Fibras generalidades

SISTEMAS DE CONSTRUCCIÓN Y DE ESTIMACIÓN
PROFESOR: Dr. Carolina Stevenson Rodriguez

FIBRAS
Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Carolina Stevenson
CONTENIDO
Características físicas del material
Métodos de producción
Piezas
Protección
Usos históricos
Tipos de madera

FIBRAS
Moldeo Conformaciónen seco Cortar Fijar - mecánico (fijación)
Tendido Conformaciónen húmedo Fijar - mecánico (fijación) Fijar - Químico (pegante)
Fijar - Químico (pegante) Fijar - Térmico (Termofusión)
Fijar - Térmico (Termofusión)
Fijar - Electro/químico
(Soldadura)
Fijar - Electro/químico (Soldadura)
Figurar mecánicamente
Figurar térmicamente
T E C N I C A S D E C O N S T R U C C I O N
Fibras
Madera Parket,pizarra
Piezas de madera aserrada, Piezas
de madera rolliza, Piezas de
madera laminada, Lámina
contrachapada(triplex, quintuplex),
Lámina de partículasaglomeradas
(Tablex),Lámina MDF, Lámina de
virutas orientadas(OSB), Listones
macizos, Listones laminados
Mobiliario Interior, Mobiliario
Urbano, herrajes, Carpintería,
Aparatos iluminación
Guadua Esterilla, Varas, listoneslaminados
Mobiliario Interior, herrajes,
Carpintería, Aparatos
iluminación,Casetones,
Elemento prefabricado
Textiles/Papel Celulosa
Papel colgadura,Tapetes, Tubos
cartón, Láminas celulosa prensada
Mobiliario Interior, Elemento
prefabricado
F O R M A D E P R E S E N T A C I O N E N O B R A
Amorfo Pequeños elementos Semi-producto Componentes

FIBRAS
Tradicionalmente la madera ha sido uno de los materiales de construcción mas asequibles
alrededor del mundo y ha formado parte, total o parcialmente, de las edificaciones construidas
por el hombre desde el mismo neolítico.
USOS HISTORICOS

FIBRAS
La historia de las construcciones en madera se remonta al origen de las civilizaciones nómadas
en la formación de refugios.
Pagoda at Horyu-ji Buddhist temple
complex, Japan, 8th centuryNative American teppe Ancient Mongolian Yurt
USOS HISTORICOS

FIBRAS
Las técnicas constructivas con la madera han ido variando para adaptase a los diferentes
condiciones climáticas, sociales y culturales de cada lugar.
USOS HISTORICOS
Clima cálido Clima templado Clima frio

FIBRAS
Las grandes ciudades de la antigüedad estuvieron formadas, sobre todo, por viviendas
familiares, iglesias, templos, castillos, teatros y otras construcciones en madera.
Elizabethan house (illustrates the plaster-and-timber buildings
common throughout England at that time)
USOS HISTORICOS

FIBRAS
Las construcciones en madera evolucionaran dramáticamente durante el siglo XX gracias al
desarrollo de nuevas técnicas de fabricación y tratamiento y avanzados sistemas constructivos.
Sheffield Winter Gardens , UK, 2003, by Pringle Richards Sharratt Architects
Savill Garden visitor centre, UK, 2006, By Glenn
Howells Architects
Weald & Downland Open Air Museum, UK, 2002, by
Edward Cullinan Architects .
USOS HISTORICOS

FIBRAS
La madera es un material ortótropo proveniente del tronco de un árbol
compuestos por fibras de celulosa unidas con lignina.
QUE ES LA MADERA?
ALBURA ó MADERA JOVEN: Es la madera que se
encuentra hacía la cara exterior del tronco. Es
donde se localizan los vasos conductores que
transportan sabia hacia las ramas del árbol. Es
decir, es una madera porosa y de poco densidad.
DURAMEN ó MADERA DURA: Es la madera
que se encuentra en el centro del tronco. Es
la madera más densa y con menos
capilaridad.

FIBRAS
PROPIEDADES:FISICAS
La resistencia y densidad de la madera varia de acuerdo a la especie. Maderas duras como el
cedro son hasta ocho veces mas resistentes a esfuerzos de flexión y seis veces a esfuerzos de
compresión que maderas blandas como el balso.
Primer ano de crecimiento
Temporada lluviosa
Temporada seca
Cicatriz por fuego
Madera dura
Madera blanda
Corteza

FIBRAS
Existe una marcada diferencia en las propiedades mecánicas de la madera dependiendo de la
distribución de las fibras (paralelas o perpendiculares).
Por ejemplo la resistencia a la tension paralela a la fibra es 30 veces mayor que perpendicular a
esta, mientras que la resistencia a la compresion varia en el orden de 1/6.
Propiedades:MECANICAS

FIBRAS
Normalmente, la resistencia de la madera se certifica por los proveedores. Esta practica es
regulada y certificada por terceros para asegurar el control de calidad.
UK CoC
Number
Species British
Spruce abbreviation
Strength
Moisture
Licence
number
Strength grader
Load roller
Certification mark
PROPIEDADES:MECANICAS

FIBRAS
Aunque la madera se consume fácilmente por el fuego (material combustible), lo hace a un
ritmo predecible (de acuerdo su densidad) mientras retiene su capacidad portante durante el
incendio.
Opciones de proteccion de un ntrepiso de madera con lamina de
yeso cemento.
Calculo del ancho
del carbón
Perfil útil después
del incendio
Perfil original
La superficie de
carbón ayuda a
proteger el interior
de la pieza de
madera
PROPIEDADES:TERMICAS

FIBRAS
La madera tiene propiedades intrínsecas de aislamiento debido a su baja conductividad térmica,
minimizando la probabilidad de puentes térmicos.
En las construcciones con madera es
relativamente fácil incorporar aislamiento
adicional en la cavidad.
PROPIEDADES:TERMICAS

FIBRAS
La madera sin tratar es susceptible al ataque de hongos, insectos y el deterioro por radiación
ultravioleta.
PROPIEDADES:DURABILIDAD

FIBRAS
INSECTICIDAS: Controlan plagas como gorgojo y comején.
FUNGICIDAS: controla la aparición de hongos.
IMPERMEABILIZANTES: evita el cambio de humedad del material y por lo tanto cambios dimensionales.
SATURADORES: evita penetración humedad.
PROTECCIÓN CONTRA INCENDIO: espesor adicional
Inmersión: Sumergir la madera en una
tina de tratamiento donde se encuentra
un preservador. Se deja escurrir y secar
antes de utilizar.
Brocha: Solo se emplea como
mantenimiento o protección temporal.
PROTECCIÓN

FIBRAS
- El secado al aire libre en Bogotá va de 33 días en época seca a 140 días es época lluviosa.
- El secado al aire libre en Medellín va de 6 días a 25.
- Proporcionalidad con la temperatura media de la ciudad analizada.
PIEZAS SECADO Y DESPERFECTOS
Secado naturalSecado artificial

FIBRAS
Abarquillado
Arista faltante
Arqueadura
1cm de desviación por cada 3m de longitud de la pieza

FIBRAS
Depósito duramen
Enconvadura
Rajadura

FIBRAS
Nudo sano
Nudo hueco
Grupo de nudos

FIBRAS
En general la madera que conserva un grado de humedad inferior al 22% no esta en riego de
deterioro por hongos. Con un diseño apropiado (con ventilación, aislamiento, drenaje y control
de la condensación) se puede controlar el grado de humedad de una construcción en madera.
Ventilated cavity
Isolating/protection
Ventilated cavity
Condensation control
Plasterboard
Vapour control layer
Sheathing board
Waterproof breather membrane
Insulating quilt
Stainless steel wall tie
Structural timber frame
Masonry cladding
Ventilated cavity
PROPIEDADES:HUMEDAD

FIBRAS
Altos niveles de ailamiento acustico se pueden lograr al agregar masa, incorporar materiales
absorventes y sellando uniones.
Materiales para
absorción del sonido
Agragar masa
Sellando uniones
Elementos aislantes
PROPIEDADES:ACUSTICAS

FIBRAS
Ventajas
•Bajo consumo de energía en su producción.
•Renovable.
•Baja conductividad térmica.
•La mayoría del tronco del árbol puede ser usado
(con técnicas mejoradas de corte)
Desventajas
•Las variedades de madera varían en cada
región. Es necesario transportar ciertas maderas
atreves de continentes para suplir demanda.
•Algunas maderas tienen una corta vida útil.
•Algunos químicos usados para proteger la
madera son dañinos para el medio ambiente.
PROPIEDADES:AMBIENTALES

FIBRAS
Madera diseñada
Madera aserrada
Compuestos de madera
TIPOS DE MADERA
Madera rolliza
Por capas
Por fibras
Por partículas

FIBRAS
Madera en bruto, en estado natural, tal como se corta o se cosecha, con o sin corteza, partida,
escuadrada en bruto o en otras formas.
TIPOS DE MADERA: ROLLIZA

FIBRAS
Tipo de madera maciza del tronco del árbol cortada, pulida y tratada en piezas estándar que
tienen caras paralelas entre sí y cantos perpendiculares a las mismas
TIPOS DE MADERA

FIBRAS
Los patrones de corte afectan la apariencia y el comportamiento estructural de la madera.
TIPOS DE MADERA: ASERRADA
http://www.youtube.com/watch?v=HDoW-ZYT25c
http://www.youtube.com/watch?v=tO7tRmOYRLs

FIBRAS
La madera aserrada se encuentra disponible en una gran variedad de tamaños tanto en sección
como en longitud. Las dimensiones estándar varían entre 75-300mm x 22-300mm en sección y
entre 1- 7m de largo.
TIPOS DE MADERA: ASERRADA

FIBRAS
COMERCIAL EN COLOMBIA
3 METROS DE LONGITUD:
20 x 20: viga
20 x 5: Planchón
20 x 2,5: Tabla burra
20 x 1,25: Tabla chapa
10 x 10: Cerco
10 x 5: Repisa
10 ó 5 x 2,5 ó 1,25: Listón
5 x 5: Durmiente
PIEZAS
Plantaciones forestales en Colombia

FIBRAS
PIEZAS
Algarrobo
Sapan
Tamarindo
Abarco
TecaFlor morado
Balso
Pino radiata

FIBRAS
La madera se convierte en partículas/ tiras, laminas o fibras que se pueden combinar con otros
materiales para obtener un producto con características especificas .
Las maderas compuestas se clasifican de acuerdo al componente (lamina , partículas o fibra)
Pros
•Trascienden las limitantes en dimensión
de la madera aserrada
•Mejoran las propiedades estructurales de
las piezas (resistencia, rigidez, estabilidad,
flexibilidad).
•Se transforma un material natural en un
material homogéneo.
•Se minimiza el desperdicio de material.
MADERAS COMPUESTAS

FIBRAS
La orientación de las laminas se utiliza para optimizar el comportamiento estructura del
producto y para minimizar deformaciones e irregularidades como nudos y depósitos de
duramen.
CATEGORIAS DE LAMINADOS:
•Tableros de laminas paralelas(Glulam and LVL)
•Tableros de laminas contrachapadas- (Plywood)
•Paneles tipo Sandwich
•Tableros alistonados
MADERAS COMPUESTAS: LAMINADOS

FIBRAS
La Madera Laminada se forma con piezas de madera, unidas con adhesivo, por sus extremos y
caras, de manera tal que las fibras queden paralelas al eje del elemento. Si las láminas son
paralelas al plano de flexión del elemento, se dice que la laminación es "horizontal" y cuando
estas son normales al plano neutro de flexión se dice que la laminación es "vertical".
Glued laminated timber (Gluelam o Glulam) Laminated Veneer Lumber (LVL)

FIBRAS
El tablero contrachaoado mas conocido es el plywood. La calidad y durabilidad del plywood
depende del tipo de madera y adhesivo utilizado en su fabricación.
Ejemplos de tableros de plywood
Contrachapado (Plywood) Triplex, Quintuplex,
Multiplex siempre impar (3-24mm)
LÁMINAS: 1.22m x 2.44m
Blockboard
Laminboard
http://www.youtube.com/watch?v=Dh8kTRNJQk0&feature=related

FIBRAS
CATEGORIAS DE COMPUESTOS AGLOMERADOS CON PARTICULAS:
•Compuestos estructurales (Parallel Strand Lumber)
•Tableros de partículas (chipboard, cement-bonded particleboard )
•Tableros de astillas orientadas
Los compuestos de partículas son fabricados con pequeños fragmentos de material producidos
al cortar o fracturar la madera.

FIBRAS
Tableros de partículas (Chipboard): producidos con
partículas secas mezcladas con resina y suradas en
un proceso de prensado al calor.
Tableros de tiras orientadas
(OSB: Oriented strand board):
fabricados con astillas de madera
en todas las direcciones pegadas
con resina. (6-8.5mm)
Densidad según compactación en
fabricación (3-30mm espesor)
Compuestos estructurales (Parallel Strand
Lumber): son fabricados con astillas de madera
(approx. 2.4 m largo, 3 mm grosor) orientados
con las fibras paralelas y prensados y pegados
formando un elemento continuo.
MADERAS COMPUESTAS: PARTICULAS

FIBRAS
Los tableros de fibra son producidos con la pulpa de la madera usando procesos mecánicos, de
presión y con calor para su extracción.
Sistema de piso laminado con HDF
Fibre composite board
Particle composite board
MADERAS COMPUESTAS: FIBRAS
MDF: Medium density Fiberboard (densidad
según compactación en fabricación)
http://www.youtube.com/watch?v=9cQXhk7JjlA

FIBRAS
Complejas piezas estructurales son posibles de diseñar usando elementos de madera sólidos,
maderas compuestas y otros materiales adicionales. Esto hace posible la especificación precisa
de elementos.
MADERAS DISEÑADAS (ENGINEERED TIMBER)

FIBRAS
Timber beams with metal web
Stressed-skin panels
MADERAS DISEÑADAS (ENGINEERED TIMBER)

FIBRAS
VENTAJAS :
•Relativamente fácil de conseguir a un bajo
costo.
•Generalmente de bajo peso y densidad.
•Buen aislante térmico.
• Buenas credenciales ecológicas/ambientales
•Se puede refinar y diseñar para mejorar sus
características.
CONSIDERACIONES DE DISEÑO

FIBRAS
DESVENTAJAS:
•Sus propiedades varían entre las diferentes
especies.
•Las propiedades estructurales de cada especie
varían ya que cada árbol es diferente.
•La sección de la madera aserrada esta
limitada por las dimensiones del árbol.
•La madera debe ser secada y tratada para
evitar su pronto deterioro o deformación.
CONSIDERACIONES DE DISEÑO

FIBRAS
• Allen, Edward, and Joseph Iano. Fundamentals of building construction: materials and methods. 4th ed. Hoboken,
N.J.: J. Wiley & Sons, 2004.
• Palaia Pérez, Liniana “Aprendiendo a construir la arquitectura”. Universidad Politécnica de Valenca. Editorial Limusa.
• Hugues, Theodor. “Construcción con madera: detalles, productos, ejemplos”. Gustavo Gili. Barcelona c2008.
• Herzog, Thomas. Timber construction manual. Basel, Switzerland: BirkhaÌˆuser ;, 2004.
• Ozelton, E. C., and J. A. Baird. Timber designers' manual. London: C.L. Staples, 1976.
• Timber construction manual. 3rd ed. New York: Wiley, 19851986.
• Timber design and construction handbook. New York: F.W. Dodge Corp., 1956.
BIBLIOGRAFIA

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