MADERA

1. MADERA MADERA MADERA INTRODUCCION COMPOSICIÓN PROPIEDADES FÍSICAS PROCESO DE OBTENCIÓN DESTRUCCIÓN Y PROTECCIÓN DE LA MADERA PRODUCTOS Arq. Alejandro de la Vega Calderón

2. INTRODUCCIÓN••• La madera es un material complejo, con unas propiedades y características que dependen no sólo de su composición sino de su constitución (o de la manera en que están colocados u orientados los diversos elementos que la forman). El cómo están colocados u ordenados estos elementos nos servirá para comprender mejor el comportamiento, algunas veces poco lógico (aparentemente) de este material. En primer lugar se ha de recordar que la madera no es un material de construcción, fabricado a propósito por el hombre, sino que es un material obtenido del tronco y las ramas de los árboles cuya finalidad es la de facilitar el crecimiento y supervivencia de este elemento vegetal.

3. INTRODUCCIÓN••• La madera no es un material homogéneo, está formado por diversos tipos de células especializadas que forman tejidos. Estos tejidos sirven para realizar las funciones fundamentales del árbol; conducir la savia, transformar y almacenar los alimentos y por último formar la estructura resistente o portante del árbol. Será interesante recordar algunos conceptos respecto a la composición, microestructura y sobre todo la macroestructura de la madera.

4. COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA MADERA••• COMPOSICIÓN Elementos orgánicos de que se componen: - Celulosa: 40-50% - Lignina: 25-30% - Hemicelulosa: 20-25% (Hidratos de carbono) - Resina, tanino, grasas: % restante Estos elementos están compuestos de: - Elementos esenciales (90%): - Carbono: 46-50% - Oxígeno: 38-42% - Hidrógeno: 6% - Nitrógeno: 1% - Otros elementos (10%): - Cuerpos simples (Fósforo y azufre) - Compuestos minerales (Potasa, calcio, sodio) Es una sustancia fibrosa, organizada, esencialmente heterogénea, producida por un organismo vivo que es el árbol. Sus propiedades y posibilidades de empleo son, en definitiva, la consecuencia de los caracteres, organización y composición química de las células que la constituyen. El origen vegetal de la madera, hace de ella un material con unas características peculiares que la diferencia de otros de origen mineral.

5. COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA MADERA••• ESTRUCTURA MACROSCÓPICA La observación de un trozo de madera nos permitirá ver los diversos elementos característicos que la forman, y además, apreciar que no se trata de un material homogéneo. Si se observa el tronco de un árbol, se ve que tiene forma casi cilíndrica (troncocónica) y que está formado por sucesivas capas superpuestas (anillos). En primer lugar se aprecia que entre la madera y la corteza existe una capa generatriz, llamada cambium, que produce madera hacia el interior y corteza hacia el exterior. En cada período vegetativo se forma una nueva capa (anillo) que cubre la anterior.

6. COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA MADERA••• Dentro de cada capa se observan dos zonas bien diferenciadas, la formada al principio del período vegetativo con células de paredes delgadas y grandes lúmenes que se denomina madera de primavera, y la formada durante el verano, con células de paredes gruesas y lúmenes pequeños, llamada madera de verano. Esta diferencia entre las dos zonas, hace fácilmente distinguible en la sección transversal, una serie de anillos concéntricos llamados anillos de crecimiento, cada uno de los cuales corresponde a un período vegetativo de la vida del árbol y que en nuestro clima, representa el crecimiento anual, por lo que su número indica la edad del árbol.

7. PROPIEDADES FÍSICAS••• 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 del árbol 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.

8. PROPIEDADES FÍSICAS••• HUMEDAD • El agua en la madera, puede estar presente de tres formas diferentes: • Agua de constitución o agua combinada: Es aquella que entra a formar parte de los compuestos químicos que constituyen la madera. Forma parte integrante de la materia leñosa (de su propia estructura), y no se puede eliminar si no es destruyendo al propio material (por ejemplo, quemándola). • Agua de impregnación o de saturación: Es la que impregna la pared de las células rellenando los espacios submicroscópicos y microscópicos de la misma. Se introduce dentro de la pared celular, siendo la causa de la contracción de la madera cuando la pierde (desorción) y de su expansión o hinchamiento cuando la recupera (sorción: retención de agua). Se puede eliminar por calentamiento hasta 100 - 110° C. • -Agua libre: Es la que llena el lumen de las células o tubos (vasos, traqueidas, etc.) Es absorbida por capilaridad. DUREZA La madera dura tiene los anillos bastantes separados, pocos nudo y poca resina y dispone de bastantes colores pero predominan los oscuros. La madera blanda por el contrario tiene los anillos muy juntos y los colores son mas castaños o claros.

9. PROCESO DE OBTENCIÓN DE LA MADERA••• APEO, CORTE O TALA En este proceso intervienen la cuadrilla de operarios que ejecutan las obras necesarias para cortar el árbol, quitar las ramas, raíces y la corteza para que empiece a secarse. Suele recomendarse que a los árboles se les corte en otoño o invierno.

10. PROCESO DE OBTENCIÓN DE LA MADERA••• 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 exista. Normalmente se hace tirando con animales ó maquinaria pero hay casos en que hay un río cerca y se aprovecha 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.

11. PROCESO DE OBTENCIÓN DE LA MADERA••• ASERRADO En los aserraderos se prepara la madera, cortandola dependiendo del uso que se le vaya a dar. 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.

12. PROCESO DE OBTENCIÓN DE LA MADERA••• SECADO SECADO NATURAL: Se colocan los maderos en pilas separadas del suelo y con huecos para que corra el aire entre ellos y protegidos del agua y el sol para que así se vayan secando lo que le pasa a este sistema es que tarda mucho tiempo y eso no es rentable al del aserradero que quiere que eso vaya deprisa.

13. PROCESO DE OBTENCIÓN DE LA MADERA••• SECADO ARTIFICIAL: Dentro de este hay varios métodos distintos: Secado por inmersión: En este proceso se mete al tronco o el madero en una piscina, y por el empuje del agua por uno de los lados del madero la savia sale empujada por el lado opuesto así se consigue que al eliminar la savia la madera no se pudra y aunque le prive a la madera de algo de dureza y consistencia ganara en duración. Este proceso dura varios meses, tras los cuales la madera secara mas deprisa por que no hay savia. Secado al vacío: en este proceso la madera es introducida en unas maquinas de vacío. Es él mas seguro y permite conciliar tiempos extremadamente breves de secado con: • Bajas temperaturas de la madera en secado. • Limitados gradientes de humedad entre el exterior y la superficie. • La eliminación del riesgo de fisuras, hundimiento o alteración del color. • Fácil utilización. • Mantenimiento reducido de la instalación 1-Panel de control computerizado (Vacutronic). 2-Batería de agua caliente. 3-Madera en secado. 4-Ventilador de flujo alterno. 5-Turbulencia. 6-Sonda. 7-Carro motorizado de carga. 8-Condensador.

14. PROCESO DE OBTENCIÓN DE LA MADERA••• Secado por vaporización: Se meten los maderos en una nave cerrada a cierta altura del suelo por la que corre una nube de vapor de 80 a 100Cº Con este proceso se consigue que la madera pierda un 25% de su peso en agua y más tarde para completar el proceso se le hace circular una corriente de vapor de aceite de alquitrán que la impermeabilizará y favorecerá su conservación. Secado mixto:En este proceso se juntan el natural y el artificial: Se empieza con un secado natural que elimina la humedad en un 20-25% para proseguir con el secado artificial hasta llegar al punto de secado o de eliminación de humedad deseado. Secado por bomba de calor:Este proceso es otra aplicación del sistema de secado por vaporización, con la aplicación de la tecnología de Bomba de calor al secado de la madera permite la utilización de un circuito cerrado de aire en el proceso, ya que al aprovecharse la posibilidad de condensación de agua por parte de la bomba de calor, de manera que no es necesaria la entrada de aire exterior para mantener la humedad relativa de la cámara de la nave ya que si no habría desfases de temperatura, humedad.

15. DESTRUCCIÓN DE LA MADERA••• CAUSAS BIÓTICAS • Hongos: Son vegetales sin clorofila, se reproducen por esporas infectando la madera. Tienen un sistema vegetativo formado por filamentos que penetran y pudren la madera. • Pudrición parda: Ataca a la celulosa. • Pudrición blanca: Ataca a la lignina. • Pudrición azul: Se alimenta de las materias de reserva y no influye en la resistencia. • Pudrición roja: Cuando atacan distintos tipos de hongos, al final aparecen vetas negras. • Insectos xilófagos: Al crecer los insectos es cuando más perjudican, creando galerías. • Hay tres grupos: • SIREX GIGA Se desarrollan en la madera y • SIREX SPECTRUM son las peores • TERMES Y CARCOMA • Otros organismos: Roedores CAUSAS ABIÓTICAS INTEMPERIE FUEGO AGENTES QUÍMICOS (Ácidos y Bases)

16. PROTECCIÓN DE LA MADERA••• DESAVIADO Se debe eliminar la savia mediante lavado interno de la madera, debién­dose realizar inmediatamente después del apeo porque la savia está fluida. SECADO Estabiliza la madera, evita ataques de hongos y aumenta las resistencias. Se realiza evaporando el agua superficial y pasando la del interior a la superficie y así sucesivamente. Influyen la humedad, la temperatura, y la velocidad del aire que rodea a la madera. Hay varios tipos: Secado natural o al aire: En pilas, en cobertizos o en cubiertas desmontables. El suelo mejor de hormigón y el apilado sobre trozos de madera o ladrillo. Se recomienda un máximo de 5 m. De altura y la colocación entre las capas de listones de madera. Este secado dura un año por cm2 de espesor. Secado artificial por aire: En cámaras cerradas en las que se inyecta aire seco y caliente, esto puede realizarse intermitentemente o con continuidad. Cuando se realiza a través de un túnel conviene que la madera sea de la misma especie. El secado se consigue en 2 o 3 semanas.

17. PROTECCIÓN DE LA MADERA••• ENVEJECIMIENTO ARTIFICIAL Se realiza en autoclave o por electrólisis. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES Carbonización. Pintado. Revestimiento de clavos. TRATAMIENTOS POR INMERSIÓN Se consiguen introduciendo la madera en baños de líquidos antisépticos. TRATAMIENTOS POR INYECCIÓN Son más eficaces que los tratamientos por inmersión porque hacen penetrar el líquido antiséptico por los poros de la madera PROTECCION CONTRA EL FUEGO • Recubrimientos superficiales: • Silicato sódico. • Fosfato amónico • Lechada de cal • Por impregnación: • Ya sea por inyección, inmersión o pulveriza­ción de fosfato, sulfato o cloruro de amonio.

18. PRODUCTOS••• AGLOMERADOS Se constituyen a partir de pequeñas virutas encoladas a presión en una proporción de 90% virutas y 10% cola. Se fabrican de diferentes tipos en función del tamaño de sus partículas, de su distribución por todo el tablero, así como por el adhesivo empleado para su fabricación. Por lo general se emplean maderas blandas mas que duras por facilidad de trabajar con ellas, ya que es más fácil prensar blando que duro. Los aglomerados son materiales estables y de consistencia uniforme, tienen superficies totalmente lisas y resultan aptos como bases para enchapados. Existe una amplia gama de estos tableros que van desde los de base de madera, papel ó laminados plásticos. La mayoría de los tableros aglomerados son relativamente frágiles y presentan menor resistencia a la tracción que los contrachapados debido a que los otros tienen capas superpuestas perpendicularmente de chapa que dan bastantes mas aguante. Estos tableros se ven afectados por el exceso de humedad, presentando dilatación en su grosor, dilatación que no se recupera con el secado. No obstante se fabrican modelos con alguna resistencia a condiciones de humedad. Aunque de debe evitar el colocar tornillos por los cantos de este tipo de laminas, si fuese necesario, el diámetro de los tornillos no debe ser mayor a la cuarta parte del grosor del tablero, para evitar agrietamientos en el enchapado de las caras.

19. PRODUCTOS••• Existen diferentes tipos de aglomerado: Aglomerados de fibras orientadas: Se trata de un material de tres capas hecho con base en virutas de gran tamaño, colocadas en direcciones transversales, simulando el efecto estructural del contrachapado. Aglomerado decorativo: Se fabrica con caras de madera seleccionada, laminados plásticos o melamínicos. Para darle acabado a los cantos de estas laminas se comercializan cubrecantos que vienen con el mismo acabado de las caras. Aglomerado de densidad graduada: Actúa bajo el mismo principio que la de tres capas, pero la diferencia es que la transición entre estas se da de manera gradual. Aglomerado de tres capas: Tiene una placa núcleo formada por partículas grandes que van dispuestas entre dos capas de partículas más finas de alta densidad. Su superficie es más suave y recomendada para recibir pinturas. Aglomerado de una capa: Se realiza a partir de partículas de tamaño semejante distribuidas de manera uniforme. Su superficie es relativamente basta. Es recomendable para enchapar pero no para pintar directamente sobre él.

20. PRODUCTOS••• CONTRACHAPADOS Un tablero ó lamina de madera maciza es relativamente inestable y experimentará movimientos de contracción y dilatación, de mayor manera en el sentido de las fibras de la madera, por ésta razón es probable que sufra distorsiones. Para contrarrestar este efecto, los contrachapados se construyen pegando las capas con las fibras transversalmente una sobre la otra, alternamente. La mayoría de los contrachapados están formados por un numero impar de capas para formar una construcción equilibrada. Las capas exteriores de un tablero se denominan caras y la calidad de éstas se califica por un código de letras que utiliza la A como la de mejor calidad, la B como intermedia y la C como la de menor calidad. La cara de mejor calidad de un tablero se conoce como "cara anterior" y la de menor como "cara posterior" o reverso. Por otra parte la capa central se denomina "alma". Esto se hace para aumentar la resistencia del tablero o de la pieza que sé este haciendo.

21. PRODUCTOS••• TABLEROS DE FIBRAS Los tableros de fibras se construyen a partir de maderas que han sido reducidas a sus elementos fibrosos básicos y posteriormente reconstituidas para formar un material estable y homogéneo. Se fabrican de diferente densidad en función de la presión aplicada y el aglutinante empleado en su fabricación. Se dividen en varios tipos: Tableros duros. Estas tableros han sido impregnados con resina y aceite para obtener un material más fuerte e impermeable y resistente a la abrasión. Se fabrican en gran variedad de grosores, desde1, 5mm hasta 12mm, se trata de un material barato que se utiliza casi siempre para fondos de cajones. Los hay también de cara doble, enchapados decorativos y perforados. Tableros semiduros. Encontramos dos tipos de éstos tableros, los de baja densidad (DB) que oscilan entre 6mm y 12mm y se utilizan como recubrimientos y para paneles de control, y los de alta densidad (DA), que se utilizan para revestimientos de interiores. Tableros de Densidad Media (MDF). Se trata de un tablero que tiene ambas caras lisas y que se fabrica mediante un proceso seco. Las fibras se encolan gracias a un adhesivo de resina sintética. Estos tableros pueden trabajarse como si se tratara de madera maciza. Constituyen una base excelente para enchapados y reciben bien las pinturas. Se fabrican en grosores entre 6mm y 32mm.

22. PRODUCTOS••• DE MADERA ASERRADA Madera Blanda La madera blanda se divide en tres grupos: madera de patio, madera de taller y vigas. Madera De Patio: En general la madera blanda se clasifica de la mejor calidad a la menor en este orden: Selecta A, B. C y D. Siguiendo los grados de selección, están los grados comunes que se usan para la construcción en general. Se identifican en este orden: N0 1 común, N0 2, N0 3, N0 4 etc. Madera De Taller: La madera de taller se usa en las industrias para fabricar marcos de ventanas, puertas, trabajo especial de gabinetes o para cualquier cosa para la cual se requieran dimensiones diferentes de 1 y 2 pulgadas (2,5 y 5 cm) de grueso. Ejemplos de gruesos especiales: 13/8, 11/2, 15/8 y 13/4 pulgadas (3,4; 3,5; 4,1 y 4,3 cm) de grueso. Vigas: Las vigas se usan en postes o en construcción o donde quiera que se necesite fuerza extra. Las vigas en tamaño, empezando de 4 por 4 pulgadas (10 por 10 cm). Madera Dura La madera dura se clasifica de la misma manera que la blanda, con una pocas variaciones debido a los diferentes tipos de madera.

23. PRODUCTOS••• Madera Acabada La madera puede comprarse del aserradero ya sea en bruto o acabada. Deben entenderse las siguientes designaciones cundo se ordena la madera. A 1 L. Acabada de un lado o S 1 S Cepillada de un lado. A 2 L. Acabada de los dos lados. A 4 L. Acabada de los cuatro lados. Al comprar madera acabada debe recordarse que las tablas de 1 por 6 pulgadas (2,5 por 15 cm) miden en realidad ¾ por 51/2 pulgada ( 1,8 por 13,8 cm), y que el tablón de 2 por 8 pulgada ( 5 por 20 cm) mide en realidad 15/8 por 71/2 pulgada ( 4 por 19 cm) o de otra manera, las dimensiones en bruto no son las dimensiones exactas. Luego si se requiere una tabla de 1 por 6 pulgada (2,5 por 15cm) exactamente, debe asegurarse que las dimensiones en bruto sean de 11/4 por 8 pulgada (3,1 por 20 cm) y que se acaben a las dimensiones exactas.

24. PRODUCTOS••• Madera Laminada La madera laminada o terciada se fabrica remojando troncos en agua caliente (aproximadamente 650 C, o sea, 1500 F) por cuatro o cinco días. Se quita la corteza y se cortan los troncos a longitudes estándar de 102, 90 y 86 pulgadas (2,55, 2,25 y 2,15 m). El tronco se coloca luego en un gran torno rotatorio donde se rebanan hojas delgadas de madera el grueso deseado. Estas hojas se secan y se cortan en secciones. Se esparce goma sobre toda la superficie de estas hojas y luego se colocan en una enorme prensa hasta que se seca el pegante. La madera laminada se usa mucho para fabricar muebles, botes y para la mayor parte de la construcción de casas. La dirección alterada de la veta de cada capa hace que la madera laminada sea, kilo por kilo, más fuerte que el acero. La contracción y la hendidura en la madera laminada es despreciable, lo que la hace ideal para un trabajo de formas para concreto, recubrimientos y tableros. La madera laminada viene en tamaños diferentes de acuerdo con su grueso, desde 1/8 a 1 pulgada (0,3 a 2,5 cm). El tamaño más usado en la construcción de casas es 4 por 4 pies y 4 por 8 pies (1,20 por 1,20 y 1,20 por 2,40 m). Se hacen otros tamaños más grandes especialmente para la construcción de botes o construcciones especiales. La madera laminada puede comprarse con un lado bueno (B 1 L) o con dos lados buenos (B 2 L).