Tipos de Agua en la Madera

  • Agua de constitución: Inerte a su naturaleza orgánica.
  • Agua de saturación: Impregna las paredes de los elementos leñosos.
  • Agua libre: Absorbida por capilaridad por los vasos y traqueidas.

Secado al Aire

Es el proceso de secado natural de la madera recién cortada o aserrada. Permite que la humedad se evapore gradualmente. Existen dos tipos involucrados: de constitución y de saturación.

Humedad Media Internacional

Debido a las diferentes condiciones climáticas, la madera presenta variaciones de humedad. Para estandarizar los resultados de los ensayos que se realizan directamente, se establece que la madera tendrá siempre un 15% de humedad.

Cómo se mide la Humedad

  • Medidores de humedad tipo clavija: Utilizan dos clavijas afiladas que se insertan en la madera para medir su contenido de humedad, proporcionando una lectura basada en la resistencia eléctrica.
  • Medidores de humedad sin clavija: Utilizan sensores que se colocan directamente sobre la superficie de la madera.

También se puede realizar pesando la madera húmeda y luego seca, concluyendo que la diferencia entre el peso de estas es el porcentaje de humedad de la misma.

Densidad

Densidad Real

La densidad real de las maderas es sensiblemente igual para todas las especies, aproximadamente 1,56 Kg/dm³.

Densidad Aparente

La densidad aparente varía no solo de unas especies a otras, sino incluso en la misma pieza según el grado de humedad y el sitio del árbol; para hallar la densidad media de un árbol, es necesario extraer probetas de varios sitios.

Como la densidad aparente comprende el volumen de los huecos y los macizos, cuanto mayor sea la densidad aparente de una madera, mayor será la superficie de sus elementos resistentes y menor el de sus poros.

Clasificación por Densidad Aparente

  • Pesadas: Si su densidad es mayor de 0.8 Kg/dm³.
  • Livianas: Si está comprendida entre 0.5 y 0.7 Kg/dm³.
  • Muy livianas: Las menores de 0.5 Kg/dm³.

Contracción e Hinchamiento

Contracción

La madera cambia de volumen según la humedad que contiene. Cuando pierde agua, se contrae o merma, siendo mínima en la dirección axial o de las fibras (no pasa del 0.8%); de 1 a 7.8% en dirección radial, y de 5 a 11.5% en la tangencial.

Hinchamiento

El hinchamiento se produce cuando la madera absorbe humedad. La madera sumergida aumenta poco de volumen en sentido axial o de las fibras, y de un 2.5 al 6% en sentido perpendicular; pero en peso, el aumento oscila del 50 al 150%. La madera aumenta de volumen hasta el punto de saturación (20 a 25% de agua), y a partir de él no aumenta más de volumen, aunque siga absorbiendo agua.

Dureza

Es la resistencia que opone al desgaste, rayado, clavado, etc. Depende de su densidad, edad, estructura y si se trabaja en sentido de sus fibras o en el perpendicular.

Cuanto más vieja y dura es, mayor es la resistencia que opone. La madera obtenida del corazón del tronco (duramen) tiene mayor resistencia que la de albura. Las especies de crecimiento lento obtienen una mayor resistencia que las de crecimiento rápido.

Clasificación por Dureza

  • Muy duras: Ébano, encina y tejo.
  • Bastante duras: Roble, arce, fresno, álamo, acacia, cerezo, almendro.
  • Algo duras: Castaño, haya, nogal, peral.
  • Blandas: Abeto, alerce, pino, sauce.
  • Muy blandas: Tilo.

Hendibilidad

Se llama también facilidad al cizallamiento y es la aptitud de las maderas a dividirse en el sentido longitudinal bajo la acción de una cuña. El rajado o cizalla es más fácil en sentido de los radios.

  • Madera muy hendible: Castaño.
  • Madera hendible: Roble.
  • Madera poco hendible: Carpe.

Propiedades Mecánicas

Tracción Paralela a la Fibra

La resistencia a la tracción es elevada. Tiene valores entre 8 y 18 N/mm². Ejemplos: tirantes, pendolones de las cerchas.

Compresión Paralela a la Fibra

La resistencia a la compresión paralela a las fibras es elevada. Tiene valores de 16 a 23 N/mm². En el cálculo de los elementos comprimidos se debe comprobar el pandeo, ya que este influye al módulo de elasticidad. El valor bajo del módulo reduce en la práctica la resistencia a la compresión en piezas esbeltas. Ejemplos: pilares, montantes de muros entramados, jambas de cubierta, etc.

Flexión

La resistencia a la flexión es muy elevada, con valores entre 14 y 30 N/mm². Está formada por la combinación de una tracción y una compresión. El comportamiento mecánico de estas dos es diferente, así que es preferible referirse a este conjunto como flexión.

Tracción Perpendicular a la Fibra

La resistencia a la tracción perpendicular es muy baja, con valores de 0,3 a 0,4 N/mm². Resulta crítica en una pieza con directriz curva o en zonas de cambio brusco de directriz. Pueden producirse por el libre movimiento transversal de la madera en soluciones constructivas incorrectas.

Compresión Perpendicular a la Fibra

La resistencia a la compresión perpendicular es muy inferior, con valores que varían entre 4,3 y 5,7 N/mm². Se localiza en zonas de apoyo de vigas, donde se concentra toda la carga en pequeñas superficies que deben ser capaces de transmitir la reacción sin sufrir deformaciones o aplastamiento.

Corte y Tensiones Tangenciales

El corte origina tensiones que actúan sobre las fibras según diversos modos:

  • Tensiones tangenciales de corte: Las fibras son cortadas transversalmente por cargas. El fallo se produce por aplastamiento.
  • Tensiones tangenciales de deslizamiento: El deslizamiento de unas fibras con respecto a otras. A esto llamamos Corte por Flexión.
  • Tensiones tangenciales de Torsión: Giro de unas fibras sobre las otras.

Los valores varían entre 1,7 y 3,0 N/mm². Se produce en uniones encoladas entre el alma y el ala de una viga con sección en doble T. La resistencia por torsión es del 20 al 30% de la resistencia al corte por flexión.

Módulos de Elasticidad y Corte

Módulo de Elasticidad

Debido a su anisotropía, adopta valores diferentes. Se utiliza un único valor de módulo de elasticidad que varía entre 7000 y 1200 N/mm², dependiendo de la calidad de la madera.

Módulo de Corte

Su valor es 16 veces inferior al módulo elástico paralelo a las fibras.