La madera como material de construcción
En los últimos años, la madera ha ganado terreno como material de construcción, debido a la tendencia mundial de emplear materiales sustentables en el diseño de edificaciones. Además, la madera tiene una buena razón resistencia/peso, lo que la hace atractiva para ser empleada en edificaciones, soportando de buena manera las solicitaciones sobre la estructura, sobre todo las demandas sísmicas, debido al bajo peso de los elementos que conforman la estructura… Pero ¿Qué diferencia a la madera respecto a otros materiales de construcción, como el acero, que se considera un material isótropo o el hormigón, cuya resistencia a la compresión es la preponderante al diseñar?
Al observar la madera de una perspectiva microscópica, podemos apreciar que su estructura esta compuestas de pequeñas fibras dispuestas en forma cuasi paralelas, unidas entre sí por un material cementante llamado lignina. La fibra de la madera también se puede ver a simple vista y su dirección es paralela al eje largo de la pieza de madera.
Es debido a esta configuración estructural que sus propiedades mecánicas cambian en función de la dirección en que se aplique una carga. La madera es lo que podría llamarse un material anisótropo, es decir, un material que presenta distintas propiedades, en función de la dirección en la que se lo analice. Esto se ve reflejado en su caracterización mecánica como material, pues presenta más de una tensión admisible en función de la naturaleza del esfuerzo que solicite al elemento de madera, por ejemplo, la madera destaca en su resistencia a la flexión y compresión paralela, respecto a su resistencia en cizalle y compresión normal.
En las normativas de diferentes países que rigen el diseño de madera, se hace distinción entre los esfuerzos de:
- Flexión
- Cizalle
- Compresión paralela a la fibra
- Tracción paralela a la fibra
- Compresión normal a la fibra
Es por esto que, los elementos de madera se deben verificar para cada solicitación, haciendo variar la tensión admisible en cada caso. A su vez, la resistencia de un elemento de madera, no solo depende de la dirección de análisis, sino que también factores externos toman relevancia, como la temperatura, la velocidad de aplicación de la carga y el contenido de humedad. Este último factor, toma relevancia en la serviciabilidad y durabilidad de la madera, puesto que la madera, puede sufrir variaciones volumétricas según la humedad que capte, esto debido a que el agua se aloja en los lúmenes de la madera, generando dilataciones y contracciones de la fibra. También, una de las propiedades intrínsecas de la madera es ser un material biodegradable, por lo que un exceso de humedad, en periodos prolongados de tiempo, puede provocar un deterioro anticipado del material.
Es por esto, que para obtener un óptimo desempeño de los elementos de madera es necesario tener el cuidado de proteger las estructuras del contacto directo del agua, por ejemplo, empleando recubrimientos que resguarden la madera de la lluvia y evitar el contacto directo con el suelo.
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Fuentes:
Fig 1: Laboratorio anatomía Universidad de Chile.
Fig 2: Adaptado de https://www.edu.xunta.gal/
Madera – Construcciones en madera – Cálculo. NCh 1198.
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