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

La madera es un material con el que se pueden fabricar los objetos más diversos. Muebles, puertas, ventanas, choppers, cuencos, objetos decorativos, estructuras de 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 ese material de gran aspecto para muebles de lujo como el material de resistencia adecuado para la estructura de una casa de 2-3 plantas. Pero, ¿cómo saber cuál 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 su diseño 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 transversal, en muchas especies veremos dos zonas claramente delimitadas: 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 nutre al 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 la de duramen más estrecha, y la proporción cambia a medida que la madera madura. La madera que contiene mucha albura no es recomendable para la construcción, como tampoco lo es la madera joven.

Las propiedades de la madera también difieren en función del método de corte. La madera cortada en dirección radial se deforma más 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. La fibra está formada 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 es diferente al 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 resistente es, porque las paredes celulares son más gruesas, lo que hace que la fibra sea más resistente. La madera de abeto, muy utilizada en nuestra industria de la 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 de 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 25-301TP33T. 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, se prolonga el secado natural hasta 3-4 años (incluso más para las especies densas) o es necesario el secado artificial.

Cuando el agua sale de las macetas, la madera no cambia de tamaño. Cuando sale de las paredes de las macetas, se produce la contracción. La madera es un material higroscópico al que le gusta el agua. Cuando el agua entra en la madera seca, primero la absorben las paredes de las macetas y se produce el proceso inverso de contracción, el hinchamiento. 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 menor en la dirección longitudinal, es decir, a lo largo de la veta (0,1-0,5%) y mayor tangencialmente al anillo anual (7-15%). Esto significa que, por ejemplo, durante el secado, un poste de madera adelgazará mucho más de lo que acortará. La contracción es menor en la madera cortada radialmente que en la cortada tangencialmente.

El secado también puede provocar el alabeo de los elementos de madera. El modo de alabeo 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 verse 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, forjados o muros prefabricados de casas con entramado de madera. Son pilares, vigas, viguetas, postes, montantes, bases o zapatas, 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 se encarga de dimensionar, y los cálculos forman parte de proyecto de estructura.

Las principales fuerzas que actúan sobre una casa son la compresión, la flexión, el cizallamiento y la tracción. La compresión es la más importante, ya que es la fuerza que actúa sobre todo lo que hay en la casa -paredes, tejado, techos, acabados, muebles, personas, nieve en el tejado, etc.- y sobre los miembros estructurales de la estructura. Los pilares y los muros de carga deben descargar toda esta carga hasta los cimientos y el nivel del suelo sin que se produzca cizallamiento ni pandeo. Para ello, la resistencia a la compresión del elemento debe ser mayor que la fuerza de compresión ejercida. La resistencia a la compresión de la madera varía en función del eje, siendo la mayor 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. Como resultado de estas acciones, el elemento se deforma en relación con su eje longitudinal. La madera es un material elástico que tiene la capacidad de volver a su forma original cuando la fuerza que actúa sobre ella es menor que su resistencia a la flexión. La resistencia a la flexión de la madera es muy buena y varía entre 300 y 900 kg/cm² según la especie.

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 disminuye la durabilidad de la madera porque mantiene a los microorganismos que causan el deterioro. La madera es más duradera cuanto más seca esté. La durabilidad es muy importante para las maderas de exterior, pero también para la madera utilizada en estructuras portantes. La madera con una gran capacidad de absorción, la madera atacada por diversas enfermedades (pavonado de la madera) o con baja resistencia a la descomposición y a los factores medioambientales. Más información sobre especies de madera sostenibles aquí.

Madera industrializada

La madera industrializada se utiliza ahora ampliamente en la construcción. Madera laminada, CLT, LVL son sólo 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 los puntos fuertes de la madera eliminando sus puntos débiles. La madera laminada y la madera laminada encolada son mucho más estables dimensionalmente, y el procesado ha permitido eliminar defectos que habrían debilitado su resistencia (nudos, grietas, defectos). Vigas laminadas son muy resistentes y fuertes, lo que permite realizar construcciones impresionantes con vanos muy grandes. CLT es un material con muy buena resistencia y estabilidad, libre de defectos y muy ligero en comparación con el hormigón o el ladrillo.

Aunque también lleven adhesivos, conservantes u otros aditivos, la materia prima es madera maciza en un porcentaje muy elevado. Su uso facilita la vida a los constructores y permite a los beneficiarios 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 puede contribuir a mejorarlo. Y si tiene alguna pregunta, déjela en el espacio previsto para ello. Sin duda las responderé.