PROPIEDADES DE LA MADERA

La madera es considerada como aquella sustancia dura y fibrosa que forma el tronco y las ramas de los árboles. En la construcción, representa uno de los materiales más antiguos, desde las primeras viviendas prehispánicas, hasta las más vanguardistas estructuras arquitectónicas. Este material es muy versátil, ya que existen muchas especies de madera que poseen diversas propiedades que pueden ser empleadas en muchos aspectos de una edificación, puesto que se puede desde utilizar elementos de madera como vigas, columnas, cerchas, suelos, pérgolas, revestimientos, etc. hasta elementos decorativos como gran diversidad de muebles, percheros, taburetes, pie de lámparas, sofás, entre otros elementos decorativos.

 

Debido a la ya mencionada variedad de especies de madera, este material puede poseer distintas propiedades tanto físicas, cómo mecánicas y otras distintas. Sin embargo, a continuación se muestran las propiedades generales de este material:

 

1.   PROPIEDADES FÍSICAS 

Porosidad: Las superficies de la madera no son 100% compactas sino que se encuentran conformadas por pequeñas celdas o capas muy similares a los panales de abeja,  sin embargo para trabajar mejor con la madera deben taparse los poros.

 

Resistencia o dureza: esta propiedad depende de la cohesión de las fibras y su estructura, consiste en el nivel de dificultad puesto por la madera a la penetración, bien sea de clavos o tornillos, a ser trabajada con el cepillo, con el formón o algún otro elemento. Según la dureza de la madera, estas pueden clasificarse en: duras, semiduras, blandas y muy blandas.

Densidad: esta es la relación entre la masa y el volumen. Están muy relacionadas con el contenido de agua, por lo que es imprescindible medir siempre la densidad en condiciones concretas. Normalmente, se mide con una humedad del 12%. La densidad es una característica propia de cada tipo de árbol. Generalmente, la densidad de las especies coníferas que se utilizan normalmente en la construcción suele ser de entre 400 kg/m3 y 550 kg/m3.

Color: En la madera cambia de una especie a otra. En general, las maderas duras tienen un color más oscuro intenso, las maderas blandas, tienen colores claros con tendencia a blanquearse, es decir a mayor dureza la madera suele ser más oscura y viceversa.

Movimiento y tendencia a curvarse: esta se ce presente cuando el contenido de humedad cambia, esto genera también cambios en las medidas de la madera. Cuando dicho contenido aumenta, se hincha; cuando disminuye, encoge o merma.

 

 

2.    PROPIEDADES MECÁNICAS

Compresión paralela a la fibra: Este tipo de resistencia a compresión de la madera es muy elevada. El único problema que surge a través de la compresión paralela, es el pandeo de la pieza, el cual está directamente relacionado con su esbeltez, e influenciado por el módulo de elasticidad. Los valores característicos en la madera estructural suelen estar entre los 16 y 23 N/mm2.

Compresión perpendicular a la fibra: Es un esfuerzo que se produce en la misma dirección que el anterior, pero sentido contrario, hacia el interior. Este tipo de esfuerzos es característico en las zonas de apoyo de las vigas, donde se concentra toda la carga en pequeñas superficies. Al igual que sucede con todas las propiedades transversales, el valor de resistencia es muy inferior en relación con la resistencia paralela. La resistencia característica a compresión varía entre 2 a 2,7 N/mm2.

Flexión: se produce por un momento flector, el cual provoca valores máximos de tensiones de tracción y de compresión en sus extremos y nulos en la fibra neutra. La resistencia de la madera a flexión es muy elevada, en coníferas varía entre los 14 y 30 N/mm2.

Cortante: El esfuerzo cortante causa tensiones tangenciales, que actúan sobre las fibras de la madera en relación a la orientación de la fibra. El cortante se puede originar por la acción del esfuerzo en la dirección perpendicular a la sección tubular, causando el aplastamiento de las mismas; en la dirección paralela a las fibras, mediante tracción, resultando un deslizamiento entre ellas; o  en la dirección perpendicular a las fibras, tracción, originando una rodadura. El valor característico de la resistencia a cortante, por deslizamiento, varía entre 3 y 4 N/mm2.

Tracción paralela a la fibra: La madera tiene una elevada resistencia a tracción paralela a la fibra. En la madera libre de defectos alcanza valores superiores a los de flexión. Los valores característicos, asociados al 5º percentil, oscilan entre 8 y 18 N/mm2.

Tracción perpendicular a la fibra: Este esfuerzo es el originado por una fuerza externa perpendicular a las fibras que actúa hacia el exterior de la madera. En un árbol, rara vez se produce esta situación, por lo tanto, sus necesidades resistentes a la tracción perpendicular de la fibra son muy bajas. Esta baja resistencia se justifica por las escasas fibras que tiene la madera en la dirección perpendicular al eje del árbol, y la consiguiente falta de conexión, sujeción, transversal de las fibras longitudinales. Este valor varía de 0,4 N/mm2 en coníferas a 0,6 N/mm2 en frondosas.

Elasticidad: Es un parámetro que define el comportamiento de un material elástico, según la dirección en la que se aplica una fuerza. El módulo tiene relación directa sobra la deformación de las piezas y su posibilidad de pandeo. En la madera este valor neutraliza parte de la resistencia a compresión paralela. Un módulo relativamente bajo reduce en la práctica la resistencia a la compresión en piezas esbeltas. Este valor en coníferas habituales de la construcción varía entre 7.000 N/mm2 y 12.000 N/mm2.

 

3.   OTRAS PROPIEDADES.

Anisótropa: sus propiedades físicas y mecánicas dependen de la dirección del esfuerzo o trabajo en relación con sus fibras que se ordenan de forma:

 

     - Axial: paralela al eje del corazón del árbol.

     - Radial: perpendicular a la primera y cortando el eje del árbol.

     - Tangencial: paralelo a la corteza, al eje y al otro lado del fuste.

Higroscópica: posee esta propiedad porque además del agua que contiene por su propia constitución, esta podrá aumentar o disminuir según la humedad del ambiente. Esta propiedad hace que la madera constantemente se contraiga o se hinche.

Acústica: la onda sonora transmitida por la vibración de un cuerpo al chocar con una placa de madera, puede producir dos efectos opuestos; uno es que por la constitución de maderas como el fresno, el arce, el cedro, el ébano y el abeto se obtienen el esfuerzo del sonido motivo por el cual estas maderas suelen tener la cualidad para ser cajas acústicas el otro efecto, es el obtenido por las maderas que absorben el sonido actuando como aislante acústico.

Térmicas: la madera es un aislante térmico gracias a la discontinuidad de su materia y a la cantidad de aire que contiene en su interior, por ejemplo, el corcho es un gran aislante. Las maderas ligeras y blandas con mucha porosidad son las más aislantes de calor, las duras y densas en cambio son las menos aislantes. Por el contrario, la madera es el peor conductor de calor, sin embargo cuando se inflama se convertirá en un excelente combustible.

 

Al momento de utilizar algún material de madera para situaciones de construcción, diseño de una edificación, diseño y ensamblaje de mobiliario, creación de materiales decorativos, revestimientos u otra situación de este tipo, es imprescindible tener conocimiento de las propiedades de la madera para poder seleccionar y utilizar el material adecuado de acuerdo al uso que se le desee otorgar.