1. Anatomía de la Madera

La estructura de la madera se compone de varias capas concéntricas:

• LIBER/FLOEMA: Envuelve el tronco y lo protege de la temperatura, sequía y agresiones externas.
• Corteza:
  • Corteza externa: Formada por madera muerta, con aspecto resquebrajado.
  • Corteza interna: Más filamentosa y con menor resistencia; conduce la savia elaborada.
• CAMBIUM: Capa muy delgada y continua entre la corteza y el interior. Está formada por células con capacidad de división, siendo la causa del crecimiento en espesor del tronco.
• MADERA/DURAMEN: Zona interior del tronco, de gran espesor, encargada de sostener el árbol y conducir la savia bruta.
  • Duramen: Parte interior, más oscura del tronco; madera menos húmeda, impermeable y más resinosa.
  • Albura: Parte exterior, más clara. Fibras cortas, menos densas y más ligeras.
  • Médula: Parte central. Tejido blando y poroso.
• RADIOS LEÑOSOS: Almacenan y difunden las materias nutritivas que aporta la savia elaborada.
• ANILLOS DE CRECIMIENTO: Presentan tamaños diferentes para cada estación, alternando madera clara y oscura, producidas en los tiempos más favorables para el desarrollo.

2. Propiedades de la Madera

Anisotropía

Comportamiento mecánico distinto según la dirección de las fibras. Se distinguen tres direcciones principales:

• Dirección axial: Dirección de las fibras; presenta menores deformaciones y resistencias mecánicas máximas.
• Dirección radial y tangencial: Perpendiculares a las fibras; presentan mayor deformación y menores resistencias mecánicas.

Higroscopicidad

Capacidad de intercambiar humedad con el ambiente. La madera es un material muy higroscópico, intercambiando humedad constantemente con la atmósfera hasta alcanzar un estado llamado humedad de equilibrio higroscópico.

La humedad de equilibrio higroscópico es del 30%, punto donde se saturan todos los huecos de la pared celular. Al acumular humedad se hincha y al perderla merma.

Humedad

El H2O en la madera se encuentra en tres estados:

1. Líquida: Agua libre que circula por los vasos. No afecta a las propiedades físicas.
2. Vapor de agua: Contenida en el aire de los lúmenes celulares.
3. Estado higroscópico: Ligada a la pared celular; tiene gran influencia sobre las propiedades físico-mecánicas. Según disminuye, aumentan las propiedades mecánicas.

Propiedades: Cuando se seca la madera, merma y aumentan las propiedades mecánicas. La mayor variación dimensional se produce en dirección tangencial.

Deformabilidad

Diferencias entre las direcciones radial y tangencial de las piezas cortadas de un tronco verde. (Ejemplo: Nogal – Haya, de menos a más deformable).

Densidad

En la madera, la masa y el volumen varían según la humedad. La densidad varía en función de:

• La parte del tronco y la posición dentro del árbol.
• Grado de humedad.
• Condiciones de crecimiento: suelo (seco), clima (cálido), mucha luz. (+ densidad).

Características principales:

• Maderas densas: Oscuras, duras, resistentes, frágiles y difíciles de trabajar.
• Maderas ligeras: Claras, blandas, poco resistentes pero elásticas, fáciles de trabajar.

Combustibilidad

La madera arde a 300°C. Se necesita un foco constante de calor y O2 suficiente. La humedad, densidad y el tamaño afectan al tiempo que tarda en alcanzar la combustión. La poca conductividad térmica y el hecho de que la madera carbonizada forma una capa de protección, favorecen a que la madera tarde más en perder sus propiedades mecánicas.

Dureza

Facilidad con la que la madera puede ser penetrada, rayada o desgastada. Es una propiedad de interés cuando la madera se usa en carpintería o pavimentos. Varia con: densidad, situación dentro del tronco, edad, dirección de las fibras, humedad y temperatura.

Resistencia a Tracción

Enorme resistencia a tracción, pero tiene un inconveniente: la dificultad de transmisión de los esfuerzos. Nunca rompe solo por tracción, sino por una combinación de esfuerzos. Varia mucho según la dirección de las fibras.

Resistencia a Compresión

Depende de: humedad, dirección de la fuerza (mayor en sentido axial), densidad y dureza. Mayor fibrosidad implica mayor resistencia.

Hendibilidad

Facilidad de romperse por medio de separación de fibras. Intervienen conjuntamente la dureza y la resistencia a tracción perpendicular a las fibras. Aumenta con la humedad y la poca dureza. En sentido radial, hiende mucho más que en sentido tangencial.

3. Transformación de la Madera

Despiece de la Madera

Consiste en dividir longitudinalmente un tronco, con el máximo aprovechamiento de su volumen. Tipos de despiece: entierzo, radial común, cortes encontrados.

4. Secado de la Madera

Objetivo del Secado

Estabilizar (evitar deformaciones), evitar ataques (necesita cierto grado de humedad), aligerar y aumentar sus resistencias.

Tipos de Secado

• Secado al natural: Dejar la madera al aire haciendo que circule entre las piezas, colocándolas de manera ordenada. Inconvenientes: la lluvia, sol excesivo.
• Secado artificial:
  • Secado por calor: Se coloca la madera en cámaras cerradas, donde se inyecta aire seco a 100°C. Las características del secado varían en función del tipo de madera y el tamaño.
  • Secado por vacío: Al reducir la presión atmosférica, aumenta la velocidad de circulación del H2O de la pared celular, acelerándose el secado.
  • Secado por bomba de calor: Se crea una atmósfera seca con ventiladores y deshumidificadores. Por medio de la higroscopicidad, la madera se seca. Ofrece mejor calidad de secado.

Inconvenientes del secado artificial: Al ser más rápido, la madera es más propensa a deformarse y tener grietas.

5. Defectos de la Madera

Nudos

Se forman durante el crecimiento del árbol. Al ensanchar el tronco, parte de las ramas quedan envueltas por el tronco.

Inconvenientes:

• Físicos (causan deformaciones y dificultan el trabajo de la madera).
• Mecánicos (disminuyen las resistencias mecánicas).
• Estéticos.

Fendas

Son roturas en la madera que forman grietas longitudinales que provocan pérdida de resistencias e impiden su uso en construcción. También aparecen durante el secado: al secarse primero la capa externa y merma, se generan tensiones internas que provocan la rotura de la madera.

Defectos en el Despiece

• Gemas: La pieza presenta aristas con sección circular del fuste.
• Desviación de la fibra: Ángulo que forman las fibras con las aristas, debido a que las caras no son paralelas.
• Defectos de espesor y medida: Falta de planeidad debido a un mal aserrado.

Defectos del Secado

• Fendas: Ya explicado. Inhabilita la madera.
• Deformaciones: Debido a rastreles mal espaciados, espesor desigual o mala ventilación.
• Defectos en el contenido y distribución de la humedad: Debido a la alta temperatura de secado, se tensiona al perder humedad de manera desigual, lo que provoca su deformación.

Defectos más importantes

• Acobelladuras: Grietas en forma curva en el tronco, resultado de la separación de los anillos de crecimiento. Indicativos de otro tipo de alteraciones en la madera.
• Fibra revirada: Las fibras aparecen en forma de hélice en vez de paralelas al eje, generando gran pérdida de resistencias. Deja la madera inservible.
• Fendas.

6. Destrucción de la Madera

Destrucción por Agentes Bióticos

Hongos

Condiciones para que la madera sea atacable por hongos: Presencia de O2 gaseoso (la madera sumergida no es atacable por hongos), temperatura 5-55°C, humedad >18%.

• Hongos de pudrición: Segregan enzimas que destruyen los componentes de la madera para alimentarse de la pared celular. Afectan a las propiedades mecánicas de la madera.
  • H. de pudrición blanda: Aparece en maderas en contacto con el suelo o en zonas húmedas, dan consistencia blanda a la madera.
  • Pudrición blanca: Hongos que destruyen la lignina dejando las fibras celulosas de color blanquecino.
  • Pudrición parda: Hongos que atacan la celulosa, generando fendas.
• Insectos xilófagos: Atacan la madera haciendo galerías de diámetro pequeño. Para su desarrollo, necesitan una temp 0-45°C, ya que estos insectos se alimentan del cultivo de hongos. Las especies más peligrosas son las que se desarrollan en madera seca, como las termitas.

Destrucción por Agentes Abióticos

• Fotodegradación: Descomposición de la lignina debido a la luz solar. Se acelera si se combina con lluvia.
• Oxígeno: Al estar la madera expuesta al aire, se oxida el C, provocando un envejecimiento en la madera.
• Cambios de humedad: Hinchazón y merma.
• Agentes mecánicos: Abrasión mecánica por el uso de la madera.
• Agentes químicos: Altísima resistencia a productos químicos.
• Fuego: Ya explicado (en la sección de propiedades).

7. Protección de la Madera

Fases para Proteger una Madera

1. Conocer las condiciones de uso.
2. Elección de la madera.
3. Proteger la madera.

Tratamientos de Protección

• Tratamiento superficial: Solo penetra unos milímetros en la madera. La protege de insectos xilófagos en interiores. Se aplica con brocha o por aspersión.
• Tratamiento en profundidad: El protector penetra la madera en profundidad. Indicado para maderas en contacto con el suelo o con riesgo de ataque de termitas. Se aplica mediante inmersión o inyección.
• Protección por autoclave: Garantiza la profundidad y la retención del producto protector. El autoclave dispone de una bomba de vacío para abrir los poros y otra de presión para facilitar la entrada del líquido protector.
• Tratamientos curativos: Se aplican cuando la madera ya ha sido atacada. El objetivo es paralizar el agente destructor y proteger la madera.

8. Transformados de Madera

Madera Aserrada

Piezas de madera maciza obtenidas por aserrado. Se emplean en revestimientos, fachadas o tabiques.

Tableros de Madera Maciza

Fabricados con piezas macizas unidas con cola o por machihembrado.

• Tableros ensamblados: Tablas machihembradas.
• Tableros de alma enlistonada: Alma de listones recubierta de chapas encoladas.
• Tableros alistonados: Formados por listones de anchura común.

Tableros Derivados de la Madera

• Tableros de contrachapado: Chapas de madera encoladas con las fibras en cierto ángulo. Se usa para divisiones interiores, tabiques, vigas mixtas.
• Laminado: Chapas de madera encoladas con las fibras paralelas. Se usa en exteriores, para revestir paredes y techos.
• Industria desintegradora:
  • De partículas: Aplicación de calor y presión sobre partículas. Capas exteriores formadas por partículas muy finas y en la capa interior partículas de mayor tamaño. Usos: puertas, muebles divisorios y mamparas.
  • De fibras: Fibras de madera juntadas por adhesivo, presión y temperatura adecuada.

Madera Laminada Encolada (MLC)

Piezas estructurales formadas por encolado de láminas de madera. Se usa para grandes luces libres, estructuras de cubierta de peso propio reducido, elevada resistencia al fuego y estructuras de difícil mantenimiento.

Madera Microlaminada (ML)

Chapas de madera encoladas entre sí. Gran homogeneidad y poca variación dimensional. Se usa para vigas y cargaderos, cabezas de viguetas y encofrados.

Madera Laminada en Tiras

Tiras de chapas de madera orientadas en dirección longitudinal, encoladas y prensadas. Presenta elevadas resistencias mecánicas, apenas muestra cambios dimensionales, mermas, curvas o fendas. Se usa para vigas y columnas.