Optimización de la Resistencia de la Madera: Ensayos y Factores Determinantes

Ensayos para la Determinación de Propiedades Mecánicas de la Madera

Para caracterizar adecuadamente la madera y comprender su comportamiento estructural, se realizan diversos ensayos que permiten determinar sus propiedades mecánicas:

• Cizallamiento Longitudinal: Evaluación de la resistencia al corte a lo largo de la fibra.
• Cizallamiento Paralelo Tangencial: Medición de la resistencia al corte en un plano de falla tangente al anillo de crecimiento.
• Cizallamiento Paralelo Radial: Medición de la resistencia al corte en un plano de falla normal al anillo de crecimiento.
• Clivaje (Resistencia al Rajado): Determinación de la capacidad de la madera para resistir la separación de sus fibras.
• Tracción Paralela a las Fibras: Evaluación de la resistencia a la tracción en la dirección de las fibras.
• Tracción Normal a las Fibras: Evaluación de la resistencia a la tracción perpendicular a la dirección de las fibras.
• Dureza (Resistencia a la Penetración): Medición de la resistencia de la superficie de la madera a la indentación.
• Extracción de Clavo: Determinación de la fuerza necesaria para extraer un clavo de la madera.

Factores que Afectan las Propiedades Mecánicas de la Madera

La resistencia y durabilidad de la madera están intrínsecamente ligadas a una serie de factores, tanto inherentes al material como externos. La normativa chilena NCh 992 Of. 72, Madera - Defectos a considerar en la clasificación, terminología y métodos de medición, es fundamental para entender estos aspectos.

Normativa y Defectos de la Madera

a) Defectos de la Madera

Un defecto de la madera es cualquier irregularidad física, química o fisicoquímica que afecte los aspectos de resistencia o durabilidad, determinando generalmente una limitante en su uso o aplicación. Identificar estos defectos permite clasificar la madera por aspecto o resistencia.

La norma NCh 993 Of. 72, Madera - Procedimiento y criterios de evaluación para clasificación, establece diez niveles de defectos de la madera (de la A a la J) en la clasificación por aspecto. Ejemplos de defectos comunes incluyen: nudos sueltos, rajaduras, alabeos, canto muerto, manchas, pudrición, entre otros.

Variables Intrínsecas y Ambientales

b) Densidad

La densidad es una variable crucial para determinar la resistencia de la madera. Esta depende de varios factores, entre los cuales se pueden mencionar:

• Composición de las paredes celulares.
• Grosor de las paredes celulares.
• Tamaño de las porosidades.
• Composición de la celulosa.

c) Humedad y Temperatura

Cuando la madera pierde agua por debajo del punto de saturación de las fibras, cada célula se compacta, lo que provoca mayor rigidez y resistencia de las fibras y, por ende, un incremento de su resistencia.

En general, las propiedades mecánicas de la madera decrecen al aumentar la temperatura interna, produciendo el efecto inverso cuando se enfría.

d) Albura, Duramen y Temporada de Corte

No existen diferencias significativas entre las propiedades mecánicas de la albura y el duramen.

En general, el árbol puede talarse en cualquier estación del año, sin que existan diferencias significativas en sus propiedades. Lo importante es que, una vez talado, se proceda de inmediato a su procesamiento y secado en cámara.

e) Tratamiento de la Madera

En varios estudios se ha demostrado que el proceso de impregnación, debido al sometimiento a alta presión para lograr un buen resultado, produce un debilitamiento de la pieza y una disminución de su resistencia.

Almacenamiento de la Madera

Si bien la madera recibida en obra puede llegar en óptimas condiciones, también puede sufrir severas deformaciones que afecten su resistencia o su desempeño en servicio, producto de una deficiente manipulación y/o un mal almacenamiento. Para preservar sus propiedades, se recomienda:

• Almacenar la madera en forma encastillada y protegida de la exposición directa al sol.
• Evitar almacenar la madera en ambientes húmedos.
• Evitar contacto directo de la madera con el suelo.
• Mantener el encastillado en orden, evitando piezas arrumbadas.