Acero y Madera

1. CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS. •Ductilidad, es la elongación que sufre la barra cuando se carga sin llegar a la rotura. Las especificaciones estipulan que el estiramiento total hasta la falla, no sea menor que cierto porcentaje mínimo (tabla 5.3) que varía con el tamaño y grado de la propia barra (apartado 5.7.1). •Dureza se define como la propiedad del acero a oponerse a la penetración de otro material (apartado 5.7.2). •Resistencia a la tensión, Es la máxima fuerza de tracción que soporta la barra, cuando se inicia la rotura, dividida por el área de sección inicial de la barra. Se denomina también, más precisamente, carga unitaria máxima a tracción. Limite de fluencia, fy.- Es la tensión a partir de la cual el material pasa a sufrir deformaciones permanentes, es decir, hasta este valor de tensión, si interrumpimos el traccionamiento de la muestra, ella volverá a su tamaño inicial, sin presentar ningún tipo de deformación permanente, esta se llama deformación elastica. El ingeniero utiliza el limite de fluencia de la barra para calcular la dimensión de la estructura, pues la barra soporta cargas y sobrecargas hasta este punto y vuelve a su condición inicial sin deformación. Pasado este punto, la estructura esta fragilizada y comprometida. En general, en el caso de los aceros de dureza natural, el límite de fluencia coincide con el valor aparente de la tensión correspondiente al escalón de cedencia. En los casos en que no aparece este escalón o aparece poco definido, como suele ocurrir con los aceros estirados en frío, es necesario recurrir al valor convencional establecido en las prescripciones, como se explica mas abajo, para aceros de resistencia mayor a 4200 Kg/cm2 Las barras con resistencias hasta 2800 Kg/cm2 presentan una curva elasto-plástica, como se ve en la figura 5.10 a), entonces fy se identifica con claridad. Para aceros de resistencias mayores, hasta 4200 Kg/cm2, la curva esfuerzo-deformación unitaria puede ser elasto-plastica o no, dependiendo de las propiedades del acero y del procesos de fabricación. Para aceros de resistencias mayores a 4200 Kg/cm2, donde el grado de fluencia no esta definido, el código ACI especifica que el esfuerzo de fluencia, fy, debe determinarse como el esfuerzo que corresponde a una deformación de 0.0035 cm/cm, tal como se muestra en la Probablemente, la resistencia en el punto de fluencia, es decir, el esfuerzo elástico máximo que puede soportar la barra, es la propiedad mecánica más importante para el diseñador. La resistencia a la tensión se controla por un limite sobre la resistencia en el punto de fluencia y esta no puede ser menor que 1.25 veces la resistencia real en el punto de fluencia. Si bien la tendencia actual, en la construcción con hormigón reforzado, es hacia el uso de barras de refuerzo con grado de resistencia más elevado, dado que el uso de estas conduce a una reducción significativa del tonelaje de acero y del tamaño de los miembros

estructurales de hormigón, lo que da por resultado economía en la mano de obra y en otros materiales, se tiene un limite practico sobre cuan fuerte debe ser el acero de refuerzo utilizado en una construcción estándar de Hormigón armado: Todas las resistencias del acero tienen aproximadamente la misma elongación para el mismo esfuerzo de tensión aplicado (mismo modulo de elasticidad Es=2.1*106 Kg/cm2). Si un acero tiene una resistencia en el punto de fluencia que es el doble de la de otro, puede aplicarse el doble de deformación permanente, esta se llama deformación elastica. El ingeniero utiliza el limite de fluencia de la barra para calcular la dimensión de la estructura, pues la barra soporta cargas y sobrecargas hasta este punto y vuelve a su condición inicial sin deformación. Pasado este punto, la estructura esta fragilizada y comprometida. En general, en el caso de los aceros de dureza natural, el límite de fluencia coincide con el valor aparente de la tensión correspondiente al escalón de cedencia (figura 5.10 a). En los casos en que no aparece este escalón o aparece poco definido, como suele ocurrir con los aceros estirados en frío, es necesario recurrir al valor convencional establecido en las prescripciones, como se explica mas abajo, para aceros de resistencia mayor a 4200 Kg/cm2. Las barras con resistencias hasta 2800 Kg/cm2 presentan una curva elasto-plástica, como se ve en la figura 5.10 a), entonces fy se identifica con claridad. Para aceros de resistencias mayores, hasta 4200 Kg/cm2, la curva esfuerzo-deformación unitaria puede ser elasto-plastica o no, dependiendo de las propiedades del acero y del procesos de fabricación. Para aceros de resistencias mayores a 4200 Kg/cm2, donde el grado de fluencia no esta definido, el código ACI especifica que el esfuerzo de fluencia, fy, debe determinarse como el esfuerzo que corresponde a una deformación de 0.0035 cm/cm, tal como se muestra en la figura 5.11. Probablemente, la resistencia en el punto de fluencia, es decir, el esfuerzo elástico máximo que puede soportar la barra, es la propiedad mecánica más importante para el diseñador. La resistencia a la tensión se controla por un limite sobre la resistencia en el punto de fluencia y esta no puede ser menor que 1.25 veces la resistencia real en el punto de fluencia. Si bien la tendencia actual, en la construcción con hormigón reforzado, es hacia el uso de barras de refuerzo con grado de resistencia más elevado, dado que el uso de estas conduce a una reducción significativa del tonelaje de acero y del tamaño de los miembros estructurales de hormigón, lo que da por resultado economía en la mano de obra y en otros materiales, se tiene un limite practico sobre cuan fuerte debe ser el acero de refuerzo utilizado en una construcción estándar de Hormigón armado: Todas las resistencias del acero tienen aproximadamente la misma elongación para el mismo esfuerzo de tensión aplicado (mismo modulo de elasticidad Es=2.1*106 Kg/cm2). Si un acero tiene una resistencia en el punto de fluencia que es el doble de la de otro, puede aplicarse el doble de esfuerzo, pero se obtendrá el doble de elongación. Con cargas moderadas, el refuerzo de acero se estirará casi lo mismo que lo que puede estirarse el hormigón que lo rodea sin

agrietarse severamente; si se aplica más carga, el acero puede soportar la carga con seguridad, pero el hormigón que lo cubre se agrietará. Esto no sólo da mal aspecto sino que, en general, permitirá la corrosión del refuerzo.

FIGURA 5.10 a) Diagrama Esfuerzo Deformación para Aceros de Dureza Natural Laminados en Caliente; b) curvas típicas esfuerzo-deformación unitarias para barras de refuerzo Nota: Las curvas están indicadas según su límite de fluencia

FIGURA 5.11 4200 kg/cm2

Diagrama Esfuerzo Deformación para Aceros de resistencia mayor a

En general, no se puede usar la mayor resistencia de los aceros con resistencias en el punto de fluencia de 4200 Kg/cm2, como refuerzo estándar a la tracción, sin causar el agrietamiento del hormigón, a menos que se tomen disposiciones especiales en el diseño del miembro. •Maleabilidad, es la capacidad que presenta el acero de soportar la deformación, si n romperse, al ser sometido a un esfuerzo de compresión. •Tenacidad, viene siendo la conjugación de dos propiedades: ductilidad y resistencia. Un material tenaz será aquel que posee una buena ductilidad y una buena resistencia al mismo tiempo. •Fatiga, cuando un elemento estructural se somete a cargas cíclicas, este puede fallar debido a las grietas que se forman y propagan, en especial cuando se presentan inversiones de esfuerzos, esto es conocido como falla por fatiga, que puede ocurrir con esfuerzos menores a la carga de deformación remanente. Limite de fatiga. Se evalúa en un diagrama Esfuerzo máximo (resistencia ala fatiga) vs. el número de ciclos hasta la falla, estos diagramas indican que la resistencia a la fatiga, de un acero estructural, decrece con un aumento de número de ciclos, hasta que se alcanza un valor mínimo que es el Limite de Fatiga. Con la tracción considerada como positiva y la compresión negativa, las pruebas también demuestran que a medida que disminuye la relación entre el esfuerzo máximo y el mínimo, se reduce de

modo considerable la resistencia al a fatiga. Las pruebas indican además que los aceros con resistencia a la tracción semejante tienen casi la misma resistencia a la fatiga. Estas propiedades se determinan mediante la realización de diferentes pruebas o ensayos, para determinar qué material es el que emplearemos para el fin que le queramos dar. En la tabla 5.3 se dan algunas características mecánicas para diferentes grados y clases de aceros.

ACERO. Es una aleación en caliente de carbono con el metal hierro y puede tener mas aleaciones como el azufre, fósforo, manganeso, etc. en la producción del acero se tiene el producto final cuando se le elimina todo el óxido que trae de su estado natural siendo el material más importante para la construcción.

TIPOS DE ACERO. 1. Acero al Carbono: Es aquel que tiene entre 0,1 y 1,9% de carbono en su contenido y no se le añade ningún otro material (otros metales). 2. Acero de baja aleación: Es aquel acero al que se le añaden otros metales para mejorar sus propiedades. TENOR: Es el porcentaje de óxido de hierro que tiene algún metal en su condición natural. PRODUCTOS ELABORADOS CON ACERO. - Tubos - Planchas - Productos no planos - Cabillas - Perfiles estructurales. CARACTERÍSTICAS POSITIVAS DE LOS ACEROS. Alta resistencia mecánica: Los aceros son materiales con alta resistencia mecánica al someterlos a esfuerzos de tracción y compresión y lo soportan por la contribución química que tienen los aceros. Por medio de los ensayos de laboratorio se determina la resistencia a tracción y a compresión evaluando su limite elástico y el esfuerzo de rotura. Elasticidad: La elasticidad de los aceros es muy alta, en un ensayo de tracción del acero al estirarse antes de llegar a su límite elástico vuelve a su condición original. Soldabilidad: Es un material que se puede unir por medio de soldadura y gracias a esto se pueden componer una serie de estructuras con piezas rectas. Ductilidad: Los aceros tienen una alta capacidad para trabajarlos, doblarlos y torcerlos. Forjabilidad: Significa que al calentarse y al darle martillazos se les puede dar cualquier forma deseada. Trabajabilidad: Se pueden cortar y perforar a pesar de que es

muy resistente y aun así siguen manteniendo su eficacia. CARACTERÍSTICAS NEGATIVAS DE LOS ACEROS. Oxidación: Los aceros tienen una alta capacidad de oxidarse si se exponen al aire y al agua simultáneamente y se puede producir corrosión del material si se trata de agua salina. Transmisor de calor y electricidad: El acero es un alto transmisor de corriente y a su vez se debilita mucho a altas temperaturas, por lo que es preferible utilizar aceros al níquel o al aluminio o tratar de protegerlos haciendo ventilados y evitar hacer fábricas de combustible o plásticos con este tipo de material. Estas dos desventajas son manejables teniendo en cuenta la utilización de los materiales y el mantenimiento que se les de a los mismos. CONTROL DE CALIDAD DE LOS ACEROS. El control de calidad de los aceros en nuestro país se basa en dos ensayos: Comprobación química: Esta se hace porque existen muchos tipos de acero y se exige a la empresa que los fabrica un comprobante de su composición química. Ensayo de tracción axial: Este ensayo siempre se hace en obra de forma aleatoria a los aceros que se reciben. El objetivo de este ensayo es obtener en cualquier acero su límite de elasticidad y su esfuerzo de rotura para así se conoce la calidad del material y compararlo con los parámetros que se establecen para los aceros de buena calidad, también se obtiene el porcentaje de alargamiento el cual permite conocer la ductilidad del acero. Equipos: • Una prensa • Un extensómetro • Un vernier o calibrador. • Una cinta metálica de medición. Procedimiento: La muestra a ensayar se lleva al laboratorio, se mide con el vernier y se calcula su área, luego determino la longitud que va a tener, normalmente si es una barra se trabaja con 50 cm y si es un perfil L = 10 A donde A es el área del perfil. Teniendo lista la muestra se coloca agarrada en los extremos por la prensa para proceder a aplicarle la carga. Al aplicarle la carga se anota toda la información que se va obteniendo en una tabla como la que se presenta a continuación: N (kg) A (cm²) (k/cm²) (cm) =/L A medida que se aplica la carga el extensómetro indica la deformación que se va produciendo y con esta información obtengo las características mecánicas de la muestra. Para tener el porcentaje de alargamiento marco centímetro a centímetro toda la barra antes de iniciar el proceso de tracción, para poder luego medir cuanto fue el alargamiento antes de partirse. Medición de Resultados: Zona elástica: es la zona donde al descargar la viga, esta vuelva a su forma original. Zona plástica: se refiere a la zona donde al ocurrir la deformación de la viga y dejar de cargarla no vuelve a su posición original. Estricción: ocurre cuando la viga se estrecha y allí tendremos el esfuerzo máximo de rotura. % Alargamiento = [(Lf – Li)/Li]100% Li = 20 cm. Para la construcción sólo se hace control de calidad para las Cabillas y los Perfiles Estructurales. CHEQUEO DE CABILLAS. Composición Química: - Máximo de Carbono el 0,3% Máximo de Azufre el 0,05% - Máximo de Fósforo el 0,04%. Ensayo de Tracción Axial: Fy min Fv min Alarg. En 20 cm min, N40 2.800 kg/cm² 4.900 kg/cm² 16%,N60 4.200 kg/cm² 6.300 kg/cm² 13%. • El porcentaje de alargamiento en los ensayos no puede dar menos de estos resultados. • El límite elástico tampoco puede ser superior al 30% de su valor mínimo. • La diferencia entre Fy y Fv tiene que ser mayor al 25%

CHEQUEO DE LOS PERFILES ESTRUCTURALES. Los Perfiles Estructurales no pueden tener daños visibles, lo primero que deben tener es un buen aspecto. Composición Química: La composición química en nuestro país está normalizado a dos tipos de perfiles: % C max % Mu max % P max % S max, AE25 0,20 0,80 0,05 0,05, AE35 0,30 0,90 0,05 0,05. Si se trata de aceros venezolanos se puede omitir lo anterior porque ya vienen con estas consideraciones. Ensayo de tracción Axial: Determinar sus características físicas y mecánicas que también están normalizados. Fy min Fv min Alarg. En 20 cm min, AE25 2.500 kg/cm² 3.700 kg/cm² 21%, AE35 3.500 kg/cm² 5.200 kg/cm² 18%. Los Conduven se hacen con AE35 y son los de mejor calidad. En los perfiles estructurales se debe controlar: Oxidación: esto ocurre cuando los aceros están en contacto directo con el agua y el aire simultáneamente. La Corrosión: Está estrechamente ligada a la oxidación con la diferencia que ocurre cuando el material está expuesto a solución salina. Conductividad: El acero es un alto transmisor de corriente y a su vez se debilita mucho a altas temperaturas, por lo que es preferible utilizar aceros al níquel o al aluminio o tratar de protegerlos haciendo ventilados y evitar hacer fábricas de combustible o plásticos con este tipo de material. MEJORAS Y RECOMENDACIONES: • Los aceros se mejoran haciendo aleaciones especiales con cromo, níquel y aluminio con lo que se hace el acero inoxidable. • El segundo sistema utilizado es el galvanizado, es un baño de zinc que le da una capa protectora que no es permanente, por lo que se le deba dar un mantenimiento y para protegerlo se le coloca pintura anticorrosiva que son de oleo. CONSTRUCCIÓN DE LOS NODOS. Los nodos son puntos en los cuales se unen elementos distintos y ya que son los puntos más sensibles a la oxidación se debe tener sumo cuidado en su elaboración por eso se necesita una mano de obra especializada. Existen 2 métodos para construir nodos: Empernado: es una acción mecánica y se hace a través de 2 piezas (remaches o pernos). Cuando se trabaja con remaches se calienta a altas temperaturas la parte cilíndrica y al unirlo a la otra pieza se martilla para que tome la forma deseada. Los pernos tienen una arandela y se ajustan. Estos sistemas tienen un inconveniente y es que le incrementa mucho el paso a la estructura y no se tiene la garantía 100% de que este bien ajustado, por razón estas técnicas están en desuso. Soldadura: Es la unión de 2 piezas en un nodo a través de la fundición a altas temperaturas de las piezas que se requieren unir, a demás se le puede añadir electrodos para reforzar la unión. Se utiliza también una soldadura autógena que se utiliza con una llama (combinación de oxígeno y acetileno) pero no se utiliza mucho, se usa mas que todo en los talleres. (Enviado por: Elisas Q. [email protected] )

Aceros:

Los aceros son aleaciones de hierro-carbono, aptas para ser deformadas en frío y en caliente. Generalmente, el porcentaje de carbono no excede del 1,76%. Estructura del acero Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribución en el hierro. Antes del tratamiento térmico, la mayor parte de los aceros son una mezcla de tres sustancias: ferrita, perlita y cementita. La ferrita, blanda y dúctil, es hierro con pequeñas cantidades de carbono y otros elementos en disolución. La cementita, un compuesto de hierro con el 7% de carbono aproximadamente, es de gran dureza y muy quebradiza. La perlita es una profunda mezcla de ferrita y cementita, con una composición específica y una estructura característica, y sus propiedades físicas son intermedias entre las de sus dos componentes. La resistencia y dureza de un acero que no ha sido tratado térmicamente depende de las proporciones de estos tres ingredientes. Cuanto mayor es el contenido en carbono de un acero, menor es la cantidad de ferrita y mayor la de perlita: cuando el acero tiene un 0,8% de carbono, está por completo compuesto de perlita. El acero con cantidades de carbono aún mayores es una mezcla de perlita y cementita. Al elevarse la temperatura del acero, la ferrita y la perlita se transforman en una forma alotrópica de aleación de hierro y carbono conocida como austenita, que tiene la propiedad de disolver todo el carbono libre presente en el metal. Si el acero se enfría despacio, la austenita vuelve a convertirse en ferrita y perlita, pero si el enfriamiento es repentino la austenita se convierte en martensita, una modificación alotrópica de gran dureza similar a la ferrita pero con carbono en solución sólida. Tratamiento térmico del acero El proceso básico para endurecer el acero mediante tratamiento térmico consiste en calentar el metal hasta una temperatura a la que se forma austenita, generalmente entre los 750 y 850 ºC, y después enfriarlo con rapidez sumergiéndolo en agua o aceite. Estos tratamientos de endurecimiento, que forman martensita, crean grandes tensiones internas en el metal, que se eliminan mediante el temple o el recocido, que consiste en volver a calentar el acero hasta una temperatura menor. El temple reduce la dureza y resistencia y aumenta la ductilidad y la tenacidad. El objetivo fundamental del proceso de tratamiento térmico es controlar la cantidad, tamaño, forma y distribución de las partículas de cementita contenidas en la ferrita, que a su vez determinan las propiedades físicas del acero. Hay muchas variaciones del proceso básico. Los ingenieros metalúrgicos han descubierto que el cambio de austenita a martensita se produce en la última fase del enfriamiento, y que la transformación se ve acompañada de un cambio de volumen que puede agrietar el metal si el enfriamiento es demasiado rápido. Se han desarrollado tres procesos relativamente nuevos para evitar el agrietamiento. En el templado prolongado, el acero se retira del baño de enfriamiento cuando ha alcanzado la temperatura en la que empieza a formarse la martensita, y a continuación se enfría despacio en el aire. En el martemplado, el acero se retira del baño en el mismo momento que el templado prolongado y se coloca en un baño de temperatura constante hasta que alcanza una temperatura uniforme en toda su sección transversal. Después se deja enfriar el acero en aire a lo largo del rango de temperaturas de formación de la martensita, que en la mayoría de los aceros va desde unos 300 ºC hasta la temperatura ambiente. En el austemplado, el acero se enfría en un baño de metal o sal mantenido de forma constante a la temperatura en que se produce el cambio estructural deseado, y se conserva en ese baño hasta que el cambio es completo, antes de pasar al enfriado final.

Hay también otros métodos de tratamiento térmico para endurecer el acero. En la cementación, las superficies de las piezas de acero terminadas se endurecen al calentarlas con compuestos de carbono o nitrógeno. Estos compuestos reaccionan con el acero y aumentan su contenido de carbono o forman nitruros en su capa superficial. En la carburización la pieza se calienta cuando se mantiene rodeada de carbón vegetal, coque o de gases de carbono como metano o monóxido de carbono. La cianurización consiste en endurecer el metal en un baño de sales de cianuro fundidas para formar carburos y nitruros. La nitrurización se emplea para endurecer aceros de composición especial mediante su calentamiento en amoníaco gaseoso para formar nitruros de aleación. Ventajas y desventajas del acero como material de construcción: Ventajas del acero como material estructural: 

Alta resistencia.- La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que será poco el peso de las estructuras, esto es de gran importancia en puentes de grandes claros.

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Uniformidad.- Las propiedades del acero no cambian apreciablemente con el tiempo como es el caso de las estructuras de concreto reforzado.

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Durabilidad.- Si el mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado duraran indefinidamente.

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Ductilidad.- La ductilidad es la propiedad que tiene un material de soportar grandes deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. La naturaleza dúctil de los aceros estructurales comunes les permite fluir localmente, evitando así fallas prematuras.

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Tenacidad.- Los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y ductilidad. La propiedad de un material para absorber energía en grandes cantidades se denomina tenacidad.

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Otras ventajas importantes del acero estructural son: A) Gran facilidad para unir diversos miembros por medio de varios tipos de conectores como son la soldadura, los tornillos y los remaches. B) Posibilidad de prefabricar los miembros de una estructura. C) Rapidez de montaje. D) Gran capacidad de laminarse y en gran cantidad de tamaños y formas. E) Resistencia a la fatiga. F) Posible rehuso después de desmontar una estructura. Desventajas del acero como material estructural:

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Costo de mantenimiento.- La mayor parte de los aceros son susceptibles a la corrosión al estar expuestos al agua y al aire y, por consiguiente, deben pintarse periódicamente.

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Costo de la protección contra el fuego.- Aunque algunos miembros estructurales son incombustibles, sus resistencias se reducen considerablemente durante los incendios.

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Susceptibilidad al pandeo.- Entre más largos y esbeltos sean los miembros a compresión, mayor es el peligro de pandeo. Como se indico previamente, el acero tiene una alta resistencia por unidad de peso, pero al utilizarse como columnas no resulta muy económico ya que debe usarse bastante material, solo para hacer más rígidas las columnas contra el posible pandeo. NOTA: El acero estructural puede laminarse en forma económica en una gran variedad de formas y tamaños sin cambios apreciables en sus propiedades físicas. Generalmente los

miembros estructurales más convenientes son aquellos con grandes momentos de inercia en relación con sus áreas. Los perfiles I, T y L tienen esta propiedad. Características de los aceros: En este proyecto se van a emplear una serie de materiales dependiendo de la temperatura a la que trabaja el aparato al que va destinado ese material. Tenemos tres aceros a elegir; el acero al carbono que se empleará cuando trabajemos a temperaturas superiores de -28ºC, el acero inoxidable cuando trabajemos a temperaturas entre -28ºC y -45ºC y, por último, el acero con una aleación de 3,5% de níquel que se empleará a temperaturas inferiores a -45ºC. A continuación se expondrán las características de cada uno de estos aceros. Aceros al carbono: Más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Están formados principalmente por hierro y carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre. Entre los productos fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de las estructuras de construcción de acero, cascos de buques, somieres y horquillas. Aceros inoxidables: Los aceros inoxidables contienen cromo, níquel y otros elementos de aleación, que los mantienen brillantes y resistentes a al herrumbre y oxidación a pesar de la acción de la humedad o de ácidos y gases corrosivos. Algunos aceros inoxidables son muy duros; otros son muy resistentes y mantienen esa resistencia durante largos periodos a temperaturas extremas. Se emplea para las tuberías y tanques de refinerías de petróleo o plantas químicas, para los fuselajes de aviones o para cápsulas espaciales. En la industria química y petroquímica, los aceros inoxidables ofrecen elevada resistencia a la corrosión y excelentes propiedades mecánicas así como un bajo costo de mantenimiento. Los aceros inoxidables son más resistentes a la corrosión y a las manchas de los que son los aceros al carbono y de baja aleación. Este tipo de resistencia superior a la corrosión se produce por el agregado del elemento cromo a las aleaciones de hierro y carbono. La mínima cantidad de cromo necesaria para conferir esta resistencia superior a la corrosión depende de los agentes de corrosión. Las principales ventajas del acero inoxidable son: 

Alta resistencia a la corrosión.

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Alta resistencia mecánica.

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Apariencia y propiedades higiénicas.

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Resistencia a altas y bajas temperaturas.

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Buenas propiedades de soldabilidad, mecanizado, corte, doblado y plegado.

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Bajo costo de mantenimiento.

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Reciclable.

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Como consecuencia de diferentes elementos agregados como níquel, cromo, molibdeno, titanio, niobio y otros, producen distintos tipos de acero inoxidable, cada uno con diferentes propiedades.

LA MADERA La madera es un material heterogéneo compuesto por varios tipos de células que cumplen distintas funciones en un árbol. Cuando este vive. Es quizás el único material de construcción cuyo origen es un ser vivo (independientemente de algunas calizas carbones, bituminosos, ... que han sufrido un importante proceso de transformación físico químico) La madera de cada especie esta caracterizada por ciertas partículas de naturaleza y disposición de las células que la constituyen. Es importante, para comprender mejor la composición y distribución de este material, relacionar función y estructura.

 ESRUCTURA  Estructura macroscópica Anatomía del tronco. Partes diferentes que componen el tronco desde la medula hacia la corteza. 1- Duramen, 2-Albura, 3-Cambium, 4-Floema, 5-Corteza · Modulo o Xilema (parte central del árbol) Proporciona a la planta la resistencia mecánica necesaria para soportar el peso del follaje compuesto por: -Duramen (parte interna del tronco) Madera mas antigua que ha sido desplazada hacia el interior, muere y el contenido de sus células sufre transformaciones químicas que normalmente la oscurece. -Albura (parte externa bajo la corteza) Madera nueva que se superpone a la ya presente. Es funcionalmente activa (forma los conductos por los que asciende la sabia bruta). -Cambium (intermedio entre albura y corteza) Rodea las partes vivas del árbol y sus células se dividen dando lugar a nuevas células leñosas (de madera, albura) hacia la cara interna y nuevas células en el liber (por las que transcurre la sabia elaborada) Son los anillos visibles concéntricos de crecimiento. Que los anillos concéntricos este mas o menos marcados depende de las causas genéticas pero principalmente de las condiciones de crecimiento. En países templados donde las diferencias estacionales son muy marcadas, esta huella queda marcada en la madera que produce el cambio, mientras que en países tropicales, donde el periodo de crecimiento es todo el año, y por lo tanto intensivo (no estacional), esta huella apenas es visible. -Liber o floema (parte interna de la corteza) Formada por conductos por los que transcurre la savia elaborada para distribuirse en forma de disolución por la planta y ser utilizada inmediatamente o tras un periodo de almacenamiento para formar nuevos tejidos. -Corteza (capa exterior) En algunas especies (alcornoque) tiene una potencia y unas características especiales que hacen posible su utilización por diferentes usos (corchos) -Radios medulares Laminas de desarrollo radial. Generalmente compuestos por células de reserva (de almacenamiento de sustancias nutritivas que producen las hojas).

 Estructura microscópica Como todas las plantas verdes, los árboles fabrican en sus hojas las sustancias para su crecimiento mediante el proceso de fotosíntesis. Esta es una reacción química compleja en la que obteniendo de la luz solar la energía necesaria, el dióxido de carbono del aire se combina con el agua absorbida del suelo para formar azucares. Esta reacción requiere clorofila verde, que proporciona la coloración de las hojas.

El agua del suelo debe realizar un recorrido ascendente hasta el lugar donde produce esta reacción química, las hojas. Raíz (agua + sales) Savia ascendente a través de los vasos albura. Hojas (día) Savia elaborada. A través de los vasos de liber. Este ciclo se completa a través de unas células: - Células vasculares : Conducen la savia ascendente, alargadas y paralelas al eje del tronco. - Células de sostén : Fibras leñosas o traquiedas, proporcionan resistencia, pequeñas membrana gruesa. - Células de nutrición : También llamadas parenquimatosas, almacenan la fécula, radios medulares.

 Composición química Composición elemental: Carbono, Nitrógeno, Hidrógeno, oxigeno. Componentes químicos: Celulosa 40% - 50%, Lignina 24 - 28%, Hemicelulosas 20 - 25%, resinas, ceras, taninas. La lignina da rigidez a la madera.

 PRINCIPALES MADERAS UTILIZADAS  Gimnospermas (confieras) Fueron las primeras plantas con semillas, forma dominante de las plantas vivientes hasta las variaciones climatologícas fueron eliminándolas para evolucionar y dar surgimiento a las plantas con flores (angiospermas) iniciaron su evolución hace 430 millones de años (era primaria). Existen en zonas frías y templadas. Las mas importante son las confieras, de ahí su denominación como madera de coniferas. o

Pino Silvestre.- Característico en España. Rojizo, grano fino, fácil de labrar.

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Pino Melis.- veta mas -----.

o

Pino Negral.- Mas resinas . Bueno para cargas estáticas, malo para cargas dinámicas. Empleado en construcción.

o

Pino Tea.- Sin nudos , compacto, resistente y muy veteado (EEUU, Canadá). En las confieras las células de sostén y las células conductoras forman el mismo tejido.

 Agimnospermas (frondosas) Plantas con flor con cambios evolutivos hace 125 millones de años. Características de las zonas templadas, tropicales. Se dividen en dos grandes grupos, monocotiledóneas (palma, bambú,...) y dicotiledóneas (arbustos, herbáceas, frondosas,...). La mayor parte de la madera comercial de este grupo pertenece a la especies frondosas por lo que se justifica esta denominación vulgar para englobarlas. o

Roble.- Pardo aleonado, dura, resistente, tenaz, poco alterable, de labra fácil, Resistente a alternancias de humedad.

o

Haya.- Veta muy fina, rojizo, madera clara, mala resistencia a las alteraciones de humedad, fácil alabeo, muy deformable. Mobiliarios y chapados.

o

Olmo.- Blanco amarillento en albura, rojo en duramen, a veces sustituye al roble. Cubiertas en casas tradicionales.

o

Chopo.- Muy blanda y poco densa, color blanco.

o

Sauce.- Aumenta mucho de volumen, poco densa. Para cuñas. NO utilizar en construcción.

o

Castaño.- Muy utilizada en nuestra zona. Dura, color tostado oscuro.

o

Nogal.- Albura blanca y agrisada y duramen rojo. fácil de trabajar, pequeña contracción, Muy importante en España. Alto precio. Laminas pegadas en contra chapados. Tropicales:

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Ébano.- Duramen negro, albura amarilla, grano muy fino, gran densidad, no flota.

o

Ekume.- Color asalmonado, muy dura, pulida presenta vetas nacaradas, difícil de trabajar.

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Jatoba.- Roja, muy dura, oscurece. Importante en pavimentos.

o

Caoba.- Ebanistería, buena calidad frente a variaciones, rojiza.

o

Balsa.- Madera más ligera, pero con gran resistencia. Otros tipos:

o

Cerezo, Palo santo, Ukola, ... ( de uso en ebanistería ).

 Diferencias entre confieras y frondosas A simple vista con una lupa, es fácil distinguir en una superficie transversal limpia, si una madera es de confiera o de latifolia. · En las confieras las células de sostén y las células conductoras forman un mismo tejido, por lo tanto las confieras carecen de vasos (poros o vasos leñosos vistos en sección transversal). Estas células se disponen longitudinalmente, formando la mayor parte de la madera. · Las confieras pueden presentar canales resiníferos. · La estructura de las latifolias es mucho mas compleja al poseer células especializadas en cada función. · Las frondosas poseen en su constitución mayor cantidad y formas de presentar en parénquima. · Los radios leñosos de las latifolias varían mas en altura y anchura mientras la madera de las confieras lo tienen por lo general uniserados.

 PROPIEDADES DE LA MADERA: 3.1 Físicas: 3.2 Químicas: 3.1.1 Anisotropía. 3.2.1 Dureza 3.2.2.1 Compresión 3.1.2 Deformabilidad 3.2.2 Resistencia 3.2.2.2 Tracción. 3.1.3 Peso especifico. 3.2.2.3 Corte. 3.1.4 Propiedades Térmicas 3.2.2.4 Flexión. 3.1.5 Propiedades Eléctricas 3.2.3 Elasticidad. 3.1.6 Durabilidad 3.2.3 Fatiga. 3.2.4 Hendibilidad. 3.1 FÍSICAS

3.1.1 ANISOTROPIA.Las propiedades física y mecánicas no son las mismas en todas las direcciones. La madera es un material de fibras orientadas. El estudio de la madera deberá hacerse en tres dimensiones principales · Axial: dirección paralela al eje de crecimiento · Radial: perpendicular a la primera y cortando el eje de crecimiento · Tangencial: normal a los anteriores ¿Cómo le afecta la humedad? El agua es un material intrínseco de la madera. Contiene agua en tres formas: 

Agua de constitución.- forma parte de la materia. Eliminable solo mediante el fuego.



Agua de saturación.- contenidas en las paredes microscópicas. Eliminable calentando a 100º - 110º C. En estufas, modifica las propiedades físico-químicas de la madera.



Agua libre.- contenida en los vasos (en mercado sin este tipo). Superado el punto de saturación. Solamente las dos ultimas definen la humedad de la madera. La humedad de la madera, se expresa como: Hs ( humedad en peso seco) = ((P (peso de madera húmeda) - p) x 100) / p Hh ( humedad en peso húmedo) = ((P - p (peso de Madera seca)) x 100) / p Es un material giroscópico, es decir, tiende a alcanzar equilibrio con el aire ambiente y modifica su volumen, con hinchamientos, fendas y mermas. La madera tiene mas agua en verano y varia según el espesor. Podemos distinguir entre varias maderas:

o

Madera verde: en pie o cortada reciente, con gran cantidad de agua libre. Humedad > 100%. No uso para construcción.

o

Madera saturada: sin agua libre. Humedad 30%. Máximo nivel de agua de absorción.

o

Madera semiseca: 30 - 23%.

o

Madera comercial seca: 23 - 18%.

o

Madera secada al aire: 18 - 13%.

o

Madera desecada: < 13%.

o

Madera anhidra: 0%. HUMEDAD MEDIA INTERNACIONAL 15% HUMEDAD MEDIA NACIONAL 13% APARTIR DEL 30% DE HUMEDAD NO SE MODIFICAN SUS PROPIEDADES ¿cómo se debe seleccionar la madera?

o

Obra hidráulicas.- 30%

o

Medios húmedos.- 25 - 30%

o

Andamios, encofrados, cimbras.- 18 - 25%

o

Cubiertas ventiladas.- 16 - 20%

o

Cubiertas cerradas.- 13 - 17%

o

Local calentado y cerrado.- 12 - 14%

o

Local calefactado.- 10 - 12% En función del uso debemos medir y ensayar la madera a utilizar. La madera tiene mas agua en verano y varia según su espesor. Es un material giroscópico (tiende a alcanzar equilibrio con el aire ambiente) que modifica su volumen. 3.1.2 DEFORMABILIDAD La madera cambia de volumen al variar su contenido de humedad. Las variaciones de volumen al ser un material anisótropo varían. Dirección axial 6% máximo Dirección radial Dirección tangencial .- máxima deformación. El agua se elimina o absorbe de las paredes de las fibras leñosas que las acerca o las aleja. Punto de saturación.- contenido de humedad para el cual las paredes de las fibras han absorbido el máximo de agua. Por lo tanto el punto de saturación coincide con el máximo volumen. El punto de saturación = 30% humedad. · Punto de saturación = 30% humedad Deformación volumétrica total.- es la variación de volumen entre los estados saturado y seco. Coeficiente de contracción volumétrica.- es la variación que corresponde a una variación de humedad de un 1%. U = ( Vh - Va ) / ( Va . h ) . 100 Va = Volumen 0% (volumen anhidro) Vh = Volumen H = x% (volumen con una h) En función a este coeficiente se clasifican las maderas:

o

Maderas de débil contracción.- U = 0,15 - 0,35% (estructuras).

o

Maderas de contracción media.- U = 0,35 - 0,55%

o

Madera de fuerte contracción.- U = 0,55 - 1% La diferencia entre las contracciones radial y tangencial, es la consecuencia de los cambios de forma de la madera betal. (depende de la posición de la pieza del árbol). 3.1.3 PESO ESPECIFICO La madera es un material con poros, los cuales podemos considerarlos o no al determinar el volumen de una probeta. Peso especifico aparente = Peso / Volumen aparente Si del volumen aparente eliminamos los poros obtenemos: Peso real = Peso / Volumen real. Cuanto mejor sea la madera, mas cerca van a estar los dos pesos, y por tanto, mayor resistencia. Cuanto más separamos estén los dos pesos, peor resistencia.

El peso especifico real es prácticamente igual para todas las especies. P = 1.56 Kg / dm3 (aproximado) Pero el peso especifico aparente varia mucho en función del contenido de humedad. Influye en : 1.- Variaciones de volumen. 2.- Capacidad de resistencia. (peso especifico alto, pocos poros, y mucha materia resistente)., 3.1.4 PROPIEDADES TERMICAS Como todos los materiales la madera dilata con el calor, y se contrae al descender la temperatura. En la madera sin embargo se contrarresta con la variación de humedad. Mal conductor del calor (seco). La madera humedad y ligera es menos aislante. 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. Madera

K = 0.12 - 0.18

Hierro forjado

K = 30

Hormigón armado

K = 1.30

Ladrillo macizo

K = 0.75

( 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. 3.2 MECANICAS 3.2.1 DURABILIDAD Se entiende como durabilidad de un material la persistencia a lo largo del tiempo de las características que lo validaron para su uso. En el caso mas general, el proceso de degradación de la madera suele comenzar con la desintegración de la lignina por los rayos ultravioletas de la luz solar, posteriormente la lluvia se encarga de eliminar la lignina, arrugándose y agrietándose la superficie que, de esta forma queda preparada para el acceso directo de la humedad. Cuando esta alcanza un cierto valor puede ser agredida por las termitas, presente en amplias regiones de nuestro territorio. Además junto con los hongos silofagos, el oxigeno y una temperatura adecuada, aparecen las prudiciones que destruyen las fibras estructurales de la madera. RAYOS ULTRAVIOLETA

Desintegración de la lignina

LLUVIA

Eliminación de la lignina Merma y agrietamiento de la pieza

OXIGENO, TEMPERATURA, MICELO

Ataque de los hongos Ataque de los insectos

Como consecuencia la madera se ve afectada: o

A causa de la hidroscopia con hinchamientos, mermas y como consecuencia de los cambios de volumen, con fondas.

o

Por la perdida de su capacidad portante, al desaparecer sus fibras estructurales destruidas por las prudiciones.

o

Por la disminución de su sección resistente debido a las galerías longitudinales que realizan los insectos.

o

La humedad disminuye su características mecánicas y los hongos cromógenos le confieren cambios de coloración. Resistencia a los ataques de organismos destructores. Depende de las características nutritivas de la madera y de las condiciones de mantenimiento. 1 Humedad. 2 Alternancia Humedad - Sequedad. 3 Tipos de terreno 4 Densidad Una atmósfera contaminada, y suelos de caliza, atacan mas a la madera. Dureza Es la resistencia opuesta por la madera a la penetración o rayado por un cuerpo extraño.

o

Mayor dureza madera vieja que joven.

o

Mayor dureza duramen que albura.

o

Mayor dureza sección transversal, que radial o tangencial. Importante para usos en pavimentos y para medios auxiliares de trabajo. ENSAYO Consiste en determinar la penetración de una pieza metálica en la madera. Método Brinell: Se mide la huella que deja una bolo de acero de 10mm de diámetro, que deja en la madera con una carga de 200 Kg durante un minuto. Área del casquete = 2pi . r . h Presión = Fuerza / Superficie. Método janka: Se mide la fuerza necesaria para introducir una bola de acero de 11284mm hasta la mitad. (dureza janka es el valor que produce dicha huella). Pi = ( 11284 / 2)2 = 100mm2 = 1cm2 3.2.2 RESISTENCIA 3.2.2.1 Resistencia a compresión.

Muy variable por: o

Humedad.- madera seca más resistente. 30%, a partir de aquí Cte.

o

Dirección del esfuerzo.- la máxima resistencia corresponde a esfuerzo en la dirección axial. Máxima resistencia a la deformación mínimo limite elástico.

o

Peso especifico.- a mayor peso aparente mas resistencia, menos poros (siempre referida a humedad) Cota especifica de calidad = resistencia a compresión / 100 . (peso especifico)2 En maderas para construcción debe variar entre 9 y 20.

 Resistencia a tracción. La madera es un material muy indicado para trabajar a tracción. Para que una madera trabaje óptimamente a tracción el esfuerzo debe ser paralelo a las fibras. La humedad tiene la misma influencia que en la resistencia a compresión.

 Resistencia al corte. Es la capacidad de la madera para resistir fuerzas que tienden a que una parte del material deslice sobre una parte adyacente sobre ella.

El deslizamiento es posible en dirección paralela a las fibras, nunca en dirección perpendicular, porque rompería por otras causas.

 Resistencia a flexión.

La madera solo resiste esfuerzos a flexión si estos son aplicados en dirección perpendicular a la fibra. Vimos anteriormente que la resistencia a flexión la podemos medir: R = 3/2((P·l/B·h2). Pero la madera suele presentar imperfecciones como nudos, fendas, longitud menor a la dirección de crecimiento del árbol. Por esto se introduce el ÍNDICE TECNOLÓGICO que es el 2 de la formula. (Sustituir el 2 por:) Madera perfecta.- n = 11 / 6 Madera con defectos.- n = 10 / 6 Nudos admisibles.- N = 9 / 6 Muy nudosa.- N = 8 / 6 La resistencia a flexión finaliza primero por la rotura de las fibras superiores, segundo por las inferiores por tracción, y por ultimo rotura por cortadura de la fibra neutra.

 DEFECTOS Y ALTERACIONES 4.1 NUDOS Se producen cuando el árbol cambia de diámetro absorbe las bases de las ramas. o

Nudo vivo.- mientras la rama vive, sus tejidos tienen continuidad con los del tronco.

o

Nudo muerto.- cuando la rama muere, queda un muñón que se rodea de un tejido oscuro de fibras sin continuidad. Se comporta como un agujero. La resistencia de un nudo muerto , es bastante inferior a la propia resistencia de la madera. Afectan a:

 Aspecto.  Resistencia (peligrosos en esfuerzos a tracción). En pilares de madera sometidos a compresión tienen poca importancia si son largos. Similares al efecto producido por un taladro.

 FIBRA TORCIDA (problema de crecimiento del árbol) Defecto debido a que las fibras interiores crecen menos que los exteriores y se disponen en forma de hélice ( solo admisible para utilizar en rollo, trabajos puntuales o de uso temporal). Cambian de forma. 4.3 FENDAS Son grietas longitudinales o huecos en la madera. o

Fenda de desecación o Merma.- árboles apeados en la parte externa.

o

Acebollura o Colaina.- atribuidas a vientos, hielos y fuegos.

o

Cupranura, o pata de gallina.- en árboles viejos parte de una medula , y con distintas variables.

o

Corazón partido.- grietas en duramen y albura, debido a desecación (no-construcción).

 DESTRUCCIÓN 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: Abióticas:

Ventajas de la madera como material de construcción Martes, 19 de Octubre de 2010 19:07 |

Escrito por Christian |

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A continuación se presentan algunos breves antecedentes relacionados a las ventajas de la madera en la construcción de viviendas. Bustamante W. Señala que “Frente a otro tipo de materiales, la ventaja térmica es la primera. Además en relación a los problemas que casi la mayoría de las casas posee, como los de condensación en la superficie interior, el sistema constructivo en base a madera no tiene inconvenientes porque posee una muy buena aislación térmica. Incluso, se ha podido comprobar que las viviendas de madera pueden ofrecer también un muy buen comportamiento en verano, aspecto que se menciona a veces como una desventaja de este tipo de viviendas”

p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal { margin: 0cm 0cm 0.0001pt; fontsize: 12pt; font-family: "Times New Roman"; }div.Section1 { page: Section1; }Disponible en: Le llegó el turno a la madera para demostrar su nobleza en vivienda, consultado el 24 de Junio de 2008. Diaz 2005, señala que debido a la realidad del país en el ámbito de la construcción, principalmente en las viviendas más económicas, se ha visto afectada la imagen de la madera como material de construcción. Del mismo modo Importante aquí destacar las ventajas que tiene la madera frente a los materiales competitivos utilizados en la construcción. Desconocer sus ventajas puede llevar a soluciones de corto plazo que favorezcan a materiales de alto impacto ambiental y mayor costo social para el país. El mismo autor señala “Con la finalidad de valorar la importancia que tiene la madera en la construcción de viviendas, es conveniente comentar las ventajas que este material ofrece a los potenciales usuarios. Entre ellas tenemos: fácil de trabajar, belleza, adaptabilidad y uniones eficientes”. INFOR (2002) citado por Diaz 2005, indica que en lo relacionado con los impactos ambientales de la extracción de los recursos, la manufactura, la construcción, los servicios y la eliminación de residuos la madera presenta las siguientes ventajas:   

El diseño en madera requiere el menor uso de energía. El diseño en concreto requiere 1,5 veces la energía y el diseño en acero requiere 1,9 veces la energía que requiere el edificio de madera. Al considerar sólo la estructura sobre el suelo la opción en concreto requiere 1,7 veces, y la opción en acero 2,4 veces más energía que la opción en madera.



 





La construcción en madera tiene la menor emisión de gases invernadero (CO2, CO, NOX, y CH4). La opción en acero genera 1,5 veces más, y la opción en concreto genera 1,8 veces más gases invernadero que la construcción en madera. La construcción en madera tiene el menor índice de polución del aire, ya que los diseños en acero y en concreto generan 1,4 veces y 1,7 veces más polución del aire que la madera. La construcción en madera tiene el menor índice de polución del agua, con el diseño enacero generando 120 veces más, y el diseño en concreto generando 1,9 veces más polución del agua que la madera. El diseño en madera genera la menor cantidad de residuos sólidos, ya que el diseño enacero genera 1,4 veces y el diseño en concreto genera 2 veces los residuos que se generan con la madera. En cuanto al índice de uso de recursos ecológicos, la construcción en madera tiene elmenor impacto, ya que la construcción en acero tiene un índice 1,16 veces superior, y la construcción en concreto tiene un índice 1,97 veces superior.

Por su parte CORMA , indica que entre las principales ventajas de la madera sobre la albañilería en la construcción de viviendas, se tienen: Sismicidad: El comportamiento sísmico de una vivienda en madera es superior al de una en albañilería u hormigón, ya que la primera es 6 a 9 veces más liviana. El peso específico de una construcción de concreto es de 1.8 ton/m3, mientras que en los sistemas modernos de construcción en madera es 0.3 ton/m3. Esto es uno de los factores importantes que convierte a la vivienda estructurada en madera en una construcción antisísmica. Economía: Las fundaciones de una construcción en madera son a lo menos 1/3 más económicas que las de la construcción tradicional en razón al menor peso que deben soportar. Esta condición se acrecienta cuando los terrenos de fundación son de mala calidad (por ejemplo, arcilla expansiva). La velocidad de construcción es otro factor que incide en el valor final. Su relación es de 1 a 3 veces el tiempo empleado con otro producto tradicional, considerando su construcción in situ (la vivienda industrializada tiene una relación de 1 a 6). Energitérmica: La construcción en madera requiere de menos energía para la obtención de una temperatura confortable. El consumo de combustible es un 50% menor que el necesario para calefaccionar una vivienda de concreto. Sustentabilidad: La madera es un material renovable, a diferencia de sus competidores, acero, hormigón, ladrillos, los que además requieren mayor energía para su obtención y refinamiento y son altamente contaminantes en dicho proceso

Breve historia de las casas de Madera: Los dos métodos principales de construcción utilizados mundialmente hoy en día son: las casas de troncos y las casas de entramado ligero. Las casas de troncos representan el estilo de construcción más antigua. Estas eran la casa típica de Escandinavos, Rusos y pobladores de otras zonas del Norte de Europa. Los colonizadores que emigraron al Nuevo Continente, Sudáfrica, Nueva Zelanda y Australia, construyeron sus casas con este método. Allí donde había madera, se utilizaba la madera. Al principio las casas de troncos estaban hechas por troncos de madera apilados horizontalmente y ensamblados en las esquinas del edificio. Cuando aparecieron los primeros aserraderos de madera, los constructores comenzaron a serrar los troncos por sus dos lados, para optimizar el uso de la materia prima y para estandarizar las medidas del material. A pesar de la madera aserrada, los nuevos métodos y la aparición de los nuevos materiales de construcción, la construcción de las casas de troncos no ha desaparecido, sino que contrariamente, se ha diversificado durante los años. Los constructores modernos de estas casas utilizan maquinaria sofisticada de control numérico. Actualmente las casas de troncos están diferenciadas según las siguientes clases: Casas de troncos naturales: El método más antiguo, pero tan valorizado como un muro de piedras. Casas de troncos cepillados: Incluye numerosas formas y dimensiones. Casas de troncos torneados: Versión moderna de las casas de troncos naturales. Pueden ser troncos con torneado recto o torneado cónico. Casas de troncos de métodos varios: Troncos verticales, imitaciones de troncos y métodos mixtos. Las casas de entramado ligero tienen sus orígenes en el siglo XIX Esta técnica es el fruto de la necesidad de construir rápidamente edificios nuevos, y de la disponibilidad de materiales de construcción normalizados. La estructura está compuesta por tres componentes diferenciados, cada cual con su función particular: entramado, cerramiento y revestimiento.

Este método hace posible la construcción de edificios de múltiples plantas, gran diversidad en los acabados y no conoce las limitaciones para la imaginación del arquitecto a la hora de diseñar el edificio.

Actualmente el 70-80% de todas las viviendas que se construyen en países como Finlandia, Suecia y Estados Unidos son de madera, y la gran mayoría de ellos son edificios de entramado ligero. ¿Por qué se construyen montañas rusas de madera en lugar de acero? Sin duda esta pregunta es muy interesante, pero es más interesante la respuesta. Las Montañas hechas con Acero, permiten que el aventurero tenga un viaje suave, rápido, con rizos, y sin titubeos. Son más espectaculares, más variados, y más vistosos. Entonces, si una Montaña de acero ofrece tanto, ¿Por qué se construyen montañas de Madera? La verdad, es que las Montañas de Madera ofrecen cosas que por más que se quieran tener en una de acero, serían imposibles. Para empezar, la Madera es un material "vivo" que aunque esté cortado, lijado y clavado; respira, se expande y se contrae con lluvia, sol, frío ó calor. Esta propiedad, hace que la sensación sea distinta cada vez que das una vuelta en ella. Los cambios pueden hacer que la Montaña vibre más ó vaya más rápido. Es tan notable este cambio que una montaña puede variar su velocidad máxima hasta unos 8 km/hr. Más de su promedio normal. Por otro lado, La madera es un material "flexible" que permite un amortiguamiento natural a cada curva ó bajada que tenga. Esta flexibilidad, permite que el recorrido sea aún más intenso, ya que hay veces que sientes que realmente te vas a salir, por lo que le agrega un toque más de emoción y terror controlado. Aparte de esto, la madera hace que el carrito se agite mucho durante el recorrido por lo que la sensación de velocidad es mucho mayor que el se puede sentir en las de acero. Finalmente, construir una montaña de madera es muchísimo más barato que una de acero, y es igual de segura que una de acero sí se le da el mantenimiento adecuado. La guadua Es tan necesaria como el agua y el aire, barata y siempre digna de confianza, dura, hueca y brillante. Espléndidamente resistente y duradera, de aspecto agradable y flexible, es una hierva que tiene la arrogancia de sentirse árbol. Crece con mayor rapidez que cualquier otro ser viviente de nuestro planeta. La Guadua es tan distinta a los demás ejemplares de flora, que empleamos términos especiales para nombrar sus partes.

Su vigor, vitalidad y fecundidad debe sorprendernos, puede convertirse en selva impenetrable si la abandonamos. La Guadua, una de las pocas familias que comparte sin egoísmo el agua y el alimento con las demás plantas que la rodean, es la madre inteligente que almacena con precisión los nutrientes para sus hijos, hijos que no necesitan de un padre, transmitiendo a su descendencia sus propias características genéticas. La Guadua trata de alcanzar la resistencia del hierro, lo que permite que sea un material excelente para construcciones sismo-resistentes. Su cultivo es siempre lucrativo, por ser de crecimiento breve, permitiendo cortarla inclusive tierna, dependiendo el uso que queramos darle. Sin equivocaciones cumple las cualidades de la planta perfecta, tiene la resistencia de un atleta, la gracia de una bailarina, la belleza y hermosura de una mujer elegante y atractiva. La Guadua es igual de practica y necesaria que la rueda y tan útil como la primera hacha de piedra, su catalogo de virtudes hace que sea la madera más extraordinaria del mundo. Introducción El hombre buscó refugiarse de la intemperie al salir de sus cuevas y desde esa época usó madera, la misma que hoy se reconoce como material primordial en la construcción habitacional que incluye desde las casas de troncos y tablas, donde se utilizaban técnicas muy elementales, hasta las modernas construcciones como grandes edificaciones para apartamentos y casas de recreo, de gran calidad, riqueza tecnológica y diseño arquitectónico. La madera, como recurso natural renovable, ofrece grandes ventajas ambientales favoreciendo procesos de soporte al ecosistema y brindando enormes garantías como materia prima de alto potencial físico, mecánico y estético para la

construcción Es tal vez el material más antiguo en construcción, sus excelentes resultados y aplicaciones se contemplan en obras arquitectónicas de gran belleza en Europa, Estados Unidos y algunos países de América Latina; sin embargo en Colombia, donde el recurso forestal abunda y la calidad de las maderas es garantía para aplicaciones estructurales, los prejuicios y temores han limitado su uso de manera injusta. Todas y cada una de las soluciones desarrolladas por el hombre para asegurar el buen comportamiento de la madera en construcción, de acuerdo a la experiencia, arrojan los mejores resultados y por eso desconocer las ventajas del material parece insensato. El norte apunta entonces a explorar posibilidades y cambiar la óptica para aprovechar realmente el recurso. La madera ha sido usada permanentemente en la construcción a lo largo de la historia de la humanidad, ya sea como materia prima principal en la edificación o como material para acabados, su belleza y funcionalidad son irremplazables. Desarrollo 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. Vetas y estructura. El dibujo que presentan todas las variedades de madera se llama veta, y se debe a su propia estructura. La madera consiste en pequeños tubos que transportan agua, y los minerales disueltos en ella, desde las raíces a las hojas. Estos vasos conductores están dispuestos verticalmente en el tronco. Cuando cortamos el tronco en paralelo a su eje, la madera tiene vetas rectas. En algunos árboles, sin embargo, los conductos están dispuestos de forma helicoidal, es decir, enrollados alrededor del eje del tronco. Un corte de este tronco producirá madera con vetas cruzadas, lo que suele ocurrir al cortar cualquier árbol por un plano no paralelo a su eje. El tronco de un árbol no crece a lo alto, excepto en su parte superior, sino a lo ancho. La única parte del tronco encargada del crecimiento es una fina capa que lo rodea llamada cámbium. En los árboles de las zonas de clima templado, el crecimiento no es constante. La madera que produce el cámbium en primavera y en verano es más porosa y de color más claro que la producida en invierno. De esta manera, el tronco del árbol está compuesto por un par de anillos concéntricos nuevos cada año, uno más claro que el otro. Por eso se llaman anillos anuales. Aunque la fina capa de cámbium es la única parte del tronco que está viva, en el sentido de que es la parte que crece, también hay células vivas esparcidas por el xilema de la albura. Según envejecen los árboles, el centro del tronco muere; los vasos se atascan y se llenan de goma o resina, o se quedan huecos. Esta parte central del tronco se llama duramen. Los cambios internos de los árboles van acompañados de cambios de color, diferentes según cada especie, por lo que el duramen suele ser más oscuro que la albura. 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. 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. En un árbol maduro, la sección transversal del ronco presenta las siguientes partes: Corteza Exterior: Es la cubierta que protege al árbol. De los agentes atmosféricos, en especial de la insolación; esta formada por un tejido llamado floema que forma esta capa. Corteza Interior: Es la capa que tiene por finalidad conducir el alimento elaborado en la hojas hacia las ramas, tronco y raíces esta constituido por el tejido flemático vivo, llamada también liber. Es filamentosa y poco resistente. Cambium: Es el tejido que se encuentra entre la corteza interior y la madera. Constituye la base del crecimiento en especial del tronco, generando dos tipos de células: hacia el interior: Madera (albura), y hacia el exterior: Liber o floema.

Madera o Xilema: Es la parte leñosa del tronco se puede distinguir entre ella, la albura, el duramen, y la medula. La Albura: Es la parte exterior del Xilema cuya función principal es la de conducir el agua y las sales minerales de las raíces a las hojas; es de color claro y de espesor variable según las especies, esta es parte de xilema El Duramen: Es la parte inactiva que tiene como función proporcionar resistencia para el soporte del árbol. Madera de la parte interior del tronco. Constituido por tejidos que han llegado a su máximo desarrollo y resistencia (debido al proceso de lignificación.) De coloración, a veces, más oscura que la exterior. Madera adulta y compacta. Es aprovechable. La duraminización (transformación de albura a duramen) de la madera se caracteriza por una serie de modificaciones anatómicas y químicas, oscurecimiento, aumento de densidad y mayor resistencia frente a los ataques de los insectos. Medula: es la parte central del a sección de tronco. Constituida por tejido flojo y poroso. Tiene un diámetro muy pequeño. Madera vieja y normalmente agrietada. Se suele desechar en los procesos de elaboración de la madera (Ver anexo #1)

Estructura Microscópica de la Madera Radios leñosos: Bandas o láminas delgadas de un tejido, cuyas células se desarrollan en dirección radial, o sea, perpendicular a los anillos de crecimiento. Ejercen una función de trabazón. Almacenan y difunden las materias nutritivas que aporta la savia descendente (igual que las células de parénquima). Contribuyen a que la deformación de la madera sea menor en dirección radial que en la tangencial. Son más blandos que el resto de la masa leñosa. Por ello constituyen las zonas de rotura a comprensión, cuando se ejerce el esfuerzo paralelamente a las fibras. Anillos anuales: Cada anillo corresponde al crecimiento anual, consta de dos zonas claramente diferenciadas: Una formada en primavera: Predominan en ella los vasos gruesos que conducen la savia bruta hasta las hojas (tejido vascular). Color claro, pared delgada y fibras huecas y blandas. Otro formado en verano: Tienen los vasos más pequeños y apretados. Sus fibras forman el tejido de sostén. Color oscuro denso y fibras de paredes gruesas. En zonas tropicales (o en las zonas donde no se producen, prácticamente, variaciones climáticas con los cambios de estación, y la actividad vital del árbol es

continua), no se aprecian diferencias entre las distintas zonas de anillos de crecimiento anual. Su suma, son los años de vida del árbol. Debido a la forma troncocónica del árbol, los anillos anuales se deben contar en el tronco, en zona más próxima a las raíces. Propiedades físicas. 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 madera siempre es mucho más fuerte cuando se corta en la dirección de la veta; por eso las tablas y otros objetos como postes y mangos se cortan así. La madera tiene una alta resistencia a la compresión, en algunos casos superior, con relación a su peso a la del acero. Tiene baja resistencia a la tracción y moderada resistencia a la cizalladura. Propiedades Mecánicas de la madera Cuando hablamos de las propiedades mecánicas de la madera, tenemos que hacer hincapié en su constitución anatómica. La madera es un material anisótropo formado por tubos huecos con una estructura ideal para resistir tensiones paralelas a la fibra. La madera tiene una muy elevada resistencia a la flexión. La relación resistencia/peso propio es 1.3 veces superior al acero y 10 veces superior al hormigón. La resistencia a la tracción y compresión paralelas a la fibra es buena en la madera. Las resistencias y módulos de elasticidad en la dirección paralela a la fibra son mucho más elevados que en la dirección perpendicular. Tracción Compresión Flexión Paralela Perpend. Paralela Perpend Cortante Módulo de elasticidad Madera 120 120 1.5 110 28 12 110000 Hormigón 80 6 80 6 200000 Acero 1700

1700 1700 1000 2100000 Las clases resistentes de madera aserrada adoptando la norma UNE EN 338 “Madera Estructural Clases Resistentes” es la siguiente: Especies coníferas Especies frondosas C14 C16 C18 C22 C24 C27 C30 C35 C40 D30 D35 D40 D50 D60 D70 Propiedades resistentes en N/mm2

Flexión 14 16

18 22 24 27 30 35 40 30 35 40 50 60 70 Tracción paralela 8 10 11 13 14 16 18 21 24 18 21 24 30 36 42 Tracción perpendicular 0.3 0.3 0.3 0.3 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.6 0.6 0.6

0.6 0.7 0.9 Compresión paralela 16 17 18 20 21 22 23 25 26 23 25 26 29 32 34 Compresión perpendicular 4.3 4.6 4.8 5.1 5.3 5.6 5.7 6 6.3 8.0 8.4 8.8 9.7 10.5 13.5 Cortante 1.7 1.8 2.0 2.4 2.5 2.8 3.0

3.4 3.8 3.0 3.4 3.8 4.6 5.3 6.0 El valor relativamente bajo de la densidad de la madera, comparada con su resistencia y módulo de elasticidad, la convierte en un material especialmente adecuado para aplicaciones estructurales. Las soluciones constructivas en madera resultan más ligeras que las de acero y mucho más ligeras que las de hormigón. La madera sin defectos resulta 3.6 veces más resistente que el acero a igualdad de peso en valores de rotura. Si se comparan los valores de las tensiones admisibles considerando en la madera la influencia de los defectos ambas relaciones resultan similares. La relación rigidez / peso es favorable a la madera, es decir, la madera resulta 1.3 veces más rígida a igualdad de peso frente al acero. Por último, si comparamos la energía necesaria para la fabricación del material, el resultado de la relación entre rigidez y energía necesaria para la obtener el material es 80 veces más favorable para la madera Especies coníferas Especies frondosas C14 C16 C18 C22 C24 C27 C30 C35 C40 D30 D35 D40 D50 D60 D70 Densidad en Kg/m3

Densidad característica 290 310 320 340 350 370 380 400 420 530 560 590 650 700 900 Densidad Media 350 370 380 410 420 450 460 480 500 640 670 700 780 840

1080 Entre las propiedades mecánicas más importantes encontramos: Elasticidad – Deformabilidad: Bajo cargas pequeñas, la madera se deforma de acuerdo con la ley de Hooke, o sea, que las deformaciones son proporcionales a la las tensiones. Cuando se sobrepasa el límite de proporcionalidad la madera se comporta como un cuerpo plástico y se produce una deformación permanente. Al seguir aumentando la carga, se produce la rotura. Este módulo dependerá de la clase de madera, del contenido de humedad, del tipo y naturaleza de las acciones, de la dirección de aplicación de los esfuerzos y de la duración de los mismos. El valor del módulo de elasticidad E en el sentido transversal

a las fibras será de 4000 a 5000 Kg / cm.² . El valor del módulo de elasticidad E en el sentido de las fibras será de 80.000 a 180.000 Kg / cm.² Flexibilidad: Es la propiedad que tienen algunas maderas de poder ser dobladas o ser curvadas en su sentido longitudinal, sin romperse. Si son elásticas recuperan su forma primitiva cuando cesa la fuerza que las ha deformado. La madera presenta especial aptitud para sobrepasar su límite de elasticidad por flexión sin que se produzca rotura inmediata, siendo esta una propiedad que la hace útil para la curvatura (muebles, ruedas, cerchas, instrumentos musicales, etc.). La madera verde, joven, húmeda o calentada, es más flexible que la seca o vieja y tiene mayor límite de deformación. La flexibilidad se facilita calentando la cara interna de la pieza (produciéndose contracción de las fibras interiores) y, humedeciendo con agua la cara externa (produciéndose un alargamiento de las fibras exteriores) La operación debe realizarse lentamente. Actualmente esta propiedad se incrementa, sometiéndola a tratamientos de vapor. Maderas flexibles: Fresno, olmo, abeto, pino. Maderas no flexibles: Encina, arce, maderas duras en general. Dureza: Es una característica que depende de la cohesión de las fibras y de su estructura. Se manifiesta en la dificultad que pone la madera de ser penetrada por otros cuerpos (clavos, tornillos, etc.) o a ser trabajada (cepillo, sierra, gubia, formón). La dureza depende de la especie, de la zona del tronco, de la edad. En general suele coincidir que las más duras son las mas pesadas. El duramen es más duro que la albura. Las maderas verdes son más blandas que las secas. Las maderas fibrosas son más duras. Las maderas más ricas en vasos son más blandas. Las maderas mas duras se pulen mejor. Muy duras: Ébano, boj, encina. Duras: Cerezo, arce, roble, tejo... Semiduras: Haya, nogal, castaño, peral, plátano, acacia, caoba, cedro, fresno, teka. Blandas: Abeto, abedul, aliso, pino, okume. Muy blandas: Chopo, tilo, sauce, balsa. Cortadura: Es la resistencia ofrecida frente a la acción de una fuerza que tiende a desgajar o cortar la madera en dos partes cuando la dirección del esfuerzo es perpendicular a la dirección de las fibras. Si la fuerza es máxima en sentido perpendicular a las fibras será cortadura y si es mínima en sentido paralelo a las mismas será desgarramiento. Hendibilidad: Es la resistencia ofrecida frente a la acción de una fuerza que tiende a desgajar o cortar la madera en dos partes cuando la dirección de los esfuerzos es paralela a la dirección de las fibras. La madera tiene cierta facilidad para hendirse o separarse en el sentido de las fibras. Una cuña, penetra fácilmente en la madera, al vencer por presión la

fuerza de cohesión de las fibras (no las corta). Es fácil observar esta propiedad al cortar madera para hacer leña, en la dirección de las fibras se separa en dos fácilmente. La madera verde es más hendible que la seca. Cuando se van a realizar uniones de piezas de madera por medio de tornillos o clavos nos interesa que la madera que vamos a usar tenga una gran resistencia a la hienda. Hendibles: Castaño, alerce y abeto. Poco hendibles: Olmo, arce y abedul. Astillables: Fresno Resistencia al Choque: Nos indica el comportamiento de la madera al ser sometida a un impacto. La resistencia es mayor, en el sentido axial de las fibras y menor en el transversal, o radial. En la resistencia al choque influyen: el tipo de madera, el tamaño de la pieza, la dirección del impacto con relación a la dirección de las fibras, la densidad y la humedad de la madera, entre otros. Resistencia a la tracción: La madera es un material muy indicado para trabajar a tracción (en la dirección de las fibras), viéndose limitado su uso únicamente por la dificultad de transmitir estos esfuerzos a las piezas. Esto significa que en las piezas sometidas a tracción los problemas aparecerán en las uniones. Si se realiza un esfuerzo de tracción en la dirección axial, la magnitud de la deformación producida será menor que si el esfuerzo es de compresión, sobre todo en lo que concierne a las deformaciones plásticas. Es decir que la rotura de la madera por tracción se puede considerar como una rotura frágil. La resistencia a la tracción de la madera presenta valores elevados. La resistencia de la madera a la tracción en la dirección de las fibras, se debe a las moléculas de celulosa que constituye, en parte, la pared celular. En la práctica existen algunos inconvenientes, que se han de tener en cuenta al someterla a este tipo de esfuerzos; en la zona de agarre existen compresiones, taladros, etc., que haría romper la pieza antes por raja o cortadura, con lo que no se aprovecharía la gran resistencia a la tracción. Por otra parte, los defectos de la madera, tales como nudos, inclinación de fibras, etc., afectan mucho a este tipo de solicitación, disminuyendo su resistencia en una proporción mucho mayor que en los esfuerzos de compresión. Resistencia a la Compresión: La madera, en la dirección de las fibras, resiste menos a compresión que a tracción, siendo la relación del orden de 0,50, aunque variando de una especie a otra de 0,25 a 0,7. 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. Muchos tipos de madera que se emplean por su alta resistencia a la flexión presentan alta resistencia a la compresión y viceversa; pero la madera de roble, por ejemplo, es muy resistente a la flexión pero más bien débil a la compresión, mientras que la de secuoya es resistente a la compresión y débil a la flexión. Otra propiedad es la resistencia a impactos y a tensiones repetidas. El nogal americano y el fresno son muy duros y se utilizan para hacer bates de béisbol y mangos de hacha. Como el nogal americano es más rígido que el fresno, se suele utilizar para mangos finos, como los de los palos de golf. Otras propiedades mecánicas menos importantes pueden resultar críticas en casos particulares; por ejemplo, la elasticidad y la resonancia de la pieza la convierten en el material más apropiado para construir pianos de calidad Propiedades fisicas 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. 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 es el vehículo de transporte que utilizan las plantas para su alimento, esto, unido a la higroscopicidad de la madera, hace que esta tenga normalmente en su interior cierta cantidad de agua, que es necesario conocer antes de su uso, debido a las modificaciones que produce en las características físicas y mecánicas. 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. El agua libre, una vez perdida por la madera, ya no puede ser recuperada a partir de la humedad atmosférica. Para recuperarla, habrá de ser por inmersión directa en el agua. El agua libre no tiene mas repercusión que la ocupación física de los huecos, y por consiguiente no influye en la hinchazón o merma de la madera ni en las propiedades mecánicas.

Las dos últimas, impregnación y libre son las que constituyen la humedad de la madera. La humedad es la cantidad de agua que contiene la madera expresada en % de su peso en estado anhidro o húmedo. 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 La humedad no es constante en todo el espesor de la pieza, siendo menor en el interior y teniendo más humedad la albura que el duramen. La madera contiene más agua en verano que en invierno. Es un material higroscópico, lo cual significa que absorbe o desprende agua en función del ambiente que le rodea. Expuesta al aire pierde agua y acaba estabilizándose a una humedad que depende de las condiciones del ambiente: temperatura y humedad. Si estas condiciones varían, también variará su contenido de humedad. La humedad de la madera tiende a estar en equilibrio con el estado del aire ambiente Para las obras, la guía de humedad que debe de tener la madera según la naturaleza de la obra, es la siguiente: Obras hidráulicas: 30% de humedad (contacto en agua) Túneles y galerías: de un 25% a un 30% de

humedad (medios muy húmedos) Andamios, encofrados y cimbras: 18% al 25% de humedad (expuestos a la humedad) En obras cubiertas abiertas: 16% a 20% de humedad. En obras cubiertas cerradas: 13% a 17% de humedad. En locales cerrados y calentados: 12% al 14% de humedad En locales con calefacción continua: 10% al 12% de humedad. 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". Punto de saturación de las fibras El punto de saturación de las fibras (P.S.F.) representa el % de humedad de la madera cuando se ha alcanzado la máxima hinchazón; si disminuye la humedad también lo hará el volumen, pero si aquella aumenta, el volumen permanece prácticamente constante: CLASE Punto Saturación Bajo Inferior a 25% Normal de 25 a 35% Elevado Superior a 35% Las variaciones de volumen expuestas no son suficientes, en general, para darse cuenta de la complejidad de los fenómenos que intervienen en el movimiento de la madera y que tienen como resultado las variaciones lineales de sus tres dimensiones: axial, tangencial y radial, con contracciones muy diferentes para cada una, como consecuencia de ser la madera un material anisótropo. En el sentido longitudinal o de la fibra (axial) de la madera, el movimiento es muy pequeño, y en la practica se considera nulo (0,1%), mientras que en el sentido radial el movimiento puede variar entre un 4,5 y un 8%. En el sentido tangencial (anillos anuales), la contracción es, en general de 1,5 a 2 veces mayor que en el sentido radial. Esta diferencia de contracciones, según los sentidos radial y tangencial, es una de las causas de las deformaciones y fendas que se producen durante el proceso de secado. Existen algunas clases de madera en las que las contracciones radial y tangencial son prácticamente iguales. Estas maderas, aún con una fuerte contracción, si se desecan con cuidado no se deforman; son las maderas de ebanistería por excelencia (caobas, etc.). 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. Son maderas muy inflamables: Pino, abeto, sauce, chopo, aliso, etc. Casi todas ellas maderas resinosas. Son maderas medianamente inflamables: Haya, caoba, castaño, tuya, etc. Son maderas menos inflamables: Encina, ébano, boj, alerce, etc. Arden mejor: La madera seca que madera húmeda. La madera con corteza y ramaje que la descortezada y cepillada. Las piezas de pequeño tamaño que las piezas de gran tamaño. Las piezas verticales que las horizontales. Las maderas secas se encienden sometidas a una inflamación inicial a la temperatura de 300° C. Las maderas frondosas duras arden superficialmente, con lentitud y llama corta; en cambio, las maderas frondosas blandas y las resinosas se queman profundamente con llama larga; estas diferencias se reducen cuando se trata de piezas de poco grosor. Con el pintado y mejor con la impregnación de substancias ignífugas, se reduce considerablemente la inflamabilidad y combustibilidad de las maderas. Descripción Técnica del proceso. Se describe la secuencia de operaciones previstas en la planta: Descarga de gandolas y almacenamiento en rolas: El acarreo de las rolas desde el bosque al aserradero se realiza por medio de gandolas y de camiones y gandolas, que son descargados en áreas abiertas para tales fines (patios) por medio de un cargador frontal tipo 950, que a su vez coloca las rolas en pilas largas de unos 2,50 m de alto, dejando entre ellas espacios de 8 m de ancho para él transito y

maniobra de vehículos y cargadores. Aspersión de maderas duras y / o abrasivas: Esta operación se efectúa con la finalidad de reducir las dificultades que se presentan en el momento de procesar maderas duras y abrasivas, manteniendo la humedad natural de las mismas. Acarreo de las rolas desde el patio a las sierras: El traslado de las rolas esta previsto mediante un cargador frontal tipo 950, que se ocupara de colocar la rola sobre los brazos cargadores muy próximos al carro de la sierra principal y secundaria. A fin de garantizar el suministro permanente de rolas en el turno de aserrado, debe disponerse de otro cargador frontal para suplir cualquier eventualidad. Carga y volteo de rolas para las sierras de cintas: Los brazos cargadores “Flippers” en su posición horizontal sostienen la rola mediante un giro de rotación la trasladan al carro respectivo, quedando la troza en posición de ser introducida a la cinta de corte. Aserrado en la sierra principal: El aserrado en la sierra principal (2100 mm) esta destinado a las trozas de mayores diámetros y para maderas duras y abrasivas, aplicando las mayores velocidades del carro que sean compatibles con las características de las cintas y las propiedades de la madera, con la finalidad de obtener condiciones optimas de aserrado y alcanzar una mejor utilidad de la potencia de la maquina. Al efecto se proveen velocidades de aserrado cercana a 60 m/min, en piezas de 30 cms de altura de corte. Aserrado en la sierra secundaria – 1800 mm: En esta sierra de menor potencia, se deben establecer condiciones óptimas de aserrado, buscando obtener las mismas ventajas que con la sierra principal. Esta sierra esta destinada para aserrar rolas medianas, pequeñas y piezas de escuadría, teniendo en cuenta los aspectos básicos que a continuación se indican: En el aserradero de rolas de diámetros medianos a grandes, cuyas maderas no presentan dificultades en cuanto a dureza y abrasividad. Reaserrado de piezas en escuadrías, con altura de corte moderado que han sido preparadas por la sierra principal y se aplicara un volteo mínimo. En estas condiciones se garantiza un máximo aprovechamiento de la sierra secundaria, evitando el recargo de las canteadoras. Recepción y transferencia en la sierra principal: Las piezas aserradas destinadas para obtener tablas y cuartones son sacadas del arco de la sierra normalmente y colocadas en el banco de recepción, constituido por un tren de rodillos transportadores que las desplaza longitudinalmente hasta situarse frente a un banco de transferencia lateral, constituido por dos vigas de acero, en el mismo se depositan las tablas que van destinadas al canteado o listonado y despuntado. Previamente sé sitúan las piezas sobre el tren de rodillos de entrada de la recorredora e impulsada con el apoyo del ayudante del operador y un obrero, para realizar el canteado de la pieza. Seguidamente la pieza es introducida en la maquina trozadora para realizar el despunte. En el otro banco de transferencia se colocan las piezas o tablones destinadas a la preparación de listones, que son colocados por (2) obreros en el banco de rodillos de entrada de la maquina listoneadora de discos múltiples para su corte definitivo. Este ultimo sé efectúa a una velocidad de aserrado de 60 m/min, luego

los listones son recibidos en el tren de salida y dirigidos por obreros hacia la despuntadora respectiva. Las piezas pesadas y de altura de corte moderado se movilizan a la sierra secundaria por medio de un montacargas, para preparación de durmientes o vigas a la medida. Recepción y

transferencia en la sierra secundaria: Se realiza el mismo proceso que el descrito anteriormente para la sierra principal. Canteado: Las piezas son colocadas manualmente por deslizamiento sobre el tren de rodillos de la canteadora correspondiente a la sierra utilizada. Las piezas canteadas son recibidas sobre un tramo de rodillos y dirigidas por los ayudantes hasta las maquinas despuntadoras. Listoneado: Se refiere al corte secundario que se le aplica a los tablones para transformarlos en listones, utilizando una listoneadora de discos múltiples, con suficiente capacidad para listonear las piezas provenientes de las sierras principal y secundaria. Despuntado: Esta operación se ejecuta en la maquina despuntadora correspondiente a cada sierra. Para evitar recargar las maquinas trozadoras, en ciertas oportunidades las puntas de rolas se preparan previamente con motosierra, operación que esta debidamente justificada. Clasificación de la madera aserrada: La clasificación de los productos o las piezas es manual, en base a las dimensiones de ancho, largo y espesor. Además, visualmente se estimara el aspecto y calidad aparente de las mismas para establecer grupos o pilas de dimensiones y características similares, referidas a tablas, tablones, listones y forros. Carga y despacho: Se seleccionan los lotes de piezas (listones. Tablas y vigas) preparando paquetes medianos, los cuales se amarran con cinta metálica y se colocan con el monta carga en la unidad de transporte para su despacho a los depósitos de ventas de madera. Recepción de los desperdicios: El aserrín producido por los cortes de las sierras (2100 y 1800) se estima de un 10 a un 15% del volumen de madera aserrada y su recolección se realizara en cada fosa construida bajo la sierra principal y secundaria. La evaluación se efectuara mediante un transportador longitudinal de bandas inclinado, que recorre el tramo comprendido desde cada fosa hasta llegar a la unidad que moviliza la carga de aserrín. Secado de la madera: La madera recién cortada contiene gran cantidad de agua, de un tercio a la mitad de su peso total. El proceso para eliminar este agua antes de procesar la madera se llama secado, y se realiza por muchos motivos. La madera seca es mucho más duradera que la madera fresca; es mucho más ligera y por lo tanto más fácil de transportar; tiene mayor poder calorífico, lo que es importante si va a emplearse como combustible; además, la madera cambia de forma durante el secado y este cambio tiene que haberse realizado antes de serrarla. La madera puede secarse con aire o en hornos; con aire tarda varios meses, con hornos unos pocos días. En ambos casos, la madera ha de estar apilada para evitar que se deforme, y el ritmo de secado debe controlarse cuidadosamente. La madera es uno de los poquísimos materiales que puede considerarse como polivalente: se ha usado como estructura y como cerramiento interior y exterior, también en laminados, en carpintería, techumbres y cubiertas, pavimentos, lámparas, mobiliario, etc. La producción anual del aserrado se estima en 12000 m³ de madera y como no toda requiere secado, ya que algunas maderas dura y otras blandas pueden usarse sin secado. Se puede estimar que aproximadamente 6000 m³/año, ameritan secado. La duración de cada ciclo de secado es de tres días. El sistema utilizado en el secado es el aire caliente, mediante un quemador y dos ventiladores como impulsores. Tratamiento de las maderas: La preservación de las maderas se aplicara para aquellas especies que han demostrado susceptibilidad al ataque de hongos e insectos. El tratamiento adoptado es de presión a célula llena, también conocido como el método de Betnhell, que consiste de un cilindro de acero o autoclave donde se impregna a presión la madera con la sustancia preservante. Durante el día se pueden realizar hasta tres ciclos de tratamientos. Las maderas entre semiduras y blandas como el pino, son menos resistentes al ataque de insectos y

otros microorganismos, que terminan por degradarla en corto - medio plazo si no se las trata con algún tipo de preservante. Existen mas de 300 tipos de hongos y aproximadamente 500 especies de insectos que se alimentan de madera, como el taladro del pino, la polilla de la madera, la abeja carpintera, etc. Proteger la madera de estos agentes degradantes, es en estos días, totalmente necesario. No solo por proteger nuestros intereses, sino también por nuestro medio ambiente, ya que se reduce considerablemente la tala de árboles para reposición. Sin dudas, el tratamiento más efectivo es el de impregnado por vacío y presión con CCA (cromo - cobre - arsénico), que se efectúa generalmente en el lugar de origen de la madera en los aserraderos. Las maderas impregnadas con CCA (generalmente pino) pueden durar mucho más de 30 años a la intemperie sin otro tratamiento adicional. En la actualidad se están utilizando en la construcción de viviendas, en postes para cableados urbanos, construcción de muelles, etc. Se puede reconocer a las maderas tratadas con CCA por su color verdoso. Además del CCA, hay muchos otros tratamientos para aplicar en baños de inmersión, o a pincel directamente sobre la madera, que detallaremos en los próximos días. MDF. Las placas MDF (Médium Density Fiberboard), son construidas con una mezcla de pequeñas partículas de madera (generalmente pinos) y colas especiales, prensadas en condiciones de presión y temperatura controladas. Obteniéndose planchas, de medidas fijas estandarizadas, con características mecánicas y físicas uniformes y bien definidas. Estas placas MDF, a diferencia del Aglomerado, pueden ser mecanizadas obteniendo excelentes terminaciones. Generalmente son de color claro y de superficie lisa y uniforme. Se la utiliza para múltiples propósitos como muebles, molduras, puertas, divisiones, etc. Ventajas de la Madera La madera tiene un comportamiento excepcional en zonas sísmicas, pues absorbe mejor las fuerzas dinámicas de los temblores dada su flexibilidad, elasticidad y poco peso. De hecho, una estructura de madera puede ser 5 veces más liviana que una en concreto, lo que reduce la inercia evitando la aceleración de la estructura y su colapso. Por otro lado, la madera también actúa como material aislante del frío o calor, ya que conduce mal la temperatura; 1 centímetro de espesor en madera trabaja igual que 4 centímetros de arcilla o ladrillo o bien como 10 de concreto; sumado a esto, su resistencia en maderas de tipo A como el caimito o algarrobo, es similar a la del concreto normal, es decir 210 kilos por cm2 o 3 mil libras por pulgada cuadrada, cualidad más que desconocida, ignorada. En el ámbito de costos de fabricación, la madera puede ser más económica que la mampostería dependiendo de la variedad empleada. Vale señalar que los costos de la madera para su empleo en construcción están directamente relacionados con el desarrollo de la industria forestal de cada país, es decir, mientras se desarrolla productiva, organizada y eficazmente la actividad forestal, los precios tienden a bajar, caso inverso si dicha evolución padece de vicios. Las medidas de las secciones de madera que tradicionalmente se vienen comercializando no se ajustan a las necesidades reales que se requieren estructuralmente para construir, las pocas secciones que normalmente se consiguen no son las más ventajosas para empleo estructural. Por ejemplo, una casa de dos pisos debe tener como diámetro en sus columnas 14 centímetros y sin embargo la medida “tradicional” es de 10, dimensión insuficiente para vigas o columnas. Igualmente, para construcción se debe trabajar con elementos de 29 centímetros de altura pero el mercado sólo ofrece 20, que para muros y techos puede funcionar, pero desestima otras áreas que aplican este calibre. Cuando hablamos de construcciones hechas de madera nos referimos específicamente a la construcción con postes y vigas sólidos, en donde éstos son unidos formando

elementos rígidos auto sustentables. Las construcciones de madera han existido desde hace muchos años y se han utilizado principalmente en los Estados Unidos, y no fue hasta el siglo X cuando fue desarrollado cómo un sistema constructivo auto sustentable, eliminando la necesidad de enterrar postes de madera en el subsuelo cómo cimentación. La construcción de casas requería de efectuar diversos trabajos de carpintería, e involucraba el uso de variados oficios y herramientas especializadas. Aún cuándo este sistema representaba un trabajo intenso definitivamente ofrecía muchas ventajas, y a diferencia de otros sistemas tradicionales la construcción con una estructura de madera le permitía tener un ahorro en el tiempo de ejecución, ya que por su ligereza y flexibilidad reducía considerablemente la duración de los trabajos de construcción. Además le permitía la combinación con otros materiales cómo el ladrillo, adobe, etc., así cómo la utililización del interior de las paredes para conducir las tuberías de electricidad y plomería. Cuando algunas innovaciones fueron introducidas en el mercado de la construcción y fue proliferando el uso de la madera; se enfatizó y simplificó su funcionalidad, haciendo el uso de ésta más accesible a los bolsillos del consumidor. Los dos avances más importantes que sobresalieron en la construcción de casas de madera fueron: el desarrollo de unidades habitacionales construidas en serie, así cómo la aplicación de la madera en sistemas que generan un confort ambiental interno y le permiten ser altamente eficientes en la conservación de energía. Con la finalidad de valorar la importancia que tiene la madera en la construcción de viviendas, es conveniente comentar las ventajas que este material ofrece a los potenciales usuarios. Entre ellas tenemos: Facilidad de Trabajarse: La madera se puede cortar y trabajar en diversas formas y tamaños, con la ayuda de sencillas herramientas manuales o de máquinas-herramientas de fácil transporte y utilización en el sitio de la construcción. Belleza: Por su textura y color, la madera ofrece una gran y variada belleza natural. Por la facilidad con que se trabaja y con la aplicación de los diferentes tintes y barnices, se pueden lograr viviendas con acabados de gran impacto y belleza. Adicionalmente, se presta con gran facilidad para lograr diversas soluciones arquitectónicas urbanas y rurales.

Adaptabilidad: La madera se puede adaptar en cualquier sitio, sin importar el clima y las condiciones ambientales. Se puede utilizar en estructuras de gran complejidad tales como: cubiertas espaciales, puentes, teatros, auditorios, etc." Así como en estructuras habitacionales de solución sencilla. Uniones Eficientes: La madera se puede ensamblar y pegar con adhesivos apropiados, unir con clavos, tornillos, pernos y conectores especiales, utilizando herramientas sencillas y produciendo uniones limpias resistentes y durables. Durabilidad: La madera no es un material eterno, al igual que otros materiales, sin embargo, si se toman las medidas de protección adecuadas contra la humedad, intemperismo y el ataque de los organismos destructores, la vida de una estructura de madera pueden ser superiores a un siglo, como lo atestiguan muchas aún existentes. La madera es, por naturaleza, una sustancia muy duradera. Si no la atacan organismos vivos puede conservarse cientos e incluso miles de años. Se han encontrado restos de maderas utilizadas por los romanos casi intactas gracias a una combinación de circunstancias que las han

protegido de ataques externos. De los organismos que atacan a la madera, el más importante es un hongo que causa el llamado desecamiento de la raíz, que ocurre sólo cuando la madera está húmeda. La albura de todos los árboles es sensible a su ataque; sólo el duramen de algunas especies resiste a este hongo. El nogal, la secuoya, el cedro, la caoba y la teca son algunas de las maderas duraderas más conocidas. Otras variedades son resistentes al ataque de otros organismos. Algunas maderas, como la teca, son resistentes a los organismos perforadores marinos, por eso se utilizan para construir embarcaderos. Muchas maderas resisten el ataque de la terme, como la secuoya, el nogal negro, la caoba y muchas variedades de cedro. En la mayoría de estos casos, las maderas son aromáticas, por lo que es probable que su resistencia se deba a las resinas y a los elementos químicos que contienen. Para conservar la madera hay que protegerla químicamente. El método más importante es impregnarla con creosota o cloruro de cinc. Este tratamiento sigue siendo uno de los mejores, a pesar del desarrollo de nuevos compuestos químicos, sobre todo de compuestos de cobre. También se puede proteger la madera de la intemperie recubriendo su superficie con barnices y otras sustancias que se aplican con brocha, pistola o baño. Pero estas sustancias no penetran en la madera, por lo que no previenen el deterioro que producen hongos, insectos y otros organismos. La protección de la madera contra la humedad es sencilla de lograr. Se puede realizar de diversas maneras tales como: Aplicación de pinturas o de barnices. Mediante un tratamiento de la madera con una solución de parafina. Realizar diseños constructivos adecuados que eviten la concentración de la humedad en el interior de los edificios, y que disminuyan el grado de exposición de las superficies de madera ante la lluvia u otras fuentes de humedad. La protección contra los organismos destructores, como son los hongos e insectos, se puede lograr desde un principio, usando maderas de especies que posean gran durabilidad natural, esta durabilidad natural se debe a que por razones poco conocidas, el duramen o centro de los árboles, quedan impregnados con sustancias químicas que son eficaces preservadores, Para las especies que no poseen esa durabilidad natural, existen soluciones preservadoras que se aplican, impregnándolas por medio de brochas, sumergiendo la madera en pilas que tengan la solución, o colocándolas en cámara de presión que es el método más eficiente, ya que el preservador penetra por los poros de la madera hasta la parte interior de ésta, llenando todas las células con dicha solución. Los preservadores más conocidos para este tratamiento son la creosota, el pentaclorofenol y las sales de cobre. Buen aislante eléctrico, térmico y acústico: Como la madera es un material compuesto de fibras huecas, alineadas axialmente a la longitud del árbol, estos huecos o espacios contienen aire atrapado que le imparten excelente cualidades como aislante del sonido y del calor. En lo que se refiere al aislamiento acústico, la madera tiene valores superiores a 10 veces el hormigón armado y a 5 veces el tabique. El aislamiento acústico puede incrementarse, si se dejan espacios vacíos entre las maderas, o se utilizan materiales aislantes, tales como fibra de vidrio, yeso, etc. En relación con el aislamiento térmico, la madera es excelente, En este aspecto, es aproximadamente unas seis veces más eficiente que el tabique o ladrillo de barro cocido, quince veces más que el hormigón o la piedra y 400 veces, más que el acero. Si la combinamos con otros materiales como la fibra de vidrio, podemos satisfacer los requerimientos de aislamientos en los climas más extremosos. Como aislante eléctrico es eficiente, cuando la madera está seca, o sea, cuando su contenido de humedad es inferior al punto de saturación de la fibra. Alta resistencia: La madera tiene una excelente rigidez y resistencia. Es

resistente a muchos productos químicos que son altamente corrosivos a otros materiales. Posee una gran capacidad para absorber energía y para resistir cargas de impacto, lo que hace un buen material de construcción en zonas sísmicas. Bajo costo: Debido a la ligereza de la madera, se ahorran energéticos en los procesos de elaboración y en el costo de transporte de los elementos, respecto a los costos correspondientes de otros materiales y sistemas constructivos. Resistencia al fuego: Uno de los factores que más ha elevado el rechazo de la madera como material de construcción en nuestro país, es su combustibilidad. Sin embargo, como lo demuestra la experiencia de otros países, las estructuras de madera con determinadas técnicas de tratamiento, exhiben un comportamiento bajo la acción de los incendios, superior al de muchas estructuras de materiales incombustibles. Así, un miembro de madera de proporciones robustas, conserva su capacidad de carga en un incendio durante mayor tiempo que un miembro de acero de igual resistencia, aunque en el exterior mantengan llamas y se estén carbonizando. También es posible incrementar la resistencia al fuego mediante tratamientos simples de impregnación de sustancias retardantes al fuego. Desventajas de la madera. . Uno de los prejuicios más comunes tiene que ver con la resistencia del material frente al fuego, desconociendo que éste, si bien es combustible, también es mal conductor de calor. “La madera empieza a arder en su periferia, se vuelve carbón y éste actúa como aislante térmico frenando la combustión y permitiendo que el material interno permanezca intacto, lo que no ocurre con el acero que al calentarse pierde rigidez y colapsa”. Por eso en otros países, la madera se utiliza comúnmente en armazones de gran tamaño, frecuentemente en sitios donde hay riesgo de incendio, incrementando en todo su perímetro a la sección estructural necesaria, en cerca de 5 centímetros; a manera de recubrimiento proyector, la razón, la combustión y carbonización de 1 centímetro puede tardar 15 minutos sin que disminuyan las propiedades resistentes de la sección interna, lo cual asegura resistencia a incendio hasta de 1 hora sin peligro de falla del elemento estructural. Una segunda sombra que se extiende sobre la madera como material estructural, es el prejuicio con respecto a la humedad, y frente a ella son claros los mecanismos de seguridad: construir relativamente elevado del suelo de manera que las bases permanezcan aisladas de plantas y zonas pastosas y además, utilizar barreras como telas asfálticas, polietileno, entre la madera y los cimientos, esto garantiza gran impermeabilidad, la humedad conduce generalmente a problemas de hongos e insectos, el tercer factor de rechazo para su uso en construcción. Frente a este inconveniente los sistemas de inmunización ofrecen amplias garantías ya que las sustancias utilizadas por las inmunizadoras reconocidas son realmente efectivas. En este punto existen básicamente 2 sistemas de inmunización: de aplicación de sustancias o multisales con brocha y por inmersión, cuando las piezas presentan bajo riesgo de ataques de hongos por humedad, y sistemas de vacío presión en autoclave (inyección del inmunizante), cuando las piezas tienen contacto directo con tierra o están expuestas a la intemperie. Uno de los mayores obstáculos que limitan el uso de la madera en la construcción de viviendas permanentes es su combustibilidad, factor de aparente desmedro frente a otros materiales incombustibles y tradicionalmente usados en este sector, como el acero y el concreto. Este problema se acentúa al no contar con una industria desarrollada en el tema. Actualmente, la madera tiene una participación del 15% en la construcción, principalmente debido a la baja calidad del producto que se ofrece a nivel nacional. Un tercer factor dice relación con la cultura en madera, por parte del usuario, que considera a ésta como un material ligero y temporal en la

vivienda, prefiriendo los sistemas tradicionales como albañilería y hormigón. Estas y otras dificultades, hacen imprescindible abordar el problema con nuevos planteamientos tecnológicos, formulando nuevas alternativas que compitan ventajosamente con los sistemas tradicionales. Por otra parte, la disponibilidad presente y futura de los recursos forestales en el país, aseguran una fuente natural de abastecimiento creciente y sostenida en el tiempo. Para romper estas restricciones se requiere dejar en evidencia que, un adecuado desarrollo de innovación tecnológica posibilita la generación de productos competitivos de alta calidad, desmitificando las desventajas del uso de la madera en la construcción, especialmente en lo concerniente al fuego y su destrucción. Todo ello a través de la aplicación de tecnología moderna y diversos mecanismos que aseguren una respuesta favorable por parte del usuario. La implementación en el corto y mediano plazo de esta herramienta para proveer estos cambios, precisa de acciones en las que diversos agentes asociados al sector de la construcción y el Estado pueden contribuir implementando mecanismos incentivadores para la consecución de los objetivos propuestos por el proyecto. Ventajas de una casa de madera. El poder aislante de un tablón macizo es muy superior a cualquier construcción de obra convencional de ladrillo, la mejor absorción de ruidos hacen el ambiente mucho más agradable y relajante.

La madera no contamina, se puede desmontar, trasladar... Regula el frío y el calor interior y no carga electricidad estática, tan molesta y perjudicial para la salud, nadie duda de los efectos beneficiosos que para la salud comporta vivir en una casa de madera, ya sea para enfermedades de tipo reumático como para cierto tipo de alergias. Es importante destacar la facilidad de limpieza al no impregnarse de polvo, y su mínimo consumo en calefacción o en aire acondicionado. Su uso como anexo a viviendas ya construidas también está bastante extendido, como ejemplo para galerías, dormitorios... o bien casas como segunda vivienda, teniendo la ventaja de encontrarlas en cada visita como si estuvieran siempre habitadas. Los troncos que sirven de pilares en la construcción, van entrelazados con dos uñas que forman el sistema "Blok", lo que convierte a su casa en antisísmica. Es el material de construcción más natural y ecológico que existe. La madera procedente de los bosques árticos son repoblados y reforestados, actualmente existe en Finlandia el doble de reservas de madera que a principios de siglo. Las casas de madera son normalmente más económicas que las de obra convencional, con ningún material natural se puede construir más económico. El plazo de entrega es un motivo importante a tener en cuenta ya a valorar dentro de la inversión, asimismo el precio cerrado de las casas evitan sorpresas desagradables. Clasificación de la madera. Las maderas se clasifican en duras y blandas según el árbol del que se obtienen. La madera de los árboles de hoja caduca se llama madera dura, y la madera de las coníferas se llama blanda, con independencia de su dureza. Así, muchas maderas blandas son más duras que las llamadas maderas duras. Las maderas duras tienen vasos largos y continuos a lo largo del tronco; las blandas no, los elementos extraídos del suelo se transportan de célula a célula, pero sí tienen conductos para resina paralelos a las vetas. Las maderas blandas suelen ser resinosas; muy pocas maderas duras lo son. Las maderas duras

suelen emplearse en ebanistería para hacer mobiliario y parqués de calidad. Los nudos son áreas del tronco en las que se ha formado la base de una rama. Cuando la madera se corta en planchas, los nudos son discontinuidades o irregularidades circulares que aparecen en las vetas. Donde nacen las ramas del árbol, los anillos del nudo continúan las vetas del tronco; pero según sale a la superficie, las vetas rodean al nudo y la rama crece aparte. Durante la fase de secado de la madera, ésta se encoge según la dirección de la veta, y los nudos se encogen con más rapidez que el resto. Los nudos superficiales suelen desprenderse de las planchas y dejan agujeros. Los nudos de la base no se desprenden, pero deforman la madera que los rodea debido a su encogimiento más acusado, y debilitan las tablas incluso más que los agujeros que dejan los otros nudos. Los nudos de la madera no son deseables por consideraciones estéticas, aparte de su efecto debilitador. Sin embargo algunos tipos de madera con nudos, como el pino, sí resultan vistosas por el dibujo de su veta y se utilizan para decoración y revestimiento de paredes. El aspecto de la madera es una de las propiedades más importantes cuando se utiliza para decoración, revestimiento o fabricación de muebles. Algunas maderas, como la de nogal, presentan vetas rectas y paralelas de color oscuro que le dan una apariencia muy atractiva, lo que unido a su dureza la sitúan entre las más adecuadas para hacer chapado (véase contrachapado más abajo). Las irregularidades de las vetas pueden crear atractivos dibujos, por lo que a veces la madera se corta a propósito en planos oblicuos para producir dibujos ondulados y entrelazados. Muchos chapados se obtienen cortando una fina capa de madera alrededor del tronco, haciendo un rollo. De esta manera, los cortes con los anillos se producen cada cierta distancia y el dibujo resultante tiene vetas grandes y espaciadas. Tipos de Madera: -SAQUI - SAQUI -SAMAN -CEDRO -CAOBA -PARDILLO -PINO -MOREILLO -ALGARROBO -PUY Construir en Madera: Recurso natural y Estético: Desde nuestros antepasados, el ser humano ha utilizado la madera como material de construcción siendo éste el recurso más natural y estético que se conoce. Calidez, Bienestar ambiental y confort: La madera no sólo crea un clima único en cuanto a calidez, sino que también nos da bienestar ambiental y confort, lo que la convierte en un material de construcción único y diferenciado. Ligereza: Dada la alta resistencia mecánica y el poco peso propio, la madera se caracteriza por su ligereza. Relación resistencia mecánica-peso: La relación resistencia mecánicapeso propia es muy favorable a la madera respecto a otros materiales tradicionales de construcción. Estabilidad estructural: Al contrario de lo que se tiende a pensar, con la madera conseguimos estabilidad estructural, basándonos en: Estudiar y diseñar correctamente la estructura de madera; Utilizar el tipo de madera apropiado y de calidad; Trabajar con un grado de humedad correcto en la madera. Rapidez en el montaje: Otra de las cualidades de las construcciones realizadas en madera es su rapidez de montaje. Toda la estructura llega a obra mecanizada pieza por pieza y perfectamente identificado cada uno de sus elementos en unos completos planos específicos de cada trabajo. En la ejecución del montaje, no existen tiempos muertos y el desarrollo es constante y rápido. Además, la construcción en madera nos da una gran flexibilidad en cuanto a diseño y formas. El montaje de la estructura se realiza como un mecano con todas las uniones entre elementos solucionados. Calculo en la madera: q =500 kg/m² 3 m s =210 kg/cm² ? =800 kg/m³ q = 20% del peso propio * carga q = 1.20 * 500 q = 600 kg/m² M = qL² = 600 * 3² = 675 kg m 8 8 S = bh² 6 s = M = 6M b = h S b.h² 2 Sustituyendo s = 12M despejando h³ = 12

M h³ s Sustituyendo los datos h = 15,68 cm Se toma 20 cm Viga = b * h = 10 * 20 Peso propio = b * h* ? = 10 * 20 * 800 = 16 kg/m 20% de 500 = 100kg/m si se acepta por que 16kg/m es menor Viga rectangular Datos s = 1200kg/cm² b = 0,30m h = 0.40m ? = 480kg/cm² S = I ...........(1) Yc S = b h³ /12 = bh² ……….(3) h/2 6 s = M………(2) S Sustituyendo (3) en (2) s = 6M bh²

Despejando M M = bh² * s 6 Sustituyendo los datos M = 24km Peso propio = ? * V = ?*b*h*L = 480* 0.3*0,4m² = 57,6kg/m Calculo de columnas s adm > P a.b En tiempos de escasez y carestía de acero surgió la tendencia de reforzar las vigas de madera mediante placas de acero, en lugar de emplear perfiles laminados. Hoy en día ya no suelen emplearse las vigas de madera reforzada, excepto en aquellos casos en que exista abundancia y bajo costos de la madera y el costo del transporte del acero sea elevado. El siguiente método en el estudio para vigas compuestas suele ser la transformación en una viga homogénea a la que se le aplique las formulas de flexión; se basa en que la deformación y la capacidad de carga no varíen. Supongamos una viga de madera que esta reforzada en su cara inferior con una placa de acero firmemente asegurada a la madera de forma que no pueda haber deslizamiento entre ambos materiales cuando la viga se deforme; mediante ciertas modificaciones o transformaciones es posible obtener una sección equivalente que sea de solo uno de los materiales, y a la que se le puedan aplicar las conocidas formulas de flexión. Para ello, consideramos una fibra longitudinal de acero en algún punto; puesto que se supone que la madera y el acero están perfectamente unidos, las deformaciones de las fibras del acero y de la madera en ese punto han de ser iguales, es decir: ?a = ?m Expresando esta relación en función de los esfuerzos y de los módulos elásticos se tiene que: (a) sa / ?a = sm / ?m Esta misma relación se ha de cumplir entre los esfuerzos y los módulos elásticos de cualquier punto del acero, entre la fibra de metal que pasa por el y la fibra de madera equivalente. Además, para la equivalencia completa, las cargas soportadas por una fibra cualquiera de acero y su equivalente de madera han de ser iguales, es decir, Pa = Pm; lo que en función de las secciones de la fibra de acero y de su equivalente en madera permite escribir: (b) Aasa = Amsm De las dos ecuaciones anteriores resulta: Aa(Ea/Em)sm = Amsm Dividiendo entre sm y llamando n a la relación Ea/Em; se obtiene finalmente: Am = nAa Esto significa que el área de la sección equivalente en madera (equivalente a la sección de cada fibra de acero) es n veces el área de la sección del acero. La forma, dimensiones y situación del área equivalente quedan completamente determinadas por la condición de que las fibras de madera, equivalentes a las fibras de acero, tienen que estar a la misma distancia de la línea neutra, para que se verifique la condición de igual deformación (a. En resumen, la sección de madera equivalente al acero es n veces más ancha. En estas condiciones, ya se puede aplicar directamente la formula de flexión a cualquiera de l as secciones equivalentes. Si se le aplica a la sección equivalente en la madera, el esfuerzo real en el acero es, de acuerdo con la ecuación (a), n veces el esfuerzo en la madera equivalente, el esfuerzo real en la madera es 1/n del esfuerzo en el acero equivalente a esta madera. Obras y aplicaciones importantes: La sede del Instituto del previsión del profesorado (IPPUCV) Cabañas Peatonales del

Parque nacional el Ávila Cabañas de la Colonia Tovar Anexos a hospitales, churuatas en Amazonas Marcas Comerciales: Industria: Madera Tecas de Venezuela - Venta y compra de madera de teca y servicios de asesoría en plantaciones forestales de madera. Madera para techos y muebles en general. Maderas Imeca - Venta y distribución de madera y derivados a nivel nacional, corte de madera a la medida, artículos de ferretería y hogar. Comercio: Ferreterías Pinturas Milcor, C.A. Empresa comercializadora de sistema de acabados para madera, selladores, acabados, tintas y más así como fabricante de productos en base a poliuretano para madera. Industria: Mobiliaria Maderas Redema - Servicio de instalación y mantenimiento de pisos, techos, escaleras y rodapié de madera. Comercio: Hogar y Oficina Corporación Maderteca - Empresa que ofrece instalación y comercialización de pisos y techos de madera, además de fabricar otros productos como escaleras, puertas y más. Parkett Sueco, C.A. - Empresa comercializadora de pisos de madera. Parquettec - Empresa que vende e instala pisos de madera natural y laminados, tanto residencial y empresarial. Investigación desarrollada y enviada por: Acevedo v. Magda Y. Parra G. Marlyn M. Valbuena Adriana Zambrano G. Andreína M. Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada, Núcleo Maracay [email protected]

RESUMEN La Madera Laminada Encolada (MLE), consiste en unir láminas o tablas mediante unadhesivo para obtener piezas sólidas de mayores dimensiones. Entre las ventajas de laMLE se puede mencionar las siguientes: • Se puede obtener elementos de grandes dimensiones, limitado prácticamentepor las condiciones de transporte requerido para tales piezas. Es posible cubrir claros de hasta 100 m con MLE (Binderholz, 2009). • Se puede usar piezas menores de madera para elaborar piezas de mayor sección. • Formas libres. La MLE puede producirse con forma arqueada o doblada enuna gran variedad de secciones. • Estabilidad dimensional y mayor resistencia que la madera aserrada, debido auna distribución más homogénea de los esfuerzos en diferentes piezas demadera, con oportunidad de eliminar nudos y otros defectos.Por otro lado, las computadoras se han vuelto una herramienta muy importante en elmanejo e interpretación de información. A través de la automatización y simulación deprocesos se pueden reducir tiempos y costos e incrementar los rendimientos de laspersonas, máquinas y sistemas de trabajo. Además, es posible analizar y predecir elcomportamiento de algunos sistemas sin tener que realizar pruebas destructivas o querequieren demasiadas repeticiones o tiempo. De esta forma, en el presente trabajo, seelaboró un sistema que permite el cálculo de las dimensiones necesarias para que unaviga de madera laminada resista las fuerzas presentes en un arco parabólico biarticuladoante ocho posibles tipos de cargas, facilitando su diseño, de tal forma que se puedanhallar las soluciones ante diferentes planteamientos de manera rápida, sencilla yconfiable, por personas con necesidades constructivas.Palabras clave: Madera Laminada Encolada (MLE),computadoras,dimensionesnecesarias,fuerzas presentes,arco parabólico biarticulado,,diseño. 1

1. INTRODUCCIÓN El progreso de la humanidad desde su estado primitivo hasta la época actual estáíntimamente asociado a la madera. En los tiempos prehistóricos el hombredependió de la madera para sobrevivir, la utilizó para construir sus refugios,armas, cocinar sus alimentos y para proporcionarse calor.La madera ha sido por largo tiempo un material adecuado para usos muy distintosdebido a las características que posee. Se ha empleado como material parafabricar herramientas, aislamientos contra calor, sonido y electricidad,instrumentos musicales, artesanías, muebles, puertas, casas, puentes yelementos estructurales. Además confiere una vistosa y agradable apariencia quese puede contrastar o proteger usando tintas, barnices, lacas y otros elementos deacabado (Fernández y Echenique 1991).La madera resiste impactos, esfuerzos de compresión, tensión, cortante, ácidos,oxidaciones agua salada y otros agentes corrosivos, es fácil de unir por medio declavos, pegamentos, empalmes y machihembrados; por ello es que la madera seconsidera un elemento de gran dinamismo y valor estructural.Las debilidades que posee la madera como material biodegradable y combustiblese pueden minimizar con un tratamiento retardador del fuego e impregnación conmateriales preservadores (Encinas, 2004).La madera es extremadamente versátil, es el material más común paraconstrucción y elaboración de muebles y productos derivados en prácticamentetodas las latitudes, tanto en regiones con grandes superficies de bosques como endonde existen pocos árboles (Encinas, 2004).Sin embargo, una gran desventaja para su utilización es el deterioro ydescomposición que presenta como material biológico, por una parte debido a 3

factores bióticos (organismos xilófagos: termitas, hormigas, escarabajos y hongos)y por otro lado por factores abióticos

(humedad, radiación solar, fuego), lo quelimita su uso. Debido a una alta deforestación, a una escasa reposición delarbolado cortado, a madera obtenida de arbolado joven (plantaciones), apresiones sociales y a políticas en el manejo de los bosques, se ha reducido ladisponibilidad de madera con una alta durabilidad natural.En estas circunstancias conviene utilizar madera preservada para ampliar superiodo de vida útil y reducir la incidencia de ataque de organismos xilófagos, sinimportar que tenga poca durabilidad natural.Aunque la preservación de la madera implica un gasto adicional, es redituableconsiderando que se ahorra en posteriores reposiciones del material empleado, junto con la mano de obra requerida y las molestias provocadas.Uno de los productos que sustituye a la madera natural, que incluye ventajas encuanto a resistencia, dimensiones, estabilidad dimensional, economía ydisponibilidad es la madera laminada encolada, que permite en general construir con elementos estructurales acordes a las demandas actuales tanto en volumencomo en dimensión.Además de lo anterior, el uso de madera en la construcción requiere que el diseñoestructural para vivienda y construcciones en general, sea elaborado por

profesionales con gran instrucción en cuanto al comportamiento de los elementosestructurales se refiere, además de poseer un manejo adecuado de matemáticaspara saber expresar y calcular las dimensiones apropiadas, por no decir óptimas,de los elementos constructivos, a través de una serie de cálculos con alto gradode tecnicidad que se deben realizar de manera repetitiva, hasta hallar lasdimensiones adecuadas. Todo ello apoyado en la consulta de manuales yreglamentos de construcción en general y con madera. 4

Por otro lado, se ha incrementado el uso de las computadoras a un punto en elque actualmente parece imposible realizar actividades de la vida diaria sin ellas;las computadoras se han vuelto una herramienta muy importante en el manejo dela información pero es la manera en que ésta se presente, sintetice y hagaaccesible como pasa a convertirse en algo útil.Es así que a través de la automatización y simulación de procesos se puedenreducir tiempos y costos e incrementar los rendimientos de las personas,máquinas y sistemas de trabajo. Además, es posible predecir el comportamientode los sistemas analizados sin tener que realizar pruebas destructivas.Dentro de este contexto, en el presente trabajo se plantea crear un sistema decómputo que permita determinar las dimensiones que debe tener una viga demadera laminada arqueada para resistir las fuerzas calculadas, facilitando sudiseño, de tal forma que se puedan hallar las soluciones ante diferentesplanteamientos de manera rápida, sencilla y confiable, por personas sinconocimientos especializados pero con necesidades constructivas. 5 2. MARCO DE REFERENCIA Las construcciones con madera en México se pueden considerar en dos extremosopuestos: • Se es muy pobre y la alternativa de vivienda es una casa de madera, o • Se es rico y es posible construir y vivir en una casa de madera.A continuación se abordan algunos aspectos de la construcción con madera en elpaís. 2.1 CONSTRUCCIÓN CON MADERA EN MÉXICO La madera dentro de la construcción se puede emplear de diversas maneras, yasea como elemento estructural en forma de vigas, columnas, arcos, dinteles,paneles, marcos y armaduras; como elemento decorativo en recubrimientos,pisos, ventanas y puertas; en la fabricación de entramados, cimbras y elementostemporales que ayuden en la fijación de piezas permanentes. Actualmente existensistemas constructivos a base de madera, cuya eficiencia está comprobada

por experiencias nacionales y extranjeras (COMACO, 2009).Actualmente la madera ha venido cobrando fuerza en la industria de laconstrucción debido a que es un material renovable, capaz de ser cultivado ycosechado (Fernández y Echenique, 1991).En este sentido, la construcción con madera en Estados Unidos y otros países seha visto influida por diversos factores como: cuestiones culturales, la escasez deotros elementos para la construcción, la difusión de manuales, normas y tallerespara su empleo, por parte de constructores, empresas, instituciones y público

http://es.scribd.com/doc/74708679/10/VENTAJASDE-LA-MADERA-COMO-MATERIAL-DECONSTRUCCION