agua,(Ra 2,54) de tapa-poros,(Ra 2,33) de alcohol (Ra 2,78) y de nogalina depositada sobre la madera virgen pulida (Ra 1 micra)
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• Todas las curvas deben referirse a la inferior (línea marrón) que corresponde a la rugosidad de partida. La que corresponde a la madera pulida según la sucesión de lijas explicada más arriba. (1 corresponde a lija 50 y 8 a la aplicación sucesiva de 8 lijas iniciando en grano 50 para acabar con 3200 y 8000).
Cualquiera de las substancias que aplicamos aquí, agua, alcohol, tapa-poros o nogalina aumentan en una determinada proporción la rugosidad inicial.

• La gráfica muestra que el efecto de uno de estos líquidos tiene un impacto mayor sobre la rugosidadde la madera más pulida. Por otro lado, al menos en el caso del tilo, solo se empieza a apreciar la veta a partir de un lijado hasta grano 220 – 320. Si la veta no es visible al pulir poco vamos a lograr destacarla con el tinte.
• El sellador y la nogalina envasada, disueltas hasta un 25% en agua, incrementan el valor de la rugosidad entre un 96 a un 164% en el primer caso y entre un 90 y un 112% en el segundo)

• La aportación sucesiva de primero sellador diluido y una vez seco,(6h), la nogalina diluida, tampoco rebasan excesivamente los valores de cada uno por separado, (entre un 60 a 170%).

• Un resultado muy regular, con poca perdida de pulido, se obtiene lijando el tapa-poros seco antes de aplicar la nogalina. La testa sigue absorbiendo más colorante que las caras laterales pero la diferencia se reduce. La mejor solución es, de momento, impregnar la pieza, antes de aportar nogalina, con agua o con concentraciones bajas de sellador.

• Otra conclusión interesante es que siempre es posible aplicar una mano a la testa (corte radial) e insistir con dos o más en las caras laterales (corte tangencial y longitudinal). Secar el exceso con un papel absorbente, etc...

• La otra forma de lograr más uniformidad es dando a toda la pieza una mano de tapa-poros diluido en agua. Si la pieza es lijable y no hay corte vivo sin lijar, el resultado es satisfactorio.

• Si se quiere dejar la superficie con el acabado del corte de la gubia podemos aplicar el tapa-poros antes de teñir. Pulir si hay zonas pulidas en la talla y luego aplicar la nogalina ajustando el tono de los cortes.

• Hay un efecto que hemos podido comprobar en estos días de contacto con las probetas. La testa se tiñe más, pero transcurrida una semana la nogalina pierde intensidad de color igualándose las tonalidades.

• El efecto de decoloración por efecto de la luz es pequeño. Este tinte natural se caracteriza por su estabilidad. Basta teñir una muestra, partirla en dos y guardar una mitad en un cajón oscuro para verificarlo.

Nos hemos permitido explicar en un dibujo lo que probablemente ocurre a la madera en crudo, cuando se impregna con un líquido de base agua.
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Un trabajo ulterior de ensayo y medida utilizando el método explicado aquí nos podría permitir encontrar una substancia que mezclada con agua evitara el repelo y redujera la absorción de colorante. Si la encontramos o la encontráis acordaros que a nosotros nos interesa la talla.

PD. Artik ha hecho una prueba mezclando la idea de F Zavalid (sellado con barniz de poliuretano para colorantes al aceite) con la aplicación de un barniz que incorpore el colorante acuoso, (goma laca+nogalina por ejemplo). Hay que ver si impregna la veta o sólo crea una película de color y cómo se comporta en referencia al repelo.

 

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