CAPITULO XI - MADERA

MADERA

La madera es un material ortótropo, con distinta elasticidad según la dirección de deformación, encontrado como principal contenido del tronco de un árbol. Los árboles se caracterizan por tener troncos que crecen año tras año, formando anillos concéntricos correspondientes al diferente crecimiento de la biomasa según las estaciones, y que están compuestos por fibras de celulosa unidas con lignina. Las plantas que no producen madera son conocidas como herbáceas.

BOSQUES Y REPRESENTACIONES

Superficie forestal importante, producción al mercado local y exportación
Científicamente se clasifican por las características histologías de la estructura anatómica en coníferas y latifoliadas o frondosas.  

Coníferas: Pertenecen a las especies mas antiguas de bosques desarrollados en zonas frias y templadas en el extremo del hemisferio norte y menor proporcion del hemisferio sur. Se caracterizan por las especies (pinos, cipreces, abetos).  
Frondosos: En regiones templadas también existen bosques de latifoliadas pero tienen definidas las épocas de exfoliacion por las marcadas estaciones climáticas donde se desarrollan.

El árbol es generalmente de tronco recto, conico hasta su apice y revestidos por las ramas. La madera es homogenea constituida por las celulas concentricas que conforman los anillas de crecimiento. Las hojas son resistentes, generalmente verdes todo el año, duras en forma de aguja. El tallo y las hojas segregan resinas.

REPRESENTACIONES DE LA MADERA EN EL PERU

Actualmente la especie forestal nativa más promisoria en la Amazonia peruana. Es una especie forestal con características maderables valiosas y tiene un uso muy difundido en el Perú. Está considerada entre las cinco especies forestales más apreciadas por el poblador amazónico desde el punto de vista económico y

comercialmente es una de las maderas más utilizadas. Los árboles de tornillo forman parte del estrato dominante del bosque donde se desarrollan.

En Yurimaguas, Perú, se instalaron plantaciones agroforestales en multi estrato que incluían como estrato

superior a C. catenaeformis. Algunas características de esta especie que la hacen deseable para sistemas

agroforestales son capacidad de fijar nitrógeno, su rápido crecimiento, buen sistema radicular y copa

medianamente amplia.    

EL ÁRBOL 
Constitución de la madera





















Partes del tronco 
La madera se compone de fibras de celulosa unidas mediante una sustancia llamada lignina. Por las fibras circulan y se almacenan sustancias como agua, resinas, aceites, sales.
 Si se tala un árbol se distinguen distintas capas:
CORTEZA: Es la capa exterior y su misión es proteger al árbol vivo.
CÁMBIUM: Es una fina capa de células especializadas que se encargan del crecimiento a lo ancho del tronco.

Orientación para descripción de la madera

La descripción de las propiedades de la madera se hace con referencia a tres direcciones principales:

• Longitudinal: dirección paralela al eje del árbol
• Radial: dirección que sigue los radios medulares desde la médula hasta la corteza.
• Tangencial: dirección tangencial a los anillos de crecimiento.

Propiedades fisicas de las maderas

ANISOTROPÍA 
Dado que la madera es un material formado por fibras orientadamisma dirección, es un material anisótropo, es decir, que físicas y mecánicas no son las mismas en todas las direcciun punto determinado, si no que varían en función de  la dirse aplique el esfuerzo.
Se consideran tres direcciones principales con característi
- Dirección axial: Paralela a las fibras y por tanto al eje  del árbol. donde la madera presenta mejores propiedades.
- Dirección radial: Perpendicular al axial, corta el eje del árbol en el pnormal a los anillos de crecimiento aparecidos en la sección recta.

- Dirección tangencial:  Localizada también en la sección transversal anillos de crecimiento o también, normal a la dirección radial.

HUMEDAD DE LA MADERA.    RELACIONES AGUA - MADERA
Es la propiedad más importante, pues influye sobre todas las demás, propiedades físicas,
mecánicas, mayor o menor aptitud para su elaboración, estabilidad dimensional y
resistencia al ataque de seres vivos.
El agua en la madera, puede estar presente de tres formas diferentes:
- Agua de constitución o agua combinada 
- Agua de impregnación o de saturación

- Agua libre
CONTENIDO DE HUMEDAD.
Definimos como contenido de humedad o simplemente humedad de la madera  h a la relación del
peso del agua contenida en la madera, al peso de la madera anhídra y se calcula de la siguiente
forma: 


Cuadro de estado de la madera según el % de humedad.
Madera empapada:
Hasta un 150% de humedad aproximadamente (sumergida en agua)
Madera verde:
Hasta un 70% de humedad (madera en pie o cortada en monte)
Madera saturada:
30% de humedad (sin agua libre, coincide con P.S.F.)
Madera semi-seca: 
del 30% al 23% de humedad (madera aserrada)
Madera comercialmente seca:
del 23% al 18% (durante su estancia en el aire)
Madera secada al aire:
del 18% al 13% (al abrigo de la lluvia)
Madera desecada (muy seca):
menos del 13% (secado natural o en clima seco)
Madera anhídrida:
0% (en estufa a 103° C. Estado inestable)


HINCHAZÓN Y MERMA DE LA MADERA
Es la propiedad que posee la madera de variar sus dimensiones y por tanto  su volumen cuando su contenido de humedad cambia.
Cuando una madera se seca por debajo de P. S. F., se producen unos fenómenos comúnmente llamados " movimientos, trabajo o juego de la madera “; Si el fenómeno es de aumento de volumen, se designa con el nombre de " Hinchazón " y si ocurre el fenómeno inverso de disminución de volumen "
Merma ".
La medida de contracción volumétrica no es suficiente para determinar la calidad de una madera.
Es preciso saber como se comporta bajo la influencia de las variaciones de humedad próximas a
la humedad normal, que es, en general, la que corresponde al ambiente de empleo de la madera.

COEFICIENTE DE CONTRACCIÓN VOLUMETRICA
Dicho coeficiente mide la variacióun 1%. Este coeficiente V% (casi constante fibras) caracteriza las maderas:

PUNTO DE SATURACIÓN DE LAS FIBRAS
PESO ESPECIFICO
HOMOGENEIDAD
Una madera es homogénea cuando su estrcada una de sus partes (Ejemplos: Peral, Son poco homogéneas:
- Las maderas con radios medulares muy desarrollados (Ej. encima, fresno)
- Las maderas con anillos anuales de crecimiento con notables diferencias entre la madera de primavera y la de otoño (Ej. abeto,...)

DURABILIDAD
Es una propiedad muy variable, pues depende de muchos factores: el medio ambiente, la especie de 
la madera, la forma de apeo, las condiciones de la puesta en obra, la forma de secado, las alteraciones 
de la humedad y sequedad, el contacto con el suelo (empotrada en terrenos arcillosos y en arena
húmeda se conserva mucho tiempo, en arenas y calizas, duran poco), el agua (sumergida en agua
dulce se conserva mucho tiempo), su tratamiento antes de ser usada, su protección una vez puesta
en obra (pinturas, etc.) A más densidad mayor duración. Son maderas durables: La encina, el roble, la

caoba, el haya, tec.

INFLAMACIÓN Y COMBUSTIÓN 
Las maderas arden, lo cual desde el punto de su utilización como combustible, es una cualidad, pero para su
empleo en la construcción y decoración es un defecto.
Se clasifica a efectos de su reacción ante el fuego dentro de la clase M3  M4  M5  (M0, M1, M2, M3, M4, M5,
es la clasificación en orden creciente en cuanto a su grado de combustibilidad de los materiales).
Las reacciones que se producen son las siguientes:
La celulosa de la madera
Tipos de Madera
resinosas.
Son maderas muy inflamables: Pino, abeto, sauce, chopo, aliso, etc. Casi todas ellas maderas 
Son maderas medianamente inflamables: Haya, caoba, castaño, tuya, etc.

Son maderas menos inflamables: Encina, ébano, boj, alerce, etc.


CONDUCTIVIDAD
Mal conductor de calor cuando esta seca. Esta cualidad esta relacionada con su estructura, fibrosa, con poros y alvéolos. La madera húmeda y ligera transmite mejor el calor. Tiene un coeficiente de conductividad muy bajo.
( K es la cantidad de calorías que atraviesan en una hoja de 1m2 de superficie, y 1m de espesor, cuando la diferencia de temperatura entre paramentos opuestos es de 1ºC)
Comparando con la fabrica de ladrillo, una pared de madera de 10cm de espesor, tiene el mismo poder aislante que un muro de asta y media de ladrillo macizo enfoscado al exterior y lucido al interior.


Factores que influyen en el comportamiento de la madera:

FACTORES QUE AFECTAN A LA RESISTENCIA A LA TRACCIÓN
- Humedad La resistencia a la tracción paralela a la fibra aumenta de forma más o menos lineal desde el punto de
saturación de las fibras hasta el 10%, con un aumento del 3% por cada disminución de humedad del 1%. Entre el 8
y el 10% de humedad existe un máximo, a partir del cual disminuye ligeramente.
- Temperatura El efecto de la temperatura es menor en la tracción paralela, que en otros tipos de esfuerzos.
- Nudos Los nudos afectan enormemente frente a este esfuerzo, ya que la desviación de fibras alrededor del
nudo tiene gran influencia en la resistencia. Así, pequeños nudos, que reducirían la resistencia a compresión en un
10%, lo haría en el 50% en el caso de tracción. Los nudos dan lugar, también, a una distribución irregular de las
tensiones.
Según los valores obtenidos en el ensayo de tracción, al 12%  de humedad, las maderas se clasifican en los
siguientes grupos:
- Resistencia pequeña, si es menor de 25 Kp./cm. 2
- Resistencia media, está comprendida entre 25 y 45 Kp./cm. 2
- Resistencia grande, si es mayor de 45 Kp./cm 2
- Inclinación de la fibra: Se puede decir que la resistencia a tracción se ve mucho mas afectada que la resistencia a
la compresión con igual inclinación de las fibras. Una ángulo de 15° reduce la resistencia a la tracción a la mitad y

si el ángulo es de 30° la resistencia es 1/5 de la que tendría si la dirección del esfuerzo fuese paralela a la fibra.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN
- Inclinación de fibras - el efecto de reducción de la resistencia por la misma es bastante menor que en
tracción.
- Densidad - Existe una relación lineal, pudiéndose considerar  que a mas densidad más resistencia.
- Humedad - La influencia es prácticamente nula por encima del punto de saturación de las fibras y
aumenta a partir de dicho punto, al disminuir la humedad. Entre el 8 y el 18% de humedad, se considera
que la variación es lineal.
- Nudos - Su influencia es menor que en la tracción.
- Constitución química- Las maderas con mayor cantidad de lignina, como las tropicales, resisten mejor a
la compresión. Las bolsas de resinas no tienen influencia, pero como hacen aumentar el peso específico

hace que baje la cota de calidad.

INFLUENCIAS QUE AFECTAN A LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN
- Inclinación de la fibra: es muy similar a la de la resistencia a la tracción. La disminución de resistencia a flexión y
tracción se hace apreciable a partir de una inclinación de 1/25, mientras en compresión lo es a partir de 1/10, y
en el corte apenas si tiene influencia.
- Peso específico: Existe una relación lineal entre resistencia a la flexión y densidad. En los casos de no seguir esta
relación se deben a maderas con contenido de resinas elevado.
- Contenido de humedad: La resistencia a la flexión tiene un máximo para un grado de humedad del 5%,
disminuyendo la resistencia desde dicha humedad hasta el P.S.F. La variación entre el 8 y el 15% se puede
considerar lineal
- Temperatura: La resistencia a la flexión decrece al aumentar la temperatura; este crecimiento es mayor al
aumentar la humedad.
- Nudos y fendas: La influencia de los nudos varía según su posición: es mayor cuanto mayor sea el momento
flector; y tiene más influencia si está en la zona traccionada que en la de compresión. Resumiendo, su influencia es 
mayor cuanto mayor sea la tensión a que está sometida la zona que ocupa y como las tensiones de tracción son 
más intensas y sufren más, por los nudos, que las de compresión, su influencia es mayor a las tensiones de
tracción.
- Fatiga: La resistencia a la flexión disminuye al aumentar el tiempo de carga, reduciéndose, al cabo de los años, en

porcentajes del 50 al 75% respecto a la resistencia en un ensayo normal de flexión estática.


CONVERSIONES SECADO Y PROTECCIÓN

Fases
1º Extracción
2º Aserrado
3º Reaserrado
4º Secado y preservación