ESTRUCTURAS DE MADERA

UNIVERSIDADE DE VIGO

ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL

TRATAMIENTOS Y PROCESADO DE MADERA PARA ESTRUCTURAS

ALUMNO/OS: DESTINATARIO:

Fernando Iglesias Rodríguez

ASIGNATURA MATERIALES PARA A CONSTRUCCIÓN E MAQUINARIA 3º INGENIERÍA TÉC. INDUTRIAL. MECÁNICA

VIGO, Junio de 2008

RESUMEN Este trabajo estudia los tratamientos y procesado de la madera para estructuras. Se pretende con esto llegar a conocer el tipo de material y las posibles utilidades que este pueda ofrecer en el ámbito tecnológico. Para lograr todo eso es necesario estudiar su composición, propiedades, tanto mecánicas como térmicas, procesos de fabricación, en lo que se incluye tipos de talado cortado, secado, posprocesado, etc. También se debe prestar atención a la durabilidad, sin perder de vista los agentes biológicos que puedan afectar a propiedades de la madera, para estructuras es necesario estudiar su resistencia al fuego. De forma resumida la madera esta compuesta en gran parte de celulosa, y sus partes principales que son corteza, albura y duramen, situadas respectivamente desde la superficie de los árboles hacia el centro. Las células de los árboles están constituidas formando fibras que van todo a lo largo del árbol. Esta composición hace que sea un material anisotrópico, consiguiendo una gran resistencia a tracción en el mismo sentido que las fibras y siendo mínimo cuando la tracción sea perpendicular. Otras características de la madera son las de poder ser curvada con cierta facilidad y que poseer una conductividad térmica muy pequeña. Los procesos de fabricación fueron evolucionando con el tiempo, pero básicamente son los mismos mejorados que reducen mucho los tiempos de preparación de la madera. En la tala ahora se usan sierras y máquinas que facilitan el trabajo, igual que en el aserrado en el cual varían las máquinas según el tipo de aserrado que se aplique. El proceso que más cambios sufrió es el de secado en el cual se busca sobrepasar un poco el punto de saturación de las fibras para reducir la densidad pero sin empobrecer la resistencia. Como métodos de secado se usan algunos que se realizan desde antiguamente, como son el secado natural y las cámaras convencionales, y otros más evolucionados como cámaras deshumidificadoras, de radiación solar, cámaras de vacio, y secado por radiofrecuencia. Estas dos últimas formas de secado, solo son recomendables para cargas de madera pequeñas, puesto que el sistema de funcionamiento es totalmente distinto al de las anteriores.

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Una vez procesada la madera está lista para usarse, pero en algunos casos es necesario prepararla para que ejerza un determinado tipo de función. Se realizan varios procesos sobre la madera, estos son madera laminada encolada, madera aserrada estructural, madera microlaminada y tablero estructural. La madera aserrada sale directamente de los procesos de fabricación y sus usos suelen quedar restringidos a puertas, ventanas, marcos, muebles, etc. La madera laminada encolada ya conlleva un proceso después del aserrado, que consta de unir piezas de pequeño espesor mediante colas de forma que se desarrolle una pieza en función de nuestros intereses. Por esta razón el proceso es muy usado para la realización de piezas estructurales de gran tamaño como son vigas, cargaderos, pilares, cerchas, etc. En cuanto a la madera microlaminada podría considerarse como un tipo de tablero especial. Este se basa en unir chapas de pequeño espesor con colas al igual que en la madera laminada. Las aplicaciones son parecidas a las de la laminada estructural, siendo útiles para vigas, estructuras de carga, entrevigado, y en otros aspectos para cerramientos, suelos de camiones, embalajes especiales, etc. Dentro de los tableros estructurales hay una gran variedad de tipos. Los principales son los aglomerados, madera prensada, madera contrachapada, y tableros OSD. Las diferencias son que los aglomerados están compuestos de madera prensada con resinas adhesivas, mientras que los de madera prensada usan fibras en vez de partículas. Por otro lado los tableros contrachapados usan chapas de pequeño espesor mientras que los OSD se fabrican con virutas rectangulares de madera. Tiene en común que uno de sus usos es para mueblería Estudiando la durabilidad se descubre que hay varios tipos de agentes que afectan a la madera. Uno de los grupos de agentes más destacados son los agentes biológicos y dentro de estos hay hongos, insectos y moluscos xilófagos. Los hongos llegan a la madera por medio de un transmisor que puede ser el aire, o animales, o agua, etc. y una vez en ella germinan y vuelven a repetir el proceso. Dentro de los hongos los hay que son incapaces de alimentarse de los principales componentes de la madera con lo cual no producen pérdidas significativas de la resistencia. Por otro lado están los - iii -

insectos. Los que le afectan principalmente a la madera son los que viven en colonias y están buscando siempre madera donde hacer un nido. Estos insectos son identificables por las galerías que crean o incluso por el serrín que producen. La madera que está en el agua también esta expuesta a problemas de durabilidad causados por los moluscos y crustáceos xilófagos. Para paliar todos estos problemas se debe de establecer la clase de riesgo a que está expuesta cada estructura y en función de esto elegir el tratamiento correcto. Hay varios tipos de protección dependiendo de la penetración media del protector y pudiendo ser el proceso realizado de varias formas distintas. Como protectores de la madera los hay hidrosolubles, hidrodispersables, en disolvente orgánico y protectores orgánicos naturales. A parte de los agentes biológicos existen también agentes meteorológicos que deterioran la madera siendo estos la acción de la lluvia el sol y el frío utilizándose para evitar este deterioro aceites y ceras. También se pueden utilizar un tipo especial de tintes llamados lasures. La madera por su naturaleza es un elemento combustible, y a la hora de ser

usado

como

elemento

estructural

debe

tenerse

en

cuenta

su

comportamiento al fuego y la forma de mejorarlo. A pesar de ser un material combustible tiene un comportamiento bastante bueno frente al fuego gracias a su baja conductividad del calor, que consigue que la perdida de resistencia sea mas lenta, y haciéndose más pequeña la conductividad térmica por la aparición de carbón alrededor del elemento estructural. Como métodos de protección se desarrollan dos tendencias que son protección activa de incendios y protección pasiva. Las protecciones activas son las que recogen actuaciones de acción directa. Dentro de esta aparecen los extintores, alarmas, instalaciones de detección, alumbrado de emergencia, etc. Por el contrario las protecciones pasivas tratan de retrasar la descomposición de los componentes de la madera. El proceso más simple es darle un sobreespesor al elemento estructural en función de la velocidad transversal de carbonización. Los procesos más usados son el uso de revestimientos, pinturas y barnices intumescentes que retrasan el proceso de descomposición, o incluso el uso de cortafuegos para evitar que las llamas se transmitan de un elemento estructural a otro. - iv -

ÍNDICE ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL................i

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Página 1 de 76 1. INTRODUCCIÓN: La madera es un elemento que ha formado parte de la vida de los hombres desde los comienzos de la existencia. Desde el principio de los tiempos le ha servido como combustible, como medio de defensa, formando parte de sus armas, y como no, participando como elemento primordial en las estructuras. Dicho material, junto con la piedra ha formado parte de la mayoría de las estructuras a lo largo de los tiempos, y aún hoy en día, debido

a

las

nuevas

tecnologías y técnicas que nos

permiten

obtener

Fig. 1: Cubierta de una piscina.

productos estructurales más fiables y económicos se sigue utilizando en estructuras importantes; como se puede ver, en la imagen que se adjunta. Sin embargo, el proceso de obtención de la madera, ha sido muy similar a lo largo del tiempo. Este proceso consta de: •

Talado del árbol.

•

Descortezado y eliminación de ramas.

•

Despiece y troceado del árbol.

•

Secado de la madera.

•

Procesado de la madera. Las mejoras que hacen que la madera siga siendo un elemento

competitivo dentro de las estructuras forman parte de este último proceso, que gracias a las nuevas técnicas de unión de las piezas, de elementos de protección que garantizan su integridad,… En los siguientes apartados se estudiarán, tanto las propiedades y características de la madera en sí, como la de los diferentes elementos ya procesados que pasarán a formar parte de las estructuras.

Página 2 de 76 2. MEMORIA DESCRIPTIVA: 2.1. Descripción del material: 2.1.1. Composición: La madera es una sustancia fibrosa, organizada, esencialmente heterogénea, producida por los árboles. Sus propiedades y posibilidades de empleo son la consecuencia de sus constituyentes, su organización y composición química de las células que la constituyen. El origen vegetal de la madera, hace de ella un material con unas características peculiares que la diferencia de otros de origen mineral. Elementos orgánicos de que se componen: − Celulosa: 40-50% − Lignina: 25-30% − Hidratos de carbono: 20-25% − Resina, tanino, grasas: 5-15% 2.1.2. Análisis de los componentes: -CELULOSA: La celulosa es el principal componente estructural de la madera. Sería el equivalente a las armaduras en el hormigón armado. La celulosa es un polímero lineal, cuya fórmula es (C6 H10 O5) n siendo el valor de n varios miles de unidades. -HIDRATOS DE CARBONO: Se considera a los hidratos de carbono como agente cementante que mantiene aglomeradas las microfibras y evita fisuras cuando las fibras de la madera son sometidas a esfuerzos de torsión, flexión o compresión que actúan sobre ellas. -LIGNINA: Podríamos decir que la lignina actúa como impermeabilizante de las cadenas de celulosa (muy hidrófilas) y como aglomerante de las estructuras fibrilares de las células.

Página 3 de 76 2.1.3. Estructura macroscópica: Al observar el tronco de un árbol podemos observar un material heterogéneo, formado por diversas capas superpuestas que van dotando a la medara de cada zona de unas características propias. En la figura que se muestra a continuación se pueden observar las diferentes capas: -Corteza: Capa exterior del tronco. Tejido impermeable que recubre la albura y protege al árbol. -Albura: Se encuentra en la parte externa del tronco, bajo la corteza. Constituida por tejidos jóvenes en período de crecimiento (zona viva). Contiene mucha savia y materias orgánicas. De coloración más clara que el duramen, más porosa y más ligera, con mayor riesgo frente a los ataques bióticos. -Duramen: 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.

Fig. 2: Sección tronco

Página 4 de 76 2.1.4. Estructura microscópica: Como se ha visto la madera no es un material homogéneo, está formado por diversos tipos de células especializadas que forman tejidos. Estos tejidos sirven para realizar las funciones fundamentales del árbol: conducir la savia, transformar y almacenar los alimentos y formar la estructura resistente o portante del árbol. Por lo tanto, se puede considerar la madera como un conjunto de células alargadas en forma de tubos, paralelos al eje del árbol y muy variables, unidas entre sí por una sustancia llamada materia intercelular o laminilla media, y a su vez trabadas por otro tipo de células, colocadas perpendicularmente a las anteriores y en el sentido radial del tronco, formando los llamados radios leñosos. La variedad de tipos de células y la forma de unirse, definen la infinidad de especies diferentes de madera que existen. 2.1.5. Propiedades: La madera posee una serie de propiedades que la hacen competitiva frente a otros materiales más actuales. Su utilización es muy amplia ya que presenta unas ventajas, como pueden ser, su estética, su calidad, su resistencia mecánica, propiedades térmica y acústicas, … A pesar de poseer muchas ventajas también presenta inconvenientes, como por ejemplo: su combustibilidad, inestabilidad volumétrica y su putrefacción. A continuación se estudian detalladamente las propiedades: •

Anisotropía: La madera se puede considerar como un material anisótropo, ya que no se comporta igual en todas las direcciones de las fibras.

•

Resistencia a tracción: Posee unas buenas características resistentes cuando trabaja a tracción debido a su especial estructura direccional. La resistencia será máxima, cuando el esfuerzo sea paralelo a las fibras, y mínimo cuando sea perpendicular.

Página 5 de 76 •

Resistencia a flexión: La flexión implica un esfuerzo de tracción y de compresión en las fibras; por lo que la resistencia será máxima cuando la fuerza actuante sea perpendicular a las fibras.

•

Flexibilidad: La madera posee la característica de poder ser curvada con facilidad. Esta facilidad depende de diversos factores, como pueden ser: la edad, la humedad,…

•

Densidad: Depende del contenido en agua de la madera, por lo que podemos diferenciar dos densidades: densidad absoluta (viene determinada por la celulosa y sus derivados[1550 kg/m3]) y densidad aparente (viene determinada por los poros; ya que dependiendo de su cantidad de agua afectan a el valor de la densidad)

•

Dureza: Está directamente relacionada con la densidad (+ densidad

•

 + dureza)

Conductividad térmica: En la madera seca los poros ya no poseen agua, estando éstos repletos de aire; lo que hace que se comporte como un aislante térmico.

Página 6 de 76 2.2. Procesos de fabricación: Para poder empezar la producción de los diversos procesos de fabricación, hay varios procesos previos para la obtención de la madera y su conservación; estos procesos son: •

Apeo, corte o tala: en este proceso intervienen los leñadores o la cuadrilla de operarios que suben al monte y con hachas o ahora sierras eléctricas o de gasolina cortan el árbol y le quitan las ramas, raíces y empiezan a quitarle la corteza para que empiece a secarse. Esta operación es recomendable hacerla en invierno u otoño. Es obligatorio replantar más árboles que los que se cortaron.

•

Aserrado: esta fase sólo consiste en dividir la madera en trozos, el uso que se le vaya a dar después. Suelen usar diferentes tipos de sierra, como por ejemplo, la sierra alternativa, de cinta, circular o con rodillos. Algunos aserraderos combinan varias de estas técnicas para mejorar la producción. Atendiendo el uso que se le quiera dar, se selecciona el tipo de aserrado más conveniente. En esta decisión influyen las grietas y heridas que tenga el árbol. Es fundamental conseguir un buen aprovechamiento de la madera y hacer las divisiones de forma que las tablas sufran el mínimo deterioro durante la fase de secado.

•

Secado: el proceso de eliminar el exceso de agua de la madera para

facilitar

su

posterior procesamiento

y

regularidad. Es

uno

procesos

de

los más

exigentes, su correcto

Fig. 3: Secadero de madera

Página 7 de 76 desarrollo depende que este material ofrezca buenos resultados durante y después del proceso de transformación. Un aspecto para tener en cuenta el secado es la densidad de la madera, que se mide mediante su peso y dureza, determinados por la cantidad de células existentes en su conformación. Es decir, a mayor número de células mayor dureza en la madera, y a un menor número se obtiene una madera más blanda. La madera más densa es más difícil de secar que la menos densa, debido a la mayor cantidad de paredes celulares que contiene. La densidad esta relacionado con la presencia de agua en la madera, que puede ser de dos formas: -

Agua libre o capilar: está en el interior de las cavidades

celulares, es de fácil y rápida extracción. Su eliminación no modifica apreciablemente la madera, que se queda con un contenido de humedad del 30% aproximadamente. Este punto es el Punto de Saturación de las Fibras (P.S.F.). -

Agua de impregnación: el agua adherida a las paredes celulares

que resulta mucho más difícil de eliminar, y al ser extraída genera cambios evidentes en la madera después del secado. Se puede decir que hay dos etapas bien definidas en el proceso de secado: La eliminación del agua libre hasta el Punto de Saturación de la Fibra, y la eliminación del agua de impregnación hasta el 7 por ciento máximo, contenido de humedad, ideal para el uso de madera en muebles de gran calidad.

Fig. 4: Medidor de humedad

Para medir la densidad de la madera, se aplican diferentes métodos, pero el más conocido es el de la probeta (consiste en tomar una pieza de madera para medirla en todas sus dimensiones, pesarla

Página 8 de 76 con precisión, y secarla en horno, poco a poco, hasta que ya no pierda más peso; después se repite el proceso y se comparan resultados). Para entender el proceso de secado, hay que tener en cuenta alguna consideración: -

El agua del interior de la madera se mueve desde las zonas

más húmedas (interior), hacia las más secas (exterior), por capilaridad y difusión, y que este mismo orden se da la remoción del agua de la superficie. -

La madera no sólo cede humedad, sino que también la toma del

aire o de su medio circundante para equilibrar el contenido de la misma (concepto que la define como un material higroscópico). Es una reacción que se busca también cuando se adelanta un proceso de secado. Para la realización del secado existen diversos sistemas o métodos; los cuales se exponen a continuación: -

Secado natural:

Es el primero, el más antiguo y es considerado

por

muchos, el mejor. Se

aplica

frecuentemente en distintos lugares del mundo

y

diversos pero

en

para casos,

Fig. 5: Secado natural

especial

cuando no se cuenta con recursos para montar otros sistemas. Hay muchas maneras para secar naturalmente, desde los encastillados particulares o apilamiento de la madera, hasta prácticas que incluyen creencias esotéricas y ambientales para obtener mejores resultados en el proceso.

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El sistema tienen como principal inconveniente el elevado tiempo que demanda (es difícil de establecer, pues depende de variables como la cantidad de luz solar, la velocidad del viento, la exposición a puntos cardinales, la condensación y humedad relativa ambiental, entre otros), y la reducida homogeneidad en los resultados, pues no toda la madera seca de igual forma, razón por la que no se puede establecer con exactitud la humedad final que generalmente, no baja del 20 por ciento con éste sistema. -

Cámaras convencionales: Trabajan con temperatura media-

alta y son las más

usadas

en el mundo, pues

existe

una

gran

variedad dentro

del

grupo,

de-

pendiendo de

Fig. 6: Cámara convencional

su configuración, aunque todas funcionan bajo un mismo principio. Cuentan con una caldera de madera o carbón, que calienta el agua de 90° C a 100° C, para luego hacer pasar el líquido por unos intercambiadores de calor o radiadores Fig. 7: Caldera

(serpentines)

instalados en el interior del

horno, en donde también se instalan ventiladores de gran capacidad que generan una fuerte corriente de aire caliente, gracias al paso de éste por los radiadores.

Página 10 de 76 Están provistos de unas boquillas de aspersión de agua, que son usadas cuando es necesario humectar o aumentar la humedad relativa de la cámara, y unas chimeneas, o ventilas ubicadas en ambos extremos del horno que pueden ser abiertas o cerradas para controlar, tanto la humedad como la temperatura, y que además sacan el aire “mojado” e introducen aire nuevo. En algunas cámaras la humectación se logra con vapor de agua que cumpla doble función: calentar y humedecer el ambiente. Existen una gran variedad de sistemas para medir condiciones como la temperatura y la humedad, desde los más sencillos como el bulbo seco y el bulbo húmedo, hasta los más sofisticados sensores

electrónicos

de

manejo

automatizado, pero todos tienen como base el mismo principio: el equilibrio de la madera a unas condiciones ambientales, o sea el C.H.E. Pará

su

calentamiento,

algunas

cámaras de este tipo utilizan distintos sistemas,

como

aceite

térmico,

quemadores de gas o calderas de fuego directo. -

Cámaras

elementos

deshumidificadoras: de

las

cámaras

Fig. 8: Quemador para calentamiento directo

Cuentan

con

convencionales

todos

los

(ventiladores,

Fig. 9: Sistema de humidificación compuesto por sprays y tubos de acero inoxidable. deshumidificadores, controles, etc), pero incluyen adicionalmente

Página 11 de 76 unos equipos similares a los de aire acondicionado, dotados de unos serpentines por los cuales pasa el aire para que en vez de calentarlo se enfríe. De esta manera se condensa la humedad, que a su vez se elimina por conductos para ese propósito. -

Cámaras de radiación solar: Funcionan aprovechando la ener-

gía calorífica del sol y la luz para ganar temperatura. En este grupo el

mercado

ofrece diversos tipos con varios grados

de

tecnificación (sensores

de

temperatura

y

humedad)

y

tamaños. La

Fig. 10: Cámara de secado solar

principal

ventaja de estos sistemas es el menor consumo energético y el respeto por el medio ambiente. Sus desventajas: el proceso de secado se desarrolla más lentamente que usando cámaras convencionales o deshumidificadoras. Estas funcionan también controlando la temperatura y la humedad y empleando ventiladores para forzar las corrientes de aire tal como sucede con las cámaras convencionales. -

Cámaras de vacío:

El

principio

de

funcionamiento

se

resume en dos pasos aplicados consecutivamente, hasta

alcanzar

la

humedad deseada. El primero,

se

aplica

Fig. 11: Cámara de vacio

Página 12 de 76 temperatura a la madera, inyectándola a presión, para abrir el poro. A continuación se aplica el vacío succionado a la humedad. Generalmente se utilizan cargas de madera relativamente pequeñas (no sobrepasan el metro cúbico, aunque también las hay de mayor tamaño), y tienen un alto costo en el mercado. Su mayor ventaja es la reducción de tiempo en el proceso, comparado con otros sistemas. Garantiza la calidad de la madera, sin sufrir alteraciones. -

Secado por radio frecuencia: Ideales también para cargas

pequeñas, ya que éstas operan totalmente diferente a todas las anteriores, gracias a que el principio de la radio frecuencia es casi exactamente como el de un horno microondas: las células con agua son obligadas a vibrar con alta frecuencia, para generar un calentamiento de las células que evapore el agua. Gracias a este sistema se obtienen tiempos de secado verdaderamente rápidos, sin embargo, tanto el consumo de energía (único medio para su funcionamiento) como el costo de los equipos es muy alto. Con todos los métodos y sistemas de preparado de la madera, ya podemos pasar a el desarrollo de las diferentes formas de usar la madera en las estructuras. A continuación se exponen los elementos estructurales de madera más comunes, y una breve descripción de su obtención: 2.2.1. Madera aserrada estructural: •

DEFINICIÓN: Piezas

de

madera

maciza

obtenidas

por

aserrado

del

árbol,

generalmente escuadradas, es decir con caras paralelas entre sí y cantos perpendiculares a las mismas.

•

APLICACIONES:

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La madera aserrada constituye, lógicamente el material base de todos los productos de la madera. En este apartado únicamente se consideran los usos posibles de la madera utilizada directamente en su formato aserrado y cepillado. 

Productos de carpintería - Puertas - Ventanas - Suelos interiores y exteriores - Revestimientos - Fachadas - Tabiques - Pérgolas



Elementos estructurales - Viguetas, correas, - Entablados de cubierta y de forjado.

•

TERMINOLOGÍA:

Para las superficies que delimitan la pieza: - Cara: superficie de la pieza correspondiente a la mayor dimensión de la sección transversal. - Canto: supeficie de la pieza correspondiente a la menor dimensión de la sección transversal. - Testa: superficie de corte transversal a la dirección de la fibra en el extremo de la pieza. Para las dimensiones de la pieza: - Anchura: dimensión mayor de la sección tranversal. - Grosor: dimensión menor de la sección transversal. - Largo: longitud de la pieza.

Página 14 de 76 Medidas: - nominal: es el resultado de medir una dimensión para un contenido de humedad de referencia - real: es el resultado de medir una dimensión para el contenido de humedad de la madera determinado. Para la clasificación de formatos: - Tablas: piezas de sección rectangular con grosores comprendidos entre 20 y 38 mm. - Tablones: piezas de sección rectangular con grosores iguales o superiores a 52 mm. - Largueros: piezas de sección cuadrada de lado igual o superior a 52 mm. Para la clasificación de la calidad: Son las particularidades propias de la madera como los nudos, la desviación de la fibra, la presencia de bolsas de resina, etc. Antiguamente se denominan “defecto” a estas particularidades propias y naturales de la madera. Las diferentes reglas de clasificación definen las singularidades permitidas y la valoración de las mismas. •

DIMENSIONES

La gama dimensional que ofrece la madera aserrada es muy amplia y normalmente va asociada a cada especie de madera. En el ámbito del mercado español no es posible encontrar una gama común que simplifique esta diversidad. A nivel europeo se manejan también varias gamas dependiendo de los países de origen, hasta el punto de que no se ha considerado posible establecer una norma europea común a todos los países por su inviabilidad. Las gamas dimensionales más habituales de la madera de coníferas de los aserraderos españoles, que pueden variar según las especies, son las siguientes:

Página 15 de 76 Tabla: - Gruesos: 20 - (25) 26 - (30) 32 - 38 mm. - Anchos: 100 - 120 - 130 - 140 - 160 - 180 - 205 - 230 mm. - Largos: de 0,50 a 1,90 m y de 2 m en adelante. Tablón: - Gruesos: 50 - 65 - 75 - 100 mm. - Anchos: 150 - 180 - 205 - 230 mm. - Largos: de 2 m en adelante (la mayoría 2,20 y 4,40). La longitud máxima de aserrado depende del tipo de instalación de máquina de carro. (con frecuencia de 6,50 m). Función de calidades comerciales: Las gamas dimensionales de los pinos y abetos procedentes de Suecia y Finlandia siguen en principio la tabla de dimensiones establecida en la norma ISO 3179 - Madera aserrada de coníferas - Dimensiones nominales. Pero existen también otras dimensiones resultantes de adaptar las serrerías su surtido al comercio internacional y nacional con este producto. - Gruesos: 12 - 16 - 19 - 22 - 25 - 32 - 38 - 44 - 47 - 50 - 63 - 75 – 100mm - Anchos: 25 - 38 - 50 - 75 - 100 - 125 - 150 - 175 - 200 - 225 mm - Largos: 1,50 - 1,80 - 2,10 - 2,40 - 2,70 - 3,00 - 3,30 - 3,60 - 3,90 - 4,20 4,50 - 4,80 - 5,10 - 5,40 - 5,70 y 6,00 m. La gama dimensional de las coníferas procedentes de Norteamérica, teniendo en cuenta que en el comercio de estas maderas definir la sección transversal se emplean las dimensiones nominales expresadas en pulgadas. - madera estructural: 38 x 64; 38 x 89; 47 x 75; 40 x 100 mm - madera estructural con grandes escuadrías: 38 x 140 a 286 mm; 44 x 150 a 300 mm. - Largos más usuales: 2,45 - 3,05 - 3,70 - 4,30 - 4,90 - 5,50 - 6,10 - 6,80 7,55 - 7,95 - 8,55 m.

Página 16 de 76 La gama dimensional de las frondosas procedentes de Norteamérica, teniendo en cuenta queen el comercio de estas maderas se emplean las dimensiones nominales expresadas en pulgadas. - gruesos: 19; 25,4; 31,8; 38,1; 50,8; 63,5; 76,2; 101,6 mm - anchos: aleatorios, hasta 304,8 mm. - largos: aleatorios, hasta 3,66 m. En obras de restauración o en estructuras de diseño tradicional que requieren gruesas secciones y largos superiores a los 4 ó 5 metros, existen mayores dificultades para encontrar el material necesario. Uno de los caminos posibles es recurrir a la madera laminada encolada. El otro presenta dos posibilidades: - Emplear madera nueva; la piezas deben encargarse directamente al aserradero / almacenista. - Emplear maderas procedentes de derribos. •

ESPECIFICACIONES

- Especie: deberá indicarse el nombre botánico y el comercial. - Calidad de la madera: deberá hacerse en referencia a una norma o reglamento conocido (vermarcas de calidad de madera aserrada). La norma de clasificación deberá tener criterios de resistencia si el uso de la madera es en estructuras y criterios de tipo estético y aspecto si su uso es decorativo o de revestimiento. - Contenido de humedad - Madera seca: La madera, siempre que sea posible, deberá tener la humedad lo más parecida a la humedad de utilización. (Ver bloque informativo: Secado de la madera) - Tratamiento: en función de la especie de madera y de su aplicación (clases de riesgo) seexigirá en tratamiento preventivo que corresponda. En los casos de Madera tratada en autoclave y madera termotratada se exigirá el certificado de tratamiento (Ver bloque informativo: Protección Preventiva de la Madera).

Página 17 de 76 - Dimensiones y tolerancias: se especificará las dimensiones nominales y la norma o reglamento que especifica las tolerancias admisibles para los gruesos, anchos y largos. - Recepción en obra: deberán verificarse los aspectos siguientes: a) Comprobación visual, en lo posible, de la especie. b) Calidad de la madera, mediante el marcado, si existe, o la medición de los defectos de acuerdo con la norma de clasificación. c) Contenido de humedad, mediante medición con xilohigrómetro en un número representativo de las piezas. d) Dimensiones y tolerancias de acuerdo con la norma. •

SELLOS Y MARCAS DE CALIDAD

En el comercio de la madera aserrada es frecuente que las piezas estén marcadas con un sello que garantice la calidad de la madera de acuerdo con una norma o reglas de clasificación, que son variables en función del país de procedencia. Estas marcas son efectuadas por el aserradero, pero están controladas por un organismo externo e imparcial. Esta situación es normal en los países con abundante empleo de la madera, como Estados Unidos de América, Canadá, Países Nórdicos, etc. La clasificación de la madera puede utilizarse con dos criterios: para su empleo como elemento estructural (vigueta, pie derecho, etc.) o para su utilización no estructural (revestimiento de suelos, techos, fachadas, carpintería de puertas y ventanas, etc). A continuación se incluyen las marcas y sellos de mayor implantación relativos a madera para uso no estructural, ya que de uso estructural se carecía de información. MADERA DECORATIVA O CON USO “NO” ESTRUCTURAL Aunque se acaban de definir varias normas europeas relativas a la clasificación de la madera aserrada decorativa su implantación en el

Página 18 de 76 mercado supone una gran incógnita, ya que las antiguas clasificaciones están muy consolidadas a nivel comercial. -

Sello de calidad de AITIM Es una marca de conformidad a especificación propia, gestionada

por AITIM, que se basa en el establecimiento por parte del fabricante de un autocontrol de materias primas y producto acabado y en la realización de varias inspecciones anuales por parte del Servicio de Inspección de AITIM. Las muestras tomadas en estas inspecciones son enviadas al laboratorio donde se ensayan conforme a las especificaciones establecidas. -

Madera de coníferas procedente de los países nórdicos La clasificación se realiza de acuerdo con “Nordic Timber -

Grading rules”. Clases: A (A1, A2, A3, A4); B; C; D; AB; ABC, Schaalboards; Knotfree three sides; y Halverna,. -

Madera de coníferas procedente de Estados Unidos La clasificación se realiza de acuerdo con las Reglas de

Clasificación de la Madera del Oeste (Western Lumber Grading Rules), que están reconocidas por el American Lumber Standard Committee (ALS). La clasificación por aspecto de la madera es muy compleja y contiene numerosísimas calidades y combinaciones; que incluso depende de la especie. Las principales clases son las siguientes: a.- clases de aspecto: Selects; Finish; Paneling; Bevel or bungalow siding b.- aplicaciones generales: common boards y Alternate boards. Las especies principales para la exportación son el Pino Oregón y el Pino amarillo del Sur. -

Madera de coníferas procedente de Canadá

Página 19 de 76 La madera aserrada de Canadá se clasifica de acuerdo con La Standard Grading Rules for Canadian Lumber del National Lumber Grades Authority (NLGA).

-

Madera de frondosas procedente de Norteamérica La clasificación e inspección se realiza de acuerdo con la NHLA -

National Hardwood Lumber Association. 2.2.2. Madera laminada encolada: •

Definición

Son grandes piezas obtenidas a partir de tablas (láminas) de madera de dimensiones relativamente pequeñas (de grosor inferior a 4.5 cm), con respecto a la pieza final, empalmadas mediante colas sintéticas (longitudinal y transversalmente). Para el encolado se utilizan adhesivos de resorcina, melamina, urea o acetato, aunque solo los dos primeros son adecuados para su uso en exterior. Las láminas se disponen de manera que sus fibras son paralelas. Se usa en: vigas, cargaderos, pilares, cerchas y en general, elementos estructurales para cubrir grandes luces. •

Materiales

Maderas. Para la fabricación de madera laminada encolada (MLE) se suelen utilizar las confieras(pino, abeto,…)aunque también se utilizan algunas frondosas como chopo y limba. Colas. Hay tres tipos de colas: caseína, urea y resorcina. Los poliuretanos y las resinas epoxi no se suelen utilizar por su elevado coste.

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Fabricación

La fabricación es un proceso sencillo pero que requiere rigurosos controles. La madera utilizada pude llegar ya secada (por otra empresa) o por el contrario sin secar. En el primer caso se recomienda almacenarla en un local climatizado para mantener su humedad. Si es la fábrica la que realiza el secado se debe disponer de almacenes cerrados para evitar los ataques de xilófagos y la aparición de fendas debidos a la lluvia y la luz directa del sol antes de proceder a su secado. Los procesos que se llevan a cabo en la fabricación son: Clasificación y saneado: Después del secado de la

1) madera

se

clasifica

según

criterios

de

resistencia

mecánica

establecidos por varias normas. Después se lleva a cabo el saneado, que consiste en la eliminación de las singularidades o defectos de la madera (nudos, fendas,…). Para ello se utiliza una sierra de disco. Esta eliminación mejora la calidad estructural se la madera, estando también normalizado este proceso de saneado respeto al tamaño de nudos, desviación de fibras en la misma entalladura y fendas. Empalmes

2)

por

unión dentada. Tras el saneado es necesario

reconstruir

las

piezas

mediante las uniones dentadas. Para ello se emplean máquinas rotativas que

funcionan

a

gran

velocidad,

interviniendo sobre las testas de las piezas,

en

horizontal

o

en

vertical. Este método permite conseguir

láminas de la

Fig12: Máquinas rotativas.

longitud deseada. 3)

Encolado de testas y puesta en presión: Para la

aplicación de la cola la superficie de los dientes debe quedar cubierta de cola en su totalidad, lo que se puede

Página 21 de 76 comprobar cuando tras su puesta en presión la cola rebosepor sus cuatro caras. Para la aplicación de la cola es necesario conocer la humedad de la madera para que sea compatible con la cola y para que sea homogénea en las distintas piezas; esta diferencia de humedad entre las piezas no puede superar el 5%. El ensamblado se debe realizar antes de 24 horas para mantener los dientes de las piezas limpios, evitar deformaciones,... Es recomendable utilizar colas de polimerización rápida con el fin de lograr un manejo rápido de las piezas en los procesos posteriores. La presión se debe realizar en la direccion paralela a la fibra; para longitudes de dientes mayores a 25mm será de entre 2 y 5 N/mm2 y para longitudes inferiores será de entre 5 y 10 N/mm2 . Si se sobrepasan estos valores pueden aparecer fisuras en las zonas mecanizadas que inutilizan la pieza, según las especificaciones de la normativa. El tiempo de presión mínimo a la presión máxima será de dos segundos. Los empalmes conseguidos deberán conseguir resistencias equivalentes a las de la madera para poder ser admitidos. 4)

Cepillado de las láminas: Este proceso busca

eliminar las irregularidades y preparar las caras de las láminas para su encolado. La maquina que se utiliza en este proceso es la perfiladora. Durante el proceso la madera deberá estar a una temperatura superior a los 15°C. Según el tipo de perfil a conseguir el cepillado tendrá unas características u otras que vienen definidas en la normativa. 5)

Encolado de las láminas: El encolado se realizara

siguiendo las recomendaciones del fabricante pudiéndose utilizar dos métodos de aplicación: por rodillos o por extrusión. El encolado por rodillos aplica el adhesivo por las dos caras de una sola pasada. El encolado por extrusión sólo aplica cola en una cara dejando a la aplicación de la presión el reparto de cola entre las láminas. Este último sistema es el más utilizado por ser más rápido. El encolado se debe realizar antes de 24 horas después del cepillado, ya que los cambios superficiales de las láminas pueden provocar una adherencia

Página 22 de 76 deficiente. Dicho intervalo será de 6 horas si la especie es difícil de encolar o está tratada. Siempre este proceso se realizara con las láminas limpias de impurezas como polvo. Armado y puesta en presión: Antes del armado es

6)

necesario comprobar la humedad, estando limitada a unavariación máxima del 2% entre láminasadyacentes y de un 4% al total de la pieza.La puesta en presión tiene por objeto mantener las piezas encoladas a la presión requerida durante el tiempo de polimerización de la cola. Este tiempo dependerá del tipo de cola,temperatura,modo de aplicación de la cola,... En piezas curvas la presión debe ser superior, pero el sistema a utilizar debe permitir el desplazamiento de las láminas para evitar la separación por sus testas. La presión se comprobara durante el tiempo de fraguado corrigiéndola si es necesario. Las láminas encoladas se arman sobre un bastidor metálico que dependiendo de la dirección del esfuerzo de cierre se denomina horizontal (las piezas curvas solo pueden utilizar este bastidor) o vertical. La presión se aplica de forma mecánica, neumática o hidráulica. Fraguado y acondicionado: El fraguado se debe

7)

hacer en locales con una temperatura de 20°C cuando la de la madera sea superior a 18°C, y de 25°C cuando la madera este a 15°C, siendo en ambos casos la humedad relativa del 30%. Tras el proceso de fraguado, que viene especificado por el fabricante, las piezas encoladas se deben ubicar en un local con una temperaturasimilar a la del taller de encolado, lo que permitirá alcanzar la resistencia óptima de las líneas de cola y por ello de la pieza. Este tiempo de almacenaje es de unas 36 horas a unos 20°C. Acabado: Para eliminar las cejas de las láminas y los

8)

excesos de cola se utilizan regruesadoras para obtener ya los perfiles comerciales. •

Protección de las piezas

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Para aumentar la durabilidad se utilizan diversos métodos en función del tipo de ambiente en el que estará la pieza, lo que podemos observar en el siguiente cuadro: Ambiente Interior

Tratamiento Pincelado de

Abrigado de

lasur Pincelado de

la intemperie Intemperie, abrigado

lasur Pincelado o inmersión

pero con fuertes

Con productos orgánicos

alteraciones de H y T Exterior

Autoclave por vacío y presión con sales de arsénico, cromo y cobre

•

Almacenaje y transporte

El almacenado, siempre que la geometría lo permita de realizara de canto, evitándose el contacto con el suelo mediante enrastrelado. A su llegada a obra su disposición debe ser la misma y se debe evitar, en la medida de lo posible, la exposición prolongada al sol. El transporte de la madera laminada es el gran limitador, debido a las longitudes máximas permitidas por el tráfico rodado, complicándose aún más el transporte de piezas curvas. •

Control de calidad

Los controles a realizar son muchos, tanto durante la fabricación como después de esta. El fabricante deberá realizar control de las láminas (especie de madera, dimensiones de la sección, contenido de humedad, clasificación, ensamblado, calidad de la superficie de las láminas cepilladas y temperatura durante el encolado), control del encolado (condiciones higrotérmicas del aire del local, características de la cola y calidad el encolado) y control del producto terminado (se suelen realizar una o varias piezas de las mismas características

Página 24 de 76 que las puestas en servicio para su ensayo hasta la rotura). El control de fabricación requiere dos ensayos mecánicos: control de uniones dentadas y esfuerzo cortante, para comprobar la integridad de las líneas de adhesivo, a los que se suma el ensayo de delaminación. El ensayo de uniones dentadas consiste en someter a flexión las láminas empalmadas hasta rotura. El ensayo de esfuerzo cortante busca conocer la resistencia al esfuerzo cortante de las líneas de cola en dirección paralela a las fibras. El ensayo de delaminación consiste en someter las probetas obtenidas de la pieza a unas condiciones de vacío y presión que generen unas tensiones capaces de dar lugar a tracciones perpendiculares a la fibra, lo suficientemente elevadas como para provocar la delaminación en zonas inadecuadamente encoladas. 2.2.3. Madera microlaminada •

DEFINICIÓN

Dentro de los tableros contrachapados se debería englobar a los tableros laminados que se caracterizan por que se elaboran encolando chapas de madera de modo que las fibras de todas las chapas sean paralelas a la dirección longitudinal del tablero. En inglés se denomina laminated veneer lumber (LVL). Debido a que es un producto con una identidad propia se trata de forma independiente, ya que puede utilizarse como tablero o como perfil. Los perfiles que se denominan “perfiles de madera microlaminada” se obtienen cortando longitudinalmente los tableros a una anchura predefinida. En algunos tableros y perfiles especiales, con el objeto de mejorar sus prestaciones, se puede incorporar en el alma una serie de chapas encoladas con la dirección de la fibra paralela entre sí pero perpendiculares a la de las chapas de la cara y contracara (suelen representar el 20% del total de chapas). •

APLICACIONES

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Estructurales: - Vigas - Entrevigado - Fabricación de vigas doble T, en las alas (50 % de la producción) - Estructuras de carga - Cerramiento y diafragma - Escaleras - Viviendas familiares - Casas prefabricadas - Barcos - Suelos de camiones - Vagones - Embalajes especiales - Fabricación de muebles Es un material ideal para usos estructurales debido a la elevada resistencia, uniformidad de sus propiedades y a su poco peso. •

MATERIALES

- Chapas de madera: láminas finas de madera, con un espesor máximo permitido de 5 mm. Especies de madera utilizadas: Abeto, Pino Oregón, Alerce y Pino amarillo del Sur. - Alma: con el objeto de mejorar sus prestaciones se puede incorporar en el alma una serie de chapas encoladas con la dirección de la fibra paralela entre sí pero perpendiculares a la de las chapas de la cara y contracara (suelen representar el 20% del total de chapas) - Adhesivos: de Urea formol (para interiores) o de Fenol formaldehído (para exteriores). •

TIPOS

Página 26 de 76 La clasificación que se utiliza con más frecuencia en Europa es la relativa a sus características de aplicación (durabilidad - calidad del encolado) en función de los ambientes en donde va a instalarse: - LVL usos generales y para su utilización en interior en ambientes seco (incluyendo mobiliario). - LVL / 1 aplicaciones estructurales en ambiente seco. - LVL / 2 aplicaciones estructurales en ambiente húmedo. - LVL / 3 aplicaciones estructurales en exterior a la intemperie. •

DIMENSIONES

- Espesor: varían de 27 a 75 mm - Anchura del tablero (canto del perfil): varían de 200 a 600 mm. •

PROPIEDADES

La característica principal del tablero / perfil laminado es la uniformidad de sus propiedades y su poco peso. De forma particular sus propiedades resistentes, y en especial la resistencia a cortante, son buenas. - Densidad: depende de la/s especie/s utilizadas. Los fabricados con abeto, 480 Kg/m3. - Estabilidad dimensional: es un producto dimensionalmente estable. - Resistencia a la humedad: adecuada si se utilizan los de clase de encolado LVL/ 3 - Conductividad térmica: mal conductor de la temperatura, al igual que la madera maciza. Los valores de la conductividad térmica (Kcal/mh ºC = W/ (m×K)) en función de la densidad del tablero (kg/m3) son: 0,09 para una densidad de 300, 0,13 para 500, 0,17 para 700 y 0,24 para 1000. - Aislamiento acústico: Coeficiente de absorción acústica 0,10 (para un rango defrecuencias de 250 a 500 Hz) y 0,30 (para 1.000 - 2.000 Hz)

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- Resistencia al fuego: En aplicaciones estructurales el parámetro más importante es la resistencia al fuego, para su cálculo los fabricantes aportan el dato de su velocidad de carbonización, 0,6 mm/mn - Comportamiento frente a los agentes biológicos: en función de las clases de riesgo en que se encuentren pueden ser degradados por hongos xilófagos, insectos xilófagos de ciclo larvario e insectos xilófagos sociales (termitas). Su comportamiento se puede mejorar mediante su protección superficial, media o profunda. Ver bloque “Protección de la madera”. - Conductividad eléctrica: en estado seco es prácticamente aislante. - Acción de los rayos ultravioletas: la acción de la luz puede provocar la rotura de las fibras. Su comportamiento se puede mejorar mediante su protección superficial, media o profunda. - Radios de curvatura: se pueden curvar. El factor limitante suele ser su espesor del tablero. - Arranque de tornillos y clavos: excelentes propiedades. - Propiedades estructurales: El fabricante ha de suministrar los valorescaracterísticos. Ver bloque “Construcción

en Madera

-

Estructuras”. 2.2.4. Tablero estructural: Las actuales tecnologías permiten fabricar varios tipos de tableros, para ser utilizados en diversas aplicaciones en la construcción, la industria del mueble y diversas otras áreas. Por muy parecidos que se vean, a la hora de manejarlos, es importante hacer algunas distinciones un poco más profundas. 1)

TABLEROS DE MADERA AGLOMERADA:

Página 28 de 76 Se obtienen al prensar partículas de madera impregnadas de una resina adhesiva (urea-formaldehído). Tienen 3 capas: dos delgadas exteriores y una capa central. Tras ser prensados, los tableros son cortados y pulidos. Finalmente, se someten durante 10 días a un preparación para equilibrar su contenido de humedad. •

Características:

- Tienen propiedades mecánicas similares a las de la madera con que fueron fabricados. Normalmente no sufren daños ni se encorvan con la humedad ambiental, aunque los Ecoplac y Facilplac, cuando son utilizados como revestimiento en ambientes cerrados, pueden sufrir daños. En contacto directo con el agua, todos sufren deterioros si no están convenientemente protegidos. - Los fabricados a través de extrusión, son continuos, de mayor espesor, con una estructura interna diferente, más resistente a la tracción que a la flexión. - Se usan para fabricar tabiques o unidades divisorios auto soportantes para zonas secas. También en instalaciones comerciales, utilería y escenografía. Además en mueblería, como parte integral de muebles y partes y piezas que serán ulteriormente recubiertas. -

Se cortan y trabajan con los mismos utensilios y procedimientos

utilizados para maderas duras. •

Tipos:

Entre los tableros de este tipo se cuentan los siguientes: - Panel aglomerado: Tablero grueso, de baja densidad. Se fabrica en 24 - 32 y 45 mm de espesor y en 1,52 x 2,44 m - 1,52 x 4,84 m y 2,50 x 2,16 m. Uso: revestir tabiques o como división auto soportante en zonas secas.

Página 29 de 76 - Placa aglomerada: Tablero de partículas de madera unidas entre sí mediante un adhesivo ureico. Viene en 9 -12 – 15 y 18 mm y en 1,52 x 2,42 m. Uso: revestir tabiques, muros y pisos de zonas secas. En utilería y escenografía. - Panel hidroresistente o HR-100: Tablero de partículas de madera de pino radiata, unidas entre sí mediante un adhesivo Fenólico, el cual le confiere sus características de hidroresistencia. Es más oscuro que los tableros estándar. Mide 2,42 x 1,52 m. y se fabrica de 9 – 12 – 15 y 18 mm. Uso: revestimiento exterior, tabiques de zonas húmedas, base de cubiertas de techos y pisos y base de cubiertas para muebles de cocina y baño. - Ecoplac: Tablero delgado de partículas finas de madera. Existe un Ecoplac recubierto con lámina de papel sobre un perfil, que permite pintarlo sin problemas. Se fabrica de 2,42 x 1,08 m.; 2,16 x 1,52 m y de 2,42 x 1,52 m. y en 4, 6 y 8 mm de espesor. Los dos últimos vienen sólo en 6 y 8 mm de espesor. Uso: revestir cielos y tabiques en zonas secas. También en mueblería, para fondos de cajón, traseras y como base de tapizado para paneles divisorios de oficinas de planta libre. - Fácilplac: Tablero delgado de partículas gruesas de madera. Su superficie está lijada. Viene en 8 mm y de 2,42 x 1,52 m. Uso: revestir cielos y tabiques, en zonas secas. También en mueblería, como base de tapizado para paneles de oficinas de planta libre. - Aglomerado Enchapado: Tablero de partículas de madera (Placa aglomerada) enchapado por ambas caras con chapas de madera natural seleccionadas, ya sean corrientes (pino), nativas (mañío, coigüe, etc), o exóticas (eucaliptus, mara, tauarí, etc) y perfectamente unidas entre sí. Una cara lleva chapas de 1ª calidad, seleccionadas y hermanadas de un mismo trozo de madera (calidad tipo A) y la otra lleva chapas de calidad B, no hermanada. Viene de 2,40 x 1,50 m. y en 12 – 15 y 18 mm de

Página 30 de 76 espesor. Uso: para muebles de hogar, oficinas, instalaciones comerciales y revestimientos decorativos, incluidas puertas de clóset, baño y cocina. - Aglomerado Melamínico: Tablero de partículas recubierto por ambas caras con folio decorativo impregnado con resinas melamínicas. Su superficie es totalmente cerrada, libre de poros, dura y resistente al desgaste superficial. Fabricado en 9, 15 y 18 mm de espesor, en dos formatos: 2,50 x 1,83 m y 2,42x 1,52 m. y en 5 tipos de decorado.(no aporta). Uso: muebles de baño y cocina, hogar, oficina, hospitales e instalaciones comerciales. - Aglomerado Folio: Tablero de partículas recubierto por ambas caras con folio decorativo sin impregnación con resinas melamínicas. Su superficie es porosa y con baja resistencia al desgaste superficial (calor y líquidos de limpieza). Fabricado en 15 y 18 mm de espesor, en dos formatos: 2,50 x 1,83 m y 2,42x 1,52 m. y en 2 tipos de decorado, colores lisos y diseños madera. Uso: debido a su menos resistencia al desgaste, se recomienda su uso en elementos verticales de muebles, como muebles de baño y cocina, hogar, oficina, hospitales e instalaciones comerciales. - Melamina Postformada: Melamina con cantos curvos y un perfecto acabado superficial en sus cuatro costados, logrado a través de un proceso especial de postformado. Posee iguales características y cualidades que la Melamina normal. Disponibles en distintos tipos de perfiles. Uso: para puertas y cubiertas de muebles de cocina, oficina y clóset. También en, frentes de cajón y cenefas, zócalos, encimeras y otros. - Melamina Plus: Tablero recubierto en folio decorativo e impregnado en resinas especialmente formuladas para obtener superficies con una resistencia mayor a 8.000 ciclos de abrasión. Viene en 18 y 24 mm, en un formato de 1,52 x 2,42 m y en colores: Coigüe, Haya catedral, Peral y Roble claro. Uso: en

Página 31 de 76 zonas de alto tráfico y con alto grado de desgaste superficial, como cubiertas de escritorios y muebles de oficinas, revestimientos murales en clínicas, instalaciones comerciales, etc. 2)

Tableros de madera prensada:

Son tableros fabricados con fibras de madera prensadas. En este grupo están los tableros de alta densidad HDF (High Density Fiber) o Hardboard y los de densidad media MDF ( "Medium Density Fiber" ). •

Tableros de alta densidad HDF: se fabrican con FIBRAS de

madera prensadas a altas temperaturas pero sin aglomerantes. Sólo usan la resina del pino insigne. Entre estos están: - Cholguán: Tablero delgado, color café claro, de gran resistencia a la humedad. - Durolac: Mediante un proceso adicional de acabado de los tableros de Cholguán se obtienen tableros laqueados, de gran dureza superficial y resistentes a la humedad. Hay 2 diseños: "Azulejo" y "Entablados". Además, existe otro tipo de tablero HDF que se moldea y texturiza imitando la madera y se usa para fabricación de puertas. •

Tableros de densidad media MDF: se obtienen al prensar a

altas temperaturas fibras de madera reciclada de procesos industriales y recuperada, a la que se incorpora Urea formaldehído. Son planchas de superficie suave y uniforme, más resistentes, flexibles y homogéneas que las de madera aglomerada. Uso: en la industria del mueble y en la construcción por su extraordinaria facilidad para ser trabajados, moldurados, pintados o laminados. Con ellos se pueden lograr fijaciones y ensambles de máxima firmeza. Entre los tableros de MDF están: - Trupán: Es el MDF de Arauco. Se fabrica usando troncos frescos de pino, seleccionados y descortezados, lo que le da un

Página 32 de 76 característico color claro. Uso:: en la industria del mueble y en c onstrucción. - Trupán ultra liviano: Tiene una densidad de 500 Kg/m3 . Se fabrica en 12 –15 –18 –20 –25 –30 –38 –45 y 50 mm. de espesor. Su medida estándar es de 1,52 x 2,44 m. Uso: donde no se requiera altas propiedades físico - mecánicas, ni moldurados exigentes y en donde el bajo peso es muy importante. Por ejemplo: muebles, molduras de habitaciones y de cuadros, casas rodantes, interior de embarcaciones, cielos falsos. - Trupán liviano: Tiene una densidad de 600 Kg/m3 . Se fabrica en 3 –4 -5,5 –9 –12 –15 –18 –20 –25 -30 mm de espesor. Su medida estándar es de 1,52 x 2,44 m. Uso: en aplicaciones que requieran una mejor manipulación y exigentes propiedades fisico mecánicas. - FibroFácil estándar: MDF de Masisa S.A., fabricado en Pino Insigne. Se caracteriza por su composición homogénea a través de todo su espesor. Las capas exteriores son de fibras de densidad superior a 900 Kg/m3 y la capa interior es de menor densidad pero máxima uniformidad. Se fabrica en 3 - 4 – 5,5 – 9 12 – 15 - 18 – 20 - 25 y 30 mm de espesor y en un formato de 2,44 x 1,52 m. Los tableros MDF pueden estar desnudos o recubiertos por una o dos de sus caras con aplicaciones de folio melamínico o PVC. Se usan especialmente para fondos de cajón y traseras de muebles. Tipos: - Trupán MDF Enchapado: Fabricados por Arauco. 2,44 x 1,52 m. - Masisa MDF Recubierto: Trae una o dos caras enchapadas en melamina blanca o eucalipto; o bien, con chapa de encina por un lado y de eucalipto por el otro. Los melamínicos blancos (1 o 2 caras) tienen 15 - 18 – 20 y 25 mm de espesor y miden 1,83 x 2,50 m. Los enchapados

Página 33 de 76 en eucalipto tienen 3,7 – 15 - 18 – 20 y 25 mm de espesor y miden 2,40 x 1,50 m. Los enchapados en encina por un lado y eucalipto por el otro, vienen en 15 - 18 – 20 y 25 mm de espesor y miden 2,40 x 1,50 m. - Masisa MDF Ranurado: Trae un sistema de ranuras similares que sirve de apoyo a diversos sistemas de exhibición. Se aplica directamente sobre muros o como parte de muebles. Los hay desnudos o recubiertos con aplicaciones de folio o PVC. Los Ranurados Melamínicos vienen en Blanco o Haya, en 18 mm de espesor y en dos formatos: 1,83 x 2,50 m y 1,52 x 2,44 m. Uso: para presentación de productos en supermercados, locales comerciales y tiendas.

3)

Tableros de madera contrachapada:

Se obtienen uniendo varias capas de CHAPAS de madera dispuestas con sus fibras en ángulo recto, en forma perpendicular. Así se compensan las tensiones internas del material y se obtienen tableros resistentes y relativamente indeformables. Se fabrican con diversas maderas (Pino radiata, Mañío, Coigüe, Eucalipto, Laurel y Tepa) y dos tipos de adhesivos según el uso del terciado (para interior o exterior). Los terciados para exterior pueden ser: Marino, Moldaje recubierto (con film), Moldaje desnudos, Estructural. En

edificación

son

muy

utilizados

para

moldaje,

estructuras,

revestimientos interiores y exteriores. Permiten crear superficies curvas, lo que los hace muy apreciados en mueblería (estructuras, asientos, respaldos de sillas y otros) y muy atractivos para fabricar carrocerías de vehículos, casas rodantes, instrumentos musicales y también para la aviación. Tipos: - Terciado Moldaje: Tablero contrachapado en madera de Pino Radiata, de caras sólidas y calibradas, sin defectos abiertos. Viene en 15 y 18 mm de espesor y en 1,22 x 2, 44 m. Uso: aplicaciones generales en construcción de vivienda y moldaje de hormigón.

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- Terciado Estructural: Tablero contrachapado en madera de Pino Radiata de gran estabilidad y resistencia mecánica. Viene en 9,5 – 11, 15 y 18 mm de espesor y en 1,22 x 2,44 m. Uso: en exterior e interior, como base de cubiertas de techo y piso, divisiones, construcción de vigas y paneles, embalajes y cajones. Puede ser estucado, pintado o recubierto. - Terciado Revestimiento o ranurado: Tablero contrachapado para revestimiento decorativo-estructural, en madera de pino Radiata. Cara principal ranurada. Viene en 9,5 – 11 y 15 mm de espesor y en 1,22 x 2,44 m. Uso: revestir pilares, vigas, muros y tabiques con una terminación natural barnizada o pintada, en interior y exterior. También en cielos, portones de acceso y carpintería en general. - Terciado Mueblería o multipropósito: Tablero contrachapado en madera de pino Radiata para aplicación decorativa-estructural. Viene en 7-9-12-15-18 y 21 mm, en una medida estándar de 1,20 x 2,40 m. Uso: fabricación de muebles para interior y exterior, en revestimientos de muros y carpintería en general. 4)

Tableros OSB: La sigla OSB significa "Oriented Strand Boards" (Tablero de Astillas

Orientadas). Son tableros estructurales fabricados con VIRUTAS RECTANGULARES de madera, las cuales -para aumentar su fortaleza y rigidez- han sido orientadas en formas de capas cruzadas y unidas entre sí mediante resina Fenólica aplicada bajo alta presión y temperatura. Las virutas no son productos de desechos de otros procesos de fabricación de madera, sino que se crean específicamente para obtener el máximo rendimiento de la construcción del panel. Vienen en 9,5 – 11,1 y 15,1 mm de espesor y de 2,44 x 1,22 m. Uso:

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En edificación, para base de cubierta de techos, revestimiento de tabiques estructurales, pisos, escalas, vigas doble T, forros de aleros y cielos, pisos falsos. En mueblería, para parlantes, paneles de oficinas, embalajes (bins y pallets). No deben ser usados a la intemperie en forma directa ni para moldaje. Se instalan a una altura mínima de 30 cm del suelo. Los tableros clasificados como "Rated Sheating" utilizan adhesivos completamente resistentes al agua, por lo que resisten una corta exposición al exterior. Se usan para revestir muros, tabiques, techumbres y pisos. Los "Sturd– I –Floor" traen un machihembrado en el borde, para un mejor ajuste. Se usan en entramados de pisos que serán recubiertos con alfombras, cubre pisos, revestimientos vinílicos u otros. Se han desarrollado variados productos derivados del OSB, los cuales traen diferentes componentes como mayor o menor cantidad de resina, insecticidas contra termitas e insectos xilófagos, recubrimientos con film o papel kraft para utilizar los tableros como moldaje y texturados y resinas especiales, que otorgan una apariencia similar al siding y sirven para ser utilizados como tableros de revestimiento y terminación.

Página 36 de 76 2.3. Durabilidad. La durabilidad natural de una madera es la resistencia natural que presenta frente al ataque los distintos agentes degradadores. Los agentes degradadores pueden ser abióticos (atmosféricos, mecánicos o químicos) y bióticos (hongos cromógenos, hongos de pudrición, insectos de ciclo larvario o insectos sociales). La durabilidad natural de una especie, o la eficacia de un tratamiento de protección, están unidos a la naturaleza y al modo de acción de los agentes de alteración de la madera. Para elegir correctamente una especie o un tipo de tratamiento, es importante comprender bien porqué y cómo estos ataques se manifiestan y se desarrollan Durante su crecimiento, el árbol produce cada año un cierto volumen de madera. Esta materia leñosa está formada de un conjunto de células provistas de divisiones sucesivas de una hilada de celular periféricas, el cambium, generador de madera hacia el interior y de líber (corteza) hacia el exterior. Este crecimiento se materializa sobre las especies de climas templados por las capas de crecimiento anuales -o cercados- que corresponden al periodo de vegetación, activo en primavera y en verano, pero que se para en invierno. Bajo los climas tropicales, el periodo de vegetación al ser permanente, las capas de crecimiento no son visibles. La parte joven del árbol, compuesta por las capas exteriores más recientemente formadas, constituye la albura, que asegura la función de conducción de líquidos, y netamente la ascensión del agua y de sales minerales empujadas por las raíces. Mientras el árbol llega a una cierta edad, las capas más ancianas de la albura, por lo tanto las más internas, paran de asegurar su función de conducción y se transforman en madera perfecta que ocupa la parte central del tronco. Esta transformación se acompaña, a menudo, de un cambio más o menos pronunciado del color de la madera; se habla entonces de madera perfecta duraminizada o de duramen que se distingue visualmente de la albura como en el roble, el castaño, los pinos y muchas especies de origen tropical. Esta modificación se da desde el depósito, sobre las membranas y el interior de las células, sustancias residuales de la actividad biológica: Pigmentos, taninos, compuestos minerales.

Página 37 de 76 Pero sobre un gran número de especies, la transformación de la albura en madera perfecta no se produce por una modificación sensible del color. La albura y la madera perfecta son entonces, no distinguibles o poco distinguibles, a pesar de que fisiológicamente la zona de albura esté presente, incluso invisible o no delimitada. Es el caso de especies como el álamo, el haya, el abeto, la picea y ciertas maderas tropicales blancas o claras. La transformación de la albura en duramen, o duraminación, es un factor particularmente importante en la medida en que es ella la que confiere a la madera su durabilidad natural. En efecto, la albura es siempre fácilmente alterable, ya sea o no apreciable. Esta vulnerabilidad se debe a la presencia de hidratos de carbono (almidón, azúcar), que constituyen sustancias nutritivas susceptibles de favorecer el desarrollo de los insectos y hongos lignívoros. Por contra, el duramen, que no contiene estas sustancias de reserva, es siempre más resistente frente a agresiones biológicas. Además, posee antisépticos naturales, como los taninos o las resinas, por ejemplo. Por contra, estos constituyentes no están presentes en las esencias de madera perfecta no duraminizada y así pues no distintas de la albura. La madera perfecta de estas especies presenta una resistencia a los agentes de alteración mucho más débil, en general idéntica a la de la albura. 2.3.1. Protección preventiva frente a los agentes bióticos: Los agentes bióticos son las causas de alteración de la madera de origen vivo y comprenden: •

HONGOS XILÓFAGOS: Los hongos que se relacionan directamente

con la madera son los mohos, los hongos cromógenos y los hongos de pudrición. Su ciclo biológico queda definido por las esporas, las hifas, el micelio y los cuerpos de fructificación. Las esporas de los hongos se encuentran en todas partes y en gran cantidad, y son arrastradas por el viento, el agua o los animales. El ciclo se inicia cuando encuentran unas condiciones favorables para su germinación (maderas con un contenido de humedad superior al 22%). De las esporas emergen las hifas que son células muy finas, solamente visibles con el microscopio, que se introducen en la madera. Las

Página 38 de 76 hifas se alimentan de las sustancias de reserva del interior de las células y/o segregan enzimas que producen la descomposición de la pared celular y que permiten que puedan ser asimiladas por éstas; son las que realizan la función degradadora en la madera. Las hifas van aumentando su tamaño y su número, y terminan formando lo que se denomina "micelio", en donde se forman los cuerpos de fructificación, que son visibles y que vuelven a emitir esporas al exterior cerrando de esta forma el ciclo. Los factores que tienen mayor influencia en el desarrollo de los hongos son la humedad, la temperatura y la presencia de aire (oxígeno). La humedad es de vital importancia para la fisiología de los hongos y es indispensable para la germinación de las esporas, la digestión de la madera por las enzimas, el transporte de las sustancias de alimentación y la realización de todas las funciones vitales. Su óptimo se sitúa entre el 35 y el 50%, el límite inferior entre el 20% - 22% y el superior alrededor del 175%. Los mohos se alimentan de los materias almacenadas en el interior de las células de la madera (lumen). Son incapaces de alimentarse de los principales componentes de la pared celular de las células (celulosa o lignina), por lo que no producen pérdidas significativas en la resistencia de la madera. Se detectan cuando se forman esporas en la superficie de la madera (color oscuro) o cuando el cuerpo de fructificación forma sobre la superficie una especie de pelusilla

Fig.13: Estructura dañada por mohos

(proliferaciones algodonosas) transparente, o con tonalidades que van desde el color blanco al negro. Los hongos cromógenos al igual que los mohos sólo se alimentan del contenido celular de las células de la madera, tampoco producen degradaciones en su pared celular y apenas afectan a las propiedades físico - mecánicas de la madera. Se caracterizan porque producen decoloraciones en la madera, como el azulado, la

Fig14:Madera dañada por cromógenos.

coloración verde, el corazón rojo del haya y la madera pasmada también del

Página 39 de 76 haya. Para su desarrollo el contenido de humedad de la madera debe ser superior al 18 – 22 %. Los hongos de pudrición producen una degradación más importante ya que alteran las paredes de las células de la madera. La pudrición no es fácil de reconocer en sus etapas iniciales ya que las hifas permanecen ocultas en su interior. Según va desarrollándose la pudrición se va acentuando el cambio de color, rojizas - pardas o a veces claras, y la madera

Fig.15: Madera podrida

empieza a peder peso y aumentar su contenido de humedad. En la fase final del proceso se llega a la disgregación total de la estructura de la madera con una pérdida importante de sus características físico - mecánicas. La clasificación de las pudriciones es difícil de realizar ya que no existen parámetros fijos en los que nos podamos apoyar, la más aceptada es la que conjuga el color de la madera atacada junto el aspecto que presenta, aunque sigue siendo imperfecta. Los tipos o clases de pudrición serían las pudriciones pardas (su ataque se centra en la celulosa y la madera toma un color marrón oscuro, cuarteándose y formando pequeñas formas cúbicas), las pudriciones blancas o fibrosas (su ataque se centra en la lignina, la madera toma un color blanquecino y presenta un aspecto fibroso) y las pudriciones blandas (su ataque se centra en la celulosa de la pared secundaria de la célula, cuando el contenido de humedad es elevado confieren a la madera una consistencia blanda). El ataque de estos hongos suele reducirse a las zonas de las piezas que se encuentran con un excesivo contenido de humedad, como apoyos de vigas en muros o pies derechos de muros entramados, con humedades procedentes del fallo de las instalaciones, retenciones del agua de la lluvia o fenómenos de capilaridad de los muros.

Página 40 de 76 • INSECTOS XILÓFAGOS: Los insectos de forma individual no causan problemas, el problema aparece cuando se tiene en cuenta su capacidad de reproducción y de reinfección de la madera atacada. Se pueden clasificar por su ciclo biológico en insectos de ciclo larvario y en insectos sociales, entre los primeros tendríamos por ejemplo a las carcomas y entre los segundos a las termitas. El ciclo biológico de cada uno de ellos es diferente. El ciclo de vida de los insectos xilófagos larvarios se caracteriza por su cambio de forma, que se denomina "metamorfosis", pasando por cuatro estados sucesivos de desarrollo: huevo, larva, pupa e insecto adulto o imago. El tiempo requerido para el cumplimiento de todos los estados se conoce com "duración de la generación", el cuál es diferente para cada especie. Los estados de huevo, pupa e imago son por lo general de corta duración y varían desde varios días hasta semanas; el tiempo más largo del ciclo de vida corresponde al estado larvario, etapa durante la cuál lleva a cabo la degradación de la madera para satisfacer sus necesidades alimenticias. Su desarrollo está influido por diferentes condiciones, entre las que se destacan: la especie de madera (existen insectos especializados en madera

de

frondosas,

otros

en

maderas de coníferas y otros que atacan indistintamente a ambas); el contenido de humedad de la madera

Fig.16: Insectos xilófagos

(algunos sólo atacan maderas secas, otros maderas muy húmedas y otros que atacan maderas con cualquier contenido de humedad); la temperatura (los insectos no pueden regular la temperatura de su cuerpo, por tanto dependen de los cambios que se producen en el medio ambiente); y la presencia de hongos de pudrición: (algunos de ellos van siempre asociados a los hongos). El tamaño y la forma de las galerías y de los orificios de salida junto con el tipo de serrín, la especie de madera y su contenido de humedad son las principales características que sirven para identificarlos. Los principales insectos xilófagos de ciclo larvario que actúan en España son los siguientes:

Página 41 de 76 - Cerambicídos: Hylotrupes bajulus L. = carcoma grande. - Líctidos (Lyctus brunneus Steph y Lyctus linearis Goeze) = polilla. - Anóbidos: Anobium punctatum De Geer = carcoma fina. - Anóbidos: Xestovium rufovillosum De Geer = “reloj de la muerte” -Curculiónidos = gorgojos. Los insectos xilófagos sociales se caracterizan por constituir agrupaciones de individuos en la que los distintos tipos o castas, incapaces de vivir solitariamente, desempeñan diferentes cargos o funciones en el desarrollo de la colonia. El ciclo de vida de una colonia empieza con el vuelo en forma de enjambre de los individuos sexuados, que en ciertos días del año salen en gran cantidad del antiguo nido y buscan un lugar apropiado para el futuro nido, abriendo una cavidad (cámara nupcial) en la que realizan la copulación. Los huevos que pone la

Fig.17: Insectos xilófagos sociales

reina se convierten en ninfas que pueden dar lugar a 3 castas o individuos morfológicamente distintos: individuos sexuados, distinguiendose los reyes alados (pareja real fundadora de la colonia) y los reyes secundarios o de sustitución; soldados, cuya misión es la defensa de la colonia; obreros, cuya misión es buscar alimento y alimentar a los demás individuos de la colonia, cuidar a la pareja real y construir, reparar y limpiar el nido. Al principio el desarrollo de la colonia es muy lento. Con el aumento de individuos la velocidad se incrementa. Su desarrollo se realiza por mudas sucesivas. Los obreros descomponen la celulosa de la madera mediante ciertos flagelados multiciliados del tubo digestivo, que transforman la celulosa en azucares asimilables, y alimentan al resto de la colonia (se denomina trofalaxia cuando los individuos cambian alimentos entre sí). También se pueden alimentar de papel y de tejidos, y en su camino para llegar a las fuentes alimenticias pueden provocar daños a otros materiales que obstruyan su

Página 42 de 76 camino. A veces construyen canales o tubos, fabricados con saliva, excrementos o partículas de tierra o de madera que les permite salvar cualquier tipo de obstáculos; estos tubos pueden estar adosados a muros de mampostería o estar colgados del techo. Excepto los individuos sexuales, las termitas (obreros y soldados) son ciegos. Su orientación por olfato está muy desarrollada. Los individuos dejan gotas de un compuesto sobre el terreno (feromonas) que muestran el camino hacia las fuentes de alimentación a los otros obreros. Su cuerpo no está pigmentado por lo que siempre huyen de la luz, la insolación directa mata a los obreros y soldados. El estado de las termitas teóricamente es inmortal, ya que no hay una obligación biológica para su muerte; el nido sólo puede ser destruido por una catástrofe o desintegrarse por falta de alimentos. La "juventud eterna" de la colonia de termitas se debe a la posibilidad de regenerar todas sus partes. En España solamente actúan tres especies: - Reticulitermes lucifugus Rossi en la península y Baleares (termitas subterráneas). - Criptotermes brevis Walker en Canarias (termitas de madera). - Kalotermes flavicollis Fabr. (su incidencia es muy pequeña). Forma y tamaño

Nombre

Nombre

Especie de

Contenido de

científico

vulgar

madera

humedad

Reticulitermes lucifugas

Termitas (subterráneas)

frondosa y conífera

Húmeda > 18%

Laminar 1 - 2 mm

-

Criptotermis brevis

Termitas (de madera seca)

frondosa y conífera

Seca < 18%

Laminar 1 - 2 mm

-

Cerambícidos

Carcoma grande

conífera

8 - 40%

Elípticas 3, 6 y 9 mm

Basto

Líctidos

Polilla

frondosa

Seca < 18%

Circular 1 - 1,5 mm

Muy fino

Anóbidos

Carcoma

frondosa y conífera

Cualquier contenido

Circular 1 - 3 mm

Granular

Curculionidos

Gorgojo

frondosa y conífera

Húmeda > 18%

Circular 1 - 2 mm

granular

Tabla 1: Cuadro resumen de insectos xilófagos.

del ataque -

Serrín

galerías

Página 43 de 76 Los xilófagos marinos están integrados por dos grandes grupos, los moluscos y los crustáceos. Dentro de los moluscos xilófagos sólo presenta cierta importancia en España la familia de los Teredinidos y principalmente

el

género

Teredo. Son hermafroditas y su reproducción se puede realizar de dos formas. En la primera, que es la del Teredo navalis, la fertilización de las larvas y su desarrollo se produce en el interior

del

molusco

adulto.

Fig.18 Moluscos xilófagos.

Posteriormente expulsan las larvas al exterior junto con el agua procedente de las branquias. En la segunda forma de fertilización el individuo adulto expulsa conjuntamente los huevos y los espermas; la fecundación se produce en el agua del mar. Por medio de una sustancia viscosa, denominada "biso" segregada por una glándula de su pie, se fijan a la madera y posteriormente abren orificios de sección circular de 0,5 a 1 mm de diámetro. El Teredo empieza a desarrollarse, aumenta de tamaño, vive en el interior de la madera durante toda su vida y nunca la abandona. En cuanto a los crustáceos xilófagos su ciclo de vida comienza cuando el macho fecunda a la hembra en el interior de la madera. La hembra pone los huevos que tienen el mismo aspecto que el de los individuos adultos, pero con un tamaño menor. Se diferencian de los moluscos en que no se encuentran aprisionados en el interior de la madera, sino que pueden moverse libremente en su interior. La degradación que producen es visible exteriormente y es muy diferente a la causada por los moluscos. Actúan en masa (una madera muy infectada puede tener de 300 a 400 individuos), abren galerías con longitudes inferiores a 1 cm y con diámetros de 2 mm, dejando la madera prácticamente cribada (tienen el aspecto de un panal). El ataque sobre la madera se concentra generalmente sobre la zona del nivel medio de las mareas y el de la baja mar, por lo cual los pilotes de las construcciones marinas tienden a tomar

Página 44 de 76 la forma característica de “reloj de arena”. La velocidad del ataque es inferior a la producida por los Teredos. Todos estos agentes dañan notablemente las estructuras de madera, para paliar esto se deberán una serie de tratamientos que ayuden a combatirlos. Para ello se establecen unas clases, que nos clasifican el elemento estructural; para que, dependiendo de una clase o otra podamos solventarlo de diferentes maneras. Según la UNE EN 335-1 se definen cinco clases de riesgo ante agentes bióticos. •

Clase 1: el elemento estructural está bajo cubierta protegido de la intemperie y no expuesto a la humedad. En estas condiciones la madera maciza tiene un contenido de humedad menor que el 20%. Ejemplos: elementos estructurales en general que no estén próximos a fuentes de humedad, estructuras en el interior de edificios.

•

Clase 2: el elemento estructural está bajo cubierta y protegido de la intemperie pero se puede dar ocasionalmente un contenido de humedad mayor que el 20 % en parte o en la totalidad del elemento estructural. Ejemplos: estructura de una piscina cubierta en la que se mantiene una humedad ambiental elevada con condensaciones ocasionales y elementos estructurales próximos a conductos de agua.

•

Clase 3: el elemento estructural se encuentra al descubierto, no en contacto con el suelo y sometido a una humidificación frecuente, superando el contenido de humedad el 20%. Ejemplos: puentes de tráfico peatonal o rodado y pérgolas.

•

Clase 4: el elemento estructural está en contacto con el suelo o con agua dulce y expuesto por tanto a una humidificación en la que supera permanentemente el contenido de humedad del 20%. Ejemplos: construcciones en agua dulce y pilares en contacto directo con el suelo.

•

Clase 5: situación en la cual el elemento estructural está permanentemente en contacto con agua salada. En estas circunstancias

Página 45 de 76 el contenido de humedad de la madera es mayor que el 20 %, permanentemente. Ejemplo: construcciones en agua salada. Para llevar a cabo una buena protección preventiva hay que tener en cuenta los siguientes aspectos: 1) Tipo de protección: indica el grado del tratamiento, pudiendo ser:

a) Superficial: la penetración media alcanzada por el protector es de 3 mm, siendo como mínimo de 1 mm en cualquier parte de la superficie tratada. Los métodos de tratamiento más adecuados son el pincelado, al pulverización y la inmersión breve. Los tipos de protectores utilizados son los hidrodispersables y los que llevan disolventes orgánicos.

b) Media: la penetración media alcanzada por el protector es superior a 3 mm en cualquier zona tratada, sin llegar al 75 % del volumen impregnable. Los métodos más adecuados son la inmersión prolongada, la inmersión caliente y fría y los sistemas de impregnación por autoclave: vacío-vacío y vacío-presión. Los protectores utilizados son las sales hidrosolubles y los protectores en disolventes orgánicos.

c) Profunda: la penetración media alcanzada por el protector es igual o superior al 75 % del volumen impregnable. Los métodos de tratamiento más adecuados son los de impregnación por autoclave. Los protectores utilizados son las sales hidrosolubles y los disolventes orgánicos.

2) Métodos de tratamiento: es el procedimiento por el que se aplica un protector a la madera. Existen varios métodos:

Fig19 : Pincel

Página 46 de 76 a) Pincelado: el protector, generalmente en disolvente orgánico, es aplicado mediante pincel, brocha o rodillo. Con este tratamiento se consigue una protección superficial contra la acción de agentes bióticos y contra la fotodegradación.

b) Pulverización: se aplica un protector, generalmente en disolvente orgánico, a la superficie de la madera con un pulverizador,

manual

mecánicamente. protección

Se

idéntica

o

consigue al

una

anterior Fig.20: Pulverizador automático

tratamiento.

c) Inmersión breve: la madera se sumerge totalmente en un protector hidrosoluble o en disolvente orgánico, durante un período de tiempo variable entre algunos segundos y 10 minutos, dependiendo de la especie, de las dimensiones de la madera y del tipo de protector. Se consigue la misma protección que con los tratamientos anteriores.

d) Inmersión prolongada: este tratamiento, poco utilizado en España, consiste en sumergir totalmente la madera en un protector durante un tiempo superior a 10 minutos. La duración de la inmersión depende del grado de protección que se desea alcanzar y se copnsiderará: la especie de madera, las dimensiones de la pieza, el contenido de humedad de las mismas y el tipo de protector utilizado. Se puede conseguir una protección media o profunda contra la acción de agentes bióticos y contra la fotodegradación.

e) Difusión:

en

este

tratamiento, poco utilizado

Fig.21: Boquillas tratamientos presión.

Página 47 de 76 en España, se aplica un protector, generalmente hidrosoluble, a la superficie de la madera húmeda, en forma de pasta o solución concentrada, difundiéndose a través de esta debido a la fuerza del gradiente de concentración. Se puede conseguir una protección profunda contra la acción de agentes bióticos.

f) Tratamientos con presión: se hace penetrar el protector en la madera de forma forzada aplicando presión, en un cilindro cerrado o autoclave. Se consigue una protección profunda y se pueden utilizar todo tipo de protectores.

g) Doble vacío: es un tratamiento de célula llena (impregna la mayor parte posible de la pared celular rellenando los vacíos celulares) que tiende a realizar una protección perimetral de la pared celular sin llegar a rellenar totalmente el lumen de las células. Se aplica a madera de construcción previamente elaborada, principalmente a madera de carpintería. Se consigue una protección profunda contra la acción de agentes bióticos y sólo se pueden utilizar protectores en disolvente orgánicos.

3) Protectores de la madera: son sustancias químicas utilizadas de forma aislada o en combinación para proporcionar a las piezas de madera sobre las que se aplican, una mayor resistencia frente a la degradación por organismos xilófagos. Estos protectores deben estar inscritos en el Registro Oficial Central de Productos y Material Fitosanitarios del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Existen varios tipos:

a) Protectores hidrosolubles: son mezclas de sales minerales utilizadas en solución acuosa a una concentración determinada. Esta concentración varía en función del grado de protección deseado, del método de tratamiento y de la especie de madera a proteger. Los más

Página 48 de 76 característicos son CCA (Cromo, Cobre y Arsénico), CCB (Cromo, Cobre y Boro) y CFK (Cromo, Flúor y Cobre). La madera tratada queda limpia aunque generalmente coloreada. Debido a que estos protectores la humedecen durante el tratamiento o se aplican a madera húmeda, exigen un secado posterior en el que se pueden producir fendas y deformaciones, si no se toman las precauciones adecuadas.

b) Protectores hidrodispersables: son mezclas de principios activos no hidrosolubles a los que se añade un agente emulgente para producir una buena dispersión en agua. Comercialmente se conocen como emulsiones. La madera por regla general no cambia de color, admite un acabado posterior, es compatible con las colas, no es corrosiva para los metales ni para los plásticos, no ve acumulada su inflamabilidad y no mancha los materiales con los que está en contacto. c) Protectores en disolvente orgánico: son soluciones de productos con propiedades fungicidas y/o insecticidas, en un solvente orgánico. Normalmente incluyen repelentes al agua y en algunos casos colorantes. Cuando el disolvente se ha evaporado por completo, la madera queda con un aspecto limpio, sin cambios de color, dispuesta a recibir cualquier tipo de acabado. No mancha los materiales con los que está en contacto, no es corrosiva para los materiales y no ve aumentada su inflamabilidad.

d) Protectores orgánicos naturales: son productos que se obtienen de la destilación del alquitrán de hulla (creosotas) o de la pirolisis del petróleo. Sólo se utilizan para tratamientos de traviesas de ferrocarriles, postes de teléfono y eléctricos y en construcciones agrarias al exterior.

Una vez conocidas el tipo de protecciones y protectores, es importante saber que tipo de protección utilizar en función de la clase de riesgo; las cuales se resumen en el siguiente cuadro:

Página 49 de 76

Clase de riesgo 1 2 3

Tipo de protección No necesaria. Recomendable una protección superficial Es necesaria una protección superficial. Recomendable una protección media Es necesaria una protección media. Recomendable una protección profunda

4

Es necesaria una protección profunda

5

Es necesaria una protección profunda

Tabla 2 : Resumen de protecciones dependiendo del tipo de clase

Además hay una serie de casos que poseen unas características especiales, algunos se exponen a continuación:

•

Especies de difícil tratamiento: algunas especies coníferas frecuentemente utilizadas en construcción, como los abetos, piceas y cedro rojo, son difícilmente impregnables, por lo que no es recomendable su utilización en las clases de riesgo que requieren tratamiento en profundidad.

•

Casos de riesgo especial: en obras de rehabilitación en las que se haya detectado ataques xilófagos previos, al introducir una estructura nueva se recomienda aplicar protección superficial en clase de riesgo 1, protección media en clase de riesgo 2 y protección profunda en las clases de riesgo superiores.

•

Tratamiento de piezas de madera laminada encolada: cuando se prescribe un tratamiento superficial de la madera laminada, debe

Página 50 de 76 realizarse sobre la pieza ya terminada y después de las operaciones de acabado (cepillado, mecanizado de testas y taladros). Si el tratamiento es de protección media o profunda, deberá realizarse sobre las láminas, previamente al encolado. El producto protector debe ser compatible con el encolado. En general los protectores hidrosolubles son compatibles con el encolado, pero no existe suficiente experiencia con los protectores orgánicos.

2.3.2. Protección preventiva frente a agentes meteorológicos: Los principales agentes meteorológicos a tener en cuenta son el sol, la lluvia y el frío, que actúan sobre la superficie de la madera colocada en el exterior y sobre la protección superficial que pueda tener. •

Acción de la lluvia: Una de las principales causas del deterioro superficial de la madera

se debe a los cambios rápidos del contenido de humedad de la capa externa. El agua de lluvia que moja la superficie de la madera sin protección es absorbida rápidamente por la capa superficial de la madera seguida de la adsorción en las paredes de las células. El vapor de agua es recogido directamente por las paredes de las células. La diferencia de humedad entre el interior y la capa superficial, que tiende a hinchar, provoca un estado de tensiones en la pieza que si no está equilibrado de manera simétrica ocasiona curvaturas, alabeos y fendas. Se denomina fenda a toda raja longitudinal que se extiende a través del anillo de crecimiento El efecto del agua de lluvia combinado con la insolación constituye la principal causa de deterioro superficial de la madera. •

Acción del sol:

Página 51 de 76 Los rayos (UV) del sol son un enemigo natural de la madera. Son los responsables de que ésta, si se encuentra al aire libre, pierda su aspecto natural y adquiera un tono grisáceo. Ello se debe a que el sol degrada un componente del material llamado "lignina". A partir de ahí, la lluvia elimina la lignina, agrietando la madera y abriendo paso a la acción de la humedad. La radiación ultravioleta degrada los componentes de la madera comenzando por la lignina. Esta acción se traduce en un oscurecimiento superficial. La incidencia del agua de lluvia provoca por erosión la eliminación de los productos degradados por la acción del sol. Al incidir el agua de lluvia, los productos resultado de la degradación son eliminados por el agua y queda la celulosa, menos sensible a las radiaciones, adquiriendo un color blanquecino. Así, la madera expuesta a la luz solar sufre un cambio de la coloración que inicialmente tiende al oscurecimiento hacia un tono marrón y que posteriormente toma un color grisáceo. El agua y el sol actúan de forma combinada y se potencian entre si multiplicando sus efectos. La degradación que produce es lenta, se estima en 1 a 13 mm por siglo. La degradación de la superficie depende principalmente de su orientación, además de la especia de madera y el clima. En nuestro hemisferio las fachadas sur, suroeste y oeste son, por este orden, las más desfavorables frente a la acción del sol. Los rayos infrarrojos provocan una acción degradante indirecta sobre la madera ya que mediante un proceso de calentamiento superficial generan la aparición de fendas en la cara expuesta y la subida de resinas a la superficie. El contenido de humedad de la madera es función directa de la temperatura de la misma. La superficie expuesta sufre un proceso de calentamiento que origina una pérdida de humedad superficial, como el interior de la pieza se mantiene más frío su contenido de humedad será diferente al de la capa superficial. Esta diferencia de contenidos de humedad entre la superficie y el interior de la pieza se traduce en tensiones, ya que la superficie de la pieza tenderá a contraerse al disminuir su contenido de humedad por la acción del calor y dicha contracción se ve

Página 52 de 76 dificultada o frenada por la parte interior, que provoca la aparición de fendas. En realidad se debería hablar de microfendas ya que muchas veces no son visibles por el ojo humano. La aparición de fendas también está relacionada con la especie de madera utilizada. Si la madera tiene un coeficiente de contracción elevado se favorece la aparición de fendas, si por el contrario tiene un coeficiente de contracción bajo disminuye la posibilidad de que aparezcan fendas o si aparecen su número y su profundidad suele ser mucho menor. Otro efecto negativo provocado por este calentamiento es la subida de la resina que aflora en la superficie de la pieza, algunas especies cuyo contenido en resina es elevado presenta con mayor incidencia esta particularidad. Otra causa que produce una acción del sol prolongada es la aparición de fendas de insolación. Debido a un excesivo calentamiento por sol de una zona extensa del árbol, se produce la desecación de la corteza, liber y cambium que acaban por morir y desprenderse, dejando al descubierto el leño, que al ser atacado por los rayos del sol se deseca a su vez y produce numerosas y pequeñas fendas longitudinales. El leño queda expuesto a la acción de los agentes externos y puede ser atacado por hongos que se desarrollan en la herida abierta cuando se encuentran un ambiente favorable de humedad debido a la lluvia, originando una pudrición que puede dar lugar a la formación de cavernas en el tronco. Sin embargo, es improbable que se desarrollen enfermedades debidas a hongos, ya que éstos necesitan ambiente húmedo y lo normal en ésta clase de fendas es que el leño esté abrasado por el sol. En resumen el efecto depende de la cantidad de radiación solar, intensidad de la lluvia, viento y grado de exposición. Como conclusión final sobre el efecto del agua de lluvia y de la radiación solar, como fenómenos conjuntos de la exposición a la intemperie, debe considerarse como una degradación superficial que no afecta a las propiedades mecánicas de manera significativa. •

Acción del frío:

Página 53 de 76

La acción del frío tiene como consecuencias más importantes la producción de fendas de heladura. Si se produce una helada muy fuerte se enfría la superficie estableciéndose una gradiente de humedad entre esta zona superficial y el interior del tronco, que deseca las zonas superficiales. En la parte afectada, los anillos se contraen más en el sentido tangencial que en el radial y como en el núcleo central no se contrae se rompe el anillo de crecimiento. Se forman nuevos anillos que en la parte afectada da lugar a un reborde de cicatrización, que cuando está cerrado se acusa en el exterior por una costilla o cresta de la corteza. La fenda aparece casi siempre en el plano de los radios medulares y a veces llega hasta el corazón. Siempre tiene importancia, pues deja el leño al descubierto a merced de los agentes patógenos que penetran por la herida, encontrando un medio favorable de humedad por el agua que también ha penetrado, y se desarrollan ocasionando una pudrición. Si la cicatrización ha cubierto la fenda, atacada de esta forma, hay que tener cuidado pues en el interior tenemos el foco de una pudrición, la cual sólo se manifiesta por la costilla o reborde longitudinal que suele ser fácilmente identificable y difícil de confundir. Cuando la fenda atacada por pudrición segrega un líquido parduzco es difícil que ésta llegue a cicatrizarse. Se producen fendas en árboles poco protegidos y en zonas de bajas temperaturas. PROTECTECCIONES CONTRA AGENTES METEOROLÓGICOS: En un primer vistazo a los productos que nos ofrece el mercado para la protección de la madera, vemos que lo principal es que sean productos que, aplicados en dosis y forma adecuada, cuiden este material contra uno o varios agentes destructores. De forma general enunciaremos sus propiedades ideales: •

Poder ser aplicado sobre todo tipo de maderas.

Página 54 de 76 •

Ser efectivo contra insectos y hongos xilófagos.

•

No debe ser perjudicial para el medio ambiente.

•

Debe ser compatible con la aplicación posterior de pinturas y

barnices. •

No afectará a las propiedades propias de la madera.

•

No dejará olores residuales.

•

Deberá mantener su acción protectora a largo plazo.

Por su eficacia contra los destructores de la madera los materiales pueden ser: •

Fungicidas (protegen de la acción de los hongos),

•

Insecticidas (insectos),

•

Hidrófugos (humedad),

•

Pigmentados (contienen pigmentos que protegen de la acción del

sol). 1)

Aceites y ceras:

El sistema de aplicación suele ser generalmente mediante brocha o pincel (aunque también se puede aplicar mediante, pulverización, inmersión, inyección y autoclave). El pincelado es el sistema más sencillo de impregnación ya que sólo necesitamos de una brocha o pincel. Para obtener un buen acabado decorativo, es importante preparar el material. Sobre maderas nuevas, se devastará la superficie con un papel de lija de grano grueso y, seguidamente, con una lija más fina, se eliminan las imperfecciones hasta conseguir un tacto suave y liso. El lijado siempre se realizará en el sentido de la veta. Eliminaremos el polvo con un cepillo o con un trapo ligeramente humedecido. También conviene lijar suavemente entre manos de aplicación, para mejorar el acabado final y la adherencia entre capas. Siempre es necesario eliminar las capas de barniz o pintura que hayan sido aplicadas anteriormente. La madera necesita respirar y protegerse, por lo que se hace necesaria la eliminación de las barreras que forman los barnices y pinturas.

Página 55 de 76 El protector para madera de exterior está compuesto esencialmente de aceites que se impregnan en la fibra de la madera, nutriéndola y dejando una transpiración natural. En los muebles de madera para jardín, utilizaremos aceite de teca. Para los compuestos por ratán, banana o mimbre, al ser su material de construcción diferente a la madera, siempre deberán estar cubiertos en terrazas o porches, o no dejarlos a la intemperie, ya que el efecto de la lluvia y humedad sería fatal. Éstos sí se pueden barnizar al inicio de la primavera y del otoño. No debemos aplicar nunca un protector sobre superficies barnizadas o pintadas, porque sería ineficaz y se evaporaría lentamente. Para eliminar las capas previas de barnices y pinturas, se pueden utilizar medios mecánicos (lijadoras, sopletes de aire caliente) o medios químicos (decapantes o quitapinturas, siguiendo las instrucciones del fabricante). Ahora sólo queda lijar y limpiar, pincelando con el aceite protector (de teca para mueble de jardín, aceite protector para carpintería exterior), retocar defectos con pasta de madera, lijar suavemente y aplicar protector de acabado. Los mejores productos son indudablemente los que nos ofrecen las marcas de reconocido prestigio y que podemos encontrar en centros de bricolaje. 2) El Lasur: Desde siempre la protección de la madera se ha realizado con aceites y ceras para realzar su brillo natural. Después se pasó a la etapa posterior de restaurar la madera con tintes para que obtuviera un color diferente al suyo propio o para que recuperase el tono primigenio; en cualquier caso, el resultado a corto plazo era muy bueno aunque el problema radicaba en que factores externos acababan degradando tanto los productos protectores como la propia madera, y la solución pasaba por tener que recubrirla otra vez, con el agravante de tener que decaparla primero para no tener problemas posteriores de pérdida de adherencia.

Página 56 de 76 Dentro del mundo de los tintes el problema es aún más complejo porque hay que encontrar colorantes estables a la luz,y por desgracia incluso hoy en día los colorantes acaban padeciendo reacciones radicales que los descomponen en fragmentos que, o bien mutan de color o simplemente lo pierden y por lo tanto su aspecto visual queda seriamente en entredicho; de ahí que muchas veces los tintes sólo se recomienden para interiores donde la acción solar es mucho menos agresiva. Con el paso de los años, los tintes se han debido desarrollar mucho más para

cumplir

con

toda

una

serie

de

requisitos

económicos,

medioambientales, de calidad, etc. Cada vez mayores exigencias legislativas en contra del abusivo empleo de disolventes orgánicos, ha favorecido la aparición de los lasures, un tipo de tintado más ecológico cuya base diluente es el agua. Este tipo de tintado apareció hace algunos años en los países nórdicos de Europa, donde las construcciones implican el uso frecuente de la madera que exige una eficaz protección frente a la climatología adversa. Los lasures son tintes en base agua que deben presentar buenas propiedades de dureza, resistencia, y elasticidad. El lasur colorea y decora la madera gracias a sus pigmentos que, sin comunicarle opacidad, presentan alta resistencia a los rayos UV y le confieren una prolongada durabilidad evitando que adquiera tonos grisáceos. Los ligantes hidrófugos de nuevo desarrollo, una vez polimerizados, permiten la salida del vapor de agua que se forma en el interior de la madera, no permitiendo penetrar la lluvia ni la humedad. A su vez, los principios activos que contiene evitan la acción de los hongos sobre su superficie. Algunos muestran además una protección insecticida pero hay que tener presente que en muchos casos pueden darse incompatibilidades entre los aditivos protectores de la radiación, generalmente aminas terciarias, y los agentes insecticidas que necesitan un pH controlado menos básico.

Página 57 de 76 Estos tintes al agua, tienen un gran poder de penetración y de humectación de la fibra, lo que requiere un menor número de capas pero, a su vez, plantean el problema del levantamiento de la astilla (comúnmente denominada pincha), porque el agua separa las fibras de la madera, y al secarse deja algunas de ellas levantadas respecto a la base del substrato. Por eso es importante aplicar un barniz de acabado que, o bien minimice este efecto, o en su defecto fije la astilla y facilite su lijado. Un

resultado

estético

importante se puede observar en la Figura 1, donde una madera de calidad normal sea cual fuere su

tipo,

puede

protegerse

decorarse

mediante

y

lasures,

dando unos acabados realmente vivos. Como tintes que son, la aplicación de un mayor número de capas provoca una mayor intensidad del color, siendo los colores

más

claros

los

que

muestran este efecto con mayor intensidad,

así,

se

observan

Fig.22 : Muestra colores tintes.

diferencias de color más acusadas entre una y dos capas en el lasur Pino o Roble pero no tanto en el Nogal. Estos lasures presentan un elevado poder de tinción, facilitando las preferencias estéticas del aplicador. Como ya hemos mencionado antes la actividad de la celulosa, la lignina y otros compuestos de la madera frente a la radiación solar está ligada a un complejo proceso de descomposición por radicales libres que se caracteriza por las propiedades antioxidantes de todo el sistema. En particular, la lignina, como

compuesto

polimérico, sufre

una

fotodegradación

y

Página 58 de 76 destrucción lenta de su estructura celular por la componente ultravioleta A y B (280-400 nm) de la radiación solar. Al comienzo de la irradiación, la albura se aclara con cierta celeridad, mientras que el duramen continúa oxidándose, lo que provoca su gradual oscurecimiento de acuerdo a su proceso natural de envejecimiento adquiriendo un tono grisáceo en exposiciones prolongadas. A esta degradación solar opone una parcial resistencia la presencia de sustancias taninas en el duramen. Para paliar esta degradación se emplean los recubrimientos, que pueden incluir un paso previo de tintado para, posteriormente, aplicar una imprimación y una película protectora de acabado. La capa de lasur se aplica directamente sobre la madera previamente preparada, es decir, desbastada y bien limpia, mediante un proceso de impregnación y absorción sobre el substrato. Las diferentes coloraciones y tonalidades de los tintes confieren a la madera una función básicamente decorativa; el coloreado otorga un valor añadido de forma que aquellas maderas más económicas (sean macizas o de tipo conglomerado) aparenten una mayor calidad. El agua y la humedad no atacan directamente a la madera, pero favorecen las condiciones para el desarrollo de los hongos y los insectos. Este material sólo acaba pudriéndose si está constantemente húmedo, por eso, cuando tenemos elementos de madera al aire libre, éstos necesitan una protección eficaz contra la humedad. Cuando llegan las lluvias otoñales nos encontramos con el momento propicio para protegerla. 2.3.3. Durabilidad natural e impregnabilidad: El árbol es un ser vivo, constituido principalmente por una materia leñosa estructurada, formada por la yuxtaposición de células organizadas con una precisión y complejidad propias de las especies evolucionadas del reino vegetal. En este sentido, posee sus propias capacidades de reacción contra las agresiones exteriores, ya sean de origen mecánico como el viento, climatológica como la sequía y el frío o biológica como los insectos, los hongos

Página 59 de 76 y las bacterias. Contra todos estos ataques potenciales, el árbol es casi siempre capaz de defenderse, de cicatrizar sus heridas, de regenerar sus tejidos alterados por las enfermedades. Una vez talado y explotado, el árbol se convierte en madera, materia inerte y sin defensa, biodegradable bajo la acción de un cierto número de agentes biológicos. Estos agentes de degradación -insectos y hongos- se manifestarán esencialmente en función de la especie y de la situación -medio seco o húmedo- en el que se encuentran las piezas de madera. Es en este nivel en el que interviene la noción de durabilidad natural de la madera, que va a condicionar en gran parte la longevidad y duración de servicio de las obras. Pero la longevidad de las obras podrá también estar influenciada por su concepción y su puesta en obra que a menudo pueden reducir o incluso eliminar el riesgo de aparición y desarrollo de los agentes de degradación. Dependiendo de que se pueda suprimir totalmente o en parte solamente estos riesgos biológicos, esta durabilidad será absoluta o solamente relativa. Así, mientras el riesgo esté perfectamente identificado, como por ejemplo el de un ataque de insectos de larvas en una carpintería interior, y que la madera utilizada sea naturalmente resistente frente a este riesgo, la duración vital de la obra es casi ilimitada. La carpintería de las catedrales en roble o en castaño están ahí como prueba. Por contra, con los riesgos de pudrición por hongos, que son las causas principales de degradación de las obras exteriores, la resistencia podrá ser variable en función no solamente de las especies, sino igualmente de la situación de la obra y en particular de riesgos de humedades de la madera. Además, y sobre todo si la humedad de la madera es efectiva, no importará la durabilidad absoluta, sino solamente el mejor comportamiento de una especie en relación a otra. En este contexto, un tratamiento de protección se define como una alternativa a una ausencia o una insuficiencia de durabilidad natural de la madera. Esta solución se adoptará:

Página 60 de 76 •

Ya sea para mejorar una durabilidad insuficiente de la especie en las condiciones a que se emplee.

•

Ya sea como una alternativa más económica a una solución que necesita durabilidad natural, en la medida que las maderas más durables son a menudo las más caras.

Pero no es suficiente recurrir a la necesidad de un tratamiento preventivo para que esta operación sea sistemáticamente posible. Proteger la madera no consiste en una protección física o mecánica superficial. Hay que convertirla definitivamente en insensible a los ataques biológicos en toda la superficie donde se puedan desarrollar. Proteger la madera es recurrir a dos imperativos tan indisociables como indispensables: •

Hay que definir en primer lugar un volumen a proteger, generalmente en aumento con la importancia del riesgo.

•

Después, hay que introducir en ese volumen un producto eficaz y en cantidad suficiente.

Es por eso, que la noción de impregnabilidad de la madera es, después de la de durabilidad natural, un elemento fundamental e indudable de una buena protección. Esta impregnabilidad se aprecia en relación con dos exigencias: •

La profundidad máxima a la que un producto puede penetrar.

•

La concentración máxima en producto que se puede dar en la zona tratada.

1) Durabilidad natural: La durabilidad natural de la madera es a la resistencia que presenta de manera natural frente al ataque los distintos agentes degradadores. Los agentes degradadores pueden ser abióticos (atmosféricos, mecánicos o químicos) y bióticos (hongos cromógenos, hongos de pudrición, insectos de

Página 61 de 76 ciclo larvario o insectos sociales). La diferencia entre la durabilidad de unas maderas y otras, se debe al mayor o menor contenido de resinas, taninos, o aceites que impregnan sus tejidos internos. El decir que una madera es muy durable no significa nada si no lo referimos a un determinado agente destructor. Por otra parte, el origen de la madera y la dureza no tienen nada que ver con la duración natural de la misma, por tanto, es erróneo decir que las maderas tropicales tienen mayor duración natural que las maderas de zonas templadas (depende de la especie). De todas formas podemos establecer la siguiente clasificación de maderas, en donde la durabilidad se refiere a la duración natural de la madera en exterior: •

Muy durables: ciprés, cumarú, doussie, blondo, iroko, guayacán, lapacho, massaranruba, merbau, palisandros, palo rosa, pino canario, sequoiz, teca, wengé, etc .

•

Durables: caoba, roble, castaño, merenti rojo, cedro.

•

Medio durables: roble americano, pino, abeto, bubinga, ebano, jatoba, pino silvestre, sapeli, etc.

•

No durables: balsa, chopo, ramín, abedul, arce, aliso, balsa, boj, calabó, cerezo, chopo, eucalipto, fresno, samba, etc.

Existen maderas resistentes a algunos e incluso a todos los agentes bióticos (hongos e insectos). Sin embargo, los agentes atmosféricos, como la humedad, la lluvia, el sol o los cambios de temperatura, atacan en mayor o menor medida a todas las maderas. La humedad provoca hinchazón y aumenta la probabilidad de ataques de insectos y hongos. También puede provocar la aparición de grietas al volverse a secar. El sol provoca una degradación superficial que vuelve la madera grisácea (fotodegradación). Y los cambios bruscos climáticos son los causantes principales de la aparición de fendas (grietas).

Página 62 de 76 Por tanto, siempre es conveniente proteger cualquier madera contra los agentes de degradación con el protector adecuado. Los protectores pueden ser fungicidas (que protegen contra los hongos), insecticidas (protegen contra los insectos), hidrófugos (protegen contra la humedad), pigmentados o lasures (protegen contra la acción de los rayos solares). La radiación solar actúa principalmente a través de los rayos ultravioletas e infrarrojos. Los rayos ultravioletas degradan progresivamente las resinas de los productos de acabado, sobre todo aquellos que no están protegidos por pigmentos, es decir, los transparentes. Los rayos infrarrojos tienen una acción indirecta al producir un recalentamiento de la superficie de la madera que la va degradando. Este calentamiento es mayor si se utilizan protectores con mucho pigmento, es decir, los oscuros. Por tanto no es aconsejable usar para maderas muy expuestas al sol protectores transparentes ni muy oscuros. Es preferible usar protectores medianamente pigmentados. La aparición de grietas es más difícil de evitar, ya que se deben a los cambios de temperatura y de humedad. Una madera que reciba un cambio brusco de temperatura o humedad provocará un cambio dimensional en la misma que puede desembocar en la aparición de grietas. Otra causa de la aparición de grietas puede ser la utilización de maderas que no este debidamente secadas. Si se utiliza una madera que no esté bien seca y se seca con la acción del sol o con calor excesivamente rápido puede producir agrietamientos en la misma. Todas las maderas deben secarse muy lentamente. Los agrietamientos pueden evitarse en parte con los protectores de fondo, ya que protegen de la humedad evitando bruscos cambios dimensionales. Si una madera en exterior tiene grietas, siempre se pueden rellenar con una buena masilla epoxi de dos componentes para madera. Las propiedades que debe reunir un buen protector de fondo para madera son las siguientes: •

Que puede ser aplicado sobre todo tipo de maderas.

•

Que sea efectivo contra los insectos y los hongos xilófagos.

Página 63 de 76 •

Que no sea perjudicial para el medio ambiente.

•

Que sea compatible con a la aplicación posterior de pinturas y barnices.

•

Que no afecte a las propiedades de la madera.

•

Que no deje olores residuales.

•

Que mantenga su acción protectora a lo largo del tiempo.

2) La impregnabilidad: Cuando en una situación dada, definida por una clase de riesgo, la durabilidad de la especie elegida es insuficiente, un tratamiento de protección se hace necesario. Pero la posibilidad de este tratamiento está condicionado por una característica esencial y fundamental de la madera: Su impregnabilidad. La impregnabilidad traduce la capacidad de penetración y de circulación de los líquidos en la madera. Es extremadamente variable según las especies, la zona de madera afectada (albura o madera perfecta), el sentido de circulación (paralelo o perpendicular al hilo de madera) e incluso a veces, por una especie concreta, según de donde proceda o las condiciones de crecimiento. La norma EN 350-2 “Durabilidad de la madera y las materias derivadas Durabilidad natural de la madera maciza - Parte 2: Guía de la durabilidad natural de la madera y de la impregnabilidad de las especies de madera elegidas por su importancia en Europa”, o bien la durabilidad natural, establece igualmente una clasificación de especies en relación a su impregnabilidad en cuatro categorías. Los valores de penetración correspondientes son los obtenidos durante los tratamientos más representativos, en autoclave en vacío y presión. Los procesos más ligeros como la inmersión o pincelado, se tradujeron siempre en penetraciones más débiles. Además, para la categoría de impregnabilidad 1 que corresponde a una penetración en todo el volumen de la madera, la impregnabilidad no puede definirse de manera totalmente exacta. De hecho, netamente para las categorías 2 y 3, las penetraciones pueden ser muy irregulares según las especies y su procedencia.

Página 64 de 76 Para simplificar el acercamiento en materia de especificaciones de tratamiento, la norma distingue dos categorías de especies: •

Categoría 1: las especies impregnables. Son fáciles de tratar. La madera aserrada puede ser impregnada y sin dificultad con un tratamiento bajo presión.

•

Categoría 2: las especies refractarias medianamente impregnables. Son bastante fáciles de tratar. En principio, una impregnación completa no es posible, pero después de 2 ó 3 horas con un tratamiento bajo presión, una impregnación lateral de más de 6 mm puede ser esperada en las resinosas. En las que tienen hojas una larga proporción de vasos pueden ser impregnados.

•

Categoría 3: las especies poco impregnables. Son difíciles de tratar: de 3 a 6 mm de impregnación lateral después de 3 a 4 horas de un tratamiento bajo presión.

•

Categoría 4: las especies no impregnables. Virtualmente son imposible de tratar. Poco producto absorbido, incluso después de 3 a 4 horas de tratamiento bajo presión. Impregnaciones laterales y axiales mínimas.

La impregnabilidad está indicada en la norma para una impregnación lateral, perpendicular al vaso de la madera. La impregnación axial o longitudinal, o sea, en el sentido del vaso de la madera, es siempre mucho más importante. Incluso para especies refractarias, puede llegar de 5 a 10 cm en autoclave vacío-presión. Esta propiedad es muy interesante e importante, porque mientras los trabajos definitivos se hacen antes del tratamiento, permite obtener localmente alrededor de estos trabajos impregnaciones axiales definitivas. 2.4. Protección contra incendios: La madera como elemento estructural forma parte de naves, de viviendas, de cubiertas de piscinas, etc. Todas estas estructuras van a alojar en su interior a un determinado número de ocupantes. Para prevenir daños a

Página 65 de 76 estas personas en caso de incendio se hace necesario un estudio de su comportamiento al fuego. A continuación se describe el comportamiento de la madera frente al fuego. La madera es un elemento combustible e inflamable, pero a pesar de eso tiene un buen comportamiento ante situaciones de incendio. Durante la combustión la madera sigue seis procesos: •

Deshidratación

•

Pirólisis

•

Ignición o autoignición

•

Combustión

•

Carbonización

•

Formación de cenizas

Estos procesos se van sucediendo según va aumentando la temperatura en la madera. Durante el fenómeno de deshidratación del agua física, la madera aumenta su resistencia mecánica. Por cada 1% de agua perdida, aumenta un 41% su resistencia a la compresión y un 2% la resistencia a flexión. De esta forma se compensa la perdida de sección por efecto de la carbonización superficial. Por la acción del calor (pirólisis) la madera se descompone y a partir de cierta temperatura si tiene oxígeno presente se produce la ignición o autoignición. El punto de ignición de la celulosa es alrededor de los 230ºC. Antes de los 230ºC el proceso de combustión es endotérmico, pero a partir de ese punto ya es una combustión exotérmica. Hacia el final de la combustión queda un residuo incandescente que se va consumiendo hasta convertirse en ceniza. Durante el proceso de carbonización se avanza en el sentido perpendicular a las fibras, teniendo como valor medio una velocidad de avance de 0,6mm/minuto.

Página 66 de 76 Una característica a favor en la carbonización es que como la conductividad térmica del carbón es menor, cuanto más carbón se produce más lento se hace el proceso y al ser este material esponjoso aún favorece más esta característica. Habiendo estudiado el comportamiento al fuego de la madera se puede comparar con otros materiales que son utilizados hoy en día como elementos estructurales. La

Fig. 23: Perdida de resistencia. figura muestra el tiempo que tardan en perder resistencia varios tipos de vigas y perfiles de distintos materiales, entre ellos de madera (viga MA y viga MLE), siendo con diferencia estas vigas las que más tiempo conservan la resistencia. Esto es debido a que la madera y el carbón de esta son muy malos conductores del calor, y de esta forma se protege la parte interna de los elementos estructurales. A pesar de este comportamiento de la madera, esta sigue siendo un material combustible, y ella misma una vez iniciado el incendio es capaz de transmitir las llamas con rapidez por toda la estructura. Esto llevó al desarrollo de métodos que evitaran estos incendios o de que por lo menos retrasaran su extensión a lo largo de toda una construcción. Se desarrollan paralelamente dos tipos de protecciones contra incendios claramente distinguidas, una activa y otra pasiva.

Página 67 de 76

2.4.1Protección activa contra incendios La protección activa abarca todos los métodos que implican actuaciones de acción directa. Hay cuatro clases de instalaciones: •

Instalaciones de detección: estas avisan de que se produjo un fuego en algún lugar de la estructura. Los sistemas deben ser capaces de ubicar el incendio y comunicarlo a las personas que puedan activar el plan de emergencia. La característica principal de estas instalaciones debe ser la rapidez de detección de incendios.

•

Instalaciones de alarma: esta clase de instalaciones se basan en transmitir una señal a un centro de control desde el cual se pueda localizar la zona del pulsador que fue activado. Los pulsadores deben ser fácilmente visibles.

•

Instalaciones de emergencia: deben ser capaces de permitir una forma de evacuación segura y fácil para los ocupantes en caso de fallo del alumbrado general.

•

Instalaciones de extinción de incendios: son instalaciones que permiten apagar el incendio. Las más usadas son bocas de incendio, extintores móviles y sistemas fijos de extinción, cada uno con sus distintas variantes dependiendo estas del tipo de fuego. 2.4.2Protección pasiva contra incendios La finalidad de este tipo de protecciones es retrasar en todo lo posible la

descomposición de los elementos de madera y de evitar su extensión a lo largo del resto de la estructura. Podemos diferenciar varios tipos de protecciones pasivas. • Sobreespesor de madera: este método se basa en dar un espesor extra al elemento estructural, aunque por cálculo no lo necesite. De esta manera se gana tiempo en función de la velocidad transversal del proceso de carbonización, el cual anda en torno a 0,6 mm/minuto,

Página 68 de 76 cuanto más sobreespesor más tiempo tardará el elemento estructural en colapsarse. • Uso de cortafuegos: con el uso de cortafuegos se pueden independizar sectores de elementos estructurales de madera. La finalidad de este método es evitar la extensión del incendio por el resto de la construcción. El uso de este método requiere de un estudio individualizado para cada construcción, de manera que los cortafuegos sean efectivos. Los cortafuegos pueden ser de madera aserrada, de piezas de tablero contrachapado u otros materiales con suficiente resistencia al fuego. Suelen colocarse en muros, en encuentros entre falso techo y muros, en escaleras, y en zonas de paso de instalaciones. •

Productos de impregnación: lo que se consigue es introducir un

producto ignifugante en el seno de la madera. Uno de los procesos para lograr la impregnación es por inmersión de las piezas dentro del producto. La finalidad de estos productos es rebajar su reacción al fuego produciendo un efecto de intumescencia que mejora su comportamiento ante el mismo. •

Revestimientos: este tipo

de protección también actúa por intumescencia produciendo un efecto de aislamiento. El método a seguir es aplicar un recubrimiento

sobre

las

superficies como se ve en la figura. Este tendrá un volumen

Fig.24: Revestimientos.

importante de masa de carbón, lo que dotará al recubrimiento de un bajo coeficiente de transmisión térmico. Otro tipo de revestimientos existentes proporcionan directamente aislamiento e impermeabilización mediante una película no inflamable.

Página 69 de 76 •

Pinturas y barnices intumescentes: estos productos actúan por

acción

del

calor

creando

una

capa

aislante

denominada

intumescencia. Estos productos tienen la ventaja con respecto a los de impregnación de que pueden aplicarse in situ quedando en forma de película superficial que no afecta a la madera. Aparte de los efectos contra el fuego, también evitan la humedad. La diferencia entre la pintura y el barniz es que la pintura se usa con fines decorativos, y el barniz se usa para resaltar el aspecto original de la madera. El barniz es muy usado en rehabilitación de edificios antiguos. Tanto los productos de impregnación, como los revestimientos, como las pinturas y los barnices, tienen la finalidad de reducir la reacción al fuego. Esta reacción al fuego se mide con el índice M (M-0, M-1, M-2, M-3, M4), el cual se debe tender siempre a rebajar.

Fig.25: Reacción al fuego.

Página 70 de 76

En la figura se observa la reducción de la reacción al fuego respecto a la reacción normal del elemento estructural.

Página 71 de 76 2.5. Datos estadísticos: •

La madera como material En el apartado anterior ya se estudió el comportamiento de la

madera

frente al fuego, comparándolo con otro tipo de material

estructural como es el acero, donde destacó de forma significativa el poder que tiene la madera para prolongar mucho más tiempo que el acero la pérdida de resistencia. Por el contrario esta madera si no estaba protegida con cortafuegos al ser inflamable provoca rápidamente la extensión del incendio mientras que el acero tan solo extiende el calor pero no las llamas. A parte de estas cualidades que hacen destacar la madera como elemento estructural sobre otros materiales, esta tiene alguna característica más que la hace muy interesante a la hora de su utilización.

Fig.26:pérdida de calor

En la figura se representa el espesor necesario de diferentes materiales para conseguir el mismo aislamiento térmico. Cabe destacar de esta figura que la madera usado como material de enlucido, o en forjados, etc. conlleva un gran ahorro de energía frente a materiales como el ladrillo o el hormigón. Por esta razón, por los grandes avances en la protección de la madera ante lluvia, edad y agentes biológicos y por aspectos estéticos

Página 72 de 76 se convierte en un material competitivo a la hora de la fabricación de casas. •

La madera como sector industrial La madera en el marco industrial conserva sus niveles de

utilización gracias a los avances en los cuidados de esta, que consiguen hacerla competitiva e incluso en algunos casos casi insustituible. Prueba de ello es que casi todas las cubiertas de piscinas son de madera, puesto que otros materiales más usados industrialmente son muy susceptibles a su contacto con el cloro. A pesar de todas estas mejoras sobre la madera esta no se encarece a niveles más rápidos que otros materiales

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

CEMENTO

1.265,8

1.259,2

1.322,5

1.349,9

1.342,7

1.392,2

1.473,6

1.634,3

CERAMICA

1.235,3

1.230,9

1.209,9

1.227,4

1.226,0

1.268,9

1.332,3

1.431,3

MADERA

1.455,8

1.479,6

1.488,6

1.507,4

1.517,9

1.536,4

1.572,2

1.638,1

ACERO

679,7

718,1

697,2

719,9

735,7

1.017,7

978,2

1.079,6

COBRE

653,5

682,8

609,7

558,2

689,3

866,6

1.381,4

1.540,4

ALUMINIO

730,0

789,0

768,3

725,8

711,7

753,4

868,7

884,6

Fig.27: Indice de precios de materiales

En la figura aparecen los índices de precios de materiales durante los últimos 7 años. Como se puede observar el crecimiento de los índices de los distintos materiales durante este periodo de tiempo es aproximadamente igual.

Página 73 de 76 2.6. Ensayos. 2.6.1. Ensayos sobre madera • Norma UNE 56528: Preparación de una probeta para la realización de ensayos físicos y mecánicos. • Norma UNE-EN 13183-1: Determinación de la humedad, mediante secado en estufa. • Norma UNE 56531: Determinación del peso específico. • Norma UNE 56532: Determinación de la higroscopicidad. • Norma UNE 56533: Determinación de las contracciones lineales y volumétricas. • Norma UNE 56534: Determinación de la dureza. • Norma UNE 56536: Determinación de la resistencia a la flexión dinámica. • Norma UNE 56538: Determinación de la resistencia a la tracción perpendicular a las fibras. • Norma

UNE

56539:

Determinación

de

la

resistencia

al

quebramiento. • Norma UNE-EN 1310: Determinación de los defectos. • Norma UNE-EN 13183-2: Determinación del contenido de humedad por desecación con resistencia eléctrica. • Norma UNE 56535: Determinación de la resistencia a la compresión axial. • Norma UNE 56537: Determinación de la resistencia a la flexión estática. • Norma UNE 56542: Determinación de la resistencia a la compresión perpendicular a las fibras. • Norma UNE 56543: Determinación de la resistencia al esfuerzo cortante. 2.6.2. Ensayos sobre protecciones de la madera • Norma UNE 56.411-EN118: Determinación de la eficacia preventiva contra termitas del género Reticulitermes.

Página 74 de 76 • Norma

UNE

56.402-EN46:

Determinación

de

la

eficacia

preventiva contra larvas recién nacidas de Hylotrupes bajulus. • Norma UNE 56.412-EN 113: Determinación del umbral de eficacia contra hongos basidiomicertos xilófagos. • Norma UNE 56.419-EN 152-1: Determinación de la eficacia preventiva de un tratamiento de protección de la madera elaborada contra el azulado. Tratamiento por pincelado. . • Norma UNE 56.419-EN 152-2: Determinación de la eficacia preventiva de un tratamiento de protección de la madera elaborada contra el azulado. . • Norma UNE 56.403-EN 47: Determinación del umbral de eficacia contra larvas de Hylotrupes bajulus. • Norma UNE 56.410-EN 117: Determinación del umbral de eficacia contra termitas del género Reticulitermes. • Norma UNE-EN 807: Determinación de la eficacia respecto de microorganismos de pudrición blanda y de otros microorganismos del suelo.

Página 75 de 76 2.7. Empresas relacionadas. •

Maderas Esparza. Aserrado, almacenaje, pre-secado y secado de productos de roble. Dirección: Noain (Valle de Elorz). www.maderasesparza.com. •

Finsa. Fabrica de tableros aglomerados. Dirección: Carretera N-550 km. 57. Santiago de compostela – España. www.finsa.es

•

Las Cinco Jotas. Fabrica de casas de madera. Dirección: Candeán - A Madroa – Vigo. www.las5j.com

•

Maderas Cordeiro. Fabrica y almacén de madera Dirección: Rivela – Ourense www.maderascordeiro.es

•

Casas Nórdicas. Fabrica de casas de madera Dirección: Calle Pandiña, 155 A (Tirán) 36958 Moaña – Pontevedra www.casasnordicas.net

•

CarpymoCtra. Carpintería y mobiliario de madera Dirección: Peinador a Redondela, 22 B Redondela – Pontevedra www.carpymo.com

•

Tarimas y parquets galpar. Colocación y barnizado de tarimas y parquets Dirección: C/ San Isidoro, 59 bajo - A Coruña www.galpar.com

•

Decomar. Carpinterías, tratamiento de la madera y limpieza. Dirección: Rúa García Lorca, Vigo – Pontevedra. www.decomarsl.com

•

Delta Galicia. Construcción de casa de madera

Página 76 de 76 Dirección: Polígono industrial de Mirallos, P-1-E - nave 1, Santa Lucia de Moraña – Pontevedra www.deltagalicia.com •

Corral y Couto S.L. Fabricantes y mayoristas de muebles de madera. Dirección: Carretera da Estrada - Santiago - km 2, Toedo, A Estrada – Pontevedra. www.corralycouto.com

Página 77 de 76 3. BIBLIOGRAFÍA.

•

Aislamientos aisledif. http://www.aisledif.es/Proteccion_contra_fuego/Edif_general_estrcuras_ madera.html

•

Insfecta Shield. Tratamientos imnifugos. http://www.retardantedelfuego.com.ar/articulos/025-Seguridad %20Contra%20Incendios.htm

•

Construmática. http://www.construmatica.com

•

CTE-DB-SE-M

•

Casas de madera. Asociación de investigación de las industrias de la madera y corcho AITIM

•

Las Cinco Jotas. Fabrica de casas de madera. Revista Nº 6, septiembre 2004

•

Intervención en estructuras de madera. Francisco Arriaga, Fernando Peraza, Miguel Esteban, Ignacio Bobadilla y Francisco García.

•

Estructuras de madera. UNED Escuela de la edificación. José María Alares Martín, Antonio Guindeo Casaus y Luis Carlos Lain Ortega

•

Revista el Mueble y la Madera. www.revista-MM.com • www.infomadera.net • La madera y su tecnología. Luis García Esteban y otros. Editorial Fundación. Págs 179-201. • La madera laminada encolada. Antonio Sanchez Mazaría. Editorial Fundación. Págs 42-56.

Página 78 de 76 • http://www.protecciondelamadera.com/ • http://www.bricolajeyhogar.com •

Intervención en estructuras de madera. Francisco Arriaga Martitegui. Publicación Madrid : Asociación de Investigación Técnica de las Industrias de la Madera y Corcho, D.L. 2002

•

Título Estructuras de madera. Guindeo Casasús, Antonio Publicación Madrid : Fundación Escuela de la Edificación, D.L. 1996 ISBN 84-86957-30-3

•

Arquitectura-Conservación y restauración Arriaga Martitegui, Francisco