Madera como material estructural

Madera material estructural

De los materiales de construcción tradicionales y actuales, podemos decir que sólo la madera es un material estrictamente natural, si bien el material natural puede ser tratado industrialmente -cosa bastante reciente- para mejorar sus prestaciones.

Básicamente, todas las clases de madera tienen la misma composición, en fibras de lignito que crecen longitudinalmente según el tronco y que aumentan en capas según el espesor.

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De la densidad de tales fibras dependen la densidad y la resistencia de la madera. Y la forma de crecimiento es la que permite aprovecharla en cortes longitudinales del tronco, ya que se alinean éstos con la dirección de la fibra de la madera. Esto es vital, porque lo que resiste la madera en cada dirección es función del alineamiento de la fuerza con las fibras.

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Si los esfuerzos son paralelos a la fibra (tracción o compresión) la madera tiene más capacidad resistente y más rigidez que si los esfuerzos son perpendiculares a la fibra. En este caso, si se trata de tracciones, con tensiones muy bajas se produce el desgarro de la madera por separación de las fibras. Si es compresión, se aplastan las fibras unas contra otras.

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Por tanto, en el diseño de las piezas, el que las fuerzas se alineen con la fibra es fundamental y cuando tal cosa no sucede, acaban por producirse o dimensionados sobreabundantes o roturas locales nada deseables. Lo mismo sucede con las deformaciones, que son mayores cuanto menos se alinean los esfuerzos con las fibras.

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Además, la madera tiene un comportamiento ligado al tiempo y al grado de humedad del ambiente que es muy importante. La madera se cansa con el tiempo, lo que significa que si para cargas instantáneas resiste una tensión, manteniendo dichas cargas a lo largo del tiempo, la tensión que puede resistir finalmente será menor. Es decir, que si para una carga instantánea la madera se rompe, si es con una carga mantenida a lo largo del tiempo, hará falta una carga menor que la anterior para que se rompa igualmente.

Las deformaciones instantáneas, al cabo del tiempo, y sin que aumenten las tensiones, acaban por aumentar espontáneamente una cierta cantidad, que depende de la humedad ambiente. Para ambientes secos la deformación espontánea a lo largo del tiempo ronda un incremento del 60% sobre la deformación instantánea inicial. Para ambientes húmedos, el incremento es del orden del 200%, lo que significa que la deformación final será del orden de tres veces la deformación original elástica, por el mero paso del tiempo en un ambiente higroscópico determinado.

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Así, para que la madera pueda ser suficientemente eficaz como material de construcción ha de montarse en piezas de manera que las fuerzas se alineen con las fibras de la madera y con unas piezas sobreabundantes para que al cabo del tiempo ni se rompa ni se deforme excesivamente.

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Una propiedad interesante de la madera, que parece un contrasentido, es su buen comportamiento ante el fuego. La madera arde, sí, pero al arder forma una costra carbonizada que por un lado forma una barrera impermeable a la entrada de oxígeno y por otro actúa de aislante térmico. De este modo, la arder, la costra exterior carbonizada impide la penetración de la onda térmica en su interior y la del oxígeno, impidiendo que el interior arda. Así, la madera se autoprotege ante el fuego.

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Todas estas propiedades se mantienen tanto si es aserrada -tablas cortadas directamente del tronco-, laminada -tablas unidas mediante cola unas a otras-, contralaminada -como la laminada pero formando superficies- o la microlaminada -como la laminada, pero con capas de pequeño espesor-.

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