NORMA E 010 MADERA

ING. ISABEL MOROMI NAKATA

INTRODUCCIÓN

-EL USO RACIONAL DE LA MADERA DE NUESTROSBOSQUES TROPICALES, ES UNA ALTERNATIVA DEUTILIZACIÓN DE UN RECURSO RENOVABLE PARA LACONSTRUCCIÓN.- EXISTEN NUMEROSAS ESPECIES , MUCHAS DE ELLAS APTAS

PARA LA CONSTRUCCIÓN.- DE ELLAS SE ESTUDIARON, INICIALMENTE 104 ESPECIES DE

CINCO PAÍSES DEL GRUPO ANDINO, 20 DE LOS CUALES FUERON DE NUESTRO BOSQUES.

- LOS RESULTADOS DE ESTAS INVESTIGACIONES SE PLASMARON EN EL MANUAL DE DISEÑO PARA MADERAS DEL GRUPO ANDINO Y SIRVIERON PARA LA ELABORACIÓN DE LA NORMA DE MADERA DEL REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES.

NORMA E 010 MADERA

AGRUPAMIENTO DE MADERAS PARA USO ESTRUCTURALCLASIFICACIÓN EN TRES CLASES:- A, B y C- REQUISITOS Y PROCEDIMIENTOS PARA INCORPORACIÓN DE

NUEVASESPECIES.

DEFINICIONES

- DENSIDAD BÁSICA: Masa anhidra /Vol.Verde- ESFUERZO BÁSICO: Límite de exclusión 5%- ESFUERZOS ADMISIBLES: Esfuerzos de diseño para cargas de

servicio.- MADERA HÚMEDA: C.H. >eq. Higroscópico- MADERA SECA: C.H. < equilibrio higroscópico- M. DE ELASTICIDAD MÍNIMO : L. exclusión 5%- M. DE ELASTICIDAD PROMEDIO: Promedio

AGRUPAMIENT- BASADO EN LA DENSIDAD BÁSICA Y LA RESISTENCIA MECÁNICA

MÓDULO DE ELASTICIDAD (kg/cm2)GRUPO Emin. Eprom.

A 95 000 130 000

B 75 000 100 000

C 55 000 90 000

ESFUERZOS ADMISIBLES (kg/cm2)

GRUPO

Flexión fm

Tracción

paralela ft

Compresión paralela

fc//

Compresión perpendicular

fc┴

Corte paralelo fv

A 210 14 145 40 15

B 150 10 110 28 12

C 100 75 80 15 8

- DENSIDAD BÁSICA

INCORPORACIÓN DE NUEVAS ESPECIES

- EN FUNCIÓN DE LA DENSIDAD BÁSICA Y DE LA RESISTENCIA MECÁNICA OBTENIDA DE ENSAYS DE VIGAS DE TAMAÑO NATURAL (mínimo 30 vigas de 5 árboles por especie)DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN CON MADERA

PROYECTO

- NTE E 030 Diseño Sismorresistente- NTE E 020 Cargas

LA MADERA- Deberá estar seca. En ningún caso con un C.H. > 22%- De ser necesario debe ser preservada

MADERA DE USO ESTRUCTURALMADERA ASERRADA: según grupo estructuralMADERA ROLLIZA: con o sin corteza, correspondiente a alguno de los grupos estructurales

MADERA LAMINADA ENCOLADA: Tablas unidas con adhesivos, grano paralelo al eje del elemento. C.H. entre 8% a 12% (Diferencia no mayor de 5% entre las tablas). Adhesivos resistentes al agua.

DISEÑO CON MADERA

- Para efectos de diseño se especificarán las propiedades mecánicas según la dirección paralela o perpendicular a la fibra.

- Las especies para el diseño son las registradas de acuerdo al agrupamiento de maderas para uso estructural de la Norma.

METODO DE ANÁLISIS

• Las recomendaciones, limitaciones y esfuerzos admisibles dados, son aplicables a estructuras analizadas por procedimientos convencionales de análisis lineal y elástico.

METODO DE DISEÑO

- Cargas de servicio. Esfuerzos admisibles- Criterios de resistencia, rigidez y estabilidad. Condición más crítica.

- Requisitos de resistencia: Esfuerzos iguales o menores de los admisible- Requisitos de rigidez: Deformaciones diferidas. Deformaciones debidas a uniones.

CARGAS

Cargas: peso propio, cargas permanentes; sobrecargas de servicios, sobrecargas de sismos, vientos, nieve.Cuando las sobrecargas de servicio sean de aplicación continua o de larga duración, se consideraran como cargas muertas para la determinación de las cargas diferidas.

ESFUERZOS ADMISIBLESLos esfuerzos admisibles serán los correspondientes a dada grupo estructural según lo indicado en la Norma

Para el caso de diseño de viguetas, correas, entablados, etc. , donde exista una acción de conjunto garantizada, estos esfuerzos pueden incrementarse en un 10%

MÓDULO DE ELASTICIDAD

Los módulos de elasticidad a utilizarse serán lo indicados según el grupo estructural.En general se usará el módulo de elasticidad mínimo. El valor promedio podrá utilizarse sólo cuando exista una acción de conjunto garantizada, como en el caso de muros entramados, viguetas y entablados.

DISEÑO DE ELEMENTOS EN FLEXIÓNVigas, viguetas, entabladosElementos horizontalesParte de pisos o techos

DEFLEXIONES ADMISIBLESCalcular para los siguientes casos:

- Combinación más desfavorable de cargas permanentes y sobrecargas de servicio.

- Sobrecargas de servicios.Limitaciones: Cargas totales

- Con cielo raso de yeso: L/300- Sin cielo raso de yeso: L/250- Techos inclinados y edificaciones industriales:

L/200

Limitaciones: Sobrecargas de servicio–Todo tipo de edificación: L/350 ó 13 mm máx

- Siendo L la luz entre caras de apoyo ó la distancia del apoyo al extremo del volado.

- Considerar deformaciones diferidas: las producidas por cargas permanentes se incrementan en un 80%

REQUISITOS DE RESISTENCIA- Flexión: Esfuerzos menores a Admisibles- Corte paralelo- Compresión perpendicular en apoyos y en zonas de cargas

concentradas.ESTABILIDAD

Arriostrar para evitar pandeo lateral

- h/b = 2 No necesita apoyo lateral- h/b = 3 Restringir apoyos- h/b = 4 Restringir apoyos y borde en compresión- h/b = 5 Restringir apoyos y todo el borde en compresión.- h/b = 6 Adicionalmente crucetas o bloques a distancias no mayores de

8 veces el espesor del elementoENTREPISOS Y TECHOS

Diseño para cargas distribuidas y concentradas como mínimo de 70 kg.

Deformaciones:

- Carga concentrada: L/300- Carga distribuida: L/450

Entablados: espesor mínimo 18 mm tableros mínimo de 12 mm

ELEMENTOS EN TRACCIÓN y FLEXO-TRACCIÓNCarga admisible:

- Carga admisible tracción = Esfuerzo * Área- Carga admisible en flexotracción

N / A*f t + (M) / Z fm< 1 ELEMENTOS EN COMPRESIÓN FLEXO-COMPRESIÓN

CARGA ADMISIBLE:

- Longitud efectiva: Longitud no arriostrada * K (Restricción en los apoyos) Ver Tabla 7.2.3

- Clasificación de columnas rectangulares

Columnas cortas l/d < 10

Columnas intermedias 10 < l/d <Ck Ver Tablas

Columnas largas Ck< l/d < 50

VER TABLA DE LONGITUD EFECTIVA

Cargas admisibles:

- Longitud efectiva: Longitud no arriostrada * K (Restricción en los apoyos) Ver Tabla 7.2.3

- Clasificación de columnas rectangulares

Columnas cortas l/d < 10Columnas intermedias 10 < l/d <Ck Ver TablasColumnas largas Ck< l/d < 50

VER TABLA DE LONGITUD EFECTIVA

Cargas admisibles:

- Compresión:Columna corta Nad= fc* Area

Columna intermedia Nad = fc* A (1-1/3((l/d)/Ck)4

Columna larga Nad= ( ¶2 EA)/2.5(l/d)2 – Flexo-compresión: N/Nadm+ Km

(M)/Z fm Km = 1/ (1-1.5(N/Ncr)Ncr= ¶2 EI / (l/d)2

MUROS DE CORTE

- Diseño a carga lateral de sismo o viento.- Constituido de pies derechos, soleras, riostras, rigidizadores y

revestimientos.

REQUISITOS DE RESISTENCIA Y RIGIDEZ

- Resistir 100% de las cargas laterales- Limitar desplazamientos laterales para evitar daños a elementos

no estructurales.- Proporcionar arriostramiento a otros elementos

Atención a los anclajes a cimentación

Cada panel debe conectarse a la cimentación por lo menos en dos puntos a distancia no mayor de 2 m

Muros con relación altura/longitud mayor de 2 no se considera resistente.

Deformaciones de los muros deben ser menores de h/1200 en mm

ARMADURAS

Secciones mínimas para esfuerzos propios y esfuerzos en las uniones.

Tableros en uniones de madera contrachapada de madera de densidad básica no menor de 0,4 g/cm3, con colas resistentes

a la humedad y espesor no menor de 10 mm

Los clavos, pernos, pletinas o cualquier elemento metálico deben estar protegidos de la corrosión.

Cargas sobre nudos o considerar la flexiónLongitud efectiva = Longitud real * 0,8

Para las bridas superior e inferior considerar longitud efectiva en el plano y fuera del plano de la armadura

Esbeltez máxima en elementos a compresión 50, a tracción 80

Se debe evitar el desplazamiento vertical y horizontal en los apoyos.

Arriostre brida superior mediante correas o entablado

Arriostre brida inferior mediante correas o cielo raso.

Arriostre de conjunto: Arriostre diagonal para definir zonasrígidas trianguladas en ambos extremos o cada 6 m.

UNIONES

UNIONES CLAVADAS

- Clavos comunes de alambre de acero- Cargas admisibles para cizallamiento simple según longitud,

diámetro y tipo de madera (A, B ó C)- Factores de modificación de carga según tipo de unión

UNIONES EMPERNADAS

–Dos o más elementos de madera o elementos de madera y pletinas metálicas.

–Colocar arandelas entre la cabeza o la tuerca y la madera.–Cargas admisibles para cizallamiento simple o doble según longitud,

diámetro, tipo de madera (A, B ó C) y dirección de la carga.

VER GRAFICOS

CRITERIOS DE PROTECCIÓN

Hongos y humedadEvitar contacto con suelo o humedadLa madera expuesta a la lluvia debe protegerse con sustancias hidrófugas, recubrimientos impermeables o por medio de aleros y vierteaguas.La madera expuesta a la intemperie y en contacto con suelo o cimentación debe apoyarse en elementos metálicos con tratamientos anticorrosivos.

En ambientes húmedos, ventilar y proteger conrecubrimientos impermeables.

Utilizar clavos, pernos y pletinas zincados o galvanizados.Fijar tuberías y realizar empalmes con suficiente

flexibilidad para absorber movimientos.Insectos

– Eliminar restos orgánicos

En caso de presencia de termitas subterráneas, colocar barreras o escudos metálicos continuo sobre la cimentación

Fuego

- Conductores eléctricos entubados, provisión de cajas de pase.- Zonas próximas a fuentes de calor proveer aislamiento o protección

con material incombustible o con sustancias retardantes o ignífugos con resistencia mínima de 1 hora

MANTENIMIENTOReclavar en caso de desajuste

Cambiar piezas muy deformadas o podridas.

Pintar para proteger del viento y del sol

Revisar presencia de termitas

Garantizar ventilación y evitar humedad

Revisar la protección contra incendios

Módulo de Elasticidad de Tableros de Partículas de madera

INTRODUCCIÓN

La confección de productos de madera reconstituida es la tendencia tecnológica contemporánea en Ingeniería de la Madera. Esta técnica pretende resolver el inconveniente de la variabilidad en las propiedades físicas del material y la complejidad en sus singularidades constitutivas. El resultado de esta inquietud es la aparición en el mercado de productos industriales con características tecnológicas más homogéneas y predecibles, lo cual es deseable para el empleo industrial de la madera, material de origen biológico. Estas mejoras de las propiedades de la madera, se logran mediante innovadores procesos industriales, incorporando adhesivos adecuados en el ensamblado de madera de pequeñas y medianas dimensiones: Placas, astillas, fibras y partículas de madera (Smulski, 1997).

Los Tableros de Partículas de Madera (TPM), es el termino genérico para paneles manufacturados a partir de material ligno-celulosico, combinado con una resina sintética y fraguado con presión y temperatura, definición aceptada por la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales, (ASTM por sus siglas en Ingles), en su Standard D-1554 (ASTM, 2000). Los TPM encuentran principalmente aplicación como productos aislantes y de armado en la industria de muebles y de la construcción (Carll, 1986; ForestProductsLaboratory, 1999). Para su empleo práctico, los TPM requieren de propiedades técnicas específicas, por ejemplo la densidad (ρ) utilizada como índice de calidad y el Módulo de Elasticidad (E) aplicado en diseño de productos y estructuras. Estas

particularidades pueden ser controladas en el proceso de manufactura, en oposición a las características mecánicas propias de la madera, materia prima de origen forestal.

Los procedimientos para determinar estas cotas físico-mecánicas están normalizados por la ASTM, en la Standard D-1037 (ASTM, 2000). Los TPM deben satisfacer igualmente, requisitos mínimos de calidad, asociados estos a una clasificación para su uso específico, por ejemplo, los requeridos por el Instituto Nacional Americano de Estándares (ANSI por sus siglas en Inglés), en la Standard A208.1 (ANSI, 1993).

El factor fundamental que refleja el comportamiento mecánico de un TPM está íntimamente ligado a las propiedades de la materia prima que lo constituye. El tamaño, forma y orientación espacial de las partículas que forman un Tablero de Partículas de Madera, las propiedades y distribución del pegamento y/o aditivos empleados, así como su perfil de densidad en la dirección perpendicular al plano del panel, son las variables que más influyen en sus características mecánicas (Kollmann et al., 1975; Kelly, 1977; Bodig, 2001).

Por otra parte, el comportamiento mecánico de la madera sólida denota un carácter fuertemente anisotrópico. Por ejemplo, el radio entre los módulos de elasticidad entre las direcciones longitudinal y tangencial de la madera, es de aproximadamente de 24 a 1 (Bodig y Jayne, 1993). Si la madera tiene un carácter anisotrópico en sus características mecánicas, esta peculiaridad puede ser incorporada al comportamiento mecánico de los TPM, pues la madera es su componente principal.

Para mantener a los TPM en el mercado como un producto comercialmente competitivo, es necesario identificar su resistencia mecánica y sus propiedades tecnológicas, con el objeto de proporcionar al usuario de TPM las propiedades de calidad que identifiquen la aptitud de los TPM para usos apropiados. Sin embargo, es notoria la escasa información sobre el Módulo de Elasticidad de TPM en la literatura especializada.

El estudio del carácter anisotrópico del comportamiento mecánico de productos de madera reconstituida, es un tópico básico en el campo de la investigación en Ciencias de la Madera. Los resultados de investigación demuestran que los TPM y otros materiales compuestos de madera, como la madera laminada con placas, exhiben propiedades de anisotropia diferentes a los de la madera sólida, pero con una similitud limitada al comportamiento elástico correspondiente a la especie de madera con la cual están fabricados (Janowiak et al., 2001).

Respecto a la calidad de los TPM, el ANSI en su Standard A208.1, especifica intervalos para los valores de propiedades físicas y mecánicas para la clasificación referente a su uso industrial. Sin embargo, el ANSI no establece la dirección relativa en el tablero en la cual los tests y resultados deben presentarse (ANSI, 1993). La norma ASTM D-1037, tampoco establece la selección de probetas para determinar el Modulo de Elasticidad (MOE) respecto al sentido de la línea de producción del TPM (ASTM, 2000). Estas

normas asumen para fines de evaluación, que los TPM son isotrópicos en el plano que forman la dirección paralela y transversal a la línea de producción.

De otra parte, McNatt (1973), propone un esquema para el recorte de probetas en TPM para evaluación de sus propiedades básicas de Ingeniería. En su método el autor sugiere seleccionar probetas en las direcciones transversal y paralela al sentido de la línea de producción del TPM. Sin embargo, sus resultados no especifican la orientación de la probeta. Para fines de diseño y clasificación de TPM, es necesario proporcionar información actualizada sobre características físicas y mecánicas de TPM, especificando su orientación con referencia al plano del panel y llenar así la ausencia de datos en la literatura.

Aparte de los métodos de ensayo normalizados, existe una pluralidad de procedimientos para establecer las propiedades mecánicas de la madera. Estas prácticas no están aún normalizadas, sin embargo, son de uso común. Un ejemplo son las técnicas de evaluación utilizando Métodos No Destructivos (MND). Este enfoque se refiere a la técnica de evaluación de características físicas y mecánicas del material, sin alterar permanentemente sus propiedades para su uso final (Bodig, 2001; Bucur, 1999; Ross et al., 2000; Sasaki, 2001; Schad, 1995; Wang et al., 2000).

Las principales ventajas de la utilización de MND son la rapidez para obtener resultados precisos y la adaptabilidad para su empleo In-Situ y en contexto industrial, entre otras. Además, gracias a su repetividad en las mediciones, los MND permiten analizar pequeñas muestras de material, evitando estudios necesitando numerosos especímenes de ensayo (Bodig, 2001; Ross y Pellerin, 1994; ForestProductsLaboratory, 2000). Este argumento permite realizar investigaciones intensivas sobre una muestra pequeña de material, sin poner en juego la validez de los resultados.

La aplicación de MND en la caracterización mecánica de los productos de madera se basa en el siguiente enunciado: La madera y los materiales fabricados con ella pueden almacenar y disipar energía, por ejemplo, la propiedad de la madera de almacenar energía es manifestada por la velocidad a la cual una onda mecánica viaja a través de ella. En contraste, la capacidad de la madera para atenuar una onda de vibración denota su capacidad para disipar energía. Jayne en 1959 propuso la hipótesis fundamental de que estas propiedades de la madera para almacenar y disipar energía, están controladas por los mismos mecanismos que determinan su comportamiento mecánico en condiciones estáticas. Es decir, la estructura molecular y anatómica del material es a la base del comportamiento mecánico de la madera. Como consecuencia, es posible relacionar estadísticamente estas propiedades y el comportamiento mecánico, utilizando métodos de análisis numéricos tales como las correlaciones estadísticas. Esta proposición ha sido verificada experimentalmente por los trabajos de Jayne (1959); Pellerin (1965); Kaiserlik y Pellerin (1977); Ross y Pellerin (1988); Ross et al.,1977; y más recientemente por: Sandoz et al., 2000 y 2002.

Por otra parte, estudios recientes han demostrado la eficiencia de los Métodos No Destructivos, en la evaluación de las propiedades mecánicas de productos

de madera reconstituida. La velocidad del sonido y su relación con el Módulo de Elasticidad en TPM de media densidad y en paneles estructurales ha sido estudiada recientemente. Además los resultados corroboran una estrecha relación estadística entre la velocidad del sonido en los TPM y otras propiedades mecánicas (Pellerin y Morschauser, 1974; Ross, 1985; Ross y Pellerin, 1988; Vogt, 1985 y 1986; Bucur, 1984 y 1995). Sin embargo, la diversidad de métodos y estándares para la evaluación de las propiedades mecánicas de TPM resultan en valores diferentes y particulares para cada proceso de fabricación y variedad de productos.

La tabla 1 presenta un resumen bibliográfico referente al Módulo de Elasticidad de TPM y el método de determinación, así como los valores mínimos requeridos para la clasificación de la ANSI, para TPM formados con resinas de Urea-Formaldehído (NPA, 1993).

Del análisis de la Tabla 1, se deduce la diferencia de resultados según la materia prima y el adhesivo utilizados en la fabricación de TPM. Igualmente, para una misma densidad, el MOE varia si un método distinto de solicitación es utilizado - aún para un mismo autor y en condiciones similares de ensayo. Por estas razones, es notorio el interés tecnológico por comparar características mecánicas para un mismo material utilizando métodos distintos de evaluación.

Tabla 1. Resumen bibliográfico de valores la Densidad, del Módulo de Elasticidad de Tableros de Partículas de

Madera, del tipo de materia prima y de la técnica empleadas en su determinación.

Materia Prima y Adhesivo

Densidad(gr/cm3)

MOE (MPa)

Técnica aplicada

Referencia

Astilla de coníferas, Resina UF

0.68 2300MND

UltrasonidoGrundström, 1998

Astilla de coníferas, Resina UF

0.68 2500MND

VibracionesGrundström, 1998

Astilla de coníferas, Resina UF

0.71 1765 ASTM D-1037 McNatt y Link, 1989

Astilla de Douglas-Fir, Resina UF

0.55 3400 ASTM D-1037 Hann et al., 1962

Astilla de Douglas-Fir, Resina FF

0.53 3580 ASTM D-1037 Hann et al., 1962

Astilla de Douglas-Fir, Resina MF

0.53 3600 ASTM D-1037 Hann et al., 1962

Astilla de Pinusspp.,

Resina UF

0.72 3000 BS 1811 Chapman, 1979

Astilla 0.74 4200 BS 1811 Chapman, 1979

de Pinusspp.,

Resina UF

Astilla de Douglas-Fir y residuos, Resina FF

0.66 4320 ASTM D-1037 Geimer et al., 1974

TPM 1-M-1 0.64-0.80 + 1725 ClasificaciónANSI A208.1 (NPA,

1993)

TPM 1-M-2 0.64-0.80 + 2225 ClasificaciónANSI A208.1 (NPA,

1993)

TPM 1-M-3 0.64-0.80 + 2750 ClasificaciónANSI A208.1 (NPA,

1993)

UF: Urea-Formaldehído; MF: Melamina-Formaldehído; FF: Fenol-Formaldehído.

OBJETIVOS

Los objetivos de la investigación son:

Objetivo 1) Evaluar el Módulo de Elasticidad de una muestra industrial de Tableros de Partículas de Madera, utilizando diferentes métodos de evaluación no destructivos.

Objetivo 2) Comparar los resultados según los métodos de evaluación empleados.

Objetivo 3) Contrastar los resultados conforme a las direcciones paralela y transversal de la línea de producción de los Tableros.

Objetivo 4) Relacionar estadísticamente las características estudiadas.

Objetivo 5) Proponer una clasificación para la muestra del material estudiado, sobre la base de su Densidad y de sus Módulos de Elasticidad, y conforme a la Standard ANSI A208.1.

El alcance de la investigación se limita a realizar un estudio intensivo en una muestra de material industrial, con un carácter comparativo entre tres procedimientos de evaluación no destructivos: Dos de carácter dinámico: Vibraciones Transversales y Ondas de Esfuerzo; y uno de Flexión Estática.

MATERIAL EXPERIMENTAL

El material para ensayo proviene de una muestra de diez tableros de partículas de madera con dimensiones comerciales de 2440 x 1220 x 16.6 mm., extraídos al azar del almacén de producción de una fábrica de TPM en el Estado de Michoacán. Los paneles fueron elaborados con una mezcla de especies de madera de Pinusspp.,Abiesspp. y Quercusspp., originarias de las áreas boscosas de los estados de Michoacán y México. En su fabricación, fue

utilizada resina de urea-formaldehído en un porcentaje de 7 a 10 % con respecto al peso de sólidos (Información proporcionada por el fabricante). De la muestra se seleccionaron dos tableros y en cada uno se recortaron sistemáticamente 16 probetas, (de las cuales la dimensión mas larga fue utilizada como portada durante los ensayos). Ocho de ellas en la dirección paralela al sentido de la línea de producción y otras ocho en la dirección transversal, como se muestra en la figura 1.

Figura 1. Estrategia para la selección de probetas en un tablero de dimensiones comerciales.

Con esta estrategia, se prepararon 32 especímenes en dos direcciones: 16 en la dirección paralela (P) al sentido de la línea de producción y 16 en la dirección Transversal (T). Las dimensiones de las probetas fueron de 1220 mm.de largo x 100 mm.de ancho x 16.5 mm.de espesor. Su peso promedio fue de 1.480 kg., para un contenido de humedad de las probetas del 7 %. Después de ser estudiadas en vibraciones y con ondas de esfuerzo, se procedió a recortar la mitad de las probetas a un largo de 610 mm., con el objeto de estudiar diferentes portadas de ensayo, totalizando 40 especímenes para las pruebas siguientes. Gracias a esta estrategia de muestreo, una misma probeta fue estudiada por tres diferentes métodos de ensayo.

El análisis experimental en la investigación, está cimentado en la teoría de Vibraciones y de la Resistencia de Materiales. Para fines prácticos, las observaciones y el análisis en la investigación están limitados por varias hipótesis simplificatrices. Para el caso que nos ocupa, las probetas elaboradas a partir de TMP son idealizadas como vigas rectas, en forma de paralelopipedo, demasiado delgadas en comparación con su portada de ensayo. La viga es geométricamente uniforme, de medio continuo, macroscopicamente homogénea y localmente isotrópica. Además, el material es solicitado con pequeñas deformaciones unitarias, únicamente en el dominio elástico y obedece a la ley de Hooke. Finalmente, suponemos que durante el proceso de deformación de la viga-probéta, sus secciones transversales con relación al eje de la portada, permanecen planas.

Igualmente la temperatura y humedad al interior de la probeta son constantes durante la realización de las pruebas y no influyen en la evaluación de las características mecánicas.

En la presente investigación, aceptamos también la hipótesis de que la estructura del material de ensayo (matriz madera-adhesivo) es homogénea y con un perfil de densidad uniforme. Esta suposición pretende simplificar el análisis de las deformaciones y la distribución de esfuerzos internos en las probetas, los cuales son evaluados globalmente durante los diferentes tipos de solicitaciones mecánicas aplicadas al material.

Para el caso de ensayos de Flexión Estática, de Ondas de Esfuerzo y de Vibraciones Transversales, esta hipótesis permite ignorar las variaciones locales en la sección transversal de las probetas, respecto a la densidad y a la homogeneidad del medio, y simplificar así la evaluación del Modulo de Elasticidad.

Ensayos de vibraciones transversales

El principio teórico del experimento de vibraciones transversales radica en el estudio del comportamiento de una probeta de TPM, idealizada como una viga continua, uniforme y homogénea. El sistema estudiado, es decir la probeta de TMP, es representado por su diagrama de cuerpo libre, en la figura 2 y es explicado por el modelo reológico de tipo cuerpo de Kelvin, de un solo grado de libertad, por la figura 3.

Figura 2.Diagrama de cuerpo libre del sistema estudiado.

Donde: I es el Momento de Inercia de la probeta, W es el Peso de la probeta, L es la Portada de la probeta P0 sin wt es la función de la fuerza aplicada de frecuencia w, x es la direcciσn transversal a la probeta, y es la direcciσn a lo largo de la portada.

Figura 3.Modelo reológico (cuerpo de Kelvin) del sistema.

Donde: M es la Masa del sistema, D es la Constante de amortiguamiento, K es la Constante de Rigidez P0 sin wt es la función de la fuerza aplicada de frecuencia w, x es la direcciσn transversal a la probeta.

La ecuación de movimiento del modelo presentado en la figura 3 es:

(1)

Donde: M = Masa del sistema D = Constante de amortiguamiento K = Constante de Rigidez P0 sin wt = Funciσn de la fuerza aplicada P0, de frecuencia w.

Para una viga sobre apoyos simples en los extremos (Figura 2), una solución para K, despeja el Módulo de Elasticidad dinámico en vibraciones transversales, en nuestro caso, de la probeta de TPM, apoyada sobre soportes simples (Timoshenko et al. 1974):

(2)

Donde: MOE vt = Módulo de Elasticidad dinámico en vibraciones transversales fr = Frecuencia natural del sistema W = Peso de la probeta L = Portada de la probeta I = Momento de Inercia de la sección transversal de la probeta g = Constante gravitacional

Los ensayos dinámicos de flexión en vibraciones transversales fueron llevados a cabo utilizando un equipo MetriguardModel 340 TransverseVibration E-Computer (Metriguard, 1990). La portada experimental fue de 1194 mm. Después de calibrar el aparato para las probetas de TPM, las propiedades determinadas directamente por este aparato fueron la densidad (ρ) y el Mσdulo de Elasticidad dinαmico en vibraciones transversales MOEvt, utilizando la ecuación (2). La solicitación para cada probeta fue reiterada 3 veces para cada ensayo y el promedio de valores fue considerado para análisis posterior.

Ensayos de ondas de esfuerzo

La hipótesis de esta experiencia es la idea de que un impulso simple causa vibraciones en un cuerpo, es decir, una onda de esfuerzo en el sentido longitudinal, tal como se esquematiza en la figura 4. La onda se propaga a través del medio a una velocidad que depende de su densidad y de su rigidez.

Figura 4. Diagrama de un impulso iniciado en el extremo de la probeta de TPM.

Para el caso de un medio continuo en vibraciones longitudinales, la ecuación de movimiento de la probeta de la figura 4 es:

= (3)

con:

c2 = (4)

Donde: c = Velocidad del sonido E = Módulo de Elasticidad ρ = Densidad

De acuerdo a la ecuación (4), el sonido se propaga a través de un medio continuo con una velocidad que corresponde a su rigidez y a su densidad. Si la geometría y la densidad de un cuerpo homogéneo son constantes y conocidas, el Módulo de Elasticidad dinámico en ondas de esfuerzo, puede ser calculado utilizando ondas de esfuerzo con la ayuda de la formula (Krautkrämer, 1980):

(5)

Donde: MOEsw = Módulo de Elasticidad dinámico en ondas de esfuerzo ρ = Densidad μ = Relaciσn de Poisson

En los productos de madera, la relación de Poisson es muy pequeña y difícil de determinar, (Bodig y Goodman, 1973; Guitard, 1985). Además, los TPM no son un material completamente homogéneo y su perfil de densidad en la dirección perpendicular al plano de producción no es lineal. En consecuencia, la ecuación (5) puede simplificarse a:

MOE sw = ρ c2 (6)

Ecuación utilizada comúnmente por investigadores en mecánica de la madera (Ross, 1985; Ross y Pellerin, 1988 y 1991; Ross et al., 2000; Bucur, 1984 y 1995; Schad 1995).

Los ensayos dinámicos de flexión por ondas de esfuerzo se realizaron utilizando un equipo MetriguardModel 239A Stress Wave Timer (Metriguard, 1986). Las dos portadas experimentales fueron de 1168 y 559 mm. El aparato mide el tiempo de propagación de la onda de esfuerzo a través de la probeta, entre los extremos de apoyo. Usando la ecuación (6), fue calculado el Módulo de Elasticidad dinámico en ondas de esfuerzo MOEsw. La solicitación sobre cada probeta fue reiterada 3 veces para cada ensayo, y el promedio de valores fue considerado para análisis posterior.

Ensayos de flexión estática

A partir de la ecuación de la curvatura de una viga apoyada sobre soportes simples y considerando en elemento diferencial de la viga-probeta, presentado en la figura 5:

Figura 5.Diagrama de cuerpo libre de un elemento diferencial de una viga solicitada en flexión.

Donde: M es el Momento de flexión V es la Fuerza cortante. x es la dirección longitudinal de la viga. y es la dirección transversal de la viga.

Y de acuerdo a la teoría de la Resistencia de Materiales, se puede deducir la ecuación para calcular el Módulo de Elasticidad en Flexión de la viga:

(7)

Donde: MOEst = Módulo de Elasticidad en Flexión P = Fuerza aplicada en L/2 yst = Flecha de la probeta en L/2 L = Portada de la viga I = Momento de Inercia de la sección transversal de la probeta

Los ensayos de flexión estática en tres puntos fueron realizados utilizando una maquina Universal para Ensayos mecánicos con capacidad de 4000 kg. Los tests fueron aplicados a probetas con tres diferentes portadas de ensayo: 1000, 750 y 500 mm. La velocidad de carga fue en promedio de 333, 250 y 200 MPa./min. respectivamente. Los Especímenes fueron solicitados hasta la ruptura, y del dominio lineal del diagrama Fuerza-Flexión (P/yst), fue calculado el Módulo de Elasticidad en Flexión Estática en tres puntos MOEst , utilizando la ecuación (7).

RESULTADOS

La Tabla 2, presenta los estadísticos de los resultados experimentales. Para cada característica estudiada, los valores se agruparon según el tipo de ensayo administrado (Vibraciones Transversales “vt”, Ondas de Esfuerzo “sw” y Flexión Estática “st”), según la orientación de la probeta en el plano del tablero (Transversal “T”, Paralelo “P”), y según su combinación (T+P). Los resultados se agruparon además, haciendo referencia a la portada de ensayo de la probeta. La Tabla 2 propone igualmente una clasificación para TPM, de acuerdo a la Standard A208.1 del Instituto Nacional Americano de Estándares (ANSI, 1993).

Para cada grupo, se calculó su valor promedio, su error estándar y su coeficiente de variación. El análisis se llevó a cabo usando estadística descriptiva, construyendo correlaciones lineales de tipo y = a + bx, y calculando su coeficiente de correlación lineal (R). Los cálculos se efectuaron utilizando un paquete comercial estadístico computarizado.

En acuerdo con los resultados presentados en la tabla 2, la densidad promedio de la muestra es de 0.726 gr/cm3, catalogando a los TPM como tableros de “Media Densidad” (M), de acuerdo a la clasificación de la Standard ANSI A208.1.

El coeficiente de variación de la densidad es de 1.39 % y es aceptable, bien que se refiere solamente a la muestra industrial de TPM estudiada. Igualmente, para los resultados referentes al coeficiente de variación de los MOEs no obstante que los valores son bajos (1.20-12.06 %), y aceptables en caracterización mecánica de productos de madera (Chapman, 1979; Geimer et al., 1974; McNatt, 1973; Hoyle, 1973), esta variación se refiere únicamente a la muestra del material estudiado. Es decir, estos resultados sólo explican la

variabilidad de la densidad y del MOE al interior de la muestra de probetas ensayadas. Para identificar un valor representativo en condiciones de producción industrial, es necesario proceder a un muestreo continuo y con un diseño experimental apropiado.

De igual forma, conforme a los resultados presentados en la tabla 2, los TPM son clasificados como tableros 1-M-3 y 1-M-2. El primer índice 1 de la clasificación, se refiere a los TPM que son fabricados con resina de urea-formaldeido como aglutinante. Esta resina permite cierta resistencia del tablero a la humedad y normalmente es recomendado para uso en ambientes de interior donde el producto este protegido del intemperismo (ANSI A208.1; Carll, 1986). De acuerdo con la Standard ANSI A208.1, los TPM de esta categoría son destinados a la industria del mueble, donde son recubiertos con chapas finas, plásticos y laminados (NPA, 1993).

El segundo índice numérico de la clasificación, se refiere a una escala ascendente del valor del MOE del tablero. Es decir, la clasificación 1-M-3 requiere valores mínimos del MOE de 2750 MPa. (ver tabla 1). Y con respecto a la clasificación 1-M-2 el valor mínimo aceptado de MOE es 2225 MPa. (ver tabla 1). De aquí que sea interesante el resultado de la clasificación según el tipo de ensayo aplicado: Los ensayos dinámicos proporcionan valores de MOEs mayores en comparación a los MOEs obtenidos por flexión estática. Si utilizamos valores de MOE obtenidos por métodos dinámicos, los TPM se clasifican como 1-M-3, (ver tabla 2), Sin embargo, si aplicamos valores de MOE provenientes de ensayos estáticos, obtendremos una clasificación 1-M-2, que refiere a un material con valores inferiores de MOE.

Estos resultados nos permiten alcanzar los objetivos de la investigación en lo referente a la determinación del Módulo de Elasticidad de una muestra industrial de Tableros de Partículas de Madera, utilizando diferentes métodos de evaluación no destructivos, y proponer una clasificación preliminar para la muestra de material estudiada sobre la base de su Densidad y de sus Módulos de Elasticidad conforme a la Standard ANSI A208.1.

Tabla 2. Resultados estadísticos y clasificación de los Tableros de Partículas de Madera.

Característica estudiada

Valor promedio 

(MPa)

Error standard

de la muestra

Coeficiente de

Variación (%)

Portada de ensayo 

(mm)

 Clasificación según 

ANSI A208.1

Densidad (C.H. = 7 %)

0.726 0.0017 1.39 1194 Media (M)

Ensayos de Vibraciones Transversales

MOE vt (T) 3740 38.25 4.09 1194 1-M–3

MOE vt (P) 3290 17.58 2.13 1194 1-M–3

MOE vt (T+P) 3515 45.81 7.32 1194 1-M–3

Ensayos de Ondas de Esfuerzo

MOE sw (T) 3480 18.89 2.17 1169 1-M–3

MOE sw (P) 3095 9.28 1.20 1169 1-M–3

MOE sw (T+P) 3290 35.97 6.18 1169 1-M–3

MOE sw (T) 2670 95.16 10.13 559 1-M–2

MOE sw (P) 2840 48.77 4.98 559 1-M–3

MOE sw (T+P) 2755 56.29 8.21 559 1-M–3

Ensayos de Flexión Estática

MOE st (T) 2790 105 9.19 1000 1-M–3

MOE st (P) 2425 20 2.03 1000 1-M–2

MOE st (T+P) 2600 75 9.93 1000 1-M–2

MOE st (T) 2755 125.72 11.21 750 1-M–3

MOE st (P) 2395 80.48 8.26 750 1-M–2

MOE st (T+P) 2575 89.42 12.06 750 1-M–2

MOE st (T) 2620 31.22 3.37 500 1-M–2

MOE st (P) 2395 47.12 5.56 500 1-M–2

MOE st (T+P) 2510 39.98 6.37 500 1-M–2

P: dirección Paralela al sentido de la línea de producción del tablero T: dirección Transversal al sentido de la línea de producción del tablero MOEvt : Módulo de Elasticidad dinámico en vibraciones transversales MOEsw : Módulo de Elasticidad dinámico en ondas de esfuerzo MOEst : Módulo de Elasticidad estático en flexión tres puntos C.H. = Contenido de Humedad de la probeta de TPM

Comparación de resultados según el método de ensayo utilizado

La figura 6, presenta un gráfico de los valores obtenidos para cada probeta y según los diferentes métodos experimentales aplicados. La tendencia general demuestra que el método dinámico de flexión en vibraciones transversales proporciona valores de MOEvt superiores a aquellos emanados de ensayos por ondas de esfuerzo (MOEsw). Además, los valores de MOE provenientes de ensayos en flexión estática (MOEst), son más inferiores a aquellos de flexión dinámica (tabla 2 y figura 6). Estos resultados satisfacen el objetivo de la investigación en lo referente a comparar los resultados según los diferentes métodos de evaluación empleados.

Figura 6. Valores del Módulo de Elasticidad según el método utilizado para su determinación.

CLASIFICACIÓN DE LA MADERA: 

 

1. MADERA NATURAL:

Según su dureza, la madera natural se clasifica en:

TIPO DE MADERA NATURAL   EJEMPLOS     

Maderas duras: Son aquellas que proceden

  Haya, roble, nogal, ébano, cerezo, castaño, fresno,

de árboles de un crecimiento lento (los de hoja caduca), por lo que pesan más y soportan mejor las inclemencias del tiempo que las blandas. Estas maderas proceden de árboles que tardan décadas, e incluso siglos, en alcanzar el grado de madurez suficiente para ser cortadas y poder ser empleadas en la elaboración de muebles o vigas de los caseríos o viviendas unifamiliares. Son mucho más caras que las blandas, debido a que su lento crecimiento provoca su escasez, pero son de mucha mayor calidad. También son muy empleadas para realizar tallas de madera.

olivo

 

    

Maderas blandas: La gran ventaja que tienen respecto a las maderas duras, es que tienen un periodo de crecimiento mucho más corto (los de hoja perenne), que provoca que su precio sea mucho menor. Este tipo de madera no tiene una vida tan larga como las duras. Dar forma a las maderas blandas es mucho más sencillo, aunque tiene la desventaja de producir mayor cantidad de astillas, por lo que el acabado es mucho peor. Además, la carencia de

  Pino, abeto, balsa, chopo.

veteado de esta madera le resta atractivo, por lo que casi siempre es necesario pintarla, barnizarla o teñirla.

2. MADERA ARTIFICIAL:

Son derivados de la madera elaborados a partir de láminas o

virutas de madera tratadas convenientemente.

2.1.- ALGUNAS MADERAS ARTIFICIALES: Según el proceso de fabricación utilizado podemos tener:

Aglomerado. Están fabricados con madera triturada o virutas de madera unida por medio de un aglomerante sintético. Presentan una superficie bastante lisa, que admite todo tipo de revestimiento (lacados, barnizados, pintado, chapado en madera, plastificado...)

Contrachapado. Se fabrica mediante la unión encolada y prensada de varias láminas finas de madera, colocandolas con sus fibras perpendiculares entre sí para obtener mayor resistencia en todas las direcciones.

Tableros de fibra. Se obtienen uniendo partículas o fibras de madera con una resina sintética y luego prensando. Uno de los más empleados es el DM.

Laminados. Están formados por una base de tablero artificial al que se le ha pegado una lámina muy fina de madera o plástico con un veteado o acabado atractivo.

2.2.- VENTAJAS DE LAS MADERAS ARTIFICIALES:

Algunas de las ventajas que tienen las maderas artificiales frente

a las naturales son:

Son más baratas que las maderas naturales, ya que para su fabricación

pueden utilizarse desechos de otras maderas o partes del árbol que no

podrían ser utilizadas (laterales de los troncos) para obtener maderas

naturales.

Podemos obtener tableros de cualquier dimensión, al contrario de lo que

ocurre con la madera natural, ya que en este caso el tablero dependerá de

las dimensiones (grosor) del árbol.

Los parásitos (insectos,..) atacan menos a las maderas artificiales que a

las maderas naturales.

Contribuyen al medioambiente ya que ayudar a reciclar los desechos de

las maderas naturales, por lo que con su utilización conseguimos talar

menos árboles.

Aunque son menos bonitas que las maderas naturales por la ausencia de

las vetas, pueden ser recubiertas de láminas finas de otras maderas

naturales (roble, haya, caoba,...), o con plásticos (la encimera de la

cocina), con lo que gracias a ellos podremos tener muebles baratos y

bonitos.

Ensayos en la madera

Cesefor dispone de un completísimo laboratorio de ensayos de madera. Todos los equipos están calibrados y disponen de correspondientes certificados. El trabajo del laboratorio de madera se realiza fundamentalmente en dos ámbitos:

1. Control de producción de fábrica: Todas las industrias de madera tiene la obligación por exigencias Normativas (Marcado CE) de controlar mediante ensayos las propiedades que sus productos declaran. Cesefor pone a su disposición la experiencia en elaboración de planes de control y así como en la realización de todo tipo de ensayos sobre producto de madera. Ejemplos: Maderas Gamiz, Maderas Nacimiento, Hormigones Sierra. Control de calidad en Obra civil y agraria: Aquellos promotores de

obra o constructores, que desean asegurar que los productos de madera recibidos en obra cumplen con los requisitos del proyecto y normativos  pueden contar con la la experiencia de Cesefor  en elaboración de planes de control así como en la recogida de muestras y realización de ensayos. Ejemplos. Control de calidad de la madera de la obra “Adecuación de las márgenes del Duero” ;  Control de obra de la madera estructural de la obra: “Rehabilitación de la torre de las Campanas. Catedral de Salamanca”. Dentro de los ensayos que Cesefor puede realizar ó gestionar se puede ver en el documento adjunto: LISTADO DE ENSAYOS. –

ENSAYOS DE MADERA Y DERIVADOS

TECNALIA ayuda a sus clientes a anticiparse al futuro y responder a sus retos,

a acceder a nuevas oportunidades de negocio, a nuevos mercados,

a desarrollar nuevos productos e innovar.

DIRIGIDO A...

TECNALIA aporta su conocimiento tecnológico y experiencia al sector de

la construcción y laindustria de la madera, concretamente, Fabricantes de

tableros derivados de la madera, aserraderos/ Empresas de madera estructural

y fabricantes de suelos de madera.

SERVICIOS

Evaluación de Conformidad con normas EN, ISO, UNE, DIN, NF, BS etc y

procedimientos de cliente.

Certificaciones obligatorias y voluntarias: Marcado CE, elaboración de ETEs

bajo el Reglamento de Productos de la Construcción 305/2011.

Transferencia de Tecnología y asesoramiento en Madera.

ENSAYOS Y NORMAS

Caracterización, Clasificación y Evaluación de las propiedades físico-

mecánicas:

Madera:

Propiedades físico-mecánicas: resistencia a la flexión, tracción, dureza,

contracciones de la madera, identificación de especie de madera, contenido

de humedad, peso específico, clasificación de madera, dimensiones, control

de tratamiento químico...

Tableros y Derivados:

Propiedades físico-mecánicas: densidad, estabilidad dimensional,

resistencia a la flexión y tracción, arranque de conectores, resistencia a la

humedad tras ensayos cíclicos, calidad del encolado, absorción al agua...

Suelos de Madera:

Propiedades físico-mecánicas: características geométricas, estabilidad

dimensional, contenido de humedad, dureza Brinell,

resbalamiento/deslizamiento, resistencia a la abrasión...

Madera Estructural:

Clasificación y Propiedades físico-mecánicas: resistencia a la flexión,

clasificación visual de la madera, asignación de la clase resistente,

determinación de la calidad de encolado...

OTROS ENSAYOS

Control de tratamiento químico:

 Asesoría requisitos protección: Código Técnico de la Edificación (CTE),

Clases de uso, Durabilidad...

Determinación retención y penetración de producto protector

Comprobación de cumplimiento de requisitos pliegos de condiciones, CTE,

etc.

Envejecimiento natural y artificial:

QUV; ATLAS Ci3000, cámaras climáticas, niebla salina, choque térmico,

humedad...

Permeabilidad al CO2, al vapor de agua, al agua líquida, estanqueidad...

Ensayos de Comportamiento frente al Fuego:

Reacción, Resistencia al Fuego, Toxicidad de Humos.

Ensayos Biológicos:

Ensayos de eficacia bactericida, alguicida y fungicida.

Ensayos de eficacia y ecotoxidad de conservantes y/o biocidas.

Ensayos de pinturas antifouling.

Ensayos Químicos:

Emisión de Formaldehído.

Contenido de arena.

Análisis de colas, barnices, productos protectores....

ACREDITACIONES Y RECONOCIMIENTOS

Acreditación ENAC nº 4/LE024 para el Sector de la Construcción

TECNALIA es Organismo Notificado Nº 1292 para el Reglamento de

Productos de la Construcción.

Organismo de Evaluación Técnica (OET) para la emisión de documentos

de Evaluación Técnica Europea (ETE) para los Productos de

Construcción. 

BENEFICIOS

Pasaporte para la internacionalización a través del reconocimiento de la

marca TECNALIA en el exterior.

Reducción del tiempo de entrada del producto a nuevos mercados.

Servicio integral para prescripción, certificación, idoneidad técnica, etc

Destructores de la madera. Agentes   bióticos Dado que el tema de los agentes abióticos ya ha sido tratado con anterioridad, continuamos con los agentes bióticos.

– HONGOS  Hongos xilófagos: Son microorganismos que no se alimentan de la madera,

sino que crean unas encimas que la atacan. Estas encimas denominadas “hifas” forman una red llamada “micelio”que se introducen por las fisuras de la madera, degradándola. Esta degradación se acentúa cuando se trata de pequeños espesores de madera como es el caso de parquets o entarimados.

Hongos cromógenos: Estos organismos normalmente no afectan mecánicamente a la madera, a no ser que se trate de un ataque muy intenso y profundo (Superior a 15mm). Causan una variación de la coloración superficial de la madera con marcada tendencia hacia el azulado. Atacan fundamentalmente a la albura, bajo temperaturas bajas.

Hongos de pudrición: Afectan a las capacidades mecánicas y reológicas de la madera, ya que se alimentan de la misma destruyendo su estructura fibrosa, asociándose normalmente con el ataque de los hongos xilófagos.Precisan una humedad superior al 20%, con un desarrollo óptimo entre el 35%-60%, además de un pH ácido (4-5,5). Dependiendo del elemento afectado de la madera se clasifican en pudrición blanca o pudrición parda.

1. Pudrición blanca: Ataca fundamentalmente a maderas frondosas, destruyendo la lignina, lo que deja una coloración superficial blancuzca.

2. Pudrición parda: Ataca a las coníferas, destruyendo la celulosa, lo que deja un serrín marrón colmatado en la superficie.

Hongos meruiius: Producen un agrietamiento en fisuras horizontales y verticales, denominada “pudrición cúbica”. Actúa en lugares poco ventilados, sótanos, con temperaturas entre 24-30ºC. Esta última tipología es sin duda la más dañina de las anteriormente comentadas.– INSECTOS

Insectos xilófagos: Constituyen el agente biótico más frecuente en las maderas afectadas por degradación. Atacan la madera generalmente en la fase larvaria y mientas dura su crecimiento y desarrollo, y habitualmente, perforan un hueco por el que salen al exterior en su fase adulta, no volviendo a su interior hasta que efectúan la puesta de huevos, con el que comienza de nuevo su ciclo vital anteriormente mencionado.Indicaremos a continuación alguna de las características más importantes de los órdenes y familias más comunes en la geografía española, para poder distinguir fácilmente cual es la procedencia del ataque sufrido por nuestra madera:

A) Isópteros:Conocidos vulgarmente como “termitas”, presentan una gran importancia por sus efectos devastadores. Existen más de 2000 especies de termitas, pero solo un pequeño numero daña la madera. Su ataque se centra en la albura, penetrando en las piezas de madera por sus testas o bases en contacto con zonas húmedas (Suelo, muros, etc…).

Es el único tipo de insecto social que ataca a los elementos leñosos, creando grandes colonias, a partir de una pareja sexuada, que en primavera abandona el termitero original para crear nuevas colonias. En España existen dos especies:

Termita común: Precisa de altas humedades para sobrevivir (>85%) y temperaturas entre 25-35ºC. Desde el termitero realiza túneles cerrados sobre el suelo, elementos de hormigón o cerámicos, hasta llegar a la madera, que atacan siempre en el sentido de las fibras.Perforan galerías paralelas de sección constante, dejando laminas de madera entre ellas y manteniendo intacta la cara exterior para de este modo aislarse de la luz. Este punto hace que su detección sea complicada hasta que el daño es profundo. La apariencia final del elemento atacado es conocida como “hojas de libro” por su similitud con un libro entreabierto.

Termita americana: Especie procedente de América detectada hasta ahora únicamente en Canarias.

Ataca a la madera seca, ya que precisa solo un 10-12% de humedad. Forma la colonia en la propia madera, penetrando por un pequeño orificio que tapan rápidamente para no ser detectadas.

Es una especie muy voraz, destruyendo vigas en pocos meses y cubiertas completas en poco más de 20 meses.

B) Coleópteros: Carcoma grande: Este es el insecto más extendido en España y el que

mayores daños ocasiona en la madera en edificación.Crean en la madera grandes galerías de sección ovalada, discontinuas, que aparecen llenas de serrín y excrementos. Se mantienen en el interior de la madera durante periodos muy largos, de entre 3 y 12 años. Trascurrido este tiempo salen al exterior como adultos de aproximadamente 1,5-2,5cm, de cuerpo negro y aplastado.

Su ataque se centra principalmente en la coníferas y de forma especial en la madera de pino joven, precisando que dicha madera tenga un alto contenido en humedad.

Carcoma pequeña o carcoma de muebles: Colonizan muebles y elementos estructurales de madera, atacando la albura de todas las maderas y el duramen de las frondosas, excepto del roble, del que se alimentan de su celulosa. Precisa bastante humedad y temperatura de 20-25ºC.Las larvas se mantienen en el interior de la madera entre 1 y 3 años. Originan en la madera largas galería de sección circular que contienen serrín granuloso. Posteriormente salen al exterior como adultos de 2-8mm, de color marrón.

Carcoma o polilla del parquet: Importada de los países tropicales cuyas maderas atacan preferentemente. Necesitan muy poca humedad (20-30%) y temperaturas altas para su desarrollo.Las larvas se mantienen en las tarimas y parquets durante un periodo aproximado de 1 año. formando galerías de sección circular, llenas de un serrín muy fino de color blanco-amarillento y tacto similar al polvo de talco.

Colonizan la parte inferior del entarimado, destruyéndolo de forma progresiva. Raramente aparecen en la parte superior, perforando agujeros de diámetro inferior a 1mm.

C) Otros insectos: “Reloj de la muerte”: Conocido con este nombre por su constante y rítmico

golpeteo nocturno contra la pared en la época de celo, pertenece a la familia de los anóbidos y su ataque va asociado al de los hongos xilófagos. Precisa bastante humedad y temperaturas reducidas, por lo que suele encontrarse en la zona norte de la Península.La larva crea galerías de trazado irregular, manteniéndose en la madera entre 1-10 años. En su etapa adulta mi de entre 3-10mm y sale al exterior mediante perforaciones realizadas en la madera.

Destructores de la madera. Agentes   abióticos a la madera cuando está apeada. Producen coloración azulada en la madera

ya que atacan conjuntamente con los hongos cromógenos.

Las larvas carecen de extremidades y viven en la corteza de la madera, excavando pequeñas galerías entrecruzadas a pequeña profundidad, creando dibujos y de formas tipográficas

Entre los agentes destructores de la madera podemos distinguir principalmente dos tipos: los agentes bióticos (seres vivos) y los abióticos.

Los agentes abióticos actúan directamente causando daños leves, exceptuando la exposición a un fuego prolongado. Sin embargo ejercen una acción previa que facilita la actuación de los agentes bióticos (hongos e insectos).

En este artículo nos centraremos en los agentes abióticos, siendo los agentes bióticos objeto de un análisis posterior.

Los principales agentes abióticos son:

El agua: Penetra en los huecos de la estructura de la madera, saturando las fibras y rellenando los conductos tubulares, lo que provoca hinchazón en la misma. Afecta fundamentalmente al duramen, facilitando la acción de los hongos de pudrición y manteniendo unas condiciones de hábitat idóneas para insectos xilófagos, termitas, etc…Por otra parte, la pérdida de agua excedente por desecación produce mermas en la madera, favoreciendo la aparición de grietas que pueden producir patología indirecta en elementos de ensamblado y apoyos.

El sol: La radiación solar influye fundamentalmente a través de los rayos ultravioleta. Estos rayos degradan la lignina, atacando la madera más blanda de la albura, produciendo desfibramiento superficial, aparición de crestas y valles, fotodegradación superficial etc.., afectando a las caras expuestas de los elementos de madera exteriores.Este agente no afecta mecánicamente a la estructura.

Variación de temperatura: La madera soporta bien los cambios de temperatura si éstos son lentos y progresivos. Cuando se producen bruscamente, aparecerán en la madera fendas superficiales que posibilitan la acción de los hongos y la penetración de la humedad, favoreciendo así el posterior ataque de los insectos xilófagos.

El fuego: Aún siendo combustible la madera, su comportamiento frente al fuego es mucho mejor que el acero, que en apenas 15 minutos de iniciado el fuego ha perdido aproximadamente la mitad de su resistencia. Debido a su bajo coeficiente de dilatación, la madera dilata lentamente tras la retracción inicial producida por su desecación y por la acción protectora de la carbonización superficial. Ello produce una resistencia duradera al conservar las fibras leñosas una buena capacidad residual, conservando la mayoría de los casos intacto el duramen.Para aclarar un poco más este último punto, cito una de las investigaciones realizadas por el Laboratorio de Experiencias e Investigación del Fuego del INIA sobre el “Comportamiento al fuego de la madera y sus estructuras”:

“El fuego ataca de forma relativamente lenta y progresiva la madera. Por debajo de 2750 grados solo desprende vapor de agua, gases piroleñosos y CO2, lo que dificulta el ataque del fuego. Por encima de los 2750 grados la reacción es exotérmica y a partir de los 4500 grados resta un residuo sólido

(carbón de madera) susceptible de quemar y por tanto de causar daños estructurales y el colapso estructural”.