1. La Construccin de Viviendas en MaderaCaptulo I Unidad 1 La Madera Unidad 2 Patologas y Proteccin de la Madera en Servicio Unidad 3 Aspectos Relevantes a Considerar en un Proyecto de la Construccin de Vivienda Unidad 4 Seguridad y Prevencin de Riesgo en la Madera Unidad 5 Herramientas e InstrumentosC HI L E N A DON EL CIRAAMAC O R PODE R A HICLLE TA PAI S F O R E S

2. Unidad 1LA MADERACentro de Transferencia Tecnolgica C HI L E N A D ON ELCI RA A MA C O R PO DE R AHI C L LE TAPAI S F O R E S 3. Unidad 1Centro de Transferencia Tecnolgica 4. UNIDAD 1ADLA MADERALa madera es histricamente uno de los materiales msutilizados por el hombre. Actualmente, en la mayora delos pases desarrollados su uso como material estructuralalcanza a ms del 90% de la construccin habitacionalde 1 a 4 pisos.1.1 INTRODUCCINLa madera proviene de los rboles. Este es el hecho msimportante a tener presente para entender su naturaleza.El origen de las cualidades o defectos que posee puedendeterminarse a partir del rbol de donde proviene. Lamadera tiene una compleja estructura natural, diseadapara servir a las necesidades funcionales de un rbol envida, ms que ser un material diseado para satisfacernecesidades de carpinteros.Figura 1 - 2: Edificio de departamentos multifamiliar de cuatropisos estructurado en madera en 1998, Calgary, Alberta, Canad.1.2 EL RECURSO FORESTALEn Chile el bosque que se da en forma natural lo hace enzonas templadas y fras, a diferencia de otros lugares enel mundo, donde predominan selvas lluviosas tropicales.Figura 1 - 1: Rodela de Secuoya de dos mil aos. Se encuentraen Forintek, Vancouver, British Columbia, Canad.El conocimiento sobre la naturaleza de la madera,caractersticas y comportamiento, es necesario paraestablecer y efectuar un buen uso de este material.En este aspecto radica la importancia de que exista infor-Figura 1 - 3: Plantaciones de Pino radiata.macin adecuada y estructurada a los actualesrequerimientos, ya que permite a los profesionales queSin embargo, en Chile se han introducido variadas especiesintervienen en el diseo, clculo y ejecucin deforestales, entre las cuales destacan los cultivos de Pinoconstrucciones en madera, realizar una acertada gestin radiata y eucalipto. Estas especies fueron tradas desdey correcta utilizacin del material, con el objeto de Estados Unidos y Australia, respectivamente, y en lacumplir altos estndares de calidad y bienestar, aactualidad constituyen la base del desarrollo forestalprecios convenientes en el mercado de la vivienda.nacional.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 13 5. 8% 11% 38%1%22%11%0,002%77% 32%Agrcola OtrosPlantaciones de EucalipoOtras EspeciesBosquesAreas UrbanasBosque Nativo Plantaciones de Pino RadiataPraderas y matorrales Grfico 1-3: Distribucin de la produccin de madera en trozasGrfico 1-1: Distribucin de los suelos en Chile.en Chile.La plantacin de estas especies ha significado laEn la actualidad, existen casi 20 millones de m3 de maderarecuperacin de 1,9 millones de hectreas de suelos no aserrable de Pino radiata. La proyeccin de este recursoaptos para la agricultura, descubiertos y erosionados, es duplicar su disponibilidad en los prximos 25 aos.siendo el Pino radiata el que ocupa el 90% de los cultivos(Fuente: INFOR). Esto permite proyectar que el principal recurso que se utilizar en el futuro para aplicaciones en la construccin,La superficie total de bosques en Chile abarca 15,6 millones es la madera proveniente de plantaciones de Pino radiata.de hectreas. Esta cifra corresponde al 21% de la superficietotal del pas (Fuente: INFOR).50.00045.000VOLUMEN (miles m3/ ao) 9% 40.0003%35.00030.00025.00020.00044% 15.00044% 10.000 5.000000 0 03 62 015 018 021 20 -200 09 013- 2 01- - 20 0-2 13-2 16-2 19-2 9 200407 201 20 20 20 Plantaciones de Pino Radiata 192020 Plantaciones de Otras EspeciesPERIODO Bosque Nativo improductivoPino Radiata E. Globulus E. Nitens Bosque Nativo Productivo Grfico 1 - 4: Disponibilidad actual y futura de madera aserrable: Pino radiata, Eucalipto globulus, Eucalipto nitens.Grfico 1 - 2: Distribucin de la superficie boscosa de Chile. 1.3 EL RBOL Y SU ESTRUCTURAEl Pino radiata ocupa un 9% de la superficie total debosques en Chile.El rbol est compuesto por tronco, copa y races.Por otra parte, en el pas se producen 21,5 millones deDel tronco se obtiene materia prima para la produccinmetros cbicos de madera en trozas. El Pino radiatade madera aserrada, perfiles y tableros contrachapados;constituye la principal especie utilizada, con 77% del y de la copa (ramas), tableros de hebras orientadas, OSBtotal producido. (Oriented Strand Board).PAGINA 14 La Construccin de Viviendas en Madera 6. Unidad 1UNIDAD 1LA MADERA Corteza exteriorCortezainterior Figura 1-5: Seccin transversal de un tronco en que se muestra la corteza exterior y la corteza interior o floema. Siguiendo hacia dentro se encuentra la cortezainterior, compuesta por clulas que trasladan saviaelaborada.CambiumFigura 1-4: Secciones de un rbol: copa, tronco y races.Al hacer un corte transversal de un rbol y analizar desdeel exterior hacia el interior una seccin de ste, se pueden Figura 1 - 6: En la seccin transversal del tronco se muestra el cambium o cambio, que se encuentra adyacente al xilema y haciaapreciar zonas claramente diferenciadas, las cuales cumplen la corteza.funciones especficas: Luego se presenta el cambium o cambio, zona que La primera zona apreciable es la corteza, formadacorresponde al tejido generador de clulas, es decir, por materia muerta, de aspecto resquebrajado, quedonde se produce el crecimiento del rbol. Hacia el se divide en corteza exterior y corteza interiorinterior forma el xilema y hacia el exterior, forma el (floema).floema. La corteza exterior est compuesta por clulas En el xilema podemos distinguir la albura hacia el muertas que cumplen la funcin de proteger laexterior, con clulas que cumplen la funcin de estructura interior frente a agentes climticos ysostn y traslado de agua y nutrientes. biolgicos. La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 15 7. Otra de las caractersticas relevantes del rbol en su seccintransversal son los denominados anillos de crecimiento(concntricos), los cuales son apreciables a simple vista,dependiendo de la especie.AlburaLas especies madereras, como se detallar ms adelante,se clasifican en dos grandes grupos: conferas y latifoliadas.En las primeras, los anillos de crecimiento sonperfectamente diferenciables, mientras que en lassegundas, no son tan apreciables.Figura 1- 7: La zona al interior del cambium es la albura. Anillo de crecimiento anual Hacia el interior del xilema se forma el duramen, com- puesto por clulas inactivas, pero que mantienen la funcin de sostn.DuramenFigura 1 - 10: Anillo de crecimiento anual.En las conferas se pueden apreciar dos bandasconcntricas, diferenciadas en los anillos de crecimiento.La banda ms clara es denominada madera de primaverao temprana. La banda ms oscura, ms densa que la deprimavera, es la madera de verano o tarda. En esta ltima,al llegar el receso invernal puede observarse la reduccinde su crecimiento.Figura 1-8: Al interior de la albura se encuentra el duramen. En el centro del rbol se encuentra la mdula, tejido inactivo sin funcin especfica.Madera TempranaMadera Tarda MdulaFigura 1 - 11: Madera de primavera o temprana y madera deverano o tarda.Figura 1 - 9: En el centro se ubica la mdula.PAGINA 16 La Construccin de Viviendas en Madera 8. Unidad 1Si amplificamos el anillo de crecimiento, podemosAl analizar una probeta en microscopio se observa laidentificar la madera temprana, formada por clulas de madera igual a cualquier ser vivo, conformada por clulasmayor tamao y la madera tarda, compuesta por clulas generalmente alargadas y dispuestas en la direccin delms concentradas.eje del rbol, pudiendo cumplir esencialmente 2 funciones: sostn del propio rbol y conductora de savia. Por esto, a nivel de estructura celular se pueden clasificar las especies arbreas en dos grandes grupos de rboles: Conferas LatifoliadasMadera Temprana1.4.1 Conferas La madera de conferas est constituida esencialmente por clulas de caractersticas homogneas, del grupo Maderatraqueidas, las cuales realizan la doble funcin de sostn Tardadel rbol y conduccin de la savia (NCh 173 Madera Terminologa General). Las especies pertenecientes a este grupo presentan unFigura 1 - 12: Ampliacin del anillo de crecimiento. tronco recto, cnico hasta su pice (extremo superior) y revestido de ramas.Las clulas en conferas pueden medir de 3 a 5 milmetrosde largo, dependiendo de la especie. En el caso delatifoliadas, el largo puede llegar a 1 mm. 1mm maderas duras (latifoliadas) 3 a 5 mm maderas blandas (conferas)Figura 1 - 13: Dimensin de las clulas en conferas y latifoliadas.1.4 ESPECIES MADERERASLa madera es producto de un proceso metablico en unorganismo vivo (rbol), que crece en la naturaleza encondiciones climticas, geogrficas y de suelos muydiversos.Esta diversidad afecta el crecimiento y las caractersticasde la madera en relacin con su estructura celular. Figura 1 - 14: Estructura anatmica de una confera. La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 17 9. 1.4.2 Latifoliadas Algunas especies exticas que pueden encontrarse enLa madera de latifoliadas proviene del grupo deChile datan de ms de cien aos, como por ejemplo: Pinoangiospermas, los que estn constituidos esencialmente oregn, Hemlock, Roble americano, Frenso y Cerezopor vasos, los cuales realizan la funcin conductora de la (tambin norteamericanos), Haya y Larch (de Europa),savia y por fibras que son el sostn del rbol (NCh 173Mara, Cedro y Roble boliviano, Ramin, Almendrillo, Paquio,Madera Terminologa General).Ip, entre otras especies tropicales.Las especies latifoliadas presentan en general, una copa bienLas especies conferas y latifoliadas nacionales, para usoramificada y un tronco que vara en dimensiones y forma. estructural, se muestran en las normas NCh 1970 Maderas Parte 1 y 2: Especies (Latifoliadas/Conferas) Clasificacin visual para uso estructural- Especificaciones de los grados de calidad. El Pino radiata por su disponibilidad actual y futura, caractersticas fsicas y comportamiento mecnico estructural, se ha convertido por excelencia en la especie maderera ms utilizada en la construccin, tanto para fines estructurales como estticos. Hoy en da se puede acceder comercial y masivamente a la madera de Pino radiata clasificada estructuralmente, segn norma chilena NCh 1207 (Pino radiata- Clasificacin visual para uso estructural- Especificaciones de los grados de calidad) o la normativa britnica EBS 159/1, seca en cmara, y contenido de humedad entre 12 y 15%. 1.5 LA MADERA Y SUS PROPIEDADES La madera elaborada a travs de un proceso de aserro se denomina pieza de madera y posee propiedades definidas. 1.5.1 Propiedades Bsicas Independientemente de la especie, la madera puede ser considerada como un material biolgico, anisotrpico e higroscpico.Figura 1-15: Estructura anatmica de una latifoliada.Las especies madereras comercializadas en Chile,atendiendo a su origen se clasifican en: Especies nativas (originarias de Chile) Especies exticas (introducidas)En la actualidad, especies forestales nativas como: Raul,Coige, Lenga, Roble, Mao, Alerce y Araucaria, estnsujetas a utilizacin restringida y en algunos casos, prohibida.Por otra parte, las especies exticas corresponden aespecies forestales originarias de otros pases e introducidasen nuestro territorio. Destaca entre ellas el Pino radiata,que encontr entre la V y la IX regiones del pas,condiciones excepcionales de crecimiento y desarrollo,transformndose en la principal especie comercial de uso Foto 1 - 16: Aserradero automatizado donde la madera esestructural en el pas.dimensionada.PAGINA 18 La Construccin de Viviendas en Madera 10. Unidad 1Es un material biolgico, ya que est compuestoEl eje radial es perpendicular a los anillos de crecimientoprincipalmente por molculas de celulosa y lignina. Siendo y al eje longitudinal.madera elaborada, puede ser biodegradada por el ataquede hongos e insectos taladradores, como son las termitas.Por ello, a diferencia de otros materiales inorgnicos(ladrillo, acero y hormign, entre otros), la madera debetener una serie de consideraciones de orden tcnico quegaranticen su durabilidad en el tiempo.La madera es un material anisotrpico. Segn sea el planoo direccin que se considere respecto a la direccinlongitudinal de sus fibras y anillos de crecimiento, elcomportamiento tanto fsico como mecnico del material,presenta resultados dispares y diferenciados. Para teneruna idea de cmo se comporta, la madera resiste entre20 y 200 veces ms en el sentido del eje del rbol, queen el sentido transversal.Debido a este comportamiento estructural tan desigual,se ha hecho necesario establecer:Figura 1-19: Eje radial en una pieza de madera. Eje tangencial Eje radial y El eje longitudinal es paralelo a la direccin de las fibras Eje axial o longitudinal y por ende, al eje longitudinal del tronco. Forma una perpendicular respecto al plano formado por los ejesEl eje tangencial, como su nombre lo indica, es tangente tangencial y radial.a los anillos de crecimiento y perpendicular al eje lon-gitudinal de la pieza. Figura 1 - 20: Eje longitudinal en una pieza de madera. La madera es un material higroscpico. Tiene la capacidad de captar y ceder humedad en su medio, proceso que depende de la temperatura y humedad relativa del ambiente. Este comportamiento es el que determina y provoca cambios dimensionales y deformaciones en la madera.Figura 1 - 17 y 18: Eje tangencial en una pieza de madera. La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 19 11. 1.5.2 Propiedades FsicasLos cambios climticos del aire que se suceden continuamente, da y noche segn las estaciones, hacen1.5.2.1 Contenido de humedad que la humedad de la madera tambin cambie, aunqueLa estructura de la madera almacena una importante en valores pequeos.cantidad de humedad. Esta se encuentra como agualigada (savia embebida) en las paredes celulares y comoKollmann (1959) comprob que la humedad de equilibrioagua libre, en el interior de las cavidades celulares. es casi constante para todas las maderas, y elabor un baco para determinar este valor. O sea, cuando laPara determinar la humedad en la madera, se establecemadera es sometida a un ambiente saturado de humedaduna relacin entre masa de agua contenida en una pieza (100% de humedad relativa del aire), la humedad dey masa de la pieza anhidra, expresada en porcentaje. A equilibrio es casi constante para todas las maderas,este cuociente se le conoce como contenido de humedad. alcanzando un valor mximo de 30%.% Contenido =Peso del agua x100de humedad Peso de madera seca en cmaraDonde:Peso del agua =Peso madera - Peso madera seca hmedaen cmaraTabla 1-1: Clculo del contenido de humedad de la madera.Por ejemplo, si una pieza de madera contiene 15% dehumedad, significa 15 kilos de agua por cada 100 kg demadera. El procedimiento y ensayo para calcular elcontenido de humedad est establecido en la normachilena NCh176/1 OF1984 Madera- Parte 1: Deter-minacin de humedad.El agua contenida en el interior de la madera, sea enforma natural o por estar expuesta a condiciones delmedio ambiente, puede variar principalmente debido ala humedad y temperatura predominantes en el lugardonde se utiliza.Grfico 1-1: Curvas de humedad de equilibrio de la madera.Al cortar un rbol, la madera contiene gran volumen de Dicha condicin se produce en casi todas las especiesagua en sus cavidades y paredes celulares, humedad cuando el agua libre ha sido entregada al ambiente,que oscila alrededor del 80%. En algunos casos, puedepermaneciendo con agua slo las paredes celulares.ser superior al 100%, es decir, el peso del agua contenidaen el volumen de madera es superior al peso de staA este punto de humedad se le denomina punto deanhdra. saturacin de la fibra (PSF). Pared celular saturadaDependiendo de las condiciones ambientales, la maderaentrega al medio agua libre contenida en sus cavidades, yluego agua adherida por capilaridad a las paredes celulares.Cuando el intercambio de humedad que produce elmedio ambiente cesa, se dice que la madera haalcanzado un punto denominado humedad de equilibrio.Se denomina, entonces, humedad de equilibrio al porcen-taje de agua que alcanza una madera sometida durante Dimensiones en verdeun lapso determinado a condiciones de temperaturay humedad en su medio ambiente. Figura 1 - 21 : Punto de saturacin de la fibra, PSF.PAGINA 20 La Construccin de Viviendas en Madera 12. Unidad 1Desde este punto porcentual y sobre l, la madera tiene La norma chilena NCh 176/2 Of 1986 Mod. 1988 Madera-las dimensiones de la madera verde. Parte 2: Determinacin de la densidad, establece lassiguientes densidades de la madera, determinadas apartir del contenido de humedad de la pieza:Agua libre Pared saturada Densidad Anhidra: Relaciona la masa y el volumende la madera anhidra (completamente seca). Densidad Normal: Aquella que relaciona la masa yel volumen de la madera con un contenido dehumedad del 12%. Densidad Bsica: Relaciona la masa anhidra de lamadera y su volumen con humedad igual o superiorDimensiones en verde Dimensiones en secoal 30%.Figura 1 - 22: Madera sobre el PSF. Presencia de agua libre y Densidad Nominal: Es la que relaciona la masaagua ligada.anhidra de la madera y su volumen con un contenidode humedad del 12%.Cuando la madera tiene un contenido de humedad bajo(el punto de saturacin de las fibras es menor al 30%), Densidad de Referencia: Aquella que relaciona lase habla de madera seca. Sin embargo, para ser utilizadamasa y el volumen de la madera ambos con igualcomo material de construccin, y especficamente concontenido de humedad.fines estructurales, el contenido de humedad debe serinferior al 15%.1.5.2.3 Contraccin y expansin de la maderaEl secado de la madera por debajo del punto de saturacinde la fibra, provoca prdida de agua en las paredesAgua libreParedes saturadas celulares, lo que a su vez produce contraccin de lamadera. Cuando esto ocurre se dice que la maderatrabaja. Dimensiones en verdeFigura 1 - 23: Madera seca. La contraccin se inicia.1.5.2.2 Densidad de la maderaComo se sabe, la densidad de un cuerpo es el cuocienteformado por masa y volumen.Figura 1 - 24: Madera verde y madera seca.En la madera, por ser higroscpica, la masa y el volumenLas dimensiones de la madera comienzan a disminuir envaran con el contenido de humedad; por lo que resultalos tres ejes anteriormente descritos: tangencial, radialimportante expresar la condicin bajo la cual se obtienela densidad. Esta es una de las caractersticas fsicas ms y longitudinal. Sin embargo, en este proceso laimportantes, ya que est directamente relacionada con contraccin tangencial es mayor a la que se produce enlas propiedades mecnicas y durabilidad de la madera. un rbol. La Construccin de Viviendas en MaderaConstruccin de Vivienda en PAGINA 21 13. Desde el punto de vista del comportamiento de la madera, el punto de saturacin de la fibra es una variable muy importante, puesto que sobre l, la madera no variar sus caractersticas ni su comportamiento fsico o mecnico. Sin embargo, cuando la madera se encuentra bajo dicho punto, sufre cambios dimensionales y volumtricos que pueden ir de leves a drsticos. Las consecuencias de dicho proceso en beneficio de las propiedades resistentes de la madera, dependern de las condiciones y mtodo de secado aplicado (al aire o en cmara).HUMEDADDIMENSION CONTRACCIONFigura 1 - 25: El grfico muestra la magnitud de la contraccin %tangencial y el sentido en el tronco.Verde -12%Tangencial 4,0A la contraccin tangencial le sigue la radial, con menos Radial 2,0efecto, pero significativo en la deformacin de la pieza.Longitudinal0,1 Volumtrica 6,0Verde-SecoTangencial 7,0 en cmaraRadial 3,4 Longitudinal0,2 Volumtrica 10,5 Tabla 1-2: Contraccin en Pino radiata secado al aire y en cmara. La contraccin por secado provoca deformaciones en la madera. Sin embargo con un adecuado mtodo, los efectos son beneficiosos sobre las propiedades fsicas y mecnicas de la madera.Figura 1 - 26: El grfico muestra la magnitud de la contraccinradial y el sentido en el tronco.La contraccin longitudinal es prcticamente despreciableen madera utilizada con fines estructurales. Figura 1-28: Efectos de la contraccin en la madera. 1.5.2.4 Propiedades elctricas La madera anhidra es un excelente aislante elctrico,Figura 1 - 27: Grfico que muestra la proporcin de la contraccin propiedad que decae a medida que aumenta el contenidode la madera en su eje longitudinal. de humedad.PAGINA 22 La Construccin de Viviendas en Madera 14. Unidad 1En estado anhidro y a temperatura ambiental, la resistencia1.5.3 Propiedades mecnicaselctrica es de aproximadamente 10 16 ohm-metro,decreciendo a 104 ohm-metro, cuando la madera est en1.5.3.1 Generalidadesestado verde. Esta gran diferencia se produce cuando elLas propiedades mecnicas de la madera determinan lacontenido de humedad vara entre 0% y 30 %, base paracapacidad o aptitud para resistir fuerzas externas.el diseo de los instrumentos elctricos que midenhumedad (xilohigrmetros). Se entiende por fuerza externa cualquier solicitacin que, actuando exteriormente, altere su tamao, dimensin o1.5.2.5 Propiedades acsticasla deforme.La madera, como material de construccin, cumple un rolacstico importante en habitaciones y aislacin de edificios,El conocimiento de las propiedades mecnicas de laya que tiene la capacidad de amortiguar las vibracionesmadera se obtiene a travs de la experimentacin,sonoras. Su estructura celular porosa transforma la energamediante ensayos que se aplican al material, y quesonora en calrica, debido al roce y resistencia viscosa determinan los diferentes valores de esfuerzos a los quedel medio, evitando de esta forma transmitir vibraciones puede estar sometida.a grandes distancias. El esfuerzo que soporta un cuerpo por unidad de superficie1.5.2.6 Propiedades trmicas es la llamada tensin unitaria.El calor en la madera depende de la conductividad trmicay de su calor especfico.Cuando la carga aplicada a un cuerpo aumenta, se produce una deformacin que se incrementa paulatinamente. Estaa) Conductividad es la capacidad que tiene un material relacin entre la carga aplicada y la deformacin que sufre un para transmitir calor, y se representa por el coeficiente cuerpo se puede representar grficamente por una recta de conductividad interna; definido como la cantidad (Grfico 1 5), hasta el punto donde se inicia el lmite elstico de calor que atraviesa por hora, en estado de del material ensayado. Si se sigue aumentando la carga, se equilibrio, un cubo de un metro de arista, desde una logra la rotura del material. de sus caras a la opuesta y cuando entre stas existe una diferencia de temperatura de 1 grado El lmite elstico se define como el esfuerzo por unidad Celsius (). de superficie, en que la deformacin aumenta en mayor proporcin que la carga que se aplica.La conductividad trmica se mide mediante un coeficientede conductividad y est ntimamente relacionada con la El esfuerzo necesario para solicitar un material hasta eldensidad de la madera. Las cavidades celulares de la lmite elstico, determina la tensin en el lmite demadera seca (bajo el PSF) estn llenas de aire, el cual esun mal conductor trmico. Por ello, las maderas de bajaproporcionalidad, que es la carga mxima a que se puededensidad conducen menos calor que las de alta densidad.someter sin que se produzcan deformaciones permanentes. b) Calor especfico es definido como la cantidad de Cargacalor necesario para aumentar en 1 grado Celsius (),la temperatura de un gramo de madera.El calor especfico en la madera es 4 veces mayor que en elcobre y 50% mayor que en el aire. No depende de la Carga deroturaespecie ni densidad, pero s vara con la temperatura. Carga enel lmite deLa combinacin de estos dos aspectos hace de la madera proporcionalidadun material que absorbe calor muy lentamente.La alta resistencia que ofrece la madera al paso del calor,la convierte en un buen aislante trmico y en un materialresistente a la accin del fuego.La madera, al igual que otros materiales, se dilata o contraeal aumentar o disminuir la temperatura, pero su efecto esbastante menor, sin ser despreciable, en valores que representan1/3 del acero y 1/6 del aluminio, aproximdamente.Deformacin Grfico 1- 2 : Grfica carga - deformacin.La Construccin de Viviendas en MaderaPAGINA 23 15. La rigidez de un cuerpo se define como la propiedad quetiene para resistir la deformacin al ser solicitado por fuerzasexternas. La medida de rigidez de la madera se conocecomo mdulo de elasticidad o coeficiente de elasticidad,calculado por la razn entre esfuerzo por unidad de superficiey deformacin por unidad de longitud.Cuando la carga resulta mayor a la del lmite elstico, lapieza contina deformndose hasta llegar a colapsar,obteniendo la tensin de rotura de la pieza de madera.1.5.3.2 EnsayosLos ensayos se realizan en dos estados de contenido dehumedad, uno con probetas de humedad superior al 30%(estado verde), y el segundo con probetas de humedad12% (estado seco al aire).1.5.3.2.1 Compresin paralela a las fibrasEs la resistencia de la madera a una carga en direccinparalela a las fibras, la que se realiza en columnas cortas Figura 1 - 30: Esquema de ensayo de compresin normal a laspara determinar la tensin de rotura, tensin en el lmite fibras.de proporcionalidad y mdulo de elasticidad. 1.5.3.2.3 Flexin esttica Es la resistencia de la viga a una carga puntual, aplicada en el centro de la luz, determinando la tensin en el lmite de proporcionalidad, tensin de rotura y el mdulo de elasticidad. DeformacinFlexinCompresin CorteFigura 1 - 29: Esquema de ensayo de compresin paralela a lasfibras.1.5.3.2.2 Compresin normal a las fibrasEs la resistencia de la madera a una carga en direccinnormal a las fibras, aplicada en una cara radial, Traccindeterminando la tensin en el lmite de proporcionalidady tensin mxima. Figura 1 - 31: Esquema de ensayo de la flexin esttica.PAGINA 24 La Construccin de Viviendas en Madera 16. Unidad 11.5.3.2.4 Tenacidadb) Cizalle paralelo radialEs la capacidad que tiene la madera de absorber energa La solicitacin es paralela a las fibras y produce unal aplicar una carga que acta en forma instantnea.plano de falla perpendicular a los anillos de crecimiento.Figura 1 - 32: Esquema de ensayo de tenacidad.1.5.3.2.5 CizalleEs la medida de la capacidad de la pieza para resistirfuerzas que tienden a causar deslizamiento de una partede la pieza sobre otra.Figura 1 - 35: Esquema de ensayo de cizalle paralelo radial. 1.5.3.2.6 Clivaje tangencial y radial El clivaje es la resistencia que ofrece la madera al rajamiento. Puede ser tangencial y radial, dependiendo de la ubicacin de los anillos de crecimiento.Figura 1 - 33: Esquema de ensayo de cizalle longitudinal.Segn la direccin de las fuerzas que la producen sepueden clasificar en:a) Cizalle paralelo tangencial La solicitacin es paralela a las fibras y produce un plano de falla, tangente a los anillos de crecimiento. Figura 1 - 36: Esquema de ensayo de clivaje. Dependiendo de la ubicacin de los anillos de crecimiento con respecto al plano de falla, el clivaje puede ser tangencial y radial. a) Clivaje tangencialEl plano de falla es tangente a los anillos de crecimiento. b) Clivaje radialEs aquel en que el plano de falla es normal a los anillosde crecimiento.Figura 1 - 34: Esquema de ensayo de cizalle paralelo tangencial. La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 25 17. Segn la posicin del plano de falla con respecto a losanillos de crecimiento, se puede distinguir la traccinnormal tangencial y la traccin normal radial.Figura 1 - 37: Esquema de ensayo de clivaje radial.1.5.3.2.7 Traccin paralela a las fibrasEs la resistencia a una carga de traccin en direccinparalela a las fibras.Figura 1 - 40: Esquema de traccin normal radial a las fibras.1.5.3.2.9 DurezaEs la resistencia que presenta la madera a la penetracin.Figura 1 - 38: Esquema de ensayo de traccin paralela a lasfibras.1.5.3.2.8 Traccin normal a las fibrasEs la resistencia que opone la madera a una carga detraccin en la direccin normal a las fibras.Figura 1 - 41: Esquema de ensayo de dureza. Puede medirse enforma normal o paralela a la fibra.1.5.3.2.10 Extraccin de clavoSe mide su resistencia por la fuerza necesaria paraextraer un clavo de la madera. Se debe considerar laresistencia al desclave en una superficie paralela a lasfibras y en una superficie normal a las fibras.Figura 1 - 39: Esquema de traccin normal a las fibras.PAGINA 26 La Construccin de Viviendas en Madera 18. Unidad 1Es importante conocer los trminos relacionados con lageometra de una pieza, extrados de la norma chilenaNCh 992, indispensable para comprender las definicionesy mtodos de medicin de los defectos de la madera.Figura 1 - 42: Esquema de ensayo de extraccin de clavo.1.5.3.3 Factores que afectan las propiedades mecnicasExiste una serie de variables relacionadas con la estructuranatural de la madera que pueden afectar sus propiedadesmecnicas:1.5.3.3.1 Defectos de la maderaFigura 1-43: Trminos relativos a la geometra de una pieza.Recibe este nombre cualquier irregularidad fsica, qumicao fsico-qumica de la madera, que afecte los aspectos deArista: Lnea recta de interseccin de las superficies queresistencia o durabilidad, determinando generalmenteforman dos lados adyacentes.una limitante en su uso o aplicacin.Cabeza: Seccin transversal de cada extremo de una pieza.El identificar los defectos de la madera permite clasificarlapor aspecto o resistencia.Cantos: Superficies planas, menores y normales a las carasparalelas entre s y al eje longitudinal de una pieza.La norma NCh 993 Of. 72 Madera- Procedimiento ycriterios de evaluacin para clasificacin, establece diezCaras: Superficies planas mayores, paralelas entre s y alniveles de defectos de la madera (de la A a la J) en la eje longitudinal de una pieza o cada una de las superficiesclasificacin por aspecto.planas de una pieza de seccin cuadrada.En una clasificacin por resistencia, cada nivel est vinculado Borde de una cara: Zona de la superficie de una cara quea una razn de resistencia y se clasifica segn el gradoabarca todo el largo de una pieza y que queda limitadaestructural.en el ancho, por una arista y por una lnea imaginariaparalela a la arista y a una distancia de sta igual a laSe distinguen, adems, defectos por manipulacin de lacuarta parte del ancho de la pieza.madera (secado y elaboracin) y los inherentes a ella, loscuales influyen al momento de clasificarla por aspecto yZona central de una cara: Zona de la superficie de unapor resistencia.cara que abarca todo el largo de una pieza que quedacomprendida entre los bordes de la cara. El ancho de estaSus definiciones y mtodos de clasificacin se encuentran zona es igual a la mitad del ancho de la pieza.establecidos en la norma chilena NCh 992 E Of. 72 Madera-Defectos a considerar en la clasificacin, terminologa y Escuadra: Expresin numrica de las dimensiones de lamtodos de medicin.seccin transversal de una pieza. Se debe especificar enmilmetros (mm) de acuerdo a la norma vigente. Como enA continuacin se exponen los defectos propios de laChile est arraigado el uso de las pulgadas, se hamadera por elaboracin y cuidados en el almacenamientoconsiderado conveniente especificar las escuadras de lasy proteccin en pie de obra, que repercuten en la piezas indistintamente en ambos sistemas, como porresistencia o desempeo de las piezas en servicio.ejemplo: 2" x 4" 2x4 41 x 90 mm. La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 27 19. Ancho: Dimensin mayor de la escuadra.Espesor: Dimensin menor de la escuadra.a) Defectos propios: Los defectos propios que ms inciden sobre las propiedades de resistencia y durabilidad son: Nudos sueltosAbertura de seccin relativamente circular, originadapor el desprendimiento de un nudo. Si no interesa su posicin en la pieza, la norma establece que se debe calcular el dimetro medio, midiendo su dimetro mayor y menor, en milmetros, y calculando el promedio. Figura 1- 45: Medicin de agujero y/o nudo suelto en la arista. Los agujeros y/o nudos sueltos se pueden ubicar en la arista, en el borde de la cara, en el canto o en la Rajaduras zona central de la cara.Separacin de fibras en la madera que afecta dos superficies opuestas o adyacentes de una pieza. La posicin de este defecto es determinante en la magnitud de la alteracin que causar en las propie- dades resistentes. As, un agujero, dentro o cerca de un canto, afecta fuertemente la resistencia de traccin o compresin de una pieza solicitada por flexin. En cambio, un agujero en el centro de la cara alterar ms su resistencia de cizalle, cuando se aplica a ella el mismo esfuerzo de flexin.Ejemplos: Figura 1- 46: Medicin de la longitud de la zona afectada por la rajadura.Figura 1-44: Medicin de agujero y/o nudo suelto en el bordede la cara.PAGINA 28 La Construccin de Viviendas en Madera 20. Unidad 1 Grietas Pudricin Separacin de elementos constitutivos de la madera, Degradacin, descomposicin y destruccin de ma- cuyo desarrollo no alcanza a afectar dos superficiesdera por presencia de hongos xilfagos y ambiente opuestas o adyacentes de una pieza. hmedo. La presencia parcial de putrefaccin implica una creciente reduccin de la resistencia. No se debe utilizar como material de construccin.Otros defectos que inciden en la resistencia, pero enmenor grado, son: Bolsillo de corteza Presencia de masa de corteza total o parcial com- prendida en la pieza. Se conoce tambin como cor- teza incluida. Bolsillo de resina Presencia de una cavidad bien delimitada que con- tiene resina o tanino. Se conoce tambin como bolsa o lacra.Los efectos que tiene el bolsillo de corteza y/o resinasobre la resistencia son los mismos descritos para el agujeroFigura 1- 47: Medicin de grietas.y/o nudo suelto. Fibra inclinadaLa medicin depender de la ubicacin que tiene el bolsillo Desviacin angular que presentan los elementosen la pieza, el cual se puede ubicar en la arista, borde de longitudinales de la madera, con respecto al ejela cara, en el canto o en la zona central. longitudinal de la pieza.Figura 1- 49: Medicin de bolsillo de corteza y/o resina en laFigura 1- 45: Medicin de la desviacin de la fibra.zona central de la pieza. Perforacin Galera u otro tipo de orificio producido por la presencia de insectos taladradores. En cualquier caso, la madera con este defecto debe ser desechada.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 29 21. Acebolladuras Colapso Separacin de la pieza entre dos anillos consecutivos.Reduccin de las dimensiones de la madera durante Cuando aparece en las caras o cantos, se mide suel proceso de secado, sobre el punto de saturacin longitud y separacin mxima (mm).de las fibras, y se debe al aplastamiento de sus cavi- dades celulares.Este defecto no es admisible en la madera, puedeafectar la resistencia y adems su presencia. Mdula Corresponde al tejido parenquimatoso y blando de la zona central del tronco. Afecta la clasificacin por aspecto de superficies que quedan a la vista.Figura 1 - 50: Forma y medicin de una acebolladura. Alabeos Deformacin que puede experimentar una pieza de madera en la direccin de sus ejes, longitudinal y transversal o ambos a la vez, pudiendo tener diferentes formas: acanaladura, arqueadura, encorvadura y tor- cedura. Estos son defectos tpicos por secado inade- cuado, tema que se trata ms adelante.Ejemplo: Figura 1- 52: Medicin de mdula. Canto muerto Se conoce por canto muerto o arista faltante a la falta de madera en una o ms aristas de una pieza.Se mide en la arista, su largo o suma de largos enmm, mayor dimensin en el canto (x) y mayordimensin en la cara (y).Figura 1-51: Acanaladura, alabeo de las caras en la direccintransversal. Se conoce tambin como abarquillado (en la imagense muestra la medicin de la acanaladura).PAGINA 30 La Construccin de Viviendas en Madera 22. Unidad 1Figura 1 - 55: Medicin de una grieta.Figura 1 - 53: Medicin de la arista faltante o canto muerto. Marca de sierraDepresin en la superficie de una pieza producidab) Defectos por elaboracin:por un corte anormal. Escuadra irregular Rajadura Variacin de la escuadra nominal de una pieza pro-Separacin de fibras de la madera que afecta dos ducida por la desviacin del plano de corte durantesuperficies opuestas o adyacentes de una pieza. el aserro, por ejemplo, sobredimensin.Figura 1 - 56: Medicin de la longitud de la zona afectada porrajadura.Figura 1 - 54: Escuadra irregular. Cepillo desgarrado Grieta Levantamiento de fibras en las superficies cepilladas Separacin de los elementos constitutivos de la ma-causado por trabajo defectuoso. Ocurre con mayor dera, cuyo desarrollo no alcanza a afectar dos super-frecuencia al procesar madera verde. ficies opuestas o adyacentes de una pieza. Cepillo onduladoDepresiones sucesivas dejadas por cuchillos sobre lasuperficie de una pieza cepillada.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 31 23. Cepillado incompletoAreas de la superficie de una pieza que quedan sincepillar. Depresin por cepilladoConcavidad producida durante el cepillado. Figura 1 - 58: Almacenamiento de la madera en paquetes con uso de separadores. 1.5.3.3.2 Densidad La densidad es una variable importante para determinar la resistencia de la madera. Esta depende de varios factores,Figura 1 - 57: Depresin por cepillado. entre los cuales se puede mencionar: Marca de astillamiento Composicin de las paredes celularesDepresin en las caras cepilladas, causada por des- Grosor de las paredes celularesprendimiento de fibras. Tamao de las porosidades Composicin de la celulosa Mancha de procesamientoCambio de color que puede ocurrir en la madera 1.5.3.3.3 Contenido de humedaddurante los procesos de aserro, cepillado y/o alma- Cuando la madera pierde agua por debajo del punto decenamiento.saturacin de las fibras, cada clula se compacta, lo que provoca mayor rigidez y resistencia de las fibras, y por Quemadoende, un incremento de su resistencia.Carbonizacin de la madera durante su procesamien-to, producida por friccin de la herramienta.1.5.3.3.4 Temperatura En general, las propiedades mecnicas de la maderac) Cuidados y consideraciones de piezas de maderadecrecen al aumentar la temperatura interna, produciendo para el almacenamiento y proteccin a pie de obra el efecto inverso cuando se enfra.Si bien la madera recibida en obra puede llegar en 1.5.3.3.5 Albura y duramenptimas condiciones, tambin puede sufrir severasPor los tejidos de la albura se conduce la savia desde la tierradeformaciones que afectan su resistencia o sua las hojas, siendo de vital importancia en el crecimiento deldesempeo en servicio, producto de una deficienterbol, adems de ser su soporte. En la primera etapa delmanipulacin y/o mal almacenamiento en obra. rbol, su seccin transversal corresponde a la albura, luego, parte de sta se transforma en duramen, cuya nica funcinDebido a esto, es de suma importancia tomar las siguien- es el soporte mecnico del tronco.tes precauciones y consideraciones: No existen diferencias significativas entre las propiedades Almacenar la madera en forma encastillada y protegidamecnicas de albura y duramen.de la exposicin directa al sol. 1.5.3.3.6 Temporada de corte Evitar almacenar la madera en ambientes hmedos. En general el rbol se puede talar en cualquiera estacin del ao, no habiendo ninguna diferencia en sus propiedades, Evitar contacto directo de la madera con el suelo. lo importante es que una vez talado, se procede de inmediato a su procesamiento y secado en cmara. Mantener encastillado en orden, evitando piezasarrumbadas.PAGINA 32 La Construccin de Viviendas en Madera 24. Unidad 11.5.3.3.7 Tratamiento de la madera El secado de la madera puede ser realizado a travs deEn varios estudios se ha demostrado que el proceso dedos mtodos:la impregnacin, debido al sometimiento de alta presinpara lograr un buen resultado, produce un debilitamiento 1.6.1 Secado al Airede la pieza y disminucin de su resistencia. Se efecta simplemente encastillando la madera bajo cubiertas protectoras contra el sol directo, permitiendo1.6 SECADO DE LA MADERAla circulacin de aire en forma expedita y, segn las condiciones de temperatura y humedad relativa delEl secado de la madera es un proceso que se justificaambiente, el secado de la madera. Tiene la desventajapara toda pieza que tenga uso definitivo en el interior de de ser un proceso lento y poco efectivo.la vivienda (queda incorporada a la vida til de sta), seacon fines estructurales o de terminacin.Los principales factores que influyen en un buen secado al aire son:La utilizacin de madera seca aporta una serie debeneficios, entre los que se destaca: Disponer de una cancha o patio que permita exponer la madera al aire, y que el encastillado sea efectuado Mejora sus propiedades mecnicas: la madera de modo que el aire circule envolviendo cada una seca es ms resistente que la madera verde. de las piezas de madera. Mejora su estabilidad dimensional. El mejor sistema de encastillamiento para un secado rpido con el mnimo de agrietamiento y torceduras, Aumenta la resistencia al ataque de agentes es el apilado plano. destructores (hongos). Aumenta la retencin de clavos y tornillos. Disminuye considerablemente su peso propio, abarata el transporte y facilita la manipulacin de herramientas. Mejora la resistencia de adhesivos, pinturas y barnices. Mejora su ductilidad, facilidad para cortar y pulir. Mejora la absorcin de preservantes lquidos aplicados con presin. Aumenta la resistencia de las uniones de maderas encoladas. Figura 1 - 59: El adecuado almacenamiento previene los defectos del secado de la madera. 1.6.2 Secado convencional en horno Consiste en secar la madera en cmaras especiales (hornos), en los cuales se manejan variables de presin, humedad y temperatura (80 a 90 C). Este proceso tiene la ventaja de ser rpido, adems de establecer el grado de humedad deseado.Grfico 1 - 3: Efecto del contenido de humedad en la resistenciade la madera. La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 33 25. Tiene la desventaja de ser un proceso que puede provocarfisuras, grietas, arqueaduras y torceduras en la madera,dependiendo del procedimiento y la especie. Figura 1 - 61: Alabeo o deformacin de la madera llamado arqueadura. 1.6.3.2 Acanaladura La acanaladura o abarquillado es un alabeo en direccin transversal a las fibras (segn norma NCh173).Figura 1 - 60: Secadores de madera, se muestra la carga de loscarros. Figura 1 - 62: Alabeo o deformacin de la madera llamado acanaladura.Tabla 1 - 3: Tabla de secado de Pino radiata. 1.6.3.3 Encorvadura La encorvadura o curvatura lateral corresponde al alabeo1.6.3 Defectos por secadode los cantos en el sentido de las fibras (segn normaLos defectos por secado se producen cuando se realizaNCh173).un proceso que genera tensiones internas a nivel deestructura de la madera, siendo los ms frecuentes:1.6.3.1 ArqueaduraLa arqueadura o combado es el alabeo de las caras endireccin de las fibras de la madera (NCh 173 Madera-Terminologa general). La flecha que se forma por unade sus caras indica el grado de deformacin, el cual sedebe analizar para determinar el nivel de aceptacin quese permite en la madera para un determinado uso. Figura 1 - 63: Alabeo o deformacin de la madera llamado encorvadura.PAGINA 34 La Construccin de Viviendas en Madera 26. Unidad 11.6.3.4 TorceduraPara efectos del presente manual, se entender comoLa torcedura o revirado es el alabeo helicoidal en direccin construccin en madera a aquellas viviendas o edificioslongitudinal y transversal de las fibras (segn normacuya estructura est resuelta ntegramente en madera,NCh173). independiente del material utilizado en la terminacin interior o exterior de la edificacin. Dicha estructura debe contar adems con un adecuado sistema de arriostramientos, solucionado generalmente con tableros estructurales del tipo contrachapado fenlico o de hebras orientadas, OSB. Tambin considera la utilizacin de madera preservada (impregnada), aislacin termoacstica, barreras de vapor y humedad, y material resistente al fuego por el interior, como por ejemplo, placas de yeso cartn o fibrocemento.Figura 1 - 64: Alabeo o deformacin de la madera llamado No considerar alguno de estos componentes, implicartorcedura. que la estructura no cumpla con adecuados requerimientos de seguridad, habitabilidad y durabilidad.1.6.3.5 ColapsoReduccin de las dimensiones de la madera durante el3%proceso de secado sobre el punto de saturacin de las20%fibras. Se debe a un aplastamiento de las cavidadescelulares.1.7 LA MADERA PARA CONSTRUCCINEn la construccin de viviendas la madera puede tenertres categoras de uso:77%1.7.1 Madera de uso definitivoEs aquella incorporada a la edificacin, ya sea a nivel deUso DefinitivoUso TransitorioUso Auxiliarestructura o terminaciones, cuyo objeto es cumplir con la Grfico 1- 4: Distribucin de volumen de madera utilizado envida til establecida para el edificio, es decir, queda viviendas de construccin tradicional.incorporada definitivamente a la vivienda.1.7.2 Madera de uso transitorioCumple la funcin de apoyar estructuralmente laconstruccin del edificio, sin quedar incorporada a suestructura al finalizar la actividad. En esta categora seencuentra, por ejemplo, toda la madera utilizada enencofrados para hormign.1.7.3 Madera de uso auxiliarEs aquella que cumple slo funciones de apoyo al procesoconstructivo. En esta categora se pueden considerar, porejemplo, la instalacin de faenas, niveletas otablaestacados, reglas y riostras de montaje, entre otros.Por ello, no toda la madera utilizada en las actividades deconstruccin de una vivienda debe tener propiedades,especificaciones y requerimientos iguales, ya que stasdependern del destino que tendr. Figura 1 - 65: Tabiques estructurales tpicos de madera de Pino radiata. La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 35 27. No es vlido, entonces, hablar de una construccin en mecnica, la cual consiste en medir el mdulo demadera al referirse a viviendas de emergencia, puesto elasticidad de las piezas por medio de mtodosque estas soluciones no cumplen con especificaciones ymecanizados y automatizados.requerimientos mnimos para que los usuarios tengancondiciones bsicas de calidad de vida. 1.8.1 Clasificacin estructural visualCada pieza de madera, como consecuencia de lascaractersticas individuales del rbol de origen, poseetambin caractersticas singulares. Por ello, es posibleestablecer un nmero indeterminado de gradosestructurales, pero por razones de economa yconveniencia en la distribucin y comercializacin, resultanecesario agrupar en cantidad.Cada grado estructural consiste en un agrupamientode piezas ligeramente diferentes, pero igualmenteadecuadas para el uso o aplicacin prevista para ellas.En aquellas clasificaciones destinadas a usos en los que sedebe garantizar propiedades mecnicas admisibles, lasnormas de clasificacin limitan la presencia de caracteristicascon efectos reductores sobre dichas propiedades.Figura 1 - 66: Mediaguas de madera construidas en contactoPara Pino radiata, se ha podido comprobar que ladirecto con el suelo (construccin de emergencia).caracterstica de crecimiento que afecta en mayorproporcin las propiedades mecnicas es la presencia deEstas construcciones no contemplan barreras de humedad, nudosidades.aislacin termoacstica, componentes de resistencia alfuego y proteccin de la madera. Por eso presentan serios En segundo plano, quedan los efectos de incorporacinproblemas de durabilidad, puesto que normalmente estnde mdula, inclinacin de la fibra y velocidad deen contacto directo con el suelo y la madera carece decrecimiento, entre otros.proteccin.Por ello, el criterio de clasificacin visual se basa en elHoy en da se tiene completa claridad de que toda pieza deriguroso control del tamao, ubicacin y frecuencia de losmadera que pasa a formar parte de la estructura o terminaciones nudos. Se recurri para estos efectos al mtodo de Raznde una vivienda debe ser madera seca. Esta es una condicin de Area Nudosa, RAN, desarrollado en Inglaterra yque el mercado de la construccin est exigiendo. adoptado posteriormente por las principales normativaseuropeas y de Oceana.De aqu en adelante, por simplicidad se debe desterrarla referencia de especificar madera seca. Para realizar Descrito en trminos simples, consiste en que el clasificador,una adecuada especificacin tcnica de madera para usodespus de decidir la seccin ms dbil de la pieza, debedefinitivo en la construccin, se debe incorporar lavisualizar la geometra de proyeccin del nudo o grupocondicin de secado pre-establecido. Por ejemplo: maderade nudos presentes en dicho sector.seca con un 12% de contenido mximo de humedad.Para entender lo que se denomina geometra de proyeccin1.8 CLASIFICACIN ESTRUCTURAL de nudos, se establece como seccin de la pieza en es-DEL PINO RADIATAtudio, un volumen transparente y cuerpos de nudos ensu interior como material opaco.La madera de Pino radiata puede ser clasificadaestructuralmente mediante dos mtodos normalizados. El mtodo se aplica examinando piezas en terreno, me-El primero de ellos y el ms conocido a nivel nacional, esdiante la obtencin de grficos de nudos en las seccionesla clasificacin estructural visual, la que se basa entransversales estimadas como crticas.establecer en una pieza de madera, la razn de reanudosa presente en su interior, que provoca desmedro oincluso anula las propiedades mecnicas de la pieza. Otromtodo de clasificacin ampliamente utilizado en Chile,pero poco conocido an, es la clasificacin estructuralPAGINA 36 La Construccin de Viviendas en Madera 28. Unidad 1Los nudos ubicados en zonas de borde se procesan enforma ms severa. Por esto, el clasificador debepreocuparse especialmente de los cuartos adyacentes alespesor de pieza (cantos). La razn de rea nudosa enlas zonas de borde, se designa como RANB y en suvaloracin, se considera siempre el canto ms desfavorablede ambos.Figura 1 - 67: Proyeccin del nudo en la seccin interior de lapieza.Figura 1-69: Proyeccin de la zona de borde en una pieza demadera.Con el objeto de mantener como estndar una tensinadmisible en flexin de 5 Mpa que debe resistir la piezade madera, (segn clasificacin estndar internacionalnivel F5 australiana*), se considera conveniente incorporaren la clasificacin el concepto de condicin de borde,situacin que se manifiesta cuando ms del 50% de unazona de borde de la seccin transversal crtica se encuentraocupada por nudos.Al existir una condicin de borde, las restricciones de RANpara un mismo grado son ms rigurosas que lasestablecidas para situaciones en la que no existe condicinde borde.Figura 1 - 68: Proyeccin cnica del nudo fuera de la seccinde la pieza.En el trazado, se indica que los nudos se desarrollan enforma cnica desde la mdula hacia la periferia.En una clasificacin comercial, el tcnico clasificador haceuna estimacin visual de la RAN, sin mediciones fsicas yen lapsos reducidos. Para ello se basa en la habilidad* La clasificacin estructural visual de la madera aserrada de Pinoganada durante su capacitacin por la aplicacin de las radiata. Comit Regional de Promocin del uso de la madera entcnicas descritas. la construccin de viviendas sociales. Concepcin, Junio 2001. La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 37 29. En la Figura 1-71 se presentan tres ejemplos para interpretar y determinar el grado estructural de la madera, en base a la clasificacin estructural visual: En el caso (1) se puede observar que la RANB, en el cuarto superior de la pieza, es inferior al 50%, por lo tanto no existe condicin de borde. Por otra parte, la RAN total de la pieza es inferior al 33%. Luego, la pieza corresponde a una clasificacin estructural GS o grado selecto. En el caso (2), la RANB en el cuarto superior de la pieza es inferior al 50%, por lo tanto, no existe condicin de borde. Sin embargo, la RAN en la seccin total de la pieza, se encuentra entre 33,3 y 50%. Entonces, la pieza clasifica estructuralmente como G1 o grado 1. Finalmente, en el caso (3), en el cuarto superior de la piezaFigura 1-70: Condicin de borde segn proyeccin de razn de la RANB es mayor que 50%, por lo tanto existe condicinrea nudosa en zonas de borde. de borde. No obstante lo anterior, la RAN total en la seccin de la pieza es menor que 33,3%. Por lo tanto, laDependiendo entonces de la razn de rea nudosa y la pieza clasifica estructuralmente como G1 o grado 1.razn de rea nudosa en zonas de borde, la madera dePino radiata puede ser clasificada en tres categoras1.8.2 Clasificacin estructural mecnicaestructurales: El concepto de clasificacin estructural mecnica de la madera fue estudiado en forma simultnea en varios pases Grado GS o selecto: es aquel en que RAN flucta a principios de 1960. La inquietud de dicho estudio surgientre 20 y 33,3% y no existe condicin de borde. por la necesidad de mejorar la eficiencia que entregaba Grado G1: Aquel en que RAN flucta entre 33,3la clasificacin estructural visual, en la estimacin de lasy 50% y no existe condicin de borde. Tambin corres-propiedades resistentes de la madera.ponde a esta clasificacin, si existiendo condicin deborde, la RAN no excede el 33,3%.El proceso de clasificacin estructural mecnica slo se hizo posible cuando se verific la existencia de una relacin Grado G2: Aquel en que RAN flucta entre 50 y 66,7%entre la resistencia de flexin, compresin y traccin, y ely adems existe condicin de borde.mdulo de elasticidad en flexin (Ef), determinado en luces cortas. El posterior diseo de una mquina capaz Si la pieza presenta en su seccin de rea nudosade medir el Ef permiti la clasificacin de piezas de maderams desfavorable una RAN mayor a 66,7%, simple-con propiedades resistentes superiores a un valor mnimomente se descarta o rechaza. previamente establecido. Las actuales mquinas de clasificacin estructural usan esencialmente el mismo principio. Cada pieza de madera que se clasifica es deformada en una de sus caras como viga, y la magnitud de fuerza asociada con la deformacin constante aplicada por la mquina, permite determinar el valor del Ef. Con ese valor, se estiman las propiedades resistentes y con ellas, la clasificacin de las piezas. La clasificacin estructural mecnica est especialmente indicada para piezas que sern utilizadas como envigados,Figura 1-71: Ejemplos de aplicacin en la determinacin de tijerales, escaleras y muros estructurales.grados estructurales de la madera.PAGINA 38 La Construccin de Viviendas en Madera 30. Unidad 1La madera clasificada estructural en el mercado nacionalse rige por la norma britnica BS EN-519: 1995 y las piezasCLASE ESTRUCTURA SEGUN BS EN 368comercializadas llevan un timbre que garantiza suPROPIEDADUNIDAD C-16C-24resistencia.Flexin paralelaN/mm25,37,5Las piezas de madera clasificadas con el sistema estructuralTraccin paralela N/mm23,24,5mecnico, tienen las siguientes caractersticas:Compresin paralela N/mm26,87,9Compresin normal N/mm22,22,4 Piezas estables y derechasCizalle paraleloN/mm2 0,67 0,71Mdulo de elasticidad Cubren luces de hasta 4,80 m en vigas y tijerales promedioN/mm2 8.00010.800Mdulo de elasticidad Sus fijaciones ofrecen una mejor retencinmnimoN/mm2 5.400 7.200Densidad caracterstica Kg/m3 310 350 El contenido de humedad promedio es del 12% Densidad promedio Kg/m3 370 420En Chile existen mquinas de clasificacin estructuralmecnica que permiten contar en el mercado con maderaTabla 1 - 4: Clase estructural de la madera segn normativaclasificada. britnica BS-EN 368. 1.9 MADERAS COMERCIALES Las maderas comerciales pueden clasificarse en cuatro grandes grupos: Madera aserrada y cepillada Molduras de madera Maderas reconstituidas Maderas laminadas 1.9.1 Madera aserrada y cepilladaFigura 1 - 72: Esquema de funcionamiento de la mquina deLa madera aserrada y cepillada se comercializa en piezasclasificacin estructural mecnica.cuya dimensin nominal se conoce como escuadra de la pieza y se expresa en milmetros.En la Tabla 1- 4 se presenta la clasificacin estructural dela madera referida a la norma BS EN 368. En ella se indica No obstante lo anterior, para entender las dimensionesuna serie de propiedades mecnicas de la madera para de la madera de Pino radiata, es necesario tener presenteel cumplimiento de requerimientos estructurales pre- ciertos aspectos legales y normativos.establecidos.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 39 31. De acuerdo a la legislacin vigente, en Chile se utiliza el En el Anexo I se presenta la tabla de espesores y anchossistema mtrico decimal (Ley de 1848). Adems, pornominales para madera de Pino radiata y sus dimensiones,Decreto Supremo N 1379 de 1998, Chile adopta elsegn la elaboracin que se especifique.acuerdo de Obstculos Tcnicos de Comercio de ALADI,en el que se consigna el uso obligatorio del SistemaInternacional de Unidades. La Ley de Proteccin de losDIMENSIONDENOMINACIONDerechos de los Consumidores (Ley N 19.486, ArtculoNOMINAL COMERCIAL32) tambin consigna el uso del sistema de unidades(mm)(adimensional)adoptado por Chile.131 /2193 /4Por uso y costumbre, la madera de Pino radiata que secomercializa en Chile utiliza como unidad para espesor y25 1ancho la pulgada y como unidad para volumen, la pulgada 381 1 /2maderera. 50 2632 1 /2Con el objeto de facilitar la comprensin y promover el 75 3buen uso de la nueva norma chilena NCh 2824 Of. 2003, 883 1 /2Maderas - Pino radiata - Unidades dimensiones y100 4tolerancias, se introduce el concepto de Denominacin125 5Comercial (DC), que corresponde a una designacin150 6adimensional de las dimensiones nominales de piezas de 175 7madera de Pino radiata.200 8 225 9Por ello, a partir de una pieza de madera expresada en 25010dimensiones nominales, se pueden establecer o especificartres tamaos de escuadra:Tabla 1- 5: Equivalencias entre la dimensin nominal y la deno-minacin comercial. Aserrada verdeLa madera de Pino radiata puede tener los siguientes Aserrada seca usos: Cepillada seca Construccin pesada Postes de transmisin Postes de cerco y rodrigones Estructura para construccin Vigas, techos, cerchas Pisos Revestimientos exteriores Revestimientos interiores Muebles y guarniciones interiores Embalajes Moldajes o encofrados Chapas Contrachapados Pulpa mecnica Pulpa qumica (celulosa) Tableros de fibra Tableros de partculasFigura 1-73: Piezas de madera cepillada de Pino radiata dediferentes escuadras.PAGINA 40 La Construccin de Viviendas en Madera 32. Unidad 11.9.2 Molduras de madera Grupo 2: Molduras Exteriores (ME)Las molduras se obtienen a partir de madera aserrada se-ca a la cual, por medio de mquinas, herramientas y equi-Molduras utilizadas exclusivamente en forma horizontal,pos especiales, se confiere una determinada forma para para el revestimiento exterior de tabiques. Las moldurascumplir en servicio con objetivos especficos de termina-exteriores slo se clasifican en:cin, acabado, proteccin y decoracin. Revestimiento horizontal (R)Las molduras de madera comnmente comercializadas seclasifican en tres grupos :Grupo1: Molduras Interiores (MI)Son molduras para utilizar en forma horizontal o verticalpara el revestimiento interior de tabiques y en aplicacionestales como: Cielos (C) Pisos(P) Figura 1 - 75: Moldura usada en forma horizontal para el revestimiento exterior de tabiques. Grupo 3: Molduras Decorativas (MD) Molduras utilizadas en terminaciones generalmente de carcter decorativo, tales como: Balaustres ( BA) Cornisas ( CO)Figura 1 - 74: Molduras para revestimiento interior que se Cuarto rodn ( CR)pueden disponer en forma horizontal o vertical. Esquineros( ES) Guardapolvos ( GP) Junquillos ( JN ) Pilastras( PL ) Tapajuntas ( TJ )La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 41 33. Figura 1 - 76: Perfiles de madera de pino radiata, guarda polvosFigura 1 - 79: Perfiles decorativos de uso interior con uniny pilastras.finger-joint que sern pintados como terminacin.Figuras 1 77 y 78: Uniones mediante finger-joint o multidedo:se basan en realizar un dentado y contradentado a la madera,aumentando al mximo la superficie de unin, y por tanto la re-sistencia de sta. La tecnologa finger-joint se basa en que la uninde las partes se realice mediante la zona lateral de los dedos, porlo que siempre debe quedar un mnimo espacio en la testa delos dedos.PAGINA 42 La Construccin de Viviendas en Madera 34. Unidad 1 GRUPO APLICACIN / DESIGNACIN DIMENSIONES CARA PERFIL DE LA MOLDURANOMBRE NOMINALESDE AVANCE (Designacin(mm) WMPA)RevestimientoMI/R-7 19 x 115108Revestimiento MI/R-15 19 x 140126 1 CieloMI/C 1 8 x 6560 Piso MI/P 319 x 9083 2Revestimiento ME/R 419 x 114 98Balaustro MD/BA 1 32 x 32- 3 CornisaMD/CO 1 14 x 32-Guardapolvo MD/GP 2 14 x 45-Tabla 1- 6: Ejemplos representativos de molduras de madera por aplicacin, designacin y perfil, segn norma chilena NCh 2100 Of 2002. La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 43 35. La designacin y dimensiones para molduras de maderaLos tableros contrachapados son elaborados principalmenteestn definidas en la norma chilena NCh 2100 CR 2002, a base de chapas o folias de Pino radiata, las cuales seMaderas-molduras- designaciones y dimensiones. En laadhieren entre s perpendicularmente al sentido de susTabla 1- 6 se indican ejemplos representativos de moldurasfibras, siempre en caras impares, para lograr mayorde madera ordenados por aplicacin, dimensiones y perfil. estabilidad y resistencia.1.9.3 Maderas reconstituidasSe entiende por maderas reconstituidas todo panel (nombregenrico que se refiere a material que se produce enfbrica) elaborado con derivados de la madera. El grupoms importante lo forman los tableros a base de maderaque pueden ser de madera maciza, chapas, cintas,partculas, fibras, cortezas o a partir de otras materiasprimas lignocelulsicas en forma de tallos, partculas ofibras que dan origen a: Tableros contrachapados Tableros de fibra Tableros de partculas Tableros enlistonados (placa carpintera)La ligazn requerida entre los derivados de la madera queconforman el tablero se logra por las propiedades adhesivas Figura 1 - 80: Contrachapados segn diferentes espesores.inherentes al material (algunos tableros de fibras) o porla adicin de agentes de aglutinacin orgnicos (tableros La fabricacin de estos tableros comprende la colocacinde partculas) durante su fabricacin o bien un aglutinante de una chapa sobre la otra con sus fibras orientadas eninorgnico como el cemento Portland, obteniendo o forma perpendicular.aumentando determinadas propiedades del tablero.Estn constituidos por un nmero impar de chapas, enEstos tableros pueden ser utilizados en una amplia gama que las exteriores tienen la fibra orientada en sentidode soluciones que van desde requerimientos estructuraleslongitudinal del tablero.hasta fines decorativos y equipamiento (muebles, clsety otros). Dependiendo del tamao de los granos demadera, del tipo de chapa que se utilice, el adhesivo ytipo de unin, se clasifican en: Tableros estructurales Tableros no estructurales1.9.3.1 Tableros estructurales: Contrachapados De hebras orientadas (OSB)1.9.3.1.1 Tableros contrachapados (Plywood)El tablero contrachapado, segn la Norma NCh 724 Of.79 (Paneles a base de madera, tableros, vocabulario), esaquel formado por superposicin de lminas previamenteFigura 1 - 81: Nmero impar de chapas, la orientacin de las fi-encoladas. En general las lminas se disponen simtrica-bras es perpendicular entre las chapas.mente a ambos lados de una lmina central o alma, demodo que los granos de dos lminas consecutivas se cru-cen entre s, generalmente en ngulo recto.PAGINA 44 La Construccin de Viviendas en Madera 36. Unidad 1Dependiendo del uso requerido, sus caras pueden En la fabricacin de tableros contrachapados se puedenpresentar grados de terminacin variados, si sonidentificar las siguientes etapas de produccin:especificados para fines estructurales o en la confeccinde moldajes para hormign. TronzadoEs una operacin que tiene por objeto sanear y di-mensionar la longitud de trozas antes de la entradaal torno de debobinado. DescortezadoSe elimina la corteza de las trozas para evitar quepiedras y arenas incrustadas deterioren los cuchillosdel torno de debobinado. Estufado o vaporizadoConsiste en sumergir en agua caliente o aplicar vapora la troza ya descortezada por un perodo de 12 a48 horas, con el objeto de ablandarla y facilitar elFigura 1 - 82: Tablero contrachapado con grados de cara C/D debobinado.para fines estructurales o soportantes, en elementos horizontales,inclinados y verticales de construccin. DebobinadoEs la operacin clave en la fabricacin de los tableroscontrachapados. Consiste en situar la troza centra-damente en los puntales de la mquina debobinadora,mediante un lector ptico.Los puntales o garras del debobinador, hacen girarla troza a una velocidad determinada y constante.Posteriormente un cuchillo debobinador la desmenuzahasta un dimetro de 8 a 12 cm aproximadamente,obteniendo un producto secundario (poln). CizalladoEn esta etapa se dimensiona el ancho y longitud deFigura 1 - 83: Tablero contrachapado con grados de cara An/Blas chapas.para confeccin de moldajes en hormign, revestimientos inte-riores, muebles, clset y elementos decorativos. SecadoEtapa previa al encolado en que las chapas son se-Los principales grados de cara de los tableros contrachapados cadas hasta alcanzar 7 a 8% de humedad.de Pino radiata se indican en la siguiente tabla: EncoladoGRADODESCRIPCIONSe realiza mediante rodillos encoladores. Se utilizanAnCara slida, libre de nudos mayores de 10 mm yadhesivos de tipo fenol formaldehdo, los cualeslijada. Sin reparaciones sintticas. Slo se permiten confieren a estos tableros elevadas caractersticas dereparaciones con pasta base de madera resistencia, tanto en ambientes secos como hmedoso a la intemperie. BCara slida con reparaciones menores. Se permi-ten nudos ocasionales firmes, de hasta 20 mm ydefectos de lijado menores. FormacinSe realiza disponiendo transversalmente las chapas CSuperficie sin lijar. Se permiten nudos firmes epares encoladas y las impares sin encolar.imperfectos hasta 40 mm. Tambin acepta perfo-raciones hasta 25 mm. PrensadoSe realiza mediante prensas de platos planos en ca- DSuperficie no reparada, permite nudos firmes ysueltos, agujeros de nudos hasta 65 mm. Se acep-liente y por accin hidrulica.tan grietas y partiduras hasta 25 mm. EscuadradoTabla 1- 7: Equivalencias entre la dimensin nominal y la denomi- Se realiza el corte y saneado de cantos en los tableros.nacin comercial.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 45 37. Lijado y calibradoSe recomiendan especialmente para aplicaciones Tiene por objeto dar el espesor final al tablero, as estructurales en elementos verticales, inclinados y como la calidad de la superficie, de acuerdo a loshorizontales. grados anteriormente sealados. Los formatos y espesores de estos tableros y su forma de colocacin y fijacin a los entramados de madera, se indicarn ms adelante. Se recomienda al adquirir estos tableros exigir la certificacin del proceso de fabricacin por una entidad especializada.Figura 1 - 84: Ejemplos de aplicacin de los tableros contracha-pados en requerimientos estructurales y decorativos.Ms adelante se indicarn las principales utilizaciones,formatos y espesores de estos tableros y su forma de co-locacin y fijacin a los entramados de madera. Figura 1 - 86: Tablero de hebras orientadas OSB.Figura 1-85: Ejemplo de aplicacin de tableros contrachapadosen moldajes para elementos de hormign armado.1.9.3.1.2 Tableros de hebras orientadas (OSB)Los tableros de hebras orientadas (Oriented Strand Board,OSB) son fabricados en base a hebras de maderarectangulares, adheridas con ceras y adhesivos fenlicos.Dispuestas en tres capas orientadas perpendicularmenteentre s, prensadas a alta temperatura y presin, cortadas,selladas en los cantos y embaladas. El uso de resinas Figura 1 - 87 : Construccin en altura en estructura de maderafenol formaldehdo (resistentes al agua) les confierey tableros de hebras orientadas, como elemento arriostrante deelevadas caractersticas de resistencia fsica y mecnica. los entramados verticales.PAGINA 46 La Construccin de Viviendas en Madera 38. Unidad 11.9.3.2 Tableros no estructurales De fibra De partculas De listones1.9.3.2.1 Tableros de fibraLos tableros de fibra son aquellos formados a base demadera desfibrada u otros materiales lignocelulsicosfibrosos, sometidos a alta presin y temperatura sin el usode cola o aglutinante, conformando un tablero duro ydelgado (NCh 724 Paneles a base de madera Tableros -Vocabulario).Se clasifican en base a sus densidades y mtodo defabricacin, dividindose en prensados y no prensados.Se distinguen:Figura 1 - 88 : Tableros de fibras HDF.1.9.3.2.1.1 Tableros de fibras prensadasb) Tableros de fibras MDF (Medium Density Fiber)a) Tableros de fibras HDF (High Density Fiber) Los tableros de fibras de densidad media son fabricados La densidad de estos tableros flucta entre 0,8 yen forma similar a los de HDF, sin embargo su densidad 1,2 gr/ cm3. slo flucta entre 0,4 y 0,8 gr/cm3.Se presentan dos tipos: Por las caractersticas del tablero, se recomienda suuso especialmente en la industria del mueble, pudien- Tableros corrientes, tal como se producen en fbrica. do ser aplicado tambin en construccin bajo ciertoscriterios especiales de aplicacin. Tableros sometidos a tratamientos despus de fabri-cados, como calentamiento especial para aumentarsu solidez y resistencia al agua o pueden ser inmersosen mezcla de aceites secantes.Las aplicaciones de estos tableros en la construccin sonen revestimientos de puertas interiores y muebles decocina.Por su bajo espesor no se recomiendan para usosestructurales.Figura 1 - 89: Los tableros de MDF poseen la caracterstica deser fcilmente moldeables, fresables y cortables.La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 47 39. Se clasifican segn su densidad y segn el mtodo conque son fabricados: Tableros de partculas de baja densidad. Densidad hasta un mximo de 0,4 gr/cm3. Se utilizan como pa- neles aislantes del ruido y calor. Tableros de partculas de densidad media. Su den- sidad flucta entre 0,40 y 0,80 gr/cm3.En el proceso de fabricacin tambin intervienen mtodosde presin y temperatura.Pueden utilizarse como revestimiento de tabiques divisoriosinteriores, muebles, clsets y elementos decorativos,cuando se les incorpora adems, enchapados de maderao cubiertas melamnicas. Tableros de partculas de gran densidad. Densidad superior a 0,80 gr/cm3.Figura 1 - 90: Ejemplo de aplicacin de MDF en la fabricacinde molduras (pilastras, cornisas, cubrejuntas, tapajuntas)prepintadas para terminaciones interiores.1.9.3.2.1.2 Tableros de fibras no prensadasSon tableros de una densidad mxima de 0,4 gr/cm3.Se identifican dos tipos: Tableros aislantes semi-rgidos, cuya densidad estentre 0,02 y 0,15 gr/cm3. Su utilizacin principalmentees como aislante trmico y acstico. Tablero aislante rgido, cuya densidad est entre 0,15y 0,40 gr/cm3. Su utilizacin tambin es como aislante.1.9.3.2.2 Tableros de partculasTableros de madera formados por partculas de 0,2 a 0,5mm de espesor con un aglutinante orgnico, en unin deuno o ms de los siguientes agentes:Figura 1 - 91: Tableros de partculas utilizados como divisiones Calor interiores de clset, revestimientos de tabiques interiores. Presin 1.9.3.2.3 Tableros enlistonadosTambin conocidos como placa carpintera, son tableros Humedad formados a base de tablas, tablillas o listones angostos,dispuestas una junto a otra conformando un panel Catalizador recubierto con chapas por ambas caras.Se excluyen los tableros de lana de madera u otros conaglutinantes inorgnicos. Se clasifican en: Entulipados: formados por un alma de tablas, tablillas o listones y lminas de madera (tulipa), cuya termi- nacin es lijado apto para ser pintado. Su uso normal es como moldajes de hormign a la vista.PAGINA 48 La Construccin de Viviendas en Madera 40. Unidad 1 Enchapados: semejantes a los entulipados, a los quese pega en ambas caras enchapaduras de maderasfinas (especies nativas). Su uso normal es como mue-bles y revestimiento.1.9.4 Madera laminada1.9.4.1 IntroduccinLa madera laminada es un producto industrial que se hautilizado en el mundo desde hace muchos aos, pero enlas ltimas cuatro dcadas su uso se ha incrementadonotoriamente. Este producto tiene una alta aplicacin enla vida cotidiana de las sociedades desarrolladas, desdela construccin de edificaciones hasta reemplazar productosBque provienen de recursos naturales, por lo que haadquirido un alto valor industrial y social.Figura 1 - 92: A) Pieza de Pino radiata en que se ha eliminadonudo, se somete al proceso de confeccin de los dedos para laEs un material renovable, acumulador natural de energa unin. B) Unin de las piezas, logrando continuidad de la pieza.solar, poco necesitado de energa de trasformacin, noproductor de agentes contaminantes y completamentereutilizable o reciclable.En Chile se fabrica con Pino radiata, uniendo piezas entres por medio de unin finger-joint en sentido longitudinaly una pieza sobre otra, pegadas con adhesivo en las caras.Figura 1 - 93: Unidas las diferentes piezas por las caras, se so-mete al cepillado lateral.Se pueden desarrollar diversas formas y dimensiones,tanto en escuadra como en largo.A La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 49 41. Figura 1 - 94: Vigas curvas de variados radios circulares o de Figura 1 - 95: Aplicacin de la madera laminada en estructurasradios compuestos. de grandes luces, construccin industrial, arquitecto Jos Cruz Ovalle.El resultado es la fabricacin de grandes vigas, tanto rectascomo curvas, que permiten cubrir grandes luces.La madera cuando est expuesta a la intemperie, puede ser atacada por distintos elementos xilfagos o biolgicos, viento, lluvia, y la accin solar; rayos UV e infrarrojos. Para evitar su accin destructiva, la madera se somete a un proceso de impregnacin, por medio del cual se intro- duce a presin un compuesto qumico, a base de cobre- cromo-arsnico, que reacciona con la celulosa y lignina, formando un precipitado insoluble que modifica la compo- sicin del material leoso; por lo tanto, lo inutiliza como alimento para los diferentes xilfagos. 1.9.4.2 Caractersticas y propiedades Dadas sus caractersticas naturales y adecuados diseos,Figura 1 - 95: Aplicacin de la madera laminada en estructuras la madera laminada ofrece grandes ventajas con respectode grandes luces, construccin industrial. a estructuras de acero u hormign, tales como:Elementos estructurales fabricados bajo condiciones Liviandad: el peso propio de los elementos laminadostcnicamente controladas. La unin con adhesivos es deson bastante inferiores a los elementos tradicionalescalidad estructural y resistente a condiciones climticas.de acero u hormign, significando una reducida iner-cia, que en pases ssmicos como Chile constituyeNormalmente, la madera laminada es fabricada con Pino una importante ventaja.radiata de calidad estructural grado G2 o superior,especificada en la norma chilena NCh 1198, seca encmara y con un contenido de humedad inferior al 14%.En su fabricacin estn presentes las normas NCh 176-1,NCh 992, NCh 1207, NCh 2148, NCh 2149, NCh 2150 yNCh 2151. Figura 1 - 97: Pasarela peatonal ciudad de Concepcin, arquitecto Ricardo Hempel.PAGINA 50 La Construccin de Viviendas en Madera 42. Unidad 1 Flexibilidad: se logran diseos de formas diversas, cubriendo grandes luces sin apoyos intermedios.Figura 1 - 100: Resultado del ensaye a la resistencia al fuego. Esttica: el grado de terminacin y calidez de la ma- dera se hace presente en forma notable en las estruc-Figura 1 - 98: Flexibilidad en las soluciones constructivas con turas de madera laminada encolada.aporte a la esttica. Aislacin trmica: como ya se mencion, la madera tiene una transmitancia trmica inferior a los materiales tradicionales (acero y hormign), lo que significa ex- celentes propiedades aislantes. Resistencia qumica: En ambientes cidos o alcalinos no reacciona con agentes oxidantes o reductores.Figura 1 - 101: Museo interactivo, ciudad de Santiago. ArquitectoMartn Hurtado Covarrubias.Figura 1 - 99: Pasarela peatonal ciudad de Valparaso, arquitectoJos Cruz Ovalle. Resistencia al fuego: La madera laminada resiste por largo tiempo una eventual exposicin ante las llamas. Muchos ensayos han demostrado que slo se compromete 1,5 a 2,0 cm de la superficie exterior.Figura 1 - 102: Via Prez Cruz, arquitecto Jos Cruz ovalle. La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 51 43. 1.9.4.3 Mantencin de una estructura de madera laminada No se necesita inmunizar la madera frente a la accin de elementos biolgicos macrocelulares, insectos y perforadores marinos, pero s se debe proteger su superficie con productos que tengan propiedades impermeabilizantes para evitar la captacin de humedad por lluvia y/o humedad ambiental que puede generar proliferacin de hongos manchadores y/o pudricin. Estos productos tambin tienen propiedades de filtro solar, protegiendo la accin oxidante de rayos ultravioletas e infrarrojos. El viento tiene un efecto nicamente abrasivo, del punto de vista esttico, al transportar partculas de tierra u otros que ensucian los materiales. En este caso se usa como protector un producto compuesto que posee propiedades Figura 1 - 103: Via Los Robles, arquitecto Jos Cruz Ovalle. preservantes e hidrorrepelentes fcilmente lavables.BIBLIOGRAFIA- American Forest & Paper Association, Manual for- Burrows, D, Tcnicas Bsicas de Carpintera, EditorialEngineered word Construction, Washington D.C, EE.UU.,Albatros S.A.C.I, Buenos Aires, Argentina, 2001.2001.- Canada Mortgage and Housing Corporation, CMHC,- American Forest & Paper Association, Manual forManual de Construccin de Viviendas con Armadura deEngineered wood Construction, AF&PA, Washington D.C, Madera Canad, Publicado por CMHC, Canad, 1998.EE.UU. 1996.- Canadian Wood Council, Introduction to Wood Design,- American Plywood Association, Noise-rated Systems,Ottawa, Canad, 1997.EE.UU. 2000.- Canadian Wood Council, Wood Design Manual, Ottawa,- American Plywood Association, Wood Reference Canad, 2001.Handbook, Canadian Wood Council, Canad, 1986.- Canadian Wood Council, Introduction to wood building- Arauco, Ingeniera y Construccin en Madera, Santiago,technology, Ottawa, Canad, 1997.Chile, 2002.- Carvallo, V; Prez, V, Manual de Construccin en Madera,- Ball, J; Carpenter and builder library, foundations-layouts- 2 Edicin, Instituto Forestal Corporacin de Fomento deframing, v.3, 4 Edicin, Editorial Indiana, 1977. la Produccin, Santiago, Chile, 1991.- Branz, House Building Guide, Nueva Zelanda, 1998. - Code NFPA; Building Energy, EE.UU., 2002.- Breyer, D; Fridley, K; Cobeen, K, Design of wood structures - Echeique, R; Robles, F, Estructuras de Madera, EditorialASD, 4 Edicin, Editorial Mc Graw Hill, EE.UU., 1999.Limusa, Grupo Noriega editores, Mxico, 1991.- Building Design & Construction, Wood-framed building - Faherty, K; Williamson, T, Wood Engineering andrising to greater heights, v.32 (2):77, 1991.Construction Handbook, 2 Edicin, Editorial Mc GrawHill, EE.UU., 1995.PAGINA 52 La Construccin de Viviendas en Madera 44. Unidad 1- Gilbert, V; Lazcano, R; Martin, F; Vall-llosera, E, Trabajos - Thallon, R; Graphic Guide to Frame Construction Detailsen Madera, 1 Edicin, Ediciones Parramn S.A, Espaa, for Builder and Designers, The Taunton Press, Canad,1997. 1991.- Goring, L.J; Fioc, LCG, First-Fixing Carpentry Manual,- Wagner, J; House Framing, Creative Homeowner, NuevaLongman Group Limited, Inglaterra, 1983.Jersey, EE.UU., 1998.- Guzmn, E, Curso Elemental de Edificacin, 2 Edicin,- www.ine.cl (Instituto Nacional de Normalizacin).Publicacin de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo dela Universidad de Chile, Santiago, Chile, 1990. - www.durable-wood.com (Wood Durability Web Site).- www.pestworld.org (National Pest Management- Hageman, J; Contractors guide to the building code,Association).Craftsman, Carlsbad, California, EE.UU., 1998.- www.awpa.com (American Wood-Preservers Association).- Hanono, M; Construccin en Madera, CIMA ProduccionesGrficas y Editoriales, Ro Negro, Argentina, 2001.- www.awpi.org (American Wood Preservers Institute).- Heene, A; Schmitt, H, Tratado de Construccin, 7 Edicin - www.citw.org (Canadian Institute of Treated Wood).Ampliada, Editorial Gustavo Gili S.A, Barcelona, Espaa,1998. - www.fpl.fs.fed.us (Forest Products Laboratory U.S.Department of Agriculture Forest Service).- Jimnez, F; Vignote, S, Tecnologa de la Madera, 2Edicin, Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentacin, - www.forintek.ca (Forintek Canada Corp.).Secretara General Tcnica Centro de Publicaciones, Madrid,Espaa, 2000. - www.agctr.lsu.edu/termites/ (Louisiana State University).- La clasificacin estructural visual de la madera aserrada de- www.utoronto.ca/forest/termite/termite.htm (University ofPino radiata. 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Tableros.Vocabulario. - NCh 987 Of 1986 Madera Determinacin de las propiedades mecnicas Ensayo de flexin esttica.- NCh 760Of.73 Madera Tableros de partculas.Especificaciones.- NCh 992 E Of.72 Madera - Defectos a considerar en la clasificacin, terminologa y mtodos de medicin.- NCh 761 Of 1980 Paneles a base de madera- Tableros Determinacin de las dimensiones y de la forma.- NCh 993 Of.72 Madera- Procedimiento y criterios de evaluacin para clasificacin.- NCh 762 Of1976 Planchas y tableros a base de madera Determinacin del contenido de humedad.- NCh 1040 c1972 Madera Madera contrachapada para usos generales Especificaciones.- NCh 789/1 Of.87 Maderas Parte 1: Clasificacin de - Nch 1198Of 1991 Madera Construcciones en madera maderas comerciales por su durabilidad natural. Clculo.- NCh 819 Of.2003 Madera preservada - Pino radiata - NCh 1970/2 Of.88 Maderas Parte 2: Especies conferas Clasificacin y requisitos.Clasificacin visual para uso estructural- Especificaciones de los grados de calidad.- NCh 969 Of 1986 Madera Determinacin de laspropiedades mecnicas- Condiciones generales para los- NCh 1989 Of.86 Mod.1988 Madera Agrupamiento deensayos. especies madereras segn su resistencia. Procedimiento.- NCh 973 Of 1986 Madera Determinacin de las- NCh 1990 Of.86 Madera Tensiones admisibles para maderapropiedades mecnicas Ensayo de compresin paralela. estructural.PAGINA 54 La Construccin de Viviendas en Madera 46. Unidad 1- NCh 2059 Of 1999 Maderas Tableros de fibra de densidad - NCh 2150 Of.89 Mod. 1991 Madera laminada encolada media y tableros de partculas-Determinacin del contenido Clasificacin mecnica y visual de madera aserrada de Pinode formaldehdo -Mtodo de extraccin denominado del Radiata.perforador. - NCh 2151 Of.89 Madera Laminada encolada estructural - NCh 2100 Of. 2003 Maderas Molduras Designacin y Vocabulario.dimensiones. - NCh 2165 Of. 1991 Tensiones admisibles para la madera- NCh 2100 Of 1992 Maderas Perfiles Dimensioneslaminada encolada estructural de Pino radiata.nominales y tolerancias. - NCh 2824 Of. 2003 Maderas Pino radiata Unidades,- NCh 2149 Of.89 Madera Madera aserrada dimensiones y tolerancias.Determinacin del mdulo de elasticidad en flexin Mtodo de ensayo no destructivo. La Construccin de Viviendas en Madera PAGINA 55 47. C HI L E N A D ONELCI RA AMAC O RPOD ERAHIC L LETAPA I S F O R E S 48. Unidad 2PATOLOGIAS Y PROTECCION DE LA MADERA EN SERVICIOCentro de Transferencia Tecnolgica C HI L E N A D ON ELCI RA A MA C O R PO DE R AHIC L LE TAPAI S F O R E S 49. Unidad 2Centro de Transferencia Tecnolgica 50. UNIDAD 2AD PATOLOGIAS Y PROTECCION DE LA MADERA EN SERVICIO Basta recordar los cientos de aos que se han mantenido las estructuras de innumerables catedrales en Europa e2.1 INTRODUCCIN iglesias de la isla grande de Chilo en el Sur de Chile, por el simple hecho de haber previsto una pequea mantencinLos aspectos que sern tratados en esta unidad se refieren para proteger la estructura contra la humedad del ambiente.a los factores que afectan a la madera por el hecho deser materia orgnica, susceptible al ataque de seres vivosque pueden provocar su total degradacin, a la accinde agentes biticos que pueden destruirla o degradarla y al tratamiento necesario en funcin de los requerimientosde durabilidad a que vaya a estar expuesta la madera enservicio o encastillada para ser montada y formar partede una estructura de una vivienda de madera.Por estas razones, la imagen generalizada que se tienede la madera es de un material poco durable. La verdades que slo en parte se puede afirmar que es as, ya quesi se analiza que frente al oxgeno del aire la madera noreacciona, como sucede con los metales que se oxidan,o que es muy poco sensible a la luz que degrada losplsticos, se puede concluir que la madera es prcticamenteinalterable por los agentes fsicos del medio ambiente.Por otro lado, con respecto a la presencia de insectos yhongos (agentes biticos), la madera no es susceptible Figura 2 - 2: Iglesia de Vilupulli, con cinco arcadas coronadas por unade ser atacada en todas las condiciones, existen solucionestorre de 22 metros de altura, construccin tpica del siglo XVlll, visi- tada por Darwin en 1834.arquitectnicas que permiten evitarlo, entre otras formas.La idea de durabilidad que se tiene de otros materiales2.2 AGENTES BITICOSes difcil compararla con la de la madera. Si bien la maderaDESTRUCTORES DE LA MADERAse degrada, se debe tener presente en qu condicionesesto ocurre, ya que existen un sinnmero de protectoresLa degradacin de la madera se puede deber a diferentesque garantizan su durabilidad. causas y es importante saber en cada caso, el principal agente causante de dicha degradacin, lo que permitir elegir el modo de proteger la madera.Cubierta de maderasin mantencinCubierta de maderacon mantencinFigura 2-1: Madera con y sin mantencin contra agentes externos. Figura 2 - 3: Degradacin de la madera. La Construccin de Vivienda en MaderaPAGINA 59 51. 2.2.1 Causas biolgicas: Segn lo expuesto, una madera azulada no deberaPara que los agentes biolgicos se desarrollen y subsistan depreciarse ms que por su aspecto, pero la realidad esse requiere que existan ciertas condiciones como son:que el hecho de presentar dicha coloracin, es signo de que la madera ha estado expuesta a condiciones favorables Fuente de material alimenticio para su nutricin. para el desarrollo de hongos de pudricin, y si bien todava no es visible su ataque, probablemente ste se ha Temperatura para su desarrollo. El intervalo de producido en alguna medida. temperatura es de 3 a 50, siendo el ptimo alrededor de los 37 C. 2.2.1.2 Hongos de pudricin En este caso los hongos se alimentan de la pared celular, Humedad entre el 20 % y el 140 %, para que la causando una severa prdida de resistencia, impidiendo madera pueda ser susceptible de ataques de hongos.cualquier tipo de aplicacin, ya que la madera puede Por debajo del 20 %, el hongo no puede desarrollarsedesintegrarse por la simple presin de los dedos. y por sobre 140 % de humedad, no existe el suficiente oxgeno para que pueda vivir. En un ataque de pudricin se suelen desarrollar muchos tipos de hongos, cada uno de los cuales acta en un deter- Una fuente de oxgeno suficiente para la subsistencia minado intervalo de degradacin, dependiendo si el hon- de los micro-organismos.go se aliment de la lignina o de la celulosa.Al existir las condiciones descritas, el ataque biolgico esfactible que ocurra, pudiendo producir alteraciones deimportancia en la resistencia mecnica de la madera o ensu aspecto exterior.2.2.1.1 Hongos cromgenosSe caracterizan por alimentarse de las clulas vivas de lamadera.El efecto importante que producen es un cambio de colo-racin, la madera toma un color azulado, pero en generalno afecta a su resistencia, dado que no altera la paredcelular. Figura 2 - 5: Estructura anatmica de una especie confera con hongos que s