Semana 13 : "Madera"

MADERA

I. BOSQUES Y REPRESENTACIONES:

Los bosques de la Amazonía peruana son variados y complejos, estos ricos ecosistemas contribuyen al desarrollo y bienestar de la sociedad brindando beneficios ecológicos, sociales y económicos a las poblaciones.

El 92% de los bosques peruanos, equivalente a 67.2 millones de hectáreas, se encuentran ubicados en la región amazónica. Los bosques húmedos tropicales son una de las áreas con mayores concentraciones de flora y fauna silvestre, así como del agua dulce del mundo. Sus diversos hábitats son el hogar de más del 60% de la biodiversidad del planeta.

II.EL ARBOL:

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

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

Un estudio realizado por la Universidad de Yale y luego publicado en la revista Nature, estima que en la Tierra hay alrededor de 3 millones de billones de árboles, y su cantidad se redujo un 46% desde que comenzó la civilización humana, dando en promedio 422 árboles por persona, pero, cada año se pierden 15.000 millones de ejemplares.

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

II.I. PARTES DE UN ARBOL:

II.I.I. COPA: Es el conjunto de ramas y hojas que forman la parte superior del árbol.

II.I.II. TRONCO O FUSTE: Se encuentra entre la copa y las raíces. Esta constituido por millones de células leñosas como las fibras, radios y vasos.

II.I.III. RAÍZ: Es la parte inferior del árbol que penetra en el suelo, cuya función es absorber agua y nutrientes minerales y fijar la planta al suelo.

II.II. CONSTITUCION DE LA MADERA:

Realizando un corte transversal en el tronco de un árbol distinguimos, de fuera a dentro, las siguientes partes:

II.II.I. CORTEZA: Capa más externa que protege al árbol de los agentes atmosféricos.

II.II.II. LÍBER: Capa encargada de conducir la savia del árbol.

II.II.III. ALBURA: Madera joven, que aún no ha conseguido suficiente dureza. Corresponde a los últimos ciclos de crecimiento del árbol. Suele ser de color claro.

II.II.IV. DURAMEN: Es la madera propiamente dicha. Está localizada en la zona central del tronco y representa la parte más antigua del árbol. Normalmente es de color oscuro.

La composición de la madera (en términos promedio) es:

II.III. PARTES DEL TRONCO:

La madera es el conjunto de células que conforman el tejido leñoso, en ella se pueden distinguir tres partes:

II.III.I. LA MÉDULA: Se encuentra ubicada generalmente en la parte central del tronco. Esta constituida por células débiles o muertas, a veces de consistencia corchosa. Su diámetro varía entre menos de un milímetro, hasta más de un centímetro, según la especie.

II.III.II. EL DURAMEN: También llamado corazón, es la zona que rodea a la medula. Es de color oscuro y esta constituido por células muertas lignificadas que le dan mayor resistencia al ataque de hongos e insectos. Su proporción depende de la especie y de la edad del árbol.

II.III.III. LA ALBURA: Es la zona de coloración más clara, conformada por células jóvenes. Presenta menor resistencia a los ataques biológicos. La albura es mas abundante, cuanto mas joven es el árbol.

II.IV. BASES PARA DESCRIBIR LA MADERA:

La madera es un material ortotropo, con distinta elasticidad segun la direccion de deformacion, encontrado como principal contenido del tronco de un arbol. Los arboles se carcterizan por tener troncos que crecen año tras año, formando anillos concentricos correspondientes por fibras de celulosa unidas con lignina. Las plantas que no producen madera 

conocidas como herbaceas.

III. ORIENTACIONES PARA DESCRIBIR LAS PROPIEDADES DE LA MADERA:

La descripción de las propiedades de la rnadera se hace con referencia a tres direcciones principales:

III.I. LONGITUDINAL: Es la dirección paralelaal eje del arbol.

III.II. RADIAL: Es la dirección que siguen los ra-dios medulares desde la médula hasta la corteza.

III.III. TANGENCIAL: Es la direccion tangencial a los anillos del crecimiento.

IV. PROPIEDADES FISICAS DE LA MADERA:

IV.I. CARACTERISTICAS EXTERNAS U ORGANOLEPTICAS 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:

IV.I.I. EL COLOR: Es originado por la presencia de sustancias colorantes y otros compuestos secundarios. Tiene importancia en la diferenciación de las maderas y, además, sirve como indicador de su durabilidad. Son en general, maderas más durables y resistentes aquellas de color oscuro.

IV.I.II. OLOR: Es producido por sustancias volátiles como resinas y aceites esenciales, que en ciertas especies producen olores característicos.

IV.I.III. TEXTURA: Esta relacionada con el tamaño de sus elementos anatómicos de la madera, teniendo influencia notable en el acabado de las piezas.

IV.I.IV. VETEADO: Son figuras formadas en la superficie de la madera debido a la disposición, tamaño, forma, color y abundancia de los distintos elementos anatómicos. Tiene importancia en la diferenciación y uso de las maderas.

IV.I.V. 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.

IV.II. ANISOTROPIA:

Comportamiento diferente en las tres direcciones del espacio (longitud, anchura, espesor), respecto a las presiones y fuerzas a que se vea sometida.

IV.III. CONTENIDO DE HUMEDAD:

Es la cantidad de agua presente en la madera; se expresa como porcentaje del peso de la madera seca o anhidra y se calcula mediante la formula siguiente:

IV.IV. CLASIFICACION SEGUN SU CONTRACCION:

La magnitud de la contracción varía según las características de la especie, las secciones y la orientación anatómica del corte. Se expresa como porcentaje de la dimensión original de la pieza de madera. Se calcula mediante la formula siguiente:

IV.V. PESO ESPECIFICO:

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

Peso especifico aparente = Peso / Volumen aparente

Si del volumen aparente eliminamos los poros obtenemos:

Peso real = Peso / Volumen real.

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

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

P = 1.56 Kg / dm3 (aproximado)

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

Influye en :

 1.- Variaciones de volumen.

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

V. PROPIEDADES FISICAS - AISLAMIENTOS:

V.I. PROPIEDADES TERMICAS: Por su estructura anatómica, así como por su constitución lignocelulósica, la madera es un excelente aislante térmico. La cantidad de calor conducida por la madera varia con la dirección de la fibra, el peso especifico, la presencia de nudos y rajaduras y con su contenido de humedad.

V.I. TRANSMISION Y  ABSORCION DEL SONIDO: La madera tiene buena capacidad para absorber sonidos incidentes. Esta propiedad puede ser aprovechada ventajosamente en el diseño de divisiones. El aislamiento acústico puede incrementarse notablemente si se dejan espacios vacíos entre los tabiques o se utilizan materiales aislantes tales como fibra de vidrio, yeso.

V.III. PROPIEDADES ELECTRICAS: La madera seca es mala conductora de la electricidad. Su conductividad aumentara rápidamente al aumentar su contenido de humedad, a tal punto que la madera saturada puede llegar a ser conductora. La capacidad aislante de la madera tiene numerosas aplicaciones prácticas en la transmisión y protección de la energía eléctrica.

VI. PROPIEDADES MECANICAS DE LA MADERA:

VI.I. DUREZA: La dureza de la madera es la resistencia que opone al desgaste, rayado, clavar, etc.Depende de su densidad, edad, estructura y si se trabaja en sentido de sus fibras o enel perpendicular. Cuanta más vieja y dura es, mayor la resistencia que opone.

VI.II. PROPIEDADES RESISTENTES DE LA MADERA:

VI.III. PROPIEDADES ELASTICAS DE LA MADERA:

VII. FACTORES QUE AFECTAN EL COMPORTAMIENTO DE LA MADERA:

CAUSAS BIOTICAS:

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

Pudrición parda: Ataca a la celulosa.

Pudrición blanca: Ataca a la lignina.

Pudrición azul: Se alimenta de las materias de reserva y no influye en la resistencia.

Pudrición roja: Cuando atacan distintos tipos de hongos, al final aparecen vetas negras.

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

VIII. CONVERSION, SECADO Y PROTECCION:

VIII.I. CONVERSION:La mayor parte de la madera de uso comercial proviene del tronco de los árboles. Las ramas más grandes pueden cortarse en rollizos pero, por lo general, el material procedente de las ramas suele tener anillos de cecimiento asimétricos lo que da lugar a maderas de reacción, es decir maderas inestables que se deforman y se agrietan con facilidad. La madera de reacción está formada por aquellas ramas o troncos que no han credido derechos. En las maderas blandas el crecimiento es básicamente por la parte inferior y da lugar a la madera de compresión; en las maderas duras sucede lo contrario, y a este tipo de madera se les denomina "madera de tensión".

Los árboles, una vez talados, se cortan en rollizos y son transportados hasta las serrrerías locales para su transformación en madera en rollo; el producto de la poda y del desbastado se utiliza normalmente para la elaboración de productos de papel y tableros manufacturados.

VIII.II. ASERRADO:Hoy en día, la primera transformación de la mayoría de los rodillos se realiza mediante sierras de cinta o sierras circulares. Cuando no existéan estas máquinas, estas tareas se realizaban a mano.

Los principales tipos de corte que se obtienen siguiendo los métodos modernos se conocen como "corte tangencial" y "corte radial". En términos generales se puede decir que los tableros de corte tangencial son aquellos en los que los anillos de crecimiento aparecen en la cara del tablero con un ángulo inferior a los 45 grados. Las maderas de corte radial se suelen definir como aquellas piezas en las que los anillos de crecimiento se encuentran con un ángulo no inferior a los 45 grados con respecto a la cara de la pieza. Dentro de cada una de estas categorías podemos emplear también otros términos. Así pues las maderas de corte tangencial reciben otras denomnaciones como maderas de corte al hilo por la cara o de corte al hilo por el plano, y a la madera de corte radial se la conoce igualmente como madera de corte al cuarto.

VIII.III. CORTES DEL TRONCO:

Herramientas empleadas, hay muchas otras diferencias entre modalidades: 

• El tipo de madera utilizado: predomina el haya en el País Vasco, Navarra y Cantabria, el eucalipto en Asturias y Australia, el pino en Castilla, etc. Además, en el País Vasco se suele quitar la corteza antes de la competición, mientras que en Asturias se cortan con corteza.
• La colocación de los troncos (horizontal o vertical): Para el corte con hacha, la forma más usual en la aizkolaritza vasca es colocar los troncos horizontalmente clavados a un soporte, subiendo el aizkolari sobre el tronco. En Castilla se colocan también horizontalmente, pero sin sujeción. En los casos en que el tronco se mantiene vertical, el cortador puede hacer el corte desde el suelo a una altura inferior a dos metros, o puede tener que realizar varios cortes sucesivos, para fijar apoyos y subir a varios metros de altura para acabar seccionando la parte superior.
• La duración de las pruebas, o la cantidad de troncos que cortar. Comparativamente, las pruebas de Canadá o de Australia son consideradas de velocidad, mientras que las de aizkolaris vascos, que suelen durar más de 30 minutos (a veces exceden de 60) se consideran de resistencia.
• El carácter individual, por parejas o por equipos, y el sexo de los participantes (en las pruebas de corte con tronzador, las parejas pueden ser masculinas, femeninas o mixtas).
• El objetivo: En la mayoría de las variantes se trata simplemente de seccionar el tronco, una o varias veces. En Noruega existe una variante en la que se talla una silla o letras en madera con sierra eléctrica.

VIII.IV. SECADO:El secado de la madera es un proceso que se justifica para toda pieza que tenga uso definitivo en el interior de la vivienda (queda incorporada a la vida útil de ésta), sea con fines estructurales o de terminación.

La utilización de madera seca aporta una serie de beneficios, entre los que se destaca:

• Mejora sus propiedades mecánicas: la madera seca es más resistente que la madera verde.
• Mejora su estabilidad dimensional.
• Aumenta la resistencia al ataque de agentes destructores (hongos).
• Aumenta la retención de clavos y tornillos.
• Disminuye considerablemente su peso propio, abarata el transporte y facilita la manipulación de herramientas.
• Mejora la resistencia de adhesivos, pinturas y barnices.
• Mejora su ductilidad, facilidad para cortar y pulir.
• Mejora la absorción de preservantes líquidos aplicados con presión.
• Aumenta la resistencia de las uniones de maderas encoladas.

VIII.V. PRESERVACION DE LA MADERA:

Todos los materiales son susceptibles a la acción de diversos agentes y organismos que causan alteraciones en su comportamiento normal, afectando progresivamente su eficiencia y durabilidad.

La madera también puede ser atacada por agentes degradantes, pero esta desventaja es subsanable con sistemas de preservación relativamente simples.

Existen especies forestales altamente resistentes a la degradación biológica, por cuya razón estas maderas son más solicitadas y se hacen cada vez más costosas. Otras especiales son poco usadas porque, a pesar de tener muy buenas cualidades de trabajabilidad, de aspectos, etc., son poco durables por la degradación biológica; sin embargo, esto puede evitarse protegiendo la madera con sustancias químicas que garantizan su durabilidad.

IX. MADERA COMO MATERIAL DE CONSTRUCCION:

• La madera garantiza numerosas ventajas de carácter estructural durante la construcción pero presenta también efectos positivos para el clima en el interior de los ambientes.
• Gracias a su particular estructura porosa, la madera almacena numerosas áreas de calor y permite realizar estructuras de espesor reducido y bajo consumo energético. El poder aislante de una pared de madera maciza de 10 cm de espesor corresponde al de una pared de cemento de 160 cm.
• En la construcción de obras de madera no es necesario esperar los tiempos de secado. La técnica de construcción “en seco” permite ahorrar tiempos y costes.
• No obstante se trate de un material inflamable, la madera laminada dispone de una resistencia al fuego muy elevada. Carboniza superficialmente en modo uniforme porque no presenta hendiduras y forma una barrera de protección que obstaculiza la propagación de las llamas hacia el interior.
• La madera es elástica y extremadamente resistente a las tracciones, por lo tanto es el material de construcción ideal para los proyectos que se realizan en zonas sísmicas.
• La madera asegura una óptima protección contra el frío en invierno y el calor en verano, en un lapso de tiempo de hasta 14 horas.

X. CONDICIONES DESFAVORABLES PARA EL USO DE LA MADERA:

HAY TRES GRUPOS:

SIREX GIGA:Se desarrollan en la madera.

SIREX SPECTRUM: Son las peores.

TERMES Y CARCOMA:

Otros organismos: Roedores

Causas abióticas.

INTEMPERIE

FUEGO

AGENTES QUÍMICOS (Ácidos y Bases)

XI. TABLEROS CONTRACHAPADOS:

El contrachapado, también conocido como multilaminado, plywood, triplay o madera terciada, es un tablero elaborado con finas chapas de madera pegadas con las fibras transversalmente una sobre la otra con resinas sintéticas mediante fuerte presión y calor. Esta técnica mejora notablemente la estabilidad dimensional del tablero obtenido respecto de madera maciza.

XI.I. ELABORACION:

Los troncos se montan en una máquina que los hace rotar para realizar el corte, a fin de generar una hoja de chapa, que se corta a las medidas apropiadas. Luego, esta chapa se procesa en una estufa para madera, se parchea o arregla en sus eventuales imperfecciones y, finalmente, se pega a presión y a una temperatura de 140 °C, formando así el tablero de contrachapado. Estos tableros se pueden cortar, parchear, pulir, etc., según el uso que se le vaya a dar. Es un tipo de material totalmente inodoro, pues se recubre con ácido sulfúrico tras ser fabricado. Contiene polímeros y bencenos.

XII. TABLEROS DE PARTICULAS:

El tablero de partículas es el formado por partículas de madera, aglomeradas entre sí mediante un adhesivo y presión a la temperatura adecuada.

XIII. TABLEROS DE FIBRA:

Es un panel hecho a base de fibras de madera u otros materiales lignocelulósicos y fabricado por filtrado de las fibras, de modo que formen una estera a lo que luego se da compacidad haciéndola pasar entre rodillos o en una prensa de platos. Durante el proceso de fabricación se pueden agregar aglutinantes u otros materiales para mejorar determinadas características, como las propiedades mecánicas y la resistencia a la humedad. Al fuego, al ataque de insectos o a la pudrición.

Los tableros de fibras se clasifican en base a densidades y en base a su método de fabricación, dividiéndolos en “ prensados” y “ no prensados”.

La clasificación según el método de fabricación divide a los tableros según tengan una o dos caras lisas al salir de la prensa.

XIX: TABLEROS DE LANA DE MADERA:

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

Sus principales características son:

• Resistencia al fuego
• Resistencia a la pudrición húmeda y seca
• Resistencia a la congelación y descongelación
• Resistencia a los ataques de termitas e insectos
• Asilamiento térmico, proporcionando ahorros de energía
• Aislamiento acústico y absorción del sonido
• Permite una amplia gama de acabados

XX. MERCADO NACIONAL:

La investigación tuvo como objetivo desarrollar un estudio del mercado de la madera y productos de madera diferentes a los muebles en el Perú; tanto por el lado de la oferta (carpinterías y aserraderos) como por la demanda (empresas constructoras). Si bien en los últimos años las exportaciones de madera se incrementaron de manera importante el mercado nacional también ha presentado un incremento considerable. Por otro lado, bajo un escenario actual de crisis económica internacional y de contracción de las exportaciones de madera, el mercado nacional de madera cobra relevancia para mantener la dinámica del sector más aún cuando la demanda interna está compuesta en gran medida por las necesidades del sector construcción que mantiene un crecimiento constante y se prevé que seguirá creciendo. Por estas razones, y a pesar de la poca estructuración formal del mercado de madera en el Perú se ha logrado un acercamiento al conocimiento de su realidad lo cual debe contribuir a que empresarios, inversionistas y gestores de políticas tomen decisiones que permitan fortalecer más el sector forestal.

XXI. NORMAS TECNICAS DE LA MADERA:

A continuación, se presupone que la madera para uso estructural será secada, preferentemente a través de un proceso que incluya el secado en cámara, hasta lograr un contenido de humedad de equilibrio que sea apropiado al tipo de aplicación deseada y en cualquier circunstancia, no mayor a 18% Este supuesto se basa en la opinión de que la madera estructural aserrada verde proveniente de plantaciones de rápido crecimiento - dadas sus bajas propiedades de resistencia y rigidez - no logrará fomentar y mantener un nivel de demanda aceptable.

No todo el trabajo requerido para el establecimiento de un sistema de normalización cae dentro del espectro de competencias de una institución responsable de las normas nacionales En particular la especificación detallada de las propiedades físicas y mecánicas releva de la investigación científica antes que del desarrollo y promulgación de normas, si bien lo último depende fundamentalmente de lo primero Por lo tanto en Uruguay como en Australia diversas instituciones están involucradas en esta tarea

El primer paso en el diseño de un sistema de normalización consiste en establecer una norma para la nomenclatura de las diferentes especies y, eventualmente híbridos que se plantan en Uruguay Desde 1989, el número de especies plantadas ha aumentado en forma significativa, particularmente en el género Eucalyptus En algunos casos, será necesario diferenciar entre subespecies, tal como con el E. globulus ssp. globulus y el E. globulus ssp. maidenii ampliamente aceptadas hoy como subespecies con propiedades distintas

En segundo lugar, con procedimientos normatizados de prueba (preferentemente aquellos con el más alto grado de aceptación/difusión internacional e incuestionablemente basados en el sistema métrico decimal) deben establecerse y publicarse las propiedades físicas y mecánicas estándares para cada especie y subespecie, basadas en muestras pequeñas de madera. Para esto será imperativo que: (i) la edad de los árboles de donde se han obtenido las muestras sea conocida e indicada y (ii) se establezca un protocolo de muestreo resultante de una investigación cuidadosa Estos imperativos se derivan del hecho de que, en el caso de cosechas de árboles de plantación (i) casi todas las propiedades mecánicas y físicas mejoran con la edad antes de estabilizarse y (ii) en árboles de plantación relativamente jóvenes hay una variación adicional significativa dentro de la misma especie atribuible a su origen genético, condiciones locales, etc.. Con respecto a la edad quizás sea necesario publicar dos juegos de datos de propiedades físicas y mecánicas, una basada en madera joven, como la producida en los raleos, y la otra basada en madera de talado de árboles de 20 años y más de edad. Una lista razonablemente amplia de las propiedades físicas y mecánicas esenciales para una comprensión cabal de las propiedades estructurales de la madera de una determinada especie a una edad dada.