Universidad Nacional de San Agustín 2. LA MADERA: En Perú existen más de 2.500 especies forestales, de las cuales alrededor de 250 han sido estudiadas para fines industriales. El comercio nacional de maderas se limita a apenas 120 especies maderables, de las cuales sólo 20 han sido debidamente estudiadas e identificadas, por lo que un elevado porcentaje de las maderas que se comercializan ingresan al mercado como maderas corrientes o robles. Entre las especies que tienen valor comercial a escala industrial, así como una mayor demanda, destacan la caoba, y el eucalipto. La madera presenta muchísimos tipos de clasificaciones ya que es un material con una gran variedad de propiedades, usos o procedencias. procedencia s. Entre estas for formas mas de clasifica clasificarr la madera la más extendida es la referente referente a sus características de dureza. 2.1. ORIGEN DE LA MADERA: La madera es un material ortótropo, con distinta elasticidad según la dirección de deformación, encontrado como principal contenido del tronco de un árbol. Los árboles se caracterizan por tener troncos que crecen año tras año, formando anillos concéntricos correspondientes al diferente crecimiento de la biomasa según las estaciones, y que están compuestos por fibras de celulosa unidas con lignina. Una vez cortada y seca, la madera se utiliza para distintas finalidades y dist distintas intas áreas: Fabricación de pulpa o pasta, materia prima para hacer papel. Alimentar el fuego, en este caso se denomina leña y es una de las formas más simples de uso de la biomasa. Menaje: vajillas, cuberterías. Ingeniería, construcción y carpintería. Medicina. Medios de transporte: barcos, carruajes. ESTUDIO DE LA MADERA 1 Universidad Nacional de San Agustín PAVIMENTOS : La madera se ha usado como material en pavimentos de madera desde tiempos antiguos, debido a su ductilidad y aislamiento, pero no es hasta el siglo XVII cuando se extiende a través de Europa. Ejemplos incluyen la tarima, la tarima flotante y el parqué. Analizando un tronco desde el exterior hasta el centro se encuentran distintas estructuras con distinta función y características: Corteza externa: es la capa más externa del árbol. Está formada por células muertas del mismo árbol. Esta capa sirve de protección contra los agentes atmosféricos. LA MADERA EN LA CONSTRUCCIÓN: El tratado más antiguo sobre construcción que ha llegado hasta hasta nosotros data del siglo I a.C. sobre el año 25 a. C. Marco Vitruvio, arquitecto e ingeniero romano, escribió un extenso tratado sobre arquitectura y técnicas de construcción en Roma. Su título tít ulo De arquitectura se le dedicó a Augusto Este libro contiene, técnicas de construcción y materiales, recoge las primeras descripciones sobre la composición, cualidades y usos de la madera, mostrando un especial interés sobre la influencia de la Época de corta y su influencia en las características de la madera frente a agentes xilófagos. 2.2. PROPIEDADES FÍSICAS: ESTRUCTURA DEL MATERIAL La madera es un material natural no homogéneo, al estar constituida por las células especializadas en conducción, almacenamiento, y sostén, propias del árbol. Por lo tanto, tendrá un comportamiento desigual según la dirección que estemos analizando: paralela o perpendicular a las fibras. Según la dirección de los tres cortes efectuados, las secciones: transversal, radial y tangencial, propias del estudio de la madera, en un corte transversal del tronco distinguimos: la “corteza externa” de células muertas, la “corteza interna” ESTUDIO DE LA MADERA 2 Universidad Nacional de San Agustín o liber, con circulación de savia descendente, e l “cambium”, a partir de donde crece la corteza y el xilema, e l “leño”, con la albura más exterior con savia ascendente, ascende nte, y el duramen más interior, hasta la médula central. En los cortes tangencial y fundamentalmente el radial podemos apreciar los radios leñosos, que son discontinuidades del tejido, perpendiculares al eje del árbol, que producen un efecto de trabazón sobre las fibras longitudinales. 2.3. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA: FLEXIÓN Los valores característicos de la resistencia a flexión en las coníferas varían entre 14 y 30 N/mm2. Aunque la flexión esté formada por la combinación de una tracción y una compresión, el comportamiento a flexión fl exión conjunto es distinto, ya que generalmente rompe a tracción y hay capacidad de plastificación a compresión. TRACCIÓN El valor característico de la resistencia a tracción perpendicular en la madera conífera es muy bajo, de 0,4 a 0,6 N/mm2. Esto se debe a las escasas fibras perpendicularess al eje (radios leñosos) y la consiguiente falta de trabazón perpendiculare transversal de las fibras longitudinales. CORTANTE En función de la orientación de la fibra en relación al esfuerzo, el cortante puede generar diferentes tipos de tensiones tangenciales: tangenciales: Cortante, Rasante y Rodadura. Los valores característicos oscilan de 2,5 a 3 N/mm2, aunque a rodadura es bastante menor. (30%). ESTUDIO DE LA MADERA 3 Universidad Nacional de San Agustín DENSIDAD La densidad real de las paredes celulares es constante para todas las especies, siendo de 1500 Kg/m3. Por ello, la diferencia de densidades aparentes de las diversas especies, especies, es debida a una mayor o menor proporción de huecos interiores. La humedad también influye en la densidad. El incremento de agua libre en el interior de las células aumenta lógicamente el peso. Por ello las densidade densidadess se toman como referencia siempre al 12% de humedad de la madera. 2.4. TIPOS DE MADERA: MADERAS BLANDAS Los árboles de crecimiento rápido, perennes y coníferas suelen ocupar el mayor porcentaje entre el tipo de maderas blandas. Algunas de las más utilizadas son: pino, álamo, álamo, olmo, ciprés, aabeto, beto, cedro, etc. El termino blanda no equivale siempre a madera menos resistente; algunas pueden serlo y otras no tanto. En realidad, se refiere a que son más fáciles de trabajar y mucho más dúctiles. Estos tipos de maderas son las más ligeras, baratas y las más habituales en la mayoría de muebles muebles y estructura estructuras. s. Tienen una durabilidad durabilidad mucho me menor nor que las duras y al ser tratadas producen muchas más astillas. MADERAS DURAS Son más caras y normalmente más resistentes. Trabajar con este tipo de madera es más complicado porque son menos lisas li sas y tienen más irr irregularidades, egularidades, sin embargo, darles forma con máquina suele ser más sencillo. Son las utilizadas para la construcción y la ebanistería, produciendo como resultado muebles de gran calidad y de excelentes acabados. Tienen un tratamiento más complicado, pero un mejor poder poder visual, dureza y resistencia al paso paso del tiempo. ESTUDIO DE LA MADERA 4 Universidad Nacional de San Agustín Estos factores hacen que el precio de las maderas duras sea mayor respecto a las blandas. Las maderas duras provienen de árboles de crecimiento prolongado. Esto hace que para alcanzar el punto necesario para ser talados haya que esperar más tiempo, traduciéndose esto en un encarecimiento considerablemente. 2.4.1. LA CAOBA: La madera de Caoba debido a su belleza, alta durabilidad natural, fácil trabajabilidad y alta estabilidad dimensional corresponde al grupo de maderas denominadas de utilidad general y puede usarse en: Construcciones livianas y molduras, embarcaciones (cobertura, pisos); parquet doméstico, acabados y divisiones interiores, muebles de lujo, gabinetes de primera clase, chapa plana decorativa, contrachapados, artículos torneados, cajas para joyas, instrumentos musicales (o parte de estos), instrumentos científicos, fósforos, palillos, lápices. l ápices. Estados Unidos participa con el 69,9% de las compras de madera aserrada a nuestro país, principalmente en caoba; con el 86,9% de las compras de muebles y sus partes y con el 91,6% de productos para la construcción (puertas, ventanas y marcos). DURABILIDAD: Muy resistente a los hongos. PROPIEDADES FÍSICAS: Densidad básica: 460 kg/m3 medio. Contracción volumétrica: 8.8%. CARACTER CARACT ER Í ST STII CAS DE ME CANIZA CANIZACI CI ÓN: Acabado: No hay problemas, menos con barnices de poliéster que pueden dar problemas. Aserrado: Sencillo, se hace sin dificultades. Clavado y atornillado: Sin dificultades. Secado: Secado sin dificultad, rápido y sin apenas fallos. Cepillado, fresado o torneado: sin dificultad ninguna. ESTUDIO DE LA MADERA 5 Universidad Nacional de San Agustín La madera de caoba resiste la hinchazón, retracción y deformación por el paso del tiempo, por lo que es ideal i deal para zonas húmedas, de allí que sea considerada de gran calidad para la construcción de muebles de exterior y muy requerida dentro de la industria naviera. Se utiliza la madera de caoba también para la construcción de muebles de interior torneados, tallados y curvados, como juegos de dormitorio, living y comedor; así como para cajas musicales y cajas de joyas. jo yas. 2.4.2. EUCALIPTO: La madera de eucalipto es una madera de gran resistencia, r esistencia, apta incluso para exteriores, pero difícil de trabajar. Tiene uno de los mayores potenciales de explotación sin embargo su mala fama y otros usos hacen que pase desapercibida. Llego a España a mediados del siglo XIX y está ampliamente extendido. Este árbol es también usado para repoblaciones dado se crecimiento relativamente alto. Es fácilmente reconocible debido a las tiras que desprende su corteza. Existen más de 700 clases de eucalipto, la mayoría australianas. La madera de eucalipto es una de las mejores opciones para la obtención de pasta de papel. Este es el principal uso del eucalipto, eucalipto, y lo que ha lastrado su uso en otros ámbitos. En la mayoría de ocasiones las plantaciones están enfocadas a obtener rendimientos muy altos y no madera maciza de calidad. Las podas y las densidades de plantación no han sido las l as óptimas. En los casos en los que se ha hecho se ha obtenido una madera con unas muy buenas prestaciones mecánicas, incluso aptas para la construcción. construcción. En este sentido destaca la madera de eucalipto blanco. ESTUDIO DE LA MADERA 6 Universidad Nacional de San Agustín CARACTER CARACT ER Í ST STII CAS D DE E L E UC UCALI ALI PT PTO O: • Semipesada. • De ccolor olor bastante bastante uniforme va de dell rosa pálido a pardo rojizo. rojizo. • Pocos nudos y veteados continúo. • Grano medio. • Aserrado difícil debido a la tens tensión ión propia del árbol al crecer y que puede puede provocar fendas y/o curvaturas. Estas tensiones son mayores en los árboles jóvenes y se van relajando con el tiempo. Algo similar a lo sucedido con la madera de haya. • Se cons considera idera que la mejor forma de seca secarr la madera de eucalipto eucalipto es con con tratamientos a base de vapor. El secado es especialmente importante con este tipo de madera dado el riesgo natural a curvarse. • Fácil encolado. • Es ne necesario cesario hacer pre-taladros a la hora de trabajar. • Tiene mejor com comportamiento portamiento frente al fuego fuego debido a su may mayor or densidad. • Es resisten resistente te frente a hong hongos, os, aunq aunque ue no tanto frente a las termitas. termitas. Por tanto puede usarse sin problemas al exterior, siempre y cuando se haya tratado correctamente. Se estima que sin contacto directo con el suelo puede llegar llegar durar hasta 50 aaños. ños. Si hay contacto contacto hasta 20. ESTUDIO DE LA MADERA 7 Universidad Nacional de San Agustín PROPIEDADES: Tabla 1: Propiedades Físicas de la madera CARACTER CARACT ER Í ST STII CAS EXTER NAS NAS:: Es de color marrón muy pálido, poco diferenciada del duramen, con matiz rosado grisáceo. Olor y sabor característicos a eucaliptol. Brillo mediano. Grano de recto a ligero li gero entrecruzado. Textura mediana TRABAJABILI TRA BAJABILI DAD DEL EUCA EUCALI LI PT PTO O: Es moderadamente difícil de aserrar y trabajar en las diferentes máquinas debido al grano que posee, lo cual hace que después de su procesamiento procesamien to la ma madera dera tienda a agrieta agrietarse rse en los extremos. Se comporta comporta bien al cepillado, cepillado, torneado y taladrado, taladrado, y regular al mold moldurado. urado. 2.5. USOS DE LA MADERA: USO DE PANELES DE MADERA –CEMENTO COMO ALTERNATIVA A LA CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDAS La amplia gama de usos de los tableros elaborados con fibras de madera y cemento lo vuelve un producto interesante para la industria, pues el uso de biomasa vegetal, como material de refuerzo, reside en su característica de ser una fuente renovable; asimismo, su elaboración e instalación final permite un ahorro en el consumo de energía y agua en comparación a los materiales utilizados en la construcción tradicional. ESTUDIO DE LA MADERA 8 Universidad Nacional de San Agustín Estudios indican que el cemento sin ningún refuerzo tiene generalmente una alta resistencia a la compresión; sin embargo, es necesario reforzarlo con ffibras ibras cuando se necesita que presente propiedades específicas como resistencia a la tensión, a la flexión o al agrietamiento. Los diferentes tipos de fibras utilizados como refuerzo del concreto le confieren ductilidad y la capacidad de absorber energía. Desde el año 2009 la Empresa G y G Negociaciones S.R.L., ubicada en el distrito Las Piedras del departamento de Madre de Dios, viene dedicándose a la elaboración de paneles de madera-cemento, bajo el nombre comercial de ECOCRETO, con uso de fibras de la madera “achihua” Jacaranda copia procedente de bosques secundarios. Entre las bondades del producto se destaca su fácil trabajabilidad y rápida instalación, permite la aplicación de diversos tratamientos de pre acabado y tiene propiedades termo-acústicas. Ade Además más se resa resalta lta su bajo costo ccomo omo material para la construcción de casas, en comparación al material tradicional; por ejemplo en la ciudad de Puerto Maldonado el precio promedio para construir un metro cuadrado de pared con ladrillo y cemento es S/. 248.00 mientras que el costo con paneles de madera – cemento es de S/ 80.00, siendo así un material económico para construir viviendas a bajo costo. El objetivo de la empresa es poder tecnificar la producción de paneles de madera-cemento, para mejorar la eficiencia en la elaboración de paneles, a fin ddee satisfac satisfacer er la ddemanda emanda de materia materiales les para construcción de viviendas. viviendas. ESTUDIO DE LA MADERA 9 Universidad Nacional de San Agustín CONCLUSIONES: 1. El estudio de una estructura de madera puede ayudarnos a identificar fuerzas y vibraciones no reconocibles reconocibles y al mismo tiempo no deseadas, y es tan vital identificarlas puesto que má máss ade adelante lante pu puede ede presentarse presentarse un error no deseado, deseado, si seguimos seguimos las normas estipuladas en cada región es más seguro que nuestra estructura a desarrollar sea correctamente hecha. 2. Es muy importante saber el uso correcto que la madera requiere y saber sobre sus características anatómicas y de sus propiedades físicas y mecánicas. Estos estudios se deben centrar en la elaboración de métodos que permitan, en base a las características y propiedades mencionadas, poder estimar con facilidad y confiabilidad las condiciones de utilización y procesamiento adecua adecuado. do. 3. El estudio de la madera proceden procedente te de eucaliptos, puso en manifiesto la importancia de la edad en las propiedades. Ya que la madera juvenil se caracteriza por poseer unas propiedades físicas y mecánicas inferiores. También se pudo conocer más acerca del uso de la madera en el área de construcción. 4. La gran variedad de madera que podemos encontrar, y las diferentes características que esta posee, es lo que la hace estar en un lugar privilegiado dentro del rubro de la construcción; además debemos considerar que el costo que tiene en el mercado, tiene directa relación con el tipo de madera y su utilización. 5. La madera debe ser un interés fundamental en el país tanto como en su desarrollo y hacer pensar que debemos usarla para fines estructurales para la sociedad, y es un recurso natural solamente comparable en riqueza con el petróleo y la pesca. 6. La madera es una material muy usado, incluso fue el primer material usado para la construcción y arquitectura arquitectura en el mundo, y actualmente sig sigue ue siendo un material muy usado, por la diversificación en tipos de madera, podemos tener un tipo para cada clima o condición y también dependiendo de sus usos. ESTUDIO DE LA MADERA 10 Universidad Nacional de San Agustín BIBLIOGRAFÍA: 1. Apicultors Gironins Associats. (s.f.). Obtenido de Apicultors Gironins Associats: http://aga.cat/index.php/es/articulos/articu http://aga.cat/inde x.php/es/articulos/articulos-de-interes/varios/383-p los-de-interes/varios/383-propiedadesropiedadesfisicas-y-mecanicas-de-la-madera http://www.arqhys. /www.arqhys.com/contenidos/mad com/contenidos/maderaera2. Arqhys. (s.f.). Obtenido de Arqhys: http:/ tipos.html 3. Arquitectura, Ingeniería y Decoración. (2016). 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