IntroduccinLa madera es el material del que se compone el tronco de una planta, especialmente en los rboles. Los troncos de los rboles se caracterizan por crecer cada ao y se componen de fibras de celulosa unidos con lignina. Las plantas que no producen madera se conocen como herbceas. En la actualidad muchos de los usos de la madera se pueden cubrir con metales o plsticos. La madera que se utiliza para alimentar el fuego se le conoce como lea y es una de las formas ms simples de biomasa.La madera es producida y utilizada por la planta con fines estructurales ya que es un material muy efectivo y por ello la utilizamos los seres humanos. La madera es usada en diferentes aplicaciones como para hacer una pulpa o pasta que es la materia prima del papel, artistas y carpinteros la usan para hacer esculturas y muebles respectivamente. La madera es un material de construccin muy importante desde que el hombre comenz a construir y an hoy en da.El comportamiento mecnico de la madera es relativamente frgil a tensin y aceptablemente dctil a compresin, debido a que la falla se debe al pandeo progresivo de las fibras que proporcionan la resistencia. El material es fuertemente anisotrpico, ya que su resistencia es notablemente mayor en la direccin de ls fibras que en la ortogonal. Sus inconvenientes principales la poca durabilidad en ambientes agresivos, que puede ser subsanada con un tratamiento apropiado, y la susceptibilidad al fuego, que puede reducirse slo parcialmente con tratamientos retardantes y ms efectivamente protegindola con recubrimientos incombustibles.Las dimensiones y formas geomtricas con las que disponemos son limitadas debido al tamao de los troncos, lo cual se supera con la madera laminada pegada, donde piezas de madera de espesor pequeo se unen con adhesivos de alta resistencia para obtener formas estructurales ms eficientes.Las propiedades estructurales de la madera son muy variables segn la especie y los defectos que puede presentar una pieza dada; para su uso estructural se requiere de una clasificacin que permita identificar piezas con las propiedades mecnicas deseadas.La madera se usa en la construccin como material primario de obra o como material auxiliar como en las cimbras, y estas deben ser probadas en base a diferentes pruebas.Las maderas de construccin, provienen de rboles de hoja caduca o de conferas, aunque en lugares y condiciones especiales se han usado palmera, palmeto y bamb. Las maderas principalmente usadas en Mxico provienen del pino, el oyamel y el cedro, y para determinadas piezas se emplean maderas de encino.La calidad de la madera Basndonos en la norma mexicana NMX-C-239-1985; las reglas de calificacin y clasificacin estructural estn orientadas a permitir la identificai, evaluacin y determinacin de aquellas caractersticas o defectos de la madera que son muy importantes para el comportamiento mecnico. Esta es aplicable a la madera de pino de todas las especies que crecen en el pas excepto el pinus ayacahuite.Las piezas de madera se clasifican, segn su calidad en clases: primera, segunda y tercera. La primera y la segunda solamente han de emplearse en estructuras de carcter permanente, sin embargo, actualmente se puede convertir maderas de tercera en maderas laminadas de mejor resistencia que las de primera y segunda.El reglamento de construccin del Distrito Federal hace la siguiente clasificacin:Clase I.- Maderas libre de nudos flojos. En caso de existir, stos sern firmes y no mayores a 2.5 cm de dimetro. No han de tener rajaduras, ni deformaciones por torceduras en su seccin transversal y longitudinal.Clase II.- Maderas que podrn tener nudos de ms de 2.5 cm de dimetro, siempre que tales nudos sean firmes y no pasen de 1/3 del ancho de la pieza, o pequeas rajaduras de longitud menor al ancho de la seccin. Podrn presentar grietas siempre que no sean mayores que del espesor y con una longitud que no exceda 1/6 de la pieza. Podrn presentar pequeas torceduras siempre que no afecten la resistencia.Clase III.- Maderas inferiores que no cumplen con los requisitos anteriores y solo odrn emplearse en obras provisionales o secundarias.La clasificacin anterior nos permite predecir la resistencia mecnica de la madera en base a sus propiedades.La humedad de la madera.La madera en un rbol vivo contiene una cantidad considerable de agua, llamada savia, la cual es necesaria para la vida y crecimiento del rbol. Las partes que constituyen el tronco de una madera son: la corteza que se divide en dos, la externa que protege al rbol de agresiones del medio ambiente y la interior que retiene la savia. El cambium es la sustancia viscosa que se encuentra entre la corteza interior y la albura, en la cual se lleva a cabo el crecimiento del rbol, formada de clulas vivas que transportan la savia desde las races a las ramas. El corazn se forma a partir de clulas llenas de resinas que tienen una funcin puramente estructural. La mdula son clulas que se distribuyen en forma de anillos concntricos los cuales marcan el crecimiento del rbol en primavera y verano.La madera contiene agua de constitucin, inerte a su naturaleza orgnica, agua de saturacin, que impregna las paredes de los elementos leosos, y agua libre, absorbida por capilaridad por los vasos y traqueidas. Como la madera es higroscpica absorbe o desprende humedad, segn el medio ambiente. El agua libre desaparece totalmente despus de cierto tiempo, quedando adems del agua de constitucin, el agua de saturacin correspondiente a la humedad de la atmosfera que rodee a la madera, hasta conseguir un equilibrio, dicindose que la madera esta seca al aire.Las maderas pueden ser suaves, duras y finas. Las suaves se obtienen de rboles conocidos como conferas que tienen forma de agujas perene, como el abeto, pino o cedro; estas son muy empleadas en la construccin. En contraste, las maderas duras provienen de rboles como hojas anchas caducas como el roble, nogal, caoba, encino o arce; empleadas en la carpintera.La humedad en la madera vara entre lmites muy amplios. La humedad del duramen en estado verde de las especies de madera suave constituyen de un cuarto a la mitad del peso, en contraste, en maderas duras es menor. Por imbibicin puede llegar hasta el 250% y 300%. La madera secada al aire contiene del 10 al 15% de su peso en agua y como las distintas mediciones fsicas estn afectadas por el porcentaje de humedad se ha convenido en referir los diversos ensayos a una humedad media internacional de 15% o en su defecto registrar el contenido de humedad al momento de la prueba.La humedad de maderas se puede determinar, adems del procedimiento de pesar probetas hmedas y secas, por el colorimtrico y la conductividad elctrica. Estas variaciones d humedad hacen que la madera se hinche o contraiga, variando su volumen y por tanto su densidad.La humedad cambia de volumen segn la humedad que contiene. Cuando pierde agua, se contrae o merma, siendo mnima (1%) en la direccin axial o de las fibras, de 1 a 8%, en direccin radial y de 5 a 12%, en la tangencial. La contraccin es menor en la albura que en el corazn, originando tensiones por desecacin que agrietan y alabean la madera.El hinchamiento se produce cuando la madera absorbe humedad. La madera sumergida aumenta un poco de volumen en sentido axial o de las fibras, de un 2 al 6% sentido perpendiculas; pero en peso, el aumento oscila del 50 al 150%. La madera aumenta de volumen hasta el punto de saturacin (20 a 25% de agua), y a partir de ste no aumenta ms de volumen, aunque siga absorbiendo agua.Hay que tener presente las variaciones de volumen en las piezas que deben estar sometidas a oscilaciones de sequedad y humedad, dejando espacios necesarios para que los empujes que se generan no comprometan la estabilidad de la obra.Deterioro y degradacin de la madera.Los deterioros de la madera se clasifican como humanos, choques de automviles, pintas, mal uso, falta de mantenimiento; fsicos, temperatura, falta de mantenimiento y qumicos. Cuando se presentan uno o ms de los deterioros de la madera se proponen las siguientes formas de mantenimiento segn el caso de severidad.Limpiar.- La suciedad de polvo, residuos orgnicos puede limpiarse con trapos, escobas y cepillos de fibras suaves. Para eliminar suciedad como grasa, s puede utilizar solventes como la acetona, thinner o la gasolina blanca, no se recomienda el uso de lijas.Fumigar.- Antes de realizar cualquier intervencin, es necesario realizar una fumigacin para eliminar a los organismos vivos.Reintegrar.- De acuerdo a los anlisis realizados a los elementos, se buscar una madera similar a la original y solo se completaran las fuerzas daadas. Se integrara un elemento nuevo en la zona donde el material original haya desaparecido, de lo contrario la propiedad mecnica de la madera podra ser afectada poniendo en peligro la estabilidad estructural.Consolidar.- Las reas daadas por la accin de los organismos se consolidan con varios tipos de productos. Otro procedimiento es el siguiente: se puede impregnar la pieza daada con la resina acrlica especfica para endurecer madera por medio de brocha de pelo. Transcurridos 24 hrs se practicarn taladros a cada 0.005 m, se inyectara con jeringa de veterinario una sustancia a base de acetato de polivinilo hasta que escupa.Proteger.- Debe buscarse la solucin en el aislamiento o proteccin de la madera con una membrana impermeable superficial o impregnacin del exterior de la pieza con un material que sea poco atractivo o venenoso para insectos y anule el ataque de los hongo, reduciendo al mismo tiempo los efectos de la intemperie.Mantener.- Se anexar una propuesta de calendario para que el mantenimiento se realice continuamente, y sea para el usuario una gua de cmo llevarlo a cabo. Mantenimiento realizado oportunamente y constantemente permitir conservar en buen estado, as como evitar un mayor deterioro de la madera cuya solucin sera con el tiempo mucho ms costosa y difcil.Las propiedades mecnicas de la madera.- De acuerdo los reglamentos nacionales y la American Wood Council (AWC) se establecen las propiedades mecnicas de la madera estructural.Las estructuras auxiliares como cimbras, rampas o andamios; presentan los siguientes elementos calzas, cua, poln, madrinas, etc. Que estn sujetas a solicitarse a tensin, compresin y flexin.Zona elstica: Cuando una pieza se somete a una fuerza de tensin uniaxial, se produce una deformacin del material. Si el material vuelve a sus dimensiones originales cuando la fuerza cesa se dice que el material ha sufrido una deformacin elstica.Zona plstica: Si el material es deformado hasta el punto que los tomos no pueden recuperar sus posiciones originales, se dice que ha experimentado una deformacin plstica.Lmite de proporcionalidad o elasticidad.- Es la posicin de la grfica esfuerzo-deformacin unitaria en la cual las deformaciones son proporcionales a los esfuerzos. Por lo que el mdulo de elasticidad es la relacin entre el esfuerzo que resiste un material y su correspondiente deformacin unitaria. Tambin conocida como la pendiente de la curva de esfuerzo-deformacin unitaria en el lmite de proporcionalidad. En algunos casos, especialmente en maderas suaves la grfica de esfuerzo-deformacin unitaria no presenta un lmite de proporcionalidad.