Características de la Madera

Veta

Varía según el crecimiento y tipo de árbol. A mayor edad del árbol, más anillos longitudinales presenta.

Veta Atravesada

Produce madera quebradiza. La desviación de la veta se expresa como una fracción (1/x), por ejemplo, 1/8 para tablas de piso y 1/12 para vigas.

Color

Característica estética que se puede modificar mediante la impregnación de células con químicos.

Brillo

Se obtiene mediante el pulido de la madera.

Olor

Producido por los cuerpos volátiles presentes en la madera.

Toxicidad

En algunos casos, la toxicidad de la madera impone restricciones de uso.

Madera Laminada

Se obtiene mediante la compresión de virutas.

Grado de Preparación y Dimensionamiento

Fuste: Parte del árbol procesable.

La madera puede ser:

• Aserrada: Cortada con sierra.
• Cepillada: Se eliminan restos y se deja lisa.
• Elaborada: Máxima preparación (cepillada + proceso adicional, como tratamiento contra hongos).

Valor Nominal

Dimensiones en pulgadas de la madera aserrada.

Valor Efectivo

Dimensión en cm o mm de la madera cepillada.

Nombres Comerciales

• Listón: 1 1/2″ espesor x 4″ ancho
• Tabla: 1 1/2″ espesor x sobre 4″ ancho
• Tablón: sobre 1 1/2″ espesor x sobre 4″ ancho

Largos Comerciales

• Pino radiata y álamo: 3,2 m
• Otros: 3,6 m

Dimensiones Comerciales

Pie = 12 pulgadas = 30,5 cm
1 PieM = 0,1 PulM

• PieM: 1″ espesor x 1′ ancho x 1′ alto
• PulM: 1″ ancho x 10″ alto x (10 o 12)’ largo

Propiedades Físicas de la Madera

Humedad

Masa de agua en la madera, medida con respecto a la madera seca. Un 30% de humedad se considera adecuado. Valores inferiores disminuyen las propiedades mecánicas, mientras que valores superiores aumentan el peso.

• Por pesada: Se pesa la madera en su condición inicial (1/2″ ancho x 2″ largo), luego se seca al 30% y se vuelve a pesar.

H =

• Por resistencia eléctrica: A mayor humedad, mayor flujo de electricidad. Se mide con un hidrómetro.

Absorción de la Humedad

En contacto con un medio húmedo, la madera absorbe humedad hasta alcanzar el equilibrio.

• Del agua: Al sumergir la madera en agua, la absorción es rápida al principio y luego más lenta. La velocidad de absorción aumenta con la temperatura.
• Del aire: La madera expuesta al aire no se seca completamente, manteniendo una humedad estable (12-15%) o (8-12%) en un recinto cerrado.

Contracción

Se produce durante el secado de la madera (Psf 30%).

C volumétrica = C radial + C tangencial
C tangencial = 2 C radial aprox.

Densidad o Peso Específico

D = m/v. La humedad altera esta relación.

• Densidad anhidra (Dss): Peso y volumen secos.
• Densidad aparente (Doo): Peso y volumen al mismo porcentaje de humedad.
• Densidad básica (Dso): Peso seco, volumen a un % de humedad.

Determinación de la Densidad

• Peso: Se mide con una balanza.
• Volumen: Se mide por estereometría (regla), inmersión en mercurio (volumenómetros) o inmersión en agua (Principio de Arquímedes).

Secado de la Madera

Natural

Método antiguo que consiste en dejar la madera al aire libre. Es lento y se consigue un 18% de humedad aproximadamente. Se recomienda colocar la madera sobre un castillo a 30-50 cm del suelo para evitar el contacto con larvas, etc.

Artificial

Se realiza en cámaras especiales de 2 m de altura, construidas con ladrillos refractarios (por sus cualidades de porosidad y caloríficas), paredes de doble ladrillo y techo con ladrillos huecos que permiten la carga de madera y la circulación del aire para extraer la humedad. Un mal uso deteriora la madera. Un factor importante en este secado es la Humedad Relativa (HR), que es la humedad de la masa de aire con respecto a la máxima humedad absoluta sin producir condensación a temperatura y presión constantes.

HR = (P/ ) x 100
P = presión parcial del vapor de agua
= presión de saturación del vapor de agua.

Para medir la HR se usa el psicrómetro, que consta de dos termómetros iguales. Uno tiene el bulbo seco y el otro está envuelto en algodón humedecido con agua destilada. Mide la diferencia de temperatura entre ambos bulbos y la transforma en un % de HR.

Preservación de la Madera

Se utilizan elementos químicos para aumentar la vida útil de la madera.

Aceitosos

Se obtienen de la destilación del alquitrán y petróleo refinado. Tienen baja volatilidad y se aplican con calor.

Creosota: Destilado del alquitrán obtenido de carbones sometidos a altas temperaturas. Alta toxicidad para organismos destructores de la madera, soluble en agua, fácil aplicación, baja volatilidad y lixiviabilidad (permite permanencia), bajo costo, MUY INFLAMABLE.

Solubles en Solventes Orgánicos

Origen en compuestos químicos (líquidos o sales), mayor costo. Pentaclorofenol es uno de los más usados. Al disolverse en solventes, presentan problemas de volatilidad, olor penetrante y acre, con peligros de vaporización y envenenamiento.

Hidrosolubles

Bajo costo, fácil adquisición, no presentan peligro de incendio y tienen menor toxicidad. Presentan problemas de lixiviación en contacto con agua o mucha humedad, produciendo colapsos o agrietamientos. Se utilizan en la construcción de viviendas.

Proceso de Preservación a Presión

Se realiza en plantas impregnadoras, donde las maderas se introducen en cilindros metálicos cerrados.

• Célula llena: Se aplica en toda la madera. Se extrae el aire formando vacío y luego, mediante presión (125 a 200 Psi), se aplica el preservante. Se utiliza cuando se desea mayor cantidad de preservante retenido.
• Célula vacía: Se inyecta aire junto con el preservante, a la misma presión que en el método de célula llena (no se genera vacío inicial).

Tableros de Madera

Extracción de Chapas

Se obtienen mediante máquinas con cuchillos especiales que rebanan o cortan las fibras de la madera entumecidas con vapor.

Debobinado

Se montan rollizos descortezados y humedecidos con vapor en máquinas similares a tornos de gran tamaño. Se obtiene una lámina que luego se alisa.

Folio

En cada pasada se obtiene una lámina y se repite el proceso.

Terciado (1 m x 2,2 m x (3, 6, 9, 12 o 24) mm)

Antiguo. Se unen láminas obtenidas por debobinado, opuestas en 90°, a una temperatura de 100-140 °C y presión de 10-12 kg/cm³, utilizando adhesivo Ureaformaldehído.

Aglomerado (Macizo) (1,5 m x 2,42 m x (9, 12, 15, 18, 20) mm)

Acopio de astilla, generalmente de pino radiata. Se forman tres capas de astillas (fina, gruesa, fina), se aplica adhesivo Ureaformaldehído, presión (20 kg/cm³) y temperatura (100-140 °C).

Material Desmenuzado (Cholguan) (1,52 m x 2,43 m x (3-4) mm)

La astilla pasa por engranajes generando pulpa. Se aplica temperatura (140-180 °C), presión (50 kg/cm³) y se obtiene una humedad del 8-12%.

Trupan (1,52 m x 2,43 m x (9, 12, 15, 18, 25) mm)

Material desmenuzado en seco con adhesivo Ureaformaldehído. Temperatura de 140 °C, presión de 70 kg/cm³.

Tablas Escaneadas

Ensayo de Tracción

• Paralelo a las fibras: (Probetas rectangulares 2″ x 2″ x 8″). La madera presenta mayor resistencia. σ = P(máx) / A.
• Normal a las fibras: R = P / A₀

Cizalle

(Fuerza opuesta a otra fuerza). Mide la capacidad de la materia para evitar el deslizamiento (capacidad de los adhesivos).

• Paralelo a las fibras, perpendicular a las fibras, oblicuas.

Dureza

Oposición a ser penetrada. Se usan probetas de 2″ x 2″ x 6″.

Extracción de Clavos

Relacionado con la densidad de la madera, diámetro de los clavos y profundidad de penetración.

R = K
R: Resistencia máxima a la retención
K: Constante que depende de la especie
Dss: Densidad anhidra
d: Diámetro del clavo (cm)
m y n: Constantes experimentales
L: Profundidad de penetración (cm)

Flexión

Deformación que sufre la barra.
M: Momento flector
W = I/c (Módulo de flexión)
Cuando la carga está en el centro, M = PL/40
L: Largo de la barra