LA MADERA

1. INTRODUCCION: La madera es uno de los elementos constructivos más antiguos que el hombre ha utilizado para la construcción de sus viviendas y otras edificaciones. Pero para lograr un resultado excelente en su trabajabilidad hay que tener presente ciertos aspectos relacionados con la forma de corte, curado y secado. El presente trabajo es una investigación acerca de las técnicas de acerrado, el procedimiento de curado, del secado que se le da a la madera; también hablaremos de los defectos y cualidades técnicas que presenta la madera

2. CARACTERISTICAS DE LA MADERA: Al contrario de la mayoría de los materiales estructurales, tiene resistencia a tensión superior a la de compresión, aunque esta última es también aceptablemente elevada. Su buena resistencia, su ligereza y su carácter de material natural renovable constituyen las principales cualidades de la madera para su empleo estructural. Su comportamiento es relativamente frágil en tensión y aceptablemente dúctil en compresión, en que la falla se debe al pandeo progresivo de las fibras que proporcionan la resistencia. El material es fuertemente anisotrópico, ya que su resistencia en notablemente mayor en la dirección de las fibras que en las ortogonales de ésta. Sus inconvenientes principales son la poca durabilidad en ambientes agresivos, que puede ser subsanada con un tratamiento apropiado, y la susceptibilidad al fuego, que puede reducirse sólo parcialmente con tratamientos retardantes y más efectivamente protegiéndola con recubrimientos incombustibles. Las propiedades estructurales de la madera son muy variables según la especie y según los defectos que puede presentar una pieza dada; para su uso estructural se requiere una clasificación que permita identificar piezas con las propiedades mecánicas deseadas.

3. ESTRUCTURA DE LA MADERA

3.1 CORTEZA EXTERNA : Es la capa más externa del árbol. Está formada por células muertas del mismo árbol. Esta capa sirve de protección contra los agentes atmosféricos.

3.2 CAMBIUM: Es la capa que sigue a la corteza y da origen a otras dos capas: la capa interior o capa de xilema, que forma la madera, y una capa exterior o capa de floema, que forma parte de la corteza.

3.3 ALBURA: Es la madera de más reciente formación y por ella viajan la mayoría de los compuestos de la savia. Las células transportan la savia, que es una sustancia azucarada con la que algunos insectos se pueden alimentar. Es una capa más blanca porque por ahí viaja más savia que por el resto de la madera.

3.4 DURAMEN (O CORAZÓN ): Es la madera dura y consistente. Está formada por células fisiológicamente inactivas y se encuentra en el centro del árbol. Es más oscura que la albura y la savia ya no fluye por ella.

3.5 MÉDULA VEGETAL: Es la zona central del tronco, que posee escasa resistencia, por lo que, generalmente no se utiliza

4. PREPARACION DE LA MADERA PARA SU MANUFACTURA

4.1TALA : Leñadores con hachas o sierras eléctricas o de gasolina, cortan el árbol, le quitan las ramas, raíces y corteza para que empiece a secarse. Se suele recomendar que los árboles se los corte en invierno u otoño. Es obligatorio replantar más árboles que los que se cortaron.

4.2 TRANSPORTE: Para sacar la madera del bosque a la vía accesible más cercana se utiliza maquinaria especializada capaz de alcanzar cualquier zona del monte. Una vez aquí, son el camión y el ferrocarril los medios más utilizados. Si hay vías de agua se usan para transportar los troncos.

4.3 DESCORTEZADO: Es decir se le quita la corteza que envuelve el tronco.

4.4 TROZADO: Consiste en cortar los troncos en piezas más pequeñas

4.5 SECADO: Este es el proceso más importante para que la madera esté en buen estado. Y existen diferentes tipos de secado que son los siguientes :

SECADO NATURAL (AL AIRE LIBRE ): Apilando tablas y tablones en un lugar con buena ventilación, asilados del suelo y con espacios para que circule el aire. Es un proceso lento pero con buenos resultados

SECADO ARTIFICIAL : Se elimina la humedad de forma rápida, y da muy buenos resultados, pero las instalaciones son más costosas. El secado se puede realizar por varios procedimientos, como aire caliente, vapor de agua, ozono, calentamiento eléctrico,…

SECADO MIXTO: Combina los anteriores

5. PROPIEDADES FISICAS DE LA MADERA:

5.1 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 fórmula siguiente: H (%)= (Po-Ps) x 100%Es el agua presente en los jugos naturales de la madera, siendo máxima en el árbol recién cortado (30-50%) y cuya cantidad relativa dependerá de la naturaleza del árbol, y de la época de tala.

Cuando la madera húmeda comienza a secarse va perdiendo peso y se contrae hasta un límite en el que no puede disminuir más su grado de humedad, para la temperatura a la que se encuentra, este grado de humedad es el aceptado comercialmente como madera seca y está entre el 15 y el 20%.

5.2 DENSIDAD: Es la relación entre la masa (m) de una pieza de madera con su volumen (V) y se la expresa en gramos por centímetro cúbico. d=m/v La densidad se relaciona directamente con otras propiedades de la madera. Proporciona una primera indicación acerca de su comportamiento probable frente a la absorción y perdida de agua y su correspondiente grado de variación dimensional bajo el punto de saturación de las fibras.

5.3 CONTRACCION Y EXPANSION: La madera cambia de volumen según la humedad que contiene. Cuando pierde agua, se contrae o merma, cuando absorbe se hincha o crece. Estos cambios volumétricos dependen de la dirección asumida:

Cambio axial: Menos de 1%Cambio radial: De 1 a 8 %Cambio tangencial: De 5 a 18 %.

5.4 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 otros cuerpos (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 más duras son las más pesadas. 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 en vasos son más blandas. Las maderas más duras se pulen mejor. - Muy duras: Ébano, 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.

5.5 CONDUCTIVIDAD TERMICA: La naturaleza porosa con aire retenido de la madera la convierten en una pésima conductora del calor, por lo que suele emplearse como aislante térmico, aunque conforme la humedad y/o la densidad aumenta en ésta, también aumentará la conducción térmica. Además, la conductibilidad térmica también dependerá de la dirección de transmisión, siendo mayor en la dirección longitudinal. La conductividad térmica de las maderas muy ligeras puede ser comparable con la de los mejores materiales artificiales.

5.3 CONDUCTIVIDAD ELECTRICA: 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.

5.3 CONDUCTIVIDAD ACUSTICA: 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.

6. PROPIEDADES MECANICAS DE LA MADERA:

6.1 CORTE O CIZALLAMIENTO: El corte o Cizallamiento de la estructura interna de la madera es semejante al comportamiento de un paquete de tubos que se hallan adheridos entre ellos; por esta razón, en el caso de “corte o Cizallamiento paralelo al grano”, el esfuerzo de corte es resistido básicamente por la sustancia cementante, es decir, la lignina, mientras que el esfuerzo de corte o Cizallamiento perpendicular al grano”, son fibras las que aumentan la resistencia al Cizallamiento. La madera es mucho más resistente al corte perpendicular que al corte paralelo.

6.2 HENDIBILIDAD: Se conoce también como facilidad para el rajado, y representa la tendencia de la madera a romperse en el sentido longitudinal cuando se introduce en ella una cuña. Depende principalmente de la naturaleza de la madera y de su humedad, en general las maderas húmedas tienen menos hendibilidad que las secas. Es común pero no generalizado, que las maderas duras sean más hendibles que las blandas.

6.3 FLEXIBILIDAD: Representa la capacidad de la madera a doblarse sin romperse debido a una carga. Si el esfuerzo se aplica perpendicular a las fibras la resistencia será máxima, mientras que si es paralelo a ellas será mínima. No obstante, defectos estructurales en la madera pueden hacer perder resistencia, al igual que una disminución de humedad y la antigüedad de la madera, es decir, las maderas húmedas son más flexibles que las secas, y las maderas jóvenes lo son más que las viejas.

6.4 RESISTENCIA A LA TRACCION: Representa la resistencia que ofrece la madera a ser deformada por la actuación de dos fuerzas paralelas, de

sentido contrario y coincidentes, aplicadas en los extremos a una muestra de madera. Esta resistencia es muy diferente de acuerdo a la dirección de las fuerzas y será muy pequeña si son perpendiculares a las fibras, pero mucho más elevadas si se aplican paralelos a éstas. En cuanto a la influencia de la humedad, se observa que al aumentar, disminuye la resistencia.

6.5 RESISTENCIA A LA COMPRESION: La resistencia a la compresión es la dificultad que ofrece la madera a ser comprimida al aplicarle una carga, la carga puede aplicarse en dos direcciones: paralela y perpendicular al grano, siendo máxima la resistencia para la dirección paralela y mínima para la perpendicular. El contenido de humedad no influye en la resistencia a la compresión cuando asciende desde el 30%, no obstante esta resistencia aumenta a medida que la humedad desciende de este valor de humedad.

7. CLASIFICACION:

La madera más empleada para fines constructivos suele clasificarse en blandas y duras. Esta clasificación no atiende, cómo muy bien pudiera creerse, a su dureza en el sentido más estricto de la palabra; púes muchas de las maderas que se incluyen en el grupo de las blandas, son más duras que otras que se incluyen en este último grupo. La dureza, en definitivo, está en función de su peso específico. (Peso específico = relación entre en peso de la madera, a un determinado contenido de la humedad, y el peso del volumen de agua desplazada por el volumen de la madera). Los podemos clasificar en maderas blandas y maderas duras.

MADERAS BLANDAS : Las maderas blandas o suaves reciben este curioso nombre a pesar de no ser más blandas o menos densas que las maderas duras. El término se refiere más bien a las características visuales, ellas tienen tonos más claros y usualmente más suaves.Entre el grupo de las maderas blandas, podemos citar a las llamadas coníferas, que en términos generales, significa que “tiene frutos en forma

de cono”. Se caracterizan porque no suelen perder la hoja en invierno, poseen algo o mucho de resina (por lo que también reciben el nombre de maderas resinosas) y de hoja que recuerda a una aguja. Se incluye aquí: el pino albar, el abeto rojo y el alerce (muy parecido al pino albar). Es una madera de clima templado y en la sub- región andina crece en limitada proporción.

MADERAS DURAS: Llamadas también maderas tropicales, en este grupo incluimos la procedentes de árbol no resinosos; tales como el roble y las llamadas maderas exóticas tales como el sándalo; el palo Campeche, la caoba, entre otras.

8. APLICACIONES DE LA MADERA:

La madera se emplea en construcción en carpintería de taller, de armar, encofrados para hormigón armado, postes, durmientes de ferrocarril, etc. Con ella se fabrica el papel, algodón, pólvora, seda artificial, extractos, etc. En la actualidad hay nuevas elaboraciones, como las maderas terciadas, maderas en forma plástica, maderas aislantes al calor, al frío y del ruido, resistentes al fuego, en forma laminada, comprimida y hasta en planchas muy delgadas y flexibles, aptas para emplear como revestimiento similar al papel, y, por último, las planchas de maderas aglomeradas, de múltiples aplicaciones.

8.1. ENCOFRADOS

A) DEFINICION

El encofrado es aquella estructura temporal que se destina a darle a una estructura de concreto su forma definitiva. Tiene como función primordial otorgarla posibilidad de que el acero de refuerzo sea ubicado en el sitio correcto, otorgándole al concreto su forma y propiciando el apoyo necesario hasta que se consolide. La madera para encofrados debe ser de consistencia blanda, de tal manera que se permita el clavado con facilidad sin que se raje.

Un Encofrado es un molde para contener el hormigón, generalmente armado, de una estructura ejecutada in situ. Debe ser:

1 Resistente a las cargas. 2 Indeformable a las presiones del hormigón. 3 Evitar la pérdida apreciable de lechada o mortero.

La construcción de los diversos componentes de las estructuras de concreto armado - columnas, muros, vigas, techos, etc. - requiere de encofrados, los mismos que, a modo de moldes, permiten obtener las formas y medidas que indiquen los respectivos planos.

Sin embargo, los encofrados no deben ser considerados como simples moldes. En realidad son estructuras; por lo tanto, sujetas a diversos tipos de cargas y acciones que, generalmente, alcanzan significativas magnitudes.

Son tres las condiciones básicas a tenerse en cuenta en el diseño y la construcción de encofrados:

1 Seguridad 2 Precisión en las medidas 3 Economía

De estas tres exigencias la más importante es la seguridad, puesto que la mayor parte de los accidentes en obra son ocasionados por falla de los encofrados. Principalmente las fallas se producen por no considerar la real magnitud de las cargas a que están sujetos los encofrados y la forma cómo actúan sobre los mismos; asimismo, por el empleo de madera en mal estado o de secciones o

escuadrías insuficientes y, desde luego, a procedimientos constructivos inadecuados.

La calidad de los encofrados también está relacionada con la precisión de las medidas, con los alineamientos y el aplomado, así como con el acabado de las superficies de concreto. Finalmente, debe tenerse en cuenta la preponderancia que, en la estructura de los costos de las construcciones, tiene la partida de encofrados. El buen juicio en la selección de los materiales, la planificación del reúso de los mismos y su preservación, contribuyen notablemente en la reducción de los costos de construcción.

B) CARGAS QUE ACTÚAN EN LOS ENCOFRADOS

TIPOS DE CARGAS

peso del concreto peso de los ladrillos (techos aligerados) cargas de construcción peso propio del encofrado cargas diversas presión del concreto fresco

PESO DEL CONCRETO.- Ha sido señalado que los encofrados deben ser considerados como estructuras; en efecto, en tanto el concreto no alcance las resistencias mínimas exigibles para proceder a desencofrar, los encofrados tienen que ser suficientemente resistentes para soportar el peso del concreto. Esto ocurre en los encofrados de vigas y techos.

Pues bien, el concreto es un material de considerable peso. Un metro cúbico de concreto pesa 2,400 kg, magnitud nada despreciable; por ejemplo, un metro cuadrado de losa de concreto de 0.15m de espesor pesa 360kg, equivalente a más de 8 bolsas de cemento.

El peso de un determinado volumen de concreto se obtiene multiplicando dicho volumen por el peso específico del concreto, que como ha sido ya indicado es de 2,400 kg/m3. Así, por ejemplo, un metro lineal de una viga de 0.25 x 0.80m pesa 0.25 x 0.80 x 1.00 x 2,400 = 480 kg.

CARGAS DE CONSTRUCCIÓN.- Adicionalmente al peso del concreto, los encofrados deben soportar las cargas de construcción; éstas corresponden al peso de los trabajadores que participan en el llenado de los techos y al del equipo empleado en el vaciado.

Para establecer las cargas de la naturaleza referida es usual adoptar, como equivalente, una carga uniformemente repartida en toda el área de los encofrados. Para encofrados convencionales y vaciados con equipo normal se suele tomar el valor de 200 kg/m2 por persona, magnitud que debe sumarse al peso del concreto.

Cuando se prevea vaciados con equipo mecánico motorizado el valor indicado debe aumentarse prudencialmente en 50%, es decir, que en este caso la magnitud equivalente a las cargas de construcción será de 300 kg/m2.

En tal consideración, la carga por m2 sobre el encofrado de un techo aligerado de 0.20 m, empleando equipo convencional para el vaciado, será: 300 + 200 = 500 kg, es decir media tonelada.

PESO DE LOS ENCOFRADOS.- En encofrados de madera, el peso propio de los mismos tiene poca significación en relación al peso del concreto y cargas de construcción. En el caso de encofrados metálicos - por ejemplo, encofrados de techos con viguetas metálicas extensibles - el peso que aportan debe tenerse en cuenta.

El peso propio de encofrados de techos con viguetas metálicas es aproximadamente 50 kg por metro cuadrado de techo. El peso exacto debe establecerse a partir dela información que proporcionen los proveedores de este tipo de encofrados.

CARGAS DIVERSAS.- Otras cargas que también deben ser previstas y controladas, especialmente durante el llenado de los techos, son las que se derivan de la misma naturaleza de los trabajos.

Asimismo, otras cargas constituyen potencial riesgo. Entre ellas las generadas por el arranque y parada de motores de máquinas, más aun si éstas de alguna manera están conectadas con los encofrados.Inclusive, la acción del viento, principalmente en aquellos lugares donde puede alcanzar considerable fuerza, debe ser prevista proporcionando a los encofrados apropiados arriostramientos (acción de rigidizar o estabilizar una estructura mediante el uso de elementos que impidan el desplazamiento o deformación de la misma).

PRESIÓN DEL CONCRETO FRESCO.- Al ser colocado en los encofrados, el concreto tiene la consistencia de una masa plástica. A medida que transcurre el tiempo va endureciendo convirtiéndose finalmente en un material sólido. En este lapso, desde su colocación hasta su endurecimiento, el concreto ejerce considerable presión sobre los tableros de los encofrados de muros y columnas.

Si el concreto fresco fuera un líquido perfecto y permaneciera en este estado durante el vaciado, la magnitud de la presión en un punto cualquiera del encofrado vendría dada por el producto de la densidad del concreto por la altura que hubiera alcanzado el concreto encima de ese punto.

C) DEFLEXIONES

Ha sido ya señalado que la seguridad o estabilidad es la condición fundamental que deben cumplir los encofrados.

Sin embargo otras exigencias también tienen substancial importancia; una de ellas, es que los elementos de los encofrados no se deflexione más allá de los valores máximos admisibles para evitar que, luego del desencofrado, las superficies del concreto aparezcan excesivamente curvadas, especialmente las de concreto expuesto.

Los valores de deflexión generalmente admisibles son de 2mm para entablados, y 3mm para otros elementos, como soleras por ejemplo.

D) MATERIALES Y EQUIPOS EMPLEADOS EN ENCOFRADOS

LA MADERA.- Debido a sus ventajosas propiedades, la madera es el material que frecuentemente se emplea en encofrados. Su bajo peso en relación a su resistencia, la facilidad para trabajarla, su ductilidad y su textura, la hacen aparente para su uso en encofrados.

Los encofrados pueden construirse exclusivamente con madera y también combinándola con equipos metálicos estándar, por ejemplo, con puntales y/o viguetas extensibles.

Las especies de madera comúnmente empleadas en encofrados son: el tornillo, la moena, y el roble.Las especies de madera tornillo y moena poseen resistencias que las hacen aptas para su uso en estructuras de madera y, desde luego, en encofrados; no obstante, es exigible que la madera no presente notorios defectos que puedan afectar su resistencia y el acabado de las superficies de concreto, tales como: alabeos, arqueaduras, grietas, rajaduras, exceso de nudos huecos. Algunos de estos defectos son originados por inapropiado almacenaje en la obra y/o inadecuada preservación.

ENCOFRADOS METÁLICOS.- Los encofrados metálicos son empleados como alternativa de los encofrados de madera, o en todo caso complementariamente con ella; por ejemplo, los fondos, los costados y los tornapuntas de encofrados de vigas son generalmente de madera, pero los puntales pueden ser metálicos.

E) SISTEMAS DE ENCOFRADOS

SISTEMA TRADICIONALCuando se elabora en obra utilizando piezas de madera aserrada y rolliza o contrachapada, es fácil de montar pero de lenta ejecución cuando las estructuras son grandes. Se usa principalmente en obras de poca o mediana importancia, donde los costes de mano de obra son menores que los del alquiler de encofrados modulares. Dada su flexibilidad para producir casi cualquier forma, se usan bastante en combinación con otros sistemas de encofrado

ENCOFRADO MODULAR O SISTEMA NORMALIZADOSCuando está conformado de módulos prefabricados, principalmente de metal o plástico. Su empleo permite rapidez, precisión y seguridad utilizando herrajes de ensamblaje y otras piezas auxiliares necesarias. Es muy útil en obras de gran volumen

ENCOFRADO DESLIZANTE Es un sistema que se utiliza para construcciones de estructuras verticales u horizontales de sección constante o sensiblemente similares, permitiendo reutilizar el mismo encofrado a medida que el edificio crece en altura o extensión. Este encofrado también dispone espacio para andamios, maquinarias, etc.

ENCOFRADO PERDIDOSe denomina al que no se recupera para posteriores usos, permaneciendo solidariamente unido al elemento estructural. Puede hacerse con piezas de material plástico, cartón o material cerámico, y queda por el exterior de la pieza a moldear, generalmente de concreto.

ENCOFRADO DE ALUMINIOSistemas de moldes de aluminio de calidad para la construcción rápida de estructuras de concreto como muros, plataformas, vigas, columnas, etc.