Tema 10 madera

U N I V E R S I D A D A L A S P E R U A N A S
F A C U L T A D DE I N G E N I E R IA S Y A R Q U I T E C T U R A
ESCUELA PROFESIONAL DE ARQUITECTURA
2012-2B

MADERA
La madera es un material
de origen vegetal que se
obtiene de los árboles

MADERA
 La madera se compone
de fibras de celulosa
unidas mediante una
sustancia llamada
lignina.
 Por las fibras circulan y
se almacenan sustancias
como agua, resinas,
aceites, sales.

MADERA
• La madera es un material
ortotrópico (diferentes
propiedades en cada dirección)
encontrado como principal
contenido del tronco de un árbol.
• Los árboles se caracterizan por
tener troncos que crecen cada
año.
• Las plantas que no producen
madera son conocidas como
herbáceas.

CLASIFICACIÓN DE LOS ÁRBOLES
Árboles Caducifolios
• Las hojas se caen
en el otoño o
invierno y vuelven a
salir en la primavera.
• Uno de los más
característicos es el
roble.

CLASIFICACIÓN DE LOS ÁRBOLES
Árboles Perennifolios
• Se caracterizan por
mantener la hoja todo el
año, es decir, que no se
les caen las hojas.
• Uno de los mas
característicos es el
Pino.
• Estos árboles suelen
proporcionar una
madera más blanda que
la de los caducifolios.

COMPOSICIÓN DE LA MADERA
En el tronco de un árbol se
distinguen distintas capas:
CORTEZA:
Es la capa exterior y su
misión es proteger al árbol
vivo.
LIBER:
Es una corona que envuelve
el tronco formada por fibras
elásticas por donde circulan
los nutrientes del árbol

CÁMBIUM:
Es una fina capa de células
especializadas que se
encargan del crecimiento a lo
ancho del tronco.
ALBURA:
Es una capa de células vivas
por cuyo interior circula la
savia.
Es la capa de madera
formada más recientemente
y se le llama madera blanda.

DURAMEN:
Es la zona interior y está
formada por células muertas.
La madera de esta capa es más
dura, resistente y más oscura
que la de la albura.
MEDULA:
parte central del tronco
constituido por tejido flojo y
poroso. De ella parten radios
medulares hacia la periferia.

CARACTERISTICAS DE LA MADERA
Determinan sus propiedades:
 La disposición de las fibras
 Tamaño de las fibras
 Orientación de las fibras
 Contenido de humedad
 Tamaño de los poros
 Estas propiedades
condicionarán el uso que se
le dará.

El color es debido a las
sales, colorantes y
resinas.
Las más oscuras son
más resistentes y
duraderas.
La textura depende del
tamaño de los poros.
Condiciona el
tratamiento que debe
recibir la madera.

Las vetas se deben a la
orientación y color de las
fibras.
La densidad depende del
peso y la resistencia.
A mayor densidad de la
madera, esta es más
resistente.

Anillos de
crecimiento
 La edad del árbol
Cada anillo se forma por el
crecimiento de una nueva
capa de xilema, fenómeno
que ocurre en los cambios
de estación en las zonas
geográficas en que éstos
existen.

 La dureza de la madera:
La madera dura tiene los
anillos más próximos entre
sí que la madera blanda.
 Variaciones climáticas:
Si los anillos están muy
juntos, esto puede indicar un
periodo de sequía.
Recíprocamente, si ha
llovido mucho, entonces los
anillos estarán más
separados.

PROPIEDADES FÍSICAS
 ANISOTROPÍA
 HUMEDAD DE LA MADERA (RELACIONES AGUA – MADERA)
 CONTENIDO DE HUMEDAD.
 HINCHAZÓN Y MERMA DE LA MADERA
 COEFICIENTE DE CONTRACCIÓN VOLUMETRICA
 PUNTO DE SATURACIÓN DE LAS FIBRAS
 PESO ESPECIFICO
 HIGROSCOPICIDAD
 HOMOGENEIDAD
 DURABILIDAD
 INFLAMACIÓN Y COMBUSTIÓN

ANISOTROPÍA
La madera es un material
formado por fibras orientadas
en una misma dirección.
Ciertas propiedades físicas y
mecánicas no son las mismas
en todas las direcciones que
pasan por un punto
determinado, si no que varían
en función de la dirección en la
que se aplique el esfuerzo.

… ANISOTROPÍA
Se consideran tres direcciones principales con
características propias:
Dirección axial:
Paralela a las fibras y por tanto al eje del árbol.
En esta dirección es donde la madera presenta
mejores propiedades.
Dirección radial:
Perpendicular al axial, corta el eje del árbol en
el plano transversal y es normal a los anillos de
crecimiento aparecidos en la sección recta.
Dirección tangencial:
Localizada también en la sección transversal
pero tangente a los anillos de crecimiento o
también, normal a la dirección radial.

HUMEDAD DE LA MADERA.
RELACIONES AGUA – MADERA
 Influye sobre todas las demás,
propiedades físicas, mecánicas, mayor
o menor aptitud para su elaboración,
estabilidad dimensional y resistencia al
ataque de seres vivos.
 El agua es el vehículo de transporte
que utilizan las plantas para su
alimento.
 Es necesario conocer antes de su
uso, debido a las modificaciones que
produce en las características físicas y
mecánicas.

… HUMEDAD DE LA MADERA
Agua de constitución o agua combinada:
Es aquella que entra a formar parte de los compuestos
químicos que constituyen la madera. Forma parte integrante
de la materia leñosa (de su propia estructura), y no se puede
eliminar si no es destruyendo al propio material (por ejemplo,
quemándola).
Agua de impregnación o de saturación:
Es la que impregna la pared de las células rellenando los
espacios submicroscópicos y microscópicos de la misma. Se
introduce dentro de la pared celular, siendo la causa de la
contracción de la madera cuando la pierde (desorción) y de su
expansión o hinchamiento cuando la recupera (sorción:
retención de agua). Se puede eliminar por calentamiento hasta
100 - 110° C.

Agua libre:
 Es la que llena el lumen de las células o tubos (vasos, traqueidas,
etc.) Es absorbida por capilaridad.
 El agua libre, una vez perdida por la madera, ya no puede ser
recuperada a partir de la humedad atmosférica. Para recuperarla,
habrá de ser por inmersión directa en el agua.
 El agua libre no tiene mas repercusión que la ocupación física de
los huecos, y por consiguiente no influye en la hinchazón o merma
de la madera ni en las propiedades mecánicas.
Agua de impregnación y libre
Son las que constituyen la humedad de la madera.
 La humedad es la cantidad de agua que contiene la madera
expresada en % de su peso en estado anhídro o húmedo.

CONTENIDO DE HUMEDAD
Definimos como contenido de
humedad o simplemente
humedad de la madera, a la
relación del peso del agua
contenida en la madera
HINCHAZÓN Y MERMA DE LA
MADERA
Es la propiedad que posee la
madera de variar sus
dimensiones y por tanto su
volumen cuando su contenido
de humedad cambia.

COEFICIENTE DE CONTRACCIÓN
VOLUMETRICA
Dicho coeficiente mide la variación del volumen de la
madera cuando su humedad varía un 1%.
Este coeficiente V% caracteriza las maderas:
- Maderas de débil contracción 0,15% < V < 0,35%
(poca nerviosa) maderas de carpintería y ebanistería.
- Maderas de contracción media: 0,35% < V < 0,55%
(maderas de construcción).
- Maderas de fuerte contracción: 0,55% < V < 1%
(nerviosa) Emplear en medios de humedad constante.

 PUNTO DE SATURACIÓN DE LAS
FIBRAS
El punto de saturación de las fibras representa el % de
humedad de la madera cuando se ha alcanzado la máxima
hinchazón.
Si disminuye la humedad también lo hará el volumen, pero si
aquella aumenta, el volumen permanece prácticamente
constante:
CLASE ---------- Punto Saturación
Bajo ------------- Inferior a 25%
Normal-----------de 25 a 35%
Elevado------------Superior a 35%

 PESO ESPECIFICO
El peso específico de la pared celular (peso específico real,
sin considerar los poros), es prácticamente constante en
todas las especies, y es del orden de 1,55 gr / cm3
Este es el límite, máximo teórico, que podría alcanzar una
madera, en la que los huecos celulares los hubiese reducido
a cero. Las diferencias entre las maderas se deben pues la
mayor o menor proporción de dichos huecos.

 HIGROSCOPICIDAD
Es la variación del peso específico, cuando la humedad varía
un 1%.
 HOMOGENEIDAD
Una madera es homogénea cuando su estructura y la
composición de sus fibras resulta uniforme en cada una de sus
partes (Ejemplos: Peral, manzano, tilo, etc.)
Son poco homogéneas:
- Las maderas con radios medulares muy desarrollados (Ej.
encina, fresno)
- Las maderas con anillos anuales de crecimiento con notables
diferencias entre la madera de primavera y la de otoño (Ej.
abeto).

DURABILIDAD
Depende de muchos factores:
 Del medio ambiente,
 De la especie de la madera,
 De las condiciones de la puesta en
obra,
 De la forma de secado,
 De las alteraciones de la humedad y
sequedad,
 Del contacto con el suelo
(empotrada en terrenos arcillosos y en
arena húmeda se conserva mucho
tiempo, en arenas y calizas, duran
poco),

… DURABILIDAD
 Del agua (sumergida en agua
dulce se conserva mucho tiempo),
 De su tratamiento antes de ser
usada
 De su protección una vez puesta
en obra (pinturas, etc.).
A más densidad mayor duración.
Son maderas durables:
La encina, el roble, la caoba, el haya

 INFLAMACIÓN Y COMBUSTIÓN
Las maderas arden.
Desde el punto de su utilización
como combustible, es una cualidad,
pero para su empleo en la
construcción y decoración es un
defecto.

PROPIEDADES MECANICAS
Son:
 Elasticidad-Deformabilidad
 Flexibilidad
 Cortadura
 Hendibilidad
 Desgaste
 Resistencia al choque
 Resistencia a la tracción
 Resistencia a la compresión
 Flexión estática
 Dureza

 Flexibilidad
Propiedad de algunas maderas de
ser dobladas o ser curvadas en
su sentido longitudinal, sin
romperse.
 Cortadura
Resistencia ofrecida a la acción de
una fuerza que tiende a cortar la
madera en dos partes cuando la
dirección del esfuerzo es
perpendicular a la dirección de
las fibras.

 Hendibilidad
Resistencia ofrecida a la acción
de una fuerza que tiende a cortar
la madera en dos partes cuando
la dirección del esfuerzo es
paralela a la dirección de las
fibras.

 Desgaste
Las maderas sometidas a un rozamiento o a una erosión,
experimentan una perdida de materia (desgaste)
 Resistencia al choque
Nos indica el comportamiento de la madera al ser
sometida a un impacto.
 Resistencia a la tracción
La madera es un material indicado para trabajar a la
tracción (en la dirección de las fibras), viéndose
limitado su uso únicamente por la dificultad de
transmitir estos esfuerzos a las piezas.

 Resistencia a la compresión
La madera en la dirección de las
fibras, resiste menos a
compresión que a tracción, en
el orden de 0.50
 Flexión estática
Una viga apoyada en sus
extremos es sometida a carga
central. La parte superior
trabaja a compresión y la
inferior a tracción.

PROPIEDAD - DUREZA
Según su dureza la madera se clasifica en:
 Maderas duras:
 Son aquellas que proceden de árboles de un crecimiento
lento.
 Soportan mejor las inclemencias del tiempo,
 Estas maderas proceden de árboles de hoja caduca, 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.
 Son mucho más caras que las blandas, debido a que su
lento crecimiento provoca su escasez, pero son mucho más
atractivas para construir muebles con ellas.

PROPIEDAD - DUREZA
Según su dureza la madera se clasifica en:
Maderas blandas:
 Pertenecientes a la orden de las coníferas.
 La gran ventaja que tienen respecto a las maderas duras, es su
ligereza y su precio, mucho menor.
 Este tipo de madera no tiene una vida tan larga como las duras,
pero puede ser empleada para trabajos específicos. Por ejemplo,
la madera de cedro rojo tiene repelentes naturales contra plagas
de insectos y hongos, de modo que es casi inmune a la
putrefacción y a la descomposición, por lo que es muy utilizada en
exteriores.
 La manipulación de las maderas blandas es mucho más
sencilla, aunque tiene la desventaja de producir mayor cantidad de
astillas.
 Además, la carencia de veteado de esta madera le resta
atractivo, por lo que casi siempre es necesario pintarla, barnizarla
o teñirla.

MADERAS ESTRUCTURALES
NORMA E.010
Grupo
ESPECIES AGRUPADAS
NOMBRE
COMUN
NOMBRE CIENTIFICO
A ESTORAQUE MIROXYLON PERRUIFERUM
A PUMAQUIRO ASPIDOSPERMA MACROCARPON
B HUAYRURO AOSMOSIA COCCINEA
B MACHINGA BROSIMUN ULEANUM
C
CATAGUA
AMARILLA
HURA CREPITANS
C COPAIBA COPAIFERA OFFICINALIS
C DIABLO FUERTE PODOCARPUS SP
C TORNILLO CEDRELINGA CATENAEFORMIS

Grupo Densidad Básica g/cm3
A > = 0,71
B 0,56 a 0,70
C 0,40 a 0,55
El agrupamiento esta
basado en los valores
de:
 La densidad básica
 La resistencia
mecánica.
 Módulos de elasticidad
 Esfuerzos admisibles
Los grupos son A, B, C.
Grup
o
Módulo de Elasticidad (E) MPa
(kg/cm2
)
Emínimo
Epromedio
A 9 316 (95 000) 12 748 (130 000)
B 7 355 (75 000) 9 806 (100 000)
C 5 394 (55 000) 8 826 (90 000)

Gru
po
Esfuerzos Admisibles MPa (kg/cm2
)
Flexión
fm
Tracción
Paralela ft
Compresión
Paralela fc
//
Compresión
Perpendicular fc
Corte
Paralelo fv
A 20,6 (210) 14,2 (145) 14,2 (145) 3,9 (40) 1,5 (15)
B 14,7 (150) 10,3 (105) 10,8 (110) 2,7 (28) 1,2 (12)
C 9,8 (100) 7,3 (75) 7,8 (80) 1,5 (15) 0,8 (8)

PROCESO DE OBTENCION DE LA MADERA

 Corte o Tala
 Transporte
 Aserrado
 Secado
 Secado Natural
 Secado Artificial
 Secado por inmersión: Por el empuje del agua por uno de
los lados del madero la savia sale empujada por el lado
opuesto
 Secado al vacio
 Secado por vaporización: Corre una nube de vapor de 80
a 100 ºC
 Secado mixto: Secado natural 20-25% el resto artificial
 Secado por bomba de calor

LA INDUSTRIA MADERERA
Las transformaciones que
sigue la madera desde
que se tala el árbol hasta
que se llega a sus formas
comerciales son:
Talado. Actualmente se
realiza con sierras
mecánicas.
Descortezado. En el
lugar del talado se
eliminan las ramas y
raíces.

LA INDUSTRIA MADERERA
Despiece y troceado. Se
lleva a cabo en la serrería.
Para obtener láminas de
madera se puede emplear el
método del desenrollado o el
del corte plano
Secado. Se trata de eliminar
el agua que contiene la madera
para luego poderle dar los
tratamientos necesarios.
Se puede llevar a cabo al aire
libre o en hornos.

TIPOS DE MADERA
TRANSFORMADOS DE LA MADERA
Tableros de fibra. Se elaboran con
fibras de madera trituradas y mezcladas
con cola que se prensan en caliente.
Se fabrican tableros de diferentes
densidades. Los más normales son los
DM.
Tableros aglomerados. Se elaboran
con residuos de madera triturados y
mezclados con cola que se prensan en
caliente.
Sus caras externas se suelen enchapar
con láminas de melamina.

TIPOS DE MADERA
TRANSFORMADOS DE LA MADERA
Contrachapados. Se elaboran
superponiendo varias chapas de
madera natural encoladas y prensadas
Las chapas de madera se pegan con
las vetas contrapuestas, lo que le
proporciona mucha dureza.
Tableros listonados. Se elaboran con
listones encolados y recubiertos por las
dos caras con chapas de madera.

TIPOS DE MADERA
FORMAS COMERCIALES DE LA
MADERA..
Tablas. Son de sección rectangular
y cepilladas por ambas caras.
Tableros macizos. Formados por la
unión de tablas encoladas entre sí
por sus cantos.
Chapas. Se obtienen por
desenrollado de los troncos.
 Se venden en rollos de distinta
anchura.
 Se emplean para revestir otras
maderas de menor calidad.

TIPOS DE MADERA
FORMAS COMERCIALES DE LA
MADERA..
Listones. Son de sección cuadrada
o rectangular.
Molduras. Se obtienen a partir de
los listones.
Se emplean principalmente para
decorar.
Redondos. Son varillas cilíndricas
de madera.

FABRICACIÓN CON MADERA
MEDIANTE CORTE..
Serrucho de punta. Tiene
una hoja larga, estrecha y
flexible. Se emplea para
cortes curvos y para abrir
huecos.
Sierra de marquetería. Se
emplea para cortar madera
fina. Consta de un arco y una
hoja de sierra fina.

MEDIANTE ARRANQUE DE
VIRUTA..
Taladrado. Consiste en
perforar la madera con
brocas o barrenas.
Cepillado. Consiste en
alisar las piezas con
sucesivas pasadas de
una hoja cortante.

MEDIANTE ARRANQUE DE
VIRUTA..
Limado. Consiste en
eliminar material con
limas y escofinas.
Lijado. Consiste en
eliminar material con lija.
Se consigue un acabado
más fino que con el
limado.

UNIONES..
Las piezas se pueden unir de
diferentes maneras:
Pegado o encolado. Con cola
de contacto, cola de
carpintero o pegamento
termofusible.
Clavado. Con clavos o grapas
Atornillado. Con tornillos. Es
una unión desmontable

FABRICACIÓN INDUSTRIAL CON MADERA
MECANIZADO.
Torneado. Con tornos. Se
consiguen piezas
circulares.
Lijado. Con lijadoras de
cinta, de disco, de
tambor.
Cepillado. Con
cepilladoras.

DERIVADOS
Tableros Melamina
MASISA
PISOPAK

USOS DE LA MADERA
Hace tiempo atrás.
 Los Incas utilizaron
“Eucaliptos” para
fijar la cubierta de sus
edificaciones.
 Posteriormente se
empezó a usar también
en las edificaciones de
adobe.

USOS DE LA MADERA
Hoy en día La Madera se usa
de diversas formas en la
construcciones modernas.
 Construcciones en Madera
(Selva)
 En los Encofrados.
 Para apuntalar Muros o
Techos
 Puertas
 Ventanas
 Pisos
 Muebles

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