LA MADERA GENERALIDADES Carles Labèrnia i Badia Arquitecto Técnico Máster en Diagnosis, Patologías y Técnicas de Rehabilitación

TIPOS DE VEGETALES LEÑOSOS Familias GIMNOSPERMAS: semillas desnudas en conos. RESINOSAS o CONÍFERAS (pinos, abetos,...). ANGIOSPERMAS: óvulos y semillas dentro de un ovario cerrado. DICOTILEDÓNEAS: FRONDOSAS (roble, cerezo, nogal,...).

LA MADERA: Características básicas Heterogeneidad Las oscilaciones climáticas determinan variaciones en la dimensión de les células i de sus paredes Anisotropía Diferencias de comportamiento según la dirección de corte Higroscopicidad Interacción de la humedad que condiciona su comportamiento mecánico, dimensional y su durabilidad

LA MADERA: Dirección de corte

LA MADERA: Dirección de corte axial radial tangencial CONÍFERA FRONDOSA

LA MADERA: Estructura macroscópica Anillos anuales Duramen Medula Radio Corteza Cambium Albura Liber

LA MADERA: Estructura microescópica Cavidad celular Pared secundaria capa interior Pared secundaria capa exterior Pared primaria Lámina media Pared secundaria capa intermedia

ESTRUCTURA DE LA MADERA: Coníferas - Frondosas Canal resinífero Traqueida longitudinal Radio Vaso Fibra

ESTRUCTURA DE LA MADERA: Coníferas - Frondosas CARACTERÍSTICAS DIFERENCIALES MADERA DE PRIMAVERA MADERA DE OTOÑO Color Clara Oscura Grueso de la pared celular Estrecha Ancha Diámetro Lumen celular mayor Lumen celular menor Resistencia mecánica Menor Mayor Dureza Blanda Dura Densidad Función Transporte de savia bruta a las hojas Sostenimiento

EL AGUA EN LA MADERA Agua de constitución o agua combinada Es la que forma parte de los compuestos químicos que constituyen la madera. Forma parte integrante de la materia leñosa y no se puede eliminar si no se destruye el material. Agua de impregnación o de saturación Es la que impregna la pared de les células rellenando los espacios microscópicos. Se introduce dentro de la pared celular y es la causa de la contracción de la madera cuando la pierde, y de su expansión o hinchamiento cuando la recupera. Se puede eliminar per calentamiento hasta los 100°C - 110°C. Agua libre Es la que llena el lumen de les células o tubos (vasos, traqueidas,...). No influye prácticamente en el hinchamiento o la mengua de la madera ni en las propiedades mecánicas ya que no tiene más repercusión que la ocupación física de los huecos.

LA MADERA: Estados básicos función de la humedad Madera verde Madera saturada Madera anhidra

La madera es un material: LA HUMEDAD EN LA MADERA La madera es un material: - Higroscópico (absorbe o desprende agua). - Hincha y contrae de manera no uniforme. LA HUMEDAD DE LA MADERA= agua de impregnación + agua libre. HUMEDAD DE EQUILIBRIO HIGROSCÓPICO (HEH) varía entre 0% i el 30%.

LA MADERA: Medida de la humedad

LA MADERA: HumedadEstadoMedio Estado de la madera Medio > 70 Madera empapada Sumergida en agua 30 - 70 Madera verde En pie o cortada en bosque 30 Madera saturada Aire saturado de humedad 23 - 30 Madera semi - seca Al serrarla 18 - 22 Madera comercialmente seca Al aire 13 - 17 Madera seca al aire Bajo cubierta < 13 Madera muy seca Secada en cámara Madera anhidra Secada en estufa

LA MADERA: Particularidades NUDOS. Deformaciones, Influyen en la resistencia, dificultan les operaciones de transformación. FENDAS Y ACEBOLLADURAS. DESVIACIÓN DE LES FIBRAS. ANILLOS DE CRECIMIENTO. GEMAS. BOLSAS DE RESINA.

LA MADERA: características macroscópicas COLOR Las veta de les maderas son una característica particular que permite diferenciar algunas especies de otras. GRANO Es la dimensión de los elementos que constituyen la fusta. TEXTURA Es la relación entre la superficie de madera de otoño y la superficie total de madera.

LA MADERA: características microscópicas ESBELTEZ Relación entre la longitud y la anchura de las fibras. LONGITUD Les maderas de fibras cortas son las frondosas (1mm), i les de fibras largas les coníferas (2,4 mm). PROPORCIÓN DE PARED CELULAR. DIRECCIÓN DE LAS FIBRAS.

LA MADERA: características físicas (I) Densidad: Es la relación entre la masa i el volumen. Es necesario referenciarla a una humedad determinada (12%). La densidad depende de la especie. Es muy variable (300 kg/m3 a 1.200 kg/m3). MADERA CONÍFERAS FRONDOSAS Muy ligera < 400 kg/m3 < 350 kg/m3 Ligera 410 – 490 kg/m3 360 – 500 kg/m3 Semipesada 500 – 590 kg/m3 510 – 700 kg/m3 Pesada 600 – 700 kg/m3 710 – 950 kg/m3 Muy pesada > 700 kg/m3 > 950 kg/m3

LA MADERA: características físicas (II) Dureza: Es la resistencia que opone la madera a la penetración de cuerpos extraños (Monnin) como por ejemplo clavos, tornillos, herramientas de corte… MADERA CONÍFERAS FRONDOSAS EJEMPLOS Muy blanda - 0,2 – 1,5 Tilo, chopo Blanda 1 - 2 1,5 - 3 Abeto, alerce, pino, sauce Semidura 2 - 4 3 - 6 Castaño, haya, nogal, peral Dura 4 - 20 6 – 9 Roble, fresno, arce, álamo, acacia, cerezo Muy dura 9 – 20 Ébano, serbal, encina, tejo

LA MADERA: características físicas (III) Contracción volumétrica: Perdida total de volumen de la madera a consecuencia de la perdida de toda su humedad Coeficiente de contracción volumétrica (%) Interpretación Aplicaciones 0,15 – 0,35 Poco nerviosa Ebanistería y muebles 0,35 – 0,40 Moderadamente nerviosa Carpintería 0,40 – 0,55 Medianamente nerviosa Construcción 0,55 – 0,75 Nerviosa Construcción (cortes radiales) 0,75 – 1,00 Muy nerviosa Condiciones de humedad constante Coeficiente de contracción volumétrica: Variación del volumen como consecuencia de la variación de la humedad de la madera.

LA MADERA: características mecánicas PROPIEDAD DEFINICIÓN / VALORACIÓN ELASTICIDAD - DEFORMABILIDAD Las deformaciones son proporcionales a las tensiones, si se sobrepasa el límite elástico  comportamiento plástico y deformación permanente. Si aumenta la carga se produce la rotura. El módulo de elasticidad es bajo comparado con el acero FLEXIBILIDAD Presenta elevada resistencia a flexión Aptitud especial para sobrepasar el límite de elasticidad por flexión sin que se produzca la rotura inmediata CORTANTE Resistencia a cortar la madera en dos partes Presenta escasa resistencia al cortante. Mejor que el hormigón

LA MADERA: Tipos de solicitaciones COMPRESIÓN TRACCIÓN Perpendicular a la fibra TRACCIÓN COMPRESIÓN Paralela a la fibra

LA MADERA: Características intrínsecas Aislamiento acústico Mal aislante acústico de ruidos externos Evita la reverberación ya que es un material bastante poroso Absorbe la energía del impacte mediante a su deformación Transmisión acústica Buena, se usa en la fabricación de instrumentos musicales. Conductividad eléctrica Mala conductora de la electricidad, pero a medida que aumenta la humedad, la conductividad aumenta de forma muy directa. Bona relación: Resistencia / Peso

LA MADERA: Características intrínsecas Facilidad de impregnación Es la facilidad o dificultad pera introducir productos protectores tanto en la madera de duramen como de albura. Impregnable Moderadamente impregnable. Poco impregnable. No impregnable Dilatación térmica Es casi nula, sobre todo si es compara con el acero. Conductividad térmica La madera es uno de los materiales más aislantes.

CLASES DE USO - CTE El CTE DB-SE-M: Madera En el capitulo 3, Durabilidad, se especifica que la duración de una estructura depende, en gran medida, del diseño constructivo y de la durabilidad natural, aunque en algunos casos es además necesario añadir un tratamiento. La madera puede sufrir daños causados por agentes bióticos (vivos) y abióticos (no vivos). El objetivo de la protección preventiva de la madera es mantener la probabilidad de sufrir daños por este origen en un nivel aceptable. Los elementos estructurales de madera deben estar protegidos de acuerdo con las clases de uso a las que pertenecen. Se permite el empleo de madera con durabilidad natural suficiente para la clase de uso prevista, como alternativa a la aplicación de un tratamiento protector.

CLASES DE USO - CTE Clases de uso: El concepto de clases de uso está relacionado con la probabilidad de que un elemento estructural sufra ataques por agentes bióticos, y principalmente es función del grado de humedad que llegue a alcanzar durante su vida de servicio. Se definen las siguientes clases de uso: Clase de uso 1: El elemento estructural está a cubierto, 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: vigas o pilares en interior de edificios

CLASES DE USO - CTE Clases de uso: Clase de uso 2: El elemento estructural está a cubierto y protegido de la intemperie pero, debido a las condiciones ambientales, se puede dar ocasionalmente un contenido de humedad de la madera mayor que el 20 % en parte o en la totalidad del elemento. 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.

CLASES DE USO - CTE Clases de uso: Clase de uso 3: El elemento estructural se encuentra al descubierto, no en contacto con el suelo. El contenido de humedad de la madera puede superar el 20 %. Se divide en dos clases: Clase de uso 3.1. El elemento estructural se encuentra al exterior, por encima del suelo y protegido, es decir sujeto a medidas de diseño y constructivas destinadas a impedir una exposición excesiva a los efectos directos de la intemperie, inclemencias atmosféricas o fuentes de humedad. En estas condiciones la humedad de la madera puede superar ocasionalmente el contenido de humedad del 20 %. Ejemplos: viga que vuela al exterior pero que en su zona superior y testas están protegidas por una albardilla o pieza de sacrificio. Clase de uso 3.2. El elemento estructural se encuentra al exterior, por encima del suelo y no protegido. En estas condiciones la humedad de la madera supera frecuentemente el contenido de humedad del 20 %. Ejemplos: cualquier elemento de madera cuya cara superior o testa se encuentra sometida a la acción directa del agua de lluvia, pilar que sin estar empotrado en el suelo guarda con este una distancia reducida y está sometido a salpicaduras de lluvia o acumulaciones de nieve.

CLASES DE USO - CTE Clases de uso: Clase de uso 4: El elemento estructural está en contacto con el suelo o con agua dulce y expuesto por tanto a una humidificación en la que se supera permanentemente el contenido de humedad del 20 %. Ejemplos: construcciones en agua dulce y pilares en contacto directo con el suelo. Clase de uso 5: Situación en la cual el elemento estructural está permanentemente en contacto con agua salada. En estas circunstancias el contenido de humedad de la madera es mayor que el 20 %, permanentemente Ejemplos: construcciones en agua salada.

Nivel de penetración NP (UNE-EN 351-1) Clase de uso Nivel de penetración NP (UNE-EN 351-1) 1 NP1(1) Sin exigencias específicas. Todas las caras tratadas 2 NP1(2)(3) Sin exigencias especificas. Todas las caras tratadas 3.1 NP2(3) Al menos 3 mm en la albura de todas las caras de la pieza 3.2 NP3(4) Al menos 6 mm en la albura de todas las cars de la pieza. Todas las caras tratadas 4 NP4 (5) Al menos 25 mm en todas las caras NP5 Penetración total en la albura. Todas las caras tratadas 5 NP6 (4) Penetración total en la albura y al menos 6 mm en la madera de duramen expuesta (1) Se recomienda un tratamiento superficial con un producto insecticida (2) El elemento deberá recibir un tratamiento superficial con un producto insecticida y fungicida (3) Los elementos situados en cubiertas ventiladas se asignarán a la clase 2. En cubiertas no ventiladas, se asignarán a la clase 3.1, salvo que se incorpore una lámina de impermeabilización, en cuyo caso se asignarán a la clase 2. Asimismo, se considerarán de clase 3.1 aquellos casos en los que en el interior de edificaciones exista riesgo de generación de puntos de condensación no evitables mediante medidas de diseño y evacuación de vapor de agua. (4) Las maderas no durables naturalmente empleadas en estas clases de uso deberán ser maderas impregnables (clase 1 de la Norma UNE-EN 350-2) (5) Solo para el caso de madera de sección circular

DURABILIDAD NATURAL E IMPREGNABILIDAD Cada especie, y en concreto sus partes de duramen y albura (a las que llamaremos zonas), tiene asociada una durabilidad natural La albura o el duramen de una especie no tiene por qué requerir protección para una determinada clase de uso a pesar de que así lo indicase la tabla anterior. Cada especie y zona tiene también asociada una impregnabilidad, es decir, una cierta capacidad de ser impregnada con mayor o menor profundidad. La durabilidad natural de cada especie se define en la norma UNE-EN 350

LA MADERA: Durabilidad natural Es la mayor o menor resistencia que ofrece a la degradación causada por organismos xilófagos. El duramen posee una durabilidad elevada. Insectos xilófagos: Durable. Sensible. Hongos xilófagas: Muy durable. Medianamente durable. Poco durable. No durable. Termitas i xilófagas marinos: