ESTRUCTURAS DE MADERA

ESTRUCTURAS DE MADERA CAPÍTULO I

CAPITULO 1

CUESTIONES GENERALES

1.1 Introducción

La madera, es el material por excelencia más noble que jamás la especie humana ha

utilizado tanto en la industria como en la construcción. Prácticamente todas las culturas de

la humanidad han empleado la madera en la agricultura, pesca, ingeniería, vivienda, etc.

La madera es probablemente el único recurso renovable que se utiliza a gran escala y que

su aprovechamiento no daña al medio ambiente. La madera no puede circunscribirse a un

período más o menos largo de la humanidad, ya que es un material que de forma

permanente se ha utilizado en la construcción, estando presente a lo largo de toda la historia

de la civilización. Así, en las zonas de abundantes bosques la madera constituía la totalidad

de la edificación, desde su estructura, hasta los cerramientos y cubierta. En zonas con

menor cantidad de madera, ésta se usaba en la cubierta y en su estructura horizontal.

Actualmente hay cierto rechazo a utilizar la madera como material estructural, siendo más

habitual el uso del acero y del hormigón. Ello es debido, en gran medida, a dos

condicionantes, que son la durabilidad de las estructuras de madera y su comportamiento

frente al fuego.

Sin embargo, se tiene en muchas ciudades numerosos ejemplos de edificios construidos de

madera que han llegado a nuestros días en un excelente estado de conservación. Con la

evolución de su tecnología se han mejorado las propiedades de sus productos derivados,

han surgido nuevos productos que han ampliado su campo de aplicación y se han

complementado con otras materias primas para mejorar sus prestaciones.

En el caso de otros materiales de construcción, como son el acero y el hormigón, son

habituales las medidas de protección frente a agresiones externas por lo que no nos debe

extrañar la protección de la madera cuando las condiciones lo requieran.

Los distintos métodos de tratamiento y la calidad de estos protectores aseguran una gran

durabilidad, protegiendo del ataque de hongos e insectos, así como de los agentes

atmosféricos, viento, agua, temperatura, sol o variaciones de humedad.

Con respecto al comportamiento frente al fuego, las estructuras de madera tratada presentan

mejor comportamiento que las de acero, debido principalmente a su baja conductividad

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térmica, que hace que la temperatura exterior no llegue rápidamente al interior. Además, la

carbonización superficial retrasa el efecto de la combustión y, por otra parte, la dilatación

térmica de la madera es prácticamente despreciable.

Aunque la madera, en principio, es un elemento de construcción más caro que el hormigón

y el acero ofrece un tipo de diseño, una estética y una calidez que no ofrecen esos otros

materiales.

La estructura de la madera esta compuesta principalmente por células largas y esbeltas

llamadas fibras. Estas células tienen una forma tubular hueca, cuya longitud sigue la

dirección longitudinal del tronco (para el transporte de agua y nutrientes durante su

crecimiento). Esto proporciona a las piezas cortadas de madera una característica que se

conoce con el nombre de veta; esta se dirige a lo largo de las piezas cortadas de madera.

Esto a su vez suministra una referencia para observar diferentes acciones estructurales

relacionadas con la veta; es decir si son paralelas a la veta, perpendiculares a la veta u

oblicuas a la misma.

Los componentes principales de la madera son los siguientes:

- La celulosa, arrollada helicoidalmente en la pared tubular, con una resistencia a la tracción

de 10.000 k/cm2 (superior a la del acero).

- La lignina, que constituye la masa de la pared tubular, actuando como aglomerante de la

celulosa, con una resistencia a la compresión de 2.400 k/cm2 (superior a la del hormigón).

El origen orgánico de la madera la hace susceptible de ser degradada por organismos

xilófagos. Este hecho permite considerarla como un material naturalmente biodegradable.

Sin embargo, para la actuación de la mayoría de estos organismos xilófagos, se requieren

contenidos de humedad o situaciones que no son frecuentes en una construcción bien

concebida y mantenida.

Las técnicas de tratamiento y los productos protectores de la madera permiten en la

actualidad evitar los riesgos de ataque en las situaciones comprometidas. La protección de

los materiales de construcción frente a la agresión del medio (tratamiento contra la

corrosión del acero, anodizado del aluminio, recubrimientos mínimos en el hormigón

armado, etc.), son procedimientos asumidos por la práctica. Sería por tanto injusto

pretender utilizar la madera sin ninguna protección, si las condiciones de utilización lo

requieren.

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La madera es un material combustible a temperaturas relativamente bajas. Este fenómeno,

evidente para cualquier persona, crea una desconfianza, generalmente poco meditada, hacia

su utilización en la construcción.

Las causas de los incendios no se encuentran generalmente en los materiales estructurales

(incluida la madera), sino en los elementos de carácter decorativo, revestimientos,

mobiliario, instalaciones hacia las cuales no siempre se mantiene la misma desconfianza.

En el caso de la madera existen razones que permiten un buen comportamiento ante el

fuego, en una situación de incendio:

· La baja conductividad térmica hace que la temperatura exterior no llegue

rápidamente al interior.

· La carbonización superficial, con una conductividad térmica inferior, aumenta el

efecto anterior.

· La dilatación térmica es despreciable.

· Los gases de la combustión no son tóxicos

De esta forma es fácil conseguir tiempos elevados de estabilidad al fuego para los

elementos estructurales, con el fin de permitir la evacuación del edificio o la extinción del

incendio.

La tecnología de la madera laminada, la madera microlaminada y los productos

prefabricados de composición mixta, se orientan hacia una especialización y optimización

cada vez mayores.

FIG. 1.1 Aprovechamiento de la madera en la construcción

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1.2 Estructura del Tronco

FIG. 1.2. Estructura del tronco

La mayor parte de los árboles usados con fines estructurales son exógenos, es decir que

aumentan de tamaño creando madera en la superficie exterior debajo de la corteza.

En una sección de un tronco podemos apreciar las distintas partes que lo forman, la parte

más externa, la piel del árbol, es la parte que lo protege, se llama corteza y salvo en algunos

casos, como el corcho, tiene escasas aplicaciones.

La siguiente capa llamada "líber" es una corona que envuelve el tronco formada por fibras

elásticas por donde circulan los nutrientes del árbol, llamada también corteza interior.

Por debajo del "líber" encontramos el "cambium" se trata de un tejido elástico formado de

células provistas de una delgada membrana de celulosa. A lo largo del periodo anual del

crecimiento del árbol, el "cambium" forma un anillo; estos son llamados anillos anuales,

que con frecuencia están compuestos por material alternado de color claro y de color

oscuro, así que contando los anillos del corte podemos saber la edad del mismo.

A continuación encontramos otra corona circular llamada "albura" que ya es madera pero

todavía sin madurar, en formación; ésta no se puede trabajar por ser poco estable y

resistente.

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Debajo de la "albura" está el "duramen" que es la madera propiamente dicha, la que

utilizaremos para los distintos usos, la más interna recibe el nombre de "madera vieja"

distinguiéndose dentro del "duramen" por su color mas oscuro.

En el centro del corte que observamos en la Fig. 1.2., como el eje del árbol, está la médula,

que según el tipo de árbol puede ser más o menos gruesa, y con el paso del tiempo puede

secarse y desaparecer.

Observando un corte también podremos distinguir el tipo de madera al que pertenece. Las

maderas blandas tienen una fibra de trama ancha mientras que en las duras la fibra es más

compacta. Al comprar una tabla se debe saber distinguir de que tipo de árbol se ha obtenido

y si es apta para el trabajo que se irá a realizar, hay que saber si se va alabear y en que

dirección la va a hacer, observar para ello en el canto de la tabla la dirección de las fibras,

no es tarea fácil ya que la calidad de la madera varía aunque proceda de árboles del mismo

tipo, pero la experiencia puede ayudarnos.

1.3 Familias Maderables

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