MADERA Y DERIVADOS MATERIALES. Construcción I. Materiales y técncas. 1er curso

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1 Clave Máster y Curso Asignatura Sesión 1/4 Pág. 1 MADERA Y DERIVADOS MATERIALES Construcción I. Materiales y técncas. 1er curso Àrea de Construcció Curso Revisión 10/12/2012 Autores: Joan Espinàs y Xevi Prat

2 MATERIALES Madera y derivados. Materiales orgánicos naturales Curs Revisió 03/12/2012 Xevi Prat y Joan Espinàs

3 ÍNDICE 1. Madera en masa (aserrada) 1.1 Conceptos básicos Definición, anatomía y grupos de especies La anisotropía y su influencia 1.2 Propiedades físicas Capilaridad, porosidad, higroscopicidad Densidad Propiedades mecánicas en las diferentes direcciones Influencia del contenido de humedad Propiedades térmicas Propiedades acústicas 1.3 Propiedades químicas Composición química. Fijación CO 2 Componentes básicos y funciones Agentes degradantes bióticos. Protecciones, toxicidad y mineralización. Agentes degradantes abióticos. Protecciones como barreras. Durabilidad. Tipos de madera, diseño, niveles de riesgo. Tratamientos superficiales o en profundidad. Mantenimiento 1.4 Propiedades ambientales Fijación CO 2. Producción. Reutilización, reciclaje, compostaje, valorización energética. Puntos negativos de la protección química. 2. Productos derivados de la madera 2.1 Limitaciones históricas 2.2 Derivados de madera Elementos estructurales lineales Elementos estructurales en paneles Tableros estructurales y no estructurales 3. Puesta en obra Uniones químicas Uniones mecánicas 4. Otros materiales orgánicos naturales Corcho, cañas, lana, algodón, paja, cuero, celulosa, otros

4 1. MADERA EN MASA (ASERRADA)

5 1.1 CONCEPTOS BÁSICOS DEFINICIÓN, ANATOMÍA Y GRUPOS DE ESPECIES SE CONSIDERA MADERA EL CONJUNTO DE TEJIDOS DE LAS RAÍCES, TRONCOS Y RAMAS DE LOS VEGETALES LEÑOSOS desprovistos de CORTEZA.

6 1.1 CONCEPTOS BÁSICOS DEFINICIÓN,ANATOMÍA Y GRUPOS DE ESPECIES CÉLULAS LONGITUDINALES EN FORMA DE TUBO QUE CONDUCEN LA SAVIA DESDE LAS RAÍCES HASTA LAS DIFERENTES PARTES DEL ÁRBOL LA MAYOR PARTE DE ESTAS CÉLULAS SIGUEN LA ORIENTACIÓN DEL TRONCO (TUBOS). SÓLO UNAS CUANTAS ESTÁN PERPENDICULARES (radial)

7 1.1 CONCEPTOS BÁSICOS DEFINICIÓN, ANATOMÍA Y GRUPOS DE ESPECIES CORTEZA (escorça): La capa más externa formada por un tejido impermeable protege el tronco de las agresiones Cambium (cambium): Constituye la base del crecimiento y genera dos tipos de células. Hacia el exterior, liber, que se convierte corteza. Hacia el interior, madera. Albura (albeca): Parte de la madera adulta de color claro que se forma en la estación de crecimiento rápido (primavera-verano). Duramen (duramen): Parte de la madera de color oscuro que se forma en la estación de crecimiento lento (otoño-invierno). Médula (moll): La madera más adulta del núcleo, de color más oscuro, la más dura y compacta.

8 1.1 CONCEPTOS BÁSICOS DEFINICIÓN, ANATOMÍA Y GRUPOS DE ESPECIES CONÍFERAS FRONDOSAS FRONDOSAS TROPICALES HAY UNA EXTENSA GAMA DE MADERAS SEGÚN LOS COLORES, TEXTURAS, dureza, densidad, RESISTENCIA O DURABILIDAD, trabajabilidad, TIPO DE CRECIMIENTO.

9 1.1 CONCEPTOS BÁSICOS DEFINICIÓN, ANATOMÍA Y GRUPOS DE ESPECIES CLASIFICACIÓN CARACTERÍSTICAS ESPECIES APLICACIONES FRONDOSAS o madera dura o de hoja caduca o angiospermas Tejido complejo Elementos de conducción: traqueidas (fibras longitudinales) Elementos de sujeción: fibras libriformes y tabicada Tienen anillos Más densidad Más dureza Más caras Teca Castaño Haya Balsa Roble Fresno Nogal Boj Construcción Mobiliario Pavimento Herramientas Tilo etc CONÍFERAS Tejido simple Pino Estructuras o madera blanda o hoja perenne o Gimnospermas Elemento de conducción: traqueidas (fibras longitudinales) Elementos de sujección: fibrotraqueidas Pueden no tener anillos Fácil de trabajar Más económicas Cedro Abeto Ciprés Tejo Lárix etc Mobiliario Puertas, ventanas

10 1.1 CONCEPTOS BÁSICOS DEFINICIÓN, ANATOMÍA Y GRUPOS DE ESPECIES Roberto Briccola.Vallemaggia, Italia, 2000 CONÍFERAS: MADERAS RESISTENTES, LIGERAS (d = 450kg / m 3 ), ECONÓMICAS. MÚLTIPLES APLICACIONES PI, abeto, pícea, CIPRÉS... ORIGEN: NORTE DE EUROPA, RUSIA, EEUU, CANADÁ BOSQUES cultivados

11 1.1 CONCEPTOS BÁSICOS DEFINICIÓN, ANATOMÍA Y GRUPOS DE ESPECIES Herzog & De Meuron.Tate Modern, Londres 2000 FRONDOSAS: MADERAS DE MÁS DENSIDAD (d=600kg/m 3 ), MÁS CARAS. POCO COMÚN EN APLICACIONES ESTRUCTURALES ROBLE, NOGAL, HAYA, ABEDUL ORÍGEN: CENTRO DE EUROPA Y EEUU PUEDEN PROVENIR DE BOSQUES CULTIVADOS

12 1.1 CONCEPTOS BÁSICOS DEFINICIÓN, ANATOMÍA Y GRUPOS DE ESPECIES Mansilla + Tuñón, Auditorio Ciudad de León, León 2001 FRONDOSAS TROPICALES: MADERAS DE ALTA DENSIDAD, MUY DURADERAS. APLICACIONES NO ESTRUCTURALES. IROKO, BOLONDO, JATOBA, IPE ORIGEN: ÁFRICA, ASIA, AMÉRICA LATINA DE BOSQUES NO CULTIVADOS. ALGUNOS PAISES PROHIBEN SU USO

13 1.1 CONCEPTOS BÁSICOS LA ANISOTROPÍA Y SU INFLUENCIA A R T ANISOTROPÍA: CALIDAD DE ANISÓTROPO ANISÒTROPO: QUE NO TIENE LAS MISMAS PROPIEDADES EN DIFERENTES DIRECCIONES En el caso de la madera se pueden distinguir las direcciones AXIAL, TANGENCIAL y RADIAL, en las que vemos diferentes resistencias, deformabilidad (por cambios térmicos o de humedad), capilaridad, etc.

14 1.1 CONCEPTOS BÁSICOS LA ANISOTROPÍA Y SU INFLUENCIA Ciertas propiedades no son las mismas en todas las direcciones que pasan por un punto determinado, sino que varían en función de la dirección en que se observen Diferenciamos 3 direcciones: 1.Axial: paralela a las fibras y al eje del árbol. 2.Radial: perpendicular al axial, corta el eje del árbol en el plano transversal y es normal a los anillos de crecimiento apreciados en la sección recta. 3.Tangencial: se localiza en la sección transversal pero en este caso tangente a los anillos de crecimiento o también, normal a la dirección radial.

15 Axial Axial 1.1 CONCEPTOS BÁSICOS LA ANISOTROPÍA Y SU INFLUENCIA DIRECCIÓN AXIAL Resistencia a la compresión máxima Resistencia en la tracción máxima Resistencia en la tensión tangencial máxima Capilaridad máxima Deformabilidad mínima DIRECCIÓN RADIAL Resistencia a la compresión intermedia Resistencia a la tracción intermedia Resistencia a la tensión tangencial mínima Capilaridad intermedia Deformabilidad intermedia Dirección tangencial Resistencia a la compresión mínima Resistencia a la tracción mínima Resistencia a la tensión tangencial intermedia Capilaridad mínima Deformabilidad máxima

16 1.2 PROPIEDADES FÍSICAS CAPILARIDAD, POROSIDAD, HIGROSCOPICIDAD Capilaridad: Es la capacidad que tiene un tubo para succionar un líquido contra la fuerza de la gravedad. En el caso de la madera las fibras actúan como tubos y el líquido sube entre ellas. Por ello, es más fácil que la madera la capilaridad se produzca en la dirección de las fibras, sin embargo ésta no es la única dirección que se da esta propiedad. Permeabilidad: La permeabilidad es la capacidad que tiene un material para que un líquido penetre en su interior. La madera tiene facilidad para dejar atravesar estos fluidos.

17 1.2 PROPIEDADES FÍSICAS CAPILARIDAD, POROSIDAD,HIGROSCOPICIDAD Porosidad: la madera es un material muy poroso. Toda su estructura contiene pequeños agujeros de aire que provocan características especiales. Estos agujeros tienen diferentes dimensiones según la especie. A consecuencia de ello, la madera es un material poco denso. La porosidad puede ser expresada como la relación: Donde: P = porosidad Viene = volumen de espacios vacíos, compran los que están ocupados por gases o líquidos. V = volumen total de la muestra, comprende sólidos, líquidos y gases.

18 1.2 PROPIEDADES FÍSICAS CAPILARIDAD, POROSIDAD, HIGROSCOPICIDAD Humedad: El contenido de humedad (CH) es la relación entre el peso de agua de una muestra de madera respecto al peso de la muestra seca. En la madera, el CH es alto y se presenta de tres formas: de constitución: forma parte de la madera. de impregnación: adherida a las paredes de las fibras, su eliminación produce contracción con cambio de volumen y forma. libre: situada en las cavidades de la madera, su eliminación no va a producir variaciones dimensionales. Para trabajar bien la madera hay que eliminar el agua que contiene hasta llegar a unas características óptimas. El grado de humedad varía en función de las condiciones ambientales y es aconsejable que oscile entre 9-14%. Estos cambios de humedades provocan que ninguna madera se encuentre en equilibrio. La madera es un material higroscópico, esto quiere decir que tiende a equilibrar su humedad con la del ambiente. Así a cada estado ambiental le corresponde un grado de humedad de la madera que se llama Humedad de Equilibrio Higroscópico (HEH).

19 1.2 PROPIEDADES FÍSICAS CAPILARIDAD, POROSIDAD, HIGROSCOPICIDAD Hinchado/ contracción: la higroscopicidad junto con la anisotropía provocan que la madera sufra procesos de hinchado y contracción. Estos procesos provocan los desajustes de las uniones y los ensamblados los elementos de madera, que hacen que varíen sus dimensiones. El punto de saturación de las fibras (PSF) es el porcentaje de humedad correspondiente a la máxima variación de volumen. A partir de este punto, por mucho que aumente la humedad la madera no variará sus dimensiones. Pero sí lo hará cuando disminuya la humedad. CLASE PSF Bajo: inferior a 25% Normal: de 25 a 35% Elevado: superior a 35% La madera bajo el punto de saturación de fibras (PSF) no se estropea, aunque algunos tipos de insectos pueden atacar la madera en los niveles de humedad más bajos.

20 1.2 PROPIEDADES FÍSICAS DENSIDAD Densidad (kg / m 3 ) (con humedad del 12%) Coníferas Frondosas Muy ligeras <400 <500 Ligeras Semipesadas Pesadas Muy pesadas > 700 > 950

21 1.2 PROPIEDADES FÍSICAS PROPIEDADES MECÁNICAS EN LAS DIFERENTES DIRECCIONES RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Esfuerzo paralelo a las fibras: La resistencia de la madera frente a una compresión aplicada por un esfuerzo en la misma dirección de las fibras es muy elevada, entre 160 a 230 kp/ Cm ². Esto es causado por el hecho de que la madera está diseñada para poder aguantar el peso total del árbol, cuya fuerza se hace paralelamente a las fibras en dirección vertical. Esfuerzo perpendicular a las fibras: La resistencia de la madera frente a una compresión aplicada por un esfuerzo en dirección perpendicular a las fibras es muy inferior a la anterior mencionada, encontrándose entre unos 43 y 57kp/cm ². Aplicaciones: Un ejemplo serían los pilares, que deben ser colocados siempre con las fibras en dirección vertical. Resistencia a compresión paralela a la fibra: 240 kp/ Cm ² Resistencia a compresión perpendicular a la fibra: 27 kp/ Cm ²

22 1.2 PROPIEDADES FÍSICAS PROPIEDADES MECÁNICAS EN LAS DIFERENTES DIRECCIONES RESISTENCIA A LA TRACCIÓN La fuerza tiende a alargar el objeto actuando en la misma dirección de las fibras. La madera es un material apropiado para trabajar a tracción en la dirección de las fibras ya que su resistencia a la tracción presenta valores elevados: Los defectos de la madera, tales como la inclinación de las fibras, los nudos, etc. afectan mucho a la resistencia a tracción, disminuyendo ésta en una mayor proporción que los esfuerzos de compresión. Resistencia a tracción paralela a la fibra: 165 kp/ Cm ². Resistencia a tracción perpendicular a la fibra: 4 Kp/ Cm ²

23 1.2 PROPIEDADES FÍSICAS PROPIEDADES MECÁNICAS EN LAS DIFERENTES DIRECCIONES RESISTENCIA A LA TENSIÓN TANGENCIAL La organización fibrosa de la madera hace que la resistencia a la tensión tangencial en el sentido paralelo a las fibras o transversal a ellas sea muy diferente. En caso de que la tensión sea paralela a las fibras, ésta sólo las tendrá que separar por las líneas (o planos) de unión entre ellas. En caso de que la tensión sea perpendicular a las fibras, ésta las deberá romper, y por tanto la resistencia será mucho mayor. ELASTICIDAD Módulo de elasticidad paralelo a la fibra: kp/ Cm² Módulo de elasticidad perpendicular a la fibra: 4.000kp/cm²

24 1.2 PROPIEDADES FÍSICAS INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD

25 1.2 PROPIEDADES FÍSICAS PROPIEDADES TÉRMICAS Conductividad: es la capacidad que tiene un material para transferir calor. Este calor se transporta de regiones de alta temperatura a regiones de baja temperatura. La madera es uno de los materiales más aislantes térmicos, sobre todo en el sentido perpendicular a las fibras, sólo superado por corcho y otros materiales sintéticos. El coeficiente de conductividad es bajo, de 0,11 a 0,15 W m -1 K -1. Por lo tanto, la velocidad a la que se calienta (difusibilidad) Es muy lenta. El calor específico o capacidad térmica específica (c) De una sustancia es la cantidad de calor intercambiado por unidad de masa, el incrementar un grado su temperatura. El calor específico de la madera depende de cada especie (entre 12:30 Kcal/Kg º C y 0.60 Kcal/Kg º C) Inercia térmica: La madera tiene cierta inercia térmica (la madera en masa se encuentra en un término medio entre los materiales pétreos y las soluciones ligeras). Dilatación / contracción térmica: la dilatación térmica de la madera es casi nula, comparada con otros materiales. Su coeficiente de dilatación térmica es: Sentido de las vetas: 3.10 ⁶ a 6.10 ⁶ ( C) ¹ Sentido transversal a las vetas: ⁶ a ⁶ ( C) ¹ Conductividades térmicas comparadas Para calcularla usamos la siguiente fórmula: Donde: Q= Dilatación / contracción térmica m= Masa de madera c= Calor específico Δt= Incremento de temperatura

26 1.2 PROPIEDADES FÍSICAS PROPIEDADES ACÚSTICAS Aislamiento: Los espacios hechos de madera son malos aislantes acústicos, debido a que su peso específico es muy bajo. De esta manera el sonido se propaga con mucha facilidad. Absorción (Reverberación): el problema de la reverberación se produce cuando el sonido producido en una habitación, ni se transmite, ni se absorbe por materiales del su interior. Esto provoca que las ondas del sonido reboten por las paredes hasta extinguirse. Provocando una desagradable sensación acústica. Como la madera es un material poroso, absorbe muy bien el sonido. Así, la abundancia de este material en una habitación evita la reverberación. La utilización de madera en interiores, genera un tiempo de reverberación pequeño, de esta manera si hay menos ruidos, mejora la inteligibilidad. La madera es utilizada en zonas donde se hacen conferencias, zonas dedicadas a la música, etc...

27 1.3 PROPIEDADES QUÍMICAS COMPOSICIÓN QUÍMICA. FIJACIÓN CO 2 COMPONENTES BÁSICOS Y FUNCIONES Elementos químicos: Carbono (50%) Oxígeno (42%) Hidrógeno (6%) Nitrógeno (2%) (Origen Aire (CO 2 ) Y Agua (H 2 O) (Formación y emisión)). Sustancias: Celulosa: 40-50% (Hidrato de carbono, componente básico de la membrana de las células. Función estructural) Lignina: 25-30% y Hemicelulosa: 20-25% (Mantienen unidas las fibras de celulosa) Resina, grasas:% restante

28 1.3 PROPIEDADES QUÍMICAS AGENTES DEGRADANTES BIÓTICOS. PROTECCIONES, TOXICIDAD Y MINERALIZACIÓN BIÒTICOS: HONGOS XILÓFAGOS CH>20% PARA EL DESARROLLO DE HONGOS DESTRUYEN LA madera (PUDRICIÓN). ACTUAN SOBRE LA CELULOSA O LA LIGNINA. LA MADERA PIERD SU COHESIÓN. DURABILIDAD NATURAL: Resistencia intrínseca a las degradaciones de agentes destructores.

29 1.3 PROPIEDADES QUÍMICAS AGENTES DEGRADANTES BIÓTICOS. PROTECCIONES, TOXICIDAD Y MINERALIZACIÓN CORC GRAN CORC polilla de PARQUET Term BIÓTICOS: INSECTOS XILÓFAGOS DE CICLO LARVARIO LA CARCOMA Y LA POLILLA ATACAN LAS CAPAS SUPERFICIALES DE LA MADERA. NO DEPENDEN DE LA HUMEDAD LAS TERMITAS ATACAN LA MADERA EN PROFUNDIDAD. LA HUMEDAD LAS FAVORECE.

30 1.3 PROPIEDADES QUÍMICAS AGENTES DEGRADANTES ABIÓTICOS. PROTECCIONES COMO BARRERAS Diferente comportamiento al fuego de la madera y el acero FUEGO LAS VENTAJAS DE LA COMBUSTIÓN EN LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA, SÓN INCONVENIENTES EN LA CONSTRUCCIÓN DE EDIFICIOS. CLASIFICACIONES M3,M4,M5. LAS CONIFERAS (PINO, ABETO, SAUCE, CHOPO) SON MÁS INFLAMABLES QUE LAS FRONDOSAS (ENCINA, BOJ, ROBLE) LA PÉRDIDA DE RESISTENCIA DERIVADA DEL INCREMENTO DE TEMPERATURA NO ES TAN SENSIBLE COMO EN EL ACERO EL AVANCE DEL FUEGO HACIE EL INTERIOR DE LA PIEZA ES LENTO (v=0 6-1 mm/min)

31 1.3 PROPIEDADES QUÍMICAS AGENTES DEGRADANTES ABIÓTICOS. PROTECCIONES COMO BARRERAS PROTECCIÓN POR SOBREDIMENSIONADO Es estable al fuego, no ocasiona colapsos instantáneos, porque mientras quema, va formando una capa de carbono en la superficie a una velocidad de v=0 6-1 mm/min. Las estructuras con grandes escuadrías tienen un riesgo pequeño de colapso. A TRAVÉS DEL RECUBRIMIENTO DE OTRO MATERIAL IGNÍFUGO.

32 1.3 PROPIEDADES QUÍMICAS AGENTES DEGRADANTES ABIÓTICOS. PROTECCIONES COMO BARRERAS ATMOSFÉRICOS: SOL, LLUVIA LA RADIACIÓN SOLAR QUEMA LOS PIGMENTOS NATURALES DE LA MADERA. A LA LARGA SE VUELVE GRISÁCEA.

33 1.3 PROPIEDADES QUÍMICAS DURABILIDAD. TIPOS DE MADERA, DISEÑO, NIVELES DE RIESGO Conservación preventiva: Impide las condiciones que facilitan el desarrollo de parásitos y limitan posibles infecciones. Puede conseguirse de diferentes maneras: - Selección de la madera. Bien seca, correctamente almacenada y, si es posible, utilizar madera de gran durabilidad y resistencia. - Preservación mediante un buen diseño de ubicación evitando el contacto directo con el suelo, la penetración continuada de humedad y la formación de condensaciones. La madera húmeda debe de poder secarse, por eso es un aspecto fundamental que esté aireada así como la ventilación de sus capas. - Preservación química de la madera mediante el uso de conservadores químicos. Conservación reparadora: Posterior a la infección. Destinada a la erradicación de la misma. El uso de conservantes químicos es relativo a diferentes factores como la durabilidad de la madera, la clase de riesgos, la ubicación y el tipo de superficie.

34 1.3 PROPIEDADES QUÍMICAS DURABILIDAD. TIPOS DE MADERA, DISEÑO, NIVELES DE RIESGO Glenn Murcia, Casa Marie Shortnova, Australia

35 1.3 PROPIEDADES QUÍMICAS DURABILIDAD. TIPOS DE MADERA, DISEÑO, NIVELES DE RIESGO. Glenn Murcia, Casa Marie Shortnova, Australia RIESGO 1 MADERA AL INTERIOR, SIN CONTACTO CON LA TIERRA I LA HUMEDAD. PROTECCIÓN SUPERFICIAL. PROFUNDIDAD 1 A 3mm MEDIANTE PINCELADO O PULVERIZACIÓN DE BARNICES (no transpirables), LASURES O ACEITES (transpirables)

36 1.3 PROPIEDADES QUÍMICAS DURABILIDAD. TIPOS DE MADERA, DISEÑO, NIVELES DE RIESGO. Glenn Murcia, Casa Marie Shortnova, Australia RIESGO 2 HUMEDAD OCASIONAL. MADERA EXTERIOR PROTEGIDA DE LA LLUVIA. PROTECCIÓN SUPERFICIAL PROFUNDIDAD 1 A 3mm, LASURES

37 1.3 PROPIEDADES QUÍMICAS DURABILIDAD. TIPOS DE MADERA, DISEÑO, NIVELES DE RIESGO. Glenn Murcia, Casa Marie Shortnova, Australia D.Judd. Winter Garden Bench. RIESGO 3 MADERA A LA INTEMPERIE. CONTACTO CON LA HUMEDAD. SIN CONTACTO CON EL TERRENO PROTECCIÓN MEDIA PROFUNDIDAD 3mm A 75% BAÑO AUTOCLAVE (ALTAS TEMPERATURAS Y PRESIONES)

38 1.3 PROPIEDADES QUÍMICAS DURABILIDAD. TIPOS DE MADERA, DISEÑO, NIVELES DE RIESGO. Glenn Murcia, Casa Marie Shortnova, Australia RIESGO 3 MADERA A LA INTEMPERIE. CONTACTO CON LA HUMEDAD. SIN CONTACTO CON EL TERRENO PROTECCIÓN MEDIA PROFUNDIDAD 3mm A 75% BAÑO AUTOCLAVE (ALTAS TEMPERATURAS Y PRESIONES)

39 1.3 PROPIEDADES QUÍMICAS TRATAMIENTOS SUPERFICIALES O EN PROFUNDIDAD BARNIZ Definición / Componentes: El barniz es una disolución de una o más substancias resinosas en un disolvente que se volatiliza y deseca con facilidad, dando como resultado una película protectora. Origen natural: Derivados de resinas vegetales Origen sintético: De formulación química moderna. Algunos incorporan tintes. Propiedades / Comportamiento El barniz forma una capa o película protectora impermeable que salvaguarda la superficie de la madera de los agentes externos y las pequeñas erosiones. La capa de barniz aísla por completo la madera del exterior a modo de cristal, creando un efecto lupa. Así mismo oscurece el tono de la madera sobre la cual se aplica. Aplicaciones El barnizado otorga una protección prácticamente absoluta a la madera en ausencia de luz solar directa. Es por esto que se emplea básicamente en la protección de mobiliario de interiores, donde su principal finalidad es la protección en relación al polvo y daños de tipo doméstico. El sol actúa resecándolo y consiguiendo que al final ésta película se acabe agrietando, escamando y rompiendo. Es por esto que no se usa en exteriores. Durabilidad En un ambiente de humedad estable y con luz no directa, una pieza de madera barnizada puede permanecer inalterable durante décadas.

40 1.3 PROPIEDADES QUÍMICAS TRATAMIENTOS SUPERFICIALES O EN PROFUNDIDAD LASUR Definición / Componentes Producto impregnando formado a base de aceites y resinas vegetales, ceras impermeables y, en ocasiones, repelentes de radiaciones UVA y componentes biocidas. Constituye un eficiente protector contra agentes bióticos y abióticos, ya que mantiene la fibra de la madera humectada evitando la pérdida de elasticidad de la misma y favoreciendo su conservación y aspecto. Propiedades / Comportamiento Al contrario que el barniz, el lasur penetra profundamente en la madera. Al no formar capa, permite que la madera mantenga siempre el equilibrio entre su humedad propia y la del medio ambiente que lo rodea. De esta manera la protege y embellece respetando al máximo el aspecto natural de sus vetas. La capa de lasur se aplica directamente sobre la madera previamente preparada, es decir, desbastada y bien limpia, mediante un proceso de impregnación y absorción. Las diferentes coloraciones y tonalidades de los tintes confieren a la madera una función básicamente decorativa. Ofrecen una alta resistencia a los rayos UVA, son elásticos, repelentes al agua y limitan considerablemente la invasión de parásitos xilófagos. Aplicaciones El tratamiento con lasures mantiene una humedad estable entre la propia materia y el exterior, es por ello que se trata, junto con los aceites, de una de las técnicas de uso habitual doméstico más indicadas para la protección de maderas situada a la intemperie. Niveles de riesgo / Durabilidad La irradiación solar provoca que la albura se aclare con cierta rapidez, aunque el duramen continúa oxidándose, lo que provoca su gradual oscurecimiento desde el interior hasta adquirir un tono grisáceo que termina afectando a la albura inicialmente aclarada. El lasur impregna la madera y la protege durante cierto tiempo, pero la absorción del producto es continua, por lo que si no es repuesta con cierta frecuencia la madera termina secándose y agrietándose-o viéndose afectada por plagas, siempre dependiendo de la situación de la madera y las condiciones climatológicas. La durabilidad de un lasur varía entre 4 y 7 años.

41 1.3 PROPIEDADES QUÍMICAS TRATAMIENTOS SUPERFICIALES O EN PROFUNDIDAD ACEITES Definición / Componentes Composición oleaginosa formada a base de aceites de origen vegetal diluidos en alcohol o en disolventes de origen resinoso, habitualmente el aguarrás. Propiedades / Comportamiento Los aceites actúan de una manera muy similar a los lasures. Al igual que éstos, penetran profundamente en la madera a poro abierto sin formar película permitiéndole respirar. A diferencia de los lasures, Los aceites suelen carecer de insecticidas. La madera tratada con aceites adquiere lo que podríamos denominar como un equilibrio natural ya que adquiere una apariencia similar a sus cualidades originarias de brillo, textura y color. Mediante el tratamiento con aceite, se corrige la tendencia de la madera al desecamiento y el agrisado, al tiempo que se favorece la recuperación de los aceites naturales que la madera pierde con el tiempo. Aplicaciones Indicados para tratar maderas resistentes en exteriores (Teca, Ipé, Cedro) que por su propia naturaleza son resistentes a la intemperie, pero el tratamiento con aceite renueva sus propiedades naturales proporcionándoles una mejor impermeabilización y una protección solar adicional. Niveles de riesgo / Durabilidad La ausencia de químicos especializados en la prolongación de la durabilidad del producto hacen recomendable renovar la aplicación al menos una vez al año, dependiendo de las condiciones de humedad y temperatura del entorno y del tipo de madera a tratar. En condiciones adversas es recomendable un mantenimiento preventivo antes del verano y otro antes del invierno.

42 1.3 PROPIEDADES QUÍMICAS TRATAMIENTOS SUPERFICIALES O EN PROFUNDIDAD AUTOCLAVE Principio consistente en el llenado a presión del producto protector en todas las células de la madera hasta la saturación completa consiguiendo una homogeneidad interna. Productos a aplicar Creosota: producto que consiste en una mezcla de compuestos destilados del alquitrán de hulla, libre de cualquier mezcla de aceite de petróleo. Fue uno de los primeros productos aplicados en autoclave para la protección de madera expuesta a factores extremos, aunque actualmente no es la más utilizada. Todo tipo de productos son aplicables en autoclave. Pero por razones de prestaciones, de estabilidad y de coste, son esencialmente sales metálicas hidrosolubles los productos utilizados en esta técnica. Un ejemplo de productos hidrosolubles: sales de amonio quaternàries (Conocidas por las siglas ACQ) o el sulfato de Zinc. Aplicaciones Al llenar los espacios intercelulares estabiliza las presiones internas de la madera, lo que dificulta la absorción de la humedad por lo que esta técnica se utiliza para proteger madera a la intemperie y en condiciones extremas (cambios climatológicos bruscos, luz solar directa, etc.). Los postes eléctricos de madera fueron protegidos hasta hace poco con esta técnica así como las traviesas de las vías de tren. Durabilidad Algunas de las sales hidrosolubles han sido prohibidas debido a la demostración de la existencia de componentes tóxicos. El ataque a la madera de la mayoría de agentes nocivos, ya sean bióticos o abióticos, Se ve favorecido por los cambios de humedad. La autoclave, al regular la absorción de la humedad y estabilizar su taza limita considerablemente el nacimiento de hongos y la invasión de insectos xilófagos. sin embargo, esta regulación no garantiza una estabilización de la tasa de humedad del 100% y el material, aunque en menor cantidad, continuará absorbiendo y expulsando humedad. Teniendo en cuenta las diferencias entre tipos de madera, condiciones a que se somete...etc. podemos estimar la durabilidad de la madera tratada con autoclave entre los 2 y los 5 años.

43 1.3 PROPIEDADES QUÍMICAS TRATAMIENTOS SUPERFICIALES O EN PROFUNDIDAD AUTOCLAVE Se introduce la pesa de madera en el autoclave y se le aplica un vacío inicial para reducir al máximo la presión del aire en las células de la madera y abrirlas. Se introduce el protector en el autoclave, manteniendo el vacío y conectando seguidamente con la presión atmosférica, penetrando de este modo el producto en las células de la madera. El proceso puede ser programado para obtener una mayor o menor impregnación, de acuerdo con las cualidades requeridas. Se abre el autoclave y el contacto con el aire libre facilita que el producto que ha quedado en la superficie de la madera penetre en esta casi instantáneamente, quedando seca al tacto.

44 1.3 PROPIEDADES QUÍMICAS MANTENIMIENTO La energía incorporada a elementos de madera como puedan ser un pavimento de tarima natural es, en principio, muy baja comparativamente con otro, por ejemplo, terrazo. Si a esta energía de la madera vamos sumando la energía incorporada a los productos de protección y mantenimiento (barnices, lasures,etc) a medida que se va aplicando, es fácil igualar y superar la energía incorporada a otras alternativas de pavimentos. En el caso de tarima vs terrazo ésta se puede igualar en 4 turnos de barnizado.

45 1.4 PROPIEDADES AMBIENTALES FIJACIÓN CO 2.PRODUCCIÓN. REUTILIZACIÓN, RECICLAJE, COMPOSTAJE, VALORIZACIÓN ENERGÉTICA. Fijación de CO 2 La madera fija CO 2 atmosférico a medida que crece, transformando sus componentes en celulosa y lignina La producción de madera debe ser controlada y en producciones sostenibles. Las producciones suelen ser de especies de crecimiento rápido o muy rápido. Reutilización Una pieza de madera que sólo tenga fijaciones mecánicas se puede desmontar y reutilizar directamente. Reciclaje La madera (y muchos de sus derivados) se puede trocear o triturar para hacer otros productos como tableros de partículas. Compostaje Una madera que no tenga demasiados productos químicos añadidos (colas, barnices, sales, etc) Se puede dejar degradar controladamente para obtener compost, y reintroducirla así el ciclo biosférico. Valorización energética Se puede aprovechar la energía incorporada a la madera haciendo una valorización energética, sea obteniendo biogas (Metano) a partir de su descomposición o sea quemándola directamente.

46 2. PRODUCTOS DERIVADOS DE LA MADERA

47 2.1 LIMITACIONES HISTÓRICAS Medidas máximas de producción Históricamente las medidas máximas de las piezas de madera eran las de los árboles de los que se extraía. Esto tiene muchas consecuencias en la arquitectura, como la limitación de las luces más habituales. En nuestro país las luces de los techos domésticos suelen estar alrededor de los 4m, y esto condiciona en gran medida las tipologías constructivas y las parcelaciones urbanas. Limitaciones históricas de unión y transporte Unir diferentes piezas de madera para obtener de mayores dimensiones resultaba un trabajo muy difícil, ya que las uniones por encajes son de una alta complejidad geométrica y las fijaciones metálicas eran muy costosas y por lo tanto poco habituales. Las uniones para conseguir piezas grandes se tenían que hacer in situ, ya que los medios de transporte (tanto los vehículos como las vías de circulación) y los medios de colocación (elevación) eran mucho menos capaces que actualmente. El hecho de tener que trabajar in situ también limitaba la calidad de los resultados. Sistematización inicial Las primeras aproximaciones a la situación actual vinieron a raíz de la conquista del territorio de los Estados unidos. La producción industrializada (masiva) de claves permitieron democratizar este sistema de unión, de fácil ejecución, y que no pide de encajes geométricamente complejos. Las medidas (escuadría) De las diferentes piezas de madera se homogeneízan y sistematizan. A partir de estos dos factores se desarrollaron tipologías constructivas como el Baloon frame o el Plattform frame, fáciles de aplicar con pocos medios, y así se pudo extender mucho su utilización. Situación actual La utilización de colas con buena durabilidad y la posibilidad de aplicar calor y presión a escala industrial permite hacer piezas de madera de grandes dimensiones a partir de piezas de madera mucho más pequeñas. Por lo tanto la producción forestal no es necesario que consiga árboles de grandes dimensiones para poder fabricar elementos grandes, que se consiguen por adición de pequeños elementos. Los medios y las vías de transporte y los medios auxiliares como las grúas permiten mover y colocar estos elementos grandes y pesados sin problemas.

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