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7ª MATERIALES PARA ESTRUCTURAS: MADERA

7.1 NATURALEZA Y ESTRUCTURA DE LA MADERA

La madera es el tejido leñoso de fibras, liberado de la cor-

teza exterior, que contiene el tronco del árbol, el cual se

halla constituido por células que tienen distinto destino

durante su crecimiento y, por tanto, diferente forma y ta-

maño.

En la composición química de la madera inter-

vienen dos substancias básicas, la celulosa y la lignina,

además de un conjunto de compuestos secundarios, ta-

les como hemicelulosa, colorantes, resinas, taninos, gra-

sas, ceras, albúminas, etc.

- Celulosa (C6H10O5): alcanza una proporción que

oscila entre 40% y 50% de la total de la madera. Es inal-

terable en seco, pero en contacto con agua sufre putre-

facción, perdiendo su resistencia. Forma parte primordial

de las paredes celulares.

- Lignina (C19H24O14): se encuentra en la madera

de forma aleatoria, dispuesta entre la red cristalina de la

celulosa. De color oscuro, dura y frágil, confiere a la ma-

dera resistencia y rigidez, a la vez que la protege. Repre-

senta un porcentaje del total de 25 a 30%.

Macroestructura de la madera

Puede observarse mediante los tres cortes clásicos: uno

transversal, perpendicular al eje del tronco, y dos longitu-

dinales, el radial, que pasa por el eje, y el tangencial, pa-

ralelo al anterior en una posición cualquiera.

La madera del tronco consta de una serie de ani-

llos concéntricos de crecimiento anual: la madera de pri-

mavera (interior), compuesta por células grandes de pa-

redes finas, y la madera de verano (exterior), formada por

células menores, tiene un color más oscuro y es más

densa y resistente que la madera de primavera. Por ello

la resistencia mecánica de la madera crece al aumentar

en ella la cantidad relativa de madera estival.

En el tronco del árbol se observan tres tipos dife-

renciados de madera:

- Médula: es el tejido primario ligero, constituido

por células de paredes finas, con poca resistencia y fácil

pudrición.

Por ello, el caño de la médula no debe ser utili-

zado en tablas o maderos finos destinados a elementos

estructurales sometidos a tracción o flexión. Ni en ebanis-

tería por su progresiva disgregación.

- Duramen: es la madera madura que constituye

el interior del tronco. Se distingue por su color obscuro ya

que está formado por células que cambian paulatina-

mente su composición: en las coníferas se impregnan

con resina y en las frondosas acumulan taninos.

Por ellas no circula el agua, gracias a lo cual la madera

de duramen posee mejores resistencias mecánicas y

mayor durabilidad que la madera de albura.

- Albura: compuesta de anillos de madera más

joven que rodean al duramen. Por las células vivas de la

albura de un árbol en crecimiento circula la savia; es más

húmeda y blanda que el duramen, se pudre con mayor

facilidad y, a causa de sus mayores contracciones, tiende

al abarquillamiento.

7.2 MADERAS PARA EDIFICACIÓN

A) Coníferas

Las especies coníferas o resinosas abundas en zonas

frías y templadas; poseen acícula perenne, y son resis-

tentes y durables. Entre ellas destacan las siguientes:

- Pino: de madera blanda y resistente, que se

trabaja con facilidad. Se utiliza en rollizos o en piezas es-

cuadradas para estructuras de construcción, carpintería,

revestimientos y solados, ebanistería y para producir ma-

dera contrachapada.

- Abeto: de madera más clara y ligera que la del

pino, aunque más difícil de trabajar por la abundancia de

nudos duros. Se emplea en carpintería y construcción,

además de constituir abundante materia prima para pasta

celulósica y papel. Una variedad nórdica, la picea, se usa,

entre otras, para fabricar madera laminada encolada.

- Otros: alerce, de madera dura y resistente,

buena para obra civil, minería y madera contrachapada.

Ciprés y cedro: para ebanistería y carpintería de primera

calidad. Enebro: mobiliario.

B) Frondosas

Son características de las zonas templadas y tropicales;

de hojas caducas, son las que ofrecen mayor calidad,

normalmente utilizadas en carpintería y revestimientos.

- Roble: de madera obscura, densa, muy resis-

tente y dura, por lo que se empleó tradicionalmente para

elementos estructurales muy cargados. Es corriente en

parqués, carpintería de taller, mobiliario y madera contra-

chapada.

- Otros: fresno, olmo, abedul, haya, castaño,

chopo, aliso, eucalipto, etc: suelen poseer madera densa,

dura y flexible siendo muy utilizados en ebanistería, par-

qués, carpintería y contrachapados. También algunos

frutales, como nogal (carpintería de taller, chapados), el

olivo (parqué), peral, etc.

C) Exóticas

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Especies foráneas, generalmente frondosas procedentes

de países tropicales, de alta calidad de aspecto, caras y

generalmente empleadas en ebanistería, carpintería de

taller y chapados: ébano, okume, caoba, balsa, abebay,

embero, sapely, etc.

7.3 PROPIEDADES DE LAS MADERAS

La madera ha sido, indudablemente, el material de cons-

trucción por excelencia a lo largo de la historia de la ar-

quitectura. En efecto, su alta resistencia y elevada elasti-

cidad se combinan con un bajo peso específico y, por

consiguiente, una baja conductividad térmica.

La madera soporta bien el frío, no se disuelve

con el agua ni los disolventes orgánicos, capaces de di-

solver otros polímeros sintéticos.

Es bien conocida la facilidad con la que se labra,

la comodidad para ensamblar piezas de madera con co-

las, ensambladuras o conectores metálicos.

Sin embargo, ciertas particularidades de la ma-

dera, principalmente su movilidad y la histórica sen-

sibilidad a la pudrición y el fuego, son factores a tener en

cuenta durante los procesos de elaboración y colocación.

La calidad de la madera depende de la especie

del árbol, de las condiciones de su crecimiento y la pre-

sencia de ciertos defectos de formación. Por tanto, las

propiedades mecánicas y otras características de la ma-

dera oscilan dentro de límites muy amplios.

Por otro lado, las condiciones de secado o

humectación, así como su estructura fibrosa y anisótropa

influyen considerablemente en los comportamientos y

resistencias mecánicas.

A) Caracteres organolépticos

- Textura superficial: es el dibujo de la madera

que depende de la combinación de sus elementos visi-

bles: capas anuales, radios medulares, vasos, etc.

El color y la textura de la madera son característi-

cas particulares de cada especie. El color se acentúa con

el paso del tiempo, siendo más tenue en las especies

situadas en zonas templadas.

Las tropicales presentan coloraciones exóticas y

más pronunciadas (caoba: marrón rojizo; ébano: negro;

guayaco: verde oscuro, etc.). Algunos colores y dibujos,

como azul, rojo o verdoso rayado se deben frecuente-

mente a pudriciones por ataque de microorganismos.

- Brillo: depende de la densidad y el grado de

elaboración, y se pierde cuando se pudre la madera. Para

proporcionarle brillo, se somete al pulido y luego se le

aplican lacas.

- Olor: depende del contenido en la madera de

substancias resinosas, etéreas y tánicas. Algunas conífe-

ras, como pino y alerce, por ejemplo, huelen a aguarrás.

B) Anisotropía

Las propiedades de la madera no son idénticas en todas

las direcciones, debido a la clara orientación de las fibras.

Se toman tres direcciones básicas para su estudio: axial,

radial y tangencial.

C) Densidad

- Aparente: incluye vasos y poros, y depende de

la humedad, especie, época de apeo, etc. Oscila entre

0,35 y 1,25 kg/dm3.

- Real o absoluta: para una humedad del 15%, la

densidad absoluta media de las maderas (celulosa, ligni-

na y otras substancias) varía poco en torno a 1,56

kg/dm3.

D) Humedad

La madera es un material poroso e higroscópico, por lo

que sus poros y espacios intercelulares, además de los

conductos vasculares, suelen contener agua de distintos

tipos. La porosidad de las madera coníferas oscila entre

46 y 81% y la de especies frondosas entre 32 y 80%.

La humedad se expresa generalmente en por-

centaje con relación a la masa de la madera seca. Se

distinguen dos tipos:

- Humedad capilar (libre o de imbibición): que

rellena el interior de las células y del espacio intercelular,

con valores del 50 al 100% del peso de la madera seca.

No puede ser recuperada del ambiente si no es por in-

mersión.

- Humedad higroscópica (o de saturación): que

impregna las paredes celulares por adsorción, alcanzan-

do valores de hasta el 30% del peso de la madera seca.

Se elimina por calentamiento a 100-110C.

La humedad de saturación puede ser recuperada

del ambiente en forma de vapor. Es la causante de los

fenómenos de contracción, al ir perdiéndola, o de entu-

mecimiento, al recuperarla.

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Estos fenómenos se rigen por la ley de inercia en

oposición al cambio, de tal modo que una madera seca

posee cierta inercia a recuperar su humedad natural; di-

cha inercia es mayor cuando se la desecó a temperaturas

elevadas, o cuando se producen variaciones de humedad

del medio del 40 al 70%, que son las idóneas para la vida

humana.

La humedad total de la madera, considerando

conjuntamente la humedad higroscópica y la capilar,

puede alcanzar, para un árbol recién cortado, valores en-

tre 40 y 120%.

Incluso sumergida, la madera puede llegar al

200%. Una vez al aire, va perdiendo paulatinamente el

agua hasta alcanzar una humedad equilibrada.

Cuando dicha humedad equilibrada alcanza un

valor del 22% se dice que la madera está comercialmente

seca. Lo normal es obtener valores de humedad inferio-

res mediante secado al aire.

En España, dicho secado a la intemperie puede

proporcionar humedades del 13 al 17%. Para obtener

valores inferiores (8 a 12%) es necesario proceder a un

secado bajo techado e, incluso, con ayuda de estufas.

E) Inestabilidad volumétrica

La deformabilidad de la madera debida a los cambios de

humedad higroscópica (ya que los debidos a la humedad

libre apenas conllevan variaciones apreciables) produce

cambios dimensionales y formales de las piezas, lo cual

es de suma importancia para su prevención en los pro-

yectos.

La inestabilidad volumétrica se materializa en

hinchamientos y contracciones. La magnitud de la defor-

mación depende de la cantidad de agua adquirida o per-

dida hasta el límite de saturación higroscópica (30%).

También depende de la dirección considerada, debido a

la heterogeneidad de la estructura leñosa.

En la dirección axial, a lo largo de las fibras y del

tronco, la máxima contracción lineal es pequeña, entre

0,1 y 0,5%. Si se mide en dirección radial (de los radios

medulares) oscila entre 3 y 6%, mientras que si se trata

de la tangencial (en dirección de los anillos anulares) var-

ía entre 7 y 13%.

La variación volumétrica global, para una oscila-

ción teórica de humedad del 0 al 30%, alcanzaría el 19%.

F) Conductividad

- Conductividad térmica: la madera es uno de los

materiales menos sensibles a dilataciones y contraccio-

nes por variaciones de temperatura. La conductividad tér-

mica es muy baja: para el pino, vale 0,34 w/(mC) según

la dirección de las fibras y 0,17 w/(mC) en sentido per-

pendicular a las mismas.

La conductividad térmica de la madera depende

de la especie, porosidad, humedad y de la dirección del

flujo de calor, en relación a la de las fibras.

- Conductividad eléctrica: la madera seca es un

buen aislante eléctrico (75107 ohmios de promedio). Pero

su resistividad decrece rápidamente al aumentar el conte-

nido de humedad.

G) Propiedades mecánicas

Se determinan sometiendo a ensayos pequeñas probetas

exentas de defectos visibles. Las resistencias mecánicas

dependen del contenido de humedad de la madera, dis-

minuyendo conforme aumenta esta del 0 al 30%, o límite

de higroscopicidad, a partir del cual, cualquier aumento

de humedad no influye sobre su resistencia.

También dependen de la dirección de aplicación

del esfuerzo, en relación con las direcciones principales

de la pieza. Los defectos constitutivos y los daños mecá-

nicos producidos durante la elaboración de las piezas dis-

minuyen apreciablemente su capacidad resistente.

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- Resistencia a compresión: influye, además de

los factores antes mencionados, la esbeltez de la pieza,

por la posible aparición de pandeo. Las cargas medias

teóricas de rotura pueden obtenerse mediante la expre-

sión: Fct = 300 ap2.

Para madera de coníferas puede considerarse

una resistencia a compresión, en el sentido de las fibras,

de 300 kg/cm²; y de 100 kg/cm², en el sentido normal a

las mismas.

A pesar de estas altas resistencias (similares a

las del hormigón), debido a su constitución, aparecen en

la madera fenómenos de cansancio, originados por de-

formaciones lentas, y de fatiga, por esfuerzos alternados

de carga y descarga.

Esto obliga a la aplicación de altos coeficientes

de minoración -que también tienen en cuenta el pandeo-,

con lo que se obtiene un valor de resistencia de cálculo

de 60 kg/cm² en el sentido de las fibras, despreciándose

la capacidad resistente en el sentido perpendicular, por lo

conviene evitar que las piezas trabajen en dicha posición.

- Resistencia a tracción: es la más elevada si se

aplica en dirección axial, pues entonces se produce una

contracción transversal a las fibras, que se adhieren entre

sí, lo que aumenta su capacidad resistente. Al alcanzar la

etapa plástica, se produce la fractura frágil de la madera.

Los valores de resistencia a tracción, para made-

ra de frondosas, son, en teoría, de 400 kg/cm² en la di-

rección de las fibras, y de 25 kg/cm², en dirección normal

a las mismas.

No obstante, debe tomarse una resistencia útil de

60 a 100 kg/cm², en dirección axial, y ninguna en las de-

más direcciones, por lo que se proscribe su uso en di-

chas posiciones.

- Flexión: la resistencia es máxima con la fuerza

aplicada perpendicularmente a las fibras, y mínima en las

direcciones radial y tangencial. Como valores de cálculo se toman los comprendidos en-

tre 60 y 100 kg/cm² (que se corresponden con los de re-

sistencia a tracción, a que está sometida la pieza cuando

trabaja a flexión).

- Esfuerzo cortante: la resistencia de la madera

es baja cuando se cizalla en dirección de las fibras, y más

alta en la perpendicular a la anterior, por lo que rompe

siempre antes debido a otras causas (como defectos na-

turales).

Los valores teóricos son de 10 y 50 kg/cm²,

según se aplique el esfuerzo paralela u ortogonalmente a

la dirección de las fibras. Como valor útil se toma, exclu-

sivamente, el de la resistencia a cortante perpendicular al

eje, igual a 10 kg/cm².

- Módulo elástico E: es mayor en tracción que en

compresión; su valor, difícil de precisar, puede tomarse,

como media, de 105, en dirección axial, y de 5.000 en las

demás.

- Dureza: la dureza estática (medida mediante

ensayo de penetración de una bola de acero) es hasta un

50% más elevada cuando se evalúa en la dirección axial

que en las radial y tangencial.

Existen maderas blandas, como el pino, abeto y

aliso; duras, como el roble, fresno y alerce; y muy duras,

como el boj. Las especies duras se labran con más difi-

cultad pero tienen una resistencia elevada al desgaste y

retienen mejor los tornillos. La dureza de la madera dis-

minuye cuando se moja.

7.4 MADERA SERRADA

A) Operaciones previas

1- Apeo: Es la corta o tala de los árboles en la

época más adecuada, la de menor actividad vegetativa,

que suele coincidir con el invierno.

En España, transcurre de octubre a marzo. Con

ello se evita el riesgo de descomposición inherente al

mayor contenido de savia, que disminuye considerable-

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mente en dicho periodo.

2- Desaviado: Elimina la savia contenida en los

rollizos, mediante lavado interno, que se realiza con agua

o vapor. El lavado con agua es más lento que con vapor,

prolongándose durante tres meses para maderas duras y

uno para las blandas. Debe hacerse inmediatamente

después del apeo, mientras la savia está todavía fluida.

3- Labra: Son las operaciones realizadas in situ,

en el bosque, o en la serrería, para obtener, a partir del

rollizo, la pieza o piezas que servirán para elaborar el ele-

mento constructivo. La labra puede llevarse a cabo por

tres procedimientos:

- Hendimiento: rajando el tronco, con el hacha o

con cuñas de hierro, en dirección de las fibras. La made-

ra obtenida se llama madera de raja.

- Labra con hacha: obteniendo un paralepípedo

mediante escuadrado del rollizo con el hacha. Se obtiene

la madera de hilo.

- Labra con sierra o despiezo: consiste en un

conjunto de operaciones encaminadas a dividir con sierra

la troza o rollizo, escuadrado o no, mediante cortes longi-

tudinales, es decir, paralelos al eje, y que dependen del

tipo de piezas o del uso a que van destinadas. Las piezas

obtenidas se llaman madera de sierra.

La madera se comercializa en piezas de tama-

ños y secciones variables, principalmente si van destina-

das a carpintería de armar (estructural). Sin embargo,

existen unas dimensiones más utilizadas, que se expre-

san en función de su destino, longitud y sección, denomi-

nada escuadría, dando las medidas en cm netos, con

tolerancia de 5 mm. Las principales son:

- Tablones: longitud de 2 a 10 m y distintas es-

cuadrías de anchos entre 30,5 y 10,5 cm, y gruesos entre

10,2 y 2 cm.

- Piezas rectangulares por escuadría

- Viga: long: 4-10 m; secc: 15x20 a 25x35

- Vigueta: máx 5 m; de 8x8 a 15x15 cm.

- Alfarjía: long: variable; 14x10 cm.

- Tabla: variable; 1x10 a 3x30 cm.

- Tarima (tabla machiembrada): long: 1-5 m; sección:

1,5x5 a 3x15 cm.

- Listón: variable; 2x5 a 4x8 cm.

- Listoncillo: variable; 1x2 a 2x4 cm.

- Chapas y regruesos: con longitud y anchura

variables, y espesores de 0,2-5 mm y 4-10 mm, respecti-

vamente.

4- Secado

Ya descrito en la lección anterior, es indispensa-

ble para adecuar la madera a las condiciones de hume-

dad que el uso y el emplazamiento requieren.

Puede ser natural, al aire con las piezas apiladas;

o artificial, mediante corrientes de aire caliente, o bien por

corrientes de alta frecuencia, por rayos infrarrojos, o me-

diante secado químico.

5- Tratamiento

En muchos casos, principalmente cuando se trata de

carpintería estructural y revestimientos, la madera es tra-

tada o protegida mediante productos químicos con el fin

de mejorar su durabilidad.

Los tratamientos principales hacen frente a la

pudrición y el ataque de insectos, o bien son aplicaciones

de ignifugantes o protectores contra la humedad, las ra-

diaciones U.V. o los agresivos químicos.

Estos tratamientos se aplican mediante pincela-

do o pulverización, si son superficiales, o, para los pro-

fundos: inmersión, impregnación (al vacío, en autoclave),

inyección o túneles de aspersión.

B) Uniones de piezas de maderas

Los productos obtenidos en talleres de carpintería para la

constitución de estructuras de edificación se agrupan bajo

la denominación genérica de carpintería de armar.

Cuando se trata de ventanas, puertas, mampa-

ras, tableros, revestimientos y muebles, se engloban bajo

la denominación genérica de carpintería de taller.

El montaje de las piezas, entre sí, en taller, o so-

bre otros elementos, en la propia obra se lleva a cabo

mediante distintas operaciones: ensamblado, recibido,

apoyo simple, etc.

El método más usual para la unión de piezas es

el ensamblado, a base de cortes en la madera para que

encajen unas con otras y/o con la ayuda de elementos

metálicos y de colas. Los tipos principales son:

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1- Ensambles

Cuando las piezas a unir, rectas o curvas, forman ángulo

entre sí. La elección de alguna de las muchas variedades

existentes depende de las dimensiones de las piezas,

coste, sencillez de ejecución, aspecto exterior, etc. Se

subdividen en:

- Ensambles sencillos y a media madera: entre

las que destacan: a media madera; a inglete; con cola y

puntas; con clavijas; ensambles con ranura; etc.

- Ensambles con espigas: espiga simple, doble,

múltiple; caja y espiga; espiga y mortaja; a horquilla; etc.

- Ensambles con lengüeta y ranura

- Ensambles a cola de milano

2- Empalmes

Cuando la unión se realiza por los extremos o testas de

las piezas, que permiten, así, alargarse, quedando en

prolongación. Se clasifican por la disposición de las testas

en:

- Empalme a tope: o a junta plana, cuando no se

prevean deslizamientos de las piezas, y aún en estos ca-

sos conviene utilizar la espiga.

- Empalme a tope con grapas: elementos de

chapa con dos puntas cuya inclinación permite apretar las

piezas entre sí.

- Empalme a tope con bridas y pernos

- Empalme a media madera con cortes - A escuadra y pernos de refuerzo

Otra manera de clasificar los empalmes se basa

en el trabajo que realizan: a compresión o a tracción. En

los empalmes a tracción la unión transforma la tracción

en esfuerzo cortante o compresión, constituyendo un

punto débil, incapaz de resistir el mismo esfuerzo que

soporta la sección completa de la pieza.

Además, todos los empalmes admiten refuerzos

de encolado, tornillos, bridas, abrazaderas, etc.

- Empalmes a compresión: a media madera; con

espiga; a pico de flauta; con horquilla; con dientes; etc.

- Empalmes a tracción: con cola de milano; con

rayo de Júpiter; con horquilla; con llave; etc.

3- Acopladuras

Las piezas se yuxtaponen, en prolongación o ángulo de

sus tablas o cantos, dejando paralelas sus directrices. El

tipo de acoplamiento depende del trabajo a realizar, y los

movimientos de dilatación y contracción por causa de la

variación de humedad o por la edad de la madera.

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- Acopladuras comunes: tablas encoladas con

junta lisa, con rebajos a media madera; con junta lisa y

refuerzos de clavijas o espigas; tablas unidas por ma-

chiembrado; con ranura y diente; con doble cola de mila-

no; con ranuras y lengüetas dobles; etc.

- Acopladuras entre vigas y pilares: se utilizan pa-

ra aumentar la escuadría: de plano, unidas con tornillos y

tuercas; de llaves; de redientes; de cremallera; con pie-

zas intermedias; de varias piezas; etc.

4- Uniones con herrajes metálicos (acero)

Además de colaborar con las ensambladuras de la propia

madera, las uniones con elementos metálicos pueden

permitir, por sí mismas, la obtención de piezas de mayor

longitud, canto o sección. Los herrajes metálicos suelen

ser de acero, que deber estar protegido contra la corro-

sión. Los principales sistemas son:

- Uniones clavadas o atornilladas: su funciona-

miento depende de la dureza de la madera, de la sección

de la pieza (mejor pequeña) y del número de clavos o

tornillos en la zona de unión, para que el reparto de ten-

siones teóricas de cortante sea lo más homogéneo posi-

ble.

- Uniones con bulones o pernos: trabajan por

flexión y cortante, o por adherencia, necesitando siempre

arandelas que eviten la excesiva concentración de es-

fuerzos en la cabeza y la tuerca.

Tiene el inconveniente de que sólo trabaja la cu-

ña de madera correspondiente al diámetro del perno, y

que cualquier descentramiento de las carga puede pro-

vocar torsiones y el consiguiente agrietamiento. - Unión mediante conectores: son anillos metáli-

cos, con resaltos o lisos que se encajan en las dos pie-

zas, con la ventaja de que reparten el esfuerzo de la

unión en toda la sección de la piezas. Existen varios ti-

pos, principalmente los de anillo y los de grapa.

7.5 MADERA LAMINADA ENCOLADA

La madera laminada encolada, prefabricada industrial-

mente, posee características técnicas comparables a las

del hormigón y el acero. Tratada y acabada al salir de

fábrica, la madera laminada encolada resiste bien la co-

rrosión, el ataque de insectos y productos químicos, por

lo que es adecuada para la construcción de fábricas y

edificios junto al mar, además de aportar cualidades ais-

lantes, estéticas y de resistencia al fuego.

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Se emplea principalmente para la estructura y la

cubrición del edificio.

Las maderas que se utilizan son las de abeto (pi-

cea) y pino silvestre de crecimiento lento en el norte de

Europa; poseen una estructura interior muy regular y una

gran resistencia.

Las piezas se constituyen por láminas de poca

sección individual, entestadas longitudinalmente por jun-

tas de solapa o de bisel. También se hacen los empal-

mes mediante juntas dentadas o de uniones múltiples.

Se ha demostrado experimentalmente que las

piezas construidas con láminas encoladas poseen mayor

resistencia mecánica que la de piezas macizas de iguales

dimensiones.

El radio de curvatura que puede conseguirse en

un arco de madera laminada depende del espesor de las

láminas. para madera resinosa corriente, con tablas de

2,5 cm de espesor, el radio de curvatura mínimo equivale

a 250 veces dicho espesor (es decir 6,25 m), con al me-

nos cuatro láminas de sección.

Los arcos parabólicos han ido substituyendo pau-

latinamente a las vigas laminadas planas, por su mejor

comportamiento y capacidad de carga.

La carga soportada por los elementos estructurales re-

cae, en última instancia, sobre el adhesivo, planteando,

en definitiva, como mayor problema, el de la fatiga de la

cola.

En la actualidad se utilizan exclusivamente resi-

nas sintéticas con endurecimiento en frío, y químicamen-

te neutras, que han demostrado su nivel de resistencia,

estabilidad y duración después de varios decenios.

Las colas a base de resina resorcina-fenol-

formol, las únicas homologadas para resistir, son hoy las

idóneas para la formación de estructuras de láminas en-

coladas. Dicha resistencia no solo debe ser mecánica,

sino frente a condiciones ambientales extremas: ataque

de insectos y parásitos, químicos e intemperie.

La unión cola-lámina de madera se efectúa, a

escala molecular, entre las traqueidas de la madera y la

mezcla resina-endurecedor, de la cola. La unión alcanza

las mismas cualidades que la propia cola.

7.6 ESTRUCTURAS PRINCIPALES DE MADERA

La madera se emplea en nuestro país en edificación, es-

pecialmente para carpintería de huecos, tableros y reves-

timientos.

La carpintería de armar, para usos estructurales

de nuevos edificios, pese a la abundancia de madera,

perdió competitividad frente a otros materiales como el

hormigón y el acero. No obstante, el auge de las obras de

restauración y rehabilitación de edificios ha situado de

nuevo en primer término dichas aplicaciones.

A) Estructuras verticales

Constituyen el subsistema de sustentación vertical del

edificio, generalmente de pequeñas dimensiones, dada la

menor capacidad portante de las secciones útiles .

1- Pórticos:

Se componen de pies derechos o postes y carreras o

jácenas, constituyendo un sistema porticado de pocos

pisos y varios vanos y crujías, que requiere un buen

arriostramiento frente a esfuerzos horizontales.

A veces se combinan piezas de madera para las

vigas, con perfiles metálicos para los soportes.

2- Muros y entramados portantes

- Muros macizos de rollizos de madera superpuestos.

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- Muros entramados: junto a los tradicionales de

la arquitectura española existen otras aplicaciones de

madera en forma de armaduras o entramados portantes,

principalmente para la construcción de pequeños edificios

y viviendas unifamiliares, como los sistemas de la mo-

derna construcción en madera, europea y americana.

Son sistemas prefabricados de madera ejecuta-

dos por plantas, o con pies derechos continuos, casi

siempre revestidos con tablas de madera, interior y exte-

riormente, al contrario que los anteriores.

B) Estructuras horizontales

Los forjados de madera son verdaderos entramados hori-

zontales, que separan pisos diferentes del edificio, a la

vez que sostienen el pavimento.

Suele constar de tres partes:

- Cielorraso, techo o paramento inferior, salvo que se

quiera dejar vista la estructura. - Forjado entramado a base de viguetas.

- Entarimado o embaldosado.

C) Escaleras

Se articulan a base de zancas, piezas inclinadas de ma-

dera que sostienen los peldaños, principalmente por la

parte exterior del hueco, que si es de varios tramos obliga

a que las piezas sean helicoidales.

Las zancas suelen ser tablones de unos 8 cm de

espesor, rectos y colocados según la pendiente, o recor-

tados para sostener las huellas, en las escaleras a la in-

glesa.

Cuando las zancas van adosadas o empotradas

a la pared para recibir los peldaños se denominan falsas

zancas.

Tradicionalmente se construían escaleras con

peldaños macizos, si bien los tipos más corrientes son las

escaleras a la francesa, totalmente ensambladas, en que

los peldaños se constituyen con piezas de huella y piezas

de contrahuella, unidos por los extremos a las zancas.

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También son frecuentes las escaleras con pel-

daños apoyados sobre herrajes de acero.

Los tramos helicoidales de zancas, para el giro

de los tramos, se llaman cubillos, y suelen apoyarse en

las vigas de descansillo, por lo general, brochales.

D) Armaduras de cubiertas

Se da el nombre de armadura, al conjunto de piezas de

madera que sostienen la cubierta. Esta suele constar de

dos planos inclinados con direcciones distintas, formando

un ángulo diedro cuya arista de llama caballete.

Para evitar piezas de gran escuadría, se recurre

a la división del entramado de cubierta, lo mismo que el

de suelo, en tramos de 3 a 5 m donde se colocan fuertes

vigas armadas, generalmente de cordón superior inclina-

do, llamadas cerchas, formas o cuchillos, unidas entre sí

por correas o viguetas paralelas al caballete, encargadas

de recibir directamente las cargas de la cubrición.

Además de las cerchas la construcción moderna

utiliza entramados con vigas de celosía o vigas armadas,

e incluso con alma llena.

Las primeras se componen de cordones o alas,

trabajando a compresión y flexión, y de un conjunto de

barras de madera de triangulación, donde generalmente

las piezas diagonales están sometidas a tracción, y los

montantes verticales, más cortos, trabajan a compresión.

En cubiertas singulares, sobre todo con formas

curvas es frecuente utilizar las vigas madera laminada

por sus grandes posibilidades de curvamiento, además

de la ligereza y facilidad de arriostramiento y enlace con

correas mediante anclajes de acero.

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7.7 ESTRUCTURAS AUXILIARES

A) Apeos

Son combinaciones de entramados de madera dispues-

tas para sostener un muro que amenaza ruina, recalzar

una construcción, u oponerse al empuje de las tierras de

un desmonte.

También tienen utilidad para reforzar elementos

(huecos, vanos) o para sostener partes superiores del

edificio cuando han de recalzarse los apoyos del mismo,

o para abrir un vano en un muro ya construido.

Los componentes son: puntales, pies derechos y

velas, los principales, verticales o inclinados, durmientes,

zapatas, egiones, para el apoyo, y riostras y cruces de

San Andrés para el atado de los elementos principales.

B) Encofrados

Son los moldes o revestimientos de madera en los que se

hace el vaciado de las piezas o elementos de hormigón

armado. Los elementos para encofrados son desmon-

tables, para facilitar el desmoldeo cuando las piezas han

fraguado y adquirido suficiente resistencia, por lo que las

uniones deben estar previstas para un rápido des-

montaje.

Hay encofrados para piezas prefabricadas o los

que se construyen "in situ" para las estructuras de obra,

principalmente vigas, pilares, losas de forjado y de esca-

leras, muros de carga y de contención, etc.

E) Cimbras

Son las obras de carpintería que se emplean para soste-

ner arcos y bóvedas durante su construcción, hasta la

colocación de la clave que cierra el vano y el fraguado de

los morteros. En general sirve para reparar o construir

con seguridad cualquier obra adovelada.

El tipo de una cimbra depende de la luz, del pe-

so, espesor y clase de arco o bóveda, y del material dis-

ponible. Las cimbras de madera se componen de dos o

más cerchas unidas por medio de correas, y sosteniendo

un entablado o superficie del intradós del elemento.

Estas cerchas, conocidas con el nombre de cer-

chones, están constituidas por: tirante y falsos tirantes,

pares (rectos o con la curvatura del arco), pendolón y tor-

napuntas. Las costillas son las tablas o listones que unen

los cuchillos. El conjunto de las costillas se llama cubierta,

revestimiento o forro de la cimbra. Los pilotes son los

maderos rollizos en que se apoya al colocarla en la obra.

Para la formación de cimbras destinadas a arcos

y bóvedas de un diámetro considerable se necesitan pie-

zas enteras de madera, aplantilladas, esto es, con la for-

ma de la bóveda en uno de sus cantos; y se unen entre sí

por un verdadero entramado de tirantes y tornapuntas.

Estos cuchillos se denominan camones.

Tratándose de arcos sencillos, de poca luz y es-

casa carga, suele recurrirse a los llamados tambores, que

son cimbras formadas por dos tableros recortados según

el perfil del arco y unidos por las costillas.

Algunas de las cimbras más empleadas son: pa-

ra bovedillas de aligeramiento o formación de forjados;

para ventanas, con arco escarzano; para puertas, con

arco de medio punto.

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