08 maderas tdm

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Tecnología de los materiales

Universidad Tecnológica Nacional

Promoción Directa

Facultad Regional Avellaneda

Ingeniería CivilTecnología de losmateriales

Módulo VIIIMaderas

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Decano F.R.A.Ing. Jorge O. Del Gener

Coordinador de Promoción DirectaIng. Luis Muraca

AutorIng. Juan Francisco García Balado

Realizado por

Coordinador Facultad Abierta Avellaneda on-lineAlejandro González

Correcció de Estilos y redacciónProf. Ricardo Krotki

DiseñoProf. Ricardo KrotkiDG. Mariana WolffProf. Alcira Virgili

3ª Edición - Julio 2007

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Módulo 10

Maderas

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INDICE

Módulo VIII MADERAS

Maderas. ComposiciónEstructura de la maderaUtilización y obtención de la maderaEstacionamientoTipos de maderas: Naturales o artificialesEstudio de las maderasIdentificación de la especieCaracterísticas: Vegetativas, organolépticas, químicas, físicas,

mecánicasEstabilidad dimensionalDefectos: Nudos, grietas, putrefacción, degradaciónMaderas artificiales: Laminadas, impregnadas, compensadas,

aglomeradasRelación entre resistencia y dureza en función del peso

específicoTabla de propiedades físicas y mecánicas según el peso específico

de las especies

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MADERAS

La madera es un material de construcción empleado por el hombre desde el principio de los siglos, que se obtiene a partir del corte o talado de un árbol, aprovechando su tronco o fuste, las ramas y las raíces.

La madera es un material de origen orgánico formado por un conjunto de células, que según sus características se pueden clasificar en las variedades que integran las distintas especies botánicas.

Esas células cumplen tres funciones: a) conducción de la savia, que es el agua que recoje el árbol a través de sus raíces; b) transformación de productos que almacena con sustancias de reserva (almidón, grasas, resinas) y c) sostenimiento del árbol.

Dichas células están formadas por celdas de tubos largos y delgados, cerrados o abiertos, que poseen una gran esbeltez y reciben el nombre de fibras.

Las paredes de las celdas están constituídas por macromoléculas de celulosa (50 a 60%) unidas por un material complejo y amorfo denominado lignina (20 a 35%) y otros compuestos (resinas, gomas y otros minerales) en menor proporción (10%).

La mayor parte de las células se orientan longitudinalmente en el árbol, y otras pocas lo hacen en forma radial reforzando la estructura. Por ello para establecer la resistencia de una madera en la dirección de las fibras se deben romper las mismas, mientras que para solicitaciones normales a las fibras se requieren cargas menores.

Ello indica que la madera es un material fundamentalmente anisotrópico, por lo que cuando se lo ensaya frente a diferentes esfuerzos hay que especificar en que dirección se aplica el esfuerzo.

Asimismo la madera es un material poroso y el agua puede ingresar en su interior y se adhiere a la superficie de las fibras, reduciendo sus fuerzas de enlace y además provoca variaciones en las dimensiones de la pieza.

Estructura de la madera

Con un corte transversal en el tronco de un árbol, se pueden distinguir varias partes como se ven en la figura, que permiten estudiar su desarrollo y formación:

Corteza: se trata de un material blando y esponjoso, facilmente putrecible. Hay una corteza exterior cuya misión es la protección o defensa de ataques exteriores (hongos, insectos, animales) y una corteza interior llamada liber que recibe las sustancias nutritivas resultantes de la fotosíntesis, las almacena y forma la materia orgánica para el crecimiento del árbol.

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Cambio (cambium): es la zona donde se efectúa el intercambio de sustancias químicas y se produce la generación de las células que dan lugar al crecimiento del árbol, produciendo madera y corteza.

En nuestro país, el crecimiento de las células se produce en primavera y verano y se paraliza en otoño e invierno. Esas estaciones anuales determinan anillos de crecimiento (uno por año) que permiten establecer la edad del árbol y otras características como los períodos de sequía.

En los climas tórridos (países cerca del ecuador) el crecimiento de las células es continuo y los anillos no están netamente definidos.

Albura: es el tejido fisiológicamente activo por donde circulan ascendiendo las sustancias nutritivas saturadas de savia. La zona tiene mayor espesor en los árboles jóvenes y decrece a medida que envejece. Es una zona poco resistente y de menor densidad que en el interior del tronco.

Duramen: es la zona interior de la albura donde los anillos son más compactos y oscuros, dond muere orgánicamente el tejido y las fibras se lignifican taponandose como conductos de transporte de savia, y sirven de sostén al peso del árbol que con el transcurso de los años se hace más pesado y voluminoso.

Médula: es el corazón del tronco en el centro con un diámetro de 1 a 2 mm. en la mayoría de las especies, imperceptible en los alerces y puede llegar a 15 mm. en la madera balsa.

Está constituído por tejido blando y esponjoso y sin utilidad como madera.

Utilización de la madera

En nuestro país, hasta 1965 los productos forestales se repartían entre corte de rollizos y leña con 1.000.000 de tn. cada una y cantidades menores para otros productos para procesos industriales o postes. La evolución en los siguientes años fué cambiando llegando en 1985 a 5.000.000 de tn. para rollizos manteniendose 1.000.000 tn. en leña.

Los rollizos se convierten en madera aserrada para la construcción, aunque un volumen casi igual de árboles se emplean para la fabricación de pasta para papel y cartón.

En mucha menor proporción se emplean para tableros de fibra y maderas compensadas.El consumo en nuestro país de maderas proviene en gran parte de los bosques de las zonas

cálidas (Misiones, Chaco, Santiago del Estero) y de las importaciones como el Pino Paraná (Brasil) o el Pino Insigne (Chile) y otras especies del Paraguay.

Obtención de la madera

No todas las especies son utilizables como madera para la construcción y no todos los árboles sirven pues depende de como hayan sido las condiciones de crecimiento.

La madera se extrae del tronco, ramas y raíces del árbol, siendo la madera del tronco más resistente con la de las ramas. Las raíces se emplean para chapa decorativa.

Si el tronco o fuste tiene una cierta longitud sin ramas, como en las especies coníferas donde las ramas que dan origen a los nudos salen a considerable altura, y los diámetros del tronco son menores a 25 cm. se emplean directamente como postes, cuyo uso principal son para sostén de líneas eléctricas, telefónicas o de iluminación.

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En el resto de los casos el tronco talado que pasa a ser el rollizo debe ser industrializado donde se le aplican varios procesos:

Descortezado: consisten en retirar la corteza, que es la zona blanda de la madera y relativamente fácil de despegar. En algunas especies además del descortezado reciben un labrado y/o lavado en la superficie.

Corte: se procede al aserrado reduciendo el tamaño del tronco según las demandas comerciales, generalmente en forma de tablones, cortandolos en sentido longitudinal que puede ser en distintas maneras.

El corte puede ser radial, tangencial o mixto.El radial presenta algunas ventajas como ser más homogeneidad en las superficies de los tablones, menores contracciones y resistencia más uniforme en el espesor, pero su costo es más elevado por su mayor mano de obra de corte y los mayores desperdicios de material.

Estacionamiento o secado: La madera recién cortada posee un elevado contenido de agua. Para poder ser aplicada, la madera debe alcanzar una estabilidad volumétrica, para evitar deformaciones y alabeos de las piezas comerciales (tablas y tirantes). Para ello se debe reducir la humedad hasta un valor de equilibro con el del medio ambiente. Ello se logra con el secado.

El contenido de agua de las distintas especies en el momento de talarse, puede variar entre 20 a 55%, aunque algunas especies pueden llegar a cerca del 100% o más.

El costo del transporte de madera se establece generalmente en peso y una madera verde (recién talada) puede tener una cantidad de agua que hará duplicar su peso frente a la madera seca.

Una vez efectuado el corte de los troncos a tablones, se forman las estibas empleando pequeños separadores, por donde circula aire, para conseguir el proceso de secado natural, que debe ser lo suficientemente lento y protegido, para evitar la formación de grietas o rajaduras, hasta lograr la disminución de humedad que logre su equilibrio con el medio ambiente, que suele variar entre el 10% y 20%.

La madera de uso corriente se estaciona durante varios meses, siempre arriba de un año, y depende de la humedad que tuviera cuando fué cortada. También depende del empleo, por ejemplo la madera que se destina a la fabricación de un instrumento musical se estaciona en un período de 8 a 10 años.

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Para reducir ese tiempo de estacionamiento y desarrollar un proceso más controlado se realizan procesos de secado artificial. Entre ellos tenemos:

a) se coloca la madera en recintos con temperaturas entre 40 y 50ºC, en los que existe circulación de aire. Este proceso comprende un mes para maderas duras y 15 días para maderas blandas. b) otro método más rápido consiste en someter la madera recién aserrada a la acción de una corriente de vapor que produce el arrastre de la savia, al cabo de 7 días el agua de condensación comienza a salir clara y limpia, y se completa el proceso con una corriente de aire seco y caliente (entre 40ºC y 95ºC según la especie) que produce el secado hasta obtener el porcentaje de humedad deseado.c) por desecación en estufa a 100-105ºC, es el método que establecen las normas, es más exacto pero lleva más tiempo y no es aplicable a todas las especies.

Tipos: según el proceso de industrialización se distinguen dos tipos de madera:1) Naturales: se comercializan en tablas o tirantes de diferentes medidas que se denominan escuadrías que se dan en pulgadas por cada lado, ya sea por secado natural o artificial.Las escuadrías pueden ir de 3” x 4” hasta 4” x 8” y la nomenclatura usual en los aserraderos es la siguiente:Tabla: piezas de 1” de espesor hasta 6” de ancho.Tablón: piezas de 11/2“ de espesor hasta 12” de ancho Entablonado: piezas de 1/2” de espesorMachimbre: en dos bordes tienen una saliente macho y una hembra para encastreListón: piezas de 1” de espesor hasta 2” de anchoAlfagía: piezas de 1” de espesor hasta 31/2” de anchoTirante: piezas de 2” o más de espesor hasta 3” o más de ancho

En cuanto a los largos que se consiguen en los comercios se comercializan en metros lineales, siendo el largo más común de 5,50 m., que son 18 pies lineales. De esa medida decrecen los largos de pie en pie, o sea habrá tirantes o tablas de 5,20 m, 4,90 m., etc.La madera se comercializa con dos terminaciones superficiales distintas:

a) en bruto: sin ningún tratamiento, presentando la superficie las irregularidades que dejan los dientes de la sierra en el aserrado.b) cepillada: donde se pasa por una máquina con rodillos estríados para cepillar sus caras dandole una mejor terminación a las superficie, siendo más cara que la madera en bruto por el costo adicional del maquinado. El cepillado reduce por cada pasada en la máquina unos 2 mm. de espesor. Por ejemplo, un tirante de 3” x 4” tiene 75 x 100 mm. en bruto, pero si se le cepillan las cuatro caras. pasará a tener medidas reales de 70 x 95 mm. y se lo vende como tirante de 3” x 4” cepillado.

2) Artificiales o especiales: surgen para superar inconvenientes o aprovechar desechos de las maderas naturales: Compensadas - Impregnadas - Laminadas - Aglomerados. (que se verán más adelante).

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Estudio de las maderas

Cualquier estudio que se quiera desarrollar sobre las maderas requiere de una gran cantidad de ensayos, superiores a 500, y aplicar criterios estadísticos.

Ello se debe a que la madera presenta grandes diferencias aún dentro de la misma especie, por factores que influyeron en el crecimiento, como ser sequías, heladas, falta de riego, tierras más pobres de nutrientes, etc.

Mientras los metales se obtienen con procesos controlados que posibilitan una calidad constante, las maderas provienen de organismos vivos que se desarrollan afectados por el medio ambiente.

Si consideramos la resistencia a tracción de acero de bajo carbono los resultados oscilarán en un valor medio de 37 Kg/mm2 y dentro de una dispersión del 8% en más o menos (entre 34 y 40 Kg/mm2). En cambio una madera de una misma especie puede tener un valor medio de 6 Kg/mm2 a compresión y una dispersión del 50%, lo que significa que se pueden encontrar valores variables entre 3 y 9 Kg/mm2.

Esta dispersión de resultados hace que para establecer las tensiones admisibles de cálculo se deberán adoptar coeficientes de seguridad más elevados que los que se utilizaban en aceros (1,7 a 2) usualmente comprendidos entre 4 y 5, si la observación muestra que la madera está libre de defectos (nudos, fibras torcidas, hongos, rajaduras, putrefacción) o bien de 8 a 10 si se observan visualmente los mismos.

Para realizar el estudio de la madera resulta necesario definir las direcciones principales del material:

Si dibujamos el corte de un tronco y al costado un cubo de pequeña dimensión extraído de su interior, tendremos tres direcciones principales con diferentes características en cada una de ellas (anisotropía):

a) paralelo a las fibras (dirección y)b) perpendicular a las fibras y sentido radial (dirección z)c) perpendicular a las fibras y sentido tangencial (dirección x)

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También se pueden expresar por los planos sobre las caras del cubo, donde actuarían las cargas o solicitaciones:

a) paralelo a las fibras (plano xz)b) radial (plano xy)c) tangencial (plano yz)

El estudio de la madera exige analizar diferentes aspectos como ser: la identificación de la especie y las características vegetativas, organolépticas, químicas, físicas y mecánicas.

Identificación de la especie

Esta tarea la desarrolla un agrónomo o especialista y consiste con el auxilio de un microtomo efectuar cortes delgados en las tres direcciones características, luego se las trata químicamente con el propósito de eliminar los residuos y finalmente se las coloca en placas de vidrio conjuntamente con bálsamo de Canadá. Se observa al microscopio la forma y distribución de las fibras y se las compara con cortes característicos obtenidos de la bibliografía.

Características vegetativas

Están dadas para cada especie según la longitud del tronco y su diámetro. Pueden ir del Caldén (L = 2 a 3 m. y D = 0,60 m) hasta el Coihue (L = 11 a 13 m y D = 0,60 m) o el Eucalipto (L = 10 a 12 m. y D = 0,40).

Características organolépticas

Son las más requeridas por el arquitecto para lograr el bonito aspecto en las decoraciones con maderas en los interiores de las viviendas y edificios.

Color: se distinguen para cada especie desde colores claros (amarillo, blanco crema, ocre) hasta las más oscuras (rosados, marrón, negra), siendo las primeras generalmente de menor resistencias mecánicas que en las oscuras, que a su vez son más durables.Olor: ciertas sustancias (aceites, resinas, etc.) imprimen a cada especie de un olor característico que va desde ausente, suave, fragancia, penetrante, fétido. Se sienten más en la madera recién cortada.Veteado: es el dibujo que se produce sobre las superficies tangenciales que depende de como se distribuyen las fibras.Brillo: se produce con la reflexión y refracción de la luz y depende del pulimiento de la madera.Grano: depende de la forma y espesor del crecimiento anual, donde las fibras pueden crecer paralelas al eje del árbol, pero tambièn pueden ser oblicuas o entrelazadas.Textura: puede ser gruesa, mediana, fina, homogénea, que se observa en los anillos y depende de la relación entre el crecimiento en primavera y el total anual.

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Características químicas

Se refieren a los contenidos celulares (gomas, resinas, cristales, aceites), grado de compacidad (que ronda de un 37 a 45%) y combustibilidad (mediana, fácil).

Características físicas

Humedad: La humedad en los árboles vivos varía entre amplios límites y se modifica de una parte a otra dentro del mismo árbol, y alcanza valores extremos entre el 30 y 200%.

El agua está presente en las maderas en tres formas:a) agua de capilaridad: es la que llena los canales del tejido leñosob) agua de adhesión: satura las paredes de las célulasc) agua de constitución: fijada a los grupos atómicos, queda cuando se produce el secado.

La evaporación del agua de capilaridad finaliza en el punto de saturación, que corresponde al porcentaje de humedad para el cual las paredes de las células se encuentran totalmente saturadas y las cavidades o vasos sin agua. El punto de saturación se define cuando se logra el equilibrio higroscópico con una atmósfera saturada de vapor. El punto de saturación se encuentra comprendido entre el 20 y 35%.

En las maderas pueden existir dos movimientos de agua:

a) desorción: eliminación de agua, que parte de la madera saturada cuando se ha talado el árbol. Primero se pierde el agua de capilaridad y luego el agua adsorbida hasta llegar a un punto de equilibrio con el medio, que se llama humedad de equilibrio. Para que libere más agua se necesita entregar energía, por ejemplo con estufa.b) sorción: incorporación de agua en la madera anhidra (contiene solo agua de constitución) y se fija agua químicamente, luego por adsorción y luego por capilaridad.

Estabilidad dimensional: Las variaciones de humedad por debajo del punto de saturación altera la forma de la madera haciendo disminuir su volumen cuando la humedad disminuye.

Esta variación de volumen es reversible, luego de la contracción que sufre una madera al llegar a 0% de humedad, en contacto con humedad se produce el proceso inverso es decir el hinchamiento para llegar a los mismos valores dimensionales anteriores por arriba del punto de saturación (alrededor del 25% de humedad).

Los movimientos que se producen difieren de magnitud según las direcciones principales de la madera, como se puede ver en el siguiente gráfico.

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La contracción de menor magnitud es la axil (paralelo a las fibras) con valores comprendidos entre 0,2 y 0,6%. En el sentido radial alcanzan entre 1,5 y 7%, mientras que en sentido longitudinal la contracción oscila entre 4,6 y 15%.

Como consecuencia la contracción volumètrica total oscila entre 7 y 22%. Los cambios de estabilidad desaparecen una vez que la madera alcanza el punto de saturación, manteniendo sus dimensiones constantes aunque aumente la humedad.

Cuando la humedad de la madera se pierde en forma brusca se producen grietas.

Peso específico: El peso específico de todas las maderas resulta practicamente constante para todas las especies, en 1,55 gr/cm3, que viene a ser el peso de las fibras. Para lograrlo se debe llevar a aplastar totalmente el material compactandolo hasta desaparecer todo el aire en su interior.

Pero cada especie presenta un peso unitario muy variable, con un mínimo de 0,23 gr/cm3 de la madera balsa (samohu o palo borracho) hasta 1,20 gr/cm3 del quebracho colorado. La causa de tal variación reside en los vacíos presentes en el interior de cada especie.

Conductibilidad: La madera es un buen aislante del calor, pues las cavidades celulares llenas de aire, propias de las maderas secas, impiden la rápida conducción del calor. Pero cuanto más “verde” sea la madera, mayor será la conductiblidad calórica y deja de ser buen aislante.

Lo mismo ocurre con la conductibilidad eléctrica, es baja estando seca y se incrementa con el contenido de humedad.

La velocidad del sonido es 10 veces superior en la madera que en el aire, siendo mayor en la dirección axil.

La temperatura produce variaciones en las dimensiones de la madera, pero son de pequeña magnitud y menos importantes que en los metales o el hormigón.

Características mecánicas

Las propiedades mecánicas se determinan mediante ensayos de compresión, flexión, tracción, corte, dureza, etc. que están descriptos en la guía de trabajos prácticos.

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Recordemos que la madera es anisotrópica, por lo que las resistencias a esos esfuerzos variarán según las tres direcciones. A modo de ejemplo el módulo de elasticidad puede variar de 1 a 150 según la dirección considerada.

E= 1 a 150 · 103 kg/cm2

En cuanto al peso específico, existe una relación con la resistencia a los distintas solicitaciones incluso dureza, que aumenta en forma lineal de acuerdo al aumento de peso específico, como se puede ver en el siguiente gráfico. Igualmente sucede con los módulos de elasticidad.

Pero la mayor influencia sobre las propiedades mecánicas está dada por la humedad. La presencia de humedad disminuye la resistencia de la madera hasta el punto de saturación. El agua produce una separación entre las fibras y por lo tanto disminuye las fuerzas de enlace. A su vez con mayores contenidos de humedad la madera posee mayor deformabilidad.

La resistencia es siempre superior en la dirección axial, donde la madera rompe por desgarramiento o separación de las fibras. En dirección normal a las fibras la falla se produce por aplastamiento de las mismas.

Defectos

La madera puede presentar defectos más o menos importantes que modifican sus características, especialmente las mecánicas. Se pueden destacar los siguientes:

Fibras torcidas: Por causas genéticas o exteriores (vientos, cambios del terreno, temperatura, humedad del medio ambiente) puede haber fibras que crecen en distinta orientación. Al formarse las escuadrías dichas fibras quedan cortadas lo que reduce la resistencia de la pieza.Nudos: Los nudos se deben a ramas que se desarrollaron junto con los anillos interiores del tronco, y luego quedaron incluídos dentro de la masa leñosa. Siempre disminuyen la resistencia y pueden poner en peligro la seguridad, pues pueden quedar recubiertos o no ser visibles.Grietas: Son visibles en las secciones transversales que pueden originarse por irregularidades en el crecimiento, vientos, heladas, etc. Pueden ser de tres tipos:

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a) grietas entre los círculos de los anillos que forman las capas anuales. (cebolladura)b) grietas en direcciones radiales desde el corazón o duramen hacia la periferia (rajadura)c) grietas en direcciones de la periferia hacia el centro por desecación (rajadura)

Putrefacción: Es la degradación orgánica de la madera. Pueden presentarse dos tipos:a) cuando se corta un árbol con tiempo muy húmedo o sofocante, el corazón se agrieta (caso b anterior) y penetra aire que descompone el interior hasta quedar hueco.b) en los troncos caídos mucho tiempo en el bosque, se detiene la savia y se manifiesta con una faja blanca en el cepillado y olor a hongos.

Degradación: Es la acción que producen distintos organismos, como las aves (pájaro carpintero), insectos (termita, hormigas), moluscos (sean en el aire o bajo aguas dulces o saladas) que carcomen y agujerean la madera. También la degradación puede producirse por acción de hongos, donde existen más de 40 clases que atacan la madera especialmente en ambiente con abundante humedad. Lo peligroso es que en algunos casos dejan un hueco en el interior de una pieza sin notarse en la superficie.

Para el control de calidad y consecuentemente la aceptación de las maderas el factor primordial es la observación visual del material, fundamentalmente buscando la presencia de los defectos señalados anteriormente.

Hay tablas que permiten clasificar a la madera en calidad de primera, segunda o tercera, según valores de los defectos teniendo en cuenta:

a) Defectos de origen y estacionamiento (Cebolladura, Agujeros, Albura, Arista faltante, Bolsa, Desviación de las fibras, Grietas, Velocidad de crecimiento, Nudos)b) Defectos de manufactura (Abarquillado, Combado, Corteza incluída, Defectos cepillado, Defectos acanalado, Encorvadura, Escarpadura, Marcas de sierra, Marcas de astillado, Pérdida de sección, Tolerancia en el espesor, Torceduras).

Otro factor a evaluar en el control de calidad son algunas propiedades físicas, tal como determinar el contenido de humedad, pues será indicativo del estacionamiento, asi como el peso específico, que permite acotar la especie de madera y sus característica mecánicas. Son ensayos sencillos y solo se requiere un cubo de 2 cm. de lado.

Es poco frecuente (y mucho más costoso) controlar las propiedades mecánicas pues se requerirían una gran cantidad de ensayos para tener confiabilidad en los resultados por la gran dispersión de resultados.

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Maderas artificiales

Como se ha visto la madera natural presenta varios inconvenientes:

a) la resistencia varía según la dirección de las fibrasb) la resistencia es muy variable aún dentro de una misma especiec) las dimensiones de las piezas están limitadas por el tamaño del árbold) presencia de defectos y atacable por insectos y hongose) la humedad provoca variaciones dimensionalesf) es combustible y se inflama por encima de los 273ºC.g) por su empleo se produce una cantidad considerable de desperdicios

Por ello han surgido sustitutos más económicos buscando aprovechar maderas de calidad inferior como así también los desperdicios, que son las maderas artificiales:

1) Laminadas2) Impregnadas3) Compensadas4) Aglomeradas

l) Maderas laminadas

Se obtiene mediante la adhesión de láminas de madera de espesores pequeños, aplicando presiones y temperatura., con lo cual es posible obtener piezas de longitud y secciones transversales mayores que las que se pueden lograr económicamente de un tronco.

Permite eliminar defectos como ser la presencia de nudos aislados; es más estable a cambios volumétricos pues se produce un secado más rápido de las láminas; y es posible fabricar piezas curvas dandole la forma a las láminas previo a su encolado.

El número de chapas es variable, oscilando entre 5 y 50, variando el espesor de cada una entre 0,5 y 3 mm. Es posible ubicar maderas de menor calidad en las zonas menos solicitada.

La madera laminada tuvo su comienzo en Alemania durante la última guerra, y su empleo estaba limitado por el adhesivo disponible (caseína), pero luego con la aparición de adhesivos sintéticos (resinas fenólicas) su aplicación fué ampliada.

Para su fabricación se secan las piezas a estufa (menos del 16% de humedad) y se cortan los bordes a unir a la superficie de la plancha, se desfasan las uniones de las láminas y se procede a su encolado. Para ello se aplica una presión variable con el tipo de madera (7 Kg/cm2 para

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maderas blandas y 105 Kg/cm2 para las duras). La temperatura de encolado es de unos 140ºC.

Se emplean en estructuras para vigas de grandes luces, pórticos, arcos y en la industria aeronáutica, automovilística, naval (lanchas), etc.

Para determinar la calidad de las maderas laminadas se debe:a) verificar la madera natural constitutiva de las láminas (humedad, densidad, defectos) que se realiza del mismo modo que lo indicado para las maderas naturales.b) la resistencia al corte bajo cargas de compresiónc) la resistencia a la exfoliación por exposición acelerada a ciclos de humedecimiento y secado.d) resistencia y deformación bajo cargas estáticas lentas, midiendo la fluencia del material en ciclos variables de temperatura y humedad.

2) Maderas impregnadas

Por ser la madera un material poroso, siempre hay una penetración de humedad tratando de alcanzar el equilibrio higroscópico con el medio ambiente. Con ello se produce una variación de sus dimensiones, tanto más si su estacionamiento fué deficiente, generandose hinchazones, rajaduras, etc.

Es necesario por ello realizar una protección de las maderas mediante:1) Tratamientos superficiales: consisten en aplicar por inmersión o a pincel productos que actúan como capas protectoras de la penetración de la humedad (hidrófugas), y también de productos antifungicidas diluídos.Lo más sencillo y eficaz son con pinturas especiales o asfálticas, asegurando una película continua. Las profundidades de penetración alcanzadas no son muy grandes (0,5 a 1 mm).2) Impregnación: es más efectiva que la anterior, debiendo ser las sustancias que se usan suficientemente fluídas para penetrar en los poros y no han de ser solubles en agua ni atacables.La creosota es una sustancia oleosa, derivada del alquitrán, antifungicida e insoluble, pero que altera las condiciones estéticas de la madera.El sumergir la madera directamente dentro de la solución antiséptica no basta para desalojar la savia y se produce una dilución de la primera, siendo baja la penetración. El método se puede mejorar calentando el baño.Se sumerge la madera en un líquido con un alto punto de ebullición (140ºC). Al sumergirla se evapora el agua interior de la masa leñosa y queda vapor ocupando los vacíos. Luego se sumerge en un baño frío; al bajar la temperatura se condensa el vapor y se produce un vacío que es ocupado por el líquido antiséptico.La impregnación puede mejorarse y lograr mayor homogeneidad con el método de vacío y presión. Consiste en introducir la madera en una autoclave, se eleva la temperatura y se aplica vacío de modo tal de sacar toda el agua o el vapor que se encuentre en la madera. Luego manteniendo el vacío, se introduce el líquido antiséptico ejerciendo presión, con lo cual se reducen los tiempos de tratamiento a unas 4 horas.

Cuando la madera está expuesta a elevadas temperaturas se produce una destilación con formación de gases, que favorecen aún más la combustión, pues ellos mismos se inflaman y elevan la temperatura.

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Para ello se emplea una impregnación ignífuga con sustancias tales como sales de borax, sulfato de bismonio, bromuro de amonio, etc., que permite una protección de la madera contra el fuego, si bien no evita la combustión, la retarda, impidiendo la combustión de los gases. El líquido que se incorpora equivale al 8% en peso de la madera seca.

Para evaluar la calidad de las impregnaciones la normas consideran:a) la profundidad de la impregnaciónb) la retención mínima de la impregnaciónc) la calidad del impregnante.

3) Maderas compensadas Son placas de madera formadas por hojas delgadas encoladas entre sí y dispuestas de forma

tal que las fibras de una hoja se orientan a 90º de las hojas adyacentes.

De esta manera se consigue mayor estabilidad dimensional pues los movimientos de una hoja en la dirección de mayor variación (transversal) son contrarestados por las hojas vecinas.

Se la conoce vulgarmente como “madera terciada”. En un principio de elaboró con sólo tres capas, pero actualmente se dispone de un número mayor, no sobrepasando las hojas el milímetro de espesor.

Para su fabricación se someten los rollizos a vaporización para facilitar el corte y se puede hacer el corte plano o rotativo.

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En el primero la dimensión de las chapas se limita por las del tronco, pero se consigue veteado más uniforme. Para el corte rotativo se coloca el tronco de manera que gire alrededor de su eje longitudinal y una cuchilla y un prensador avanzan constantemente hacia el centro de modo tal que que se extrae una hoja continua cuyo espesor varía entre 0,8 a 1,5 mm.

Posteriormente se secan las chapas para facilitar la adhesión, se impregnan con los adhesivos, se disponen en posiciones curvadas y se comprimen durante un tiempo de 30 a 45 minutos. Durante este proceso también se eleva la temperatura por medio de vapor. Finalmente las chapas son cortadas con los tamaños comerciales.

Los adhesivos aplicados deben ser resistentes a la intemperie, al vapor de agua, al calor seco y a la acción de microorganismos. Originalmente se empleaba la caseína, con lo que su uso se limitaba a aplicaciones en interiores. La aparición de las resinas sintéticas mejoró las propiedades de las maderas compensadas en exteriores frente a la intemperie. Actualmente se utiliza para interiores la ureaformaldehido que resiste a la humedad por períodos cortos y al agua caliente por períodos largos y para exteriores el fenolformaldehido.

Las maderas compensadas se utilizan en carpinterías de edificios como puertas o paneles prefabricados, muebles, etc. Con mayores espesores (12 a 25 mm) se emplean para encofrados, contenedores, etc.

4) Maderas aglomeradas

Las maderas aglomeradas se obtienen por mezclado de partículas de madera mediante resinas sintéticas y su posterior prensado en caliente. Su costo es menor pues se obtienen a partir de residuos o maderas de muy baja calidad.

La primera fábrica se instaló en Bremen (Alemania) en 1941 y su desarrollo ha crecido incesantemente. En sus inicios se emplearon como adhesivos resinas fenólicas.

Se venden en paneles de 1,20 x 2,40 m. los que poseen superficies planas y lisas y espesor uniforme y se usan principalmente en interiores, ya que no se pueden emplear a la intemperie. Su inflamabilidad es algo menor que la de la madera, su contenido de humedad está en equilibrio con el medio ambiente y no posee defectos.

La fabricación se puede realizar:a) por extrusión: donde se obtienen las capas en forma continua y las partículas se

orientan con su eje en forma normal a la presión aplicada.b) por prensado: se fabrican planchas de dimensiones prefijadas y las partículas se

orientan tal que su eje queda en la dirección de máxima solicitación de los paneles.

Existen aglomerados homogéneos de una sola capa y los heterógeneos de tres capas dispuestas de forma tal que las dos capas exteriores son algo más delgadas y se elaboran con una cantidad de resina algo mayor (un 10%) y partículas más chicas.

Se las clasifica según su densidad, que se obtiene mediante la aplicación de diferentes presiones:

a) alta densidad (entre 0,80 y 0,90)b) media densidad (entre 0,60 y 0,80)c) baja densidad (entre 0,45 y 0,60)

Actualmente se emplean como resinas las mismas mencionadas para las maderas compensadas: ureaformaldehido y fenolformaldehido.

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Características mecánicas según su peso específico

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Características mecánicas según su peso específico

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