La Construccin de Viviendas en MaderaUnidad 1La MaderaUnidad 2Patologas y Proteccin de la Madera en ServicioUnidad 3Aspectos Relevantes a Considerar en un Proyecto de la Construccin de ViviendaUnidad 4Seguridad y Prevencin de Riesgo en la MaderaUnidad 5Herramientas e InstrumentosCaptulo ICORPORACIONCHILENADELAMADERACHILEPAIS FORESTALUnidad 1Centro de Transferencia TecnolgicaLAMADERACORPORACIONCHILENADELAMADERACHILEPAIS FORESTALCentro de Transferencia TecnolgicaUnidad 1UNIDAD 1 AD 11.1 INTRODUCCINLa madera proviene de los rboles. Este es el hecho msimportante a tener presente para entender su naturaleza.El origen de las cualidades o defectos que posee puedendeterminarse a partir del rbol de donde proviene. Lamadera tiene una compleja estructura natural, diseadapara servir a las necesidades funcionales de un rbol envida, ms que ser un material diseado para satisfacernecesidades de carpinteros.Figura 1 - 1: Rodela de Secuoya de dos mil aos. Se encuentraen Forintek, Vancouver, British Columbia, Canad.Elconocimientosobrelanaturalezadelamadera,caractersticasycomportamiento,esnecesarioparaestableceryefectuarunbuenusodeestematerial.En este aspecto radica la importancia de que exista infor-macinadecuadayestructuradaalosactualesrequerimientos, ya que permite a los profesionales queintervieneneneldiseo,clculoyejecucindeconstrucciones enmadera, realizar una acertada gestinycorrectautilizacindelmaterial,conelobjetodecumpliraltosestndaresdecalidadybienestar,apreciosconvenientesenelmercadodelavivienda.La madera es histricamente uno de los materiales msutilizados por el hombre. Actualmente, en la mayora delos pases desarrollados su uso como material estructuralalcanza a ms del 90% de la construccin habitacionalde 1 a 4 pisos.Figura 1 - 2: Edificio de departamentos multifamiliar de cuatropisos estructurado en madera en 1998, Calgary, Alberta, Canad.1.2 ELRECURSOFORESTALEn Chile el bosque que se da en forma natural lo hace enzonas templadas y fras, a diferencia de otros lugares enel mundo, donde predominanselvas lluviosas tropicales.Figura1 - 3:Plantaciones de Pino radiata.Sin embargo, en Chile se han introducido variadas especiesforestales, entre las cualesdestacan los cultivos de Pinoradiata y eucalipto. Estas especies fueron tradas desdeEstadosUnidosyAustralia,respectivamente,yenlaactualidadconstituyenlabasedeldesarrolloforestalnacional.LAMADERALa Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 13Grfico 1-3: Distribucin de la produccin de madera en trozasen Chile.En la actualidad, existen casi 20 millones de m3 de maderaaserrable de Pino radiata. La proyeccin de este recursoes duplicar su disponibilidad en los prximos 25 aos.Esto permite proyectar que el principal recurso que seutilizar en el futuro para aplicaciones en la construccin,es la madera proveniente de plantaciones de Pino radiata.Grfico 1 - 4: Disponibilidad actual y futura de madera aserrable:Pino radiata,Eucalipto globulus,Eucalipto nitens.1.3 EL RBOL Y SU ESTRUCTURAEl rbol est compuesto por tronco, copa yraces.Del tronco se obtiene materia prima para la produccinde madera aserrada, perfiles y tableros contrachapados;y de la copa (ramas),tableros de hebras orientadas, OSB(Oriented Strand Board).La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 14AgrcolaBosquesPraderas y matorralesOtrosAreas UrbanasGrfico 1-1: Distribucin de los suelos en Chile.Laplantacindeestasespecieshasignificadolarecuperacin de 1,9 millones de hectreas de suelos noaptosparalaagricultura,descubiertosyerosionados,siendo el Pino radiata el que ocupa el 90% de los cultivos(Fuente: INFOR).La superficie total de bosques en Chile abarca 15,6 millonesde hectreas. Esta cifra corresponde al 21% de la superficietotaldel pas (Fuente: INFOR).Grfico 1 - 2: Distribucin de la superficie boscosa de Chile.ElPinoradiataocupaun9%delasuperficietotaldebosques en Chile.Por otra parte, en el pas se producen 21,5 millones demetroscbicosdemaderaentrozas.ElPinoradiataconstituye la principal especie utilizada, con 77% deltotal producido.38%0,002%32%22%8%Plantaciones de EucalipoBosque NativoOtras EspeciesPlantaciones de Pino Radiata11%1%11%77%Plantaciones de Pino RadiataPlantaciones de Otras EspeciesBosque Nativo improductivoBosque Nativo Productivo44%44%3%9%VOLUMEN (miles m3/ ao)50.00045.00040.00035.00030.00025.00020.00015.00010.0005.00001993-20002001-20032004-20062007-20092010-20122013-20152016-20182019-2021Pino RadiataE. Globulus E. NitensPERIODOLa Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 15Figura 1-4: Secciones de un rbol: copa, tronco y races.Al hacer un corte transversal de un rbol y analizar desdeel exterior hacia el interior una seccin de ste, se puedenapreciar zonas claramente diferenciadas, las cuales cumplenfunciones especficas: La primera zona apreciable es la corteza, formadapor materia muerta, de aspecto resquebrajado, quesedivideencortezaexteriorycortezainterior(floema).Lacortezaexteriorestcompuestaporclulasmuertas quecumplenlafuncindeprotegerlaestructura interiorfrenteaagentesclimticosybiolgicos.Figura1-5: Seccin transversal de un tronco en que se muestrala corteza exterior y la corteza interior o floema. Siguiendohaciadentroseencuentralacortezainterior, compuesta por clulas que trasladan saviaelaborada.Figura 1 - 6: En la seccin transversal del tronco se muestra elcambium o cambio, que se encuentra adyacente al xilema y haciala corteza. Luego se presenta el cambium o cambio, zona quecorresponde al tejido generador de clulas, es decir,donde se produce el crecimiento del rbol. Hacia elinterior forma el xilema y hacia el exterior, forma elfloema. En el xilema podemos distinguir la albura hacia elexterior,conclulasquecumplenlafuncindesostn y traslado de agua y nutrientes.UNIDAD 1LA MADERAUnidad 1Corteza exteriorCortezainteriorCambiumFigura 1- 7: La zona al interior del cambium es la albura. Hacia el interior del xilema se forma el duramen, com-puesto por clulas inactivas, pero que mantienen lafuncin de sostn.Figura 1-8: Al interior de la albura se encuentra el duramen. En el centro del rbol se encuentra la mdula, tejidoinactivo sin funcin especfica.Figura1 - 9: En el centro se ubica la mdula.Otra de las caractersticas relevantes del rbol en su seccintransversal son los denominados anillos de crecimiento(concntricos), los cuales son apreciables a simple vista,dependiendo de la especie.Las especies madereras, como se detallar ms adelante,se clasifican en dos grandes grupos: conferas y latifoliadas.Enlasprimeras,losanillosdecrecimientosonperfectamentediferenciables,mientrasqueenlassegundas, no son tan apreciables.Figura 1 - 10: Anillo de crecimiento anual.Enlasconferassepuedenapreciardosbandasconcntricas, diferenciadas en los anillos de crecimiento.La banda ms clara es denominadamadera de primaverao temprana. La banda ms oscura, ms densa que la deprimavera, es la madera de verano o tarda. En esta ltima,al llegar el receso invernal puede observarse la reduccinde su crecimiento.Figura 1 - 11: Madera de primavera o temprana y madera deverano o tarda.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 16AlburaAnillo decrecimiento anualMdulaMadera TempranaMadera TardaDuramenSiamplificamoselanillodecrecimiento,podemosidentificarla maderatemprana,formada por clulas demayor tamao y la madera tarda, compuesta por clulasms concentradas.Figura 1 - 12: Ampliacin del anillo de crecimiento.Las clulas enconferas pueden medir de 3 a 5 milmetrosdelargo,dependiendodelaespecie.Enelcasodelatifoliadas, el largo puede llegar a 1 mm.Figura 1 - 13: Dimensin de las clulas en conferas y latifoliadas.1.4 ESPECIES MADERERASLa madera es producto de un proceso metablico en unorganismovivo(rbol),quecreceenlanaturalezaencondicionesclimticas,geogrficasydesuelosmuydiversos.Esta diversidad afecta el crecimiento y las caractersticasde la madera en relacin con su estructura celular.Alanalizarunaprobetaenmicroscopioseobservalamadera igual a cualquier ser vivo,conformada por clulasgeneralmente alargadas y dispuestas en la direccin deleje del rbol, pudiendo cumplir esencialmente 2 funciones:sostndelpropiorbolyconductoradesavia.Por esto, a nivel de estructura celular se pueden clasificarlas especies arbreas en dos grandes grupos de rboles: Conferas Latifoliadas1.4.1 ConferasLa madera deconferas est constituida esencialmenteporclulasdecaractersticashomogneas,delgrupotraqueidas, las cuales realizan la doble funcin de sostndel rbol y conduccin de la savia(NCh 173 Madera Terminologa General).Las especies pertenecientes a este grupo presentan untronco recto, cnico hasta su pice (extremo superior) yrevestido de ramas.Figura 1 - 14: Estructura anatmica de una confera.Unidad 1La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 17MaderaTempranaMaderaTarda1mm maderasduras (latifoliadas)3 a 5 mm maderasblandas (conferas)1.4.2 LatifoliadasLamaderadelatifoliadasprovienedelgrupodeangiospermas, los que estn constituidos esencialmentepor vasos, los cuales realizan la funcin conductora de lasaviay por fibras que son el sostn del rbol (NCh 173Madera Terminologa General).Las especies latifoliadas presentan en general, una copa bienramificada y un tronco que vara en dimensiones y forma.Figura 1-15: Estructura anatmica de una latifoliada.LasespeciesmadererascomercializadasenChile,atendiendo a su origen se clasifican en: Especies nativas (originarias de Chile) Especies exticas (introducidas)En la actualidad, especies forestales nativas como: Raul,Coige, Lenga, Roble, Mao, Alerce y Araucaria, estnsujetas a utilizacin restringida y en algunos casos, prohibida.Porotraparte,lasespeciesexticascorrespondenaespecies forestales originarias de otros pases e introducidasen nuestro territorio. Destaca entre ellas el Pino radiata,queencontrentrelaVylaIXregionesdelpas,condiciones excepcionales de crecimiento y desarrollo,transformndose en la principal especie comercial de usoestructural en el pas.Algunas especies exticas que pueden encontrarse enChile datan de ms de cien aos, como por ejemplo: Pinooregn,Hemlock,Robleamericano,FrensoyCerezo(tambinnorteamericanos),HayayLarch(deEuropa),Mara, Cedro y Roble boliviano, Ramin, Almendrillo, Paquio,Ip, entre otras especies tropicales.Las especies conferas y latifoliadas nacionales, para usoestructural, se muestran en las normas NCh 1970 MaderasParte 1 y 2: Especies (Latifoliadas/Conferas) Clasificacinvisual para uso estructural- Especificaciones de los gradosde calidad.ElPinoradiataporsudisponibilidadactualyfutura,caractersticasfsicasycomportamientomecnicoestructural, se ha convertido por excelencia en la especiemaderera ms utilizada en la construccin, tanto para finesestructurales como estticos.Hoy en da se puede acceder comercial y masivamentea la madera de Pino radiata clasificada estructuralmente,segn norma chilena NCh 1207 (Pino radiata- Clasificacinvisual para uso estructural- Especificaciones de los gradosde calidad) o la normativa britnica EBS 159/1, seca encmara,ycontenidodehumedadentre12y15%.1.5LA MADERA Y SUS PROPIEDADESLa madera elaborada a travs de un proceso de aserrosedenominapiezademaderayposeepropiedadesdefinidas.1.5.1 Propiedades BsicasIndependientemente de la especie, la madera puede serconsiderada como un material biolgico, anisotrpicoehigroscpico.Foto1-16:Aserraderoautomatizadodondelamaderaesdimensionada.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 18Unidad 1Esunmaterialbiolgico,yaqueestcompuestoprincipalmente por molculas de celulosay lignina. Siendomadera elaborada, puede ser biodegradada por el ataquede hongos e insectos taladradores, como son las termitas.Porello,adiferenciadeotrosmaterialesinorgnicos(ladrillo, acero y hormign, entre otros), la madera debetener una serie de consideraciones de orden tcnico quegaranticen su durabilidad en el tiempo.La madera es un material anisotrpico. Segn sea el planoodireccinqueseconsidererespectoaladireccinlongitudinaldesusfibrasyanillosdecrecimiento,elcomportamiento tanto fsico como mecnico del material,presenta resultados dispares y diferenciados. Para teneruna idea de cmo se comporta, la madera resiste entre20 y 200 veces ms en el sentido del eje del rbol, queen el sentido transversal.Debido a este comportamiento estructural tan desigual,se ha hecho necesario establecer: Eje tangencial Eje radial y Ejeaxialo longitudinalEl eje tangencial, como su nombre lo indica, es tangentea los anillos de crecimiento y perpendicular al eje lon-gitudinal de la pieza. Figura 1 - 17 y 18: Eje tangencial en una pieza de madera.El eje radial es perpendicular a los anillos de crecimientoy al eje longitudinal.Figura 1-19: Eje radial en una pieza de madera.El eje longitudinal es paralelo a la direccin de las fibrasyporende,alejelongitudinaldeltronco.Formaunaperpendicularrespectoalplanoformadoporlosejestangencial y radial.Figura 1 - 20: Eje longitudinal en una pieza de madera.La madera es un material higroscpico. Tiene la capacidadde captar y ceder humedad en su medio, proceso quedependedelatemperaturayhumedadrelativadelambiente. Este comportamiento es el que determina yprovoca cambios dimensionales y deformaciones en lamadera.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 191.5.2 Propiedades Fsicas1.5.2.1 Contenido de humedadLaestructuradelamaderaalmacenaunaimportantecantidaddehumedad.Estaseencuentracomoagualigada (savia embebida) en las paredes celulares y comoagualibre,enelinteriordelascavidadescelulares.Para determinar la humedad en la madera, se estableceuna relacin entre masa de agua contenida en una piezay masa de la pieza anhidra, expresada en porcentaje. Aeste cuociente se le conoce como contenido de humedad.% Contenido = Peso del agua x100de humedad Peso de madera seca en cmaraDonde:Peso del agua = Peso madera - Peso madera secahmedaen cmaraTabla 1-1: Clculo del contenido de humedad de la madera.Por ejemplo, si una pieza de madera contiene 15% dehumedad, significa 15 kilos de agua por cada 100 kg demadera.ElprocedimientoyensayoparacalcularelcontenidodehumedadestestablecidoenlanormachilenaNCh176/1OF1984Madera-Parte1:Deter-minacin de humedad.El agua contenida en el interior de la madera, sea enformanaturaloporestarexpuestaacondicionesdelmedio ambiente, puede variar principalmente debido ala humedad y temperatura predominantes en el lugardonde se utiliza.Al cortar un rbol, la madera contiene gran volumen deaguaensuscavidadesyparedescelulares,humedadque oscila alrededor del 80%. En algunos casos, puedeser superior al 100%, es decir, el peso del agua contenidaen el volumen de madera es superior al peso de staanhdra.Dependiendo de las condiciones ambientales, la maderaentrega al medio agua libre contenida en sus cavidades, yluego agua adherida por capilaridad a las paredes celulares.Cuando el intercambio de humedad que produce elmedio ambiente cesa, se dice que la madera haalcanzado un punto denominado humedad de equilibrio.Se denomina, entonces, humedad de equilibrio al porcen-taje de agua que alcanza una madera sometida duranteun lapso determinado a condiciones de temperaturay humedad en su medio ambiente.Loscambiosclimticosdelairequesesucedencontinuamente, da y noche segn las estaciones, hacenque la humedad de la madera tambin cambie, aunqueen valores pequeos.Kollmann (1959) comprob que la humedad de equilibrioes casi constante para todas las maderas, y elabor unbacoparadeterminarestevalor.Osea,cuandolamadera es sometida a un ambiente saturado de humedad(100%dehumedadrelativadelaire),lahumedaddeequilibrioescasiconstanteparatodaslasmaderas,alcanzando un valor mximo de 30%.Grfico 1-1: Curvas de humedad de equilibrio de la madera.Dicha condicin se produce en casi todas las especiescuandoelagualibrehasidoentregadaalambiente,permaneciendoconaguaslolasparedescelulares.Aestepuntodehumedadseledenominapuntodesaturacin de la fibra (PSF).Figura 1 - 21 : Punto de saturacin de la fibra, PSF.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 20Pared celular saturadaDimensiones en verdeLa Construccin de Vivienda en MaderaUnidad 1Desde este punto porcentual y sobre l, la madera tienelas dimensiones de la madera verde.Figura 1 - 22:Madera sobre el PSF. Presencia de agua libre yagua ligada.Cuando la madera tiene un contenido de humedad bajo(el punto de saturacin de las fibras es menor al 30%),se habla de madera seca. Sin embargo, para ser utilizadacomo material de construccin, y especficamente confines estructurales, el contenido de humedad debe serinferior al 15%.Figura1 - 23: Madera seca. La contraccin se inicia.1.5.2.2 Densidad de la maderaComo se sabe, la densidad de un cuerpo es el cuocienteformado por masay volumen.En la madera, por ser higroscpica, la masa y el volumenvaran con el contenido de humedad; por lo que resultaimportante expresar la condicin bajo la cual se obtienela densidad. Esta es una de las caractersticas fsicas msimportantes, ya que est directamente relacionada conlas propiedades mecnicas y durabilidad de la madera.La norma chilena NCh 176/2 Of 1986 Mod. 1988 Madera-Parte2:Determinacindeladensidad,establecelassiguientesdensidadesdelamadera,determinadasapartirdelcontenidodehumedaddelapieza: Densidad Anhidra: Relaciona la masa y el volumende la madera anhidra (completamente seca). Densidad Normal: Aquella que relaciona la masa yelvolumendelamaderaconuncontenidodehumedad del 12%. Densidad Bsica: Relaciona la masa anhidra de lamadera y su volumen con humedad igual o superioral 30%. DensidadNominal:Eslaquerelacionalamasaanhidra de la madera y su volumen con un contenidode humedad del 12%. Densidad de Referencia: Aquella que relaciona lamasa y el volumen de la madera ambos con igualcontenido de humedad.1.5.2.3 Contraccin y expansin de la maderaEl secado de la madera por debajo del punto de saturacindelafibra,provocaprdidadeaguaenlasparedescelulares,loqueasuvezproducecontraccindelamadera.Cuandoestoocurresedicequelamaderatrabaja.Figura 1 - 24: Madera verde y madera seca.Las dimensiones de la madera comienzan a disminuir enlos tres ejes anteriormente descritos: tangencial, radialylongitudinal.Sinembargo,enesteprocesolacontraccin tangencial es mayor a la que se produce enun rbol.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 21Pared saturada Agua libreDimensiones en verde Dimensiones en secoParedes saturadasAgua libreDimensiones en verdeFigura 1 - 25: El grfico muestra la magnitud de la contraccintangencial y el sentido en el tronco.A la contraccin tangencial le sigue la radial, con menosefecto, pero significativo en la deformacin de la pieza.Figura 1 - 26: El grfico muestra la magnitud de la contraccinradial y el sentido en el tronco.La contraccin longitudinal es prcticamente despreciableen madera utilizada con fines estructurales.Figura 1 - 27: Grfico que muestra la proporcin de lacontraccinde la madera en su eje longitudinal.Desde el punto de vista del comportamiento de la madera,el punto de saturacin de la fibra es una variable muyimportante, puesto que sobre l, la madera no variar suscaractersticas ni su comportamiento fsico o mecnico.Sin embargo,cuando la madera se encuentra bajo dichopunto, sufre cambios dimensionales y volumtricos quepueden ir de leves a drsticos.Las consecuencias de dicho proceso en beneficio de laspropiedades resistentes de la madera, dependern de lascondiciones y mtodo de secado aplicado (al aire o encmara).HUMEDAD DIMENSION CONTRACCION%Verde-12% Tangencial 4,0Radial 2,0Longitudinal 0,1Volumtrica 6,0Verde-SecoTangencial 7,0en cmara Radial 3,4Longitudinal 0,2Volumtrica 10,5Tabla 1-2: Contraccin en Pino radiata secado al aire y en cmara.La contraccin por secado provoca deformaciones en lamadera.Sinembargoconunadecuadomtodo,losefectos son beneficiosos sobre las propiedades fsicas ymecnicas de la madera.Figura 1-28: Efectos de la contraccin en la madera.1.5.2.4 PropiedadeselctricasLamaderaanhidraesunexcelenteaislanteelctrico,propiedad que decae a medida que aumenta el contenidode humedad.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 22Unidad 1En estado anhidro y a temperatura ambiental, la resistenciaelctricaesdeaproximadamente1016ohm-metro,decreciendo a 104 ohm-metro, cuando la madera est enestado verde. Esta gran diferencia se produce cuando elcontenido de humedad vara entre 0% y 30 %, base paraeldiseodelosinstrumentoselctricosquemidenhumedad(xilohigrmetros).1.5.2.5 PropiedadesacsticasLa madera, como material de construccin, cumple un rolacstico importante en habitaciones y aislacin de edificios,ya que tiene la capacidad de amortiguar las vibracionessonoras. Su estructura celular porosa transforma la energasonora en calrica, debido al roce y resistencia viscosadel medio, evitando de esta forma transmitir vibracionesa grandes distancias.1.5.2.6 Propiedades trmicasEl calor en la madera depende de la conductividad trmicay de su calor especfico.a) Conductividad es la capacidad que tiene un materialpara transmitir calor, y se representa por el coeficientede conductividad interna; definido como la cantidaddecalorqueatraviesaporhora,enestadodeequilibrio, un cubo de un metro de arista, desde unade suscarasalaopuestaycuandoentrestasexiste unadiferenciadetemperaturade1gradoCelsius ().La conductividad trmica se mide mediante un coeficientede conductividad y est ntimamente relacionada con ladensidaddelamadera.Lascavidadescelularesdelamadera seca (bajo el PSF) estn llenas de aire, el cual esun mal conductor trmico. Por ello, las maderas de bajadensidad conducen menos calor que las de alta densidad.b) Calor especfico es definido como la cantidad decalor necesario para aumentar en 1 grado Celsius (),la temperatura de un gramo de madera.El calor especfico en la madera es 4 veces mayor que en elcobrey50%mayorqueenelaire.Nodependedelaespecie ni densidad, pero s vara con la temperatura.La combinacin de estos dos aspectos hace de la maderaun material que absorbe calor muy lentamente.La alta resistencia que ofrece la madera al paso del calor,la convierte en un buen aislante trmico y en un materialresistente a la accin del fuego.La madera, al igual que otros materiales, se dilata o contraeal aumentar o disminuir la temperatura, pero su efecto esbastante menor, sin ser despreciable, en valores que representan1/3 del acero y 1/6 del aluminio, aproximdamente.1.5.3 Propiedades mecnicas1.5.3.1 GeneralidadesLas propiedades mecnicas de la madera determinan lacapacidadoaptitudpararesistirfuerzasexternas.Se entiende por fuerza externa cualquier solicitacinque,actuando exteriormente, altere su tamao, dimensin ola deforme.Elconocimientodelaspropiedadesmecnicasdelamaderaseobtieneatravsdelaexperimentacin,medianteensayosqueseaplicanalmaterial,yquedeterminan los diferentes valores de esfuerzos a los quepuede estar sometida.El esfuerzo que soporta un cuerpo por unidad de superficiees la llamada tensin unitaria.Cuando la carga aplicada a un cuerpo aumenta,se produceuna deformacin que se incrementa paulatinamente. Estarelacin entre la carga aplicada y la deformacin que sufre uncuerpo se puede representar grficamente por una recta(Grfico 1 5), hasta el punto donde se inicia el lmite elsticodel material ensayado. Si se sigue aumentando la carga, selogra la rotura del material.El lmite elstico se define como el esfuerzo por unidadde superficie, en que la deformacin aumenta en mayorproporcin que la carga que se aplica.El esfuerzo necesario para solicitar un material hasta ellmiteelstico,determinalatensinenellmitedeproporcionalidad, que es la carga mxima a que se puedesometer sin que se produzcan deformaciones permanentes.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 23CargaDeformacinCarga deroturaCarga enel lmite deproporcionalidadGrfico 1- 2 : Grficacarga - deformacin.La rigidez de un cuerpo se define como la propiedad quetiene para resistir la deformacin al ser solicitado por fuerzasexternas. La medida de rigidez de la madera se conocecomo mdulo de elasticidad o coeficiente de elasticidad,calculado por la razn entre esfuerzo por unidad de superficiey deformacin por unidad de longitud.Cuando la carga resulta mayor a la del lmite elstico, lapiezacontinadeformndosehastallegaracolapsar,obteniendo la tensin de rotura de la pieza de madera.1.5.3.2 EnsayosLos ensayos se realizan en dos estados de contenido dehumedad, uno con probetas de humedad superior al 30%(estado verde),y el segundo con probetas de humedad12% (estado seco al aire).1.5.3.2.1 Compresin paralela a las fibrasEs la resistencia de la madera a una carga en direccinparalela a las fibras, la que se realiza en columnas cortaspara determinar la tensin de rotura, tensin en el lmitede proporcionalidad y mdulo de elasticidad.Figura 1 - 29: Esquema de ensayo de compresin paralela a lasfibras.1.5.3.2.2 Compresin normal a las fibrasEs la resistencia de la madera a una carga en direccinnormalalasfibras,aplicadaenunacararadial,determinando la tensin en el lmite de proporcionalidady tensin mxima.Figura 1 - 30: Esquema de ensayo de compresin normal a lasfibras.1.5.3.2.3 Flexin estticaEs la resistencia de la viga a una carga puntual, aplicadaen el centro de la luz, determinando la tensin en el lmitede proporcionalidad, tensin de rotura y el mdulo deelasticidad.Figura 1 - 31: Esquema de ensayo de la flexin esttica.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 24DeformacinFlexinCompresinCorteTraccinUnidad 11.5.3.2.4 TenacidadEs la capacidad que tiene la madera de absorber energaalaplicarunacargaqueactaenformainstantnea.Figura 1 - 32: Esquema de ensayo de tenacidad.1.5.3.2.5 CizalleEslamedidadelacapacidaddelapiezapararesistirfuerzas que tienden a causar deslizamiento de una partede la piezasobre otra.Figura 1 - 33: Esquema de ensayo de cizalle longitudinal.Segnladireccindelasfuerzasquelaproducensepueden clasificar en:a) Cizalle paralelo tangencialLa solicitacin es paralela a las fibras y produce un planodefalla,tangentealosanillosdecrecimiento.Figura 1 - 34: Esquema de ensayo de cizalle paralelo tangencial.b) Cizalle paralelo radialLasolicitacinesparalelaalasfibrasyproduceunplano de falla perpendicular a los anillos de crecimiento.Figura 1 - 35: Esquema de ensayo de cizalle paralelo radial.1.5.3.2.6 Clivaje tangencial y radialElclivajeeslaresistenciaqueofrecelamaderaalrajamiento. Puede ser tangencial y radial, dependiendode la ubicacin de los anillos de crecimiento.Figura 1 - 36: Esquema de ensayo de clivaje. Dependiendo dela ubicacin de los anillos de crecimiento con respecto al planode falla, el clivaje puede ser tangencial y radial.a) Clivaje tangencialEl plano de falla es tangente a los anillos de crecimiento.b) Clivaje radialEs aquel en que el plano de falla es normal a los anillosde crecimiento.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 25Figura 1 - 37: Esquema de ensayo de clivaje radial.1.5.3.2.7 Traccin paralela a las fibrasEs la resistencia a una carga de traccin en direccinparalela a las fibras.Figura 1 - 38: Esquema de ensayo de traccin paralela a lasfibras.1.5.3.2.8 Traccin normal a las fibrasEs la resistencia que opone la madera a una carga detraccin en la direccin normal a las fibras.Figura 1 - 39: Esquema de traccin normal a las fibras.Segn la posicin del plano de falla con respecto a losanillosdecrecimiento,sepuededistinguirlatraccinnormal tangencial y la traccin normal radial.Figura 1 - 40: Esquema de traccin normal radial a las fibras.1.5.3.2.9DurezaEs la resistencia que presenta la madera a la penetracin.Figura 1 - 41: Esquema de ensayo de dureza. Puede medirse enforma normal o paralela a la fibra.1.5.3.2.10 Extraccin de clavoSemidesuresistenciaporlafuerzanecesariaparaextraerunclavodelamadera.Sedebeconsiderarlaresistencia al desclave en una superficie paralela a lasfibras y en una superficie normal a las fibras.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 26Unidad 1Figura 1 - 42: Esquema de ensayo de extraccin de clavo.1.5.3.3 Factores que afectan las propiedades mecnicasExiste una serie de variables relacionadas con la estructuranatural de la madera que pueden afectar sus propiedadesmecnicas:1.5.3.3.1 Defectos de la maderaRecibe este nombre cualquier irregularidad fsica, qumicao fsico-qumica de la madera, que afecte los aspectos deresistencia o durabilidad, determinando generalmenteuna limitante en su uso o aplicacin.El identificar los defectos de la madera permite clasificarlapor aspecto o resistencia.LanormaNCh993Of.72Madera-Procedimientoycriterios de evaluacin para clasificacin, establece diezniveles de defectos de la madera (de la A a la J) en laclasificacin por aspecto.En una clasificacin por resistencia, cada nivel est vinculadoa una razn de resistencia y se clasifica segn el gradoestructural.Se distinguen, adems, defectos por manipulacin de lamadera (secado y elaboracin) y los inherentes a ella, loscuales influyen al momento de clasificarla por aspecto ypor resistencia.Sus definiciones y mtodos de clasificacin se encuentranestablecidos en la norma chilena NCh 992 E Of. 72 Madera-Defectos a considerar en la clasificacin, terminologa ymtodos de medicin.A continuacin se exponen los defectos propios de lamadera por elaboracin y cuidados en el almacenamientoyproteccinenpiedeobra,querepercutenenlaresistenciaodesempeodelaspiezasenservicio.Es importante conocer los trminos relacionados con lageometra de una pieza, extrados de la norma chilenaNCh 992, indispensable para comprender las definicionesy mtodos de medicinde los defectos de la madera.Arista: Lnea recta de interseccin de las superficies queforman dos lados adyacentes.Cabeza: Seccin transversal de cada extremo de una pieza.Cantos: Superficies planas, menores y normales a las carasparalelas entre s y al eje longitudinal de una pieza.Caras: Superficies planas mayores, paralelas entre s y aleje longitudinal de una pieza o cada una de las superficiesplanas de una pieza de seccin cuadrada.Borde de una cara: Zona de la superficie de una cara queabarca todo el largo de una pieza y que queda limitadaenelancho,porunaaristayporunalneaimaginariaparalela a la arista y a una distancia de sta igual a lacuarta parte del ancho de la pieza.Zona central de una cara: Zona de la superficie de unacara que abarca todo el largo de una pieza que quedacomprendida entre los bordes de la cara. El ancho de estazonaesigualalamitaddelanchodelapieza.Escuadra: Expresin numrica de las dimensiones de laseccin transversal de una pieza. Se debe especificar enmilmetros (mm) de acuerdo a la norma vigente. Como enChileestarraigadoelusodelaspulgadas,sehaconsiderado conveniente especificar las escuadras de laspiezasindistintamenteenambossistemas,comoporejemplo: 2" x 4" 2x4 41 x 90 mm.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 27Figura 1-43: Trminos relativos a la geometra de una pieza.Ancho: Dimensin mayor de la escuadra.Espesor: Dimensin menor de la escuadra.a) Defectospropios:Losdefectospropiosquemsincidensobrelaspropiedadesderesistenciaydurabilidadson: Nudos sueltosAbertura de seccin relativamente circular, originadapor el desprendimiento de un nudo.Sinointeresasuposicinenlapieza,lanormaestablece que se debe calcular el dimetro medio,midiendo su dimetro mayor y menor, en milmetros,y calculando el promedio.Los agujeros y/o nudos sueltos se pueden ubicar enla arista, en el borde de la cara, en el canto o en lazona central de la cara.La posicin de este defecto es determinante en lamagnitud de la alteracin que causar en las propie-dades resistentes. As, un agujero, dentro o cerca deun canto, afecta fuertemente la resistencia de traccino compresin de unapieza solicitada porflexin.En cambio, un agujero en el centro de la cara alterarms su resistencia de cizalle, cuando se aplica a ellael mismo esfuerzo de flexin.Ejemplos:Figura 1-44: Medicin de agujero y/o nudo suelto en el bordede la cara.Figura 1- 45: Medicin de agujero y/o nudo suelto en la arista. RajadurasSeparacin de fibras en la madera que afecta dossuperficies opuestas o adyacentes de una pieza.Figura 1- 46: Medicin de la longitud de la zona afectada porla rajadura.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 28Unidad 1 GrietasSeparacin de elementos constitutivos de la madera,cuyo desarrollo no alcanza a afectar dos superficiesopuestas o adyacentes de una pieza.Figura 1- 47: Medicin de grietas. Fibra inclinadaDesviacinangularquepresentanloselementoslongitudinalesdelamadera,conrespectoalejelongitudinal de la pieza.Figura 1- 45: Medicin de la desviacin de la fibra. PerforacinGalerauotrotipodeorificioproducidoporlapresencia de insectos taladradores. En cualquier caso,lamaderaconestedefectodebeserdesechada. PudricinDegradacin, descomposicin y destruccin de ma-dera por presencia de hongos xilfagos y ambientehmedo. La presencia parcial de putrefaccin implicauna creciente reduccin de la resistencia. No se debeutilizar como material de construccin.Otrosdefectosqueincidenenlaresistencia,peroenmenor grado, son: Bolsillo de cortezaPresencia de masa de corteza total o parcial com-prendida en la pieza. Se conoce tambin como cor-teza incluida. Bolsillo de resinaPresencia de una cavidad bien delimitada que con-tiene resina o tanino. Se conoce tambin como bolsao lacra.Los efectos que tiene el bolsillo de corteza y/o resinasobre la resistencia son los mismos descritos para el agujeroy/o nudo suelto.La medicin depender de la ubicacin que tiene el bolsilloen la pieza, el cual se puede ubicar en la arista, borde dela cara, en el canto o en la zona central.Figura 1- 49: Medicin de bolsillo de corteza y/o resina en lazona central de la pieza.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 29 AcebolladurasSeparacin de la pieza entre dos anillos consecutivos.Cuando aparece en las caras o cantos, se mide sulongitud y separacin mxima (mm).Figura 1 - 50: Forma y medicin de una acebolladura. AlabeosDeformacin que puede experimentar una pieza demadera en la direccin de sus ejes, longitudinal ytransversal o ambos a la vez, pudiendo tener diferentesformas: acanaladura, arqueadura, encorvadura y tor-cedura. Estos son defectos tpicos por secado inade-cuado, tema que se trata ms adelante.Ejemplo:Figura 1-51: Acanaladura, alabeo de las caras en la direccintransversal. Se conoce tambin como abarquillado (en la imagense muestra la medicin de la acanaladura). ColapsoReduccin de las dimensiones de la madera duranteel proceso de secado, sobre el punto de saturacinde las fibras, y se debe al aplastamiento de sus cavi-dades celulares.Este defecto no es admisible en la madera, puedeafectar la resistencia y adems su presencia. MdulaCorresponde al tejido parenquimatoso y blando dela zona central del tronco. Afecta la clasificacin poraspecto de superficies que quedan a la vista.Figura 1- 52: Medicin de mdula. Canto muertoSe conoce por canto muerto o arista faltante a la faltade madera en una o ms aristas de una pieza.Se mide en la arista, su largo o suma de largos enmm,mayordimensinenelcanto(x)ymayordimensin en la cara (y).La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 30Figura 1 - 53: Medicin de la arista faltante o canto muerto.b) Defectos por elaboracin: Escuadra irregularVariacin de la escuadra nominal de una pieza pro-ducida por la desviacin del plano de corte duranteel aserro, por ejemplo, sobredimensin.Figura 1 - 54: Escuadra irregular. GrietaSeparacin de los elementos constitutivos de la ma-dera, cuyo desarrollo no alcanza a afectar dos super-ficies opuestas o adyacentes de una pieza.Figura 1 - 55: Medicin de una grieta. Marca de sierraDepresin en la superficie de una pieza producidapor un corte anormal. RajaduraSeparacin de fibras de la madera que afecta dossuperficies opuestas o adyacentes de una pieza.Figura 1 - 56: Medicin de la longitud de la zona afectada porrajadura. Cepillo desgarradoLevantamiento de fibras en las superficies cepilladascausado por trabajo defectuoso. Ocurre con mayorfrecuencia al procesar madera verde. Cepillo onduladoDepresiones sucesivas dejadas por cuchillos sobre lasuperficie de una pieza cepillada.Unidad 1La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 31 Cepillado incompletoAreas de la superficie de una pieza que quedan sin cepillar. Depresin por cepilladoConcavidad producida durante el cepillado.Figura 1 - 57: Depresin por cepillado. Marca de astillamientoDepresin en las caras cepilladas, causada por des-prendimiento de fibras. Mancha de procesamientoCambio de color que puede ocurrir en la maderadurante los procesos de aserro, cepillado y/o alma-cenamiento. QuemadoCarbonizacin de la madera durante su procesamien-to, producida por friccin de la herramienta.c) Cuidados y consideraciones de piezas de maderapara el almacenamiento y proteccin a pie de obraSi bien la madera recibida en obra puede llegar enptimascondiciones,tambinpuedesufrirseverasdeformacionesqueafectansuresistenciaosudesempeo en servicio, producto de una deficientemanipulaciny/omalalmacenamientoenobra.Debido a esto, es de suma importancia tomar las siguien-tes precauciones y consideraciones: Almacenar la madera en forma encastillada y protegidade la exposicin directa al sol. Evitar almacenar la madera en ambientes hmedos. Evitar contacto directo de la madera con el suelo. Mantener encastillado en orden, evitando piezasarrumbadas.Figura 1 - 58: Almacenamiento de la madera en paquetes conuso de separadores.1.5.3.3.2 DensidadLa densidad es una variable importante para determinarla resistencia de la madera. Esta depende de varios factores,entre los cuales se puede mencionar: Composicin de las paredes celulares Grosor de las paredes celulares Tamao de las porosidades Composicin de la celulosa1.5.3.3.3 Contenido de humedadCuando la madera pierde agua por debajo del punto desaturacin de las fibras, cada clula se compacta, lo queprovoca mayor rigidez y resistencia de las fibras, y porende, un incremento de su resistencia.1.5.3.3.4 TemperaturaEngeneral,laspropiedadesmecnicasdelamaderadecrecen al aumentar la temperatura interna, produciendoel efecto inverso cuando se enfra.1.5.3.3.5Albura y duramenPor los tejidos de la albura se conduce la savia desde la tierraa las hojas, siendo de vital importancia en el crecimiento delrbol, adems de ser su soporte. En la primera etapa delrbol, su seccin transversal corresponde a la albura, luego,parte de sta se transforma en duramen, cuya nica funcines el soporte mecnico del tronco.No existen diferencias significativas entre las propiedadesmecnicas de albura y duramen.1.5.3.3.6 Temporada de corteEn general el rbol se puede talar en cualquiera estacin delao, no habiendo ninguna diferenciaen sus propiedades,lo importante es que una vez talado, se procede de inmediatoa suprocesamiento y secado encmara.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 321.5.3.3.7 Tratamiento de la maderaEn varios estudios se ha demostrado que el proceso dela impregnacin, debido al sometimiento de alta presinpara lograr un buen resultado, produce un debilitamientode la pieza y disminucin de su resistencia.1.6 SECADO DE LA MADERAEl secado de la madera es un proceso que se justificapara toda pieza que tenga uso definitivo en el interior dela vivienda (queda incorporada a la vida til de sta), seacon fines estructurales o de terminacin.Lautilizacindemaderasecaaportaunaseriedebeneficios, entre los que se destaca: Mejorasuspropiedadesmecnicas:lamaderaseca es ms resistente que la madera verde. Mejora su estabilidad dimensional. Aumenta la resistencia al ataque de agentes destructores (hongos). Aumenta la retencin de clavos y tornillos. Disminuyeconsiderablementesupesopropio,abarata el transporte y facilita la manipulacin deherramientas. Mejoralaresistenciadeadhesivos,pinturasybarnices. Mejora su ductilidad, facilidad para cortar y pulir. Mejoralaabsorcindepreservanteslquidosaplicados con presin. Aumenta la resistencia de las uniones de maderasencoladas.Grfico 1 - 3: Efecto del contenido de humedad en la resistenciade la madera.Unidad 1La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 33El secado de la madera puede ser realizado a travs dedos mtodos:1.6.1 Secado al AireSe efecta simplemente encastillando la madera bajocubiertas protectoras contra el sol directo, permitiendolacirculacindeaireenformaexpeditay,segnlascondicionesdetemperaturayhumedadrelativadelambiente, el secado de la madera. Tiene la desventajade ser un proceso lento y poco efectivo.Los principales factores que influyen en un buen secadoal aire son: Disponer de una cancha o patio que permita exponerla madera al aire, y que el encastillado sea efectuadode modo que el aire circule envolviendo cada unade las piezas de madera. El mejor sistema de encastillamiento para un secadorpido con el mnimo de agrietamiento y torceduras,es el apilado plano.Figura 1 - 59: El adecuado almacenamiento previene losdefectos del secado de la madera.1.6.2 Secado convencional en hornoConsiste en secar la madera en cmaras especiales (hornos),en los cuales se manejan variables de presin, humedady temperatura (80 a 90 C). Este proceso tiene la ventajade ser rpido, adems de establecer el grado de humedaddeseado.Tiene la desventaja de ser un proceso que puede provocarfisuras, grietas, arqueaduras ytorceduras en la madera,dependiendo del procedimiento y la especie.Figura 1 - 60: Secadores de madera, se muestra la carga de loscarros.Tabla 1 - 3: Tabla de secado de Pino radiata.1.6.3 Defectos por secadoLos defectos por secado se producen cuando se realizaunprocesoquegeneratensionesinternasaniveldeestructuradelamadera,siendolosmsfrecuentes:1.6.3.1 ArqueaduraLa arqueadura o combado es el alabeo de las caras endireccin delas fibras de la madera (NCh 173 Madera-Terminologa general). La flecha que se forma por unade sus caras indica el grado de deformacin, el cual sedebe analizar para determinar el nivel de aceptacin quese permite en la madera para un determinado uso.Figura 1 - 61: Alabeo o deformacin de la madera llamadoarqueadura.1.6.3.2 AcanaladuraLa acanaladura o abarquillado es un alabeo en direccintransversal a las fibras (segn norma NCh173).Figura 1 - 62: Alabeo o deformacin de la madera llamadoacanaladura.1.6.3.3EncorvaduraLa encorvadura o curvatura lateral corresponde al alabeode los cantos en el sentido de las fibras (segn normaNCh173).Figura1-63:Alabeoodeformacindelamaderallamadoencorvadura.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 341.6.3.4TorceduraLa torcedura o revirado es el alabeo helicoidal en direccinlongitudinalytransversaldelasfibras(segnnormaNCh173).Figura 1 - 64: Alabeo o deformacin de la madera llamadotorcedura.1.6.3.5 ColapsoReduccin de las dimensiones de la madera durante elproceso de secado sobre el punto de saturacin de lasfibras.Sedebeaunaplastamientodelascavidadescelulares.1.7 LA MADERA PARA CONSTRUCCINEn la construccin de viviendas la madera puede tenertres categoras de uso:1.7.1 Madera de uso definitivoEs aquella incorporada a la edificacin, ya sea a nivel deestructura o terminaciones, cuyo objeto es cumplir con lavidatilestablecidaparaeledificio,esdecir,quedaincorporada definitivamente a la vivienda.1.7.2Madera de uso transitorioCumplelafuncindeapoyarestructuralmentelaconstruccin del edificio, sin quedar incorporada a suestructura al finalizar la actividad. En esta categora seencuentra,porejemplo,todalamaderautilizadaenencofrados para hormign.1.7.3Madera de uso auxiliarEs aquella que cumple slo funciones de apoyo al procesoconstructivo. En esta categora se pueden considerar, porej empl o,l ai nstal aci ndefaenas,ni vel etasotablaestacados, reglas y riostras de montaje, entre otros.Por ello, no toda la madera utilizada en las actividades deconstruccin de una vivienda debe tener propiedades,especificaciones y requerimientos iguales, ya que stasdependern del destino que tendr.Para efectos del presente manual, se entender comoconstruccin en madera a aquellas viviendas o edificioscuya estructura est resuelta ntegramente en madera,independiente del material utilizado en la terminacininterior o exterior de la edificacin.Dicha estructura debe contar adems con un adecuadosistema de arriostramientos, solucionado generalmentecon tableros estructurales del tipo contrachapado fenlicoo de hebras orientadas, OSB.Tambin considera la utilizacin de madera preservada(impregnada), aislacin termoacstica, barreras de vapory humedad, y material resistente al fuego por el interior,como por ejemplo, placas de yeso cartn o fibrocemento.No considerar alguno de estos componentes, implicarque la estructura no cumpla con adecuados requerimientosde seguridad, habitabilidad y durabilidad.Figura1 - 65: Tabiques estructuralestpicos de madera de Pinoradiata.Unidad 1La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 3577%Uso Definitivo Uso TransitorioUso Auxiliar20%3%Grfico 1- 4: Distribucin de volumen de madera utilizado enviviendas de construccin tradicional.No es vlido, entonces, hablar de una construccin enmadera al referirseaviviendas de emergencia, puestoque estas soluciones no cumplen con especificaciones yrequerimientosmnimosparaquelosusuariostengancondiciones bsicas de calidad de vida.Figura 1 - 66: Mediaguas de madera construidas en contactodirecto con el suelo (construccin de emergencia).Estas construcciones no contemplan barreras de humedad,aislacin termoacstica, componentes de resistencia alfuego y proteccin de la madera. Por eso presentan seriosproblemas de durabilidad, puesto que normalmente estnen contacto directo con el suelo y la madera carece deproteccin.Hoy en da se tiene completa claridad de que toda pieza demadera que pasa a formar parte de la estructura o terminacionesde una vivienda debe ser madera seca. Esta es una condicinque el mercado de la construccin est exigiendo.De aqu en adelante, por simplicidad se debe desterrarla referencia de especificar madera seca. Para realizaruna adecuada especificacin tcnica de madera para usodefinitivoenlaconstruccin,sedebeincorporarlacondicin de secado pre-establecido. Por ejemplo: maderaseca con un 12% de contenido mximo de humedad.1.8 CLASIFICACIN ESTRUCTURALDEL PINO RADIATALamaderadePinoradiatapuedeserclasificadaestructuralmente mediante dos mtodos normalizados.El primero de ellos y el ms conocido a nivel nacional, esla clasificacin estructuralvisual,laquesebasaenestablecerenunapiezademadera,larazndereanudosa presente en su interior, que provoca desmedro oincluso anula las propiedades mecnicas de la pieza. Otromtodo de clasificacin ampliamente utilizado en Chile,pero poco conocido an, es la clasificacin estructuralmecnica,lacualconsisteenmedirelmdulodeelasticidaddelaspiezaspormediodemtodosmecanizados y automatizados.1.8.1 Clasificacin estructural visualCadapiezademadera,comoconsecuenciadelascaractersticas individuales del rbol de origen, poseetambin caractersticas singulares. Por ello, es posibleestablecerunnmeroindeterminadodegradosestructurales,peroporrazonesdeeconomayconveniencia en la distribucin y comercializacin, resultanecesario agrupar en cantidad.Cada grado estructural consiste en un agrupamientode piezas ligeramente diferentes, pero igualmenteadecuadas para el uso o aplicacin prevista para ellas.En aquellas clasificaciones destinadas a usos en los que sedebegarantizar propiedadesmecnicasadmisibles,lasnormas de clasificacin limitan la presencia de caracteristicasconefectosreductoressobredichaspropiedades.ParaPinoradiata,sehapodidocomprobarquelacaractersticadecrecimientoqueafectaenmayorproporcin las propiedades mecnicas es la presencia denudosidades.En segundo plano, quedan los efectos de incorporacindemdula,inclinacindelafibrayvelocidaddecrecimiento, entre otros.Por ello, el criterio de clasificacin visual se basa en elriguroso control del tamao, ubicacin y frecuencia de losnudos. Se recurri para estos efectos al mtodo de RazndeAreaNudosa,RAN,desarrolladoenInglaterrayadoptado posteriormente por las principales normativaseuropeas y de Oceana.Descrito en trminos simples, consiste en que el clasificador,despus de decidir la seccin ms dbil de la pieza, debevisualizar la geometra de proyeccin del nudo o grupode nudos presentes en dicho sector.Para entender lo que se denomina geometra de proyeccinde nudos, se establece como seccin de la pieza en es-tudio, un volumen transparente y cuerpos de nudos ensu interior como material opaco.El mtodo se aplica examinando piezas en terreno, me-diante la obtencin de grficos de nudos en las seccionestransversales estimadas como crticas.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 36Figura1 - 67: Proyeccin del nudo en la seccin interior de lapieza.Figura1 - 68: Proyeccin cnica del nudo fuera de la seccinde la pieza.En el trazado, se indica que los nudos se desarrollan enformacnicadesdelamdulahacialaperiferia.En una clasificacin comercial, el tcnico clasificador haceuna estimacin visual de la RAN, sin mediciones fsicas yen lapsos reducidos. Para ello se basa en la habilidadganada durante su capacitacin por la aplicacin de lastcnicas descritas.Los nudos ubicados en zonas de borde se procesan enformamssevera.Poresto,elclasificadordebepreocuparse especialmente de los cuartosadyacentes alespesor de pieza (cantos). La razn de rea nudosa enlaszonasdeborde,sedesignacomoRANByensuvaloracin, se considera siempre el canto ms desfavorablede ambos.Figura 1-69: Proyeccin de la zona de borde en una pieza demadera.Con el objeto de mantener como estndar una tensinadmisible en flexin de 5 Mpa que debe resistir la piezade madera, (segn clasificacin estndar internacionalnivel F5 australiana*), se considera conveniente incorporaren la clasificacin el concepto de condicin de borde,situacin que se manifiesta cuando ms del 50% de unazona de borde de la seccin transversal crtica se encuentraocupada por nudos.Al existir una condicin de borde, las restricciones de RANparaunmismogradosonmsrigurosasquelasestablecidas para situaciones en la que no existe condicinde borde.* La clasificacin estructural visual de la madera aserrada de Pinoradiata. Comit Regional de Promocin del uso de la madera enla construccin de viviendas sociales. Concepcin, Junio 2001.Unidad 1La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 37EnlaFigura1-71sepresentantresejemplosparainterpretar y determinar el grado estructural de la madera,en base a la clasificacin estructural visual:En el caso (1) se puede observar que la RANB, en el cuartosuperior de la pieza, es inferior al 50%, por lo tanto noexiste condicin de borde. Por otra parte, la RAN total dela pieza es inferior al 33%. Luego, la pieza corresponde aunaclasificacinestructuralGSogradoselecto.En el caso (2), la RANB en el cuarto superior de la piezaes inferior al 50%, por lo tanto, no existe condicin deborde. Sin embargo,la RAN en la seccin total de lapieza, se encuentra entre 33,3 y 50%. Entonces, la piezaclasifica estructuralmente como G1 o grado 1.Finalmente, en el caso (3), en el cuarto superior de la piezala RANB es mayor que50%, por lo tanto existe condicindeborde.Noobstanteloanterior,laRANtotalenlaseccin de la pieza es menor que 33,3%. Por lo tanto, lapiezaclasificaestructuralmente como G1 o grado 1.1.8.2 Clasificacin estructural mecnicaEl concepto de clasificacin estructural mecnica de lamadera fue estudiado en forma simultnea en varios pasesa principios de 1960. La inquietud de dicho estudio surgipor la necesidad de mejorar la eficiencia que entregabala clasificacin estructural visual, en la estimacin de laspropiedades resistentes de la madera.El proceso de clasificacin estructural mecnica slo sehizo posible cuando se verific la existencia de una relacinentre la resistencia de flexin, compresin y traccin, y elmdulo de elasticidad en flexin (Ef), determinado enluces cortas. El posterior diseo de una mquina capazde medir el Ef permiti la clasificacin de piezas de maderacon propiedades resistentes superiores a un valor mnimopreviamente establecido.Las actuales mquinas de clasificacin estructural usanesencialmente el mismo principio. Cada pieza de maderaque se clasifica es deformada en una de sus caras comoviga, y la magnitud de fuerza asociada con la deformacinconstante aplicada por la mquina, permite determinar elvalor del Ef.Con ese valor, se estiman las propiedades resistentes ycon ellas, la clasificacin de las piezas.La clasificacin estructural mecnica est especialmenteindicada para piezas que sern utilizadas como envigados,tijerales, escaleras y muros estructurales.Figura 1-70: Condicin de borde segn proyeccin de razn derea nudosa en zonas de borde.Dependiendo entonces de la razn de rea nudosa y larazn de rea nudosa en zonas de borde, la madera dePinoradiatapuedeserclasificadaentrescategorasestructurales: Grado GS o selecto: es aquel en que RAN fluctaentre 20 y 33,3% y no existe condicin de borde. Grado G1: Aquel en que RAN flucta entre 33,3y 50% y no existe condicin de borde. Tambin corres-ponde a esta clasificacin, si existiendo condicin deborde, la RAN no excede el 33,3%. Grado G2: Aquel en que RAN flucta entre 50 y 66,7%y adems existe condicin de borde. Si la pieza presenta en su seccin de rea nudosams desfavorable una RAN mayor a 66,7%, simple-mente se descarta o rechaza.Figura 1-71: Ejemplos de aplicacin en la determinacin degrados estructurales de la madera.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 38La madera clasificada estructural en el mercado nacionalse rige por la norma britnica BS EN-519: 1995 y las piezascomercializadasllevanuntimbrequegarantizasuresistencia.Las piezas de madera clasificadas con el sistema estructuralmecnico, tienen las siguientes caractersticas: Piezas estables y derechas Cubren luces de hasta 4,80 m en vigas y tijerales Sus fijaciones ofrecen una mejor retencin El contenido de humedad promedio es del 12%EnChileexistenmquinasdeclasificacinestructuralmecnica que permiten contar en el mercado con maderaclasificada.Figura 1 - 72: Esquema de funcionamiento de la mquina declasificacin estructural mecnica.En la Tabla 1- 4 se presentala clasificacin estructural dela madera referida a la norma BS EN 368. En ella se indicauna serie de propiedades mecnicas de la madera paraelcumplimientoderequerimientosestructuralespre-establecidos.CLASE ESTRUCTURA SEGUN BS EN 368PROPIEDAD UNIDAD C-16 C-24Flexin paralela N/mm2 5,3 7,5Traccin paralela N/mm2 3,2 4,5Compresin paralela N/mm2 6,8 7,9Compresin normal N/mm2 2,2 2,4Cizalle paralelo N/mm2 0,67 0,71Mdulo de elasticidad promedio N/mm2 8.000 10.800Mdulo de elasticidad mnimo N/mm2 5.400 7.200Densidad caracterstica Kg/m3 310 350Densidad promedio Kg/m3 370 420Tabla 1 - 4: Clase estructural de la madera segn normativabritnica BS-EN 368.1.9 MADERAS COMERCIALESLas maderas comerciales pueden clasificarse en cuatrograndes grupos: Madera aserrada y cepillada Molduras de madera Maderas reconstituidas Maderas laminadas1.9.1 Madera aserrada y cepilladaLa madera aserrada y cepillada se comercializa en piezascuya dimensin nominal se conoce como escuadra dela pieza y se expresa en milmetros.No obstante lo anterior, para entender las dimensionesde la madera de Pino radiata, es necesario tener presenteciertos aspectos legales y normativos.Unidad 1La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 39De acuerdo a la legislacin vigente, en Chile se utiliza elsistemamtricodecimal(Leyde1848).Adems,porDecretoSupremoN1379de1998,Chileadoptaelacuerdo de Obstculos Tcnicos de Comercio de ALADI,enelqueseconsignaelusoobligatoriodelSistemaInternacional de Unidades. La Ley de Proteccin de losDerechos de los Consumidores (Ley N 19.486, Artculo32)tambinconsignaelusodelsistemadeunidadesadoptado por Chile.Por uso y costumbre, la madera de Pino radiata que secomercializa en Chile utiliza como unidad para espesor yancho la pulgada y como unidad para volumen, la pulgadamaderera.Con el objeto de facilitar la comprensin y promover elbuen uso de la nueva norma chilena NCh 2824 Of. 2003,Maderas-Pinoradiata-Unidadesdimensionesytolerancias, se introduce el concepto de DenominacinComercial(DC),quecorrespondeaunadesignacinadimensional de las dimensiones nominales de piezas demadera de Pino radiata.Por ello, a partir de una pieza de madera expresada endimensiones nominales, se pueden establecer o especificartres tamaos de escuadra: Aserrada verde Aserrada seca Cepillada secaFigura 1-73: Piezas de madera cepillada de Pino radiata dediferentes escuadras.En el Anexo I se presenta la tabla de espesores y anchosnominales para madera de Pino radiata y sus dimensiones,segn la elaboracin que se especifique.DIMENSION DENOMINACIONNOMINAL COMERCIAL(mm)(adimensional)131/2193/425 138 11/250 263 21/275 388 31/2100 4125 5150 6175 7200 8225 9250 10Tabla 1- 5: Equivalencias entre la dimensin nominal y la deno-minacin comercial.LamaderadePinoradiatapuedetenerlossiguientesusos: Construccin pesada Postes de transmisin Postes de cerco y rodrigones Estructura para construccin Vigas, techos, cerchas Pisos Revestimientos exteriores Revestimientos interiores Muebles y guarniciones interiores Embalajes Moldajes o encofrados Chapas Contrachapados Pulpa mecnica Pulpa qumica (celulosa) Tableros de fibra Tableros de partculasLa Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 401.9.2 Molduras de maderaLas molduras se obtienen a partir de madera aserrada se-ca a la cual, por medio de mquinas, herramientas y equi-pos especiales, se confiere una determinada forma paracumplir en servicio con objetivos especficos de termina-cin, acabado, proteccin y decoracin.Las molduras de madera comnmente comercializadas seclasifican en tres grupos :Grupo1: Molduras Interiores (MI)Son molduras para utilizar en forma horizontal o verticalpara el revestimiento interior de tabiques y en aplicacionestales como: Cielos (C) Pisos (P)Figura1-74:Molduraspararevestimientointeriorquesepueden disponer en forma horizontal o vertical.Grupo 2: Molduras Exteriores (ME)Molduras utilizadas exclusivamente en forma horizontal,para el revestimiento exterior de tabiques. Las moldurasexteriores slo se clasifican en: Revestimiento horizontal(R)Figura1-75:Moldurausadaenformahorizontalparaelrevestimiento exterior de tabiques.Grupo 3: Molduras Decorativas (MD)Molduras utilizadas en terminaciones generalmente decarcter decorativo, tales como: Balaustres ( BA) Cornisas ( CO) Cuarto rodn ( CR) Esquineros ( ES) Guardapolvos ( GP) Junquillos ( JN ) Pilastras ( PL ) Tapajuntas ( TJ )Unidad 1La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 41Figura1 - 76: Perfiles de madera de pino radiata, guarda polvosy pilastras.Figuras 1 77 y 78: Uniones mediante finger-joint o multidedo:se basan en realizar un dentado y contradentado a la madera,aumentando al mximo la superficie de unin, y por tanto la re-sistencia de sta. La tecnologa finger-joint se basa en que la uninde las partes se realice mediante la zona lateral de los dedos, porlo que siempre debe quedar un mnimo espacio en la testa delos dedos.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 42Figura1 - 79: Perfiles decorativos de uso interior con uninfinger-joint que sern pintados como terminacin.Unidad 1GRUPO APLICACIN / DESIGNACIN DIMENSIONES CARA PERFIL DE LA MOLDURANOMBRE NOMINALES DEAVANCE(mm)Revestimiento MI/R-7 19 x 115 108Revestimiento MI/R-15 19 x 140 1261Cielo MI/C 1 8 x 65 60Piso MI/P 3 19 x 90 832 Revestimiento ME/R 4 19 x 114 98Balaustro MD/BA 1 32 x 32 -3 Cornisa MD/CO 1 14 x 32 -Guardapolvo MD/GP 2 14 x 45 -La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 43Tabla 1- 6: Ejemplos representativos de molduras de madera por aplicacin, designacin y perfil, segn norma chilena NCh 2100 Of 2002.(DesignacinWMPA)La designacin y dimensiones para molduras de maderaestn definidas en la norma chilena NCh 2100 CR 2002,Maderas-molduras- designaciones y dimensiones. En laTabla 1- 6 se indican ejemplos representativos de moldurasde madera ordenados por aplicacin, dimensiones y perfil.1.9.3 Maderas reconstituidasSe entiende por maderas reconstituidas todo panel (nombregenricoqueserefiereamaterialqueseproduceenfbrica) elaborado con derivados de la madera. El grupoms importante lo forman los tableros a base de maderaquepuedenserdemaderamaciza,chapas,cintas,partculas, fibras, cortezas o a partir de otras materiasprimas lignocelulsicas en forma de tallos, partculas ofibras que dan origen a: Tableros contrachapados Tableros de fibra Tableros de partculas Tableros enlistonados (placa carpintera)La ligazn requerida entre los derivados de la madera queconforman el tablero se logra por las propiedades adhesivasinherentes al material (algunos tableros de fibras) o porla adicin de agentes de aglutinacin orgnicos (tablerosde partculas) durante su fabricacin o bien un aglutinanteinorgnicocomoelcementoPortland,obteniendooaumentandodeterminadaspropiedadesdeltablero.Estos tableros pueden ser utilizados en una amplia gamade soluciones que van desde requerimientos estructuraleshasta fines decorativos y equipamiento (muebles, clsetyotros).Dependiendodeltamaodelosgranosdemadera, del tipo de chapa que se utilice, eladhesivo ytipo de unin, se clasifican en: Tableros estructurales Tableros no estructurales1.9.3.1 Tableros estructurales: Contrachapados De hebras orientadas (OSB)1.9.3.1.1 Tableros contrachapados (Plywood)El tablero contrachapado, segn la Norma NCh 724 Of.79 (Paneles a base de madera, tableros, vocabulario), esaquel formado por superposicin de lminas previamenteencoladas. En general las lminas se disponen simtrica-mente a ambos lados de una lmina central o alma, demodo que los granos de dos lminas consecutivas se cru-cen entre s, generalmente en ngulo recto.Los tableros contrachapados son elaborados principalmentea base de chapas o folias de Pino radiata, las cuales seadhieren entre s perpendicularmente al sentido de susfibras,siempreencarasimpares,paralograrmayorestabilidad y resistencia.Figura 1 - 80: Contrachapados segn diferentes espesores.La fabricacin de estos tableros comprende la colocacinde una chapa sobre la otra con sus fibras orientadas enforma perpendicular.Estn constituidos por un nmero impar de chapas, enquelasexteriorestienenlafibraorientadaensentidolongitudinal del tablero.Figura 1 - 81: Nmero impar de chapas, la orientacin de las fi-bras es perpendicular entre las chapas.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 44Dependiendodelusorequerido,suscaraspuedenpresentargradosdeterminacinvariados,sisonespecificados para fines estructurales o en la confeccinde moldajes para hormign.Figura 1 - 82:Tablero contrachapado con grados de cara C/Dpara fines estructurales o soportantes, en elementos horizontales,inclinados y verticales de construccin.Figura 1 - 83:Tablero contrachapado con grados de cara An/Bpara confeccin de moldajes en hormign, revestimientos inte-riores, muebles, clset y elementos decorativos.Los principales grados de cara de los tableros contrachapadosde Pino radiata se indican en la siguiente tabla:GRADO DESCRIPCIONAn Cara slida, libre de nudos mayores de 10 mm y lijada. Sin reparaciones sintticas. Slo se permitenreparaciones con pasta base de maderaB Cara slida con reparaciones menores. Se permi-ten nudos ocasionales firmes, de hasta 20 mm y defectos de lijado menores.C Superficie sin lijar. Se permiten nudos firmes e imperfectos hasta 40 mm. Tambin acepta perfo-raciones hasta 25 mm.D Superficie no reparada, permitenudos firmes y sueltos, agujeros de nudos hasta 65 mm. Se acep-tan grietas y partiduras hasta 25 mm.En la fabricacin de tableros contrachapados se puedenidentificar las siguientes etapas de produccin: TronzadoEs una operacin que tiene por objeto sanear y di-mensionar la longitud de trozas antes de la entradaal torno de debobinado. DescortezadoSe elimina la corteza de las trozas para evitar quepiedras y arenas incrustadas deterioren los cuchillosdel torno de debobinado. Estufado o vaporizadoConsiste en sumergiren agua caliente o aplicar vapora la troza ya descortezada por un perodo de 12 a48 horas, con el objeto de ablandarla y facilitar eldebobinado. DebobinadoEs la operacin clave en la fabricacin de los tableroscontrachapados. Consiste en situar la troza centra-damente en los puntales de la mquina debobinadora,mediante un lector ptico.Los puntales o garras del debobinador, hacen girar la troza a una velocidad determinada y constante. Posteriormente un cuchillo debobinador la desmenuzahasta un dimetro de 8 a 12 cm aproximadamente,obteniendo un producto secundario (poln). CizalladoEn esta etapa se dimensiona el ancho y longitud delas chapas. SecadoEtapa previa al encolado en que las chapas son se-cadas hasta alcanzar 7 a 8% de humedad. EncoladoSe realiza mediante rodillos encoladores. Se utilizanadhesivosde tipofenol formaldehdo, los cualesconfieren a estos tableros elevadas caractersticas deresistencia, tanto en ambientes secos como hmedoso a la intemperie. FormacinSe realiza disponiendo transversalmente las chapaspares encoladas y las impares sin encolar. PrensadoSe realiza mediante prensas de platos planos en ca-liente y por accin hidrulica. EscuadradoSe realiza el corte y saneado de cantos en los tableros.Unidad 1La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 45Tabla 1- 7: Equivalencias entre la dimensin nominal y la denomi-nacin comercial. Lijado y calibradoTiene por objeto dar el espesor final al tablero, ascomo la calidad de la superficie, de acuerdo a losgrados anteriormente sealados.Figura 1 - 84: Ejemplos de aplicacin de los tableros contracha-padosen requerimientos estructurales y decorativos.Ms adelante se indicarn las principales utilizaciones,formatos y espesores de estos tableros y su forma de co-locacin y fijacin a los entramados de madera.Figura 1-85:Ejemplo de aplicacin de tableros contrachapadosen moldajes para elementos de hormign armado.1.9.3.1.2 Tableros de hebras orientadas (OSB)Los tableros de hebras orientadas (Oriented Strand Board,OSB)sonfabricadosenbaseahebrasdemaderarectangulares, adheridas con ceras y adhesivosfenlicos.Dispuestas en tres capas orientadas perpendicularmenteentre s, prensadas a alta temperatura y presin, cortadas,selladas en los cantos y embaladas. El uso deresinasfenolformaldehdo(resistentesalagua)lesconfiereelevadas caractersticas de resistencia fsica y mecnica.Serecomiendanespecialmenteparaaplicacionesestructuralesenelementosverticales,inclinadosyhorizontales.Los formatos y espesores de estos tableros y su forma decolocacinyfijacinalosentramadosdemadera,seindicarn ms adelante.Serecomiendaaladquirirestostablerosexigirlacertificacin del proceso de fabricacin por una entidadespecializada.Figura 1 - 86:Tablero de hebras orientadas OSB.Figura 1 - 87 :Construccin en altura en estructura de maderay tableros de hebras orientadas, como elemento arriostrante delos entramados verticales.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 46 Enchapados: semejantes a los entulipados, a los quese pega en ambas caras enchapaduras de maderasfinas (especies nativas). Su uso normal es como mue-bles y revestimiento.1.9.4 Madera laminada1.9.4.1 IntroduccinLa madera laminada es un producto industrial que se hautilizado en el mundo desde hace muchos aos, pero enlas ltimas cuatro dcadas su uso se ha incrementadonotoriamente. Este producto tiene una alta aplicacin enla vida cotidiana de las sociedades desarrolladas, desdela construccin de edificaciones hasta reemplazar productosqueprovienenderecursosnaturales,porloquehaadquirido un alto valor industrial y social.Es un material renovable, acumulador natural de energasolar, poco necesitado de energa de trasformacin, noproductor de agentes contaminantes y completamentereutilizable o reciclable.En Chile se fabrica con Pino radiata, uniendo piezas entres por medio de unin finger-joint en sentido longitudinaly una pieza sobre otra, pegadas con adhesivo en las caras.AFigura 1 - 92: A) PiezadePino radiataen que sehaeliminadonudo, se somete al proceso de confeccin de los dedos para launin. B) Unin de las piezas, logrando continuidad de la pieza.Figura 1 - 93:Unidas las diferentes piezas por las caras, se so-mete al cepillado lateral.Se pueden desarrollar diversas formas y dimensiones,tanto en escuadra como en largo.Unidad 1La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 49BFigura 1 - 94: Vigas curvas de variados radios circulares o deradios compuestos.El resultado es la fabricacin de grandes vigas, tanto rectascomo curvas, que permiten cubrir grandes luces.Figura 1 - 95:Aplicacin de la madera laminada en estructurasde grandes luces, construccin industrial.Elementosestructuralesfabricadosbajocondicionestcnicamente controladas. La unin con adhesivos es decalidad estructural y resistente a condiciones climticas.Normalmente, la madera laminada es fabricada con PinoradiatadecalidadestructuralgradoG2osuperior,especificadaenlanormachilenaNCh1198,secaencmara y con un contenido de humedad inferior al 14%.En su fabricacin estn presentes las normas NCh 176-1,NCh 992, NCh 1207, NCh 2148, NCh 2149, NCh 2150 yNCh 2151.Figura 1 - 95:Aplicacin de la madera laminada en estructurasde grandes luces, construccin industrial, arquitecto Jos CruzOvalle.La madera cuando est expuesta a la intemperie, puedeser atacada por distintos elementos xilfagos o biolgicos,viento, lluvia, y la accin solar; rayos UV e infrarrojos.Para evitar su accin destructiva, la madera se somete aun proceso de impregnacin, por medio del cual se intro-duce a presin un compuesto qumico, a base de cobre-cromo-arsnico, que reacciona con la celulosa y lignina,formando un precipitado insoluble que modifica la compo-sicin del material leoso; por lo tanto, lo inutiliza comoalimento para los diferentes xilfagos.1.9.4.2 Caractersticas y propiedadesDadas sus caractersticas naturales y adecuados diseos,la madera laminada ofrece grandes ventajas con respectoa estructuras de acero u hormign, tales como: Liviandad: el peso propio de los elementos laminadosson bastante inferiores a los elementos tradicionalesde acero u hormign, significando una reducida iner-cia, que en pases ssmicos como Chile constituyeuna importante ventaja.Figura 1 - 97:Pasarela peatonal ciudad de Concepcin, arquitectoRicardo Hempel.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 50 Flexibilidad: se logran diseos de formas diversas,cubriendograndeslucessinapoyosintermedios.Figura 1 - 98:Flexibilidad en las soluciones constructivas conaporte a la esttica. Aislacin trmica: como ya se mencion, la maderatiene una transmitancia trmica inferior a los materialestradicionales (acero y hormign), lo que significa ex-celentes propiedades aislantes. Resistencia qumica: En ambientes cidos o alcalinosno reacciona con agentes oxidantes o reductores.Figura 1 - 99:Pasarela peatonal ciudad de Valparaso, arquitectoJos Cruz Ovalle. Resistencia al fuego: La madera laminada resiste porlargo tiempo una eventual exposicin ante las llamas.Muchosensayoshandemostradoqueslosecompromete 1,5 a 2,0 cm de la superficie exterior.Figura 1 - 100:Resultado del ensaye a la resistencia al fuego. Esttica: el grado de terminacin y calidez de la ma-dera se hace presente en forma notable en las estruc-turas de madera laminada encolada.Figura 1 - 101:Museo interactivo, ciudad de Santiago. ArquitectoMartn Hurtado Covarrubias.Figura 1 - 102:Via Prez Cruz, arquitecto Jos Cruz ovalle.Unidad 1La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 51BIBLIOGRAFIA- AmericanForest&PaperAssociation,ManualforEngineered word Construction, Washington D.C, EE.UU.,2001.- AmericanForest&PaperAssociation,ManualforEngineered wood Construction, AF&PA, Washington D.C,EE.UU. 1996.- American Plywood Association, Noise-rated Systems,EE.UU. 2000.- AmericanPlywoodAssociation,WoodReferenceHandbook,CanadianWoodCouncil,Canad,1986.- Arauco, Ingeniera y Construccin en Madera, Santiago,Chile, 2002.- Ball, J; Carpenter and builder library, foundations-layouts-framing,v.3,4Edicin,EditorialIndiana,1977.- Branz,HouseBuildingGuide,NuevaZelanda,1998.- Breyer, D; Fridley, K; Cobeen, K, Design of wood structuresASD,4Edicin,EditorialMcGrawHill,EE.UU.,1999.- Building Design & Construction, Wood-framed buildingrising to greater heights, v.32 (2):77, 1991.- Burrows, D, Tcnicas Bsicas de Carpintera, EditorialAlbatrosS.A.C.I,BuenosAires,Argentina,2001.- CanadaMortgageandHousingCorporation,CMHC,Manual de Construccin de Viviendas con Armadura deMadera Canad, Publicado por CMHC, Canad, 1998.- Canadian Wood Council, Introduction to Wood Design,Ottawa, Canad, 1997.- Canadian Wood Council, Wood Design Manual, Ottawa,Canad, 2001.- Canadian Wood Council, Introduction to wood buildingtechnology, Ottawa, Canad, 1997.- Carvallo, V; Prez, V, Manual de Construccin en Madera,2 Edicin, Instituto Forestal Corporacin de Fomento dela Produccin, Santiago, Chile, 1991.- Code NFPA; Building Energy, EE.UU., 2002.- Echeique, R; Robles, F, Estructuras de Madera, EditorialLimusa, Grupo Noriega editores, Mxico, 1991.- Faherty,K;Williamson,T,WoodEngineeringandConstruction Handbook, 2 Edicin, Editorial Mc GrawHill, EE.UU., 1995.1.9.4.3 Mantencin de una estructura de madera laminadaNo se necesita inmunizar la madera frente a la accin deelementos biolgicos macrocelulares, insectos y perforadoresmarinos, pero s se debe proteger su superficie con productosque tengan propiedades impermeabilizantes para evitar lacaptacin de humedad por lluvia y/o humedad ambientalque puede generar proliferacin de hongos manchadoresy/o pudricin. Estos productos tambin tienen propiedadesdefiltrosolar,protegiendolaaccinoxidantederayosultravioletas e infrarrojos.El viento tiene un efecto nicamente abrasivo, del puntode vista esttico, al transportar partculas de tierra u otrosque ensucian los materiales. En este caso se usa comoprotector un producto compuesto que posee propiedadespreservantes e hidrorrepelentes fcilmente lavables.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 52Figura 1 - 103:Via Los Robles, arquitecto Jos Cruz Ovalle.Unidad 1- Gilbert, V; Lazcano, R; Martin, F; Vall-llosera, E, Trabajosen Madera, 1 Edicin, Ediciones Parramn S.A, Espaa,1997.- Goring, L.J; Fioc, LCG, First-Fixing Carpentry Manual,Longman Group Limited, Inglaterra, 1983.- Guzmn, E, Curso Elemental de Edificacin, 2 Edicin,Publicacin de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo delaUniversidaddeChile,Santiago,Chile,1990.- Hageman, J; Contractors guide to the building code,Craftsman,Carl sbad,Cal i forni a,EE.UU.,1998.- Hanono, M; Construccin en Madera, CIMA ProduccionesGrficasyEditoriales,RoNegro,Argentina,2001.- Heene, A; Schmitt, H, Tratado de Construccin, 7 EdicinAmpliada, Editorial Gustavo Gili S.A, Barcelona, Espaa,1998.- Jimnez,F;Vignote,S,TecnologadelaMadera,2Edicin, Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentacin,Secretara General Tcnica Centro de Publicaciones, Madrid,Espaa, 2000.- La clasificacin estructural visual de la madera aserrada dePino radiata. 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Concepcin,Chile, 2001.- Lewis, G; Vogt, F, Carpentry, 3 Edicin, Delmar ThomsonLearning, Inc, Nueva York, EE.UU., 2001.- Primiano, J, Curso Prctico de Edificacin con Madera,EditorialConstruccionesSudamericanas,BuenosAires,Argentina, 1998.- Villasuso, B, La Madera en la Arquitectura, Editorial ElAteneo Pedro Garca S.A, Buenos Aires, Argentina, 1997.- Spence,W,ResidencialFraming,SterlingPublishingCompany Inc., Nueva York, EE.UU., 1993.- Stungo, N; Arquitectura en Madera, Editorial NaturartS.A Blume, Barcelona, Espaa, 1999.- Thallon, R; Graphic Guide to Frame Construction Detailsfor Builder and Designers, The Taunton Press, Canad,1991.- Wagner, J; House Framing, Creative Homeowner, NuevaJersey, EE.UU., 1998.- www.ine.cl (Instituto Nacional de Normalizacin).- www.durable-wood.com (Wood Durability Web Site).- www.pestworld.org (National Pest ManagementAssociation).- www.awpa.com (American Wood-Preservers Association).- www.awpi.org (American Wood Preservers Institute).- www.citw.org (Canadian Institute of Treated Wood).- www.fpl.fs.fed.us(ForestProductsLaboratoryU.S.Department of Agriculture Forest Service).- www.forintek.ca(Forintek Canada Corp.).- www.agctr.lsu.edu/termites/(Louisiana State University).- www.utoronto.ca/forest/termite/termite.htm(University ofToronto, Faculty of Forestry).- www.preservedwood.com(AmericanWoodPreserversInstitute).- www.creativehomeowner.com(The life style publisher forhome and garden).- www.corma.cl (Corporacin Chilena de la Madera).- www.canadianrockport.com (Canadian Rockport Homes Ltd.).- www.minvu.cl (Ministerio de Vivienda y Urbanismo).- www.lsuagcenter.com (Anatoma y fsica de la madera).- www.lpchile.cl (Louissiana Pacific Ltda.).- www.douglashomes.com (Douglas Homes).La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 53- NCh 173 Of.74 Madera Terminologa General.- NCh 174 Of.85 Maderas Unidades empleadas, dimensionesnominales, tolerancias y especificaciones.- NCh 176/1 Of 1984Madera Parte 1: Determinacin dehumedad.- NCh 176/2 Of1986Mod.1988 Madera Parte 2: Determi-nacin de la densidad.- NCh 176/3Of1984 Madera Parte 3: Determinacin de lacontraccin radial y tangencial.- NCh 177 Of.73 Madera - Planchas de fibras de madera.Especificaciones.- NCh 178Of.79 Madera aserrada de pino insigne clasificacinpor aspecto.- NCh630Of.98MaderaPreservacinTerminologa.- NCh724Of.79Panelesabasedemadera.Tableros.Vocabulario.- NCh760Of.73MaderaTablerosdepartculas.Especificaciones.- NCh 761 Of 1980 Paneles a base de madera- Tableros Determinacindelasdimensionesydelaforma.- NCh 762 Of1976 Planchas y tableros a base de madera Determinacin del contenido de humedad.- NCh789/1Of.87MaderasParte1:Clasificacindemaderascomercialesporsudurabilidadnatural.- NCh819Of.2003Maderapreservada-PinoradiataClasificacin y requisitos.- NCh969Of1986MaderaDeterminacindelaspropiedades mecnicas- Condiciones generales para losensayos.- NCh973Of1986MaderaDeterminacindelaspropiedades mecnicas Ensayo de compresin paralela.-NCh974Of1986MaderaDeterminacindelaspropiedadesmecnicasEnsayodecompresinperpendicular a las fibras.-NCh975Of1986MaderaDeterminacindelaspropiedades mecnicas Ensayo de traccin perpendiculara las fibras.- NCh976Of1986MaderaDeterminacindelaspropiedades mecnicas Ensayo de cizalle paralelo a lasfibras.- NCh 977 Of 1986 Madera Determinacin de las propieda-des mecnicas Ensayo de clivaje.- NCh978Of1986MaderaDeterminacindelaspropi edadesmecni casEnsayodedureza.- NCh979Of1986MaderaDeterminacindelaspropiedades mecnicas Ensayo de extraccin de clavo.- NCh986Of1986MaderaDeterminacindelaspropiedadesmecnicasEnsayodetenacidad.- NCh987Of1986MaderaDeterminacindelaspropiedadesmecnicasEnsayodeflexinesttica.- NCh 992 E Of.72 Madera - Defectos a considerar en laclasificacin,terminologaymtodosdemedicin.- NCh993Of.72Madera-Procedimientoycriteriosdeevaluacin para clasificacin.- NCh 1040 c1972 Madera Madera contrachapada parausos generales Especificaciones.- Nch 1198Of 1991 Madera Construcciones en madera Clculo.- NCh 1970/2 Of.88 Maderas Parte 2: Especies conferas Clasificacin visual para uso estructural-Especificacionesde los grados de calidad.- NCh 1989 Of.86 Mod.1988 Madera Agrupamiento deespecies madereras segn su resistencia. Procedimiento.- NCh 1990 Of.86 Madera Tensiones admisibles para maderaestructural.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 54Unidad 1-NCh 2059 Of 1999 Maderas Tableros de fibra de densidadmedia y tableros de partculas-Determinacin del contenidode formaldehdo -Mtodo de extraccin denominado delperforador.- NCh 2100 Of. 2003 Maderas Molduras Designacin ydimensiones.- NCh2100Of1992MaderasPerfilesDimensionesnominales y tolerancias.- NCh2149Of.89MaderaMaderaaserradaDeterminacindelmdulodeelasticidadenflexinMtodo de ensayo no destructivo.- NCh 2150 Of.89Mod. 1991 Madera laminada encolada Clasificacinmecnica y visual de madera aserrada de PinoRadiata.- NCh 2151 Of.89 Madera Laminada encolada estructural Vocabulario.- NCh 2165 Of. 1991 Tensiones admisibles para la maderalaminadaencoladaestructuraldePinoradiata.- NCh 2824 Of. 2003 Maderas Pino radiata Unidades,dimensiones y tolerancias.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 55Unidad 2Centro de Transferencia TecnolgicaPATOLOGIAS Y PROTECCION DE LA MADERA EN SERVICIOCORPORACIONCHILENADELAMADERACHILEPAIS FORESTALCentro de Transferencia TecnolgicaUnidad 2UNIDAD 2 AD 2La Construccin de Vivienda en Madera PAGINA 592.1 INTRODUCCINLos aspectos que sern tratados en esta unidad se refierena los factores que afectan a la madera por el hecho deser materia orgnica, susceptible al ataque de seres vivosque pueden provocar su total degradacin, a la accinde agentes biticos que pueden destruirla o degradarla y al tratamiento necesario en funcin de los requerimientosde durabilidad a que vaya a estar expuesta la madera enservicio o encastillada para ser montada y formar partede una estructura de una vivienda de madera.Por estas razones, la imagen generalizada que se tienede la madera es de un material poco durable. La verdades que slo en parte se puede afirmar que es as, ya quesi se analiza que frente al oxgeno del aire la madera noreacciona, como sucede con los metales que se oxidan,oqueesmuypocosensiblealaluzquedegradalosplsticos, se puede concluir que la madera es prcticamenteinalterable por los agentes fsicos del medio ambiente.Por otro lado, con respecto a la presencia de insectos yhongos (agentes biticos), la madera no es susceptiblede ser atacada en todas las condiciones, existen solucionesarquitectnicas que permiten evitarlo, entre otras formas.La idea de durabilidad que se tiene de otros materialeses difcil compararla con la de la madera. Si bien la maderase degrada, se debe tener presente en qu condicionesesto ocurre, ya que existen un sinnmero de protectoresque garantizan su durabilidad.Figura 2-1: Madera con y sin mantencin contra agentes externos.Basta recordar los cientos de aos que se han mantenidolas estructuras de innumerables catedrales en Europa eiglesias de la isla grande de Chilo en el Sur de Chile, porel simple hecho de haber previsto una pequea mantencinpara proteger la estructura contra la humedad del ambiente.Figura 2 - 2: Iglesia de Vilupulli, con cinco arcadas coronadas por unatorre de 22 metros de altura, construccin tpica del siglo XVlll, visi-tada por Darwin en 1834.2.2 AGENTES BITICOSDESTRUCTORES DE LA MADERALa degradacin de la madera se puede deber a diferentescausas y es importante saber en cada caso, el principalagente causante de dicha degradacin, lo que permitirelegir el modo de proteger la madera.Figura 2 - 3: Degradacin de la madera.PATOLOGIAS Y PROTECCION DE LA MADERA EN SERVICIOCubierta de maderacon mantencinCubierta de maderasin mantencin2.2.1 Causas biolgicas:Para que los agentes biolgicos se desarrolleny subsistanse requiere que existan ciertas condiciones como son: Fuente de material alimenticio para su nutricin. Temperaturaparasudesarrollo.Elintervalodetemperatura es de 3 a 50, siendo el ptimo alrededorde los 37 C. Humedadentreel20%yel140%,paraquelamadera pueda ser susceptible de ataques de hongos.Por debajo del 20 %, el hongo no puede desarrollarsey por sobre 140 % de humedad, no existe el suficienteoxgeno para que pueda vivir. Una fuente de oxgeno suficiente para la subsistenciade los micro-organismos.Al existir las condiciones descritas, el ataque biolgico esfactible que ocurra, pudiendoproducir alteraciones deimportancia en la resistencia mecnica de la madera o ensu aspecto exterior.2.2.1.1 Hongos cromgenosSe caracterizan por alimentarse de las clulas vivas de lamadera.El efecto importante que producen es un cambio de colo-racin, la madera toma un color azulado, pero en generalno afecta a su resistencia, dado que no altera la paredcelular.Figura 2 - 4: Piezas de madera machihembrada de Pino Radiata,la que fue atacada por hongos cromgenos estando encastillada.Segnloexpuesto,unamaderaazuladanodeberadepreciarse ms que por su aspecto, pero la realidad esque el hecho de presentar dicha coloracin, es signo deque la madera ha estado expuesta a condiciones favorablespara el desarrollo de hongos de pudricin, y si bien todavanoesvisiblesuataque,probablementestesehaproducido en alguna medida.2.2.1.2 Hongos de pudricinEn este caso los hongos se alimentan de la pared celular,causando una severa prdida de resistencia, impidiendocualquiertipodeaplicacin,yaquelamaderapuededesintegrarseporlasimplepresindelosdedos.En un ataque de pudricin se suelen desarrollar muchostipos de hongos, cada uno de los cuales acta en un deter-minado intervalo de degradacin, dependiendo si el hon-go se aliment de la lignina o de la celulosa.Figura 2 - 5: Estructura anatmica de una especie confera conhongos que se alimentan de la pared celular.Lapudricinblancaescausadaporhongosquesealimentan de la lignina, dejando la celulosa de color blanco.En este caso la madera se rompe en fibras, por lo quetambin se denomina pudricin fibrosa.La pudricin parda es causada por hongos que se alimentande la celulosa dejando la lignina, caracterizada por sucolor pardo. La madera se desgrana en cubos, por lo quetambin se le conoce como pudricin cbica.La Construccin de Vivienda en Madera PAGINA 602.2.1.3 MohosSon hongos que tienen una apariencia de algodn fino.La extensin de estos depende fundamentalmente de latemperaturaydeunahumedadabundante.Afectan a la madera en su aspecto superficial y se puedeneliminar cepillando la pieza, no causan daos a la resistenciani a otras propiedades.Si no se eliminan oportunamente puede que la pieza demadera sea fcilmente atacada por hongos de pudricin,ya que el crecimiento de mohos estimula su desarrollo.Figura 2 - 6: Pieza de madera atacada por hongo de pudricin.2.2.1.4 InsectosExiste una gran cantidad de insectos que usan la maderapara reproducirse y vivir y se alimentande la celulosa questa contiene. El dao se produce debido a que sus larvas,orugas y adultos abren galeras en la madera para obteneralimento y proteccin. Dentro de estos insectos figuranlos siguientes:2.2.1.4.1 ColepterosLos colepteros xilfagos pueden ser agrupados en trescategoras:a) Insectos que requieren un contenido de humedad enla madera mayor al 20%, siendo la familia ms importantelos Cerambcidos, cuyas larvas se alimentan de almidn,azucares y substancias albuminoideas de la madera. Lamayora ataca a los rboles en pie y un nmero reducidodeespeciesinvadelamaderaqueseencuentraencastillada,tantodeconferascomolatifoliadas.Figura 2-7: Insecto cerambcido que ataca la madera.b) Insectos que atacan maderas parcialmentesecas (menosdel 18 % de humedad), siendo la albura habitualmentela zona afectada.A este grupo pertenecen los Lctidos, que se caracterizanporque las larvas se alimentan del almidn contenido enla pared celular, para lo cual practican galeras de alrededorde 1 mm de dimetro, destruyendo la madera y dejandotras de s un aserrn muy fino.No atacan a las conferas, solamente a las latifoliadas.Figura 2-8: El lctido slo ataca latifoliadas.c) Insectos que atacan a las maderas secas, tantocon-ferascomolatifoliadas, y que pertenecen a la familiade los Anbidos, comnmente llamados Carcoma,que se alimentan a expensas de la celulosa y lignina.Figura 2-9: El anbido se alimenta de celulosa y lignina.UNIDAD2PATOLOGIAS Y PROTECCIONDE LA MADERA EN SERVICIOUnidad 2La Construccin de Vivienda en Madera PAGINA 61CerambcidosLctidoAnbidoLa Construccin de Vivienda en Madera PAGINA 62Su tamao es relativamente pequeo, con una longituddesde 2,5 mm hasta 8,5 mm y practica galeras de unos2 a 3 mm de dimetro, dejando tras de s un aserrn unpoco menos fino que el de los Lctidos.2.2.1.4.2 TermitasSon los ataques de estos insectos los que pueden causarmayoresdaosalaestructurademaderadeunavivienda.Figura 2 - 10: En la imagen se observan termitas subterrneasen pleno ataque a una solera de un tabique.En Chile tenemos termitas endmicas, muy reconocidastanto en el Sur como el Norte del pas, que construyensusnidosdentrodelamaderaalacualatacaron,alimentndoseprincipalmenteensuestadolarvario.Latermitasubterrnea,especienorteamericanaintroducida a nuestro pas a mediados de los aos 80en embalajes de madera, no vive en la madera, sino entermiterosqueseubicannormalmentealinteriordelsueloyrboles(casonomuycomn).Lasobrerassedirigen a la zona donde existe celulosa para alimentarse,construyendogalerasporelinteriordelsuelo,ypormurosexteriores,lasquepuedenllegaramedircentenares de metros.Soncapacesdeintroducirseentreloscimientos,sobrecimientos,radieresymurosdelasedificacionestaladrando el hormign, aprovechando las grietas, lascaerasyductosqueatraviesanestasestructurasopracticando galeras exteriores a base de una argamasaextraordinariamente dura.Las colonias estn conformadas por distintas castas comoson las reproductoras, soldados y obreras, estas ltimasson las que buscan el alimento celulsico y alimentan alresto de la colonia.Figura 2 11: Tneles elaborados por termitas subterrneasdes-de el terreno, el cual contiene una humedad permanentepor no estar ventilado en la zona bajo la plataforma.Figura 2 - 12: Tneles generados por las termitas subterrneas desde el terreno al friso, formando tneles con barro protectorllamados tubo refugio. Conformados por fragmentos de tierray madera digerida cementada con excrementos de las termitasobreras.Unidad 2La Construccin de Vivienda en Madera PAGINA 63Las obreras desarrollan galeras en direccin de la fibra,dejndolaslibresdeaserrn,dadoquetodoslosdasdeben volver a su termitero. Las huellas de ataque sontubos de barro, sin embargo, es usual ver el dao slocuandolamaderafallaporfaltaderesistencia.Estosinsectos requieren de humedad para poder vivir, elementosque se encuentran en el suelo y las reas hmedas de laestructura, pero atacan maderas secas.Figura 2 13: En tabique sanitario, la presencia de humedadpor una pequea filtracin de la caera de agua, crea el ambientepropicio en el interior del tabique para la presencia de termitassubterrneas.Se puede observar la destruccin del pie derechoysolera inferior.2.3 AGENTES ABITICOS DE DESTRUCCINO DEGRADACIN DELA MADERA2.3.1 Degradacin por la luzEl espectro ultravioleta de la luz descompone la celulosade la madera produciendo su degradacin.La accin de la luz es lenta y a medida que trascurre eltiempo la degradacin no aumenta, dado que los primerosmilmetrosafectadossirvendeproteccinalresto.As, los efectos de la luz se hacen visibles entre el primeryelsptimoaoylamaderacambiadecolor,oscurecindoseoaclarndose,segnelgradodeexposicin en que se encuentre. La degradacin afectalos primeros milmetros de la madera, con mayor intensidadlas zonas de primavera que las de otoo, y ms la alburaque el duramen..Figura 2 14: Corte transversal que muestra la ubicacin deduramen y albura.La degradacin por la luz es ms rpida si se combinacon el deslavado que puede producir la lluvia, que arrastrala celulosa descompuesta de la superficie, produciendoladegradacindenominadamaderameteorizada.El espectro infrarrojo afecta en la medida que calienta lamadera, aumentando su incidencia cuanto mayor sea suexposicinalsolymsoscurasea.Estecalorpuedeproducir secado y con ello merma de la madera, y porende, agrietamientos en direccin de las vetas por lascuales penetra la humedad, favoreciendo la invasin delos hongos xilfagos.2.3.2 Humedad a