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TECNOLOGÍA DE MATERIALES MADERAS Informe Final
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PRESENTACIÓN DEL MATERIAL
I) DEFINICIÓN:
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.
Madera, sustancia dura y resistente que constituye el
tronco de los árboles y se ha utilizado durante miles
de años como combustible y como material de
construcción. Aunque el término madera se aplica a materias similares de otras
partes de las plantas, incluso a las llamadas venas de las hojas.
La madera es un material orto trópico encontrado como principal contenido del
tronco de un árbol. Los árboles se caracterizan por tener troncos que crecen
cada año y que están compuestos por fibras de celulosa unidas con lignina.
Las plantas que no producen madera son conocidas como herbáceas.
Como la madera la produce y utilizan las plantas con fines estructurales, es un
material muy resistente, y gracias a esta característica y a su abundancia
natural, es utilizada ampliamente por los humanos ya desde tiempos muy
remotos.
La madera es un material utilizado en la ingeniería civil para obras hidráulicas,
túneles, galerías, encofrados, cimbras, andamios, etc.
La madera utilizada en construcción es el resultado después de pasar por las
siguientes operaciones:
a) Tala, derribo o apeo de los árboles.
b) Poda o corte de ramas delgadas y hojas.
c) Trozado de los troncos gruesos, en dimensiones apropiadas para ser
transportados a los aserraderos para ser cortados por medio de sierras
circulares, de cinta o de bastidor.
Para procesar la materia prima tenemos muchas maquinarias que difieren de
su forma de proceso entre algunas podemos mencionar.
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En la actualidad y desde principios de la revolución industrial, muchos de los usos de la madera han sido cubiertos por metales o plásticos. Sin embargo, es un material apreciado por su belleza y porque puede reunir características que difícilmente se conjuntan en materiales artificiales.
II) DESCRIPCIÓN:
Orientaciones para la descripción de la madera
La descripción de las propiedades de la madera se hace con referencia a tres direcciones principales:
LONGITUDINAL: Es la dirección paralela al eje del árbol.
RADIAL: Es la dirección que siguen los radios medulares desde la médula hasta la corteza.
TANGENCIAL: Es la dirección tangencial a los anillos de crecimiento.
Planos de corte
La descripción de elementos leñosos se da mediante las siguientes secciones o planos de corte de la madera:
SECCIÓN TRANSVERSAL: Es la sección o cara perpendicular al eje del tronco. SECCIÓN LONGITUDINAL: Es la sección o superficie paralela al eje del tronco, que a su vez puede ser :
RADIAL: Resultante de un corte longitudinal paralelo a los radios, desde la corteza hasta la médula.
TANGENCIAL: Si el plano de corte sigue una dirección perpendicular a los radios o tangente a los anillos de crecimiento.
La descripción anatómica de la madera se realiza con el fin de elaborar claves para la identificación, a base de la estructura observada en cortes de tipo transversal, radial y tangencial. La descripción anatómica de la madera puede hacer a nivel macroscópico o microscópico.
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Descripción Macroscópica
La descripción de la madera se realiza a través de la observación de la estructura de tejidos leñosos a simple vista o con lupa de 10 aumentos. En secciones como las que se ven en la Figura de abajo, un experto puede identificar diferentes clases de poros, parénquima, radios, canales gomíferos y resiníferos. Después, se les puede clasificar según sus dimensiones, cantidades y tipo de agrupamiento, y así identificar por lo menos la familia a la que pertenece la madera.
Descripción Microscópica
La descripción microscópica es la observación del tipo y estructura de las células que componen los tejidos leñosos, con ayuda del microscopio. Permite describir y clasificar las diferentes especies y sirve para determinar, en forma aproximada, las propiedades de la madera.
III) CARACTERES:
La madera se ha utilizado para fines muy diversos desde épocas prehistóricas: construcción de embarcaciones, refugios, herramientas, etc. ¿Por qué se ha utilizado tanto este material?
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Se encuentra disponible por todo el mundo. Hay bosques prácticamente en todas las regiones del planeta. Esto hace que también resulte un material bastante barato.
La madera es muy fácil de trabajar. Por ejemplo, es fácil unir varias piezas de madera empleando clavos o tornillos. Otros materiales, como la piedra, también son muy abundantes, pero son difíciles de trabajar debido a su dureza.
Presenta cualidades estéticas agradables: veteado, variedad de colores, etc. Además, estas cualidades se pueden resaltar mediante barnices.
Es un recurso renovable. Un bosque talado puede repoblarse y así proporcionará madera unos años después.
La madera es poco densa, menos que el agua. Esto la hace apta para elaborar embarcaciones.
Es mala conductora del calor y de la electricidad. Por esto se usa como aislante en suelos y paredes.
Además, existen muchos tipos de madera, cada uno con cualidades propias que lo hacen más apto para un uso u otro.
Las propiedades principales de la madera son resistencia, dureza, rigidez y densidad. Ésta última suele indicar propiedades mecánicas puesto que cuanto más densa es la madera, más fuerte y dura es. La resistencia engloba varias propiedades diferentes; una madera muy resistente en un aspecto no tiene por qué serlo en otros. Además la resistencia depende de lo seca que esté la madera y de la dirección en la que esté cortada con respecto a la veta.
La alta resistencia a la compresión es necesaria para cimientos y soportes en construcción. La resistencia a la flexión es fundamental en la utilización de madera en estructuras, como viguetas, travesaños y vigas de todo tipo
IV) CLASES:
Existen muchos tipos de madera y subproductos de la madera, en el mercado, y tienen múltiples aplicaciones en la construcción y decoración, conocerlos nos permite elegir el tipo más adecuado a nuestra tarea.
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A grosso modo, existe una primera gran clasificación que distingue entre maderas macizas y aglomerados. Las primeras, proceden directamente del árbol, y se elaboran con el tronco. En el caso de los aglomerados, la madera es sometida a un proceso industrial, pues se elaboran con serrines, colas, celulosa, chapas muy finas, etc.
Madera maciza:
Son piezas enteras de madera, naturales, sin tratamientos. su precio es más elevado y su calidad muy superior. La madera maciza requiere de un proceso de secado, reduciendo la humedad contenida hasta aproximadamente la quinta parte de su contenido, para que sea trabajable y no se deforme o agriete, cuando naturalmente pierda el agua. Con esta madera se elaboran tablas, tableros y listones, y su calidad y resistencia, depende del árbol del que procede la pieza.
Las maderas macizas no necesitan de ningún tratamiento, sólo necesitan someterse a un proceso de secado, en donde se reduce la humedad para que estas se puedan trabajar fácilmente, y para que no presente ningún agrietamiento o deformidad cuando estas pierdan el agua total. Son muchos los objetos que se fabrican con este tipo de maderas, como son los tableros, las tablas y los listones; los cuales poseen una gran resistencia y calidad.
En el mercado se puede apreciar un sin número de maderas y subproductos de madera, que se diferencian según su uso, aplicaciones, calidad, tamaño, la decoración que puede ofrecer, etc. La primera clasificación de estas maderas distinguía los aglomerados y las maderas macizas. Estas últimas son extraídas del árbol y se realizan del tronco. En cuanto a los aglomerados la madera creada es sometida a un proceso industrial donde pasa por un proceso antes de su terminación.
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Clasificación según el uso
• Maderas duras: que son muy resistentes y son trabajadas directamente con
una máquina, ya que al ser tan duras se dificulta darle la forma. Estas son
muy utilizadas para elaborar muebles de perfecto acabado y de gran calidad.
Por lo general son más resistentes y más caras. Son más complicadas para
trabajar por su irregularidad y menor lisura, pero en general es más sencillo
darles forma con máquina. Con esta madera se producen muebles de calidad
superior y excelente acabado.
Maderas Muy Duras:
Madera de Ébano
Madera de Serbal
Madera de Encina
Madera de Tejo
• Maderas blandas: estas son mucho más ligeras que las duras. Son muy fácil
de trabajar y son muy utilizada en las estructuras y en el mobiliario.
Son ligeras y más baratas. Son las más empleadas en mobiliario y
estructuras. Provienen de árboles de crecimiento rápido, perennes o
coníferas, como: ciprés, pino, abeto, cedro, etc. La denominación “blanda”, no
siempre refiere a la dureza de la madera, algunas pueden serlo y otras no
tanto. Se refiere a la facilidad de trabajarlas, su ductilidad.
Maderas Blandas:
Madera de Abeto
Madera de Alerce
Madera de Sauce
Maderas Muy Blandas:
Madera de Tilo
Madera de Álamo Blanco
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Atendiendo al origen, las maderas se pueden clasificar en:
• Maderas europeas que provienen de Europa y se subdividen en; maderas
frondosas que son muy utilizadas para los revestimientos y en ebanistería; y
en maderas resinosas que son utilizadas en carpintería y en construcción.
• Maderas tropicales: que proceden de zonas tropicales de Asia, África y
América. Son perfectas para el mobiliario del jardín ya que son muy
resistentes y duraderas. Un ejemplo claro de estas maderas son la caoba, el
ébano y la teca.
Por otro lado los aglomerados se consiguen por medio de serrines, virutas,
ramas, cortezas, etc. En el mercado existe una gran variedad de aglomerado,
sin embargo los más comunes y los más utilizados son:
• Los aglomerados: utilizan la madera triturada la cual se calienta y se
convierte en tableros rígidos. Son muy utilizados para crear tarimas y parches.
• El contrachapado: está conformado por varias chapas de madera que se
encolan y se prensan para así obtener una mayor resistencia.
• Las fibras: usa fibras de madera que son unidas con cola y luego prensadas.
Se puede encontrar dos clases diferentes de fibras: los paneles MDF; fibras
de mediana densidad, y los paneles HDF; fibras de densidad dura.
V) HISTORIA DE LA MADERA
La madera fue el primer material de construcción de que dispuso el hombre. Además de usarla como combustible y como arma defensiva, la cabaña con estructura de madera y cubierta de ramas le proporcionó una defensa contra la intemperie. Luego la emplearía en la construcción de puentes y barcos.
La técnica de laminación relacionada con el uso decorativo de la madera es conocida por los egipcios desde el 3000 a. de C. Su carencia de maderas de calidad les llevaba a técnicas de enchapado y marquetería.
Desde sus comienzos hasta el S XlX, la técnica del enchapado permaneció como de uso artesanal, ya que exigía un profundo conocimiento de la madera y un meticuloso trabajo de corte y encolado. Es en el S XlX, con la aparición de nuevos métodos de corte de chapas y, posteriormente, a comienzos del XX con la aparición de nuevas colas y adhesivos, cuando el tablero contrachapado, tal
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y como lo conocemos hoy hace su verdadera aparición. Este tablero se puede curvar fácilmente, adoptando casi, cualquier forma.
La madera tanto maciza como laminada se empleó en la construcción de vehículos, aeronaves y en la construcción de barcos. Los agentes protectores, los nuevos adhesivos y pinturas surgidos con el desarrollo industrial de finales del S XlX y a lo largo del XX, le transformaron en un elemento duradero, fuerte y versátil.
Pocos materiales poseen la capacidad de evocación de la madera. Durante miles de años el hombre la ha manipulado para que sirviera a sus necesidades y, aún en nuestros días, tipologías ancestrales continúan siendo válidas. La madera fue uno de los primeros materiales utilizados por el hombre para construcción de viviendas, herramientas para cazar, fabricación de utensilios, etc. Después fue uno de los materiales predilectos para la construcción de palacios, templos y casas desde el siglo XX a.c. y hasta el siglo XIV d.c; donde al descubrirse nuevas técnicas y materiales para la construcción, tales como el hormigón armado, el hierro, el cristal, el cartón, la fibra textil y todos los sustitutos de la madera, disminuyeron en gran medida el uso de esta.
PROCESOS DE OBTENCIÓN Y PREPARACIÓN DE LA MADERA
I) OBTENCIÓN: Apeo, corte ó tala.-En este proceso intervienen los leñadores o la cuadrilla de operarios que suben al monte y con hachazo ahora moto sierras eléctricas o de gasolina cortan el árbol y le quitan las ramas, raíces y empiezan a quitarle la Corteza para que empiece a secarse. Se suele recomendar que los árboles se los corte en invierno u otoño. Es Obligatorio replantar más árboles de los que se cortaron.
Transporte.- Es la 2ª fase y es en la que la madera es transportada desde su lugar de corte al aserradero y en esta fase Dependen muchas cosas como la orografía y la infraestructura que haya. Normalmente se hace tirando con animales ó Maquinaria pero hay casos en que hay un río cerca y se aprovecha
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para que los lleve, si hay buena corriente de agua se Sueltan los troncos con cuidado de que no se atasquen pero si hay poca corriente se atan haciendo balsas que se guían hasta donde haga falta.
Aserrado.- En esta fase la madera es llevada a unos aserraderos. En los cuales se sigue más o menos ese proceso y el Aserradero lo único que hace es trocear la madera según el uso que se le vaya a dar después. Suelen usar diferentes Tipos de sierra como por ejemplo, la sierra alternativa, de cinta, circular ó con rodillos. Algunos aserraderos combinan Varias de estas técnicas para mejorar la producción.
Secado.-Este es el proceso más importante para que la madera sea de calidad y este en buen estado aunque si fallan los pasos anteriores también fallara este.
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TIPOS DE SECADOS:
1. Secado natural: Es el más antiguo y más sencillo con buenos resultados tiene como inconveniente la exigencia de tiempo y terreno, y como ventaja que no cambia el colorido conservando de la madera todo su color y belleza
2. Secado al aire libre: el primer secado debe hacerse a fines del otoño cuando hay menos savia concentrada en la raíz y luego se deja a los troncos con corteza durante unos meses antes de llevarlos a la serrería.
3. Secado en almacén: Transcurridos un par de meses, y secas ya las maderas, se colocan en cobertizos cerrados, al abrigo del sol, pero con ventilación suficiente.
4. Secado natural acelerado: Para facilitar la desecación de la savia y la eliminación de sales, se sumergen las maderas en agua, esta atraviesa por los osmosis los tejidos a través de los vasos, y disuelve la savia, durante tres o cuatro semanas este tratamiento oscurece la madera pero produce a un tercio el tiempo necesario para el secado.
5. Secado artificial: El desaviado es un lavado interno de la madera, con el que se elimina la savia por disolución. El secado artificial es medio rápido y racional para disponer en poco tiempo la madera seca con la humedad normal.
6. Desecación al vapor de agua: Es un sistema rápido y completo, se introduce la madera en el secadero, se le inyecta vapor de agua, que se va elevando gradualmente la temperatura disolviendo la savia condensándola en el fondo a modo de un liquido sucio.
7. Secado con aire caliente: El procedimiento del aire caliente es muy similar al del vapor de agua solo que en vez de circular vapor circula aire caliente.
8. Secadero continuo o de túnel: Su duración es de 2 a 10 días. Pueden ser sometidas a este procedimiento de secado con aire caliente las maderas estufadas, con el fin de que se sequen más rápido.
9. Secado por calentamiento electrónico: La corriente no pasa a través de la madera si no que se disponen entre las armaduras de un condensador de alta frecuencia. El secado es muy rápido, equivale al calor del calentador eléctrico y provoca la oxidación de la savia
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III) MANUFACTURAS:
Ensambles en la madera
Entiéndase por ensamble, a la unión de dos o tres piezas de madera que se integran en un elemento arquitectónico, este ensamble deberá de quedar perfectamente ajustado, por medio de pegamento y de cuñas del mismo material.
Los ensambles se utilizan normalmente en la carpintería blanca, en la unión de piezas de madera para la ejecución de: puertas, ventanas, closets, muebles, madera en piso, lambriones en muros, etc.
Lambrión de duela
El lambrión se define como un recubrimiento a un muro cualquiera, no importando si es de mampostería, de concreto, piedra o de cualquier otro material. Cabe aclarar que en este caso el lambrión se considera de madera.
El lambrión de duela se coloca sobre el bastidor o maestra de pino, mismo que se fija o atornilla directamente al muro (en este caso podría usarse canes para atornillarse a ellos, o paquetes de buena calidad). la función de este bastidor colocado a cada 60 cm en sentido horizontal y a cada 120 cm en sentido vertical, aparte de soportar el lambrión, es la de permitir que la duela respire y se ventile por medio de la cámara de aire que se forma entre el muro y el lambrión.
Escaleras
Las escaleras deben cumplir ciertas condiciones. Algunas de ellas son absolutas, como las ergonómicas, y otras, como las estéticas, que son relativas.
Cuando se compra una escalera hecha o se encarga a algún negocio especializado, no hay problema. las cuestiones surgen cuando uno mismo diseña o hace sus propias escaleras, sin duda, en le caso de que esta no quedara como debiera, este error recaería en nuestra economía, ya que se le tendrían que hacer mejoras para que su funcionalidad fuera la ideal o en su defecto volverla a hacer.
Por lo cual se debe de tomar en cuenta algunos puntos:
el Angulo de inclinación va a variar de acuerdo a la altura y espacio que haya para el desarrollo, este Angulo se mide en grados. las más cómodas son las que tienen un Angulo de inclinación entre 26° y 37°. También se tiene que tomar en cuenta que la diferencia entre peldaño y peldaño es de 14 a 17 cm.
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Puertas de madera
De ocote serán de primera, exentas de nudos y labradas y pulidas a lija, con las dimensiones y dibujos marcados en los planos. Toda unión será ensamblada, pegada con resistor y acuñada. Las uniones de los cercos y peinazos serán de tipo de caja. Los materiales empleados serán los siguientes:
Grosor de ¾”
Tableros de ¾”
Cercos de 4” x 1 ½ “
Peinazo inferior de 10” x 1 ½ “
Batientes de ¾” x ¾ “
Cada hoja contara con tres bisagras de fierro pulido de 7 ½ con 6 tornillos de 1”. Se colocaran en los vanos perfectamente aplomados y atornillados con dos tornillos de 2” en cada uno de los canes. Los batientes serán clavados y pegados con resistor en su parte interior, con cortes de 45° en las esquinas. Las chambranas se clavaran con clavo de 1” y se pegaran con resistor por ambos lados, con cortes en las esquinas. Los emboquillados de los tableros Irán bocelados.
No se toleraran más de 8mm en el arrastre y en las juntas de cierre una holgura de más 3mm. Las recorridas que se hagan necesarias, así como una mano de aceite de linaza en las puertas estas están incluidas en el precio, igualmente la colocación de la chapa especificada.
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MADERA EN PISOS.
Las maderas en estas aéreas arquitectónicas, están expuestas a un servicio constante y castigado, debido a la función que desempeñan, por tal motivo las que se emplean en esta superficie, tendrán que cumplir con los requisitos siguientes:
Haber sido previamente tratadas para obtener cualidades como son la dureza adecuada, belleza, buena estabilidad, acabado agradable, terso y sobre todo durable
Deberán ser semiduras y blandas, desechándose las duras y muy blandas.
CALIDADES DE MADERA PARA PISO, QUE DEBERAN CONSIDERARSE PARA SU ELECCION.
Para los pisos de duela o de parquet, es conveniente considerar o reconocer que existen tres calidades de madera, las cuales se pueden tomar como unidades comparativas para su elección.
Calidad extra: Son maderas seleccionadas totalmente libres de defecto y con tonalidades claras y homogéneas.
Calidad selecta: incluyen tonalidades menos claras que la anterior y permite pequeños y aislados defectos.
Calidad tipo 1 o tipo A: prestan coloraciones de marcado contraste debido a lo anterior a que es madera mas veteada, también se aceptan nodos no mayores de 6.5 mm, las irregularidades y defectos son tolerables, sin que esto quiera decir que se aceptan agrietamientos y deformaciones.
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LA PRESENTACION DE LA MADERA EN PISO SON: DUELA, Y PARQUET.
LA DUELA: Está fabricada industrialmente en forma de tiras (tablas), normalmente las medidas de estas piezas son: ¾” de espesor por 2”, 3 1/2” , y hasta 4” de ancho (las comerciales), es característico y propio de la duela que en sus aristas en sentido longitudinal se les haga un modelo especial, al cual por un lado se ranura llamándosele “hembra” y por el otro lado una ceja o diente “macho” que embonara en la ranura; el acoplamiento anterior en lo que respecta a la carpintería blanca se le llama “machihembrado”.
El cuidado de la duela fabricada es de mucha importancia, y considerando una revisión previa, así como el control de calidad necesario para su comercialización, deben empacarse y almacenarse cuidadosamente en bodegas que las protejan del interperismo como el sol, la lluvia, el viento, humedad, insectos o parásitos. lo principal es que esta madera se conserve seca y en buenas condiciones.
la duela se puede colocar de dos formas (las más comunes): la primera es sobre polines, dejando una cámara de aire entre la losa o piso y la duela; la segunda es la que se puede colocar directamente sobre la losa o firme a base de un pegado especial y que la superficie este con un acabado perfectamente pulido y nivelado para una perfecta adherencia.
EL PARQUET También es una madera industrializada, fabricada con maderas y características iguales a las de la duela, con la diferencia de que en este caso se diferencia, por estar conformado de cedacería de madera de corte regular y medidas pequeñas, formando mosaicos de medidas comerciales de 10 x 10 cm. ; 20 x 20 cm. y hasta de 30 x 30 cm.; con espesor promedio de 6 mm.
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LA MADERA COMO ELEMENTO ESTRUCTURAL
MADERA PARA MIEMBROS ESTRUCTURALES
A diferencia de muchos materiales de construcción, la madera no es un material elaborado, sino orgánico, que generalmente se usa en su forma natural. De los numerosos factores que influyen en su resistencia, los MÁS importantes son: la densidad, los defectos naturales y su contenido de humedad. A causa de los defectos y las variaciones inherentes a la madera, es imposible asignarle esfuerzos unitarios de trabajo con el grado de precisión que se hace en el acero o en el concreto. Desde el punto de vista de la ingeniería, la madera presenta problemas mas complejos y variados que muchos otros materiales estructurales.
MATERIAL ESTRUCTURAL
Con mucha frecuencia se le llama al material estructural maderaje o madera gruesa. Debido a que la resistencia de la madera varía con el tipo de carga a la que se sujeta, y también porque el efecto del curado varia con el tamaño.
COLUMNAS DE MADERA
El tipo de columna de madera que se usa con mas frecuencia es la columna sólida sencilla. Consiste en una sola pieza de madera, de sección transversal rectangular. Un tipo de columna que también se considera como columna sólida
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CONOCIMIENTO TÉCNICO
I) PROPIEDADES FÍSICAS:
Las propiedades de la madera están en función de:
EL CRECIMIENTO
En cuanto a su forma desarrollada presentándose como árboles de desarrollo
recto, doblado, torcionado, etc.
EDAD
Tiempo de desarrollo con respecto a su madurez, puesto que pueden
desarrollar muy rápido o muy lento.
CONTENIDO DE HUMEDAD
Está en función del agua libre y del agua de saturación, no debe considerarse
el agua de constitución.
PARTES DEL TRONCO
Si la madera es obtenida de la médula, duramen, albura o corteza.
- La Médula: Que se encuentra ubicada generalmente en la parte central del
tronco, está constituida por células parenquimatosas blandas, susceptibles
a los ataques biológicos. Su diámetro varía un milímetro a más de un
centímetro, según el desarrollo de su especie.
- El Duramen: También llamado corazón, es la zona que rodea a la médula.
Su proporción respecto al diámetro del tronco, depende de la especie y de
la edad del árbol. Generalmente es de color oscuro y presenta mayor
resistencia a los ataques biológicos que la Albura debido a que las células
maduras que lo conforman contienen sustancias fenólicas y tóxicas y no
sustancias de reserva como azúcares, agua y nutrientes.
- Albura: Es la zona periférica que rodea el duramen generalmente de
coloración clara debido a que constituye la parte activa del leño, presenta
menor resistencia a ataques biológicos porque sus células contienen
sustancias de reserva : almidón y azúcares.
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HUMEDAD
La humedad está en función del agua que contiene la madera, y estas aguas
son de tres tipos:
- Agua de Constitución: El que es inherente a su naturaleza orgánica por el
que su desprendimiento se logra en laboratorios.
- Agua de Saturación: Es el que se impregna o está impregnada en las paredes
de los elementos leñosos.
- Agua Libre: Es la absorbida por la capilaridad de los vasos y traqueas.
Además que la madera es Higroscópica, es decir, absorbe o desprende
humedad según el medio ambiente.
El agua libre desaparece totalmente al cabo de cierto tiempo, quedando el
agua de constitución y de saturación correspondiente a la humedad de la
atmósfera que rodea a la madera, hasta conseguir su equilibrio, lo que permite
decir que la madera está seca al Aire. La madera secada al aire contiene el
15% de su peso promediado.
Fórmulas para hallar el contenido de humedad.
La humedad de la madera puede expresarse en tanto por uno o en tanto por
ciento, siendo este último caso el más frecuente y estar referido al peso seco o
al peso húmedo. Expresada %, los dos casos que pueden presentarse son:
Hs = ((Ph – Ps)) / (Ps) * 100
Hh = ((Ph-Ps)) / (Ph) * 100
Donde:
Hs = Humedad en % referida al peso seco.
Hh = Humedad en % referida al peso húmedo.
Ps = Peso de la madera seca.
Ph = Peso de la madera húmeda.
El contenido de humedad es relativo al Hs y al Hh, entonces de lo anterior se
tiene:
Hs.Ps = Hh.Ph
Hs = (100Hh)/(100-Hh) Hh = (100Hs)/(100+Hs)
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Si una madera seca se humedece progresivamente, se producen en ella
alargamiento, de diferente magnitud según las tres direcciones principales de la
madera (axial, tangencial y radial), según cada dirección, los alargamientos
siguen una ley lineal, hasta el punto de saturación a partir del cual, por más que
aumenta la humedad, permanecen constantes las dimensiones de la probeta.
PESO ESPECÍFICO
Existen dos pesos específicos: el real y el aparente. El volumen real es el que
se obtiene al descontar del volumen aparente todos los poros. El peso
específico de las madera está constituido entre el 1.52 y el 1.62 Kg/dm3,
(secada). El peso específico aparente varía para una misma madera, según el
contenido de humedad, por lo que se suele referir a la humedad internacional
del 15%. Si se conoce el peso de una probeta con cierta humedad h% el peso
de esa misma probeta con 15% de humedad viene dado por la fórmula:
P = (Ph-8h-15).Ph.(1-v)/(100)
Donde:
V= Coeficiente de contracción volumétrica ya definido.
II) PROPIEDADES MECANICAS DE LA MADERA:
DUREZA Y RESISTENCIA MECÁNICA
Ambas dependen de la humedad y de la dirección del esfuerzo el mayor valor
coincide con la dirección axial. Para determinar la resistencia a compresión
pueden emplearse diferentes tipos de probetas.
La resistencia a compresión varía con la humedad en proporción directa desde
el estado anhidro hasta el punto de saturación. la relación de entre la
resistencia a compresión en estado anhidro y la resistencia a compresión con
la probeta saturada es de 3.33. Una vez saturada la probeta permanece
constante la resistencia independiente al contenido de agua.
Son más importantes que las resistencias mecánicas, las cotas de calidad las
dos más importantes son las que a continuación veremos. Se define como cota
específica de calidad:
Sp= (C) / (100d2)
Donde:
Sp = cota específica de calidad
C = resistencia a compresión
d = peso específico
Sp es constante para los elementos de una misma especie.
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A las maderas empleadas en construcciones se exige las siguientes cotas
mínimas:
- Maderas resinosas (8)
- Maderas blancas (7)
- Maderas duras (6)
ANISOTROPÍA
Dado que la madera es un material formado por fibras orientadas en una misma dirección, es un material anisótropo, es decir, que ciertas propiedades físicas y mecánicas no son las mismas en todas las direcciones que pasan por un punto determinado, si no que varían en función de la dirección en la que se aplique el esfuerzo. Se consideran tres direcciones principales con características propias:
- Dirección axial: Paralela a las fibras y por tanto al eje del árbol. En esta dirección es donde la madera presenta mejores propiedades.
- Dirección radial: Perpendicular al axial, corta el eje en el plano transversal y es normal a los anillos de crecimiento aparecidos en la sección recta.
- Dirección tangencial: Localizada también en la sección transversal pero tangente a los anillos de crecimiento o también, normal a la dirección radial.
III) COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MADERA:
El promedio encontrado en las diferentes maderas es:
- Carbono C 50%
- Hidrógeno H 6%
- Oxígeno O 42%
- Nitrógeno N 1%
- Cenizas X 1%
La combinación de estos elementos originan los componentes:
- Celulosa CHO en 50%
- Lignina CHO en 30%
- Hemicelulosas en 20%
La celulosa es un hidrato de carbono, análogo de almidón a la temperatura
ordinaria; es inalterable en el aire seco, pero en húmedo o en agua, se
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descompone, tomando color oscuro pudriéndose y perdiendo sus propiedades
resistentes.
FACTORES QUE AFECTAN EL COMPORTAMIENTO DE LA MADERA.
A parte de los agresivos normales a cualquier material, al ser la madera un
material vivo, sufre acciones de tipo biológico.
Bióticas y Abióticas:
- Hongos Mohos y hondos cromógenos.
- Fuego Marrón.
- Agentes atmosféricos Reacciones solares.
- Blanca La intemperie.
- Parda Humedades.
- Insectos Coleópteros Polillas.
- Agentes químicos.
- Carcoma (termitas).
- Agentes mecánicos.
En construcción afectan principalmente los hongos, xilófagos, fuego, y los
efectos de la intemperie. Los bióticos, o seres vivos que se alimentan de las
sustancias contenidas en la madera o de las propias fibras, y los abióticos (no
vivos) que producen alteraciones en ellas.
IV) EMPLEO EN INGENIERÍA:
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
bien con herramientas manuales, como la segueta. Están formados por
láminas superpuestas perpendiculares entre sí.
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DIMENSIONES. Las maderas se comercializan en Perú en pulgadas,
entendiendo la pulgada como una medida de volumen. Las escuadrías o
medidas de ancho y espesor también se expresan en pulgadas, no obstante,
se ajusta a milímetros. El largo más común ha sido de 3.2 mt en el caso de
pino y de 3.6 mt en maderas nativas.
MADERAS DE CONSTRUCCION.
BOJ: El nombre de madera del boj se da a varias maderas pesadas, de textura muy fina y uniforme, y de color amarillo pálido. La especie europea, que se encuentra en algunos puntos de Gran Bretaña y de España, está ampliamente distribuida en Europa septentrional, hasta Turquía e Irán. También existen otras especies en Asia y Sudáfrica. Tiene un color amarillo liso agamuzado y es una de las maderas comerciales de textura más fina. Su grano es fino, apretado y a veces irregular. Es pesada, e incluso después de secarse flota a duras penas en el agua. La madera de Job deber ser secada con cuidado ya que es propensa a agrietarse, pero una vez seca, tiene grandes propiedades. Se trabaja entonces muy bien, como si fuera marfil, en tallas, torneados y grabados, permitiendo una gran profusión de detalles. La madera de Job tiene una larga historia. Antiguamente se usaba en la realización de peines, hiladoras, tablillas de escritura y otros utensilios y asimismo para el taraceado ornamental. Más recientemente, ha sido utilizada para los bloques de grabado, para reglas y para lanzaderas y, debido a las escasas existencias de madera de boj, es frecuente en pequeños artículos torneados, como piezas de ajedrez, sacacorchos y, algunas veces, en mangos de herramientas.
CAOBA: La auténtica caoba, la de los muebles del 700, de Chippendale, Adam, etc., es la correspondiente al área comprendida desde México hasta Honduras, y todas las islas del mar Caribe, destacando la de Venezuela como caoba comercial original. La caoba americana fue importada a Europa desde el siglo XVI por los españoles desde sus colonias, pero no fue hasta el siglo XVIII que comenzó a ser la principal madera utilizada en la fabricación de muebles, gracias al empuje dado por ebanistas de la talla de Chippendale, Hepplewhite y Sheraton. En la actualidad, la caoba originaria de Cuba es escasa y, así, la mayoría de las maderas americanas se conocen por su procedencia, distinguiendo la de Brasil, Perú, Venezuela, etc. El color de la caoba es el rosa claro aunque se oscurece con el tiempo, llegando a ser de un color pardo rojizo, que varía entre muy oscuro y medio. La caoba de manzanillo, la de Cuba, es oscura y pesada, mientras que la del continente es más ligera y más clara. Es por lo general dura y compacta, de grano fino y apretado, casi sin pro, con vetas largas. La caoba americana se seca fácilmente, es estable, de fácil aserrar, pulir y barnizar, con lo que obtiene un perfecto acabado. La madera de caoba se utiliza para la realización de la ebanistería de mejor calidad, para muebles de lujo, para reproducciones, así como para revestimientos. Aparte de la caoba americana, a partir del siglo XIX empezó a comercializarse la caoba africana y la asiática con el fin de complementar las remesas de caoba. Esta variedad, de color rosado pálido variando hasta el pardo rojizo, es ligera, manejable, permite también un buen acabado, aunque es poco resistente a los ataques fúngicos.
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CASTAÑO: Crece especialmente en terrenos profundos, ricos en materia orgánica y no muy arcillosos, y es originario del territorio sur mediterráneo oriental, aunque también puede encontrarse en Suiza, Alemania, e incluso en el sur de Inglaterra. Es de color marrón claro con anillos de crecimiento bien visibles, semejante al roble. La albura se diferencia perfectamente del duramen por tener un color mucho más blanco. la madera de castaño es más suave y más débil que la de roble y más fácil de trabajar y más estable. Es tenaz, flexible, ligera y de dureza media. Se seca lentamente y sus células tienden a contraerse. Es muy duradera. SE emplea especialmente para mangos, persianas, en tornería y tonelería. En ebanistería se usa poco, aunque bastante para las puertas de mobiliario de cocina. Las chapas de castaño constituyen un revestimiento sencillo y agradable.
CEDRO: El nombre de cedro se da a varias maderas de olor aromático agradable procedentes de América central y América del Sur, de Europa, de Asia menor (Líbano) y de África (Argelia). Por su color es semejante a la caoba, pero su textura es más gruesa, pesa menos y algunas veces es resinosa. Seca rápidamente, es muy estable, duradera, resiste tanto los ataques fúngicos como las termitas y por su blandura se trabaja bien. Por su aspecto decorativo y por las características anteriormente mencionadas, es una madera muy apreciada que se usa en el forrado de muebles, en la talla y en revestimientos lujosos y es la madera tradicional de las fundas de cigarros.
CEREZO: La madera de cerezo se encuentra en dos áreas bien delimitadas: por una parte Europa y el Asia Menor, en donde se da el cerezo silvestre, y por otra el este de Estados Unidos, con el cerezo negro americano. Es en su origen de color marrón rosado, aunque se va oscureciendo con el tiempo, tomando un color rojo caoba. Tiene un veteado muy fino que coincide con el poro del color pardo oscuro. Es una madera delicada que debe ser bien secada ya que tiende a torcerse y es propensa a la carcoma, así como a las alteraciones en el exterior. Se cierra fácilmente y puede ser trabajada, tanto manualmente como a máquina, dando un excelente acabado. Vaporizada mejora sus cualidades. La madera de cerezo es muy decorativa y se utiliza para la fabricación de muebles, sobre todo en sillería, en ebanistería de lujo, en revestimientos y para placas galvánicas.
CITRONIER: La madera de citronier procede de la India oriental y de la isla de Ceylán. Es de color pardo-amarillento con un veteado dorado que proporciona gran belleza a la chapa. No presenta dificultades en su labrado. ES empleado en la industria del mueble y en la decoración de interiores y revestimientos.
ÉBANO: El ébano se encuentra en varios lugares del mundo, pero el ébano negro, que en otro tiempo se obtenía en la India y el Sri Lanka, procede en la actualidad en su mayor parte del África tropical. Es junto con el wenge africano la madera más negra de todas las conocidas, aunque también se presenta en marrón oscuro con vetas negras o con un moteado gris o pardo. El grano es fino y apretado, de gran dureza, pero puede trabajarse muy bien, si bien presenta alguna dificultad en el barnizado. Se emplea especialmente en decoración de interiores de lujo, en muebles de calidad, para instrumentos musicales y en tornería.
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FRESNO: El fresno crece en bosques de media altura de toda Europa y también se dan especies muy similares en EE.UU y Japón. Es de color blanco acremado ligeramente rosado o agrisado. Los anillos de crecimiento son muy diferenciados con vasos que forman estrías vetadas en sección radial y ondulada en sección tangencial. Es una madera de gran elasticidad y tenacidad, que se cierra y se trabaja a máquina fácilmente, lográndose un buen acabado y pudiendo ser doblada al vapor sin dificultad. Es perecedera e inadecuada para exteriores, a menos que sea previamente tratada. El fresno se utiliza mayoritariamente en artículos curvos y su raíz es muy apreciada en ebanistería.
HAYA: El haya es una madera que crece en toda Europa, aunque la más apreciada es la de las montañas de Yugoslavia. Hay asimismo variedades de gran calidad en EE.UU., Japón, Chile y en el Antártico. Es de un color blanquecino que pronto pasa a rosado y a rojizo suaves si el ahoya es vaporizada. Presenta anillos bastante discernibles y radios medulares que dan espejuelos rectangulares en sección radial y manchitas pardas en sección tangencial. Típicamente, es de grano recto, de textura fina y uniforme y de peso medio, aunque variable. El haya se seca pronto pero tiende a torcerse y, una vez seca, sufre movimientos apreciables con los cambios de humedad. Presente un buen acabado y se tornea my bien, si bien a veces puede agrietarse. Es una madera usada para la realización de muebles y, en especial, para los elementos torneados de uso doméstico, como enseres de cocina, mangos de herramientas y cepillos. Forma un entarimado doméstico muy duradero.
LIMONCILLO O ALOMA: Crecen en África y en Filipinas, es de color amarillo claro, de madera dura, compacta y con el poro apretado. Es fácil de trabajar y de pulimentar y se utiliza en especial para realizar embutidos y chapas.
NOGAL: Aunque es originario del Oriente próximo, el nogal común se cultiva en todas las regiones templadas y cálidas del hemisferio norte. El de España des de los más apreciados pero hay muy poca producción. El nogal negro procede de la América boreal y el nogal blanco americano es en realidad una hicoria aunque de la misma familia que el nogal. La madera de nogal europeo es pardo grisácea, con vetas casi negras y generalmente su color es más variable que el nogal americano, que típicamente es de color pardo rojizo, oscuro y uniforme. Es una madera dura, homogénea y poco porosa. La madera de nogal se seca lentamente, pero una vez seca es bastantes estable. Se trabaja muy bien, dando un acabado excelente, muy fino. Es moderadamente resistente a los hongos. Es una de las maderas más conocidas y apreciadas de todo el mundo y tiene un gran valor decorativo, utilizándose desde antiguo en la fabricación de muebles. En la actualidad, el nogal se utiliza en forma de chapas para la fabricación de muebles y como madera maciza se emplea en ebanistería de lujo y para la fabricación de bolos y otros artículos torneados.
OLIVO: La madera de olivo se obtiene del árbol del mismo nombre cultivado en los países mediterráneos y, por extensión, en todos los países del sur de Europa y del África (Norte) en donde gozan de más altas temperaturas. Es de color ocre verdoso con vetas pardas muy irregulares y de superficie fina. La
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madera de olivo se seca lentamente y tiene una cierta tendencia a agrietarse y fisurarse. Es bastante difícil de aserrar, pero se trabaja bien tanto a mano como a máquina; da acabados muy lisos y puede ser pulida y teñida. Es moderadamente resistente a los hongos. La madera de olivo se usa para la taracea, el torneado, para realizar objetos pequeños y detallados y sirve además para entarimados.
OLMO: Crece especialmente en la Europa meridional y central, y también en algunos puntos de la Península Escandinava. La madera de olmo tiene un aspecto característico, con un marcado dibujo debido a los anillos de crecimiento. Es de textura gruesa a menudo, de grano irregular. Presenta un color pardo sienoso o rojizo con albura blanca amarillenta. Se seca pronto y es fácil de trabajar. Se utiliza para la construcción de cualquier elemento estructural que deba permanecer en la humedad y, hoy por hoy, por ser una madera muy decorativa, se usa para la fabricación de muebles y entarimados.
PALISANDRO: La madera de palisandro, muy decorativa, ha sido siempre muy codiciada. En la actualidad el aprovisionamiento comercial de dicha madera se centra en dos puntos geográficos que determinan dos tipos de madera de palisandro. Así, diferenciamos entre el palisandro India, de albura blanco amarillenta con algún tono rosado y con un duramen de color muy intenso, que va del violeta azulado oscuro al anaranjado, y el palisandro Río, de igual albura y con duramen de colores amarronados vetas violáceas e incluso negras. El primer tipo crece en la India oriental, Tailandia, Indonesia, Ceilán y Java; el segundo, en Brasil y Argentina, mayoritariamente. No es una madera excesivamente difícil de secar ni de tratar mecánicamente, lo que permite obtener chapas de gran calidad. El palisandro ha sido una madera muy apreciada desde hace dos siglos, utilizada en la ebanistería de calidad para la realización de muebles de lujo. Se emplea también para artículos torneados.
PALO BRASIL: Se encuentra en América, concretamente en Brasil y las Antillas. Es una madera de color rosa asalmonado, de grano fino y fibras entrelazadas que se emplea preferentemente para la taracea, la ebanistería de lujo y las piezas selectas de tornería.
PALO SANTO: La madera de palosanto procede del Brasil y es de color variables, con vetas negras, pardas y rojas. Es una madera fácil de trabajar, moldeable y permite un buen pulido. Con esta madera se realizan chapas para placaje de gran carga decorativa y se utiliza también en ebanistería.
PALO ROSA: Procede de América del Sur, especialmente del Brasil y de Perú. Presenta un color amarillo-blanco y vetas finas y largas de color rosa-violeta. Es una madera fácil de trabajar, que permite un acabado, un barnizado y un pulido perfectos. Se utiliza en la ebanistería, en la tornería y en el taraceado.
ROBLE: El área de crecimiento del roble es muy extensa y se da en toda Europa, en Asia, África septentrional y América del Norte. los de más calidad son el yugoslavo, el alemán y el norteamericano. Se puede diferenciar entre el roble BLANCO, que crece en Europa, Japón y EE.UU., de color pardo amarillento y textura gruesa, y el robles ROJO, producido en las zonas
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templadas del hemisferio norte, en especial en EE.UU. e Irán, de tinte rosado. la madera de robles blanco suele ser fuertes, densa, dura y duradera, de manera que puede ser bastante difícil de trabajar. Esta última característica es común al roble rojo, menos duradero. En la actualidad, la madera de robles blanco se sigue utilizando en aquellos ambientes que sugieren tradicionalidad, durabilidad y solidez. Es una madera muy utilizada en la fabricación de muebles y es empleada en ebanistería, en revestimientos y en entarimados. Por su parte, el uso más común de la madera de roble rojo son los interiores -revestimientos, entarimados y muebles- y es poco recomendable su uso en estructuras, carpintería o construcciones al exterior, pues es poco duradera. Es de menor calidad que el roble blanco.
SICOMORO O ARCE: La madera de sicomoro procede del África tropical de
Egipto, del Canadá, de la vertiente atlántica de los EE.UU. y de Oregón. La
albura tiene un color blanco, mientras que el duramen es rosáceo-pardo. Los
anillos de crecimiento se acusan ligeramente, marcando líneas sombreadas en
secciones longitudinales. Es una madera muy duradera y nunca es atacada por
la carcoma. Permite un buen acabado. Se emplea como chapa en ebanistería
fina y la raíz, piqueteada y con un ojo de perdiz con irisaciones, es de gran
calidad.
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V) ESPECIFICACIONES:
Aserrar: Cortar la madera y darle escuadría determinada con sierra manual o
mecánica.
Achalanar: Eliminar aristas.
Cantear: Obtención de cantos rectos y paralelos en piezas de rollizos o
trocillos.
Cepillada: Pieza aislada y nivelada en una o más de sus caras o cantos.
Corte Plano: Con cuchilla o sierra según su plano.
Corte radial: Corte longitudinal, perpendicular a los anillos de crecimiento.
Corte tangencial: Corte longitudinal-tangencial a los anillos de crecimiento.
Descortezas: Eliminación total o parcial de la corteza de una pieza.
Debobinado: Corte relativo, se hace para la obtención de chapas o láminas.
Escantillar: Operación de disponer piezas para secado o almacenamiento.
Etapa de Acondicionamiento: Fase de tratamiento después del secado artificial
para producir el gradiente de humedad y los esfuerzos inducidos.
Encolar: Unir la superficie de dos piezas con adhesivos.
Ensamblar: Unir dos o más piezas mediante el uso de dispositivos.
Madera Machiembrada: Madera cepillada, de ranura para su lengüeta para su
ensamble.
Moldura: Cepillada según un perfil transversal determinado.
Labrar: Operación para lograr una madera labrada.
Lijar: Pulir superficies mediante abrasivos.
Perforar: Operación de hacer agujeros es la piedra.
Preservación de las maderas: Aplicación de tratamientos a la madera.
Secado: Reducción del contenido de humedad de la pieza.
Secado Natural
Secado al aire libre.
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TRATAMIENTO DE LA MADERA
Para la cura y prevención de las enfermedades de la madera se recurre a
sustancias capaces de prevenir o contrarrestar estas, que reciben el nombre de
PRESERVANTES, a continuación se presenta una clasificación, el modo de
uso y la manera de clasificar su rendimiento y efecto en una madera tratada:
1.- Preservador oleoso.
Insoluble en agua.
- Alquitrán: Se obtiene de la destilación destructiva del petróleo, hulla.
- Creosota: Por destilación del alquitrán de hulla bituminosa.
- Creosota de Petróleo: No más del 50% en peso.
- Creosota Reforzada: Creosota de petróleo con pentaclorofeno o naftenato de
cobre.
2.- Preservadores Orgánicos.
Simple o complejo, derivado de componentes orgánicos, petróleo, alquitrán.
- Fenoles Clorados: Simples, fenoles en distinto grado de coloración.
- Naftenatos: Simples derivados del ácido naftánico y un metal.
- Pentaclorofenatos: Sales derivadas del pentaclorofenol
3.- Preservadores Inorgánicos.
Soluble en agua simple y complejo derivado de componentes inorgánicos.
- Preservantes Simples: Constituido por una solución que tiene una sal
disuelta.
- Preservantes Complejo: Solución constituida por sustancias químicas
disueltas.
ECONOMÍA
I) DATOS DE MERCADO PERUANO:
La madera para construcción peruana se vende por pies cuadrados ,
siguiendo la siguiente fórmula:
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Luego el precio obtenido “X” se multiplica por el costo unitario de cada tipo de
madera.
Costos unitarios:
Madera corriente S/.1.65
Madera Copaiba S/.2.10
Madera Misa S/.2.10
Madera de Aguano S/.3.60
Madera de Cedro S/. 4.50
Aunque también se utilizan otros tipos a pedido del cliente que pueden ser:
Espinguillo, Cataluna, Copayba, Lagarto, Moena, Caoba, Castaña, Nogal,
Pino, Sacsa, Lupuna, etc.
Es decir, si se desea adquirir 30 de madera de Cedro se debe multiplicar
por su costo unitario.
PRECIO DE MADERAS PARA MACHIMBRADOS (1x4)
Dimensiones de 1”x4”x10 ¾”x4”x10
- Corriente S/. 48.00
- Copaiba S/. 85.00
- Aguano S/.150.00
- Cedro S/.220.00
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PRECIO DE TABLAS PARA ENCOFRADO
PRECIO DE PIE DERECHO (3X4)
PRECIO DE LISTONES