propiedades elásticas de la madera bonilla

7/25/2019 Propiedades Elsticas de La Madera Bonilla

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PROPIEDADES ELSTICAS DE LA MADERA

El mdulo de Elasticidad, el mdulo de corte y el mdulo de Poissn representan lascaractersticas elsticas de un material. La madera como material ortotrpico tiene tresmdulos de elasticidad, tres mdulos de corte y seis mdulos de Poissn, orientados ydefinidos segn los tres ejes ortogonales.

Desde el punto de vista ingenieril puede suponerse que el material es omog!neo loque permite considerar slo tres.

Mdulo de Elasticidad.

El mdulo de elasticidad de la madera puede ser o"tenido directamente de una curva

esfuer#o $ deformacin en ensayo de compresin paralela. Puede tam"i!n ser allado porm!todos indirectos como en los ensayos a fle%in. &egn los resultados o"tenidos enmaderas tropicales el mdulo de elasticidad en compresin paralela es mayor que elo"tenido en fle%in esttica, no o"stante, usualmente se toma el segundo como gen!rico dela especie, por ser las defle%iones en elementos a fle%in criterio "sico en sudimensionamiento.

Mdulo de Corte o Rigidez.

El mdulo de corte relaciona las deformaciones o distorsiones con los esfuer#os de

corte o ci#allamiento que les dan origen, ' ( . E%isten diferentes valores para estemdulo en cada una de las direcciones de la madera, sin em"argo el ms usual es el quesigue la direccin de las fi"ras. Los valores reportados para esta propiedad varan entre )*)+y )*- del mdulo de elasticidad lineal.

Mdulo de Poissn.

&e conoce como mdulo de Poissn a la relacin que e%iste entre deformacin lateral ydeformacin longitudinal. Para el caso de la madera e%isten en general + mdulos dePoissn ya que se relacionan las deformaciones en las direcciones longitudinal, radial y

tangencial. La madera presenta diferentes valores segn las direcciones que se consideren,se a reportado para maderas conferas valores del orden de ,/- para densidades de ,-gr*cm0.


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Principales actores !ue In"lu#en en la Madera Estructural.

1oda la madera a ser empleada como elemento estructural, de"er cumplir con unmnimo de requisitos que permitan o"tener las resistencias y dura"ilidad deseadas. Para laseleccin de la madera adecuada, se reali#a una clasificacin visual que permite detectar

cualquier irregularidad o imperfeccin que afecte a sus propiedades mecnicas, la maderade"er ser proveniente de las especies forestales consideradas como adecuadas paraconstruir, la madera adems de"er tener una "uena dura"ilidad natural o estaradecuadamente preservada.

La calidad de la madera es afectada por diversos factores o agentes, a continuacin sepresentan definiciones para los diferentes tipos de defectos agrupados segn su origen.

Principales De"ectos Producidos por Agentes $iolgicos.

2 Pudricin 3ncipiente.2 Pudricin 4van#ada.2 Pudricin 5asta6a.2 Pudricin 5lara.2 7anca.2 4ta"acado.2 Perforaciones (randes.2 Perforaciones Peque6as.

Principales De"ectos Producidos Durante el Apeo% Transporte # Al&acena&iento

2 Desgarramiento.2 8ractura o 8alla de 5ompresin.2 9ajadura.

Principales De"ectos Producidos Durante el Secado.

2 (rieta.2 9ajadura.2 Endurecimiento &uperficial.

2 5olapso.2 4la"eo.2 4"arquillado.2 4rqueado o 5om"ado.2 Encorvado.2 1orcedura.


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Principales De"ectos Producidos por el Aserrado.

2 4rista 8altante.2 Picada.2 7ala Escuadra.

LA MADERA ' EL A()A

El estudio de las relaciones entre el agua # la &adera es el &*s i&portante detodos los !ue se relacionan con este &aterial% dado !ue el co&porta&iento de la&adera est* &u# in"luenciado por su contenido de +u&edad.La umedad es un factordeterminante en su dura"ilidad, en su resistencia, en su peso y, so"re todo, en susdimensiones con el contenido de umedad, incndose cuando gana umedad ymermando cuando la pierde.

:n r"ol reci!n apeado, dado que el agua llena todos los uecos entre las fi"raselementales, entre las microfi"rillas, entre las fi"ras e incluso gran parten del lumen celular,el porcentaje de umedad de la madera oscila alrededor del ,- /cada 0g. de &aderaseca contiene -., 0g. de agua1%siendo muy numerosos los casos en los que el peso delagua contenida es mayor que el peso de la madera, es decir, el porcentaje de umedadsupera el 2--.

El aire, como consecuencia de la fuer#a desecante que tiene, a"sor"e agua de lasuperficie de la madera, dejando la primera capa de c!lulas sin casi agua. Esta capa de

c!lulas, al estar ms secas que la segunda capa, a"sor"e parte del agua que tiene, de forma aigualar su umedad, y as sucesivamente asta llegar al interior de la madera.

El aire va quitando agua de los uecos de la madera, primero el agua del lumen celular,despu!s el agua aderida superficialmente por fuer#a capilar de la pared celular, luego elagua retenida por adesin superficial y el agua retenida en los grupos polares de lacelulosa. &egn se va secando la madera, llega un momento en que am"as fuer#as seequili"ran, con lo que cesa el intercam"io de agua. En ese momento se dice que la maderaa alcan#ado el punto denominado ;3u&edad de E!uili4rio 3igroscpico5 /3E31.

5omo el aire cam"ia de condiciones climticas constantemente, este punto deequili"rio /3E31% tam"i!n cam"ia constantemente, tomando agua la madera cuandodisminuye la fuer#a desecante del aire o cediendo agua la madera cuando aumenta la fuer#adesecante del aire. 5omo los cam"ios climticos del aire se suceden continuamente, del daa la noce, segn las estaciones, ace que la umedad de la madera tam"i!n cam"iecontinuamente, si "ien en valores muy peque6os. La 3E3 es casi constante para cadaclase de &adera.


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La madera es ligera, fle%i"le y moldea"le, y presenta una gran resistencia a la tensin.Las vetas y la variedad de su te%tura le proporcionan una gran "elle#a natural, a pesar decarecer del peso, dura"ilidad y cualidad monumental de la piedra.

CARACTER6STICAS 6SICAS7

a1 Contenido de 3u&edad7 9elacionado directamente con la propiedad de Permite estimar el comportamiento mecnico de la madera ante ciertos esfuer#os.

> 3nfluye en la productividad de mucos procesos industriales y sus aptitudes paratra"aja"ilidad y aca"ados.

Las maderas ligeras /de &enos densidad1%son las que ms variacin de umedadpueden tener. Esto es de"ido ala eco de que tienen mayor volumen de uecos /c?lulas&u# grandes # paredes celulares &u# delgadas1que las maderas pesadas y por tantopueden retener mayor volumen de agua. La densidad normal es muy varia"le segn


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especies. As= e@isten &aderas !ue tienen apenas una densidad de -. gBc&/&adera de4alsa1% +asta &aderas de 2. gBc& /&adera de !ue4rac+o% o &adera de palo de+ierro1.4 pesar de tener tantas variaciones de densidad se puede calificar a la maderacomo un &aterial ligero si se le compara con otros materiales como el concreto /.gBc&1o el acero /., gBc&1.

Las &aderas ligeras son &aderas de tonos claros% 4landas% poco resistentes peroel*sticas% poco dura4les% "*ciles de tra4a:ar% con tacto 4asto. En cam"io las &aderaspesadas son &aderas o4scuras% duras% &u# resistentes pero "r*giles% &u# dura4les%di"=ciles de tra4a:ar% con tacto &u# "ino. &egn esto, y sa"iendo la gran oscilacin dedensidades que e%iste entre especies /&*s de un -- de Densidad Inicial o Ferde7 es la relacin que e%iste entre la 7asa 3nicial y elolumen 3nicial.

> Densidad Seca al Aire7 es la relacin que e%iste entre la 7asa &eca al 4ire y el

olumen &eco al 4ire.

> Densidad An+idra7 es la relacin que e%iste entre la 7asa &eca al


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DE&3D4DE& DE 4L(:4& 74DE94&

COMO I9L)'E LA TEMPERAT)RA E9 LA MADERA

La temperatura es una propiedad muy importante que influye muco en el proceso de

o"tencin de la madera desde su tala asta sus diferentes formas de uso en la construccin,en el proceso que ms influencia tiene la temperatura es en el secado de la madera.

Por secado de la madera se entiende, en forma general, el proceso de eliminacin delagua en e%ceso del material reci!n cortado, que se aplica con el propsito de optimi#ar suposterior procesamiento y transporte para usos especficos.

La madera puede ser secada por uno de los tres m!todos siguientes=

). &ecado completo al aire li"re ?secado natural@.

. &ecado completo en ornos o cmaras ?secado artificial@

SECADO AL AIRE LI$RE

Esta forma de secado es la ms econmica y fcil de implementar puesto que se reali#aen patios de secado de "ajo costo. 5onsiste en apilar la madera de modo que el aire puedacircular entre las ta"las. Las desventajas de este secado son= el largo tiempo de secado, la


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influencia negativa de las estaciones ?!pocas de lluvia@, el ataque de insectos, umedadfinal de la madera no menor al )/ >.

SECADO E9 CMARAS

E%isten varios tipos de cmaras de secado. Las ms comunes son= De alta temperatura?ms de F B5@, de condensacin ?desumidificacin@ y cmaras convencionales detemperatura media ?asta F B5@. Este tra"ajo trata so"re las cmaras de secadoconvencionales. En la figura ).), se muestra un esquema de este tipo de cmara.

Esquema de una cmara de secado de madera

DE(RADACIO9 DE LA MADERA

En cuanto a idea de dura"ilidad que se tiene de varios materiales es difcil compararlacon la de la madera. La madera se degrada, se de"e tener presente en qu! condicionesocurre, ya que e%isten un sinnmero de m!todos protectores que garanti#an su dura"ilidad.9ecordemos los cientos de a6os que se an mantenido las estructuras de innumera"lescatedrales e iglesias, por el simple eco de a"er previsto una peque6a mantencin omantenimiento para proteger la estructura contra la umedad del medio am"iente.


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EHISTE9 A(E9TES $ITICOS DESTR)CTORES DE LA MADERA

Esta degradacin de madera se puede de"er a diferentes causas y agentes causantes dedica destruccin, por esa ra#n de"emos o"servar el entorno y las condiciones en que seencuentra la madera. Lo que permitir sa"er en cada caso, el principal da6o y elegirel m!todo mas adecuado de proteger la madera.

CA)SAS DE DE(RADACIO9

Causas 4iolgicas7

Para que los agentes "iolgicos se puedan desarrollar y su"sistir se requiere que e%istanciertas condiciones mnimas como son=

7aterial alimenticio para su nutricin.

1emperatura para su desarrollo. El intervalo de temperatura es de GH a -)H, siendo el

ptimo alrededor de los /F H5.

y el )G >, para que la madera pueda ser suscepti"le de

ataques de ongos. Por de"ajo del >, el ongo no puede desarrollarse y porso"re )G > de umedad, no e%iste el suficiente cantidad de o%geno para quepueda su"sistir.

:na fuente de o%geno suficiente para la su"sistencia de los micro2organismos. 4l

e%istir las condiciones descritas, el ataque "iolgico es facti"le que ocurra, pudiendoproducir alteraciones de importancia en la resistencia mecnica de la madera o en suaspecto e%terior.


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3ongos cro&genos

Estos ongos se caracteri#an por alimentarse de las c!lulas vivas de la madera.El efecto importante que producen es un cam"io de coloracin, la madera toma un colora#ulado, pero en general no afecta a su resistencia, dado que no altera la pared celular.

Pie#as de madera maciem"rada, la que fue atacada por ongoscromgenos.

:na madera a#ulada no de"era depreciarse ms que por su aspecto, pero la realidad esque el eco de presentar dica coloracin, es signo de que la madera a estado e%puesta acondiciones favora"les para el desarrollo de ongos de pudricin, y si "ien todavano es visi"le su ataque, pro"a"lemente !ste se a producido en alguna medida.

3O9(OS DE P)DRICI9.

Los ongos se alimentan de la pared celular, causando una severa p!rdida deresistencia, impidiendo cualquier tipo de aplicacin, ya que la madera puede desintegrarsepor la simple presin de los dedos.
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En un ataque de pudricin se suelen desarrollar mucos tipos de ongos, cada uno delos cuales acta en un determinado intervalo de degradacin, dependiendo si el ongo sealiment de la lignina o de la celulosa.

Estructura anatmica de una especie confera con ongos que se alimentan de la pared

celular.

La pudricin "lanca es causada por ongos que se alimentan de la lignina, dejando lacelulosa de color "lanco. En este caso la madera se rompe en fi"ras, por lo que tam"i!n sedenomina pudricin fi"rosa. La pudricin parda es causada por ongos que se alimentan dela celulosa dejando la lignina, caracteri#ada por su color pardo. La madera se desgrana en

cu"os, por lo que tam"i!n se le conoce como pudricin c"ica.MO3OS

Esos ongos tienen una apariencia de algodn fino. La e%tensin de estos dependefundamentalmente de la temperatura y de una umedad a"undante. 4fectan a la madera ensu aspecto superficial y se pueden eliminar cepillando la pie#a, no causan da6os a laresistencia ni a otras propiedades. &i no se eliminan oportunamente puede que la pie#a de
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madera sea fcilmente atacada por ongos de pudricin, ya que el crecimiento de moosestimula su desarrollo Pie#a de madera atacada por ongo de pudricin

I9SECTOS(ran cantidad de insectos usan la madera para reproducirse y vivir y se alimentan de lacelulosa que !sta contiene. El da6o se produce de"ido a que sus larvas, orugas y adultosa"ren galeras en la madera para o"tener alimento y proteccin. Dentro de estos insectosfiguran los siguientes=

Colepteros

Los colepteros %ilfagos pueden ser agrupados en tres categoras=

)@ 3nsectos que requieren un contenido de umedad en la madera mayor al >,siendo la familia ms importante los 5eram"cidos, cuyas larvas se alimentan de almidn,a#ucares y su"stancias al"uminoideas de la madera. La mayora ataca a los r"oles en pie yun nmero reducido de especies invade la madera que se encuentra encastillada, tanto deconferas como latifoliadas.
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3nsecto ceram"cido que ataca la madera

@ 3nsectos que atacan maderas parcialmente secas ?menos del )F > de umedad@,siendo la al"ura a"itualmente la #ona afectada.

4 este grupo pertenecen los Lctidos, que se caracteri#an porque las larvas se alimentandel almidn contenido en la pared celular, para lo cual practican galeras de alrededor de )

mm de dimetro, destruyendo la madera y dejando tras de s un aserrn muy fino.

o atacan a las conferas, solamente a las latifoliadas.

El lctido slo ataca latifoliadas.
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/@ 3nsectos que atacan a las maderas secas, tanto conferas como latifoliadas, y quepertenecen a la familia de los 4n"idos, comnmente llamados 5arcoma, que se alimentana e%pensas de la celulosa y lignina.

El an"ido se alimenta de celulosa y lignina &u tama6o es relativamente peque6o, con

una longitud desde ,- mm asta F,- mm y practica galeras de unos a / mm de dimetro,dejando tras de s un aserrn un poco menos fino que el de los Lctidos.

TERMITAS.&on los ataques de estos insectos los que pueden causar mayores da6os a la estructura demadera de cualquier vivienda. En la imagen se o"servan termitas su"terrneas en plenoataque a una solera de un ta"ique. E%isten termitas end!micas, muy reconocidas, queconstruyen sus nidos dentro de la madera a la cual atacaron, alimentndose principalmenteen su estado larvario. La termita su"terrnea, especie norteamericana introducida a nuestropas a mediados de los a6os F en em"alajes de madera, no vive en la madera, sino entermiteros que se u"ican normalmente al interior del suelo y r"oles ?caso no muy [email protected] o"reras se dirigen a la #ona donde e%iste celulosa para alimentarse, construyendogaleras por el interior del suelo, y por muros e%teriores, las que pueden llegar a medircentenares de metros. &on capaces de introducirse entre los cimientos, so"recimientos,radieres y muros de las edificaciones taladrando el ormign, aprovecando las grietas, lasca6eras y ductos que atraviesan estas estructuras o practicando galeras e%teriores a "ase deuna argamasa e%traordinariamente dura.
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Las colonias estn conformadas por distintas castas como son las reproductoras,soldados y o"reras, estas ltimas son las que "uscan el alimento celulsico y alimentan alresto de la colonia.

Las o"reras desarrollan galeras en direccin de la fi"ra, dejndolas li"res de aserrn,dado que todos los das de"en volver a su termitero. Las uellas de ataque son tu"os de"arro, sin em"argo, es usual ver el da6o slo cuando la madera falla por falta de resistencia.Estos

insectos requieren de umedad para poder vivir, elementos que se encuentran en elsuelo y las reas medas de la estructura, pero atacan maderas secas.

PROTECCI9 DE LA MADERA

En este apartado te damos conocimientos "sicos y muy prcticos para el cuidado ymantenimiento de la madera.

5uales son los enemigos principales que envejecen y deterioran la madera y como evitarlos.

Principales enemigos de la madera

La lu# solar1odas las maderas que est!n en el e%terior orientadas acia el sol y no tenganningn tratamiento de proteccin se irn descoloriendo y aca"aran de un colorgrisceo. Para evitar les tendremos que aplicar un tratamiento de proteccin tintadacuyos pigmentos arn de filtro solar.

7oos y ongos
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Los ongos y el moo son "acterias que aparecen en la superficie de la madera.Para evitar su crecimiento y proliferacin aplicaremos un tratamiento fungicida.

Los insectosLa madera sirve como lugar de refugio para insectos que se reproducen en ella, ya

que las larvas encuentran los nutrientes y la proteccin ideal. Para eliminarlose%isten diversos productos preventivos o curativos contra los gusanos de la madera.

Las rendijasLas uniones de la madera con la al"a6ilera de"en sellarse evitando que seintrodu#ca la suciedad y la umedad en su interior. En caso contrario con el pasodel tiempo la madera se vera gravemente perjudicada. Para tapar las rendijasutili#aremos una masilla elstica de poliuretano ?P:@.

La umedadEl agua y la umedad es un factor muy negativo para la madera tanto provenga dele%terior ?lluvias, nie"la o nieve@ como del interior ?condensacin@. Para evitar lapenetracin de agua en la madera puedes acerlo dndole una o varias manos de"arni#, pintura, ceras o aceites.

Productos para la proteccin de la madera

La capa de imprimacin4 las maderas nuevas les aplicaremos una capa de imprimacin. Esta capa tienepor o"jeto el rellenado de los poros a"iertos en la madera, as como el de levantarel repelo de la madera. Iue una ve# aplicado perfectamente lijado dar comoresultado una superficie lisa y uniforme.

Pintura&o"re superficies visi"les podemos aplicar pinturas, "arnices o protectores. Lo quesi emos de tener en cuenta es que an de ser productos microporosos para poderdejar respirar la madera. &i no fuese as, la madera se nos incara y se escamara.&i nos decantamos por pinturas, podremos escoger entre una gran variedad decolores pero teniendo en cuenta que nos taparan las vetas de la pintura, en cam"io,los "arnices y los protectores son totalmente transparentes.

El "arni#Podemos escoger entre un "arni# mate ?opaco@ o "rillante en el que tanto uno comoel otro forman una pelcula totalmente muy resistente y totalmente impermea"le.9eal#ando el color conseguido adems de proporcionar una proteccin adecuada ala misma.


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Los tratamientos protectoresLos protectores de la madera los podemos encontrar en mate o satinado y endiversos tonos. Pero son totalmente transparentes y dejan ver el vetado de lamadera.

PROCESO DE CO9FERSI9 DE LA MADERA

4ntes de a"lar de la conversin de la madera a"laremos so"re sus partes=

5orte#a= es la capa ms e%terna, que protege al r"ol de los agentes atmosf!ricos. L"er= capa encargado de conducir la savia del r"ol. 4l"ura= madera joven que con el tiempo se ira endureciendo. Duramen= es la madera propiamente dica.

La madera desde que se e%trae del r"ol asta que llega a ser empleada para la fa"ricacin

de o"jetos, pasa por el siguiente proceso de transformacin.

14L45onsiste en cortar el tronco del r"ol y a"atirlo. Previamente de"en seleccionar losar"oles mas altos y luego repo"lar la #ona.

DE&5J91EK4DJ EL373453M DE 9474&ormalmente solo se aproveca el tronco del r"ol, por lo que es necesario quitarlela corte#a y las ramas

4&E994DJ

5onsiste en reali#ar un despiece del tronco en ta"las, de forma que se aprovece alm%imo la madera

&E54DJEliminacin de la umedad de la madera

SECADO DE LA MADERA

:n proceso de suma importancia en la industria de la madera, es el secado natural ?al aire@ y*oartificial ?ornos@ de la madera aserrada. Para ejecutar un secado a nivel industrial se utili#anornos, donde se pretende= eliminar un porcentaje de la umedad interna de la madera,minimi#ando defectos que se puedan producir, invirtiendo elmenor tiempo posi"le y consumiendola menor cantidad de energa, logrando as una optimi#acin del proceso y o"teniendo materiaprima ?madera aserrada y seca@ apta para posteriores procesos secundarios. &e presenta acontinuacin un "reve vista#oso"re la importancia del secado de la madera, etapas del proceso desecado,m!todos de secado y algunos aspectos prcticos.


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Etapas del Proceso de &ecado

1radicionalmente, en el proceso de secado de madera aserrada en ornos convencionales, e%istenetapas que son comunes a todas las especies madera"les.

ETAPAS DEL PROCESO DE SECADO DE MADERA ' S)S O$JETIFOSEtapa del proceso J"jetivo que se persigue en cada etapa

Etapa de calenta&iento

). 4lcan#ar las condiciones de temperatura y umedad relativa ? de 5< menos que el 5

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