Propiedades Físicas y Mecánicas de la Madera: Comportamiento y Resistencia Estructural

Explorando las Propiedades Esenciales de la Madera en la Ingeniería

Conceptos Clave sobre la Madera: Verdadero o Falso

1. La densidad de la madera es variable y depende de las especies. VERDADERO
2. ¿El coeficiente de contracción volumétrica expresa el porcentaje de variación de las dimensiones en la dirección considerada para una variación de humedad? VERDADERO
3. ¿La propiedad de la madera de absorber o perder agua según las condiciones ambientales se denomina higroscopicidad? VERDADERO
4. ¿Debido a la anisotropía, el comportamiento físico de la madera es igual en todas las direcciones según sus direcciones estudiadas? FALSO
5. Las variaciones del contenido de humedad producen en la madera variaciones en sus dimensiones. Cuando disminuye el contenido, ¿la madera se hincha? FALSO (merma)
6. ¿Las fluctuaciones de las condiciones ambientales producen variaciones en las dimensiones de la madera? VERDADERO
7. ¿El contenido de humedad de la madera se expresa en porcentaje de su peso húmedo? FALSO
8. ¿Las contracciones en la madera pueden tener repercusiones en una estructura, sobre todo en los medios de unión? VERDADERO
9. ¿La densidad de la madera es la relación volumen y masa y se expresa en m³/kg? FALSO
10. ¿El agua en la madera por impregnación se mantiene en un grado de equilibrio con el ambiente y nunca se elimina? FALSO

Propiedades Mecánicas y Factores Influyentes en la Madera

1. Módulo de Elasticidad

   En la madera, el módulo de elasticidad presenta valores diferentes según se trate de solicitación a compresión o a tracción.

2. Resistencia a Compresión Paralela a las Fibras

   Pilares y montantes son piezas solicitadas a este tipo de esfuerzo, donde debe comprobarse la estabilidad por pandeo. (Valores típicos: 160-230 kp/cm²)

3. Compresión Perpendicular a las Fibras

   Este tipo de esfuerzo es característico en las zonas de apoyo de las vigas, donde se verifican las deformaciones por aplastamiento. (Valores típicos: 43-57 kp/cm²)

4. Tracción Paralela a las Fibras

   Tirantes y pendolones son piezas solicitadas a este tipo de esfuerzo. Su relación en la curva esfuerzo-deformación es prácticamente lineal. (Valores típicos: 80-180 kp/cm²)

5. Resistencia a Flexión de la Madera

   La resistencia de la madera, asociada a su peso, es 1,3 veces superior a la del acero y 10 veces superior a la del hormigón.

6. Contenido de Humedad

   El contenido de humedad influye significativamente: en madera libre de defectos, las propiedades mecánicas varían, disminuyendo la resistencia y el módulo de elasticidad a medida que aumenta la humedad.

7. Tracción Perpendicular a las Fibras

   Vigas curvas y arcos son piezas solicitadas a este tipo de esfuerzo. Su resistencia es muy baja (30-70 veces menor que la paralela). (Valores típicos: 3-4 kp/cm²)

8. Duración de la Carga

   Este comportamiento de la madera la diferencia del resto de los materiales, en los que este efecto es inapreciable. Los ensayos normatizados suelen tener una duración de 3 a 7 minutos.

9. Temperatura

   El efecto de la temperatura en la resistencia de la madera es muy reducido.

10. Tamaño de la Pieza

    Despreciando el efecto cortante, se aplican factores de ajuste en flexión: cuanto mayor sea el volumen de la pieza, menor resulta el esfuerzo de rotura.

11. Resistencia al Cortante

    En la flexión, se producen tensiones de cortadura y deslizamiento. Se obtienen valores entre 17 y 30 kg/cm² en especies de madera de construcción.

12. Carga Compartida

    En viguetas y correas, se aplica un coeficiente a la resistencia de cálculo, incrementándola debido a la relación entre resistencia y rigidez.