Cómo elegimos la madera utilizada en la construcción. Qué propiedades son importantes

La madera es un material con el que se puede fabricar una gran variedad de objetos. Muebles, puertas, ventanas, trituradoras, cuencos, objetos decorativos, estructuras portantes para casas, vallas, pérgolas, cenadores, tableros aglomerados, MDF u OSB, vigas simples o laminadas son algunos de ellos. La variedad de especies y propiedades de la madera nos permite encontrar tanto el material con el aspecto adecuado para muebles de lujo como la resistencia adecuada para la estructura de una casa de 2-3 plantas. Pero, ¿cómo saber qué elegir? ¿Qué propiedades son importantes en la construcción? ¿Cómo se compara la madera con otros materiales de construcción? Estas y otras preguntas tienen respuesta a continuación.

La madera, un material anisótropo

La principal diferencia entre la madera y materiales de construcción como el ladrillo o el hormigón es que la madera no es un material uniforme, sino anisótropo. Las propiedades difieren dentro de una misma pieza de madera en función de determinados criterios. La madera también difiere según la especie, en términos de veteado natural, peso específico, resistencia o durabilidad. Incluso cuando procede de la misma especie, las propiedades de la madera difieren según las condiciones de crecimiento, la forma en que se ha cortado o el contenido de humedad.

Si observamos un tronco en sección, en muchas especies veremos dos zonas bien definidas: la zona de albura, hacia el exterior cerca de la corteza, de color más claro, y la zona de duramen, hacia el centro, de color más oscuro. Las dos zonas tienen funciones diferentes y la madera de estas zonas también es diferente. El duramen sirve de apoyo y la madera es dura y resistente. La albura tiene una función alimenticia para el árbol y la madera es más blanda, menos resistente y amante del agua. Cuando el árbol es joven, la zona de albura es más ancha y el duramen más estrecho, y la proporción cambia a medida que la madera madura. La madera que contiene mucha albura no es recomendable para la construcción y, por lo tanto, tampoco lo es la madera joven.

Las propiedades de la madera también difieren en función de cómo se corte. La madera cortada radialmente se deforma más lentamente que la cortada tangencialmente al anillo anual. Las propiedades de la madera a lo largo del eje longitudinal son diferentes de las del eje radial.

La fibra es lo que marca la diferencia entre las especies. Las fibras están formadas por células, que suelen ser paralelas al eje longitudinal y tienen en su interior vasos por los que circula o ha circulado el alimento. A veces, debido a las condiciones ambientales (sequía, viento fuerte) la fibra puede crecer retorcida, en cuyo caso las propiedades de la madera son diferentes. La madera con fibra retorcida debe evitarse porque su comportamiento difiere del de la madera con fibra normal.

La madera es un material más ligero que el agua, y su peso específico puede variar según la especie entre 300 y 900 kg/m³ (el peso específico del agua es de 997 kg/m³). Hay pocas especies más pesadas que el agua, y el ébano es una de ellas. Cuanto más densa es, más dura es, porque las paredes celulares son más gruesas, por lo que la fibra es más resistente. La madera de abeto, muy utilizada en nuestra construcción por su disponibilidad (20% del suelo del bosque), tiene una densidad de 450 kg/m³ y la de roble de 675 kg/m³. La madera de albura tiene un peso específico inferior al del duramen, de ahí su falta de resistencia.

Humedad de la madera

Uno de los factores que influyen en las propiedades de la madera es el contenido de humedad, que para la madera utilizada en la construcción debe situarse entre 12 y 18%. La madera tiene la capacidad de absorber mucha agua, más de 2-2,5 veces (250%) su peso seco (masa). En cuanto se tala, empieza a perder agua hasta alcanzar 25-30%. El proceso dura entre 3 y 6 meses. El agua que se pierde de esta manera es el agua de los vasos por los que normalmente se transportan los alimentos.

Cuanto menor es la humedad, mayor es la resistencia de la madera. El agua restante es la que se encuentra en el interior de la fibra, en las paredes de los vasos. Para eliminarla, el secado natural tarda hasta 3-4 años (incluso más en especies densas) o es necesario el secado artificial.

Cuando el agua sale de las vasijas, la madera no cambia sus dimensiones. Cuando sale por las paredes de las vasijas, se produce una contracción. La madera es un material higroscópico al que le gusta el agua. Cuando el agua entra en la madera seca, primero es absorbida por las paredes de las vasijas y se produce el proceso contrario a la contracción, la hinchazón. Encogimiento e hinchazón son mayores en la madera densa porque la pared celular es más gruesa. La contracción también es diferente dentro de un mismo tipo de madera, siendo la menor en el sentido longitudinal, es decir, a lo largo de la veta (0,1-0,5%) y la mayor tangencialmente al anillo anual (7-15%). Esto significa que, por ejemplo, durante el secado, un poste de madera se adelgaza mucho más de lo que se acorta. La contracción es menor en la madera cortada radialmente que en la cortada tangencialmente.

El secado también puede provocar deformaciones en los elementos de madera. El modo de deformación también depende del corte. El corte tangencial presenta la mayor deformación. La deformación es mayor cuanto más cerca del exterior del tronco se realiza el corte. El tipo de corte puede observarse en el extremo de la tabla. Si los anillos anuales se ven como líneas rectas, el corte es radial y los cambios son pequeños. Si el corte es tangencial, los anillos anuales se ven como arcos y están más juntos cuanto más cerca está el corte de la parte exterior del tronco.

Propiedades mecánicas importantes para el dimensionamiento de los elementos de resistencia

La madera se utiliza en la construcción de estructuras portantes, puentes, suelos y muros prefabricados de casas con entramado de madera. Hay pilares, vigas, postes, montantes, bases o soleras, y todos estos elementos deben dimensionarse para soportar las fuerzas que actúan sobre la estructura. En un edificio de entramado de madera, el ingeniero estructural hace el diseño y los cálculos forman parte de la proyecto de estructura.

Las principales fuerzas que actúan sobre una casa son las de compresión, flexión, cizalladura y tracción. La compresión es la más importante, ya que es la fuerza con la que todo lo que hay en la casa -paredes, tejado, techos, acabados, muebles, personas, nieve en el tejado, etc.- actúa sobre los elementos estructurales de la estructura. Los montantes y muros de carga deben descargar toda esta carga hasta los cimientos y el nivel del suelo sin pandeo ni pandeo. Para ello, la resistencia a la compresión del elemento en cuestión debe ser superior a la fuerza de compresión ejercida. La resistencia a la compresión de la madera difiere en función del eje, siendo la más elevada en dirección longitudinal (500-700 kg/cm²).

Otra fuerza a la que están sometidos los elementos de resistencia es la fuerza de flexión. Se ejerce cuando las fuerzas laterales causadas por el viento o los terremotos actúan sobre vigas o pilares que no están en estructuras arriostradas y se fijan rígidamente al suelo. Estas acciones provocan la deformación del elemento con respecto a su eje longitudinal. La madera es un material elástico capaz de volver a su forma original cuando la fuerza que actúa sobre ella es inferior a su resistencia a la flexión. La resistencia a la flexión de la madera es muy buena y varía según la especie entre 300 y 900 kg/cm².

Durabilidad de la madera

La durabilidad es la capacidad de la madera para resistir el paso del tiempo sin deteriorarse. Es el agua la que reduce la durabilidad de la madera porque es la que mantiene los microorganismos que conducen a la putrefacción de la madera. La madera es más duradera cuanto más seca esté. La durabilidad es muy importante para la madera que se utiliza en exteriores, pero también para la que se utiliza en estructuras portantes. Evite la madera con una gran capacidad de absorción, la madera afectada por diversas enfermedades (pavonado de la madera) o aquella con baja resistencia a la pudrición y a los factores medioambientales. Encontrará más información sobre especies de madera sostenibles en aquí.

Madera industrializada

La madera industrializada se utiliza ahora ampliamente en la construcción. Madera laminada, CLT, LVL son algunas de las opciones. A algunos de estos materiales ya estamos acostumbrados, otros son cada vez más conocidos y utilizados. El objetivo de la madera industrializada era aprovechar las cualidades de la madera eliminando sus partes débiles. La madera laminada y la madera laminada encolada son mucho más estables dimensionalmente, y el procesado ha permitido eliminar defectos que habrían debilitado la resistencia (nudos, grietas, defectos). Vigas laminadas son muy elásticas y resistentes, lo que permite realizar impresionantes construcciones con aberturas muy grandes. CLT es un material con muy buena resistencia y estabilidad, sin defectos y muy ligero en comparación con el hormigón o el ladrillo.

Aunque haya adhesivos, conservantes u otros aditivos en los materiales, la materia prima es madera maciza en un porcentaje muy elevado. Su uso facilita la vida a los constructores y permite disfrutar de la belleza y la calidez de la madera durante más tiempo.

Espero que este material le resulte útil. Es un tema muy amplio y seguro que habrá novedades. Usted también puede contribuir a mejorarlo. Y si tiene alguna pregunta, déjela en el espacio de abajo. Me aseguraré de responderle.