miniatura|Fusta en un bosc de Finlàndia miniatura|Esquema del creixement d'un arbre i el procés de formació dels anells de creixement.
La fusta o, antigament, el fustCoromines afirma que «fust decaigué en els segles baixos, però avui resta encara viu i popular, aplicat al material, en el nostre Pirineu central i a les Illes» és la matèria llenyosa del tronc d'una planta, especialment en arbres i arbusts que es caracteritzen per tindre troncs; però això és només una aproximació, en el més ampli sentit, la fusta pot referir-se a altres materials i teixits amb propietats comparables. La fusta és un material heterogeni, higroscòpic, cel·lular i anisotròp.GDLC. Anisòtrop. La fusta és composta de fibres de cel·lulosa i hemicel·lulosa mantingudes unides per lignina, i petites proporcions de sucres, midó i proteïnes.
La substància lígnia es caracteritza pels feixos de fibres separats entre ells per ramades medul·lars en sentit radial. Aquestes, de vegades molt aparents, reben el nom de malles i formen teixits en capes successives de període anual.
La fusta la produeixen i utilitzen les plantes amb fins estructurals, perquè resulta ser un material estructuralment eficaç, per aquesta característica és utilitzada àmpliament pels humans.
Una vegada tallada i seca, la fusta s'utilitza per a moltes aplicacions diferents. Una d'elles és la fabricació de polpa o pasta, matèria primera per fer paper. Els ebenistes i els fusters tallen i uneixen peces de fusta amb les eines corresponents, per a fins pràctics o artístics. La fusta és també un material de construcció molt important des dels començaments de les construccions humanes i encara ho és.
Estructura interna miniatura|Aspecte d'un arbre tallat
L'estructura interna de la fusta pot estudiar-se des de diferents aspectes i de diverses maneres. Des de l'estudi visual i macroscòpic tradicional fins als estudis amb mitjans auxiliars (òptics, electrònics o químics) que permeten obtenir informació sobre l'estructura microscòpica d'una fusta determinada. Tant de la seva estructura física com de la seva composició química.
Estructura macroscòpica La medul·la és la part més ferma i compacta, en el centre del tronc, es forma per assecat i resinificació.
Duramen és la part immediata a la medul·la, més dura i consistent, impregnada de lignina taní.
Albeca és la part exterior i més jove de la fusta, amb més saba, que amb el temps en ser substituït el midó per taní es transforma en duramen, que es fixa en la membrana cel·lular.
Càmbium és la capa que permet el creixement en gruix de l'arbre
Floema o liber és una capa formada per cèl·lules conductores que transporten la saba elaborada que nodreix l'arbre
Escorça és la pell o coberta exterior del tronc i branques d'algunes de les plantes productores de fusta.
Defectes Els defectes principals són els següents: Esquerdes o feneduresGDLC. Fenedura. Rodanxes o exfoliacions. (Acebolladuras o colainas, en castellà).Optimot. Acebolladura. Fibres revirades.Construmatica. Defectos de la madera. GropsGDLC. Grop. Acumulacions de resina Floridures. Tunels fets per insectes xilòfags. Coloració desigual
Estructura microscòpica miniatura|Secció transversal ampliada de Juglans nigra, que mostra els vasos, els radis llenyosos (línies blanques) i els anells anuals. Aquesta fusta té una estructura intermèdia entre les fustes de porositat difosa i les fustes de porositat concentrada en anells. La secció dels vasos va disminuint gradualment. La fusta és un material heterogeni, higroscòpic, cel·lular i anisòtrop. Es compon de cèl·lules, i les parets cel·lulars estan compostes de micro-fibres de cel·lulosa (40%-50%) i hemicel·lulosa (15%-25%) impregnades amb lignina (15%-30%)
En les espècies de coníferes o fusta tova les cèl·lules de la fusta són majoritàriament d'un únic tipus: traqueides; i com a resultat el material és molt més uniforme en l'estructura que la de la majoria de fustes dures. No hi ha vasos ("porus") en la fusta de les coníferes com els que es poden veure de forma destacada en la fusta de roures i cedres, per exemple. La saba circula per les traqueides, que estan buides i tenen petits forats.
L'estructura de les fustes dures és més complexa la capacitat de conducció d'aigua es pren sobretot càrrec pels vasos: en alguns casos (roure, castanyer, cedre), aquests són bastant grans i diferents, en altres (castanyer d'índies, àlber, salze) massa petits per a ser vistos sense una lupa de mà. En la classificació d'aquest tipus de fustes s'acostuma a dividir-les en dos grans classes, d'anells porosos i porositat difusa
En les espècies d'anell porós, com ara el freixe, el garrofer negre, la catalpa, el castanyer, l'om, la cària,GDLC. Cària. la morera, i el roure, els vasos més grans o porus (com es diuen les seccions transversals dels vasos) estan localitzats a la part de l'anell de creixement format en la primavera, formant així una regió de teixit més o menys oberta i porosa. La resta de l'anell, produïda a l'estiu, es compon de vasos més petits i una proporció molt més gran de fibres de fusta. Aquestes fibres són els elements que donen resistència i tenacitat a la fusta, mentre que els vasos són una font de debilitat.
En fustes difuses poroses els porus estan dimensionats de manera uniforme de manera que la capacitat de conducció d'aigua es dispersa en tot l'anell de creixement en lloc de ser recollida en una banda o fila. Exemples d'aquest tipus de fusta són: vern, til·ler, bedoll, castanyer d'índies, auró, salze, i el Populus ' 'espècies com trèmol, i l'àlber Algunes espècies, com ara la noguera i el cirerer pumila, estan a la frontera entre les dues classes, formant un grup intermedi.
Propietats Tot i que la fusta no té unes propietats fixes, sí que podem establir-ne algunes de generals: Densitat - És la relació entre la massa i el volum dels cossos. Les fustes solen tenir una densitat inferior a l'aigua, i és per això que suren. Algunes fustes d'origen tropical de gran duresa tenen densitats superiors a la de l'aigua Duresa - És l'oposició que presenta un material a ser ratllat o penetrat per un altre que és més dur. Vegeu Prova de la duresa de Janka Conductivitat tèrmica i elèctrica - La fusta condueix malament la calor i l'electricitat raó per la qual resulta un excel·lent aïllant. Per això s'empra en mànecs d'eines i en el revestiment de parets i sòls. Resistència a esforços - La fusta no és un material isòtrop. Aguanta molt bé els esforços que segueixen la direcció paral·lela a les fibres, però no els que es fan en sentit perpendicular a elles. De fet són ideals per aguantar esforços a flexió, semblants a les que sofreix un arbre per acció del vent. Durabilitat - Hi ha fustes molt duradores i resistents als paràsits i als fongs, com la noguera, i altres que no ho són tant, com el pi. Deformació per fluència lenta. La fusta és un material que continua deformant-se quan està sotmesa a una certa tensió. Per exemple, suposem una biga que simplement reposa entre dos suports pels extrems. En principi sense càrrega, només aguantant el propi pes. Si hom aplica una certa càrrega al mig de la biga, aquesta es deformarà (proporcionalment a la càrrega aplicada) de forma instantània, provocant una certa fletxa. La deformació és sensiblement la mateixa al cap de un cert temps. De fet la deformació de la biga anterior va augmentant amb el temps amb una velocitat de deformació molt lenta. Al cap dels anys la deformació lenta pot estabilitzar-se i esdevenir virtualment nul·la. En casos extrems la deformació pot continuar fins que la viga s'arribi a trencar. En la major part de casos la fluència lenta no suposa cap problema. Un exemple de fluència lenta el proporcionen alguns instruments de corda. Les cordes estan en tensió i deformen la taula harmònica. Una bona pràctica és destensar les cordes quan no cal fer música amb l'instrument. Un cas semblant passa amb els arcs de fusta. Es guarden desencordats i s'encorden quan cal usar-los.
Detalls de les propietats tecnològiques El dimensionat de les peces de fusta es determinava tradicionalment de forma empírica, sense cap càlcul. A mesura que la ciència dels materials (Elasticitat i resistència de materials) va progressar, les dimensions de les peces de fusta estructurals es pogueren determinar per càlcul, aprofitant les dades prèvies de fustes diverses, obtingudes en proves de laboratori.
Una de les propietats més importants és la densitat. En general, com més densa és una fusta més resistència té. El mòdul d'elasticitat és una propietat que cal conèixer en la majoria de càlculs de resistència.
+ Mòdul d'elasticitat aproximat de diversos materials Material GPa Polipropilè 1,5-2 Niló 2–4 Tauler DM, derivat de la fustaMaterial Properties Data: Medium Density Fiberboard (MDF) 4 Fusta de pi (al llarg del gra) 9 Fusta de roure (al llarg del gra) 11 Magnesi (Mg) 45 Alumini 69 Plàstic reforçat amb fibra de vidre (70/30 per pes de fibra/xarxa, unidireccional, al llarg del gra) 40–45 Plàstic reforçat amb fibra de carboni (70/30 fibra/xarxa, unidireccional, al llarg del gra) Epoxy Matrix Composite reinforced by 70% carbon fibers [SubsTech] . Substech.com (2006-11-06). Retrieved on 2011-03-30. 181 Ferro forjat 190–210 Acer (ASTM-A36) 200
Rigidesa relativa a la flexió miniatura|Exemple de flexió mecànica: la biga de dalt es troba en estat de repòs, en la figura de sota aquest element és sotmès a una força, l'element en conseqüència es doblega en el mateix sentit de la força. A partir de la densitat d i del mòdul d'elasticitat E és possible calcular la rigidesa relativa de diversos materials, que es pot escriure R = E/d³.
Material Densitat Mòdul d'elasticitat (kg/mm²) Rigidesa relativa Fusta 0,55 950 5.700 PRFV 1,5 950 280 Alumini 2,77.100 360Acer 7,8 21.000 44 Les xifres demostren una de les grans qualitats de la fusta com a element estructural: una rigidesa relativa molt elevada, comparada amb altres materials usats habitualment.
Procés d'obtenció miniatura|Troncs de fusta apilats, a les illes de Java.
miniatura|Fusta assecant-se. Tall o tala: En aquest procés intervenen els llenyataires o la colla d'operaris que pugen a la muntanya i amb destrals o serres elèctriques o de benzina tallen l'arbre i li treuen o lleven les branques, arrels i comencen a prendre-li l'escorça perquè comenci a assecar-se. Se sol recomanar que els arbres es tallin a l'hivern o a la tardor. És obligatori de replantar més arbres que els que es van tallant. Transport: És la segona fase i és en aquesta que la fusta és transportada del seu lloc de tall fins a la serradora i en aquesta fase depenen moltes coses com l'orografia i la infraestructura que hi hagi. Normalment es fa tirant amb animals o maquinària però hi ha casos en què hi ha un riu a prop i s'aprofita perquè els emporti, si hi ha bon corrent d'aigua es deixen anar els troncs amb compte que no s'encalli però si hi ha poc corrent es lliguen fent rais que es guien fins on calgui. Serratge: En aquesta fase la fusta és portada a unes serradores. En les quals se segueix més o menys aquest procés i la serradora l'únic que fa és dividir en trossos la fusta segons l'ús que se n' hagi de fer posteriorment. Acostumen a utilitzar diferents tipus de serra com per exemple, la serra alternativa, de cinta, circular o amb corrons. Algunes serradores combinen diverses d'aquestes tècniques per a millorar la producció. Assecatge: Aquest és el procés més important per la fusta, ja que fa que sigui de qualitat i estigui en bon estat malgrat que si fallen els anteriors també falli aquest. Assecatge natural: Es col·loquen les fustes en piles separades al sòl i amb forats perquè corri l'aire entre ells i protegits de l'aigua. El problema amb aquest sistema és que triga molt de temps i això no és rendible per als del serradora que volen que això vagi rabent. Assecatge artificial: dins d'aquest hi ha diversos mètodes diferents: