PROPIEDADES DE LA MADERA

 MADERAS Y MATERIALES VEGETALES.

PARTE 1:

Composición y estructura de la madera

Anisotropía de la madera

Propiedades de la madera

Durabilidad y agentes destructivos de la madera

Protección de las maderas.

LA MADERA.

Es el conjunto de tejidos que forman el tronco, las raíces y las ramas de los árboles, excluida la corteza.

Características:

• Material no homogéneo y con comportamiento anisótropo compuesto por fibras vegetales (celulosa).
• Tiene una baja densidad y baja conductividad térmica, buen comportamiento acústico y mecánico.
• Fácil de trabajar y conformar por corte y labra. Por otra parte, es combustible, de volumen inestable (higroscópica) y atacable por insectos y ataques orgánicos (putrefacción).

Aplicaciones en construcción:

Las aplicaciones en la construcción son múltiples (material estructural, de acabado…)

COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA MADERA

• Está compuesta por: Carbono (50 %), Oxígeno (40 %) e Hidrógeno (5 %).
• Estos elementos forman diferentes compuesto químicos.

-Celulosa (40-50 %): Sustancia de la membrana de las células jóvenes, presenta la forma de pequeñas fibras (resistencia a tracción). Atacable por ácidos.

-Liguina (20-30 %): une las fibras de la celulosa (capacidad aglutinante).

-Hemicelulosa (20-30 %): Forma parte de la matriz que aglutina las fibras (no constituye fibras).

-Componentes secundarios (5-7 %): resinas, grasas, ceras. Influyen en el olor y toxicidad de la madera y en la atracción que presenta a los agentes biológicos.

MICROESTRUCTURA DE LA MADERA

Como Ser vivo, la madera está compuesta por células con funciones específicas.

• Células conductoras (tráqueas): Fibrosas y alargadas forman vasos paralelos al tronco que transportan la savia. Aparecen en la madera cortadas a testa como poros, y en la cortada a hilos como microsurcos visibles.
• Células de sostén (esclerénquima): Estrechas y puntiagudas, forman las fibras que proporcionan resistencia. Constituyen la masa principal de la madera en las especies frondosas.
• Traqueadas: Sólo se presentan en las coníferas (forman su parte principal), con doble función conductora y de sostén.
• Células de almacenamiento (parénquima): almacenan los nutrientes de reserva. Situadas en los radios circulares de coníferas y frondosas.

MACROESTRUCTURA DE LA MADERA

Se distinguen tres estructuras diferenciadas:

• Fibras: Conjunto de células de sostén y conductores orientadas en la dirección del eje del tronco.
• Radios medulares: Conjunto de células de nutrición que se disponen orientadas perpendicularmente al eje. Forman la malla de la madera.
• Anillos de crecimiento: Aquellas estructuras anulares respecto al eje debidas al crecimiento del árbol. El crecimiento de la madera va de dentro a afuera (el exterior es más joven que el interior).

MACROESTRUCTURA ANULAR

Debido al tipo de crecimiento, en la estructura anular se distinguen:

• Allura: parte exterior más blanda y menos resistentes a la pudrición. En ella se sitúan las células conductoras.
• Duramen: parte interior, más dura, pesada y resistente, se contrae y alabea menos.
• Cambium: Capa fina alrededor del tronco que genera nuevas células hacia dentro (madera) y hacia fuera (líber).
• Líber: (capa cortical interna) que forma hacia fuera la corteza (capa cortical exterior).

ANISOTROPÍA DE LA MADERA

Debido a su estructura fibrosa, las propiedades físicas y mecánicas de la madera no son isótropas.

La la dirección considerada condiciona las características y el comportamiento de la madera.

Se diferencian tres:

• Axial: en la dirección de las fibras (paralelo al eje del tronco)
• Radial: perpendicular a las fibras (en sentido de los radios medulares)
• Tangencial: tangente a los anillos de crecimiento.

HUMEDAD EN LA MADERA

El contenido de humedad de la madera en estado natural es alto (50-300 %), dependiendo de la especie), y se presenta en tres formas diferentes:

• De constitución: forma parte de la madera.
• De impregnación u ocluida: Adherida a las paredes de las fibras. Su eliminación produce contracción con cambio de volumen y forma.
• Libre: situada en las cavidades de la madera. Su eliminación no va a producir variaciones dimensionales.

Para el empleo de la madera es preciso eliminar una gran parte del agua hasta alcanzar unas características óptimas de humedad definitiva.

PARÁMETROS HÍDRICOS DE LA MADERA

La madera es un material higroscópico: tiende a equilibrar su humedad con la del ambiente y en el proceso se producen cambios en las dimensiones.

Se distinguen tres parámetros principales:

• Contenido de humedad de la madera (CH): relación peso de agua/peso de la madera (%).
• Punto de saturación de las fibras (PSF): contenido de humedad de agua de impregnación (aprox. 30%). Define la humedad por debajo de la cual la madera comienza a contraer.
• Humedad de equilibrio con el ambiente (CHE): mínimos cambios dimensionales, si durante el procesado e instalado CH aprox. CHE.

CAMBIOS DE LAS PROPIEDADES SEGÚN CH

Las propiedades físicas y mecánicas de la madera varían con CH.

Propiedades físicas:

• Cambio de volumen:
• Aumento de volumen: desde seca hasta PSF
• Contracción: Disminución de CH por debajo de PSF (secado).

La variación dimensional de pende de la dirección considerada:

• Dirección tangencial ( aprox. Entre 5 y 10 %)
• Dirección radial 8 APROX. ENTRE 2.5 Y 5 %)
• Dirección longitudinal: inapreciable ( entre 0 y 0.8 %).

La variación depende de la situación de la madera en el tronco y su densidad.

OTRAS PROPIEDADES FÍSICAS

• La conductividad térmica aumenta con el CH.
• La resistencia a la pudrición decrece por encima de CH = 20 %
• La capacidad de ser pintada o pegada mediante adhesivos.

PROPIEDADES MECÁNICAS QUE VARÍAN CON EL CH

• La resistencia se incrementa con disminución del CH (las fibras adquieren rigidez y se incrementa la compacidad)
• La tenacidad apenas es afectada.
• La resistencia al impacto decrece con disminución del CH.

PROPIEDADES FÍSICAS DE LA MADERA