CONSTRUCCION CON MADERA

Nombre: Freddy Motoche

7.1 GENERALIDADES

7.1.1. INTRODUCCION

Este captulo nace de los diferentes documentos publicados a partir del proyecto Andino de Desarrollo

Tecnolgico en el rea de los Recursos Forestales PADT REFOR, sustentados en miles de ensayos

efectuados en diferentes laboratorios de los 5 pases del Pacto Andino.

Contiene valores e informacin que proveedores y constructores con madera deben considerar.

EL RECURSO FORESTAL

Aproximadamente el pas consume 5 millones de metros cbicos al ao para diferentes usos, cuya fuente

principal es el bosque nativo (70%) y de plantaciones forestales (30%).

El uso de madera para la construccin debe prevenir de plantaciones forestales cuyos volmenes (mnimo

mnimo 250 m3/ha), sean mayores que de bosque nativo (20 a 25 m3/Ha).

RECURSO RENOVABLE

La utilizacin de la madera debe manejarse bajo la concepcin de sustentabilidad, caso contrario, el

recurso forestal se degrada al punto de extinguirse. Pero esta no norma regula el manejo de los bosques,

pero asegura el uso de la madera, procedencia legal, autorizada y supervisada por la autoridad

competente.

MANEJO FORESTAL SUSTENTABLE

El departamento Forestal de la FAO es el encargado de regular la extraccin de acuerdo a la productividad

del bosque, sus ciclos productivos y mantencin de las condiciones de biodiversidad. Dichas medidas

fueron declaras en la Cumbre de Rio de 1992.

7.1.2. LA MADERA: PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS

Las propiedades fsicas y mecnicas, tienen un amplio margen de variabilidad debido a las condiciones de

crecimiento del rbol, relacionado con la latitud, calidad del suelo y caractersticas del clima (temperatura,

precipitacin), procedente de bosques naticos o plantados, etc. La madera proveniente de la albura a

diferencia del duramen tiene ms resistencia mecnica y al ataque de hongos e insectos.

7.1.3. OBJETIVO

Establecer regulaciones sobre forma, tamao, calidad y tipo, as como tambin de condiciones mnimas

del uso de madera, garantizando una mayor vida til y un mnimo de seguridad.

7.1.4. ALCANCE DE LA NORMA

7.1.4.1 Toda construccin a base de madera en todo el pais, deber aplicar la Norma Ecuatoriana de

Construccin.

7.1.4.2 Toda disposicin de esta Norma se aplicara a todas las personas del Territorio ecuatoriano que

utilicen la madera como construccin o fuente de trabajo.

7.1.5. DE LAS CONDICIONES DE USO DE LA MADERA

7.1.5.1. PROCEDENCIA DEL MATERIAL

La Autoridad Forestal del Ecuador deber controlar la procedencia legal de la madera a utilizarse en la

construccin de viviendas u otra edificacin.

7.1.5.2. ESTABLECIMIENTOS AUTORIZADOS

Todo proveedor debe cumplir con los siguientes requisitos:

a) Se abastezcan de madera de procedencia legal.

b) Infraestructura de secado al horno y preservacin a presin o inmersin.

c) Asumir las responsabilidades civiles y penales que se deriven del uso de materiales defectuosos.

7.1.5.3. DE LOS PROVEEDORES DE MADERA ESTRUCTURAL

Los proveedores debern entrar a los clientes una lista de piezas con dimensiones y certificacin de sus

productos con la siguiente informacin:

- Identificacin de la madera (nombre comn, nombre cientfico).

- Contenido de humedad de la madera secada al horno. - Densidad especfica bsica promedio (a un contenido de humedad del 12%) y grupo estructural. - Retencin y Penetracin, y nombre del preservante utilizado, para el caso de maderas que

requieran de preservacin. - Cumplimiento de la Norma de Clasificacin Visual para Madera Estructural.

7.2 DISEO ARQUITECTONICO

7.2.1. CRITERIOS GENERALES DE DISEO

Estas normas no tienen carcter restrictivo del diseo pero asegura los buenos comportamientos de

aquellas, teniendo en cuenta las limitaciones del material, asegurando estabilidad, seguridad y

durabilidad. Los requisitos en este numeral se aplican a edificaciones hechas totalmente de madera, o

tambin a los elementos de madera de edificaciones mixtas.

Caractersticas fsicas: En los diseos de madera estructural se deben tener en cuenta las limitaciones

impuestas: variabilidad natural y defectos, higroscopicidad y su influencia en la estabilidad dimensional,

combustibilidad y deterioro por hongos, insectos y agentes atmosfricos, baja densidad y poco peso de

las piezas.

Caractersticas mecnicas: Se debe tener en cuenta en todo diseo las caractersticas propias del material

en cuanto a resistencia y rigidez, imponiendo restricciones de luz, excepto en vigas laminadas, carga y

esfuerzos admisibles.

Limitaciones estructurales: la dimensin limitada de las piezas de madera conduce al diseo de

estructuras en las cuales la dificultad, de ejecutar uniones totalmente rgidas, no comprometa su

estabilidad.

Sistemas constructivos: Se podrn emplear sistemas como paneles precortados y la prefabricacin total y

parcial, asi como diversos grados de industrializacin.

Diseo modular: El diseo modular permite reducir el desperdicio del material. La uniformidad de

dimensiones de los elementos de madera disponibles para la construccin lleva por economa al uso de

elementos modulares, y esto debe reflejarse en un diseo basado en sistemas constructivos coherentes.

7.2.2. PROTECCION POR DISEO

7.2.2.1. PROTECCION CONTRQ HUMEDAD

Por ser higroscpica, se la debe proteger de la siguiente manera:

a) La madera por contacto con el suelo o con alto riesgo de humedad debe ser preservada de

acuerdo a la norma establecida.

b) Si en el diseo no se logra protegerla de la lluvia, debe hacerlo con sustancias hidrfugas o con

superficies impermeables.

c) Todo elemento estructural expuesto a la intemperie debe apoyarse, con aislante, sobre zcalos

o pedestales de hormign, metlicos o madera, de tal forma que no permanezcan en contacto

con el agua estancada y debe ser protegido, lo mismo que los elementos de madera de

recubrimiento de muros exteriores, por medio de aleros y deflectores.

d) Para la condensacin es necesario evitar los espacios sin ventilacin, especialmente en climas

hmedos, y en ambientes expuestos a vapor, deben protegerse con recubrimientos

impermeables.

7.2.2.2 PROTECCION CONTRA HONGOS

Se debe tener en cuenta lo siguiente:

- Desecharse la madera con muestras de putrefaccin y hongos.

- Evitar el uso de clavos y otros elementos metlicos que atraviesen la madera en las caras

expuestas a la lluvia.

- Cuando la madera se instala como enchape, cielo raso o pisos, debe haber una buena ventilacin

entre ella y la superficie del material de base.

7.2.2.3. PROTECCION CONTRA INSECTOS

a) En zonas donde existan termitas subterrneas, deben eliminarse los restos orgnicos alrededor de la

construccin y establecerse barreras de tierra tratada con insecticidas hasta la profundidad de la

cimentacin.

b) Tratarse la madera de la construccin con los mtodos adecuados.

7.2.2.4. PROTECCION CONTRA FUEGO

La madera se inflama a una temperatura de 270C, por lo que:

a) No utilizar elementos de calefaccin que aumenten la temperatura.

b) Las paredes cerca del calor aislarlas con materiales incombustibles.

c) Distancia minina entre construcciones de madera 1.20 m, y si es menor, no debe tener aberturas

y la superficie debe estar cubierta con materiales incombustibles.

d) Las piezas estructurales bsicas deben sobredimensionarse 3 y 5 mm en su espesor. En sus caras

expuestas.

e) evitar acabados que aceleren el desarrollo del fuego, como lacas y barnices leo soluble.

f) En el diseo de las instalaciones elctricas debe tenerse en cuenta, un claro y fcil acceso a los

tableros de circuitos y de control.

g) En edificaciones de uso comunitario, considerar las siguientes recomendaciones:

-Acceso rpido y sealizado a las fuentes ms probables de incendio. - Distribucin de extinguidores segn las recomendaciones tcnicas pertinentes.

- Salidas de escape suficientes, de fcil acceso y claramente sealizadas.

- En las edificaciones de varios pisos deben proveerse escaleras exteriores de escape.

- Sistemas automticos de deteccin, ya sea por humo o calor. h) Los depsitos para combustible de estufas y calentadores deben localizarse fuera de las edificaciones y deben rodearse de materiales incombustibles o retardadores del fuego. 7.2.3. MANTENIMIENTO Toda edificacin de madera aunque est bien construida requiere de revisiones, ajustes y reparaciones durante su existencia.

a) Reclavar los elementos que por diferentes razones se hayan desajustado. b) Avisar al constructor si se encuentra roturas, deformaciones, etc. c) Repintar las superficies deterioradas. d) Si la madera ha sido tratada con inmunizantes colocados con brocha, aplicar un nuevo

tratamiento con la periodicidad y las precauciones que recomienda el fabricante del producto que se use.

e) Revisar los sistemas utilizados. f) Fumigar por lo menos una vez al ao. g) Mantener las ventilaciones de ticos y sobre cimientos sin obstrucciones. h) Inspeccionar posibles humedades que puedan propiciar el crecimiento de hongos y eliminar las

causas. i) Limpiar y arreglar canales y desages de los techos. j) Verificar la integridad de la instalacin elctrica. k) Verificar los sistemas especiales de proteccin contra incendios cuando los existan. l) En caso de construcciones sobre pilotes, se deben revisar el apoyo homogneo de la estructura,

su nivelacin y el estado. 7.2.4. OTRAS CONSIDERACIONES Se debe tener en cuenta algunos criterios de diseo que se encuentran detallados en el Manual de Diseo para Maderas del Grupo Andino:

a) PROTECCION ANTE EL CALOR. disear la vivienda con circulacin de aire y evitando la acumulacin de calor. Utilizar aislantes de calor.

b) PROTECCION ANTE RUIDOS. Aislantes acsticos. c) PROTECCION CONTRA LOS SISMOS. La flexibilidad del material, determina un mejor

comportamiento estructural en los sismos, fundamentado adems en el poco peso y su ductilidad.

7.3 CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL DISEO ESTRUCTURAL 7.3.1. LA MADERA COMO MATERIAL DE CONSTRUCCION El comportamiento de la madera a la aplicacin de los esfuerzos no sigue, en general, la Ley de Hooke, sin embargo para los niveles de solicitacin a los que normalmente se la utiliza se puede asumir un comportamiento elstico-lineal. Por lo que se recomienda que el diseo en Madera se lo efecte con la clsica Teora Elstica, ya que se cuenta con informacin, respaldada con investigaciones, de las propiedades Fsico - Mecnicas. Los esfuerzos y deformaciones admisibles para las maderas del Grupo Andino constan en investigaciones sobre el tema, los valores de esfuerzos admisibles, de deformaciones admisibles y otras propiedades constan en el MANUAL DE DISEO PARA MADERAS DEL GRUPO ANDINO editado por la Junta del Acuerdo de Cartagena. No obstante, se puede usar informacin de otras fuentes como resultado de investigaciones. 7.3.2. CARGAS Las estructuras de madera, al igual que con otros materiales, deben disearse para resistir las cargas muertas, vivas y por sismo que segn el tipo de estructura y su ocupacin se presentan en el subcaptulo 7.1. 7.3.3 ESFUERZOS ADMISIBLES Se deber usarse los esfuerzos admisibles que constan en el MANUAL DE DISEO PARA MADERAS DEL GRUPO ANDINO, porque son consecuencia de un proceso de ensayos con maderas de la Subregin. Los valores indicados estn respaldados por un nmero grande de repeticiones lo cual le da confiabilidad. Cuyos valores son vlidos para madera estructural. En el Manual de Diseo indicado constan tres grupos para madera estructural A, B y C, que corresponden a las densidades: Alta, Mediana y Baja segn se indica: A densidad bsica comprendida entre 0.71 a 0.90. B densidad bsica comprendida entre 0.56 a 0.70; y, C densidad bsica comprendida entre 0.40 a 0.55.

7.3.4. MODULO DE ELASTICIDAD O MODULO DE YOUNG Los valores del mdulo de elasticidad para los tres grupos estructurales, que constan en el Manual, sern los que se usarn para el dimensionamiento de elementos en flexin, y para elementos en compresin y traccin paralelos a las fibras. ANEXOS

ANEXO 7.A

7.A.1 SECADO DE LA MADERA

Madera estructural. La madera estructural forma la parte resistente de ciertos componentes, como:

muros, paredes, columnas, vigas, etc. Este material rene las siguientes condiciones: a) clasificado como

de calidad estructural; b) debe provenir de especies maderables correspondientes a cualquiera de los tres

Grupos Estructurales (A, B o C); c) piezas de madera dimensionadas de acuerdo a las secciones ms

usuales; d) construcciones con madera seca; e) la madera estructural debe ser de buena durabilidad

natural, o, en su defecto, debe ser preservada adecuadamente.

Influencia de la humedad en la madera. De la humedad depende una parte de sus propiedades fsicas y

mecnicas y su estabilidad dimensional cuando se halla en servicio.

Variacin del porcentaje de humedad. En madera verde varia del 30 al 200%.

Variacin del porcentaje de humedad en madera secada al aire. Se debe a factores, como: diferencia de

las condiciones climticas, al tiempo de su apilamiento, a la posicin de la pila y a la especie maderable.

Contenido de humedad de la madera almacenada. Llega a tener un contenido uniforme, es decir las

piezas de mayor contenido disminuyen, y lo contrario con las secas.

Contenido de humedad de la madera en servicio. Esta presenta variaciones de humedad por lo cambios

climticos a la que est expuesta.

Contenido de humedad. El contenido de humedad en una pieza de madera, es la relacin que existe entre

el peso del agua que contiene y su peso en estado seco. Y se calcula:

C.H.% =....

.. * 100

Punto de saturacin de las fibras. Al secarse la madera, las cavidades celulares se pierden el agua libre

antes que la de las paredes celulares. Cuando las clulas estn vacas y las paredes celulares se hallan

saturadas de agua higroscpica, es que la madera ha llegado al denominado Punto de Saturacin de las

Fibras, que es alrededor del 30 % de contenido de humedad. Y a partir de aqu aparecen los defectos de

la madera.

Detectores elctricos para medir la humedad de la madera. Estos artefactos sirven para medir la

humedad de una madera y se lo emplea para el control en las industrias madereras.

Contenido de humedad de equilibrio de la madera. Es el contenido que una madera alcanzar si se la

deja indefinidamente bajo condiciones de temperatura y humedad relativa constantes.

Densidad y peso de la madera. Cuanto ms densa o dura es una madera, tanto ms difcil es secarla.

Recomendaciones:

1.- Si no se sabe de antemano en qu localidad va a ser empleada una determinada madera, la misma

deber ser secada hasta un porcentaje de humedad menor al contenido de humedad de equilibrio que

registre esa zona.

2.- toda madera que vaya a ser empleada en interiores se aconseja secarla al horno.

3.- La madera secada al aire, es apropiada para ser utilizada en elementos en los que las variaciones

dimensionales no sean importantes.

4.- La madera verde debe limitarse a ser empleada donde se mantenga un alto grado de humedad, o

donde la contraccin hubiera sido considerada al momento de realizar el proyecto de una construccin.

Secado de la madera al aire. Se lo lleva a cabo exponiendo la madera aserrada al aire libre en un patio de

secado, excepto cuando la humedad relativa del ambiente es demasiado alta.

Defectos del secado. Son los siguientes: reventazn; colapso; rajaduras; grietas superficiales; alabeos,

entre los que se encuentran: el acanalamiento o abarquillado, la arqueadura, la encorvadura y la

torcedura o revirado.

Secado artificial de la madera. Se lo lleva a cabo, bsicamente, por las siguientes razones: para reducir su

peso y los gastos que implica el transporte; evita la mancha azul de la madera, las manchas producidas

por hongos xilfagos y tambin evita el ataque de insectos.

ANEXO 7.B

7.B.1. PRESERVACION DE LA MADERA

Agentes destructores de la madera

a) Hongos xilfagos

b) La mancha azul

Pudricin. Todas las maderas pueden sufrir el ataque de agentes destructivos antes o despus de su

utilizacin, producindose cuando la madera se encuentra en forma de trozas, tablas, lea, etc.,

almacenada para su transporte o industrializacin.

Durabilidad natural. La durabilidad o resistencia natural de la madera es una caracterstica que vara en

funcin de la especie, clima, suelo, uso.

Durabilidad natural tratabilidad de la madera. A fin de determinar la relacin entre la durabilidad natural y la tratabilidad de una madera, se han establecido 5 categoras, las cuales se basan en porcentajes de prdidas de peso por la accin de los hongos: 1) Altamente resistentes, 2) resistentes, 3) moderadamente resistentes, 4) muy poco resistentes, y 5) no

resistentes.

Insectos xilfagos. Estos insectos hacen perforaciones, especialmente en la albura, porque el duramen

tiene una resistencia mayor al ataque y a la penetracin. Las perforaciones producidas contribuyen a

acelerar el proceso de pudricin ocasionado por esta clase de hongos.

Preservantes para la madera. Sustancias qumicas que al aplicarlas adecuadamente en la madera, la

hacen resistente al ataque de hongos, insectos y otros agentes de deterioro.

Clasificacin de los preservantes. Oleo solubles y los hidrosolubles o inorgnicos

Oleosolubles. Son de gran toxicidad para los agentes biolgicos, y presentan cualidades muy importantes,

como: no son corrosivos, tienen gran poder de penetracin y no son inflamables una vez que el solvente

se ha evaporado.

Hidrosolubles: El agua presenta varias ventajas como solvente para los preservantes de madera; la mayor,

es su bajo precio y su abundancia, as como la buena penetracin en la madera y encontrarse libre de los

peligros del fuego, y adems, no es perjudicial para la salud.

Secado de la madera a preservar. La madera requiere de un previo secado hasta alcanzar el contenido de

humedad de equilibrio, el que normalmente se encuentra entre el 11 y el 16 % en nuestro medio.

Contenidos de humedad mayores al 20 % no son recomendables para este tipo de tratamientos.

La prctica ms usual consiste en armar pilas al aire libre, con dos objetivos fundamentales: 1) reducir al

mximo los daos causados por hongos e insectos, y 2) para acelerar el proceso de reduccin del

contenido de humedad.

Mtodos de preservacin de la madera.

Mtodo sin presin:

a) Con brocha y por aspersin. La ligera absorcin que ocurre con este tipo de tratamientos, se

debe, en parte, a la resistencia natural de la madera a la penetracin, pero tambin influye la

escasa cantidad de preservante que realmente aprovecha.

b) Inmersin prolongada. El tratamiento consiste, en sumergir la madera por espacio mnimo de 24

horas, y un mximo de 48 horas, en que, prcticamente, ya no absorbe ms.

c) Inmersin momentnea. El tratamiento consiste en sumergir la madera dentro del producto

preservativo por espacios de tiempo muy cortos, que van desde varios segundos hasta 10 a 15

minutos. Para ello, obviamente, la madera debe estar seca.

d) Tratamiento por difusin. Este tratamiento tiene como fundamento aprovechar el

desplazamiento de la sabia a travs de la madera. Para ello se utiliza madera rolliza,

preferentemente de pequeo dimetro, recin cortada y descortezada. Uno de los extremos se

lo sumerge en un preservante hidrosoluble.

Mtodos a presin: Se utilizan para impregnar preservantes en la madera al interior cilindros cerrados

hermticamente; bsicamente son dos: el de clula llena y el de clula vaca. Son, indudablemente, los

ms efectivos pero tambin los ms costosos.

Mtodo Boucherie. Es un procedimiento basado en el reemplazo de la sabia por un preservante

hidrosoluble. Y se requiere que los elementos a tratarse se encuentren en estado verde (humedad 30%).

Adems 1 atmsfera de presin, que se la consigue por diferencia de niveles a una altura de

aproximadamente 10 metros.

Productos caseros. Como: aceite quemado, disel, gasolina, etc. lo cual es una creencia totalmente

equivoca, puesto que no causan efectos preservativos en la madera.

Factores que influyen en la absorcin y penetracin del preservante. Se debe considerar la cantidad de

inmunizante que absorbe la madera y la profundidad a la que penetra. La absorcin del preservante, se

mide, mediante la frmula:

Al= 1

* 1000 As =

(1)

* 10

Penetracin del preservante. Se clasifica en 4 tipos: 1) penetracin total; 2) penetracin parcial perifrica;

3) penetracin parcial irregular, y 4) penetracin nula.

Clasificacin de la madera por su tratamiento. Se establecen 4 categoras de tratabilidad: 1) fcil de

tratar; 2) moderadamente tratable; 3) difcil de tratar, y 4) imposible de tratar.

Aspectos econmicos de la preservacin. Es necesidad imperiosa que se preserve una madera que va a

ponrsela en servicio, lo que contribuir a aumentar, no solamente su vida til sino tambin su resistencia

y durabilidad.

ANEXO 7.C

7.C.1. CONTENIDO DE HUMEDAD DE EQUILIBRIO DE LA MADERA EN VARIAS LOCALIDADES DEL

ECUADOR.

El contenido de humedad de equilibrio de la madera, es la humedad que la madera alcanzar si se la deja indefinidamente bajo condiciones de temperatura y humedad relativa constante. Si una madera est completamente seca y se halla expuesta a un ambiente de humedad relativa y

temperatura determinada, las molculas o partculas de agua del medio ambiente penetran por los

espacios existentes en su estructura y quedan retenidas en ellos; ste proceso contina hasta que se

produce un estado de equilibrio entre las partculas de agua que entran y salen de la madera. Este

fenmeno llamado sorcin es tpico de slidos con una estructura celular compleja, como es el caso de la

madera.

Si se mantiene constante la temperatura y vara la humedad relativa del aire, se obtendr una serie de

valores de humedad de la madera que correspondern a los diferentes equilibrios que se van presentando

segn los valores cambiantes de la humedad relativa. El poder de higroscopicidad de la madera tiende a

disminuir con la elevacin de la temperatura.

Variaciones de humedad de equilibrio de loja: