Fisica Mecanica De La Madera

LA MADERA

La Madera ha sido uno de los pocos materiales que se han utilizado en la construcción por cientos de años, cada vez con mejores técnicas logrando obtener mayores índices de resistencia y durabilidad. La madera es un ser vivo y sus características difieren muchos del hormigón o del acero. Existen varios factores que afectan el comportamiento de la madera como son: humedad, densidad y defectos naturales.

CARACTERÍSTICAS FÍSICO MECÁNICAS DE LA MADERA

1.- Contenido de humedad

La madera contiene agua de constitución, inerte a su naturaleza orgánica, agua de saturación, que impregna las paredes de los elementos leñosos, y agua libre, absorbida por capilaridad por los vasos y traqueidas.

Como la madera es higroscópica, absorbe o desprende humedad, según el medio ambiente. El agua libre desaparece totalmente al cabo de un cierto tiempo, quedando, además del agua de constitución, el agua de saturación correspondiente a la humedad de la atmósfera que rodee a la madera, hasta conseguir un equilibrio, diciéndose que la madera esta secada al aire.

La humedad de la madera varía entre límites muy amplios. En la madera recién cortada oscila entre el 50 y 60 por ciento, y por imbibición puede llegar hasta el 250 y 300 por ciento. La madera secada al aire contiene del 10 al 15 por ciento de su peso de agua. Estas variaciones de humedad hacen que la madera se hinche o contraiga, variando su volumen y, por consiguiente, su densidad.

El porcentaje de la humedad

H= PH - Po *100

Po

Dónde: PH: Peso en el estado húmedo

Po: Peso en el estado seco

En la construcción las maderas deben utilizarse siempre descortezadas y secas

Antes de la construcción, la madera deberá secarse a un contenido de húmeda apropiado y tan parecido como sea práctico al contenido de la humedad en equilibrio promedio de la región en la cual estará la estructura.

Si el contenido de la húmeda de la madera se exceda el limite indicado para la madera seca (15 por ciento), el material solamente podrá usarse si el riesgo de pudrición en el tiempo que dure el secado es eliminado.

La madera deberá ser almacenada y protegida apropiadamente contra cambios en su contenido de humedad y daño mecánico, de tal manera que siempre satisfaga los requerimientos de la clase estructural específica.

2.- Densidad

La relación que existe entre la masa y el volumen de un cuerpo se llama densidad. Se toma la masa como el peso del cuerpo, el peso de la madera es la suma del peso de la parte solida más el peso de agua. El volumen de la madera es constante cuando están en el estado verde, el volumen disminuye cuando el contenido de humedad es menor que el punto de saturación de las fibras y vuelve a ser constante cuando se ha alcanzado el estado anhidro o seco al horno. Se pueden distinguir cuatro densidades para una muestra de madera: densidad verde, seca al aire, anhidra y básica.

Densidad verde, la relación que existe entre el peso verde y el volumen verde

Densidad seca al aire, la densidad que existe entre el peso seco al aire y el volumen seco al aire

La densidad anhidra, la relación entre el peso seco al horno y el volumen seco al horno

Densidad básica, la relación entre el peso seco al horno y el volumen verde. Es la menor de la cuatro.

Según el manual de diseño en maderas del grupo andino, las maderas se clasifican en los siguientes grupos.

GRUPO A = (750 – 850) k/m3

GRUPO B = (700-750) k/m3

GRUPO C = (600- 750) k/m3

3.- Contracción e hinchamiento

La madera cambia de volumen según la humedad que contiene. Cuando pierde agua, se contrae o merma.

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

Hay que tener muy presente estas variaciones de volumen en las piezas que hayan de estar sometidas a oscilaciones de sequedad y humedad, dejando espacios necesarios para que los empujes que se produzcan no comprometan la estabilidad de la obra.

4.-Dureza

La dureza de la madera es la resistencia que opone al desgaste, rayado, clavar, 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 la resistencia que opone.

Por su dureza se clasifican en:

- Duras: almendrillo, quebrancho, vertologo

- semi duras: palo maría, jojori, palo roman

- blandas: ochoo.

5.- Hendibilidad

Se llama también facilidad a la raja y es la aptitud de las maderas a dividirse en el sentido longitudinal bajo la acción de una cuña.

Como madera muy hendible se acostumbra citar el castaño, como madera hendible, el roble, y como madera poco hendible, el carpe.

6.- Conductividad

La madera seca es mala conductora del calor y electricidad, no así cuando está húmeda. La conductividad es mayor en el sentido longitudinal que en radial o transversal, y más en las maderas pesadas que en las ligeras o porosas, por lo cual se emplean como aisladores térmicos en los pavimentos y paredes.

7.- Dilatación térmica

El coeficiente de dilatación lineal de la madera es muy pequeño, pudiendo ser despreciado.

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