SEMANA XI:MADERA

MADERA

La madera es un material ortótropo, con distinta elasticidad según la dirección de deformación, encontrado como principal contenido del tronco de un árbol. Los árboles se caracterizan por tener troncos que crecen año tras año, formando anillos concéntricos correspondientes al diferente crecimiento de la biomasa según las estaciones, y que están compuestos por fibras de celulosa unidas con lignina. Las plantas que no producen madera son conocidas como herbáceas.

Bloques de Madera Encastrada:

Este proyecto pretende consolidar a la empresa no solo como fabricante de bloques, sino también como promotor de desarrollo de emprendedores dedicados a la construcción con este sistema, además de brindar asesoramiento a privados y entes dependientes de provincia para realizar obras bajo este sistema constructivo.

Se intenta apoyar a entidades tales como IPVU, para potenciar el sistema de forma tal que traccione la producción de bloques, y se procura que estos sean acompañados por las vigas laminadas, el machimbre y cualquier otro producto que se fabrique en Corfone S.A.

En este sentido, se avanzó con la EPET Nº1 de Neuquén Capital, para capacitar a estudiantes egresados con título maestro mayor de obra y en curso, y contar con personal capacitado para el monitoreo de esta obras, que puedan realizar correctamente los cálculos de esfuerzos y resistencia. Además, nos brindarían la posibilidad de realizar ensayos en sus instalaciones.

El SISTEMA CONSTRUCTIVO DE VIVIENDAS, está compuesto por bloques o “ladrillos” que se superponen unos a otros unidos a través de listones y tarugos de madera y clavos metálicos; que garantizan la vinculación formando un entramado de madera y metal logrando los muros que componen las viviendas conformando espacios estancos en el interior. La madera es protegida posteriormente con sellador de juntas elásticas, asegurando la ausencia de filtraciones de aire y como protección de la madera a los agentes biológicos.

ÁRBOL:

Un árbol es una planta perenne, de tallo leñoso, que se ramifica a cierta altura del suelo. El término hace referencia habitualmente a aquellas plantas cuya altura supera un determinado límite, diferente según las fuentes: 2 metros,1 3 metros,2 3 5 metros4 o los 6 metros5 en madura. Además, producen ramas secundarias nuevas cada año, que parten de un único fuste o tronco, con claro dominio apical,6 dando lugar a una nueva copa separada del suelo. Algunos autores establecen un mínimo de 10 cm de diámetro en el tronco (la longitud de la circunferencia sería de 30 cm). Las plantas leñosas que no reúnen estas características por tener varios troncos o por ser de pequeño tamaño son consideradas arbustos.

Los árboles presentan una mayor longevidad que otros tipos de plantas. Ciertas especies de árboles (como las secuoyas) pueden superar los 100 m de altura, y llegar a vivir durante miles de años.

Los árboles son un importante componente del paisaje natural debido a que previenen la erosión y proporcionan un ecosistema protegido de las inclemencias del tiempo en su follaje y por debajo de él. También desempeñan un papel importante a la hora de producir oxígeno y reducir el dióxido de carbono en la atmósfera, así como moderar las temperaturas en el suelo. También, son elementos en el paisajismo y la agricultura, tanto por su atractivo aspecto como por su producción de frutos en huertos de frutales como el manzano. La madera de los árboles es un material de construcción, así como una fuente de energía primaria en muchos países en vías de desarrollo. Los árboles desempeñan también un importante papel en muchas mitologías del mundo.

Partes:

Los árboles están formados por tres partes: la raíz, el tronco y la copa. Los dos primeros elementos son los que diferencian, fundamentalmente, a un árbol de un arbusto.Los arbustos son más pequeños y no tienen un único tallo sino que están formados por varios. No obstante, ha de señalarse que algunas especies se pueden desarrollar como árboles pequeños o como arbustos, dependiendo de las circunstancias medioambientales.

Raíz:

Las raíces fijan el árbol al suelo. Las raíces pueden tener una raíz principal, o bien, ser numerosas raíces en las que ninguna de ellas predomina, adoptando la forma de raíz ramificada fasciculada. Las raíces aéreas son más raras dentro de los árboles, pero se dan en algunas especies que viven en entornos pantanosos, por ejemplo el mangle (Rhizophora).

Tronco:;

El tronco sostiene la copa. Su capa exterior se llama corteza o súber, de espesor y color variables, que sirve para proteger la savia. Sus características (color, forma en que se desescama, etc.) son una ayuda a la hora de diferenciar las especies arbóreas. A modo de ejemplo, puede señalarse que el haya común la tiene gris y lisa hasta edades muy avanzadas; el pino piñonero la tiene de color pardo gris o pardo rojizo, es escuamiforme, forma surcos oscuros y grandes planchas; y el olmo común, por ejemplo tiene color pardo gris, cuarteado por grietas, tanto horizontales como transversales.

Si se corta un tronco de manera longitudinal, por ejemplo en un tocón, pueden verse los anillos, que delatan la forma en que ha ido desarrollándose ese árbol. Cada año se forma un anillo. Contándolos puede saberse la edad del árbol, si bien esto es más fácil en los árboles de zonas templadas, ya que en los trópicos con un clima regular a lo largo del año, no se aprecia la formación de anillos anuales. Los anillos estrechos evidencian años de dificultades y pobre alimentación de manera que el crecimiento es retardado. Los años de crecimiento más rápido se ven en anillos más anchos. Hay un centro del tronco más oscuro, el duramen o corazón, son células leñosas muertas de donde procede la mejor madera para usar como combustible, y luego unos anillos más claros hacia el exterior, la albura. Entre la albura y la corteza hay una sola capa de células por la que el tronco está creciendo, llamada cambium; se divide a su vez en dos partes: la interior formará el xilema (albura y duramen) y la exterior forma la corteza interna (floema).

Ramas:

Las ramas suelen brotar a cierta altura del suelo, de manera que dejan una franja de tronco libre. Las ramas y hojas forman la copa. La copa adopta formas diversas, según las especies, distinguiéndose básicamente tres tipos: la alargada y vertical, la redondeada o la que se extiende de manera horizontal, como si fuera una sombrilla. Las ramas salen del tronco, se subdividen en ramas menores y en éstas están las yemas y las hojas. De la yema nacerá una flor, una rama, u hojas. Las yemas que quedan en el extremo de las ramitas se llaman yemas terminales. Suelen estar cubiertas por escamas o catafilos como forma de protección.

Hojas:

A través de las hojas el árbol realiza la fotosíntesis y puede por lo tanto alimentarse. Las raíces absorben el agua con minerales disueltos en ella. Suben por el tronco hasta las hojas. Allí reaccionan con el carbono procedente del anhídrido carbónico y forman azúcares. Luego el azúcar se transforma en celulosa, que es la materia prima de la madera. La hoja tiene una parte superior (haz) y otra inferior (envés), en el que se encuentran los estomas, pequeñas aberturas por las que penetra el anhídrido carbónico y por los que sale el agua sobrante y el oxígeno.

Las hojas son un elemento primordial a la hora de diferenciar entre las distintas especies arbóreas. Pueden señalarse cuatro tipos básicos de hojas:

Acículas. Tienen forma de aguja, delgadas y finas. Son típicas de las coníferas. Pueden estar situadas en las ramas individualmente (como en el abeto blanco o la douglasia verde), o bien formar ramilletes de 2, 3, 5 o más en los braquiblastos (como en el alerce europeo o en el cedro del Líbano). Las acículas, además, pueden aparecer en hilera, esto es, penden en un plano más o menor horizontal, o bien radial, pues penden regularmente de todos los lados del eje.

Escuamiformes. Tienen forma de escama y son propias de algunas coníferas (como en el ciprés común o la tuya occidental).

Pinnatifolios. La lámina foliar está a su vez dividida en una especie de hojas más pequeñas, llamadas foliolos, pero todos en el mismo raquis; puede verse en el serbal de los cazadores. Las hojas pinnadas en sentido estricto tienen los folíolos dispuestos de manera regular a ambos lados del pecíolo, mientras que en las palmeadas (pinnatipalmeadas) cada folíolo se inserta en un punto central, como se ve en el castaño de Indias.

Hojas simples e indivisas. Cada hoja se inserta individualmente en la rama por el pecíolo o tallo. Si no tienen ese tallo se les llama sésiles. Dentro de estas hojas simples se diferencian dos grandes grupos, los árboles de hojas opuestas y los de hojas alternas. En las hojas opuestas siempre hay 2 hojas, una enfrente de otra, que nacen del mismo nudo del eje del vástago. Así ocurre en los arces y en el olivo. Dentro de este tipo de hojas opuestas, las hay verticiladas, es decir, aquellas en las que surgen tres hojas o más en cada nudo, como ocurre en la catalpa. En las hojas alternas, en cada nudo del eje del vástago hay sólo una hoja, y la siguiente está en otro nudo y nace hacia otro lado. De hojas alternas son la mayor parte de los árboles de fronda de clima templado, como los olmos, los robles y las hayas.

Pueden tener una sola forma (aovada, acorazonada, sagitadas, reniformes, lanceoladas, etc.) o bien ser recortada, lobulada, con entrantes más o menos marcados. El borde de la hoja (borde foliar) también es un elemento de distinción, pues puede ser entero (liso), crenado, dentado (con pequeños picos), aserrado y doble aserrado (como dientes de sierra), sinuado y lobulado; además, el borde puede ser espinoso (con espinas en el borde, como en el borde dentado punzante).

 PARTES DEL TRONCO:

El tronco de un árbol es la estructura principal, como el esqueleto para el ser humano. En esta ficha educativa infantil para niños veremos cuales son las partes del tronco y sus nombres. Ficha para imprimir de las partes del tronco de un árbol de infantil.
Hay un número de anillos dentro del tronco porque cada año en la vida de un árbol se agrega un anillo y por esto también los llaman anillos anuales. Estas son las partes del tronco:

Corteza:
Es la capa exterior del tronco, de las ramas y de las ramitas. La corteza es una capa que protege la madera interna que es más delicada. Los árboles tienen en realidad corteza interna y externa, la capa interna de la corteza está hecha de células vivas y la capa externa está hecha de células muertas, parecido a nuestras uñas.
El nombre científico de la capa interna de la corteza es Floema. Es la encargada de llevar la savia de azúcar desde las hojas hacia el resto del árbol.

Cámbium:
La capa delgada de células vivas dentro de la corteza se llama cámbium. Es la parte del árbol que crea nuevas células permitiendo al árbol crecer y ser más grueso cada año.

Albura (Xilema):
El nombre científico para albura es xilema. Esta capa la forman una red de células vivas que traen agua y nutrientes desde las raíces hasta las ramas, ramitas y hojas. Es la madera más joven del árbol, con los años, las capas internas de albura mueren y se convierten en duramen.

Duramen:
El duramen es albura muerta en el centro del tronco. Es la madera más dura del árbol, por lo que proporciona soporte y fortaleza. Usualmente su color es más oscuro que la albura.

Propiedades de la madera

La características de la madera varían según las diferentes especies, por su constitución anatómica, el desarrollo y la sección del árbol de la cual se extrajo.

PROPIEDADES FÍSICAS

Anisotropía

Casi todas las propiedades de la madera difieren en las tres direcciones básicas de anatomía de la madera (axial, radial, tangencial). 

La dirección axial es paralela a la dirección de crecimiento del árbol (dirección de las fibras). 

La radial es perpendicular a la axial y corta al eje del árbol. La dirección tangencial es paralela a la radial, cortando los anillos anuales.

Higroscópicidad

Es la capacidad de la madera para absorber la humedad del medio ambiente.

Dependiendo del tipo de madera y de su

  

  punto de saturación, el exceso de humedad produce  hinchazón.   

La perdida de humedad durante el secado la madera contrae las fibras diferente en las tres direcciones, la contracción axial es la menos afectada (promedia el 0,3%, según las especies), la contracción tangencial (paralelo a los anillos de crecimiento) es aproximadamente el doble de la radial (en paralelo a los rayos). 

Densidad

Cuanto más leñoso sea el tejido de una madera y compactas sus fibras, tendrá menos espacio libre dentro de sus fibras, por lo que pesará más que un trozo de igual tamaño de una madera con vasos y fibras grandes. La densidad de la madera varía con la humedad (12% es la humedad normal al abrigo y climatizada). La madera verde tiene valores ge 50% a 60% y se reduce durante el secado, por ejemplo el peso de la madera de roble recién cortado es de alrededor de 1000 kg/m³ y en estado seco (12% de humedad) baja a 670 kg/m³.

Las maderas se clasifican según su densidad aparente, en pesadas, ligeras y muy ligeras. Las maderas duras son más densas.

Hendibilidad

Es la resistencia que ofrece la madera al esfuerzo de tracción transversal antes de romperse por separación de sus fibras. La madera de fibras largas, con nudos o verde es más hendible.

Dureza

La resistencia al desgaste, rayado, clavado, corte con herramientas, etc., varía según la especie del árbol. La madera del duramen es más dura que la de la albura. La  madera seca es más dura que la verde.  

Según su dureza, la madera se clasifica en:

Maderas duras: son aquellas que proceden de árboles de un crecimiento lento, de hoja caduca, por lo que son más densas.

Maderas blandas: las maderas de coníferas son más livianas y menos densas que las duras.

Maderas semiduras: Muchas maderas no se las puede clasificar en las categorías anteriores por tener una densidad y resistencia variadas. 

Algunas maderas de especies duras o blandas presentan mayor o menor 

 resistencia y

 características que las hacen más fácil o  difícil de trabajar, por lo que la clasificación es en la practica referida a la facilidad o dificultad que en general presentan las maderas para el trabajo con herramientas.

Flexibilidad

Es la capacidad de la madera de doblarse o deformarse sin romperse y retornar a su forma inicial. Las maderas verdes y jóvenes son más flexibles que las secas o viejas.

Estabilidad

Al secarse la madera pierde humedad hasta alcanzar un equilibrio con el medio ambiente, dependiendo de la humedad ambiental, densidad, escuadría de las piezas, orientación de sus fibras y sección de los anillos, se contraerá en mayor o menor grado durante y mantendrá su forma o se deformará curvándose y rajándose. 

Para reducir éstas posibles alteraciones la madera se estiba separándola con listones finos que permitan se aereación, protegiéndola del sol, exceso de calor y humedad. Las tablas aserradas radialmente son más estables que las aserradas tangencialmente.

Óptica

El color y la textura de la madera son estéticamente agradable, los nudos y cambios de color en algunas maderas realzan su aspecto. Los rayos ultravioletas degradan la lignina de la madera produciendo tonalidades en la veta de color gris sucio y oscureciendo su superficie. Éste efecto de la luz solar se limita a la superficie y puede ser contrarrestado protegiéndolas con esmaltes o lacas.

Olor:

El aroma de la madera se debe a compuestos químicos almacenados principalmente en el duramen. Las maderas pueden diferenciarse por su olor.

Biológicas

La madera es biodegradable, pero lo tanto se pudre y es afectada por insectos, hongos y bacterias que producen un daño permanente, con mayor frecuencia si los niveles de humedad superan el 20%. Algunas maderas son más resistentes que otras debido a su contenido de lignina que impide la penetración de las enzimas destructivas en la pared celular.

PROPIEDADES 

  MECÁNICAS

Resistencia

De todas las fuerzas de la madera de su resistencia a la tracción tiene los valores más altos, mientras que la resistencia a la compresión de la madera alrededor del 50% y la resistencia al corte obtenidos (resistencia al corte) sólo el 10% de los valores de resistencia a la tracción. 

La resistencia a la tracción del acero convencional es 5 a 6 veces mayor que la resistencia a la tracción de la madera, pero ésta 16 veces más ligera; por lo tanto, su relación de fuerza peso, es más favorable.

Tracción

La mayor resistencia es en dirección paralela a las fibras y la menor en sentido perpendicular a las mismas. La rotura en tracción se produce de forma súbita.

Compresión

La resistencia a compresión aumenta al disminuir el grado de humedad, a mayor peso específico de la madera mayor es su resistencia, la dirección del esfuerzo al que se somete también influye en la resistencia a la compresión, la madera  resiste más  al esfuerzo ejercido en la dirección de sus fibras y disminuye a medida que se ejerce atravezando la dirección de las fibras.

Flexión

El esfuerzo aplicado en la dirección perpendicular a las fibras produce un acortamiento de las fibras superiores y un alargamiento de las inferiores.

Elasticidad

El módulo de elasticidad en tracción es más elevado que en compresión. Este valor varía con la especie, humedad, naturaleza de las solicitaciones, dirección del esfuerzo y con la duración de aplicación de las cargas.

Pandeo

El pandeo se produce cuando se supera la resistencia las piezas sometidas al esfuerzo de compresión en el sentido de sus fibras generando una fuerza perpendicular a ésta, produciendo que se doble en la zona de menor resistencia.

Fatiga

Llamamos límite de fatiga a la tensión máxima que puede soportar una pieza sin romperse.

Resistencia al Corte

Es la capacidad de resistir fuerzas que tienden a que una parte del material se deslice sobre la parte adyacente a ella. Este deslizamiento, puede tener lugar paralelamente a las fibras; perpendicularmente a ellas no puede producirse la rotura, porque la resistencia en esta dirección es alta y la madera se rompe antes por otro efecto

PROPIEDADES ESPECIALES

Acústica

La velocidad del sonido en fibra de madera en paralelo alcanzados 4000-6000 m/s, transversal a la fibra está a sólo 400 a 2000 m/s. 

Los parámetros que más influyen en la velocidad de la densidad sonora son la elasticidad, longitud de la fibra y su ángulo, contenido de humedad y defectos en la madera como nudos o grietas.  Algunas madera por sus excelentes propiedades acústicas se usan para fabricar instrumentos musicales y otras como material de aislamiento acústico. Partículas con una densidad de área de 15 a 20 kg/m lograr un aislamiento de sonido desde 24 hasta 26 dB.

Con mediciones de sonido (tomografía acústica) se prueba el módulo de elasticidad dinámico en el control de calidad de la madera y para diagnosticar el estado de los árboles en pie.

Térmica

La madera debido a su porosidad es un mal conductor del calor y por lo tanto limitada como aislante térmico.

El punto de inflamación de la madera es de 200 a 275 °C.

 Factores que afectan al comportamiento estructural de la madera

Clases de duración de la acciones

1    Las acciones que solicitan al elemento considerado deben asignarse a una de las clases de duración de la carga establecidas en la tabla 2.2.

Clases de servicio

1    Cada elemento estructural considerado debe asignarse a una de las clases de servicio definidas a continuación, en función de las condiciones ambientales previstas:

a)    clase de servicio 1. Se caracteriza por un contenido de humedad en la madera correspondiente a una temperatura de 20 ± 2°C y una humedad relativa del aire que sólo exceda el 65% unas pocas semanas al año.
b)    clase de servicio 2. Se caracteriza por un contenido de humedad en la madera correspondiente a una temperatura de 20 ± 2°C y una humedad relativa del aire que sólo exceda el 85% unas pocas semanas al año.
c)    clase de servicio 3. Condiciones ambientales que conduzcan a contenido de humedad superior al de la clase de servicio 2.

2    En la clase de servicio 1 la humedad de equilibrio higroscópico media en la mayoría de las coníferas no excede el 12%. En esta clase se encuentran, en general, las estructuras de madera expuestas a un ambiente interior.
3    En la clase de servicio 2 la humedad de equilibrio higroscópico media en la mayoría de las coníferas no excede el 20%. En esta clase se encuentran, en general, las estructuras de madera a cubierto, pero abiertas y expuestas al ambiente exterior, como es el caso de cobertizos y viseras. Las piscinas cubiertas, debido a su ambiente húmedo, encajan también en esta clase de servicio.
4    En la clase de servicio 3 la humedad de equilibrio higroscópico media en la mayoría de las coníferas excede el 20%. En esta clase se encuentran, en general, las estructuras de madera expuestas a un ambiente exterior sin cubrir.

 Valor de cálculo de las propiedades del material y de las uniones

1    El valor de cálculo, X_d, de una propiedad del material (resistencia) se define como:

   

(2.6)

siendo:
  X_k     valor característico de la propiedad del material;
_M   coeficiente parcial de seguridad para la propiedad del material definido en la tabla 2.3;
  k_mod  factor de modificación, cuyos valores figuran en la tabla 2.4 teniendo en cuenta, previamente, la clase de duración de la combinación de carga  de acuerdo con la tabla 2.2 y la clase de servicio del apartado

MADERA COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN:

La mayor parte de la madera comercial de este grupo pertenece a la especies frondosas por lo que se justifica esta denominación vulgar para englobarlas.

• Roble.- Pardo aleonado, dura, resistente, tenaz, poco alterable, de labra fácil, Resistente a alternancias de humedad.
• Haya.- Veta muy fina, rojizo, madera clara, mala resistencia a las alteraciones de humedad, fácil alabeo, muy deformable. Mobiliarios y chapados.
• Olmo.- Blanco amarillento en albura, rojo en duramen, a veces sustituye al roble. Cubiertas en casas tradicionales.
• Chopo.- Muy blanda y poco densa, color blanco.
• Sauce.- Aumenta mucho de volumen, poco densa. Para cuñas. NO utilizar en construcción.
• Castaño.- Muy utilizada en nuestra zona. Dura, color tostado oscuro.
• Nogal.- Albura blanca y agrisada y duramen rojo. fácil de trabajar, pequeña contracción, Muy importante en España. Alto precio. Laminas pegadas en contra chapados.

Tropicales:

• Ébano.- Duramen negro, albura amarilla, grano muy fino, gran densidad, no flota.
• Ekume.- Color asalmonado, muy dura, pulida presenta vetas nacaradas, difícil de trabajar.
• Jatoba.- Roja, muy dura, oscurece. Importante en pavimentos.
• Caoba.- Ebanistería, buena calidad frente a variaciones, rojiza.
• Balsa.- Madera más ligera, pero con gran resistencia.

Otros tipos:

• Cerezo, Palo santo, Ukola, ... ( de uso en ebanistería ).

Diferencias entre confieras y frondosas

A simple vista con una lupa, es fácil distinguir en una superficie transversal limpia, si una madera es de confiera o de latifolia.

· En las confieras las células de sostén y las células conductoras forman un mismo tejido, por lo tanto las confieras carecen de vasos (poros o vasos leñosos vistos en sección transversal). Estas células se disponen longitudinalmente, formando la mayor parte de la madera.

· Las confieras pueden presentar canales resiníferos.

· La estructura de las latifolias es mucho mas compleja al poseer células especializadas en cada función.

· Las frondosas poseen en su constitución mayor cantidad y formas de presentar en parénquima.

· Los radios leñosos de las latifolias varían mas en altura y anchura mientras la madera de las confieras lo tienen por lo general uniserados.

PROPIEDADES DE LA MADERA:

3.1 Físicas: 3.2 Químicas:

3.1.1 Anisotropía. 3.2.1 Dureza 3.2.2.1 Compresión

3.1.2 Deformabilidad 3.2.2 Resistencia 3.2.2.2 Tracción.

3.1.3 Peso especifico. 3.2.2.3 Corte.

3.1.4 Propiedades Térmicas 3.2.2.4 Flexión.

3.1.5 Propiedades Eléctricas 3.2.3 Elasticidad.

3.1.6 Durabilidad 3.2.3 Fatiga.

3.2.4 Hendibilidad.

3.1 FÍSICAS

3.1.1 ANISOTROPIA.-

Las propiedades física y mecánicas no son las mismas en todas las direcciones.

La madera es un material de fibras orientadas.

El estudio de la madera deberá hacerse en tres dimensiones principales

· Axial: dirección paralela al eje de crecimiento

· Radial: perpendicular a la primera y cortando el eje de crecimiento

· Tangencial: normal a los anteriores

¿Cómo le afecta la humedad? El agua es un material intrínseco de la madera.

Contiene agua en tres formas:

• Agua de constitución.- forma parte de la materia. Eliminable solo mediante el fuego.
• Agua de saturación.- contenidas en las paredes microscópicas. Eliminable calentando a 100º - 110º C. En estufas, modifica las propiedades físico-químicas de la madera.
• Agua libre.- contenida en los vasos (en mercado sin este tipo). Superado el punto de saturación.

Solamente las dos ultimas definen la humedad de la madera.

La humedad de la madera, se expresa como:

Hs ( humedad en peso seco) = ((P (peso de madera húmeda) - p) x 100) / p

Hh ( humedad en peso húmedo) = ((P - p (peso de Madera seca)) x 100) / p

Es un material giroscópico, es decir, tiende a alcanzar equilibrio con el aire ambiente y modifica su volumen, con hinchamientos, fendas y mermas. La madera tiene mas agua en verano y varia según el espesor.

Podemos distinguir entre varias maderas:

• Madera verde: en pie o cortada reciente, con gran cantidad de agua libre. Humedad > 100%. No uso para construcción.
• Madera saturada: sin agua libre. Humedad 30%. Máximo nivel de agua de absorción.
• Madera semiseca: 30 - 23%.
• Madera comercial seca: 23 - 18%.
• Madera secada al aire: 18 - 13%.
• Madera desecada: < 13%.
• Madera anhidra: 0%.

HUMEDAD MEDIA INTERNACIONAL 15%

HUMEDAD MEDIA NACIONAL 13%

APARTIR DEL 30% DE HUMEDAD NO SE MODIFICAN SUS PROPIEDADES

¿cómo se debe seleccionar la madera?

• Obra hidráulicas.- 30%
• Medios húmedos.- 25 - 30%
• Andamios, encofrados, cimbras.- 18 - 25%
• Cubiertas ventiladas.- 16 - 20%
• Cubiertas cerradas.- 13 - 17%
• Local calentado y cerrado.- 12 - 14%
• Local calefactado.- 10 - 12%

En función del uso debemos medir y ensayar la madera a utilizar. La madera tiene mas agua en verano y varia según su espesor. Es un material giroscópico (tiende a alcanzar equilibrio con el aire ambiente) que modifica su volumen.

3.1.2 DEFORMABILIDAD

La madera cambia de volumen al variar su contenido de humedad. Las variaciones de volumen al ser un material anisótropo varían.

Dirección axial 6% máximo

Dirección radial

Dirección tangencial .- máxima deformación.

El agua se elimina o absorbe de las paredes de las fibras leñosas que las acerca o las aleja.

Punto de saturación.- contenido de humedad para el cual las paredes de las fibras han absorbido el máximo de agua.

Por lo tanto el punto de saturación coincide con el máximo volumen.

El punto de saturación = 30% humedad.

· Punto de saturación = 30% humedad

Deformación volumétrica total.- es la variación de volumen entre los estados saturado y seco.

Coeficiente de contracción volumétrica.- es la variación que corresponde a una variación de humedad de un 1%.

U = ( Vh - Va ) / ( Va . h ) . 100 Va = Volumen 0% (volumen anhidro)

Vh = Volumen H = x% (volumen con una h)

En función a este coeficiente se clasifican las maderas:

• Maderas de débil contracción.- U = 0,15 - 0,35% (estructuras).
• Maderas de contracción media.- U = 0,35 - 0,55%
• Madera de fuerte contracción.- U = 0,55 - 1%

La diferencia entre las contracciones radial y tangencial, es la consecuencia de los cambios de forma de la madera betal. (depende de la posición de la pieza del árbol).

3.1.3 PESO ESPECIFICO

La madera es un material con poros, los cuales podemos considerarlos o no al determinar el volumen de una probeta.

Peso especifico aparente = Peso / Volumen aparente

Si del volumen aparente eliminamos los poros obtenemos:

Peso real = Peso / Volumen real.

Cuanto mejor sea la madera, mas cerca van a estar los dos pesos, y por tanto, mayor resistencia. Cuanto más separamos estén los dos pesos, peor resistencia.

El peso especifico real es prácticamente igual para todas las especies.

P = 1.56 Kg / dm3 (aproximado)

Pero el peso especifico aparente varia mucho en función del contenido de humedad.

Influye en : 1.- Variaciones de volumen.

2.- Capacidad de resistencia. (peso especifico alto, pocos poros, y mucha materia resistente).,

3.1.4 PROPIEDADES TERMICAS

Como todos los materiales la madera dilata con el calor, y se contrae al descender la temperatura. En la madera sin embargo se contrarresta con la variación de humedad.

Mal conductor del calor (seco). La madera humedad y ligera es menos aislante.

CONDUCTIVIDAD

Mal conductor de calor cuando esta seca. Esta cualidad esta relacionada con su estructura, fibrosa, con poros y alvéolos. La madera húmeda y ligera transmite mejor el calor. Tiene un coeficiente de conductividad muy bajo.

Madera	K = 0.12 - 0.18
Hierro forjado	K = 30
Hormigón armado	K = 1.30
Ladrillo macizo	K = 0.75

( K es la cantidad de calorías que atraviesan en una hoja de 1m2 de superficie, y 1m de espesor, cuando la diferencia de temperatura entre paramentos opuestos es de 1ºC)

Comparando con la fabrica de ladrillo, una pared de madera de 10cm de espesor, tiene el mismo poder aislante que un muro de asta y media de ladrillo macizo enfoscado al exterior y lucido al interior.

3.2 MECANICAS

3.2.1 DURABILIDAD

Se entiende como durabilidad de un material la persistencia a lo largo del tiempo de las características que lo validaron para su uso.

En el caso mas general, el proceso de degradación de la madera suele comenzar con la desintegración de la lignina por los rayos ultravioletas de la luz solar, posteriormente la lluvia se encarga de eliminar la lignina, arrugándose y agrietándose la superficie que, de esta forma queda preparada para el acceso directo de la humedad. Cuando esta alcanza un cierto valor puede ser agredida por las termitas, presente en amplias regiones de nuestro territorio. Además junto con los hongos silofagos, el oxigeno y una temperatura adecuada, aparecen las prudiciones que destruyen las fibras estructurales de la madera.

RAYOS ULTRAVIOLETA		Desintegración de la lignina
LLUVIA		Eliminación de la lignina
		Merma y agrietamiento de la pieza
OXIGENO, TEMPERATURA, MICELO		Ataque de los hongos
		Ataque de los insectos

Como consecuencia la madera se ve afectada:

• A causa de la hidroscopia con hinchamientos, mermas y como consecuencia de los cambios de volumen, con fondas.
• Por la perdida de su capacidad portante, al desaparecer sus fibras estructurales destruidas por las prudiciones.
• Por la disminución de su sección resistente debido a las galerías longitudinales que realizan los insectos.
• La humedad disminuye su características mecánicas y los hongos cromógenos le confieren cambios de coloración.

Resistencia a los ataques de organismos destructores. Depende de las características nutritivas de la madera y de las condiciones de mantenimiento.

1 Humedad.

2 Alternancia Humedad - Sequedad.

3 Tipos de terreno

4 Densidad

Una atmósfera contaminada, y suelos de caliza, atacan mas a la madera.

Dureza

Es la resistencia opuesta por la madera a la penetración o rayado por un cuerpo extraño.

• Mayor dureza madera vieja que joven.
• Mayor dureza duramen que albura.
• Mayor dureza sección transversal, que radial o tangencial.

Importante para usos en pavimentos y para medios auxiliares de trabajo.

ENSAYO

Consiste en determinar la penetración de una pieza metálica en la madera.

Método Brinell:

Se mide la huella que deja una bolo de acero de 10mm de diámetro, que deja en la madera con una carga de 200 Kg durante un minuto.

Área del casquete = 2pi . r . h

Presión = Fuerza / Superficie.

Método janka:

Se mide la fuerza necesaria para introducir una bola de acero de 11284mm hasta la mitad. (dureza janka es el valor que produce dicha huella).

Pi = ( 11284 / 2)2 = 100mm2 = 1cm2

3.2.2 RESISTENCIA

3.2.2.1 Resistencia a compresión.

Muy variable por:

• Humedad.- madera seca más resistente.

30%, a partir de aquí Cte.

• Dirección del esfuerzo.- la máxima resistencia corresponde a esfuerzo en la dirección axial.

Máxima resistencia a la deformación mínimo limite elástico.

• Peso especifico.- a mayor peso aparente mas resistencia, menos poros (siempre referida a humedad)

Cota especifica de calidad = resistencia a compresión / 100 . (peso especifico)2

En maderas para construcción debe variar entre 9 y 20.

Resistencia a tracción.

La madera es un material muy indicado para trabajar a tracción. Para que una madera trabaje óptimamente a tracción el esfuerzo debe ser paralelo a las fibras.

La humedad tiene la misma influencia que en la resistencia a compresión.

Resistencia al corte.

Es la capacidad de la madera para resistir fuerzas que tienden a que una parte del material deslice sobre una parte adyacente sobre ella.

El deslizamiento es posible en dirección paralela a las fibras, nunca en dirección perpendicular, porque rompería por otras causas.

Resistencia a flexión.

La madera solo resiste esfuerzos a flexión si estos son aplicados en dirección perpendicular a la fibra.

Vimos anteriormente que la resistencia a flexión la podemos medir: R = 3/2((P·l/B·h2).

Pero la madera suele presentar imperfecciones como nudos, fendas, longitud menor a la dirección de crecimiento del árbol. Por esto se introduce el ÍNDICE TECNOLÓGICO que es el 2 de la formula.

(Sustituir el 2 por:)

Madera perfecta.- n = 11 / 6

Madera con defectos.- n = 10 / 6

Nudos admisibles.- N = 9 / 6

Muy nudosa.- N = 8 / 6

La resistencia a flexión finaliza primero por la rotura de las fibras superiores, segundo por las inferiores por tracción, y por ultimo rotura por cortadura de la fibra neutra.

DEFECTOS Y ALTERACIONES

4.1 NUDOS

Se producen cuando el árbol cambia de diámetro absorbe las bases de las ramas.

• Nudo vivo.- mientras la rama vive, sus tejidos tienen continuidad con los del tronco.
• Nudo muerto.- cuando la rama muere, queda un muñón que se rodea de un tejido oscuro de fibras sin continuidad. Se comporta como un agujero.

La resistencia de un nudo muerto , es bastante inferior a la propia resistencia de la madera.

Afectan a:

Aspecto.

Resistencia (peligrosos en esfuerzos a tracción).

En pilares de madera sometidos a compresión tienen poca importancia si son largos. Similares al efecto producido por un taladro.

FIBRA TORCIDA (problema de crecimiento del árbol)

Defecto debido a que las fibras interiores crecen menos que los exteriores y se disponen en forma de hélice ( solo admisible para utilizar en rollo, trabajos puntuales o de uso temporal). Cambian de forma.

4.3 FENDAS

Son grietas longitudinales o huecos en la madera.

• Fenda de desecación o Merma.- árboles apeados en la parte externa.

• Acebollura o Colaina.- atribuidas a vientos, hielos y fuegos.

• Cupranura, o pata de gallina.- en árboles viejos parte de una medula , y con distintas variables.

• Corazón partido.- grietas en duramen y albura, debido a desecación (no-construcción).

DESTRUCCIÓN DE LA MADERA

A parte de los agresivos normales a cualquier material, al ser la madera un material vivo, sufre acciones de tipo biológico.

CONDICIONES DESFAVORABLES PARA EL USO DE  LA MADERA

Causas bióticas.

Hongos: Son vegetales sin clorofila, se reproducen por esporas infectando la madera. Tienen un sistema vegetativo formado por filamentos que penetran y pudren la madera.

• Pudrición parda: Ataca a la celulosa.
• Pudrición blanca: Ataca a la lignina.
• Pudrición azul: Se alimenta de las materias de reserva y no influye en la resistencia.
• Pudrición roja: Cuando atacan distintos tipos de hongos, al final aparecen vetas negras.

Insectos xilófagos: Al crecer los insectos es cuando más perjudican, creando galerías.

Hay tres grupos:

• SIREX GIGA Se desarrollan en la madera y
• SIREX SPECTRUM son las peores
• TERMES Y CARCOMA

Otros organismos: Roedores

Causas abióticas.

• INTEMPERIE
• FUEGO
• AGENTES QUÍMICOS (Ácidos y Bases)

Tableros Contrachapados:

Se obtienen mediante encolado de chapas de maderas superpuestas que le dan unas excelentes características físicas. Dependiendo del tipo de cola empleado en su fabricación se consigue que el tablero pueda ser apto para usos interiores o exteriores.

Uso en interiores

Disponibles en Maderas Varias (madera no decorativa), Calabó, Chopo, Haya, Iroko, Mukaly, Gallego Mallado, Roble, Sapelly y Ukola.

Uso en exteriores (WBP – Cola Fenólica)

Uso para embalajes y aplicaciones perdidas (WBP – Cola Fenólica)

Tableros contrachapados de calidad visual inferior y precio más reducido, con caras normalmente sin calibrar y nudos sin reparar utilizados para todas aquellas aplicaciones donde la estética del tablero no es importante.

Carrocería

Tableros aptos para uso en exteriores, recubiertos con papel fenólico antideslizante.

TABLEROS DE FIBRA:

Cuando vamos a adquirir un mueble siempre está el dilema de si lo vamos a comprar demadera natural o de núcleo de partículas con recubrimiento sintético. Hoy en día, el 90% del mueble juvenil o infantil, se fabrica a base de tableros sintéticos o melamínicos.

Se nos habla de “melamina” (que no melanina que es el pigmento de nuestra piel) y muchas veces nos asustamos porque nos pensamos que, al no darnos madera, nos están vendiendo un mueble de mala calidad (nos viene a la cabeza los muebles de melamina de antaño, donde el canto acababa despegándose).

La melamina es un compuesto orgánico (una especie de resina muy resistente) que recubre un tablero de fibras de madera, ya sea de alta densidad (DM ó MDF), como de baja (aglomerado). Por eso, cuando se habla de melamina, no se trata de un tablero entero de melamina, sino recubierto con este compuesto resistente al agua y a la abrasión.

El núcleo de estos tableros de partículas, suele ser compuestos de fibra de madera (serrín, virutas y similares) junto con otros materiales (fibras de cáñamo, lino y similares) prensada mediante presión y calor, añadiendo un adhesivo para compactarlo. Al tablero de partículas se le sigue llamando comúnmente tablero de “aglomerado”. Existen diferentes tipos de prensado y de densidad de los mismos, ofreciendo diferentes calidades dentro de los tableros de partículas.

Para que esos tableros de partículas recubiertos de melamina tengan una durabilidad mayor y hacerlos herméticos al agua, lo que se hace es, recubrir el canto visto; mediante encolado, presión y calor; un material polimérico (material plástico). El material del canto más extendido es el PVC (Policloruro de Vinilo) o en algún caso para darle mayor dureza y resistencia a los golpes, se emple ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno), este material también es ignífugo, con lo que cumple con los estándares de calidad más exhaustivos. Estos cantos se fabrican en diferentes grosores para aportar mayor o menor calidad al mueble (oscilan entre 1 y 3 mm.).

Una vez que se cantea el tablero adquiere una características de resistencia mayores, a prueba de golpes, humedad y abrasión. El mantenimiento de estos tableros melamínicos es mínimo, ya que con agua y jabón se limpian sin problemas. Según el fabricante, los colores son muy variados, pero no siempre se tiene el color que deseas… no te preocupes, porque si optas por el tablero melamínico canteado, puedes lacar el mueble con el color que quieras. Siempre debes tener en cuenta que las lacas son más subceptibles a la abrasión que la melamina. Una vez que se laca el mueble, el canteado queda homogeneizado por la película de laca, disimulando el paso de la melamina al canteado polimérico.

En ocasiones vemos muebles que nos dicen que están “chapados en madera”. Pues bien, en este caso, en lugar de la melamina, se emplean láminas de madera natural para darle el acabado, y los cantos suelen ser macizos de la misma madera (aunque también se emplea cantos plásticos a tono de la madera). Al acabarlos con chapas madera natural, hay que tener en cuenta que en el tratamiento de limpieza, se debe ser más cuidadoso a la hora de seleccionar los productos adecuados. Se les suele dar acabados barnizados o lacas (transparentes o no) con el fin otorgar lustre y brillo a la superficie. Al ser materiales naturales, se debe tener en cuenta que puede existir una variación de color si se expone a la luz del sol de forma continua, o por culpa de los barnices empleado.

Otro núcleo de tablero de partículas, sería el denomidado tablero de DM (Densidad Media) o en inglés MDF (Medium Density Fibreboard). A diferencia del anterior, este tablero puede ser recubierto o no. Dada la densidad que tiene, permite realizar trabajos de fresado y redondeo de cantos que las fibras de densidad media no nos permite. La densidad de estos tableros es similar a la de la madera natural, pero su ventaja es que no su estructura compacta no se ve alterado por los cambios de temperatura por ejemplo. Es apto para el lacado, ya que dispone de una superficie lisa y compacta, y nos permite incluso biselar los cantos.

A la hora de hablar de tableros de madera natural, suponemos que se trata de materia vida y pueden sufrir deformaciones con el paso del tiempo. Estos tableros deben ser bien seleccionados y sobre todo el tratamiento previo a la fabricación de un mueble debe ser muy cuidadoso. Un buen secado, tratamiento contra carcoma y derivados, almacenamiento sin que le de el sol,… son muchos los aspectos que hay que tener en cuenta para que la madera llegue en buen estado a nuestro mueble. Ni decir hace falta que permite, cortar, biselar, agujerear, lacar, barnizar,… todo ello con una amplia selección de maderas naturales ofreciendo un abanico de colores y betas muy amplio.

Hoy en día, los acabados melamínicos en maderas son prácticamente iguales que los naturales, consiguiendo incluso confundir al espectador. La elección de los acabados melamínicos simulando madera, son muchos más resistentes que los naturales, y gracias a su disolución libre de disolventes, preservamos el medio ambiente y la reforestación de nuestros bosques.

Ni mejor ni peor, simplemente tienen características de durabilidad, estética y funcionalidad diferentes. No todos los muebles se pueden fabricar en madera natural y viceversa, pero lo que sí que está claro es, que si estás pensando en adquirir una habitación infantil y quieres que sea duradera, te recomiendo que barajes la posibilidad de optar por un mueble con acabado melamínico de calidad.

Espero que os haya sacado de dudas a la hora de que hagáis vuestra elección en la compra de vuestro mueble. ¡Hasta la próxima!”

Tableros de lana de madera 

El tablero de lana de madera y cemento (WWCB) es un material de construcción muy versátil, fabricado de lana de madera (viruta) y cemento. La aceptación mundial del tablero WWCB demuestra su versatilidad en distintas aplicaciones y su durabilidad en distintas condiciones climáticas.

Sus principales características son:

• Resistencia al fuego


• Resistencia a la pudrición húmeda y seca


• Resistencia a la congelación y descongelación


• Resistencia a los ataques de termitas e insectos


• Asilamiento térmico, proporcionando ahorros de energía


• Aislamiento acústico y absorción del sonido


• Permite una amplia gama de acabados

La principal aplicación de los tableros WWCB en países en desarrollo son las viviendas sociales con alta eficiencia energética y durabilidad. 

El tablero WWCB ha sido testado para su resistencia al fuego y se ha clasificado como B1 (resistente al fuego) de acuerdo con la normativa alemana DIN 4102. 

Es resistente a la pudrición seca y húmeda debido a que la lana de madera se ha mineralizado con el cemento, la humedad pierde su efecto sobre el tablero. Los tableros tiene aplicaciones en interiores y exteriores, y en condiciones de humedad como techos de piscinas cubiertas. 

Resistencia al ataque de termitas e insectos. Se han realizado análisis y se ha demostrado que los tableros WWCB no son vulnerables al ataque de termitas y otros parásitos, si está sujeto a ninguna otra descomposición biológica. 

Aislamiento térmico. Debido a su relativamente baja densidad los tableros WWCB tienen buenas propiedades térmicas. La máxima conductividad térmica para paneles de 25 mm. de espesor es de 0,090 W/mK. 

Para paneles compuestos de 2 ó 3 capas, la conductividad térmica no excede de 0,040 W/mK, si el núcleo es de espuma rígida (por ejemplo polietileno) o se ha aplicado fibra mineral. 

Rendimiento acústico. El tablero WWCB sin acabado (o pintado con spray) tiene unas características de absorción acústica muy buenas ya que su estructura de superficie abierta permite un alto nivel de absorción del sonido. 

Los tableros de lana de madera y cemento admiten todo tipo de acabados, yeso, materiales decorativos y masillas. Los techos acústicos pueden ser pitados con spray o rodillo para conservar las propiedades acústicas del tablero. 

Los siguientes tipos de tablero de lana de madera y cemento son los más comunes:

• Tableros estándar WWCB


• Composites WWCB (paneles sándwiches con una lámina en el núcleo espuma de polietileno, espuma de poliuretano, lana de roca u otro material aislante)


• Tableros WWCB reforzados para techos


• Tableros WWCB acústicos con fibra fina.

Mediante la inclusión de una prensa de garras a la línea de producción de tablero WWCB, también se puede producir tablero EltoBoard en la misma línea. 

Las dimensiones estándar densidad para el tablero WWCB: 

Longitud : 2000mm/2400mm/2440mm/8', y como opcional hasta 3000mm 

Anchura: 600mm/610mm (2') 
Espesor: 15mm, 25mm, 35mm, 50mm, 75mm, 100mm

La densidad del tablero de acuerdo con la norma DIN 1101*:

15 mm 570 kg/m³   25 mm 460 kg/m³   35 mm 415 kg/m³   50 mm 390 kg/m³   75 mm 375 kg/m³ 100 mm 360 kg/m

NORMA TÉCNICAS DE LA MADERA