Pontificia Universidad Catlica de Valparaso

CIV 213 Materiales de ingeniera:MaderasProfesor Pablo Alcanopablo.alcaino@ucv.cl

1. INTRODUCCIN

1.1. Conceptos generalesLa madera es un material de construccin natural y orgnico.

En los pases desarrollados es altamente usado en la construccin como material estructural, cubriendo cerca del 90% de la construccin habitacional de 1 a 4 pisos.

En pases subdesarrollados y en vas de desarrollo, el desconocimiento y los prejuicios hacen que la madera tenga slo usos menores (viviendas bsicas, combustible, etc.).

1.2. Aplicaciones

1.2. AplicacionesEstructuras simples y pequeas (Chile)

Estructuras simples y/o sofisticadas (Espaa)

Partes de estructuras simples o sofisticadas

Aplicaciones de madera aserrada, cepillada y/o laminada en grandes estructuras

Aplicaciones de madera laminada para grandes y sofisticadas estructuras

Aplicaciones en estructuras que presentan altas concentraciones de personas (seguridad)

Aplicaciones en la industria

Aplicaciones en todas la reas de la construccin:Habitacional.Turismo.Recreacin.Puentes y vialidad

Aplicacin en puentes

Aplicacin en puentes

Aplicacin en puentes

1.3. Bases del diseo en maderaComportamiento de la madera

Diseo Elstico: Tensiones admisibles.

Factores de correccin a las tensiones admisibles generan las tensiones de diseo.

Algunos de dichos factores dependen de las cargas, por lo tanto, cada estado de carga tiene su propia tensin de diseo. (problema complejo).

Mtodo de tensiones admisibles o de diseo elstico:

Para cargas de trabajo ningn punto de la estructura debe tener una tensin superior al valor de diseo (admisible).

Lo anterior garantiza que la estructura se mantenga en rango elstico.

1.4. Industria de la madera:Contexto general chileno1.4.1. DISTRIBUCION NACIONAL DE LOS SUELOS

BOSQUES NATIVOS POR TIPO FORESTAL

BOSQUES PRODUCTIVOS NACIONALES

PRODUCCIN NACIONAL DE MADERA POR ESPACIE, AO 1999

1.5. Consumo de madera:Contexto mundial Slo el 30% de la poblacin mundial habita pases desarrollados, mientras el restante 70% lo hace en pases en vas de desarrollo o subdesarrollados.

Desigual consumo de madera en estos dos tipos de pases.

1.5.1. CONSUMO PER CAPITA DE MADERA ASERRADA EN PAISES DESARROLLADOS

1.5.2. CONSUMO PER CAPITA DE MADERA ASERRADA EN PAISES EN DESARROLLO

2. ESTRUCTURA DE LA MADERA

IDENTIFICACIN GENERAL DEL RECURSO FORESTALLas especies forestales se clasifican en dos grupos:

Conferas.Latifoliadas.

Conferas (Softwood):

Hoja en forma de aguja y usualmente perenne. Su fruto tiene forma de cono. Madera resinosa. Estructura floral simple. La fecundacin es por medio del viento. Crecen principalmente cerca de los trpicos.

Ejemplos: Pino radiata - Pino araucaria.

Latifoliadas (Hardwood):Hoja ancha y usualmente caduca.Frutos: Nueces, bayas (formas variadas).Estructura variada.Exudaciones ltex o goma.Flores vistosas.Polinizacin por medio de insectos o aves.Crecen principalmente cerca del Ecuador.

Ejemplos: Roble - Eucalipto

Adems se han clasificado las especies segn su origen, esto es en:

Bosque Nativo - Natural Autctono: olivillo, pino araucaria, ciprs de la cordillera, canelo, ulmo, alerce, tepa, laurel, raul, coigue, lenga, lingue, maio.

Bosque plantado artificial- Introducido Extico: acacia, aromo australiano, ciprs macrocarpa, eucalipto, pino radiata, lamo, pino oregn, sauce.

Estructura de la Madera.Material orgnico, no homogneo, compuesto principalmente por celulosa y lignina.

Celulosa constituye la estructura de las paredes celulares, mientras que la lignina es el material ligante de las clulas entre s.

Mayora de las clulas se orientan verticalmente en el rbol, algunas de ellas estn dispuestas horizontalmente formado radios de la seccin transversal del rbol; Esto explica en gran medida la anisotropa de la madera.

Seccin transversalMdula.

Anillos de crecimiento:Albura o hualle: parte ms externa, transporta agua y nutrientes a las hojas.Duramen o pelln: parte ms cercana a la mdula, es inactiva.

Cambium.

Corteza:Floema o corteza interior.Corteza o tejido exterior de un tronco.

Mdula:Material muerto con escasas propiedades mecnicas.

Anillos de crecimiento:Xilema: estructura resistente del rbol (albura y duramen).Cambium: genera nuevas clulas slo en primavera y verano con diferentes densidades (anillos nuevos: albura).

Corteza:Corteza interior: transporta la savia con nutriente a los otros tejidos.Corteza exterior: proteccin.

Maderas de primavera (temprana) y verano (tarda)

ClulasHuecas.Alargadas.El espesor de la pared celular y por tanto la densidad depende de si se gener en primavera (menos densa) o verano (ms densa).En la cavidad celular se almacena 80% de agua y un 20% de sales minerales.

CORTE TRANSVERSAL DE UN ARBOL (X400)

Esquema de las clulas de madera.El espesor de la clulas vara entre 0.030 a 0.045mm segn la especie.

Especificacin de la maderaEs usual especificar la madera a utilizar mediante un nombre comercial, sin embargo eso trae algunos inconvenientes:

Los nombre varan entre lugares geogrficos y pases. Dos maderas distintas pueden tener el mismo nombre comercial. Una misma especie maderera puede tener ms de un nombre comercial (Ej: pino radiata = pino insigne).

Por ello es recomendable, cuando exista la necesidad, utilizar el nombre cientfico de la especie: