El documento describe el peso específico y la densidad de la madera y de la pared celular. Explica que el peso específico de la madera depende del tamaño y espesor de las células, y de la interrelación entre los tipos de células. El peso específico y la densidad de la pared celular son mayores que los de la madera, debido a que no incluyen los espacios vacíos. El documento también proporciona fórmulas para calcular el peso específico y la densidad a diferentes niveles de humedad.

1. PESO ESPECIFICO
Y
DENSIDAD
DE LA MADERA

2. Peso Específico o Gravedad Específica (G)
(Aparente)
 Es la relación del peso de una sustancia
entre el peso de un volumen igual de agua.
 En caso de la madera se toma como base
el peso seco al horno o peso anhidro,
porque este valor puede ser producido
experimentalmente.

3. En razón a la madera, es la relación
que existe entre la masa seca al
horno de una muestra de madera y el
peso o masa del volumen de agua
desplazada por el espécimen a un
contenido de humedad dado.

4. La madera como un cuerpo poroso tendrá:
☺ Volumen real.-
descontando los espacios interiores
(espacios vacíos hasta los
ultramicroscópicos)
☺ Volumen aparente.-
no se descuentan los espacios vacíos

5. El aumento de volumen con la humedad
tiene un límite, no sucede así con la masa
(peso) cuyo valor aumenta hasta alcanzar
el M máx.
Desde que es una relación de masas
dimensionales no tiene unidades.

6. El peso específico es numéricamente igual a la
masa seca dividido por el volumen húmedo.
mo
G = --------- FORMULA (2)
v δw
Donde:
mo = masa seca o masa anhidra
v = volumen húmedo
δ W = densidad normal del agua (1g/ cm3
)

7. En esta ecuación siempre se utiliza la mo como
numerador; el denominador, el cual depende del
volumen de madera, varía con el contenido de
humedad de la muestra ensayada, debido a los
cambios dimensionales que ocurren por debajo
del PSF; por eso es necesario especificar el M al
cual fue determinado el volumen, cuando se da
un valor de G.

8. De la formula (2), a medida que el volumen se
hace menor, por la disminución del M, el
denominador se hace menor y por
consiguiente el valor de la G se hará
correspondientemente mayor; en caso
contrario cuando hay un incremento en el
contenido de humedad del agua
higroscópica, la madera se hinchara
causando una disminución en el peso
específico; en el PSF el peso específico (G)
tiene un valor mínimo GPSF, el cual se

9. El peso específico de la madera basado en el
peso del volumen verde se conoce como
peso específico básico o gravedad
especifica básica y es uno de los valores más
útiles y más comunes utilizados para la
comparación de propiedades de las
maderas de diferentes especies.
mo
G básico G = ---------
v δ w

10. mo
G anhidro Go = ------------
V0 δ W
mo
G equilibrio G12% = ------------
V12% δ W
mo
G PSF G PSF = -------------
VPSF δ W
mo
G >PSF G >PSF = --------------
V>PSF δ W

11. En términos generales, la G o peso específico
de la madera depende de tres factores:
a.- Del tamaño de las células
b.- Del espesor de las paredes celulares
c.- De la interrelación entre el número de
células de diferentes tipos en términos de
a y b.

12. CLASES
Madera liviana G Menor 0,36
Madera
moderadamente liviana
o
moderadamente pesada
G
0,36 – 0,50
Madera pesada G Mayor a 0,50

13. Densidad de la madera (δ) .-
Es la masa por unidad de volumen a un contenido
de humedad dado; desde cualquier incremento
de contenido de humedad (M), se incrementara la
masa de la madera en mayor proporción que su
incremento en volumen.
Este incremento ocurre en gran proporción arriba
del PSF porque la hinchazón ha cesado.

14. m
(δ) = -------- g/cm3
Formula ( 3 )
V
Donde:
m = masa a un contenido de humedad
= mo ( 1+ 0,01 M )
V = volumen a un contenido de humedad

15. Entonces:
mo ( 1 + 0,01 M )
(δ). = ----------------------- g/cm3
Formula (4)
V
Si incrementamos el valor de (M), se
incrementa (m) rápidamente, también (V),
consecuentemente la (δ), si se continua
incrementando (M) por encima del PSF, el (V)
se hace constante, sin embargo (m) sigue
aumentando, consecuentemente la (δ).

16. La δ de la madera, debido a su forma de
cálculo, mantiene una relación directa con
el M; de tal manera que el valor mínimo se
obtendrá en la condición seca al horno y el
máximo cuando la madera esta
completamente saturada.
mo
Densidad básica δb = --------- g/cm3
V
mo
Densidad anhidra δo = --------- g/cm3
Vo

17. m12%
Densidad equilibrio δ12% = ---------- g/cm3
V12%
mPSF
Densidad PSF δ PSF = ------------ g/cm3
VPSF
m >PSF
Densidad >PSF δ >PSF = ------------ g/cm3
V >PSF
m verde
Densidad verde δ verde = ------------ g/cm3
V verde

18. CLASIFICACIÓN
DENSIDAD BÁSICA
g/cm3
GRUPO CLASE
Menor 0,30 I Muy baja (MB)
0,30 – 0,40 II Baja (B)
0,41 – 0,60 III Media (ME)
0,61 – 0,75 IV Alta (AL)
Mayor a 0,75 V Muy alta (MA)

19. Relación entre Densidad (δ) y Peso Específico (G)
Se deriva de la ecuación (3) y (2)
m
δ -------
V m V δW m δW
------- = ---------- = -------------- = --------------
mo V mo mo
G -------
V δW
δ = G ( 1 + 0,01 M ) δ W Formula (5)

20. Esta ecuación nos demuestra que la (δ) y (G) son numéricamente iguales bajo
condiciones de seco al horno o anhidra en unidades métricas sexagecimal.
A un incremento de M la ( δ ) se vuelve numéricamente mayor que la ( G )

21. PESO ESPECIFICO
Y
DENSIDAD
DE LA PARED
CELULAR

22. El peso específico de la pared celular seca al
horno (G’0
) han sido medidos usando diversos
métodos por muchos investigadores
Es importante diferenciar la madera de la sustancia
madera.
En efecto, por sentido común, (GI
) de la pared celular
será mayor que (G) de la madera.
La gravedad específica de la pared celular fue objeto
de estudio por muchos científicos forestales.

23. Resumen de las mediciones de la Gravedad
Específica de la pared celular (GI
), y el Volumen
Específico de la pared celular (VI
).
Fluido Referencia GI
0
VI
0
(cm3
/g)
Agua Stam y Hansen 1.53 0.653
Agua Kellog y
Wangaarrd
1.50 1.53 0.653
0.667
Helio Stam y Hansen 1.46 0.685
Benceno Stam y Hansen 1.44 0.692

24. GI
0
= m0
/ VI
0
= 1/0.653 = 1.53
Los valores obtenidos son influenciados por las
propiedades del fluido desplazado siendo
aproximadamente igual a 1,53 (volumen específico
de 0,653 cm3
/g) para agua desplazada y de 1,46
(volumen específico de 0,685 cm3
/g) para Helio y
1.44 (volumen específico de 0,693 cm3
/g) para
Benceno.

25. La diferencias son atribuidas a dos factores:
a. Compresión del agua higroscópica debido a
fuerzas de enlace, en lugares de sorción en el caso
del desplazamiento del agua.
b. La falta de moléculas solventes no polares
como el benceno para penetrar en los
microespacios de la pared celular.
Por ello es asumido que el valor obtenido con He es el
más correcto para la sustancia de la madera.

26. El peso específico de la pared celular seca al horno o
sustancia de madera (Go) es necesario para calcular
la porosidad o la fracción de volumen de espacio y la
hinchazón de la madera.
Cuando comparamos los volúmenes específicos
expuestos en el cuadro resumen (de agua y helio),
hay un decrecimiento de: 0.685 – 0.653 = 0.032 cm3
del helio con respecto al agua.

27. Asumiendo un PSF de 30 %, la densidad del
agua higroscópica puede estimarse:
δ = m/v
0.30/(0.30-0.032) = 1.119 g/cm3
.
Stam y Seborg (1934), estimaron los valores de la
Gravedad Específica del Agua Higroscópica, en un
rango que oscila de 1.119 en el Punto de Saturación
de la Fibras, hasta 1.30, para las condiciones
anhidras.

28. Fig. Gravedad específica del agua higroscópica a diferentes
contenidos de humedad, de acuerdo a Stamm y Seborg.

29. La densidad de la sustancia de la pared celular
en condición seca al horno es aproximadamente
igual a 1,5 g/cm3
.
Se cree que la densidad real de la pared celular
es similar a la de la sustancia sólida de la pared
celular, cuando ambas son medidas en condición
seca al horno.
Cuando existe humedad por debajo del PSF, el
sistema de microcavidades de la pared celular
aumenta en volumen a medida que aumenta el
M de la madera.

30. Esto produce una reducción en la densidad de la
pared celular hasta alcanzar un valor inferior al
de la sustancia sólida de la misma pared.
La relación entre la densidad de la pared celular
y la densidad de la sustancia sólida de la
misma pared se conoce con el nombre
packing fraction, o sea la fracción de
acomodación de las moléculas de agua.