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estudio de la madera...

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INTRODUCCIÓN La madera es un material complejo por su composición química así como también por su actuación ante la resistencia de las cargas, con unas propiedades y características que varían según su composición y su constitución (o de la manera en que están colocados u orientados los diversos elementos que la forman). El cómo están colocados u ordenados estos elementos nos servirá para comprender mejor el comportamiento, algunas veces poco lógico (aparentemente) de este material. Se ha de recordar que la madera no es un material de construcción, fabricado a propósito por el hombre, sino que es un material obtenido del tronco y las ramas de los árboles cuyo objetivo es facilitar el crecimiento y supervivencia de este elemento vegetal. No es un material homogéneo sino que está formado por diversos tipos de células especializadas que forman tejidos. Tejidos que sirven para realizar las funciones fundamentales del árbol; conducir la savia, transformar y almacenar los alimentos y por último formar: la estructura resistente o portante del árbol. Este tejido se clasifica como Ortótropo, es decir que cada una de sus fibras posee ejes en distintas direcciones haciendo que sus propiedades actúen en diferentes ángulos, por esta razón este material se considera tan inusual por su resistencia y tan provechoso para la construcción

DEFINICIÓN DE MADERA Material extraído del tronco de los árboles que se utiliza en muchos elementos constructivos y también como combustible. Es constituida por el conjunto de tejidos que forman el material de los tronco de los árboles, carentes de su corteza. Es el material de construcción más ligeros, resistente y fácil de trabajar, es uno de los materiales más antiguos usados por el hombre. En composición química media se constituye de un 50 % de carbono (C), un 42 % de oxígeno (O), un 6 % de hidrógeno (H) y el 2 % restante de nitrógeno (N) y otros componentes minoritarios como resinas, ceras y grasas. 

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Clasificación de la madera: Se clasifica como blanda o dura. Las maderas blandas proceden de árboles que crecen rápido como las coníferas, son más ligeras, se rompen con mayor facilidad y tienen menor vida útil. Las maderas duras, en cambio, se obtienen de árboles que crecen lento, se caracterizan por su densidad y resultan muy resistentes. Esto hace que las maderas duras sean más costosas que las maderas blandas. RESEÑA DE LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LOS USOS DE LA MADERA COMO SISTEMA CONSTRUCTIVO. Desde el periodo evolutivo Neolítico la madera ha sido utilizada total o parcialmente en tas edificaciones. Es probable que antes de que el humano contara con herramientas de sufriente capacidad de corte ya este empleara la madera como material de construcción de sus primeros refugios. El tratado más antiguo sobre la construcción con madera procede de la civilización romana en pleno reinado de Cesar Augusto en el siglo I a.C Sobre el año 25 a.C Marco Vitrubio, arquitecto e ingeniero romano escribió un extenso tratado sobre arquitectura y técnicas de construcción en Roma titulado “De architectura (latín). la obra de Marco Vitrubio recoge las primeras descripciones sobre la composición, cualidades y usos de las madera, mostrando especial interés sobre la influencia de la época de corta en las características de la misma frente a los xilófagos Aunque la mayoría de los edificios de las civilizaciones antiguas (Griegos, Romanos, Egipcios) más prodigiosos estén hechos de piedras, ladrillo o mármol, en realidad en la arquitectura civil las grandes ciudades estaban formadas por viviendas familiares de madera sin tratar. Esto, unido al hacinamiento y al uso habitual de leña para cocinar y calentarse hacía que los incendios fueran muy frecuentes, y que generasen como figura necesaria de la vida civil al bombero Esta percepción negativa sobre la madera como material de construcción de alta peligrosidad ígnea se ha mantenido hasta nuestros días, en el ámbito de la Europa mediterránea, la heredera directa de los romanos. Sin embargo en los países del norte de Europa, especialmente los escandinavos, en los que la madera siempre ha sido el principal material de construcción, muy estimado por sus cualidades isotérmicas. Las casas de troncos representan el estilo de construcción más antigua. Estas eran la casa típica de escandinavos, rusos y pobladores de otras zonas del norte de Europa. Los colonizadores que emigraron a América, Sudáfrica, Nueva Zelanda y Australia, construyeron sus casas con este método. Allí donde había madera, se utilizaba para construir. Y donde no, como en algunas zonas de Asia, se sustituía por el bambú. en los Estados Unidos, donde la madera fue desde el principio, y sigue siendo, el material de construcción más consumido. Gracias a los tratamientos a los que se la somete, la madera ha recuperado su buena fama como material de construcción fiable en la Europa Mediterránea. por esas mismas cualidades isotérmicas,

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su sostenibilidad y porque se ha demostrado su excelente comportamiento en caso de incendio las columnas de madera al sufrir un incendio no se colapsan, arrastrando al edificio que sustentan, sino que se ennegrecen y endurecen, con lo que evitan el derrumbe) Para el año 2022 Reino unido promete tener listo el primer estadio hecho completamente de madera diseñado por el despacho de arquitectura de la fallecida arquitecta Zaha Hadid. ESTRUCTURA DE LA MADERA (TRONCO) Se desarrolla mediante la formación de anillos concéntricos, en la madera es posible distinguir varios estratos.

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 Corteza externa: es la capa más externa del árbol. Está formada por células muertas del mismo árbol. Esta capa sirve de protección contra los agentes atmosféricos.  Cambium: es la capa que sigue a la corteza y da origen a otras dos capas: la capa interior o capa de xilema, que forma la madera, y una capa exterior o capa de floema, que forma parte de la corteza.  Albura: es la madera de más reciente formación y por ella viajan la mayoría de los compuestos de la savia. Las células transportan la savia, que es una sustancia azucarada con la que algunos insectos se pueden alimentar. Es una capa más blanca porque por ahí viaja más savia que por el resto del tronco. Duramen (o corazón): es la madera dura y consistente. Está formada por células fisiológicamente inactivas y se encuentra en el centro del árbol. Es más oscura que la albura y la savia ya no fluye por ella. Médula vegetal: es la zona central del tronco, que posee escasa resistencia, por lo que, generalmente no se utiliza. TIPOS DE MADERAS: RESINOSAS, FRONDOSOS, ÁRBOLES FRUTALES Y MADERAS TROPICALES

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Resinosas: Son las más antiguas, del final de la era primaria. Existen en las zonas frías y templadas, proporcionan las mejores calidades de madera de construcción, en cuanto se refiere a características de trabajo y resistencias mecánicas. Presentan un elevado contenido en resinas. Estas son: 1. Madera de Pino: comprende unas 80 especies. Tienen coloración roja, amarilla y blanca, siendo los primeros los más resistentes. 2. Madera de Abeto: color blanco o pardo-rojizo, claro, y poco resinosa y muy elástica, no se alabea, muy duradera en seco, no admitiendo alternativas de humedad y sequedad. 3. Madera de Alerce: Madera muy resinosa, tiene el duramen color castaño, casi sin nudos., y más trabajable, compacta y de elevada densidad. Resiste al desgaste y, sumergida, se endurece ilimitadamente, empleándose en escaleras, entarimados, traviesas, postes, etc. 4. Madera de Ciprés: ligera - semipesado, poco nerviosa, semidura, y contiene gran cantidad de nudos. El color de la albura es amarillo claro y el del duramen rosado o tabaco claro. De fibra recta y olor fuerte y persistente, inatacable por hongos e insectos. Para carpintería exterior e interior, chapas para revestimientos decorativos y en la construcción naval.

5. Madera de Cedro: es fina, homogénea y elástica. De densidad 0,45 a 0,8, y albura blanca muy abundante en relación al duramen, de color rojizo amarillento. Su resina posee un olor característico y se emplea en ebanistería y escultura. 

FRONDOSOS Aparecen al final de la era secundaria, son características de las zonas templada y tropical. Son las más frecuentes en la fabricación de muebles, ebanistería y revestimientos de Madera. Presentan un bajo contenido en resinas.

1. Madera de Roble alcanza alturas de hasta 40 m y diámetros de 3. Tiene albura blanca y duramen rojizo, con anchos diarios medulares y el conjunto adquiere una coloración parda clara. Es dura, resistente, tenaz, densa, poco alterable y de labra fácil. Se emplea para toda clase de obras, por soportar grandes cargas, en carpintería de armar, obras hidráulicas, navales, carretería, 2. Madera de Castaño: es de albura blanca y duramen rojo oscuro, semejante a la Madera de Roble, aunque más ligera, con aguas agrisadas, debido a los vasos de la madera de otoño. Se utiliza en trabajos de ebanistería, escultura y tonelería. 3. Madera de Acacia: es muy dura, elástica y tenaz. De albura amarilla y duramen amarillo-verdoso oscuro. Muy duradera, por resistir bien a los cambios de humedad y a la pudrición. consolidación de diques, de arenas, dunas y vallados, y en la realización de pilotes, engranajes, clavijas y ebanistería. 4. Madera de Fresno no se aprecia diferenciación entre albura y duramen; de color amarillento, y corazón castaño, es una Madera muy elástica, tenaz, fina al tacto, admitiendo un buen pulimento. es dura, pero no resiste a las alternativas de humedad/sequedad. De aplicación en chapas para revestimientos decorativos, suelos de Madera y ebanistería. 5. La Madera de Eucalipto está formada por fibras torcidas y espiraladas que impiden su elaboración a sierra o cepillo. El color de la albura es blanco grisáceo o crema pálida y el del duramen varía del canela al marrón rojizo o marrón amarillo claro. Sumergible, no se pudre, por el aceite esencial que contiene, y es inatacable por los insectos. 6. Madera De Sauce: es blanda, ligera y poco nerviosa. De fibra recta, duramen color blanco rosado y albura blanca, que varía en función del lugar adonde crecen. Densidad: 0,38-0,52. 

ÁRBOLES FRUTALES Son las Maderas procedentes de árboles frutales.

1. Madera de Nogal: posee la albura blanca y el duramen rojo oscuro o negro, siendo éste apreciadísimo. Los radios medulares son más oscuros que le resto de la Madera, muy abundantes y finos. es resistente, compacta, de fibras cortas, elásticas, de grano apretado y fino. Se emplea en ebanistería, siendo la Madera más apreciada por su bonito pulimento, que le hace adquirir un alto precio, empleándose además en Artesonado, arrimaderos, escultura, etc. 2. Madera de Cerezo es una Madera dura y pesada, de albura reducida y blanca y duramen rojo oscuro veteado brillante. No admite variaciones importantes de humedad. Los radios medulares son muy finos y rectos, lo que hace que admita un bonito pulimento. 3. La Madera de Olivo es muy homogénea, de las más duras y compactas, no estando expuesta al ataque de insectos. Resiste los cambios atmosféricos por estar impregnada de aceites. La Madera de la raíz, por su veteado, es muy apreciada en la construcción de muebles de lujo. 

MADERAS TROPICALES

Se denominan así a las Maderas exóticas, de procedencia de bosques tropicales muy diversos y origen en zonas tropicales de América, África y Asia. Su extraordinaria resistencia las hace irreemplazables para ciertos usos. 1. Madera de Caoba: Las tonalidades de la madera van del rojizo al marrón. De tonalidades salmón cerca de la corteza. Se diferencia claramente la albura del duramen. Se utiliza para la Fabricación de mobiliario interior de calidad. su Fibra es Recta o ligeramente cruzada. Se trata del principal uso de la madera de caoba y la razón por la que es tan conocida. Resistencia a la podredumbre, humedad, insectos y hongos. Esto hace que se una madera con una gran durabilidad, incluso cuando se usa en exteriores. 2. Madera de ébano: es de color oscuro, casi negro. Estos tonos oscuros los encontramos en el duramen, aunque en alguna ocasión aparecen líneas marrones o grises. Es de Fibra recta, ocasionalmente entrelazada. Es resistente frente al ataque de hongos e insectos. Buen comportamiento frente a la humedad. Mobiliario de alta calidad. Se trata del principal uso, y el que ha hecho de la madera de ébano una de las maderas más conocidas. 3. Madera de Embero es una madera resistente, semipesado, medianamente nerviosa y blanda. De color pardo-amarillento con matices rosáceos, de aspecto vistoso, de textura bastante fina y con frecuencia, de fibra entrelazada. Se utiliza como chapa para trabajos de decoración, carpintería exterior e interior, revestimientos y ebanistería de gran calidad. 4. Madera de Sapeli es semipesado, semidura y medianamente nerviosa. El color de la albura varía del gris blanquecino al crema y el del duramen va desde el rosa hacia -con el tiempo- tonalidades pardo rojizas-pardo violáceas. Se utiliza en chapas decorativas, carpintería, mobiliario y ebanistería. 5. La Madera de Teca es semipesado, poco nerviosa y semidura. El color de la albura varía del blanco-amarillo al gris claro y el del duramen del marrón-amarillo al marrón oscuro. De fibra recta y a veces ondulada. Aceitosa al tacto, puede causar irritaciones cutáneas, eccemas y asma. Se utiliza para mobiliario, sobre todo exterior, ebanistería, carpintería interior y exterior. También en la construcción naval y puentes. 6. La Madera de Iroko es amarillo-grisácea, fácilmente trabajable, incluso al torno, empleándose en toda clase de carpintería de taller. De fibra recta Se utiliza en carpintería exterior e interior, chapas decorativas, tableros contrachapados estructurales, mobiliario y ebanistería. PROPIEDADES DE LA MADERA DE TIPO: FÍSICAS, MECÁNICAS, ELÉCTRICAS, TÉRMICAS Y ACÚSTICAS Las propiedades de la Madera dependen del crecimiento, edad, contenido de humedad, clases de terreno y distintas partes del tronco.  FÍSICAS: 1. Aroma: Algunas Maderas producen un olor característico al cortarse. El olor puede ser más o menos intenso dependiendo de la localidad donde creció el árbol. Al igual que el color, el aroma de la Madera se debe a compuestos químicos almacenados principalmente en el duramen. 2. Anisotropía: Las propiedades físicas y mecánicas de la Madera no son las mismas en todas las direcciones que pasan por un punto determinado. Podemos definir tres direcciones principales en que se definen y miden las propiedades de la madera, que son la axial, la radial y la tangencial. La dirección axial es paralela a la dirección de crecimiento del árbol (dirección de las fibras).La radial es perpendicular a la axial y corta al eje del árbol. La dirección tangencial es normal a las dos anteriores. 3. Densidad: Cuanto más leñoso sea el tejido de una madera y compactas sus fibras, tendrá menos espacio libre dentro de sus fibras, por lo que pesará más que un trozo de igual tamaño de una madera con vasos y fibras grandes. Las maderas se clasifican según su densidad aparente, en pesadas, ligeras y muy ligeras.

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Dureza: La resistencia al desgaste, rayado, clavado, corte con herramientas, etc., varía según la especie del árbol. La madera del duramen es más dura que la de la albura. La madera seca es más dura que la verde. Según su dureza, la madera se clasifica en:  Maderas duras: son aquellas que proceden de árboles de un crecimiento lento, de hoja caduca, por lo que son más densas.  Maderas blandas: las maderas de coníferas son más livianas y menos densas que las duras.  Maderas semiduras: Muchas maderas no se las puede clasificar en las categorías anteriores por tener una densidad y resistencia variadas. Flexibilidad: Es la capacidad de la madera de doblarse o deformarse sin romperse y retornar a su forma inicial. Las maderas verdes y jóvenes son más flexibles que las secas o viejas. Estabilidad: Al secarse la madera pierde humedad hasta alcanzar un equilibrio con el medio ambiente, dependiendo de la humedad ambiental, densidad, escuadría de las piezas, orientación de sus fibras y sección de los anillos, se contraerá en mayor o menor grado durante y mantendrá su forma o se deformará curvándose y rajándose Óptica: El color y la textura de la madera son estéticamente agradable, los nudos y cambios de color en algunas maderas realzan su aspecto. Los rayos ultravioletas degradan la lignina de la madera produciendo tonalidades en la veta de color gris sucio y oscureciendo su superficie. Éste efecto de la luz solar se limita a la superficie y puede ser contrarrestado protegiéndolas con esmaltes o lacas. 

MECÁNICAS

1. Dureza: Es la resistencia opuesta por la madera a la penetración o rayado. Interesa por lo que se refiere a la facilidad de trabajo con las distintas herramientas y en el empleo de la madera en pavimentos. Es mayor la dureza del duramen que la de la albura y la de la madera vieja que la de la joven. 2. Resistencia a la Compresión: En la cual influyen varios factores: La humedad: En general, por debajo del punto de saturación de las fibras (30%), la resistencia a compresión aumenta al disminuir el grado de humedad, no obstante, a partir de ese % la resistencia es prácticamente constante. Cuanto mayor es el peso específico, mayor es su resistencia. 3. Resistencia a la Tracción: La madera es un material muy indicado para el trabajo a tracción, su uso en elementos sometidos a este esfuerzo sólo se ve limitado por la dificultad de transmitir a dichos elementos los esfuerzos de tracción. También influye el carácter anisótropo de la madera, siendo mucho mayor la resistencia en dirección paralela que en perpendicular a las mismas. La resistencia no estará en función del peso específico. 4. Resistencia al Corte: Es la capacidad de resistir fuerzas que tienden a que una parte del material se deslice sobre la parte adyacente a ella. Este deslizamiento, puede tener lugar paralelamente a las fibras; perpendicularmente a ellas no puede producirse la rotura, porque la resistencia en esta dirección es alta y la madera se rompe antes por otro efecto que por éste. 5. Resistencia a la Flexión: Puede decirse que la madera no resiste nada al esfuerzo de flexión en dirección radial o tangencial. No ocurre lo mismo si está aplicado en la dirección perpendicular a las fibras. Un elemento sometido a flexión se deforma, produciéndose un acortamiento de las fibras superiores y un alargamiento de las inferiores. 6. Elasticidad: El módulo de elasticidad en tracción es más elevado que en compresión. Este valor varía con la especie, humedad, naturaleza de las solicitaciones, dirección del esfuerzo y con la duración de aplicación de las cargas. 7. Fatiga: Llamamos límite de fatiga a la tensión máxima que puede soportar una pieza sin romperse. 8. Hendibilidad: Propiedad que presenta la madera de poderse romper a lo largo de las fibras, por separación de éstas, mediante un esfuerzo de tracción transversal. Es una cualidad interesante cuando se trata de hacer leña, en cambio es perjudicial cuando la pieza ha de unirse por clavos o tornillos a otras adyacentes.

9. Ortótropo: Sus fibras microscópicas están dirigidas a dos o tres ejes ortogonales entre sí, de doble simetría rotacional, de forma que sus propiedades mecánicas son, en general, diferentes en las direcciones de cada uno de esos ejes. haciendo así que sean distribuidas la carga sostenida de forma direccional al sentido en que sea aplicada.

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ELÉCTRICAS

La Madera seca es un buen aislante eléctrico, su resistividad decrece rápidamente si aumenta la humedad. Para un grado de humedad determinado la resistividad depende de la dirección (es menor en la dirección de las fibras), de la especie (es mayor en especies que contienen aceites y resinas) y del peso específico (crece al aumentar el mismo). 

TÉRMICAS

Como todos los materiales, la Madera dilata con el calor y contrae al descender la temperatura, pero este efecto no suele notarse pues la elevación de temperatura lleva consigo una disminución de la humedad: Como esto último es mayor, lo otro es ...