madera_tecnologia de los materiales
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CATEDRA : TALLER DE TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES
CATEDRATICO : IGN. GASTON FLORES RAMOS
INTEGRANTES : PEREZ ASTO JORGE
COCA ERQUINIO JOSE
PAUTRAT CAÑETE PAOLO
BALBIN GUERRERO EDER
GRABEL QUISPILAYA JADITH
ROJAS PAITAMALA ALBERTO
SEMESTRE : IV
SECCION : B1
2011 - I
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDESFACULTAD DE INGENIERIA
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
FIUPLA
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CONS
¡ ¢ CCIONES Y ES
¡ ¢ CTURAS £ E MADERAPRESERVADOS
DE MADERA I P
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1. DEDICATORIA
Para poder llegar a entender lo divino primero tenemos que tratar deentender lo humano es decir nuestro entorno, complejamente descrito através de las ciencias exactas entre otras, las cuales no solamente desmitificaneventos relevantes de nuestra existencia si no también nos dan a luz guía deentendimiento en un mundo hecho oscuro y que finalmente nos llevara a creer
plenamente en nosotros mismos como resultados de un instante en la creación
A DIOS POR SER LA GUIA DEL CAMINO HACIA UNA VIDA DIGNA Y PLENA.
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2 . INTRODUCCIÓN
La madera es un material complejo, con unas propiedades y característicasque dependen no sólo de su composición sino de su constitución (o de la manera enque están colocados u orientados los diversos elementos que la forman). El cómoestán colocados u ordenados estos elementos nos servirá para comprender mejor el comportamiento, algunas veces poco lógico (aparentemente) de este material.
En primer lugar se ha de recordar que la madera no es un material deconstrucción, fabricado a propósito por, el hombre sino que es un material obtenidodel tronco y las ramas de los árboles cuya finalidad es la de facilitar el crecimiento y supervivencia de este elemento vegetal.
La madera no es un material homogéneo, está formado por diversos tipos decélulas especializadas que forman tejidos.
Estos tejidos sirven para realizar las funciones fundamentales del árbol;conducir la savia, transformar y almacenar los alimentos y por último formar laestructura resistente o portante del árbol.
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INDICE
1. DEDICATORIA2 . INTRODUCCION
3 . CARACTERISTICAS GENERALES DE LA MADERA
3.1. CARACTERISTICAS EXTERNAS DE LA MADERA
4 . COMPOSICION Y ESTRUCTURAS DE LA MADERA
4.1. COMPOSICIÓN
4.2. ESTRUCTURA MACROSCÓPICA
4.3. ESTRUCTURA MICROSCÓPICA DE LA MADERA
4.4. COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE LOS CONSTITUYENTES DE LA PARED
CELULAR
5 . PROPIEDADES FÍSICAS
5 .1. ANISOTROPÍA
5 .2. HUMEDAD DE LA MADERA. RELACIONES AGUA - MADERA
5 .3. CONTENIDO DE HUMEDAD.
5 .4. HINCHAZÓN Y MERMA DE LA MADERA
5 .5 . COEFICIENTE DE CONTRACCIÓN VOLUMETRICA
5 .6. PUNTO DE SATURACIÓN DE LAS FIBRAS
5 .7. PESO ESPECÍFICO
5 .8. HIGROSCOPICIDAD
5 .9. HOMOGENEIDAD
5 .10. DURABILIDAD
5 .11. INFLAMACIÓN Y COMBUSTIÓN
6 . PROPIEDADES MECÁNICAS
6.1. ELASTICIDAD - DEFORMABILIDAD
6.2. FLEXIBILIDAD
6.3. DUREZA
6.4. CORTADURA
6.5 . HENDIBILIDAD
6.6. DESGASTE
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6.7. RESISTENCIA AL CHOQUE
6.8. RESISTENCIA A LA TRACCIÓN
6.9. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN
6.10.
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN 6.11. FLEXION ESTÁTICA
6.12. INFLUENCIAS QUE AFECTAN A LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN
7 . TIPOS DE MADERAS
7.1. ENTRE LAS MADERAS DURAS TENEMOS:
7.2. CLASIFICACIÓN DE LAS MADERAS DURAS
7.3. CLASIFICACIÓN DE LAS MADERAS BLANDAS
8 .
DEFECTOS MAS COMUNES EN LAS MADERAS 9 . TABLEROS A BASE DE MADERA
10. FORMAS COMERCIALES
11. TECNICAS PARA LAPRESERVACION DEMADERAS
11.1. AGENTES DESTRUCTORES DE LA MADERA
11.1.1. PRINCIPALES CAUSAS DE DEGRADACIÓN
11.2. PRESERVANTES DE LA MADERA
11.2.1. CARACTERÍSTICAS QUE DEBE REUNIR UN PRESERVANTE
11.2.2. CLASIFICACIÓN DE LOS PRESERVANTES 11.2.2.1. CREOSOTAS
11.2.2.2. PRODUCTOS ORGANICOS (OLEOSOLUBLES)
11.2.2.3. PRODUCTOS INORGANICOS (HIDROSOLUBLES)
11.2.2.4. NAFTENATOS
11.2.2.5 . PENTACLOROFENOL
11.2.2.6. OXIDO TRIBUTIL ESTANNOSO
11.2.2.7. QUINOLINOLATO 8 DE COBRE
11.2.2.8. PRODUCTOS INORGÁNICOS
11.2.2.9. SULFATO DE COBRE
11.2.2.10. ARSENICO - COBRE - AMONIACALES (A.C.A.)
11.2.2.11. SALES CUPRO
11.2.2.12. SALES CUPRO - CROMO - BORICAS (CCB)
11.2.2.13. COMPUESTOS DE BORO
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11.2.2.14. OTROS COMPUESTOS HIDROSOLUBLES
12 . PREPARACION DE LA MADERA ANTES DE SU PRESERVACION
12.1. DESCORTEZADO
12.2.
DIMENSIONAMIENTO12.3. HUMEDAD DE LA MADERA
13 . METODOS DE TRATAMIENTO DE LA MADERA
13.1.1. BROCHEADO Y PULVERIZADO
13.1.2. INMERSIÓN
13.1.3. INMERSIÓN INSTANTÁNEA
13.1.4. INMERSIÓN CALIENTE
13.1.5 . ASCENSIÓN SIMPLE
13.1.6. ASCENSIÓN DOBLE
13.1.7. PROCESOS A PRESIÓN
13.1.8. PROCESO DE BETHELL O CÉLULA LLENA
13.1.9. PROCESO RUEPING
13.1.10. PROCESO RUEPING MEJORADO
13.1.11. PROCESO LOWRY O CÉLULA VACÍA
14 . CONTROL DE CALIDAD DE LA MADERA TRATADA
15 . DETERMINACIÓN DE LA PENETRACIÓN
16 . DETERMINACIÓN DE LA RETENCIÓN
17 . DURABILIDAD NATURAL
18 . BIBLIOGRAFIA
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3 . CARACTERISTICAS GENERALES DE LA MADERA
La madera es poroso, combustible, higroscópica y deformable por los cambios dehumedad ambiental, sufre alteraciones químicas por efectos del sol, y es atacable
por mohos, insectos y otros seres vivos. Es un material delicado, aunque hoy en
día existen tratamientos muy eficaces para paliar las desventajas nombradasanteriormente.
3 .1. CARACTERISTICAS EXTERNAS DE LA MADERA
La característica externa de la madera constituye un factor muy importante
puesto que influye en la selección de esta para su empleo en la construcción,
ambientación de interiores o ebanistería, ellas son:- El Color: es originado por la presencia de sustancias colorantes y otros
compuestos secundarios. Tiene importancia en la diferenciación de lasmaderas y, además, sirve como indicador de su durabilidad. Son en general,
maderas más durables y resistentes aquellas de color oscuro.
- Olor: es producido por sustancias volátiles como resinas y aceitesesenciales, que en ciertas especies producen olores característicos.
- Textura: esta relacionada con el tamaño de sus elementos anatómicos de la
madera, teniendo influencia notable en el acabado de las piezas.- Veteado: son figuras formadas en la superficie de la madera debido a la
disposición, tamaño, forma, color y abundancia de los distintos elementosanatómicos. Tiene importancia en la diferenciación y uso de las maderas.
- Orientación de fibra o grano: es la dirección que siguen los elementos
leñosos longitudinales. Tiene importancia en la trabajabilidad de la madera
y en su comportamiento estructural.
4 . COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURAS DE LA MADERA
4 .1. COMPOSICIÓN
Es una sustancia fibrosa, organizada, esencialmente heterogénea, producida por un organismo vivo que es el árbol.
Sus propiedades y posibilidades de empleo son, en definitiva, la consecuencia
de los caracteres, organización y composición química de las células que laconstituyen.
El origen vegetal de la madera, hace de ella un material con unas
características peculiares que la diferencia de otros de origen mineral.
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Elementos orgánicos de que se componen:
- Celulosa: 40-5 0%
- Lignina: 25 -30%
- Hemicelulosa: 20-25 % (Hidratos de carbono)- Resina, tanino, grasas: % restante
Estos elementos están compuestos de:
- Elementos esenciales (90%):
- Carbono: 46-5 0%
- Oxígeno: 38-4 2%
- Hidrógeno: 6%
- Nitrógeno: 1%
- Otros elementos (10%):
- Cuerpos simples (Fósforo y azufre)
- Compuestos minerales (Potasa, calcio, sodio)
4 .2 . ESTRUCTURA MACROSCÓPICA
La observación de un trozo de madera nos permitirá ver los diversos
elementos característicos que la forman, y además, apreciar que no se trata de
un material homogéneo.
Si se observa el tronco de un árbol, se ve que tiene forma casi cilíndrica
(troncocónica) y que está formado por sucesivas capas superpuestas (anillos).
En primer lugar se aprecia que entre la madera y la corteza existe una capa
generatriz, llamada cambium, que produce madera hacia el interior y corteza
hacia el exterior. En cada período vegetativo se forma una nueva capa (anillo)que cubre la anterior.
Dentro de cada capa se observan dos zonas bien diferenciadas, la formada al
principio del período vegetativo con células de paredes delgadas y grandes
lúmenes que se denomina madera de primavera, y la formada durante el verano, con células de paredes gruesas y lúmenes pequeños, llamada maderade verano.
Esta diferencia entre las dos zonas, hace fácilmente distinguible en la sección
transversal, una serie de anillos concéntricos llamados anillos de crecimiento,cada uno de los cuales corresponde a un período vegetativo de la vida del
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ámetro mu y
equeño. er v eja y nor malment e a gr et ada. Se suele
desechar en l os procesos de elabor ación de la mader a.
- Dur amen:
Mader a de la part e int er ior del tronco. C onst it uid o por t ejid os que han lle gad o
a su máximo desarroll o y r esist encia (debid o al proceso de li gni f icación.%
De
col or ación , a v eces , más oscur a que la ex t er ior. Mader a adul t a y compact a. E saprov echable. La dur aminización ( tr ans for mación de al bur a a dur amen) de la
mader a se car act er iza por una ser ie de modi f icaciones anatómicas y químicas , oscur ecimiento, aumento de densidad y ma yor r esist encia fr ent e a l os at aques
de l os insectos.
- Al bur a:
Se encuentr a en la part e ex t er na del tronco, baj o la cort eza. C onst it uida por t ejid os j óv enes en per í od o de cr ecimiento (z ona v iv a). C ont iene mucha sav ia y mat er ias orgánicas. De col or ación más clar a que el dur amen , más porosa y más li ger a , con ma yor r ies go fr ent e a l os at aques biót icos.
- Cambium:
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Capa existente entre la albura y la corteza, constituye la base del crecimientoen especial del tronco, generando dos tipos de células:
Hacia el interior: Madera (albura)
Hacia el exterior: Liber
- Liber:
Parte interna de la corteza. Es filamentosa y poco resistente. Maderaembrionaria viva.
- Corteza:
Capa exterior del tronco. Tejido impermeable que recubre el liber y protege al árbol.
- Radios leñosos:
Bandas o láminas delgadas de un tejido, cuyas células se desarrollan en
dirección radial, o sea, perpendicular a los anillos de crecimiento. Ejercen una
función de trabazón. Almacenan y difunden las materias nutritivas que aporta
la savia descendente (igual que las células de parénquima). Contribuyen a que
la deformación de la madera sea menor en dirección radial que en latangencial.
Son más blandos que el resto de la masa leñosa. Por ello constituyen las zonas
de rotura a comprensión, cuando se ejerce el esfuerzo paralelamente a las
fibras.
- Anillos anuales:
Cada anillo corresponde al crecimiento anual, consta de dos zonas claramentediferenciadas:
- Una formada en primavera: Predominan en ella los vasos gruesos que
conducen la savia bruta hasta las hojas (tejido vascular). Color claro, pared
delgada y fibras huecas y blandas.- Otro formado en verano: Tienen los vasos más pequeños y apretados. Sus
fibras forman el tejido de sostén. Color oscuro denso y fibras de paredes
gruesas.
En zonas tropicales (o en las zonas donde no se producen, prácticamente,variaciones climáticas con los cambios de estación, y la actividad vital del
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árbol es cont inua) , no se apr ecian di f er encias entr e las dist int as z onas de
anill os de cr ecimiento anual .
Su suma , son l os años de v ida del árbol . Debid o a la for ma tronco-cónica del
árbol , l os anill os anuales se deben cont ar en el tronco, en z ona más pró xima a
las r aíces.
4 .3. ESTRU C TUR A MI C RO S CÓ'
I CA DE L A M ADER A
C omo se ha v isto la mader a no es un mat er ial homog ( neo, est á for mad o por div er sos t ipos de células especializadas que for man t ejid os.
E stos t ejid os sirv en par a r ealizar las f unciones f undament ales del árbol;
conducir la sav ia , tr ans for mar y almacenar l os alimentos y for mar la
estr uct ur a r esist ent e o port ant e del árbol .
La het erogeneidad de la mader a ser á , en part e , la causa de sus pro piedades.
Se puede consider ar la mader a como un conjunto decélulas alargadas en
for ma de t ubos , par alel os al eje del árbol , mu y v ar iables , t anto en l on git ud y for ma , como en el espesor de sus par edes y en las dimensiones int er ior es.
E st as células est án unidas entr e sí por una sust ancia llamada mat er iaint er celular o laminilla media , y a su v ez tr abadas por otro t ipo de células , col ocadas per pendicular ment e a las ant er ior es y en el sent id o r adial del
tronco, for mand o l os llamad os r adios leñosos.
La v ar iedad de t ipos de células y la for ma de unir se , de f inen la in f inidad de
especies di f er ent es de mader a que exist en.
Las par edes de l os t ubos est án for madas
por una ser ie de capas compuest as por microf ibr illas de celul osa enrolladas
helicoidalment e al r eded or del eje con
inclinación di f er ent e en cada capa , y todas ellas , embebidas en un mat er ial
amorfo. P r áct icament e insoluble , que es
la li gnina.
E s mu y habit ual asimilar est as células a
un pilar hueco de hor mi gón ar mad o, en
la que la li gnina , hace las v eces de
hor mi gón y las microf ibr illas de celul osa
las del acero.
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Todo ello hace de la madera un material resistente y ligero, que puedecompetir favorablemente con otros materiales utilizados en la construcción,
en cuanto a la relación resistencia-peso específico.
En el sentido axial distinguimos:
FIBRAS ALARGADAS
De pared gruesa formadas por células que se han prolongado afinándose enlas puntas, constituyendo los tejidos de sostén, es decir, la estructura y la
parte resistente de la madera (tejido fibroso).
En las coníferas estas células son las mismas que sirven para permitir lacirculación de los fluidos.
VASOS Y POROS DE PARED DELGADA (TEJIDO VASCULAR)
Formando los órganos de conducción o vehículo de la savia ascendente o
bruta; los poros de la madera aparecen en sección transversal (pequeños
agujeros), y en sección longitudinal (pequeñas estrías).
CÉLULAS DE PARÉNQUIMA
Son cortas y poco abundantes. Difunden y almacenan en todo el espesor del árbol la savia descendente o elaborada.
El parénquima constituye una especie de tejido conjuntivo (tegumental o de
defensa), que vincula entre sí a los otros tejidos y que está formado por
células poliédricas de paredes celulósicas delgadas y esponjosas.
Esta especialización entre estructura y función sólo existe en los árboles
frondosos; en los resinosos, todas las fibras son de carácter especial,llamadas traqueidas, de paredes más o menos espesas según la época del año
en que se han formado.
En el sentido radial hay menos células, y estas se disponen por bandas oláminas delgadas (radios medulares), intercaladas entre las fibras y los
vasos, a los que cruzan en ángulo recto, dirigiéndose desde la corteza hastael centro del árbol.
En esas bandas de células llamadas radios celulares o mallas, almacenan y
difunden, como las células del parénquima, las materias nutritivas quearrastra la savia descendente.
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E n ciert as especies se encuentr an en ambos sent id os , axial y r adial , unos
canales secr etor es de r esina.
De l o dicho ant er ior ment e se despr ende que la mader a es un mat er ial
het erogéneo y anisótro po, por t anto, sus pro piedades v ar iar án se g0
n la
dir ección que se consider e.
5 . P ROP I E D ADES F I S I CA S
5 .1
. A2
I S OTROPÍ A
Dad o que la mader a es un mat er ial for mad o por f ibr as or ient adasen una
misma dir ección , es un mat er ial anisótro po, es decir, que ciert as pro piedades
f ísicas y mecánicas no son las mismas en todas las dir ecciones que pasan por un punto det er minad o, si no que v ar ían en f unción de la dir ección en la que se
aplique el es f uer z o.
Se consider an tr es dir ecciones pr incipales con car act er íst icas pro pias:
- Dir ección axial: Par alela a las f ibr as y por t anto al eje del árbol . E n est a
dir ección es d onde la mader a pr esent a mej or es pro piedades.
- Dir ección r adial: Per pendicular al axial , cort a el eje del árbol en el plano
tr ansv er sal y es nor mal a l os anill os de cr ecimiento apar ecid os en la sección
r ect a.
- Dir ección t an gencial: Localizada t ambién en la sección tr ansv er sal pero
t an gent e a l os anill os de cr ecimiento o t ambién , nor mal a la dir ección r adial .
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5 .2 . H UMEDAD DE LA MADERA
Es la propiedad más importante, pues influye sobre todas las demás,
propiedades físicas, mecánicas, mayor o menor aptitud para su elaboración,
estabilidad dimensional y resistencia al ataque de seres vivos.
El agua es el vehículo de transporte que utilizan las plantas para su alimento,
esto, unido a la higroscopicidad de la madera, hace que esta tenga
normalmente en su interior cierta cantidad de agua, que es necesario conocer
antes de su uso, debido a las modif icaciones que produce en las características
físicas y mecánicas.
El agua en la madera, puede estar presente de tres formas diferentes:
- AGUA DE CONSTITUCIÓN O AGUA COMBINADA:
Es aquella que entra a formar parte de los compuestos químicos que
constituyen la madera. Forma parte integrante de la materia leñosa (de su
propia estructura), y no se puede eliminar si no es destruyendo al propio
material (por ejemplo, quemándola).
- AGUA DE IMPREGNACIÓN O DE SATURACIÓN:
Es la que impregna la pared de las células rellenando los espacios
submicroscópicos y microscópicos de la misma. Se introduce dentro de la pared celular, siendo la causa de la contracción de la madera cuando la pierde
(desorción) y de su expansión o hinchamiento cuando la recupera (sorción:retención de agua). Se puede eliminar por calentamiento hasta 100 - 110° C.
- AGUA LIBRE:
Es la que llena el lumen de las células o tubos (vasos, traqueidas, etc.) Es
absorbida por capilaridad.
El agua libre, una vez perdida por la madera, ya no puede ser rec uperada a partir de la humedad atmosférica. Para recuperarla, habrá de ser por
inmersión directa en el agua. El agua libre no tiene mas repercusión que la
ocupación física de los huecos, y por consiguiente no influye en la hinchazón omerma de la madera ni en las propiedades mecánicas.
Las dos últimas, impregnación y libre son las que constituyen la humedad dela madera. La humedad es la cantidad de agua que contiene la madera
expresada en % de su peso en estado anhídro o húmedo.
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5 .3 . CONTENIDO DE H UMEDAD .
Definimos como contenido de humedad o simplemente humedad de la
madera h a la relación del peso del agua contenida en la madera, al peso de
la madera anhídra y se calcula de la siguiente forma:
h !
Ph Po
Po x100
en la que P h representa el peso de la madera que estamos estudiando, Po el peso de la madera anhídra y se multiplica por 100 para así obtener el % de
contenido de humedad de la madera referida al peso seco
En algunos casos (industria de la pasta para papel), interesa obtener el % de
contenido de humedad de la madera referida al peso húmedo con lo que la fórmula para obtenerlo será:
x !
Ph Po
Ph x100
La humedad no es constante en todo el espesor de la pieza, siendo menor en
el interior y teniendo más humedad la albura que el duramen.
La madera contiene más agua en verano que en invierno. Es un material
higroscópico, lo cual significa que absorbe o desprende agua en función del
ambiente que le rodea.
Expuesta al aire pierde agua y acaba estabilizándose a una humedad quedepende de las condiciones del ambiente: temperatura y humedad.
Si estas condiciones varían, también variará su contenido de humedad. Lahumedad de la madera tiende a estar en equilibrio con el estado del aire
ambiente. Este equilibrio no es el mismo si la madera está secándose, que siestá absorbiendo agua.
El primer tipo de agua que elimina la madera es el agua libre; esta pérdida
se hace prácticamente sin variación de las características físicas - mecánicas
(varia su densidad aparente.)
Desaparecida el agua libre, queda el agua de impregnación de la pared celular (satura las fibras de la madera) y que al disminuir por medio de la
evaporación o secado modifica las propiedades fisico - mecánicas (su dureza
y la mayoría de las resistencias mecánicas aumentan) y el volumen de la pieza de madera disminuye como consecuencia de la disminución devolumen de las paredes de cada una de sus células.
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La humedad de la mader a depende , ahor a , de las condiciones hi grot é r micas
del ambient e. A cada par de v al or es de t emper at ur a y humedad r elat iv a del
air e corr esponde , en la mader a , una humedad compr endida entr e el 0% y el
30% (punto de sat ur ación de las f ibr as , apro ximadament e) , que r ecibe el
nombr e de " Humedad de equilibr io hi groscó pico " . E st e " Punto desat ur ación de las f ibr as " (P .S .
4 . ) o más exact ament e Punto de sat ur ación de
la par ed celular, nos indica la máxima humedad que puede cont ener una
mader a sin que exist a a gua libr e.
Una v ez que ha y a descendid o de est e punto, la mader a no vol v er á a tomar a gua libr e si no es por inmer sión.
E st e P .S .4
. es de gr an
import ancia , y a que supone una
front er a a las v ar iaciones
dimensionales , v ar iación de
r esist encias , et c. Su v al or es del
or den del 30%, podiend o su fr ir pequeñas v ar iaciones de unas
especies a otr as.
Las mader as con P .S .4
. baj o,
t ienen est abilizadas sus
car act er íst icas mecánicas
cuand o son empleadas en
at mós f er as h5 medas. P or el
contr ar io si dichas mader as se
emplean en at mós f er as de
humedad baja , se de for mar án
cuand o v ar íe dicha humedad . (Mader as nerv iosas).
Las mader as de P .S . 4 . al tos son , en gener al , ut ilizadas en un medio con un %
de humedad mu y in f er ior a la que corr esponde al P .S .4
., excepto en el caso en
que se encuentr en sumergidas. Se mov er án siempr e baj o lain f luencia de las
v ar iaciones de humedad pero son , en gener al , poco nerv iosas.
Cuad ro de est ad o de la mader a se g 5 n el % de humedad .
y Mader a empapada:
Hast a un 15 0% de humedad apro ximadament e (sumergida en a gua)
y Mader a v er de:
Hast a un 70% de humedad (mader a en pie o cort ada en mont e)
y Mader a sat ur ada:
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30% de humedad (sin agua libre, coincide con P.S.F.)
y Madera semi-seca:
del 30% al 23% de humedad (madera aserrada)
y Madera comercialmente seca:
del 23% al 18% (durante su estancia en el aire)y Madera secada al aire:
del 18% al 13% (al abrigo de la lluvia)
y Madera desecada (muy seca):menos del 13% (secado natural o en clima seco)
y Madera anhídrida:
0% (en estufa a 103° C. Estado inestable)
Humedad normal para ensayos: Las humedades de la madera para la
realización de ensayos han sido el 12 y el 15 % según países y normas.
Actualmente tiende a usarse la humedad de equilibrio que se obtiene a unatemperatura de 20°C. y con una humedad relativa del 65 %, lo que nos da
una humedad en la madera de aproximadamente del 12%.
- PARA LAS OBRAS
La guía de humedad que debe de tener la madera según la naturaleza de laobra, es la siguiente:
Obras hidráulicas: 30% de humedad (contacto en agua)
Túneles y galerías: de un 25 % a un 30% de humedad (medios muy húmedos)
Andamios, encofrados y cimbras: 18% al 25 % de humedad (expuestos a lahumedad)
En obras cubiertas abiertas: 16% a 20% de humedad.En obras cubiertas cerradas: 13% a 17% de humedad.
En locales cerrados y calentados: 12% al 14% de humedad En locales con calefacción continua: 10% al 12% de humedad.
5 .4 . H INC H AZÓN Y MERMA DE LA MADERA
Es la propiedad que posee la madera de variar sus dimensiones y por tantosu volumen cuando su contenido de humedad cambia.
Cuando una madera se seca por debajo de P. S. F., se producen unos fenómenos comúnmente llamados " movimientos, trabajo o juego de la
madera ; Si el fenómeno es de aumento de volumen, se designa con el
nombre de " Hinchazón " y si ocurre el fenómeno inverso de disminución de
volumen " Merma ".
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El aumento de volumen con la humedad es, prácticamente, proporcional a lamisma, hasta un punto que coincide aproximadamente con el 25 % de
humedad, sigue el aumento de volumen, pero con incrementos cada vez
menores, hasta el Punto de saturación de las fibras (PSF) a partir del cual el
volumen permanece prácticamente constante, (deformación máxima).
La contracción volumétrica total, mide la contracción volumétrica entre los
estados de saturación y anhídro.
B% !
Vs V o
V o
B%= Contracción volumétrica total.
V s= Volumen de la probeta saturada de agua
Vo= Volumen de la probeta en estado anhídro.
La contracción volumétrica entre dos estados de humedad viene dado por el
porcentaje de variación de volumen entre los dos estados.
La medida de contracción volumétrica no es suficiente para determinar lacalidad de una madera. Es preciso saber como se comporta bajo la influencia
de las variaciones de humedad próximas a la humedad normal, que es, en
general, la que corresponde al ambiente de empleo de la madera.
CLASE CONTRACCION
TOTAL %
TIPO DE COMPARACION
Gran contracción 20 al 15 % Madera en rollo con grandes fendas dedesecación que deberán aserrarse antes
del secado (haya, fresno, roble)
Contracción media 15 al 10% Madera en rollo con fendas medias, pudiendo ser conservada en rollo para
apeos, postes, andamiaje. (resinosas,acacias, caoba de Africa)
Pequeña contracción 10 al 5 % Madera en rollo con pequeñas fendas quese puede secar antes de su despiece,
desenrollo etc.
(nogal, chopo etc.
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5 .5 . COEFICIENTE DE CONTRACCIÓN VOLUMÉTRICA
Dicho coeficiente mide la variación del volumen de la madera cuando su
humedad varía un 1%.
Este coeficiente V% (casi constante entre los estados anhídro y de saturaciónde las fibras) caracteriza las maderas:
V % !
V h V o
V o v H
H = Humedad de la madera.
Vo= Volumen en estado anhídro
Vh= Volumen con una humedad H%
- Maderas de débil contracción 0,15 % < V < 0,35 % (poca nerviosa) maderas
de carpintería y ebanistería.
- Maderas de contracción media: 0,35 % < V < 0,55 % (maderas de
construcción).
- Maderas de fuerte contracción: 0,55 % < V < 1% (nerviosa) Emplear enmedios de humedad constante.
5 .6 . PUNTO DE SATURACIÓN DE LAS FIBRAS
El punto de saturación de las fibras (P.S.F.) representa el % de humedad de
la madera cuando se ha alcanzado la máxima hinchazón; si disminuye lahumedad también lo hará el volumen, pero si aquella aumenta, el volumen
permanece prácticamente constante:
CLASE Punto Saturación
Bajo Inferior a 25 %
Normal de 25 a 35 %
Elevado Superior a 35 %
Las variaciones de volumen expuestas no son suficientes, en general, para
darse cuenta de la complejidad de los fenómenos que intervienen en el
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A L L E R D E E C N O L O G I A D E L O S A E R I A L E S P i
mov imiento de la mader a y que t ienen como r esul t ad o las v ar iaciones
lineales de sus tr es dimensiones: axial , t an gencial y r adial , con contr acciones
mu y di f er ent es par a cada una , como consecuencia de ser la mader a un
mat er ial anisótro po.
E n el sent id o l on git udinal o de la f ibr a (axial) de lamader a , el mov imiento es
mu y pequeño, y en la pr act ica se consider a nul o ( 0,1% ) , mientr as que en el
sent id o r adial el mov imiento puede v ar iar entr e un 4 ,5 y un 8%. E n el sent id o
t an gencial (anill os anuales) , la contr acción es , en gener al de 1,5 a 2 v eces
ma yor que en el sent id o r adial . E st a di f er encia de contr acciones , se g 7 n l os
sent id os r adial y t an gencial , es una de las causas de las de for maciones y f endas que se producen dur ant e el proceso de secad o. E xist en al gunas clases
de mader a en las que las contr acciones r adial y t an gencial son
pr áct icament e i guales. E st as mader as , aún con una f uert e contr acción , si se
desecan con cuidad o no se de for man; son las mader as de ebanist er ía por excelencia (caobas , et c. ).
La contr acción volumé tr ica debid o a las v ar iaciones lineales de sus tr es
dimensiones , v iene expr esada por la si guient e for mula:
B%! 100 1 L
100
¨ª
¸ ºv 1
R
100
¨ª
¸ ºv 1
T
100
¨ª
¸ º1
¨ª
¸ º
que r epr esent an el volumen contr aíd o de la unidad .
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Siendo: L = contracción lineal longitudinal o axial.
R = Contracción lineal radial.
T = Contracción lineal tangencial.
Es por consiguiente de gran interés conocer la cuantía de las contraccioneslineales, medidas que se calculan en la mayoría de los laboratorios dedicados
al estudio de las propiedades de las maderas.
Las formulas que para ello se emplean, análogas a la ya conocida para
calcular la contracción volumétrica total son:
L% !
L s Lo
Lo R% !
R s Ro
Ro T % !
T s T o
T o
Ls, Rs, Ts = Longitudes axial, radial y tangencial de la madera en estado desaturación.
Lo, Ro, To = Longitudes axial, radial y tangencial de la madera en estado
anhídro
Las contracciones de una tabla simétrica, según su corte pueden ser:
Curvatura de canto, curvatura de tabla, acanaladura y alabeo (diferencia
entre las contracciones radiales y tangenciales)
El movimiento es mas acusado en la madera de la periferia del tronco que enla del corazón por ello las tablas tienden a curvarse hacia la albura (absorbemayor cantidad de agua)
5 .7 . PESO ESPECÍFICO
Por definición podemos decir que:
Peso específico = Pe so
V olumen
Al ser un material poroso podemos considerar o no los poros paradeterminar el peso específico. Dada esta naturaleza porosa y las variaciones
de peso y volumen, en función del contenido de humedad, hay que especificar
las condiciones en que se verifican las medidas del peso específico.
Si consideramos los poros contemplamos el volumen aparente y obtenemosel peso específico aparente
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Si consideramos solo la masa leñosa (deducimos el volumen de poros)obtenemos el peso específico real.
Se establecen como puntos de comparación los valores de 0% y 12% de
humedad. Al primero se llama peso específico anhídro y al segundo es lahumedad normal según normas internacionales.
El peso específico de la pared celular (peso específico real, sin considerar los
poros), es prácticamente constante en todas las especies, y es del orden de
1,55 gr / cm3
Este es el límite, máximo teórico, que podría alcanzar una madera, en la quelos huecos celulares los hubiese reducido a cero. Las diferencias entre las
maderas se deben pues la mayor o menor proporción de dichos huecos.
P real
! P V real
- Dado que puede variar el contenido de humedad mucho, el agua puedehacer variar el peso específico.
- Como el contenido de agua nos hace variar el volumen, también nos cambiael peso específico.
- Por todo ello el peso específico debe referirse siempre, si es posible a lahumedad del 12% aceptada internacionalmente.
Esto no quiere decir que siempre tengamos que hacer el cálculo con maderas
con el 12% de humedad, sino que podemos hacerlo con cualquier humedad y referirlo después al 12% mediante la fórmula siguiente.
P 12
! P h h 12 P h1 V
100
P 12= Peso específico aparente con 12% de humedad.
P h= Peso específico para una madera con el h% de humedad.
V = Coeficiente de contracción volumétrica.
5 .8 . H IGROSCOPICIDAD
A la variación del peso específico, cuando la humedad varía un 1%, se le
denomina higroscopicidad. :
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h !
1V v Pe
100
Siendo V = coeficiente de contracción volumétrica.
Las variaciones del peso específico en función de la humedad pueden verseen el gráfico de Kollman, donde se aprecia, además, la máxima humedad que
puede alcanzar una madera.
El conocimiento del peso específico aparente (considerando los poros) es
muy importante pues en función de este valor podremos hacernos una ideaaproximada de su comportamiento físico - mecánico.
Si su valor es alto, significa que hay pocos poros y mucha materia resistente.
P eap !
P
V ap
En la madera, se puede relacionar, aunque no linealmente, el peso específicoaparente con su capacidad resistente.
Los árboles de las zonas templadas, presentan una densidad heterogénea
(No constante dentro de una misma especie, pudiendo variar según el origeno procedencia del árbol y según la zona del tronco en que se tome la
probeta)
En árboles tropicales esta heterogeneidad es menos acusada, pues al carecer de anillos de crecimiento su estructura es más homogénea. El peso específico
aparente aumenta con la edad.
Clasificación de la madera según su peso específico aparente.
TIPO RESINOSAS FRONDOSAS
Muy ligeras 0,4 0,5
Ligeras 0,4 a 0,5 0,5 a 0,65
Semipesadas 0,5 a 0,6 0,65 a 0,8
Pesadas 0,6 a 0,7 0,8 a 1,0
Muy pesadas >0,7 >1,0
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5 .9 . H OMOGENEIDAD
Una madera es homogénea cuando su estructura y la composición de sus
fibras resulta uniforme en cada una de sus partes (Ejemplos: Peral,
manzano, tilo, boj, arce, etc.)
Son poco homogéneas:
- Las maderas con radios medulares muy desarrollados (Ej. encina, fresno)
- Las maderas con anillos anuales de crecimiento con notables diferencias
entre la madera de primavera y la de otoño (Ej. abeto,...)
5 .10. DURABILIDAD
Es una propiedad muy variable, pues d epende de muchos factores: el medio
ambiente, la especie de la madera, la forma de apeo, las condiciones de la puesta en obra, la forma de secado, las alteraciones de la humedad y
sequedad, el contacto con el suelo (empotrada en terrenos arcillosos y en
arena húmeda se conserva mucho tiempo, en arenas y calizas, duran poco),
el agua (sumergida en agua dulce se conserva mucho tiempo), sutratamiento antes de ser usada, su protección una vez puesta en obra
(pinturas, etc.) A más densidad mayor duración. Son maderas durables: La
encina, el roble, la caoba, el haya, tec.
5 .11. INFLAMACIÓN Y COMBUSTIÓN
Las maderas arden, lo cual desde el punto de su utilización comocombustible, es una cualidad, pero para su empleo en la construcción y
decoración es un defecto.
Se clasifica a efectos de su reacción ante el fuego dentro de la clase M 3 M 4
M 5 (M 0 , M 1 , M 2 , M 3 , M 4 , M 5 , es la clasificación en orden creciente en
cuanto a su grado de combustibilidad de los materiales).
Las reacciones que se producen son las siguientes:
La celulosa de la madera, constituyente de la fibra vegetal, al arder secombina con el oxígeno del aire, dejando un pequeño residuo ceniciento,
procedente de la lignina y de las sales minerales; cuando el oxígeno esabundante y la temperatura suficiente la destrucción es casi total, pero si la
combustión es incompleta por carencia de estos factores, la celulosa sufre
una deshidratación y la madera queda convertida en carbón vegetal,
carente de resistencia.
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Son maderas muy inflamables: Pino, abeto, sauce, chopo, aliso, etc. Casitodas ellas maderas resinosas.
Son maderas medianamente inflamables: Haya, caoba, castaño, tuya, etc.
Son maderas menos inflamables: Encina, ébano, boj, alerce, etc.
Arden mejor:
- La madera seca que madera húmeda.
- La madera con corteza y ramaje que la descortezada y cepillada.
- Las piezas de pequeño tamaño que las piezas de gran tamaño.
- Las piezas verticales que las horizontales.
Las maderas secas se encienden sometidas a una inflamación inicial a la
temperatura de 300° C.
Las maderas frondosas duras arden superficialmente, con lentitud y llama
corta; en cambio, las maderas frondosas blandas y las resinosas se queman profundamente con llama larga; estas diferencias se reducen cuando se
trata de piezas de poco grosor.
Con el pintado y mejor con la impregnación de substancias ignífugas, sereduce considerablemente la inflamabilidad y combustibilidad de las
maderas.
6 . PROPIEDADES MECÁNICAS
6 .1. COMPRESION Y TRACCION
Compresión Perpendicular al grano
La madera se comporta a manera de un conjunto de tubos alargados que
sufriera una presión perpendicular a su longitud; sus secciones transversalesserán aplastadas y, en consecuencia, sufrirán disminución en sus dimensiones
bajo esfuerzos suficientemente altos.
Compresión Paralela al gra no
La madera se comporta como si el conjunto de tubos alargados sufriera la
presión de una fuerza que trata de aplastarlos. Su comportamiento ante este
tipo de esfuerzos es considerado dentro de su estado elástico, es decir,mientras tenga la capacidad de recuperar su dimensión inicial una vez
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retirada la fuerza.
Tracción Perpendicular al grano
Es asumida básicamente por la lignina de la madera que cumple una funcióncementante entre fibras. La madera tiene menor resistencia a este tipo de
esfuerzo en relación con otras solicitaciones.
Tracción Paralela al grano
La madera tiene resistencia a la tracción paralela a las fibras, debido a quelas uniones longitudinales entre las fibras son de 30 a 40 veces más
resistentes que las uniones transversales.
6 .2 . ELASTICIDAD - DEFORMABILIDAD
Bajo cargas pequeñas, la madera se deforma de acuerdo con la ley de Hooke,o sea, que las deformaciones son proporcionales a la las tensiones. Cuando se
sobrepasa el límite de proporcionalidad la madera se comporta como un
cuerpo plástico y se produce una deformación permanente. Al seguir
aumentando la carga, se produce la rotura.
La manera de medir deformaciones es a través de su módulo de elasticidad,
según la formula:
E ! W
I
Este módulo dependerá de la clase de madera, del contenido de humedad, del
tipo y naturaleza de las acciones, de la dirección de aplicación de los
esfuerzos y de la duración de los mismos. El valor del módulo de elasticidad E
en el sentido transversal a las fibras será de 4000 a 5 000 Kg / cm. 2
El valor del módulo de elasticidad E en el sentido de las fibras será de 80.000
a 180.000 Kg / cm. 2
6 .3 . FLEXIBILIDAD
Es la propiedad que tienen algunas maderas de poder ser dobladas o ser
curvadas en su sentido longitudinal, sin romperse. Si son elásticas recuperan
su forma primitiva cuando cesa la fuerza que las ha deformado.
La madera presenta especial aptitud para sobrepasar su límite de
elasticidad por flexión sin que se produzca rotura inmediata, siendo esta una
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propiedad que la hace útil para la curvatura (muebles, ruedas, cerchas,instrumentos musicales, etc.).
La madera verde, joven, húmeda o calentada, es más flexible que la seca o
vieja y tiene mayor límite de deformación.
La flexibilidad se facilita calentando la cara interna de la pieza
(produciéndose contracción de las fibras interiores) y, humedeciendo con
agua la cara externa (produciéndose un alargamiento de las fibras
exteriores) La operación debe realizarse lentamente.
Actualmente esta propiedad se incrementa, sometiéndola a tratamientos devapor.
Maderas flexibles: Fresno, olmo, abeto, pino.
Maderas no flexibles: Encina, arce, maderas duras en general.
6 .4 . DUREZA
Es una característica que depende de la cohesión de las fibras y de su
estructura.
Se manifiesta en la dificultad que pone la madera de ser penetrada por otroscuerpos (clavos, tornillos, etc.) o a ser trabajada (cepillo, sierra, gubia,
formón).
La dureza depende de la especie, de la zona del tronco, de la edad. En general
suele coincidir que las mas duras son las mas p esadas.
El duramen es más duro que la albura. Las maderas verdes son más blandas
que las secas. Las maderas fibrosas son más duras. Las maderas más ricas envasos son más blandas. Las maderas mas duras se pulen mejor.
- Muy duras: Ebano, boj, encina.
- Duras: Cerezo, arce, roble, tejo...
- Semiduras: Haya, nogal, castaño, peral, plátano, acacia, caoba, cedro, fresno, teka.
- Blandas: Abeto, abedul, aliso, pino, okume.
- Muy blandas: Chopo, tilo, sauce, balsa.
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6 .5 . CORTADURA
Es la resistencia ofrecida frente a la acción de una fuerza que tiende a
desgajar o cortar la madera en dos partes cuando la dirección del esfuerzo
es perpendicular a la dirección de las fibras.
Si la fuerza es máxima en sentido perpendicular a las fibras será cortadura y
si es mínima en sentido paralelo a las mismas será desgarramiento o
hendibilidad.
6 .6 . H ENDIBILIDAD
Es la resistencia ofrecida frente a la acción de una fuerza que tiende adesgajar o cortar la madera en dos partes cuando la dirección de los
esfuerzos es paralela a la dirección de las fibras.
La madera tiene cierta facilidad para hendirse o separarse en el sentido de
las fibras. Una cuña, penetra fácilmente en la madera, al vencer por presión
la fuerza de cohesión de las fibras (no las corta). Es fácil observar esta
propiedad al cortar madera para hacer leña, en la dirección de las fibras sesepara en dos fácilmente. La madera verde es más hendible que la seca.
Cuando se van a realizar uniones de piezas de madera por medio de tornillos
o clavos nos interesa que la madera que vamos a usar tenga una granresistencia a la hienda.
Hendibles: Castaño, alerce y abeto.
Poco hendibles: Olmo, arce y abedul.
Astillables: Fresno
6 .7 . DESGASTE
Las maderas sometidas a un rozamiento o a una erosión, experimentan una
pérdida de materia (desgaste)
La resistencia al desgaste es importante en las secciones perpendiculares a ladirección de las fibras, menor en las tangenciales y muy pequeña en las
radiales.
6 .8 . RESISTENCIA AL C H OQUE
Nos indica el comportamiento de la madera al ser sometida a un impacto. Laresistencia es mayor, en el sentido axial de las fibras y menor en el
transversal, o radial.
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ADERAPRESERVADOS
DE 8 ADERA FIUPL
A L L E R D E E C N O L O G I A D E L O S A E R I A L E S P i 9
Máxima axial
Mínima r adial
E n la r esist encia al choque in f lu y en: el t ipo de mader a , el t amaño de la pieza ,
la dir ección del impacto con r elación a la dir ección delas f ibr as , la densidad
y la humedad de la mader a , entr e otros.
6 .9. RES I STEN C I A A L A TR ACC I ÓN
La mader a es un mat er ial mu y indicad o par a tr abajar a tr acción (en la
dir ección de las f ibr as) , v iénd ose limit ad o su uso únicament e por la di f icul t ad
de tr ansmit ir estos es f uer z os a las piezas. E sto si gni f ica que en las piezas
somet idas a tr acción l os problemas apar ecer án en las uniones.
Si se r ealiza un es f uer z o de tr acción en la dir ección axial , la ma gnit ud de la
de for mación producida ser á menor que si el es f uer z oes de compr esión , sobr etod o en l o que concier ne a las de for maciones plást icas. E s decir que la rot ur ade la mader a por tr acción se puede consider ar como una rot ur a fr á gil .
La r esist encia a la tr acción de la mader a pr esent a v al or es elev ad os.
La r esist encia de la mader a a la tr acción en la dir ección de las f ibr as , se debe
a las moléculas de celul osa que const it u y e , en part e , la par ed celular.
E n la pr áct ica exist en al gunos inconv enient es , que se han de t ener en cuent a
al somet er la a est e t ipo de es f uer z os; en la z ona de a garr e exist encompr esiones , t alad ros , et c., que har ía romper la pieza ant es por r aja o
cort adur a , con l o que no se aprov echar ía la gr an r esist encia a la tr acción. P or otr a part e , l os de f ectos de la mader a , t ales como nud os , inclinación de
f ibr as , et c., a f ect an mucho a est e t ipo de solicit ación , disminu y end o su
r esist encia en una pro por ción mucho ma yor que en l os es f uer z os de
compr esión.
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6 .9 .1. FACTORES QUE AFECTAN A LA RESISTENCIA A LA TRACCIÓN
- Humedad La resistencia a la tracción paralela a la fibra aumenta de
forma más o menos lineal desde el punto de saturación de las fibras
hasta el 10%, con un aumento del 3% por cada disminución dehumedad del 1%. Entre el 8 y el 10% de humedad existe un máximo, a
partir del cual disminuye ligeramente.
- Temperatura El efecto de la temperatura es menor en la tracción
paralela, que en otros tipos de esfuerzos.
- Nudos Los nudos afectan enormemente frente a este esfuerzo, ya quela desviación de fibras alrededor del nudo tiene gran influencia en la
resistencia. Así, pequeños nudos, que reducirían la resistencia a
compresión en un 10%, lo haría en el 5 0% en el caso de tracción. Los
nudos dan lugar, también, a una distribución irregular de las tensiones.
Según los valores obtenidos en el ensayo de tracción, al 12 % de
humedad, las maderas se clasifican en los siguientes grupos:
- Resistencia pequeña, si es menor de 25 Kp./cm. 2
- Resistencia media, está comprendida entre 25 y 45 Kp./cm. 2
- Resistencia grande, si es mayor de 45 Kp./cm 2
- Inclinación de la fibra: Se puede decir que la resistencia a tracción seve mucho mas afectada que la resistencia a la compresión con igual inclinación de las fibras. Una ángulo de 15 ° reduce la resistencia a la
tracción a la mitad y si el ángulo es de 30° la resistencia es 1/ 5 de laque tendría si la dirección del esfuerzo fuese paralela a la fibra.
6 .10. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN
La madera, en la dirección de las fibras, resiste menos a compresión que a
tracción, siendo la relación del orden de 0,5 0, aunque variando de una
especie a otra de 0,25 a 0,7 5 .
La resistencia unitaria será la carga dividida por la sección de la probeta,
C = P/S.
En las normas españolas UNE se usan probetas de 2 x 2 x 6 cm. y se realiza el
ensayo al 12% de humedad, efectuándose una corrección para valores dehumedad diferentes al 12%, pero no muy lejanos a él,
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Se gún l os v al or es obt enid os , la nor ma UN E clasi f ica las mader as en:
- Se gún la r esist encia unit ar ia C a la compr esión axial en Kp.@
cm. 2
Pequeño. menos de 35 0 par a r esinosas y menos de 45 0 frond osas
mediana 35 0 a 45 0 par a r esinosa y 45 0 a 7 5 0 frond osas
gr ande más de 45 0 par a r esinosas y más de 7 5 0 frond osas
6 .A B
.A . FAC T ORES QUE I N F LUYEN EN L A RES I STEN C I A A L A
COM P RES I ÓN
- Inclinación de f ibr as - el e f ecto de r educción de la r esist encia por la
misma es bast ant e menor que en tr acción.
- Densidad - E xist e una r elación lineal , pudiénd ose consider ar que a
mas densidad más r esist encia.
- Humedad - La in f luencia es pr áct icament e nula por encima del punto
de sat ur ación de las f ibr as y aument a a part ir de dicho punto, al
disminuir la humedad . E ntr e el 8 y el 18% de humedad , se consider aque la v ar iación es lineal .
- Nud os - Su in f luencia es menor que en la tr acción.
- C onst it ución química- Las mader as con ma yor cant idad de li gnina , como las tro picales , r esist en mej or a la compr esión. Las bolsas de
r esinas no t ienen in f luencia , pero como hacen aument ar el peso
especí f ico hace que baje la cot a de calidad .
6 .C C
. F LEX I ON EST ÁT I CA
E l ensa yo de f lexión est át ica se suele r ealizar, como el de una v i ga apoy ada
por l os ex tr emos y con una carga centr al . E n est e t ipo de es f uer z o, la part esuper ior tr abaja a compr esión y la in f er ior a tr acción. La distr ibución de
t ensiones en el plano, d onde el momento f lector es máximo, empieza por
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t ener una distr ibución bitr ian gular con el v é rt ice común en la línea neutr a. Pero la mader a r esist e menos a compr esión que a f lexión , incluso el M ódul o
E lást ico. A tr acción es al go super ior al de compr esión. Debid o a esto, al
pasar las t ensiones al límit e elást ico a la compr esión , aument a la
de for mabilidad en las capas super ior es , la curv a de distr ibución det ensiones toma una fór mula par abólica , el eje neutro se desplaza hacia
abaj o haciend o aument ar las de for maciones y rompiénd ose la pieza , f inalment e , por tr acción.
6 .E E
.E
. I N F LUEN C I A S QUE AF E C T AN A L A RES I STEN C I A A L A
F LEX I ÓN
- Inclinación de la f ibr a: es mu y similar a la de la r esist encia a la
tr acción. La disminución de r esist encia a f lexión y tr acción se hace
apr eciable a part ir de una inclinación de 1F
25 , mientr as en compr esión
l o es a part ir de 1F
10, y en el cort e apenas si t iene in f luencia.
- Peso especí f ico: E xist e una r elación lineal entr e r esist encia a la f lexión
y densidad . E n l os casos de no se guir est ar elación se deben a mader as
con cont enid o de r esinas elev ad o.
- C ont enid o de humedad: La r esist encia a la f lexión t iene un máximo
par a un gr ad o de humedad del 5 %, disminu y end o la r esist encia desde
dicha humedad hast a el P .S .G
. La v ar iación entr e el 8 y el 15 % se puede
consider ar lineal
- Temper at ur a: La r esist encia a la f lexión decr ece al aument ar la
t emper at ur a; est e cr ecimiento es ma yor al aument ar la humedad .
- Nud os y f endas: La in f luencia de l os nud os v ar ía se gún su posición: es
ma yor cuanto ma yor sea el momento f lector ; y t iene más in f luencia si
est á en la z ona tr accionada que en la de compr esión. Resumiend o, su
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influencia es mayor cuanto mayor sea la tensión a que está sometida la zona que ocupa y como las tensiones de tracción son más intensas y
sufren más, por los nudos, que las de compresión, su influencia es
mayor a las tensiones de tracción.
- Fatiga: La resistencia a la flexión disminuye al aumentar el tiempo de
carga, reduciéndose, al cabo de los años, en porcentajes del 5 0 al 7 5 %
respecto a la resistencia en un ensayo normal de flexión estática.
En el caso de tensiones alternativamente variables, la madera por su
carácter fibroso, trabaja mejor que muchos metales. El valor de latensión límite a la fatiga, varía con la especie, pudiéndose dar el valor
medio de 0,33 veces la resistencia del ensayo normal de flexión
estática.
La resistencia a la fatiga es proporcional al peso específico, por lo quese puede obtener una cota de calidad de resistencia a la fatiga,
dividiendo la resistencia a la fatiga por 100 veces el peso específico, su
valor varía de 4 a 7.
7. TIPOS DE MADERAS
Las maderas de acuerdo al árbol de que se obtenga, se clasifican en duras y
blandas.Maderas Duras: se obtienen de los árboles que pierden las hojas en otoño(caducifolios). De toda esta gran variedad de árboles, sólo 200 existen en
cantidad suficiente y son lo bastante flexibles para la carpintería. Las maderasduras, como nuestra piel, tienen poros microscópicos en la superficie. El tamaño
de estos poros es lo que determina el dibujo de la veta y la textura. Debido a estascaracterísticas, las maderas duras se clasifican según la apertura del poro en:
maderas de poros cerrados (poros pequeños), entre las cuales las más usadas son
el cerezo y el arce, y maderas de poros circulares (poros más grandes), entre lascuales las más usadas son el roble, el fresno y el álamo.
7.1. Clasificación de las maderas duras
La madera se clasifica en función del número de defectos que haya en unasección dada del largo y el ancho del tablero. Al igual que en las maderas
blandas, una madera de clase inferior puede ser perfectamente aceptable
dependiendo del lugar donde se vaya a colocar y el uso que se le vaya a dar.
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7.1.1. Entre las maderas duras tenemos:
- Roble: Es de color pardo amarillento. Es una de las mejores maderas
que se conocen; muy resistente y duradera. Se utiliza en muebles de
calidad, parqué- Nogal: Es una de las maderas más nobles y apreciadas en todo el
mundo. Se emplea en mueble y decoración de lujo.
- Cerezo: Su madera es muy apreciada para la construcción de muebles.Es muy delicada por que es propensa a sufrir alteraciones y a la carcoma.
- Encina: Es de color oscuro. Tiene una gran dureza y es difícil de
trabajar. Es la madera utilizada en la construcción de cajas de cepillo y garlopas.
- Olivo: Se usa para trabajos artísticos y en decoración, ya que sus fibras
tienen unos dibujos muy vistosos (sobre todo las que se aproximan a la
raíz.- Castaño: se emplea, actualmente, en la construcción de puertas demuebles de cocina. Su madera es fuerte y elástica.
- Olmo: Es resistente a la carcoma. Antiguamente se utilizaba para
construir carros.
Maderas Blandas: se obtienen de los árboles de hoja perenne (coníferas).En carpintería sólo se usa el 25 % de todas las maderas blandas. Todas
las maderas blandas tienen poros cerrados (poros pequeños) que apenasse perciben en el producto acabado. Las maderas blandas más usadasson el cedro, el abeto, el pino y la picea.
7.2. Clasificación de las maderas blandas
Las maderas blandas se dividen en dos categorías: madera dimensional,clasificada en función de la resistencia, y paneles aparentes, que se utilizan
habitualmente en proyectos de carpintería. La clasificación de las maderas
blandas es obra de varias agencias, así que encontrará algunas variaci onesen la terminología. Las distintas clases están ordenadas de la clase más alta a
la más baja.
Entre las maderas blandas tenemos:
- Álamo: Es poco resistente a la humedad y a la carcoma. En España existendos especies: El álamo blanco (de corteza plateada) y el álamo negro, más
conocido con el nombre de chopo.- Abedul: Árbol de madera amarillenta o blanco -rojiza, elástica, no duradera,empleada en la fabricación de pipas, cajas, zuecos, etc. Su corteza se emplea
para fabricar calzados, cestas, cajas, etc.- Aliso: Su madera se emplea en ebanistería, tornería y en carpintería, así
como en la fabricación de objetos de pequeño tamaño. De su corteza se
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obtienen taninos.- Alnus glutinosa: Su madera se emplea en ebanistería, tornería y en
carpintería, así como en la fabricación de objetos de pequeño tamaño. De su
corteza se obtienen taninos.
- Alnusincana: Su madera es blanda y ligera, fácil de rajarse. Es utilizada entallas, cajas y otros objetos de madera.
8 . DEFECTOS MAS COMUNES EN LAS MADERAS
ALABEADO: comba de la cara del tablero en sentido longitudinal.
ABARQUILLAMIENTO: concavidad de la cara del tablero en sentido transversal. ARQUEAMIENTO: comba del canto, conocido también como corona.
NUDO o AGUJERO DE NUDO: un nudo apretado, por regla general, no es
problemático. Un nudo suelto o muerto, rodeado de un anillo oscuro, puede
desprenderse o puede haber dejado ya un agujero.HENDIDURA: grieta que atraviesa toda la pieza de madera, generalmente en losextremos.
RETORCIMIENTO: el tablero está combado por muchos lugares.
GRIETA EN CABECERA: grieta paralela a los anillos de crecimiento anuales que
no atraviesa toda la madera.RAJADURA: separación de las fibras entre los anillos de crecimiento, que
frecuentemente se extiende a lo largo de la cara del tablero y a veces por debajode su superficie.CANTO REDONDEADO: falta de madera o corteza no recortada a lo largo del
canto o las esquinas de la pieza.
9 . TABLEROS A BASE DE MADERA
Los laminados y aglomerados son recursos a los que se ha llegado por motivos
económicos y ecológicos y para evitar los problemas del comportamiento natural
de la madera maciza. Están hechos de residuos y fibras no utilizados de lostroncos de los árboles, a los que se añaden resinas y se prensan formando tableros
de distintos espesores. Son fabricados en dimensiones mayores a las que se
pueden obtener en maderas aserradas.
Los principales tipos de tableros hechos a base de maderas son los siguientes:- Contraenchapados: están formados por láminas o chapas encoladas de maderas
(cola o resina sintética). Sus dimensiones: 0,90 a 1,20 mts de ancho por 2,10 a 2,44 de largo y su espesor normal varía entre 4 y 19 mm, aunque se fabrican demayor espesor. Se usa para recubrimiento de paredes y techos, para la
elaboración de muebles y puertas.- Enlistonados o Panforte: están formados con alma de listones de madera y
chapas exteriores, se usan para la elaboración de muebles.
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- De Partículas: es un material elaborado a base de madera o fibra de bagazo y aglomerado con resinas sintéticas, con aplicación de presión y calor, por ejemplo
el tablopan. Las de densidad baja (de 0,25 a 0,40 grs/cm3 ), su uso es de paneles
aislantes o en piezas complejas en las cuales es necesario. Las de densidad media
(de 0,40 a 0,80 grs/cm3 ), su uso es igual al anterior y se em plea en la fabricaciónde muebles y en la construcción. Las de densidad alta (mayor de 0,80 grs/cm3 ) su
uso es el mismo de los anteriores y en general, son apropiados para ambientes
interiores, pues se descomponen en contacto con la humedad y con el tiempo concargas de larga duración.
- Fibra: es un material fabricado con fibra o lana de madera y cemento. Las hay
de tres tipos: las blandas (0,40 grs/cm3 ), semiduras y duras (densidad superior a0,40 grs/cm3 ) y las entramadas y tableros con dos caras lisas. Estas se fabrican
de 2,44 por 1,22 mts y de 3mm de espesor, es posible conseguirlos en medidas
mayores.
- De Lana de madera: están formadas por viruta de madera aglutinadas conadhesivos minerales, en la mayoría de los casos cemento Pórtland resultando un papel rígido. Su densidad de 0,30 a 0,65 grs/cm3 , de acuerdo a su densidad se
pueden usar como cielo pasos los de menor densidad y en paredes y techos los de
mayor densidad. Sus espesores varían entre 15 y 100 mm y sus dimensiones entre
0,5 0 mts por 2 mts hasta 1,5 0 por 3 mts. Esta posee múltiplos usos en laconstrucción tales como en muebles, tablas, vigas, columnas, etc. Es mas indicado
para utilizarse como pavimentos para hogares comerciales con poco transito,existen también tarimas especiales para instalaciones deportivas.
10. FORMAS COMERCIALES
Como es un material muy utilizado, la madera, puede encontrarse en gran
variedad de formas comerciales:- Tableros macizos: Pueden estar formados por una o varias piezas rectangulares
encoladas por sus cantos.
- Chapas y láminas: Formadas por planchas rectangulares de poco espesor.- Listones y tableros: Que son prismas rectos, de sección cuadrado o rectangular, y
gran longitud.
- Molduras o perfiles: Obtenidos a partir de listones a los que se les da una
determinada sección.- Redondos: Que son cilindros de maderas generalmente muy largos.
- Tableros contrachapados: Son piezas planas y finas que pueden trabajarse biencon herramientas manuales, como la segueta. Están formados por láminassuperpuestas perpendiculares entre sí.
- Tablero de fibras: Está formado por partículas o fibras de maderas que se prensan. Los hay de densidad baja (DB) y de densidad media (DM). Estos tableros
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pueden usarse en el taller de tecnología en los proyectos en los que intervienen piezas de madera.
- Tableros anglomerados: Se forman a partir de residuos de madera que se
prensan y encolan. En algunos casos estos tableros se cubren con una lámina muy
fina (de 2 o 3mm de espesor) de una madera más vistosa (cerezo, roble, etc.) o de plástico.
11. TECNICAS PARA LAPRESERVACION DEMADERAS
Se debe mencionar, que los contenidos celulares de la madera reaccionan
conalgunas sustancias químicas, dando lugar a precipitaciones insolubles quedisminuyen oimpiden la penetración de líquidos en el material al ser preservado,
sobre todo si estosprecipitados se producen rápidamente.
Existen maderas que por sunaturaleza tienen un alto pesoespecífico o baja porosidad y cuyosconductos se hallan taponados por gomas yresinas, estodetermina que la madera impidala pen etración de líquidos y se hace másdifícil la
preservación del material.
Se cuidará que la madera esté debidamente protegida contra cambios de
humedad, insectos, hongos, y fuego durante toda la vida útil de la estructura.
Podrá protegérsele ya sea por medio de tratamientos químicos, recubrimientos
apropiados, o prácticas de diseño adecuado.
Los preservadores solubles en agua o en aceite utilizados en la preservación de
madera destinada a la construcción deberán cumplir con las especificaciones dela norma NMX-C-178-ONNCCE Preservadores para madera Clasificación y
requisitos (ref. 9).
Cuando se usen tratamientos a presión deberá cumplirse con la clasificación y
requisitos de penetración y retención de acuerdo con el uso y riesgo esperado en
servicio indicado por la norma NMX-C-3 22 Madera Preservada a Presión
Clasificación y Requisitos (ref. 10).
Para disminuir el riesgo de ataque por termitas se deberán tomar en cuenta las
indicaciones para prevenir el ataque por termitas subterráneas y termitas demadera seca en construcciones con madera de la norma NMX-C-222 Prevención
de Ataque por Termitas (ref. 11).
11.1. AGENTES DESTRUCTORES DE LA MADERA
La madera por ser un material de origen orgánico, está expuesta a una
serie de ataques ya seapor microorganismos, bacterias, hongos, insectos,
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perforadores marinos e inclusive animales superioreso por causas nobiológicas como el fuego, desgastes mecánicos y acción de la intemperie.
Estos microorganismos para sobrevivir requieren de:
� Fuente de alimentación
� Humedad adecuada� Fuente de oxígeno
� Temperatura
� pH adecuado
11.1.1. Principales Causas de Degradación
Los agentes biológicos atacan a la madera porque para ellos se
constituye en su fuente de alimentoo una vía para conseguir el mismo,
no todas las maderas se comportan en forma similar frente a
estosagentes, algunas especies producen materiales llamadosextractivos que le confieren cierto nivel deresistencia frente a hongos einsectos, son aceites esenciales, resinas y taninos, compuestos
fenólicos,extractivos que se acumulan en el duramen y que no se
presenta en la albura; porquela albura almacena azúcares y almidones
que son apetecidos por ciertos hongos e insectos xilófagos,enconsecuencia la albura es susceptible al ataque de estos agentes.
Los mecanismos de aplicación y la acción de diferentes preservantes,no podrían ser plenamenteentendidos sin un conocimiento básico delos procesos de deterioro en la madera.
Las bacterias no constituyen un peligro importante en la destrucciónde la madera; sin embargo seha comprobado que existen relacionescon los ascomicetes que causan cierto tipo de pudrición omancha. El
bacilluspolymixa es la bacteria capaz de atacar a la madera sumergidaen el agua dulce,pero esta degradación es poco significativa.
Los insectos se constituyen también en los principales agentes capaces
de atacar a la madera. Entreellos tenemos: a los coleópteros(escarabajos), que con las termitas o comegenes hormigas y
avispascarpinteras obligan a tomar medidas de protección. Los
perforadores marinos atacan todo tipo demadera que se encuentra
sumergida en agua de mar
11.2 . PRESERVANTES DE LA MADERA
La industria de la preservación de maderas, ha descubierto numerosas
sustancias tóxicas, queaplicadas racional y convenientemente, protegen lamadera de sus enemigos naturales.
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Estos compuestos químicos puros o mezclados, varían ampliamente ennaturaleza, costo yeficacia; aspectos que están directamente relacionados
con el uso al que se va destinar la madera.
11.2 .1. Características que Debe Reunir un Preservante
Un preservante debe reunir ciertas características:
� Toxicidad, es fundamental para poder controlar o anular la actividad de los agentesbiológicos que afectan a la madera.
� Para que una sustancia o producto químico ejerza su acción en forma
prolongada debe sersoluble en los líquidos celulares de los agentes xilófagos. Existen casos como el de lacreosota y pentaclorofenol que
son insolubles en agua, pero son suficientementesolubles en la
fisiología de los insectos, hongos, produciendo en ellos su muerte.
La toxicidad del producto esta dada por la menor cantidad de productoquímico activo.� Penetrabilidad para alcanzar efectividad en este sentido es necesario
contar confactores como el de contenido de humedad, porosidad de la
madera y el grado deviscosidad del producto químico. En algunos casos
las substancias químicas reaccionancon la madera produciendo precipitados insolubles que disminuyen o impiden lapenetración del
preservante.� Algunas maderas por su naturaleza tienen alto peso específico o baja
porosidad y a veces susconductos se hallan taponados por gomas o
resinas lo cual hace impermeable y enconsecuencia difícil la tarea deimpregnar.
� No corrosivos, un buen preservador no debe ser corrosivo para los
metales como seralambres, clavos pernos y equipos
� Permanencia, para que el preservante ofrezca a la madera una
garantía de permanenciadebe poseer componentes tóxicos que puedan
fijarse en forma permanente, sinproducir soluciones químicas, y queconserven sus características y no se alteren porlixiviación,
volatilización o por cambios químicos.
� Inocuidad, todo preservante debe ser seguro de manipular, no deben
exigir del hombrey animales domésticos otros cuidados que losrequeridos por los productos químicosconvenientes y cuando este
presenta riesgo especial se lo debe clasificar comopeligroso.� No combustibles, las sustancias químicas tóxicas o preservantes no
deben aumentar elpoder de combustión de la madera tratada. Debe
tomarse nota de que el riesgo esmenor cuando la madera se trata con productos hidrosolubles y que con losoleosolubles que están expuestos
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por la eliminación de su exudado son mayores losriesgos a lainflamabilidad.
� El preservante no debe ofrecer dificultad para su incorporación a la
madera y permitir buenosacabados en el material.
� No fitotóxicos, cuando la madera tratada será utilizada en ciertoscultivos agrícolas,debe tomarse el cuidado de que el producto químico
no contamine los productosalimenticios.
� Económicos y accesibles, los costos de los preservantes influyen sobre el valor final dela madera tratada, con un costo que pueda impedir que
ella compita, con otras sintratamiento o con materiales capaces de
sustituirla.
11.2 .2 . Clasificación de los Preservantes
Se tiene diversas formas de clasificar a los preservantes indicaremos aesta por su origen o uso.
11.2 .2 .1. CREOSOTAS
· Creosota ordinaria
· Creosota líquida
· Mezclas de creosota
11.2 .2 .2 . PRODUCTOS ORGANICOS (oleosolubles)
· Naftenatos
· Pentaclorofenol
· Pentaclorofenato de sodio (soluble en agua)
· Oxido tributilestannico
· Quinolinolato de cobre
11.2 .2 .3 . PRODUCTOS INORGANICOS ( hidrosolubles)
· Sales múltiples
Arsénico cobre - Amoniacales (A.C.A.)Cupro-Cromo-Arsenicales (C.C.A.)
Cupro-Cromo-Bóricas (C.C.B.)· Compuestos de boro
· Otros compuestos hidrosolubles
Según las norma americanas AWPA, la creosota se obtiene de ladestilación de alquitrán dehulla, producido por carbonización a
temperatura elevada de la hulla bituminosa; es una
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mezclaextraordinariamente compleja que contiene sustanciasneutras, ácidas y alcalinas, las separaciónindustrial de los
componentes de alquitrán se hacen por medios químicos, entre
estas sustanciastenemos a los hidrocarburos aromáticos que
componen el grupo mayoritario (80-90 %), otros comoelantraceno, naftaleno, benceno xileno; la fracción ácida que es
5 % de la creosota total constituida porfenoles
creosolesxilenoles y naftoles de alto poder fungicida einsecticida, finalmente la fracción básicatambién el 5 % de la
creosota, constituida por peridinas, quinolinas y acridinas.
Las características de la creosota son: insoluble en el agua, dealta toxicidad contra hongos einsectos, de buena permanencia,
no tiene acción corrosiva con los metales, de olor fuerte y
penetrante,no aconsejable para interiores de viviendas, no
puede ser la madera pintada ni barnizada, lamaderaimpregnada queda muy sucia y produce irritación en la piel, debido a su compleja composición, es muydifícil trabajar
con un producto homogéneo.
También la creosota debe reunir ciertas exigencias y normas
que se hacen necesarias no solopara tener seguridad detrabajar sino como un material lo más uniforme posible con un
máximo fijadode residuo de coke (2%) que corresponde al residuo que normalmente se encuentra en la creosotapura.En este grupo se encuentra una variedad de sustancias que se
ha ido desarrollandorecientemente, tomando en cuenta que sucaracterística principal de ser solubles en solventesoleososderivados del petróleo, la eficiencia de estos productos
químicos puede variar en función a lasconcentraciones y solventes. Entre los principales preservantes figuran los
naftenatos, elpentaclorofenol, el óxido tributilestannoso y el
quinolinolato de cobre.
11.2 .2 .4 . Naftenatos
Son sustancias provenientes de la combinación de ácidosnaftenicos obtenido comosubproductos en la refinación de
petróleo y sales de elementos metálicos como el cobre y el zinclaformula de este ácido naftenico es: C11 H2O O2
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Los na ftonatos son compuestos cerosos o gomosos no cr ist alinos
y solubles en aceit e. E lna ftonato de cobr e es el más gener alizad o
en la pr eserv ación de mader as , de col or v er de oscuro y ol or desa gr adable , de gr an to xicidad par a hon gos par a su
pr epar ación y aplicación se ut iliza soluciones al5 %, d onde el
cobr e met álico se encuentr a al 0.5 %, la mader a tr at ada con
est a sust ancia no es f ácil depint ar pues el col or v er de oscuro
exuda a tr av és de la pint ur a. También se ha exper iment ad o con el na ft enato de zinc que es
casi incol oro y menos tó xico,como con na ft enato de mer cur io y hierro que no son e f icaces par a el tr at amiento de la mader a.
11 .2.2.5 . P e I P Q c R
S T S
U
e I S
R
E l pent acl orof enol es un compuesto químico cr ist alino for mad o
por r eacción de cl oro sobr e el f enol su fór mula C 6Cl5 OH su
estr uct ur a es:
Se l o f abr icó en escala industr ial en E.E.U .U . a part ir de 1936
con el nombr e abr ev iad o deP E NTA , es el más tó xico y emplead o
dentro de l os pr eserv ant es orgánicos oleosolubles , r esul t a
e f icazpar a hon gos e insectos pero ine f icaz contr a l os perfor ad or es mar inos.Par a su empleo como pr eserv ad or, se
disuel v e en aceit e y su aplicación puede ser inmediat a y cont iene
el 5 %, de producto act ivo, el pent a como subst ancia química es
un producto escamosogr anulad o de col or par duzco insoluble en
a gua. Su punto de solidi f icación es de 17 4 ºC como mínimo y lamáxima cant idad de insolubles en álcali es de 1%, es
li ger ament e ácid o y r eacciona con l os álcalis f uert es de sodio y
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pot asio par a for mar sales solubles en a gua; se ut iliza par acombat ir a la mancha azulde la mader a , puede ser descompuesto por l os a gent es o xidant es f uert es , como el ácid o
ní tr ico, con el que for ma el t etr acl oro - quinona o cl or amet il .
La AW PA est ablece en sus nor mas t écnicas l os pasos a se guir mediant e t ablas y f actor es decorr ección par a l os aceit es y t emper at ur as ut ilizadas. E s irr it ant e a la piel y las mucosas. E ntr e laspr incipales car act er íst icas del pent a como producto
pr eserv ant e se encuentr a , su baja volat ilidad y gr anest abilidad
química.
11 .2.2.6 . Ox W X Y Tri b ` a ilEstannoso
E s un producto de al to poder f un gicida e insect icida y se f ija
bien en la mader a , es incol oro einsoluble en a gua y es soluble enla ma yor ía de l os sol v ent e orgánicos , su for mula:
E st e pr eserv ant e t iene una a f inidad nat ur al por l os mat er iales
celul ósicos , por l o que controlamu y bien a l os hon gos que son
causant es de la pud r ición par da en la mader a; pr esent a la
car act er íst icade no ser f ácilment e lixiv iable.
11 .2.2.7. Qb inolinolato
c
d e C obr e
E s un producto de col or li ger ament e amar illento, se disuel v e en
sol v ent es li geros , además de laprot ección contr a hon gos t iene
buena f ijación en la mader a , y se r ecomienda su ut ilización en
mader aque t iene cont acto con productos aliment icios , no es
irr it able a la piel , su for mula química es:
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11 .2.2.8. P roduc tos I norgáni c os
A est e gr upo corr esponde una ser ie de sust ancias o mezclas
químicas que se emplean ut ilizand oel a gua como sol v ent e , t ienen gr an poder f un gicida e insect icida , son buenos f ijad or es ,
r educen la acidez y el e f ecto corrosivo, no son f itotó xicos , car ecen de ol or y no son in f lamables , al gunos pr eserv ant es
deest e gr upo son al t ament e f ijad os en la mader a , siend o mu y r esist ent es a la lixiv iación , per mit en un buenacabad o en la
mader a. La desv ent aja es que , hinchan a la mader a r ecién
impr e gnada y obli ga enal gunos casos a secar nuev ament e a las
piezas cort adas a una t emper at ur a máxima de 60 ºC , porque
secorr e el r ies go de la descomposición del pr eserv ant e (sul f ato
de cobr e) (Balant M . T oussaint A. 1987 ).
11 .2.2.9. S ulfato d e C obr e
E st e pr eserv ant e ha sid o ut ilizad o en tr at amientos de post es
par a alambr ad o y como sost én delas espaldar es de v iñas. U t ilizad o desde el año 1767 en F r ancia y pat ent ad o por M . BOUCH ERI E,t iene un gr an poder f un gicida y costo r educid o, las
desv ent ajas son: es corrosivo al acero, y per manecesoluble
dentro de la mader a , por l o que es pro penso a ser eliminad o, por lixiv iación , dur ant e su puest aen serv icio, disminu y end o sus
pro piedades de prot ección , su d osi f icación corr ient e es al 5 %
deconcentr ación en a gua y l os tr at amientos r ecomendad os sonel de ascensión y Boucher ie con susmodi f icaciones (Tuset 1979 ).E ntr e las pr incipales sales múl t iples ut ilizadas t enemos:
11 .2.2.10 . Arseni c o - C obr e - Amoniac al e s ( A .C . A .)
E st á for mada por cobr e en for ma de o xid o cúpr ico CuO y ar sénico en for ma de o xid oar sénico, deben ser disuel tos en
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amoniaco, a las d os o tr es semanas de tr at ada la mader a , se
ev apor a elamoníaco que solubiliza a la mat er ia act iv a en a gua
y l os pr ecipit ad os de cobr e y ar sénico se f ijande f init iv ament e en
la mader a , est as sales son e f icaces contr a hon gos e insectos
cuand o est án encont acto con el suel o y su uso ha sid o of icializad o por la AW PA mediant e nor ma P5 83
11 .2.2.11 . Sal e s C upro
E st e pr eserv ant e es una mezcla de l os ó xid os de cromo y ar sénico, la r eacción química queper mit e la f ijación en la
mader a es compleja , en t é r minos gener ales l os ó xid os met álicos , son r educid ospor l os azucar es de la mader a , par a for mar pr ecipit ad os insolubles y no lixiv iables , l os pr ecipit ad osCCA se
f ijan per manent ement e a la mader a , no son volát iles ni seev apor an. S on mu y e f icaces en laprot ección de mader a , en
cont acto dir ecto con el suel o y baj o las condiciones más
des f avor ables comoel a gua de mar.La asociación de nor mas AW PA en uno de sus capí t ul os P5-83
r econoce tr es t ipos dist intosde sales CCA t ipo A , B y C con sus
car act er íst icas si guient es:
11 .2.2.12. Sal e s C upro - C romo - B ori c as ( CC B )
Los component es act ivos de las sales CCB , combinan la acción
f un gicida del cobr e con elinsect icida del boro y con el poder de
f ijación del cromo par a ev it ar la lixiv iación. E s un pr eserv ant e insect icida y f un gicida par a la aplicación de
árboles r ecién apead os ,ad quier en una col or ación v er d osa , puede ser pint ada , de f ácil manipulación , no despiden ol or es
niv apor es irr it ant es , ut ilizadas par a la constr ucción r ur al , post aje , se ut iliza concentr aciones no menor al5 % y la mader aque est á en cont acto dir ecto con el suel o r equier e como mínimo
de r et ención de 12 f g.g
cm3 , la f ijación de est as sales en la
mader a es mu y lent a , y cuand o es tr at ada con est a sal
ser ecomienda dejar secar por l o menos de 6 a 8 semanas ant es
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de usar. Estas sales han sido patentadaspor el Dr. Karl H.Wolmann en Alemania (1913 ) y según Richradson (1978) los
componentes activosde estas sales son los siguientes:
Cobre en forma de óxido cúprico 10.8%
Cromo en forma de óxido crómico 26.4%Boro en forma de ácido bórico 25 .5 %
11.2 .2 .13 .Compuestos de Boro
Los compuestos de boro no tiñen a la madera, son tóxicos para
los insectos y hongos, estosproductos fueron utilizados como producto retardadores de la acción del fuego, pero, luego se
pudoevidenciar que tenían acción efectiva contra los
degradadores de madera (insectos ).
A partir de entonces se intensificaron las investigaciones seintensifiquen para reconocer a estosproductos como preservantes, con mucho cuidado la madera tratada con
componentes de boro seutilizan en lugares secos y en interiores
para evitar que el producto químico no se lixivie por la
humedad.También estos compuestos de boro son algo corrosivos, por eso
deben mezclarse conequivalentes de oxido bórico o bórax paracontrarrestar su efecto negativo.
11.2 .2 .14 .Otros Compuestos H idrosolubles
Existe en el mercado internacional una cantidad de compuestos
hidrosolubles para proteger lamadera, aunque en muchassituaciones su uso es restringido y se los compara con las sales
CCA.
Se tiene por ejemplo sales que combinan la acción del cobre y cromo con la de flúor o elfósforo y sales cromo - zinc - cloro y
flúor - cromo - arsénico - fenol.
11.3 . PREPARACION DE LA MADERA ANTES DE SU PRESERVACION
La madera antes de ser sometida al tratamiento de presión u otros procesos debe tener ciertapreparación.
11.3.1. Descortezado .- La presencia de corteza en la troza impide un buen
proceso deimpregnación y para facilitar el mismo es necesario realizar el descortezado y evitar quelos preservantes se impermeabilicen. La
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corteza se elimina en forma manual utilizandoutensilios manuales y sencillos o en forma mecánica con maquinas fabricadas para estefin.
11.3.2. H umedad de la madera .- En la mayoría de los métodos de
impregnación, la presenciade cantidad de agua libre en las cavidades
de las células puede dificultar o impedir laentrada del preservante enla madera. En el tratamiento de vacío - presión, es necesariotener un
contenido de humedad menor a 28% (valor considerado como el punto
desaturación de la fibra) (Tuset 1979).11.3.3. Dimensionamiento .- Es necesario hacer el acondicionamiento de la
madera parafacilitar la penetración del preservante y tiene que
realizar los despuntes, cortes,cepillado o algún tipo de perforación,antes de someter a la pieza al proceso deimpregnación.
11.4 . METODOS DE TRATAMIENTO DE LA MADERA
La preservación consiste básicamente en incorporar a la madera lassubstancias químicasadecuadas para controlar el alimento de los agentes
biológicos y/o degradantes, prolongando de estamanera la duración de
este material.
El método o proceso de aplicación que se tenga con el preservante tienemucha importancia enel resultado del tratamiento. Para el éxito de la
preservación, es necesario que la madera contenga unacantidad adecuadade preservante para el uso que se le desea dar. Sin embargo es necesarioresaltarque hasta la fecha no se ha logrado idear un método práctico para
preservar que se garantice lapenetración profunda y uniforme en todas lasespecies y a un costo razonable.Los tratamientos se agrupan en dos categorías, en profilácticos y de
preservación. Los métodosprofilácticos conservan la calidad de la madera por un tiempo relativamente corto antes de serprocesadas, aserradas, y
secadas.
Entre los métodos de preservación que protegen la madera a largo plazo setienen los siguientesprocesos:
a) Procesos sin presión
b) Procesos a presión
c) Procesos especialesMétodos de tratamiento sin presión
· Brochado· Pulverización
· Inmersión en frío
· Inmersión instantánea· Inmersión en caliente
· Ascensión simple
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· Ascensión doble· Baño caliente frío
11.4 .1. Broc heado y Pulverizado
Son métodos sencillos en los que se aplican sustancias tóxicas a lamadera ya instalada o apuesta en servicio y utilizada en
construcciones, se logran penetraciones pequeñas y los productos
másutilizados son los oleosolubles, es necesario aplicar dos a tres veces para cubrir totalmente la superficie,al manipular el producto para
proteger la madera se debe tener mucho cuidado.
11.4 .2 . InmersiónEn este método se presentan dos modalidades:
a) Utilización de preservadores oleosolubles y oleosos.
b) Empleo de preservadores hidrosolublesEn ambos casos el método, consiste en sumergir las piezas de maderaen un recipienteapropiado, de modo que puedan quedar las piezas
totalmente cubiertas con el producto o substanciaquímica.
11.4 .3 . Inmersión InstantáneaEste método también consiste, en sumergir a la madera en estado
verde en un recipiente quecontiene la solución preservantehidrosoluble, luego de este proceso, es necesario colocar a las
piezastratadas una cubierta de plástico u otro material para evitar la
evaporación y permitir que el preservantese difunda dentro de lamadera. El tiempo está relacionado con el tamaño de la pieza, laretención delpreservante en la superficie de la madera mejorará si
dicha superficie no ha sido cepillada, la difusióndel preservante estarásujeto a varios factores: espesor, contenido de humedad, peso especifico
de lamadera, concentración de la solución, tiempo y coeficiente de
difusión.Generalmente se utilizan mezclas químicas de bórax y ácido bórico, a
concentraciones de 20-30 % y se logra una mayor cantidad de
radicales activos, proporcionando una mayor efectividad en
laprotección de la madera.Es necesario tomar ciertas precauciones,como el de no cepillar las superficies tratadas, utilizarmaderas menos
densas.
11.4 .4 . Inmersión Caliente
Generalmente este proceso se efectúa en maderas que se utilizarán para la construcción yconsiste en sumergir las piezas dentro de un
tanque conteniendo una solución caliente de compuestos deboro con
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una concentración de 3 a 6% de equivalente en ácido bórico, durantela inmersión, elpreservante se difunde dentro de la madera, el tiempo
de inmersión varía de acuerdo a factores comoconcentración de la
solución y dimensión de las piezas.
11.4 .5 . Ascensión SimpleEs un método que consiste en colocar postes con extremos gruesos
dentro de un tanqueconteniendo solución de una sal o una mezcla de
sales hi0drosolubles, para la realización de untratamiento correcto, esnecesario que el contenido de humedad sea alto, el reactivo asciende
porcapilaridad favorecida por la evaporación del agua de la madera.
La duración del tratamiento varía en función a la temperatura,dimensiones y densidad. Paralograr un tratamiento efectivo debe
estimarse de 5 a 10 días y el proceso es de bajo costo y un mínimode
requerimiento de equipos necesarios. La protección es muy limitada en
la madera, no es uniforme eltratamiento, las condiciones no son fácilmente contables, algunos preservantes tienen propiedad deserlixiviables y disminuyen el tiempo de eficiencia del tratamiento.
11.4 .6 . Ascensión Doble
Este tratamiento es similar al anterior con la diferencia de que el proceso se repite dos vecescambiando de preservante, se utiliza
madera verde descortezada. La eficiencia de este métodoestárelacionada con las sustancias químicas empleadas y se puedeobtener una buena protección.
11.4 .7 . Procesos a PresiónEste tipo de procesos permiten regular las condiciones del tratamiento
y es posible variar lapenetración y retención del producto parasatisfacer las exigencias de la utilización de la madera.
Son instalaciones costosas, el equipo de impregnación donde se
requiere una gran producciónque justifique la inversión realizada, pero a la vez son métodosque proporcionan una protección a
lamadera. Entre los tratamientos con presión en autoclave se destacan
los siguientes:
� Bethell � Rueping
� Lowry
11.4 .8 . Proceso de Bet hell o Célula Llena
Este proceso, es el más conocido y empleado en la industria de laimpregnación, patentado en1838 por John Bethell, permite inyectar a
la madera la mayor cantidad de solución preservante en lazona
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tratada. La madera debe presentar ciertas características, como ser contenido de humedad de 25 - 28%, libre de corteza, tener buena
terminación cubicada y pesada.
Se inicia el proceso cuando la madera es introducida al autoclave con
un vacío de 0.60 kg./cm2para la eliminación del aire contenido en lamadera y en el cilindro, por un tiempo de 15 a 20 minutosde acuerdo
a la especie. Seguidamente la admisión de la solución hasta llenar
completamente el cilindro.Luego se aplica presión (del orden de 8 a 14 kg./cm2) cuya duración
depende de la especie atratar. Se va midiendo la cantidad de
preservante que penetra, manteniendo una presión constantehasta laretención deseada. Terminada la impregnación, se devuelve la
solución al tanque dealmacenamiento. Finalmente la aplicación de un
período de vacío para la recuperación del exceso depreservante.
11.4 .9 . Proceso RuepingGeneralmente este proceso es empleado para soluciones oleosolubles,
tiene comocaracterística principal la aplicación de una presión
preliminar de aire a la madera antes de inyectar elpreservante
caliente oleosoluble, esta presión inicial suele ser de 4-5 kg./cm2,llenando el autoclave conproducto químico, de manera que el aire
inyectado quede aprisionado en la madera.La penetración del producto es mediante la aplicación de una presiónmayor, hasta obtener laabsorción deseada comprimiendo aún más el
aire que había quedado en la madera. Finalmente sedisminuye la presión; se vacía el autoclave y se somete la carga a un vacío final.
11.4.10. PROCESO RUEPING MEJORADO Las modificaciones que han sido realizadas en este proceso consisten
en el calentamientorápido de la madera a una temperatura de 100º C.
, manteniéndose por un período de 2 horas a unapresión de 4 bar. El proceso doble se inicia una vez garantizado el calentamiento
completo de la cargade madera.
Cuando se disminuye la presión, se expande el aire comprimido en la
madera y expulsa unacantidad considerable de preservante. Tambiénse conoce con el nombre de proceso de célula vacía
11.4 .11. Proceso Lowry o Célula VacíaEste proceso también es denominado de célula vacía aligual que el
Rueping, sus absorciones son relativamentebajas, son muy útiles para preservar madera permeables,no se hace presión inicial con el
método Bethell, sino queuna vez colocada la madera en el cilindro de
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tratamiento, se llena con la solución a presión atmosférica,se eleva la presión a 10 -12 kg./cm2 manteniendo a cierto tiempo, luego se
bombea el preservante altanque de almacenamiento y se hace el
vacío final, para luego recuperar el exceso de líquido y secar
lasuperficie de la madera.
12 . CONTROL DE CALIDAD DE LA MADERA TRATADA
El eficaz control de calidad determinará el éxito en la preservación y garantizará una
larga vidaútil de la madera tratada.
La calidad es el grado de ciertos requisitos que debe cumplir el tratamiento a uncostorazonable. El control de calidad comprende todas las actividades que se puedan
realizar para obtenerun producto económico y útil para satisfacer los requerimientos
del consumidor.
Para el cumplimiento de los requisitos de calidad, se debe contar con un personal que puedadesarrollar pruebas de calidad y demás detalles necesarios.· Control de calidad de la materia prima
· Control de calidad del proceso
· Certificado de calidad
Para poder aplicar el tratamiento, se debe hacer una inspección del material comoser especie,dimensiones, presencia de nudos, rajaduras, ataque de hongos e insectos,
de acuerdo a normas depreservación, se observará también el corte, el diámetro, perforaciones cortes y marcas. El contenidode humedad debe ser el más apropiado para poder alcanzar el porcentaje adecuado de protección .
Respecto al control del proceso de preservación se verificará ciertos aspectosrelativos alpoder activo, las características del tratamiento y los resultadosobtenidos.
Para tener un control de calidad de las sales utilizadas se determinará ladensidad,concentración, composición química observando la solución en cada carga;
con una inspección deacuerdo a las normas de la AMERICAN WOOD PRESERVERS
ASOCIATION (AWPA) queestablece la frecuencia de análisis mínimos de los preservantes.
13 . Determinación de la Penetración
La penetración es la profundidad de la capa teórica con que se protege a la
madera.La industria de la preservación de maderas establece requisitos mínimos y especificaciones que debencumplir. La sustancia o producto utilizado puededeterminarse con reactivos de contacto con la maderatratada, revelando la
presencia o grado de penetración de los distintos preservadores y examinarinmediatamente la penetración y distribución.
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Lo más r ecomendable es tr abajar con el barr eno, el cual per mit e la obt ención de
t ar u gos quecon for mar ían la muestr a par a el análisis de penetr ación.La toma de
muestr a se r ealiza en el plano l on git udinal y en dir ección r adial , exist en
di f icul t adespar a la observ ación en aquell os pr eserv ant es que cambian el col or de
la mader a tr at ada , sin embargo par a l os que dejan la mader a del mismo col or, ser equier e la ut ilización de l os mé tod os cal or ímetrosapro piad os par a cada caso.
Ti pos d e P enetrac ión en la M ad era
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14 . Det er minac ión d e la Ret enc ión
Par a obt ener la r et ención r eal del pr eserv ant e se aplican mé tod os químicos
cuant it at ivos. a) P or pe so ; el procedimiento consist e en pesar piezas de mader a ant es y después del tr at amientodet er minánd ose por di f er encia , la cant idad del
pr eserv ant e absorbid o por las mismas.Div idiend o el v al or de la absor ción tot al
por el número de piezas se obt iene el promedio deabsor ción.
d onde:
SAn p = Absor ción net a promedio de la carga de mader a en K g.
p
pieza. An = Sumator ia de las absor ciones. n = Número de piezas.
15 . DUR ABILID AD N ATUR AL
Los compuestos orgánicos que se encuentr an pr esent es dentro de la mader a:
como ser lacelul osa , li gnina , que ciertos organismos son capaces de de gr adar de
acuer d o a sus exi genciasbiol ógicas especí f icas.La dur abilidad nat ur al , pro piedad de la mader a de r esist ir en ma yor omenor
gr ad o el at aque del os a gent es de destr ucción en condiciones nat ur ales de uso. E l gr ad o de dur abilidad de una pieza demader a v ar ía en f unción de las especies
leñosas. Fisiol ógicament e la al bur a car ece de est a pro piedad , por el contr ar io el
dur amen es más r esist ent e , después de largos per í od os de exposición , esto se debe
aque dur ant e el proceso nor mal de cr ecimiento del árbol , las células del dur amen
se li gni f ican y en suscav idades se deposit an sust ancias tó xicas que limit an o
impiden el at aque de organismos de gr adant es.
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La dur abilidad nat ur al depende t ambién de las condiciones de ut ilización , por ejempl o lamader a ser á más suscept ible a ser at acada en condiciones cálidas y húmedas , que en climas fr í os y secos , la posibilidad de at aque ser á ma yor si ést ase encuentr a en cont acto dir ecto con el suel o.
E xist en ciert as especies que t ienen buena dur abilidad nat ur al debid o a ciertosconst it u y ent escomo l os f enoles en ma yor por cent aje , antocianinas , anto xant inas , ácid o hid ro xibenz olico, glucócid os yotros que hast a hace mu y poco se l os
llamaba t aninos y que act ualment e r eciben el nombr e depoli f enoles. Los
poli f enoles son compuestos que t ienen más de un gr upo o xid r il o ( OH-) en su
anill obenz oico. Los pr incipales poli f enoles tó xicos par a l os hon gos e insectos , consider ad os
como pr eserv ad or es nat ur ales de la mader a son l os si guient es :
La nat ur aleza y la cant idad de l os ex tr act ivos del t ejid o leñoso son mu y v ar iables
entr e lasespecies dur ables , al gunas v eces la dur abilidad es debida a la to xicidad
par a l os hon gos de l oscompuestos que se solubilizan en el alcohol - benceno,
otr as en cambio se deben a l os solubles en a guacalient e.
16 . ¿Es Real ment e un M at erial I nse guro? .Uno de l os pr ejuicios más comunes t iene
que v er con la r esist encia del mat er ial fr ent e al f ue go, desconociend o que ést e , si
bien es combust ible , t ambién es mal conductor de cal or. "La mader a empieza a
ar der en su per i f er ia , se v uel v e carbón y ést e act úa como aislant e t é r mico
fr enand o la combust ión y per mit iend o que el mat er ial int er no per manezca
int acto, l o que no ocurr e con el acero que al calent ar se pier de r i gidez y colapsa" . Una se gunda sombr a que se ex t iende sobr e la mader a como mat er ial estr uct ur al , es el pr ejuicio con r especto a la humedad , y fr ent e a ella son claros l os
mecanismos de se gur idad: ? C onstr uir r elat iv ament e elev ad o del suel o de maner a
que las bases per manezcan aisladas de plant as y z onas pastosas. U t ilizar barr er as
como t elas as f ál t icas , poliet ileno, entr e la mader a y l os cimientos , ésto gar ant iza
gr an imper meabilidad . P or ejempl o, la mader a t iene un comport amiento
excepcional en z onas sísmicas , pues absorbe mej or las f uer zas dinámicas de l os
t embl or es dada su f lexibilidad , elast icidad y poco peso. De hecho, una estr uct ur ade mader a puede ser 5 v eces más liv iana que una en concr eto, l o que r educe la
iner cia ev it and o la aceler ación de la estr uct ur a y su colapso. P or otro lad o, la
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madera también actúa como material aislante del frío o calor, ya que conducemal la temperatura; 1 centímetro de espesor en madera trabaja igual que 4
centímetros de arcilla o ladrillo o bien como 10 de concreto.
17. LA MADERA UNA SOLUCIÓN H ACIA EL PROXIMO SIGLO
Se ha concluido que en 20 años se requerirán un total de 2 5 millones de viviendas
en México. Es que más gente vive hoy que toda la gente que ha vivido jamás, y para dar a todos una vivienda habrá que construir más viviendas que las que se
hayan construido en todos los tiempos. ¿Qué esperanza nos pueden dar los
programas actuales de al vivienda? .La política que favorece el caos en el crecimiento de las zonas urbanas y que
promueve el lote encajonado, el pavimento desde una casa hasta la casa deenfrente y la construcción de un edificio que empieza en una orilla de la ciudad y
acaba en la otra; nos está acabando, causándonos sordera, neurosis bronquiales,oculares e intestinales fatales. Creo que es el resultado de nuestra no
participación en las decisiones del gobierno. Nos ha quitado en forma permanenteuna situación ecológica aceptable. Estamos en el camino de la histeria colectiva y
la extinción y en medio de una población de ratas, cucarachas y moscos jamás
igualado.La mala distribución de la vivienda y la mala planeación de los centros de
población se remonta a todo el control económico y político que afecta a al
sociedad. Necesitamos encontrar una forma más democrática de promover productos de interés social y ver lo indispensable primero. Si no se puede dar una
vivienda a todos, entonces por qué no vender un lote con servicios para satisfacer
la demanda de muchísima más gente Con una oferta de lotes urbanizados, habrá
una posibilidad enorme para muchos de construir sus casas, ya sea dentro de un
programa de autoconstrucción o bien comprando una construcción prefabricadao mandándola hacer a un profesionista.
Si hemos de usar materiales modulados aptos para la auto-construcción o la
prefabricación, ningún sistema se presta favorablemente a construirse sobre los
linderos del lote por permeabilidad de juntas que no podrán sellar adecuadamente y por que se impone las medidas del lote a la eficiencia y
optimización de los componentes. Los sistemas de prefabricados conocidosrequieren de la separación de casas, aunque esto implica frentes más generosos y aparentemente tantio más agua por casa.
El frente más amplio va en contra de la imposición en México de ofrecer el loteencajonado para lograr un alto rendimiento comercial; el problema está en que
no cabe ni un limón y con los pavimentos de cochera y patio de servicio, el área
construida llega a ser de 88% y como difícilmente sobrevive algo verde en el árearestante, con el tiempo el área construida llega al 100%. El resultado siempre es
la destrucción ecológica del lugar: inundaciones y superficies duras que reflejan
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ruido y que perjudica a todo lo que hay sobre la faz de la tierra y que deteriora lasalud física y mental del habitante humano. Los ghetos, los estamos creando hoy
en día y parece que es lo único que somos capaces de producir, pienso que para
ser productivo, trabajar con eficiencia, convivir sanamente, ser optimista y tener
posibilidades de ser creativo, la gente necesita nutrirse y vivir higiénicamente concierta tranquilidad y privacía.
Tal vez valdrá la pena antes de diseñar el próximo ghetto, efectuar una
investigación para averiguar qué características tendrá la vivienda y comunidad que hará más productiva a la gente sin duda encontraríamos que, aparte de agua
luz, se requiera la privacia que proyecta lotes de 20 metros de frente con jardines
y árboles y tal vez encontraríamos que para lograr una meta práctica no serequiera de guarniciones, banquetas y pavimentos de asfalto, pero si la seguridad
que podrá ofrecer el trazo de conjuntos en forma tal de facilitar la vigilancia y
dificultar la intromisión en sellos de delincuentes y que necesita el hombre
productivo área recreativas y de convivencia. Un concepto así no esnecesariamente más caro que lo que se viene haciendo; en casos específicos,también hay ejemplos en lo que se puede hacer con poco dinero para urbanizar
aún para casas de lujo.
18. ¿POR QUÉ PREFABRICADO EN MADERA?
Porque un producto industrial debe poder producir eficientemente grandescantidades de elementos y componentes si se encuentra bien financiada y
programada, debe poder controlar mejor los procesos de obra y la calidad del
producto, debe poder casi eliminar los desperdicios que se presenten casi todas lasobras en un promedio del 10%, y debe poder usar los cimientos con rapidez. Los sistemas más prácticos para la vivienda
unifamiliar, utilicen elementos ligeros, fáciles del transportar y maniobrar sinequipo, y que generalmente utilicen recubrimientos fácilmente colocables,
impermeabilizantes prefabricados y accesorios estandarizados como: ventanas,
puertas y closets; por e1.- El empleo de la madera como componente estructural básico para casas es
común representa casi la totalidad de la morada humana. El país que no lo ocupa,
no produce suficiente vivienda para su población.
2.- La madera ha resultado ser un elemento estructural estupendo, es ligera, flexible, fortísima (recordemos que el concreto, antes de sostenerse por sí mismo,
normalmente fue sostenido por madera).3.- Normalmente la casa estructurada con madera pasa el 20% de la realizadacon materiales pesados, dando una seguridad contra sismos que la coloca, por
mucho, como la estructura mas popular del mundo. El producto es prácticamentea prueba de sismos. Con armaduras hechas con conectores en las uniones de tipo
«multiclavo» se logran entrepisos en bibliotecas y claros de techados de 40
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metros.4.- Las construcciones en madera se ejecutan con un ahorro considerable de
tiempo y mano de obra, porque la estrucura de madera tiene la función adicional
de servir de base para recibir recubrimientos colocables modulados que a la vez
encapsulan la estructura, protegiéndola de la humedad, los insectos y el fuego.Para constructores el ahorro de tiempo es importante y puede darles a ganar el
mismo dinero en la tercera parte del tiempo.
5 .- La estructura de madera ofrece el fácil ensamble de muros y techos deaislamientos térmicos, barreras de vapor, aislamientos acústicos y protección
contra el fue go, hasta lograr el resultado deseado en cualquier clima
por extremoso que éste sea, y para reducir el ruido den- tro de una casa. Hay 4 materiales aislantes efectivosfabricados en el país, que pueden servir para cons-
trucciones ubicadas en las zonas de clima extremoso y son: colchoneta de fibra de
vidrio, lana mineral, espuma de poliuretano y pamacón, siendo el pamacón el
único aislamiento efectivo que además sirve como cubierta de techo. Los 4 materiales son ligeros, fáciles de transpor- tar y colocar y son usados para lograr más calidad en una vivienda, como se puede apreciar por el confort que dan las
construcciones comunes en países desarrollados.
6.- Las normas actuales para las construcciones estructuradas con madera,
aplicadas en otros países, casi garantizan la eterna duración de este tipo deconstrucciones a base de un encapsulamiento efectivo con materiales incombusti-
ble que tenga de 3 / 4 de hora a 2 horas de resistencia al fuego directo, flashing,barreras de vapor, ventilación con tela de mosquitero y selladores usados encontacto con el concreto del piso, según el caso. Una de las dudas sobre el uso de
la madera es el conocimiento superficial que se tiene del comportamiento de lamisma ante el fuego. Se considera que se incendia fácilmente y se consume conrapidez.
Sin embargo, un estudio más cuidadoso revela que la madera conserva suintegridad estructural por más tiempo que otros materiales estructurales; por lo
cual, se diseña adecuadamente con madera, se pueden obtener construcciones
perfectamente seguras y con niveles de riesgo comparables a aquellas construidascon otros materiales considerados incombustibles.
Muchos materiales incombustibles tienen poca capacidad para resistir el fuego
como lo es la estructura de acero y el refuerzo de acero. Además, existen en el
mercado nacional retardantes al fuego para impregnar la madera expuesta o en zonas críticas como ductos. Hay que recordar que la madera se usa en chimeneas
precisamente por la lentitud con que se quema. En madera seca la carbonizaciónavanza a solo 6 mm.por minuto en secciones de 5 0 mm.y a 8 mm.por minuto parasecciones menores, conservándose la estabilidad mecánica en su interior. La
madera expuesta al fuego alcanza una temperatura de 800oC., en 30 minutos y no rebasa los 1000oC. La madera en dimensiones gruesas resulta ser de todos los
materiales utilizados en estructuras, la más resistente al fuego. El acero pierde el
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90% de su resistencia mecánica en 20 minutos a los 7 5 0oC. El aluminio se fundeen 5 minutos. Tengo conmigo unos reportes de investigación que demuestran
como se comporta una viga de madera contra una «I» de acero diseñada para las
mismas cargas que sufrió un colapso total a los 13 minutos, mientras la madera
casi no mostraba señales de deterioro.7.- Construir con estructura de madera ofrece muros interiores que pueden ser
removibles con cierta facilidad,ya que en general el muro perimetral es el de
carga. Esto abre la posibilidad de que sea una vivienda progresivacon la modalidad de poder construir el techo de la casa terminada con el muro
perimetral que normalmente es el único de carga - en un nivel o en dos niveles -
sin los muros interiores sin el entrepiso, sin la base del piso, sin las instalaciones y sin el recubrimiento en muros interiores y plafón. Todas las operaciones básicas
comoimpermeabilización y colocación de ventanas, puerta exterior y
recubrimiento exterior se hace una sola vez yno cada vez que se agrega una parte
más de casa. La casa se va terminando por dentro, con divisorios que se vannecesitando y se presta a que el constructor termine el «casco» y se auto-construye el adquirente sub-contrata lo
demás.
La construcción de componentes de madera es muy apreciada para el hombre que
hace su propia vivienda. El usar materiales de fácil manejo y corto aprendizaje,dignifica su tarea haciéndola más eficiente y reduciendo los trabajos de carga.
Usando materiales colocables puede reducir el mínimo los desperdicios, haciendomás limpia la obra se usan materiales secos que eliminan muchos tiemposmuertos de secado.
La madera es el material estructural más popular y más tradicional del orbe. Hay diseños estructurales sofisticados de armaduras de tipo tijera en iglesias queexisten hoy, construídas hace mil años.
La madera debe tener un interés fundamental en el desarrollo del país y hace pensar que debemos usarla para fines estructurales en la vivienda, por lo
siguiente:
1.- Hay zonas sísmicas en un 60% del país, y en la madera es fuerte, elástica y de poco peso.
2.- Puede dar soluciones permanentes y económicas.
3.- Si tenemos la alternativa de usar un recurso adicional, debemos de usarlo si
hemos de atender la demanda.4.- Es un recurso natural solamente comparable en riqueza con el petróleo y la
pesca y es renovable.5 .- El crecimiento anual según el inventario nacional forestal es de 44.3 millonesde metros cúbicos rollo, del cual se puede disponer anualmente sin perjudicar a
los bosques del país.6.- Es el material estructural que cuesta menos que muchas veces en energéticos
para habilitarlo para uso en la construcción
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7.- Es fuente de trabajo de campesinos8.- La técnica ya está desarrollada y no hay que comprar tecnología para poder
usarla.
¿Entonces por qué no se usa? ¡Pues sí se usa! Probablemente la mayoría de los
habitantes del país viven en viviendas estructuradas con madera, tal vez nodimensionada y no protegida, utilizada sin la técnica adecuada. Hace falta
hacerles llegar los materiales adecuados y enseñarles los aspectos tecnológicos
prácticos de la construcción estructurada con madera.
19. PROBLEMAS CON LA MADERA
Actualmente hay problemas para el uso de madera, muchos de ellos están
atendiéndose. No hay dimensiones estables, ni clasificaciones establecidas, ni
agencia para el control de calidad en aserraderos y madererías. Se manda
madera sin el secado debido, sin tratamiento por emersión después del corto y sinmarcar su clase. En la mayoría de las madererías se reclasifica la madera al antojo; no saben estibar, ni labrar la madera y muchas veces venden madera
infestada.
No hay estabilidad para el aserradero cuando contrata desmontar los ejidos, ni
financiamientos para el equipo que tiene que usar.Estamos buscando a través de C O M A C O, (Consejo Nacional de la Madera en la
Construcción, A.C.). Poder encontrar unos aserraderos dispuestos a atender el cliente industrial que construye estructuras permanentes de la madera, en dondesí podría hacer control efectivo y un precio justo. Tenemos que pugnar para que
éste recurso nacional, se maneja con más inteligencia.
20. PROBLEMAS CON EL CONSTRUCTOR
A raíz de una obsolencia acumulada de información, ha habido resistencia al
cambio de parte del constructor en general y también falta de confianza en sus
resultados en la prefabricación. No se entera a fondo de los sistemas constructivosque se mueven en el mundo y aparte le cuesta trabajo, tiempo y dinero aprender y
obtener experiencia. En la gran mayoría de los casos no es del cliente quien
rechaza un sistema, a menos de que fue aconsejado por algún Arquitecto o
Ingeniero en las mismas.El constructor que sí conoce lo suficiente para hablar sobre un sistema acreditado
convence con facilidad a un cliente, sobre todo cuando enseña realizaciones de él y revistas de aplicaciones del mismo sistema en otros paises que demuestra que la prefabricación no se trata de engendros antihumanos, monótonos y de mal gusto.
Los fabricantes de materiales prefabricados se enfrentan al problema de que losconstructores no tienen la práctica para utilizar los elementos que fabrican los
arquitectos muchas veces proyectan sin considerar la eficiencia de los materiales,
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medidas racionalizados con módulos y productos prefabricados existentes en el mercado, materiales regionales y climas diferentes. Los arquitectos habrán de
disciplinar su diseño para incorporar un mayor número de elementos
prefabricados y de sistemas industrializados. Los arquitectos necesitan pensar
más como un diseñador industrial especializado en Arquitectura capaz de crear soluciones funcionales y económicas con un contenido estético dentro de un
concepto urbanístico que considera un equilibrio ecológico para justificar lo que
ofrecen.También si formamos parte de las propuestas y las soluciones, podríamos influir
un reestructurar la industria de la construcción, proponiendo la construcción
misma como uno de los más fuertes motores para desarrollar la economía del país, en vez de estar en la patéticamente posición en que estamos frente a todo lo
que nos ha estado pasando desde que el encaje legal descapitalizó la industria.
21. Pendiente mínima de los tec hos
La superficie de los techos deberá tener una pendiente mínima de 3 por ciento
hacia las salidas del drenaje para evitar la acumulación de agua de lluvia.
Deberán revisarse periódicamente estas salidas para mantenerlas libres deobstrucciones.
22. Tolerancias
Las tolerancias en las dimensiones de la sección transversal de un miembro
deberán conformar con los requerimientos prescritos en la norma NMX-C-224-
ONNCCE Dimensiones de la madera aserrada para su uso en la construcción (ref. 3 ). Cuando se utilicen miembros de dimensiones distintas a las especificadas
en la norma, las dimensiones de la sección transversal de un miembro no serán
menores que las de proyecto en más de 3 por ciento.
23. Transporte y montaje
El ensamblaje de estructuras deberá llevarse a cabo en tal forma que no se produzcan esfuerzos excesivos en la madera no considerados en el diseño. Los
miembros torcidos o rajados más allá de los límites tolerados por las reglas de
clasificación deberán ser reemplazados. Los miembros que no ajustencorrectamente en las juntas deberán ser reemplazados. Los miembros dañados oaplastados localmente no deberán ser usados en la construcción.
Deberá evitarse sobrecargar, o someter a acciones no consideradas en el diseño a
los miembros estructurales, durante almacenamiento, transporte y montaje, y esta operación se hará de acuerdo con las recomendaciones del proyectista.
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24. RESISTENCIA AL FUEGO
24.1. Medidas de protección contra fuego
24.1.1. Agrupamiento y distancias mínimas en relación a protección
contra el fuego en viviendas de madera
Las especificaciones de diseño relacionadas con esta sección, deberán
tomar como base las indicaciones de la norma NMX-C-145 Agrupamiento y distancias mínimas en relación a protección contra el
fuego en viviendas de madera (ref. 12).
24.1.2. Determinación de la resistencia al fuego de los elementos
constructivos
La determinación de la resistencia al fuego de los muros y cubiertas
deberá hacerse de acuerdo con lo especificado en la norma NMX-C-307 Resistencia al fuego. Determinación (ref. 13 ).
24.1.3. Características de quemado superficial de los materiales deconstrucción
Las características de quemado superficial de los materiales utilizadoscomo recubrimiento se deberán determinar de acuerdo a lo indicado
en la norma NMX-C- 294 Determinación de las características del
quemado superficial de los materiales de construcción (ref. 14 ).
24.2. Diseño de elementos estructurales y ejecución de uniones 24.2.1. Diseño de elementos estructurales aislados
En el diseño de elementos aislados deberá proporcionarse una
resistencia mínima de 30 minutos a fuego, de acuerdo a lo especificado
en la norma NMX-C-307 Resistencia al fuego. Determinación (ref. 13 ), pudiendo emplearse métodos de tratamiento, recubrimientos, o
considerando la reducción de sección de las piezas.
24.2.2. Ejecución de uniones
Cuando se diseñe una estructura con juntas que transfieran momentos
o fuerzas concentradas importantes de un elemento a otro, se deberátener especial cuidado en el comportamiento de dichas juntas, ya que
como efecto de elevadas temperaturas, pueden presentarse
asentamientos o plastificación parcial o total de los elementos de uniónque causen redistribución de cargas.
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25 . CONCLUSIONES
Tenemos mucho que hacer para desarrollar la construcción con madera en Perú,
tanto que podríamos lograr que sea un factor determinante para empujar laeconomía nacional. Para ello debemos formar un apoyo para la construcción con
sistemas prefabricados para acumular experiencias con una exposición
permanente, una biblioteca y un laboratorio. Debemos unirnos para formar una
comisión multipartita con representantes de los sectores de industriales,constructores, diseñadores, y consumidores, formular programas más apropiados
para el consumo humano y para la naturaleza de la tierra.
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26. BIBLIOGRAFIA
De internet
y http://www.elprisma.com/apuntes/ingenieria_civil/madera/default 4.aspy http://quimicasthai.wordpress.com/category/productos-
products/page/7/
De seminarios
y CENTRO DE INNOVACION TECNOLOGICA DE LA MADERA-ARQ . C H RISTIAN ARBAIZA MENDOZA 2005
y SEMINARIO CITEMADERA - DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN colegio de
ingenieros del Perú
y SEMINARIO CITEMADERA - TECNICAS PARA LAPRESERVACION DEMADERAS
De textos