Propiedades mecánicas de la madera

*- ¿Qué es el cámbium?
capa prácticamente inapreciable a simple vista. Causante del crecimiento del espesor. Sus células se desdoblan, una de ellas permanece en el cámbium y la otra se transforma en xilema o líber o floema.

*- ¿Qué es el líber?
Es la corteza.Envuelve al tronco y lo protege de los cambios extremos de temperatura, de la sequía y de las agresiones mecánicas. Ext e iterna

*- ¿Qué es el xilema?
Parte interna del tronco. Funciones de sostén del propio árbol y conducción de la savia bruta.

*- ¿Qué son los anillos de crecimiento?
Alternancia de una madera mas clara y otra mas oscura producidos en los periodos de desarrollo.Son elementos anatómicos que se aprecian en la pieza de madera con una apariencia que dependerá del corte efectuado: si es transversal aparecen en forma de círculos concéntricos, con origen en la médula; si es longitudinal radial, aparecen como líneas paralelas, en dirección longitudinal; si es longitudinal tangencial, se aprecian en forma de V invertida. Cada anillo corresponde al crecimiento anual, consta de dos zonas claramente diferenciadas:- Una formada en primavera: Color claro, pared delgada y fibras huecas y blandas.- Otro formado en verano: Color oscuro denso y fibras de paredes gruesas.
*- ¿Qué es el duramen?
Madera formada por el paso de los años, de tonos mas oscuros, pierde el contenido de humedad y se incrementan las resinas y las grasas. Son células muertas cuya función es la mecánica de soporte del árbol. Tiene mayores resistencias mecánicas y mayor durabilidad que la albura.
*- ¿Qué son los radios leñosos?
Son bandas o láminas delgadas de un tejido, cuyas células se desarrollan en dirección radial. Ejercen una función de trabazón. Almacenan y difunden las materias nutritivas que aporta la savia elaborada. Contribuyen a que la deformación de la madera sea menor en dirección radial que en la tangencial.Son más blandos que el resto de la masa leñosa. Por ello constituyen las zonas de rotura a comprensión, cuando se ejerce el esfuerzo paralelamente a las fibras.

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Anisotropía en las maderas.

La madera

No es un material homogéneo.Dado que esta formada por fibras orientadas en una misma dirección, es un material anísótropo, es decir, que ciertas propiedades físicas y mecánicas no son las mismas en todas las direcciones que pasan por un punto determinado, si no que varían en función de la dirección en la que se aplique el esfuerzo. En la dirección longitudinal se producirán las menores deformaciones y las resistencias mecánicas serán máximas. En la dirección transversal las resistencias mecánicas serán mínimas y las deformaciones serán máximas.

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Higroscopicidad en las maderas. Propiedad por la que se establece un intercambio de humedad con el ambiente. La madera es un material muy higroscópico, absorbe o desprende humedad, según el medio ambiente en que está situada. Acumula humedad aumentando así de peso y volumen, es un fenómeno reversible por lo que sus paredes se contraen cuando se elimina el agua: merma. Una madera seca absorberá agua hasta alcanzar un equilibro con el ambiente quedando la madera con una humedad llamada: “humedad de equilibrio higroscópico”.

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Humedad en las maderas.  El agua que contiene la madera puede presentarse de tres maneras: -

Líquida:

(agua libre)circula por los vasos, rellenando total o parcialmente los lúMenes celulares. No puede captarse por la atmósfera.Es absorbida por capilaridad. No influye en las propiedades físicas ni mecánicas;

- Vapor de agua

Agua contenida en el aire que se encuentra en los lúMenes celulares; -

En forma higroscópica:

Es el agua de impregnación. Se introduce dentro de la pared celular, siendo la causa de la contracción de la madera cuando la pierde (desorción) y de su expansión o hinchamiento cuando la recupera (sorción: retención de agua). Se puede eliminar por evaporación: agua liquida. Gran influencia sobre las propiedades físico-mecánicas. A menos humedad mas resistencia mecánica.

*- ¿Cómo influye la humedad de la madera en el resto de sus propiedades? La humedad es la propiedad que más influye en las demás propiedades, por ello, las demás propiedades se expresarán siempre respecto a una humedad fija (12% más o menos). Es un factor determinante en su durabilidad, resistencia, peso, y sobre todo en sus dimensiones, que cambian grandemente con las variaciones de humedad.

*- La deformabilidad en la madera. Las deformaciones son debidas a la diferencia entre las variaciones dimensionales en las direcciones radial y tangencial al cortar un tronco verde, y esto también dependerá de la orientación de la pieza.Las deformaciones pueden ser de cuatro tipos: de canto, de plano, acanalado y de alabeo

*- La densidad en la madera. Es la relación entre su masa y el volumen que ocupa. Ambas variables cambian en función de la humedad. La densidad puede variar en función de: La parte del tronco que se tome y de la posición dentro del árbol; El grado de humedad de la madera; Las condiciones de crecimiento (del suelo, temperatura y luz); La época del apeo.

*- Indique las carácterísticas principales de las maderas ligeras y las maderas densas. Las maderas ligeras son maderas de tonos claros, blandas, poco resistentes pero elásticas, poco durables, muy fáciles de trabajar y con tacto basto;
Las maderas densas son maderas oscuras, duras, muy resistentes pero frágiles, muy durables, difíciles de trabajar y con tacto muy fino.

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Combustibilidad de la madera. Las maderas son muy combustibles, arden con facilidad. Su baja conductividad hace que el proceso degradativo de sus propiedades mecánicas se retrase, manteniendo su capacidad portante mucho mas tiempo que los elementos metálicos. Esto se acrecentá por el contenido de humedad de la madera que al evaporarse absorbe energía rebajando el calor a la que esta expuesta la superficie. La disminución que se produce en el contenido de la humedad origina un incremento de la resistencia mecánica. En pocos minutos se forma en la parte exterior una capa carbonizada muy aislante térmicamente que actúa como barrera de protección. Los elementos estructurales de madera convenientemente dimensionados resisten después del incendio las cargas para las que fueron diseñados.

Dimensionar adecuadamente su sección, de forma que la sección residual que quede pasado el tiempo de resistencia al fuego programado sea suficiente para soportar las solicitaciones que se consideren.

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Dureza:

Oposición a ser rayada,penetrada o desgastada. Despende fundamentalmente de la especie. Dentro de la misma especia vería dependiendo de:

Densidad:

+densidad + dureza.

–Situación en el tronco:

Duramen > albura. Madera de verano > Madera de primavera.

–Edad:

+edad +dureza.

–dirección:

sección transversal > radial= tangencial.

–Anchura anillos crecimiento:

frondosas ++ coníferas +- 

-Sustacias:

resinosas + dura.

–temperatura:

la baja temperatura rigidiza las fibras disminuyendo la elasticidad.

–Humedad:

+humedad - dureza

*- Resistencia a tracción.
La madera a igualdad de peso, posee la mayor resistencia a tracción. Inconveniente:dificultad de transmisión de los esfuerzos, ha limitado su empleo en ese sentido.Carácter anísótropo. Grandisima influencia en su resist a tracción. Según su dirección considerada: -

Tracción paralela a la fibra

La resistencia es grande. La relación tensión/deformación es lineal hasta su rotura. En dirección de las fibras, la deformación es menor, y la resistencia mucho mayor que en dirección transversal a ellas. Las fibras se contraen transversalmente y se adhieren entre ellas. -

Tracción perpendicular a la fibra

La resistencia es muy baja. Los factores que  influyen a tracción son: humedad+-; dirección max. Axial(paralelo a la fibra)
; situación en el tronco:+duramen;
Densidad y dureza+++; defectos y enfermedades.

*- Resistencia a compresión.
Depende de la especie. Puede variar por:

Humedad

+humedad –resistencia.

Dirección

Es máxima en dirección axial.
Situación en el tronco +duramen;
densidad y dureza +++;

Número de fibras++

Presencia de radios leñosos++; defectos(nudos); enfermedades, condiciones de crecimiento clima y tipo de desarrollo. Al someter una probeta de madera a la acción de una prensa, tiende a producir separación entre fibras produciendo grietas longitudinales, formando colmilos.

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Hendibilidad

Es una propiedad carácterística y exclusiva de la madera, que da idea de la facilidad con que puede romperse una madera a lo largo de sus fibras, por separación de éstas, mediante esfuerzos de tracción transversal. Intervienen conjuntamente la dureza y la resistencia a tracción perpendicular a las fibras. Cuanta más húmeda, blanda y ligera sea la madera, más hendible será. En sentido radial siempre es más hendible. En sentido tangencial el esfuerzo es mucho mayor. N dirección perpendicular a las fibras no existe hendibilidad.