EL TRIANGULO DE FUEGO

Los incendios pueden destruir fabricas completas y con ellas, fuentes de trabajo en perjuicio del trabajador y de la economía del país.

Para evitarlos se requiere que los trabajadores observen las normas de seguridad que los previenen en el caso de que exista el fuego.

Por eso se hace indispensable, capacitar al personal, para seleccionar y usar los equipos de combate de incendios.

Se llama fuego a la reacción química de oxidación violenta de una materia combustible, con desprendimiento de llamas, calor, vapor de agua y dióxido de carbono. Es un proceso exotérmico. Desde este punto de vista, el fuego es la manifestación visual de la combustión.

Se señala también como una reacción química de oxidación rápida que es producida por la evolución de la energía en forma de luz y calor.

Los tres elementos del fuego pueden representarse mediante el triángulo constante donde interviene combustible calor oxigeno si estos datos estan incompletos no podrá producirse llamas. En general la reacción de combustión, reside en el oxigeno del aire para que este apoye la combustión, pero esta no es la única fuente de oxígeno, en su estructurapara quemarse sin que el aire ayude, solamente requiere calor. Como ejemplos bien conocidos de tales materiales están, el celuloide, los explosivos denominados nitroglicerina y nitrocelulosa, la cordita y el nitrato de amoniaco. Los combustibles o materiales inflamables no reaccionan siempre con el oxigeno, para incendiarse; el cloro constituye un ejemplo de otro gas que puede contribuir a la combustión, a semejanza del oxigeno, puede reaccionar con el hidrógeno, y los compuestos orgánicos, por ejemplo la trementina.

Los accidentes con frecuencia los ocasiona lo inesperado, y el nitrógeno, como riesgo de incendio, puede sonar extraño, pero el caso es que puede arder con materiales reactivos y sus aleaciones, por ejemplo el magnesio.

La posibilidad de que un material se queme depende de sus propiedades física, a la vez que de sus propiedades químicas, por regla general los materiales son inflamables solamente en estado de vapor, son pocos los sólidos o los líquidos que arden directamente. La formación de vapor procedente de sólidos o líquidos se controlan fácilmente mediante su temperatura. En la prevención de fuegos, el conocimientode la capacidad de un material para formar vapores y de la temperatura requerida para que dichos vapores se inflamen, es muy importante, sin calor o sin una fuente de ignición, el material inflamable puede utilizarse normalmente con plena seguridad en cuestión de su riesgo de incendio.

Una observación de la facilidad con que el vapor arde brinda también un sistema para reducir el peligro de fuego correspondiente a las distintas sustancias.

TIPOS DE INCENDIOS

Dentro de estructuras cerradas o confinadas hay ciertos fenómenos especiales del fuego. Los bomberos tienen que entrenarse a fondo y conocer estos fenómenos para evitar morir producto de alguno de ellos. Alguno de estos fenómenos según declarados por Bomberos son:

Formación de llamas en el techo: Se denomima de esta manera a la acumulación de gases calientes, que por acción del fuego y dentro de un ambiente cerrado, tienden acumularse en las partes altas de un recinto. De esta manera los gases más calientes se desplazan por el interior de los edificios hacia sus techos y una vez acumulada cierta cantidad, tiende a escapar. Los bomberos utilizan el sistema de ventilación para extraer esta capa de gases y humo de dentro de los edificios incendiados.

Backdraft: llamado también explosión de gases de humo con efecto reverso, es una situación que puede ocurrir cuando un fuego necesita oxígeno; por lo cual la combustión cesa pero sigue habiendo gases y humo combustible con temperatura alta.

Si el oxígeno se reintroduce, por ejemplo abriendo una puerta en un cuarto cerrado, la combustión puede recomenzar dando por resultado un efecto explosivo, dado que los gases se calientan y aumentan su volumen súbitamente. Este efecto es la base para la explosión del humo

Flashover: también llamado Combustión Súbita Generalizada, es la transición de un incendio, de su fase de desarrollo a la fase de incendio totalmente desarrollado, en la cual la liberación de energía térmica es la máxima posible, en función del combustible causante del mismo. Es una combustión que afecta a todo un recinto cerrado en el que todos los materiales que se encuentran en el mismo se ven implicados en el incendio, entrando en combustión de forma súbita y casi simultánea. En ese momento el calor radiado, puede alcanzar los 20 kW/m², a este momento, preceden los llamados Rollover, o bien llamados "Lenguas de fuego"; estos rollover son la combustión espontánea del humo que recorre paredes, suelos y techos en el interior del recinto; este fenómeno es el causante del desarrollo generalizado del incendio llamado Flashover.

Este fenómeno se produce en incendios que cuentan con un suficiente aporte de oxígeno para que el combustible pueda asociarse de forma continua con el comburente.

En un recinto cerrado donde se produce una combustión incompleta por falta de oxígeno todos los productos que hay en el interior están más calientes que su punto de inflamación pero no arden por esa falta de oxígeno; Al abrir la puerta,

romper una ventana, etc., se introduce el aire aportando oxígeno con lo que prácticamente al mismo tiempo empiezan a arder todos los materiales del recinto de forma violenta. Este fenómeno se denomina Backdraft.

El Backdraft o explosión de Humos es otro fenómeno asociado a la rápida evolución de los incendios, en el cual se genera una mayor presión que en el Flashover.

En el flashover se produce en incendios suficientemente ventilados, mientras que el Backdraft es un fenómeno asociado a incendios con deficiencia de ventilación.

Flameover: es un fenómeno físico-químico del fuego. Se trata de una propagación que ocurre a gran velocidad a través de los techos y las paredes que contienen elementos combustibles. Las llamas, en su faz de fuego, corren y se propagan por los planos altos canalizadas por techos y paredes y por su contacto van calentando la superficie en un proceso pirolítico rápido, donde se da este proceso.

Primero se desprenden gases de combustión (vapor de agua y dióxido de carbono) hasta transformarse en llamas al alcanzar su punto de autoignición a lo largo de toda la superficie. Estas llamas a su vez transmiten calor por radiación a todas las superficies planas que se encuentren por debajo de la propagación, siguiendo el mismo proceso de transformación química y de propagación súbita. El flashover es la etapa final de propagación súbita, generando una combustión colectiva y casi al mismo tiempo de los elementos en un espacio confinado.

Algunos técnicos llegan a pensar que este proceso puede producirse en un incendio a la velocidad de un rayo.

El robosamiento por ebullición: es el rebosamiento de un líquido combustible incendiado, generalmente petróleo crudo, cuya densidad y punto de ebullición es menor y superior a las el agua respectivamente, lo cual produce la ebullición brusca del agua situada bajo el líquido combustible.

Por el calor producido en la inflamación del liquido combustible, generalmente petróleo, se generan residuos viscosos, cuya densidad es mayor a la del líquido que esta ardiendo, y cuyo punto de ebullición es mayor al del agua, estos residuos al llegar a una capa de agua provocan la ebullición brusca de esta, generando vapor que expulsa violentamente el líquido incendiado.

Para una mejor compresión de este fenómeno podemos ejemplificar un frente calórico (onda caliente) que desciende cuando un tanque de petróleo crudo está incendiado, y hace contacto con el agua contenido en el fondo de este (normalmente el petroleo tiene cierta cantidad de agua, que se deposita hacia el fondo del tanque que lo contiene), evaporandola muy rápidamente (cada partícula de agua al evaporarse se expande 1600 veces su volumen), lo que ocasiona gran presión la cual empuja violentamente el crudo hacia arriba, ya que esta es la

salida más frágil, expulsando el crudo ardiendo, a una distancia que puede alcanzar 100 metros o más.

Las características primordiales para que se produzca el fenómeno de rebosamiento por ebullición (boiling over) son:

1. Que el tanque no tenga techo, o el mismo haya sido desprendido luego de una explosión de los gases del crudo contenido.

2. Que el crudo contenido sea de un API adecuado.3. Presencia de agua en el fondo del tanque.

Como medida preventiva para evitar el peligro de rebosamiento por ebullición (boiling over), debe de existir un programa de drenaje continuo del agua contenida en los tanques y obviamente mantener el tanque bajo el cumplimiento estricto de las normas, para evitar una mezcla rica de oxígeno, calor y vapor y evitar toda posibilidad de explosión, principalmente por efecto de descargas eléctricas

Tanque explosivo: Este tipo de explosión ocurre en tanques que almacenan gases licuados a presión, en los que por ruptura o fuga del tanque, el líquido del interior entra en ebullición y se incorpora masivamente al vapor en expansión. Si el vapor liberado corresponde a un producto inflamable, se genera una bola de fuego también en expansión. En una BLEVE la expansión explosiva tiene lugar en toda la masa de líquido evaporada súbitamente.

La causa más frecuente de este tipo de explosiones es debida a un incendio externo que envuelve al tanque presurizado, lo debilita mecánicamente, y produce una fisura o ruptura del mismo.

Extintores

Un extintor, extintor de fuego, o matafuego es un artefacto que sirve para apagar fuegos. Consiste en un recipiente metálico (bombona o cilindro de acero) que contiene un agent extintor de incendios a presión, de modo que al abrir una válvula el agente sale por una manguera que se debe dirigir a la base del fuego. Generalmente tienen un dispositivo para prevención de activado accidental, el cual debe ser deshabilitado antes de emplear el artefacto.

De forma más concreta se podría definir un extintor como un aparato autónomo, diseñado como un cilindro, que puede ser desplazado por una sola persona y que usando un mecanismo de impulsión bajo presión de un gas o presión mecánica, lanza un agente extintor hacia la base del fuego, para lograr extinguirlo.

Los hay de muchos tamaños y tipos, desde los muy pequeños, que suelen llevarse en los automóviles, hasta los grandes que van en un carrito con ruedas. El contenido varía desde 1 a 250 kilogramos de agente extintor.

Según el agente extintor se puede distinguir entre:

Extintores hídricos (cargados con agua o con un agente espumógeno, estos últimos hoy en desuso por su baja eficacia).

Extintores de polvo químico seco (multifunción: combatiendo fuegos de clase ABC)

Extintores de CO2 (también conocidos como Nieve Carbónica o Anhidrido Carbónico) Fuegos de clase BC.

Extintores para metales: (únicamente válidos para metales combustibles, como sodio, potasio, magnesio, titanio, etc)

Extintores de halón (hidrocarburo halogenado, actualmente prohibidos en todo el mundo por afectar la capa de ozono y tiene permiso de uso hasta el 2010.

Multiextintor Instantáneo (antes extintor de explosión)se trata de una herramienta de salvamento de Incendios de uso profesional, que consiste en un recipiente elastómero, que contiene retardante de llamas, y aloja en su interior un elemento pirotécnico unido a una mecha rápida. Que al contacto con el fuego, rompe el recipiente y crea una burbuja carente de oxígeno que apaga el fuego, al tiempo que enfría la zona en un radio de unos cinco metros.

Por su tamaño los extintores se dividen en portátiles y móviles. Extintores portátiles serían los que tienen un peso de hasta 20 kg de peso en total, considerando, a su vez, entre los mismos extintores portátiles manuales, hasta 20 kg y extintores portátiles dorsales hasta 30 kg.

Cuando un extintor pese más de 30 kg se considera móvil y debe llevar ruedas para ser desplazado.

Esto no es óbice para que existan extintores que colocados sobre ruedas y por lo tanto movilizados pesen menos de 30 kg. De hecho, para favorecer su manejo, los extintores de 50 kg se suelen instalar sobre ruedas.

La división tiene que ver con el máximo admitido para usarse de una u otra forma, es decir, un extintor que pese más de 20 kg obligatoriamente tendrá que tener un apoyo dorsal.

El problema de los extintores (salvo en los muy grandes) es que el agente se agota rápidamente, por lo que su utilización debe hacerse aprovechándolo al máximo. Su tiempo en descarga continua es de 18 a 20 segundos.

Asimismo, se distinguen por los fuegos que son capaces de apagar: de origen eléctrico, originados por combustibles líquidos u originados por combustibles sólidos, lo que depende del agente extintor que contienen. Las posibilidades que tienen deben venir escritas de modo bien visible en la etiqueta, atendiendo a la clase de fuego normalizada. Pueden servir para varias clases.

Como usar el extintor.

PASO 1: Tirar de la anilla del pasador para quitar el precinto.

PASO 2: Presionar la maneta.

PASO 3: Dirigir el chorro a la base de la llama, procurando mantener la botella en posición vertical.

Como mantener el Extintor

Se revisara periódicamente la ubicación del extintor y se comprobará la facilidad de acceso al mismo, así como el estado de todos sus elementos: presión, precinto, manguera…

Anualmente el fabricante y/o el mantenedor autorizado realizará las operaciones de mantenimiento establecidas.

Cada 5 años el fabricante y/o el mantenedor autorizado realizará la prueba hidráulica (retimbrado) y otras para comprobar su correcto funcionamiento.

El extintor tiene una vida máxima de 20 años desde su fabricación, siempre que pase las pruebas anteriores

EXTINTORES PORTATILES

Son todos aquellos equipos que portan en su interior un agente extinguidor, para su fácil ubicación en un área a proteger y traslado al sitio del fuego incipiente.

Extintor de Fuegos Clase "A"

Es aquel extintor cuyo uso es el más apropiado para los fuegos del tipo "A", es decir, para los que se conocen como materiales combustibles sólidos comunes, tales como: la madera, textiles, papel, caucho y ciertos tipos de cauchos. La base o agente extinguidor de este extintor es el agua. Estos operan por presión permanente, con depósito de bombeo o por reacción química.

Prácticamente se han dejado de fabricar este tipo de extintores, por diversas razones, y una de ellas es que el extintor de uso múltiple se puede utilizar para este tipo de fuego.

Extintor de Fuegos Clase "B"

Este tipo de extintor es el que resulta más efectivo para el combate de fuegos clase "B", y como ya lo habíamos mencionado anteriormente son estos los fuegos que se suceden en líquidos inflamables y/o combustibles derivados del petróleo. La base o agente extinguidor de este extintor son los Polvos Químicos Mezclados, entre los cuales podemos nombrar: Bicarbonato Sódico, Bicarbonato de Potasio (Purple K), Cloruro Potásico, Monofosfato de Amonio, Bicarbonato de Urea Potásico.

Su operación es a través de presión interna dado desde el momento de llenado o a través de presión externa dada por un cilindro y este expulsa el polvo, estos polvos para efectos del organismo no son tóxicos, pero en altas concentraciones son asfixiantes. Dependiendo del Polvo envasado se puede usar para fuegos AB y ABC, pero para fuegos clase "D" no se debe usar.

Extintor de Fuegos Clase "C"

Así como los hay para clase "A" y " B ", los fuegos clase " C también poseen un agente extinguidor efectivo y en este tipo de fuego debemos tener en cuenta el riesgo existente en lo referente al contacto con la energía eléctrica, por lo tanto, el uso indebido de un extintor puede perjudicarnos. La base o agente extinguidor utilizado en este extintor es el agua (C02), el cual entre sus propiedades se resalta la no- conductividad eléctrica. Su operación es a través de presión interna, la cual es dada por el mismo C02 dentro de su contenedor.

Extintor de Fuegos Clase " D"

Es aquel extintor indispensable y efectivo en el combate de fuegos  clase  " D ", sabiendo de antemano que estos son los fuegos que se presentan en Materiales reactivos. Como agente extinguidor base de este tipo de extintor tenemos:

Polvo G-1 es un grafito tamizado de fosfato orgánico que desprende gases, los cuales sofocan y enfrían, se utilizan en incendios de magnesio, sodio, litio, titanio,

calcio, aluminio, acero, etc.

Polvo Metal, es un extracto metálico principalmente de Clorato de Sodio y Fosfato Tricálcico. Se utilizan en incendios de magnesio, odio, potasio y aleaciones.

Polvos no Comerciales, tales como talco, polvo de grafito, arena seca, bicarbonato de sodio.

Otros Agentes Extinguidores

La espuma es una masa de burbujas de gas que se forma a través de solución de agua y otros agentes químicos.

Agente extintor PRX. El agente liquido supresor de fuego, es una solución acuosa de sales orgánicas especialmente formulada, no corrosivo no toxico, además de su potencial extintor forma una capa selladora de vapores, entregando un efecto enfriante que beneficia los procesos de declinar la temperatura del combustible por debajo del punto de autoignición.

Su color es rojo, tiene una duración de almacenaje de 12 años, con Pto. Congelamiento -12°C y Pto. De ebullición 102°C

Propiedades físicas y mecánicas de la madera.

2.1 Humedad

La madera contiene agua de constitución, inerte a su naturaleza orgánica, agua de saturación, que impregna las paredes de los elementos leñosos, y agua libre, absorbida por capilaridad por los vasos y traqueidas.

Como la madera es higroscópica, absorbe o desprende humedad, según el medio ambiente. El agua libre desaparece totalmente al cabo de un cierto tiempo, quedando, además del agua de constitución, el agua de saturación correspondiente a la humedad de la atmósfera que rodee a la madera, hasta conseguir un equilibrio, diciéndose que la madera esta secada al aire.

La humedad de la madera varia entre limites muy amplios. En la madera recién cortada oscila entre el 50 y 60 por ciento, y por imbibición puede llegar hasta el 250 y 300 por ciento.La madera secada al aire contiene del 10 al 15 por ciento de su peso de agua, y como las distintas mediciones físicas están afectadas por el tanto por ciento de humedad, se ha convenido en referir los diversos ensayos a una humedad media internacional de 15 por ciento.

La humedad de las maderas se aprecia, además del procedimiento de pesadas, de probetas, húmedas y desecadas, y el colorimétrico, por la conductividad

eléctrica, empleando girómetros eléctricos. Estas variaciones de humedad hacen que la madera se hinche o contraiga, variando su volumen y, por consiguiente, su densidad.  

2.2 Densidad

La densidad real de las maderas es sensiblemente igual para todas las especies, aproximadamente 1,56. La densidad aparente varía no solo de unas especies a otras, sino aún en la misma con el grado de humedad y sitio del árbol, y para hallar la densidad media de un árbol hay que sacar probetas de varios sitios. 

Como la densidad aparente comprende el volumen de los huecos y los macizos, cuanto mayor sea la densidad aparente de una madera, mayor será la superficie de sus elementos resistentes y menor el de sus poros. Las maderas se clasifican por su densidad aparente en:-          Pesadas, si es mayor de 0.8.- -          Ligeras, si esta comprendida entre 0.5 y 0.7.

- -          Muy ligeras, las menores de 0.5.

La densidad aparente de las maderas mas corrientes, secadas al aire, son:

 

Pino Común.................................. 0.32 – 0.76 Kg/dm3

Pino Negro.................................... 0.38 – 0.74 Kg/dm3

Pino- tea....................................... 0.83 – 0.85 Kg/dm3

Albeto............................................ 0.32 – 0.62 Kg/dm3

Pinabette....................................... 0.37 –0.75 Kg/dm3

Alerce........................................... 0.44 – 0.80 Kg/dm3

Roble............................................ 0.71 – 1.07 Kg/dm3

Encina.......................................... 0.95 – 1.20 Kg/dm3

Haya............................................. 0.60 – 0.90 Kg/dm3

Alamo........................................... 0.45 – 0.70 Kg/dm3

Olmo............................................. 0.56 – 0.82 Kg/dm3

Nogal............................................ 0.60 – 0.81 Kg/dm3

 

Tabla III.7 Densidades de algunas maderas

 

2.3 Contracción e Hinchamiento

La madera cambia de volumen según la humedad que contiene. Cuando pierde agua, se contrae o merma, siendo mínima en la dirección axial o de las fibras, no pasa del 0.8 por ciento; de 1 a 7.8 por ciento, en dirección radial, y de 5 a 11.5 por ciento, en la tangencial.

La contracción es mayor en la albura que en el corazón, originando tensiones por desecación que agrietan y alabean la madera.

El hinchamiento se produce cuando absorbe humedad. La madera sumergida aumenta poco de volumen en sentido axial o de las fibras, y de un 2.5 al 6 por ciento en sentido perpendicular; pero en peso, el aumento oscila del 50 al 150 por ciento. La madera aumenta de volumen hasta el punto de saturación (20 a 25 por ciento de agua), y a partir de él no aumenta mas de volumen, aunque siga absorbiendo agua. Hay que tener muy presente estas variaciones de volumen en las piezas que hayan de estar sometidas a oscilaciones de sequedad y humedad, dejando espacios necesarios para que los empujes que se produzcan no comprometan la estabilidad de la obra. 

2.4 Dureza

La dureza de la madera es la resistencia que opone al desgaste, rayado, clavar, etc. Depende de su densidad, edad, estructura y si se trabaja en sentido de sus fibras o en el perpendicular. Cuanto más vieja y dura es, mayor la resistencia que opone. La madera de corazón tiene mayor resistencia que la de albura: la crecida lentamente obtiene una mayor resistencia que la madera que crece de prisa. 

Por su dureza se clasifican en:

- -          Muy duras; ebano, serbal, encina y tejo.

- -         Bastante duras; roble, arce, fresno, álamo, acacia, cerezo, almendro.

- -          Algo duras; castaño, haya, nogal, peral.

- -          Blanda; Abeto, alerce, pino, sauce.

- -         Muy blandas; tilo, chopo.

 

2.5 Hendibilidad

Se llama también facilidad a la raja y es la aptitud de las maderas a dividirse en el sentido longitudinal bajo la acción de una cuña. El rajado es más fácil, en sentido de los radios.

Como madera muy hendible se acostumbra citar el castaño, como madera hendible, el roble, y como madera poco hendible, el carpe. 

2.6 Conductividad

La madera seca es mala conductora del calor y electricidad, no así cuando

esta húmeda.

 La conductividad es mayor en el sentido longitudinal que en radial o transversal, y

más en las maderas pesadas que en las ligeras o porosas, por lo cual se emplean

como aisladores térmicos en los pavimentos y paredes.

Dilatación térmica

El coeficiente de dilatación lineal de la madera es muy pequeño, pudiendo ser

despreciado.

  Duración

La duración de la madera varía mucho con la clase y medio. A la

intemperie, y sin impregnar depende de las alternativas de sequedad y humedad:

el roble dura 100 años: álamo, sesenta a noventa años; pino, alerce, cuarenta a

ochenta años; sauce dura treinta años.

 Se admite como duración media de la madera enterrada la de diez años.

Propiedades de la maderaColor- la propiedad más llamativa de la madera es indudablemente su color. Ladiferencis de color que observamos entre la albura y el duramen se desarrollacuando el tejido localizado hacia el centro del tronco deja de transportar agua ysus conductos se llenan de sustancias que, además de impartir color, aumentan ladensidad, la fortaleza y la resistencia al ataque de los insectos. La madera puede

teñirse o pintarse, como se hace frecuentemente con las tallas de aves y de santos,pero la madera del país a menudo se termina con acabados transparentescomo la cera, el aceite, la laca y el barniz. La albura y el duramen se distinguenfácilmente en algunas maderas, como la casia amarilla y la teca, mientras que enotras, como el espino rubial, no hay distinción obvia entre las dos regiones.

Peso- el peso de la madera depende de varios factores:• Humedad- la madera recién aserrada pesa más que la que ha tenido tiempopara secar.• Resina- la madera que contiene resina pesa más que la que no contiene estecompuesto.• Edad del árbol- el duramen de los árboles maduros es más denso y pesadoque el de los árboles jóvenes.• Velocidad de crecimiento- la madera del árbol que crece lentamente es másdensa y pesada que la del árbol que crece rápido.

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA ESTRUCTURAL La orientación de las fibras que componen la madera dan lugar a la anisotropía de suestructura, por lo que a la hora de definir sus propiedades mecánicas hay que distinguirsiempre entre la dirección perpendicular y la dirección paralela a la fibra. En este hechoradica la principal diferencia de comportamiento frente a otros materiales utilizados enestructuras como el acero y el hormigón. Las resistencias y módulos de elasticidad en ladirección paralela a la fibra son mucho más elevados que en la dirección perpendicular.A modo de introducción podemos ver que los árboles están diseñados por la naturalezapara resistir con eficacia los esfuerzos a los que va a estar sometido en su vida;principalmente los esfuerzos de flexión producidos por la acción del viento y los decompresión producidos por las acciones gravitatorias.Sobre la madera como material se han realizado muchos estudios e investigacionesmediante ensayos realizados sobre probetas pequeñas libres de defectos o madera limpia,pero la madera estructural comprende piezas de grandes escuadrías en las que aparecennumerosos defectos o particularidades como nudos, gemas, etc. Por eso, la tendenciaactual es la de estudiar e investigar piezas de madera comerciales o reales que permitenevaluar mejor la presencia e influencia de dichas particularidades. En los productosestructurales de la madera es importante tener en cuenta que se trata de productos que hansido clasificados para su uso estructural, y por lo tanto no se pueden utilizar o buscarcorrelaciones con otro tipo de clasificaciones; por ejemplo en la madera aserrada no sepueden utilizar o correlacionar las clasificaciones decorativas con las estructurales o utilizarlos valores obtenidos con probetas pequeñas..Para referirse a las propiedades mecánicas en madera estructural se suelen dar los valorescaracterísticos, que se definen como aquellos que son seguros con un 95 % deprobabilidad, y son los que se emplean, por ejemplo, para comprobar la resistencia. Losvalores medios son seguros con una probabilidad del 50 %.A continuación se recogen las características más significativas de las propiedades mecánicas de la madera estructural.

Tracción paralela a la fibra La resistencia a tracción paralela a la fibra es elevada. En la madera clasificada, los valores característicos oscilan entre 8 y 18 N/mm2. Como ejemplo de piezas solicitadas a este esfuerzo se encuentran, principalmente, los tirantes y los pendolones de las cerchas. Compresión paralela a la fibra Su resistencia a compresión paralela a la fibra es elevada, alcanzando valores característicos en la madera clasificada de 16 a 23 N/mm2. En el cálculo de los elementos comprimidos se ha de realizar la comprobación de lainestabilidad de la pieza (pandeo), en el que influye decisivamente el módulo de elasticidad.El valor relativamente bajo de este módulo reduce en la práctica la resistencia a lacompresión en piezas esbeltas.Esta propiedad resulta importante en una gran cantidad de tipos de piezas, como pilares, montantes de muros entramados, pares de cubierta, etc.

3-Interperismo defectos naturales y por organismos calidad de la madera.

Los defectos relacionados con el crecimiento son imperfecciones en la madera de árboles vivos, originados por la forma como crece el árbol o por anomalías en el crecimiento.

Grano desviado: es cuando el alineamiento de las fibras en una pieza de madera no coinciden con el eje longitudinal de la pieza, se dice que la madera tiene grano desviadoLas formas irregulares del grano desviado tales como rizado, ondulado, entrecruzado y combinaciones de estas cuando se usan con propósitos decorativos, son consideradas como ventajas por la figura atractiva que producen pero para madera estructural esto es un defecto pues reduce su resistencia mecánica de la madera. Grano en espiral : en el cual las fibras se alinean en una orientación helicoidal alrededor del eje del tallo, donde una experiencia retorcida al tronco después que se ha retirado la corteza. La apariencia retorcida acentúa por las grietas superficiales, paralelas a la direcciones de las fibras.

Nudos: es la parte de la rama que queda incorporada en el tronco del árbol o de una rama mayor un corte a través del nudo en el plano trangencial del tallo muestra que la orientación del grano en la madera del tronco es lateralmente desviada alrededor del nudo haciendo un amplio recorrido en ambos lados. Esta desviación causa que el grano en la zona vecina al nudo se presente como grano en diagonal en normas de calidad los nudos se clasifican en sano insano podrido adherente o encajado y según el tamaño diminutos pequeños medianos y grandes

También existen defectos por el secado

Fendas o rajaduras: las fendas son rupturas en la madera a lo largo del grano que se desarrollan durante el secado de la maderaAlabeo: se utiliza para describir cualquier distorsión del plano verdadero que pueda presentarse en una pieza de madera durante el secado

Endurecimiento superficial: es la condición que se presenta en las maderas cuando, debido al secado, las capas exteriores se encuentran sometidas a esfuerzos de comprensión, mientras que las interiores lo están a esfuerzos de tracción

Colapso: se refiere al defecto que algunas veces se desarrolla cuando el duramen muy húmedo de ciertas especies es sometido a secado

Apanalado:es la aparición de fisuras y grietas en el interior de una pieza de madera, originadas por los esfuerzos del secado

Un suelo laminado se realiza partiendo de una foto de madera auténtica que se imprime en papel, se trata con resina de melanina y se prensa. Y es que, aunque no esté elaborado con madera maciza que todos conocemos, el resultado es impecable.  

Y como para gustos están los colores, podemos escoger entre una extensa gama:

* Roble: referente de tradición, a elegir entre oscuro, natural, blanco, antiguo o blanco decapado.

* Haya y abedul: para todos los públicos, ya que son bien recibidos tanto en hogares rústicos y tradicionales como en modernos.

* Arce y pino: la elegancia del primero junto al atractivo rural del segundo los han convertido en los preferidos de puristas en la materia.

* Cerezo, peral y nogal: conforman una extraordinaria fusión entre sofisticación y naturalidad.

* Tropicales: maderas como merbau, teca o jatoba aportarán un matiz exótico a tu hogar.

* Madera lacada: muy luminosa, excelente para los cuartos de los más pequeños de la casa.

DEFECTOS DE LA FORMA DEL TRONCO

Son defectos de la forma del tronco el descenso demasiado del grosor; el aumento brusco del coz, las excrecencias y la curvatura. El descenso demasiado grosor es la disminución paulatina del espesor de la madera aserrada no es cuadrada en toda su longitud. El descenso demasiado grosor aumenta la cantidad de desechos durante el aserrado y desenrollo de la madera.

DEFECTOS DE LA ESTRUCTURA DE LA MADERA

Cualquier irregularidad en la madera que afecte a su resistencia o durabilidad es un defecto. A causa de las características naturales del material, existen varios defectos inherentes a todas las maderas, que afectan a su resistencia, apariencia y durabilidad

Entre los defectos de la estructura de la madera figuran: inclinación de las fibras, excentricidad del corazón, madera de tiro, fibra torcida, rizos, ojos u ocelos, bolsas de resina, corazón doble, hijuelo, madera seca, sector intermedio, cáncer y manchas, etc.

Estos defectos dificultan el maquinado (aserrado y él desenrollo), de la madera y aumenta la cantidad de desechos, reduce la resistencia a la flexión y la resistencia a la tracción; aumenta la desecación a lo largo de las fibras, provocando con esto el agrietamiento y disminuye la absorción de agua por la madera y con esto dificulta su impregnación, así como empeora el aspecto exterior de la madera.

CORAZON DESCENTRADO

Defecto que se encuentra en los árboles que crecieron en acusadas pendientes, en un terraplén o en límites de bosques con fuertes vientos.

LA CORTEZA INTERMEDIA

Se produce en aquellos troncos que se sueldan entre sí, o al nivel de las horcaduras.

(La corteza intermedia debe eliminarse al serrarse).

FIBRA TORCIDA

Se dice que un árbol tiene fibra torcida, cuando presenta esa característica y tiende a alabearse con cierta facilidad. Seguramente su causa habrá sido el estar sometido el árbol a fuertes vientos que obligaron a su tronco a torcerse.

FIBRAS CORROIDAS

O mejor madera corroída, aquella que presenta ciertas rayas blancas provocadas por la presencia de hongos que se han infiltrado a través de alguna grieta en el tronco y que tiene por consecuencia la decadencia del árbol.

DESCOLORIDO

Se produce por la excesiva madurez de la madera y también provoca la decadencia de la misma. Se nota por la aparición de manchas rojas o pardas.

DEFORMACIONES DE LA MADERA

Entre la deformación de la madera figura el alabeo que representa un encorvamiento de la madera aserrada durante su labra, secamiento o almacenamiento. El alabeo altera la forma de la madera aserrada, dificulta su uso según la destinación, el maquinado y el corte a medida.

ENFERMEDADES DE LA MADERA

La madera es destruida por varios agentes, contra cuya acción es necesario luchar.

Por pudrición de la madera, se entiende la descomposición de los elementos químicos que entran a formar parte de la savia, por la acción de los hongos. Se distinguen dos clases de pudrición la llamada pudrición azul y la blanca. La pudrición azul aparece en los árboles ya apeados, al tenerlos sin descortezar demasiado tiempo. Recibe este nombre, porque, sobre todo en el pino, la albura se azulea intensamente. En otras especies, toma otros colores; así en la encina toma un color pardo, en el abeto es rojo, etc. Si esta pudrición no está avanzada, puede utilizarse la madera, con tal de aserrarla prontamente y emplearla en sitios secos y aireados.

La pudrición blanca es seca, ya que la madera se va transformando en una masa clara y blanda, harinosa y se suele observar cuando la madera ha estado en contacto con mortero húmedo.

Existen varios procedimientos para la preservación de la madera contra esta enfermedad, tales como el barnizado previo con aceite de linaza, pinturas al óleo, alquitrán, isol, y otros muchos productos; impregnación con creosota, sales metálicas (sulfato de cobre, cloruro de zinc, sublimado corrosivo), quedando la madera más dura y pesada.

Otra de las enfermedades de la madera es el enmohecimiento, por la cual la madera es atacada por hongos, que la destruyen totalmente, sobre todo si se extiende rápidamente. Se caracteriza por una serie de erupciones que van apareciendo en la madera, con aspecto blanquecino. Esta enfermedad se desarrolla cuando la madera está en sitios húmedos.

El moho que se produce descompone los elementos químicos de la celulosa, desprendiéndose agua en dicha descomposición y por lo tanto el proceso de humedad se acelera a sí mismo. Suele aparecer el primer síntoma de esta enfermedad cuando se descubren ciertos puntos negros con moho, a veces con manchas amarillentas. Golpeando la madera, se obtiene un sonido apagado, y se arquea con pequeño esfuerzo. Produce el enmohecimiento, un característico olor húmedo. Generalmente ataca, en las vigas, por las partes que quedan en obra, si hay cerca estufas o en lugares expuestos a la humedad. De ello se desprende el que la prevención contra esta enfermedad consista en procurar que la madera se emplee en lugares y condiciones en que no se favorezca el medio de vida de estos hongos. Si ya ha sido atacada, un procedimiento eficaz es someterla a un chorro de aire calentado a temperaturas mayores de 60º (que no pueden soportar los hongos0, quitar toda la parte enferma y enlucir bien con cemento.

La carcoma ataca principalmente a la albura y son larvas de insectos, que pusieron sus huevos en el árbol. Estas larvas construyen galerías, a veces sin salida al exterior, por lo que sólo son denunciadas por el característico ruido que hacen al roer la madera. Se preserva contra esta enfermedad barnizando isol, carbolíneo y otros productos y una vez atacada, inyectando las galerías con ácidos fuertes, vapor de bencina, etc.

También la madera es atacada por ciertas hormigas llamadas termitas, si bien en nuestro país no son frecuentes ni numerosas sus destructoras plagas. El escarabajo llamado anobio y la polilla, también son enemigos de la madera, atacando más bien a la madera ya vieja que a la nueva.

Contra la acción del fuego, no se ha descubierto hasta la fecha una inmunidad adecuada. Hay varios procedimientos para aminorar su vulnerabilidad contra su acción, como el acepillado muy fino de la madera, revestir la superficie con amianto, el barnizado con ciertos productos, como son las soluciones de fosfatos y boratos. Revestir la madera con enfoscados, yesos, etc., suele también dar buenos resultados.

Elementos de unión de madera.

Resistencia a cortante

Cuando un elemento de unión o un grupo de elementos de unión produzca fuerza cortante en un miembro, la resistencia a cortante de diseño determinada de acuerdo con la sección 3.2.4, se calculará con base en la dimensión de en lugar de d. La dimensión de se define como la distancia, medida perpendicularmente al eje del miembro, desde el extremo del elemento de unión o grupo de elementos de unión hasta el borde cargado del miembro.

Alcance

Los valores de resistencia dados en esta sección son aplicables únicamente a clavos de caña lisa que se ajusten a la norma NMX-H-64 “Clavos cilíndricos” (ref. 5). Los valores para clavos de otras características deberán ser aprobados por la Administración.

Configuración de las uniones

Las uniones clavadas deberán tener como mínimo dos clavos.

Los espaciamientos entre clavos serán tales que se evite que la madera forme grietas entre dos clavos próximos, entre sí, o de cualquiera de los clavos a los bordes o extremos de la unión.

La longitud de penetración en el miembro principal deberá ser igual a por lo menos la mitad de la longitud del clavo.

El grosor de la pieza lateral, t1, deberá ser igual a por lo menos un sexto de la longitud del clavo, reduciendo la resistencia de la unión de acuerdo con el factor Jgc.

Dimensionamiento de uniones clavadas con madera maciza

La resistencia lateral de diseño de clavos hincados perpendicularmente a la fibra deberá calcularse de acuerdo con la sección.

La resistencia a la extracción de clavos se considerará nula en todos los casos, exceptuando lo indicado en la sección.

Resistencia lateral

La resistencia lateral de diseño de una unión clavada, Nru, deberá ser mayor que o igual a la carga actuante de diseño, y se obtendrá por medio de la expresión

Contacto entre las piezas unidas

Las uniones con pernos y pijas deberán realizarse de manera que exista contacto efectivo entre las piezas unidas.

Si el contenido de humedad es superior a 18 por ciento, al efectuarse el montaje de la estructura en cuestión deberán hacerse inspecciones a intervalos no superiores a seis meses hasta verificar que los movimientos por contracciones han dejado de ser significativos. En cada inspección deberán apretarse los elementos de unión hasta lograr un contacto efectivo entre las caras de las piezas unidas.

Agujeros

Los agujeros deberán localizarse con precisión. Cuando se utilicen piezas metálicas de unión, los agujeros deberán localizarse de manera que queden correctamente alineados con los agujeros correspondientes en las piezas de madera.

Grupos de elementos de unión

Un grupo de elementos de unión está constituido por una o más hileras de elementos de unión del mismo tipo y tamaño, dispuestas simétricamente con respecto al eje de la carga. 

Una hilera de elementos de unión está constituida por:

a) Uno o más pernos del mismo diámetro, bajo cortante simple o múltiple, colocados paralelamente a la dirección de la carga; o

b) Una o más pijas de las mismas características, bajo cortante simple, colocadas paralelamente a la dirección de la carga.

Cuando los elementos de unión se coloquen en tresbolillo y la separación entre hileras adyacentes sea menor que la cuarta parte de la distancia entre los elementos más próximos de hileras adyacentes, medida paralelamente a las hileras, las hileras adyacentes se considerarán como una sola hilera en relación con la determinación de la resistencia del grupo. Para grupos con un número par de hileras, esta regla se aplicará a cada pareja de hileras. Para grupos con un número non de hileras, se aplicará el criterio que resulte más conservador.

6.3.1.4 Rondanas

Se colocará una rondana entre la cabeza o la tuerca del elemento de unión y la madera, con las características generales dadas en la tabla 6.3. Las rondanas podrán omitirse cuando la cabeza o la tuerca del elemento se apoyen directamente sobre una placa de acero. El área de las rondanas de pernos que estén sujetos a tensión deberá ser tal que el esfuerzo de aplastamiento no sea superior a la resistencia de diseño en compresión perpendicular a la fibra de la madera calculada según la sección 3.5. Si se utilizan rondanas de acero, su grosor no deberá ser inferior a 1/10 del diámetro de rondanas circulares, ni inferior a 1/10 de la dimensión mayor de dispositivos de forma rectangular. 

Requisitos particulares para pernos

Consideraciones generales

Los datos de capacidad de pernos de las siguientes secciones son aplicables únicamente si los materiales empleados son aceros de bajo carbono especificados en la norma NMX-H-47 “Tornillos con cabeza hexagonal” (ref. 6).

Los valores tabulados de capacidades corresponden a un solo plano de cortante.

Los agujeros para alojar los pernos deberán taladrarse de manera que su diámetro no exceda al del perno en más de 2 mm, ni sea menor que el diámetro del perno más 1 mm.

Grosores efectivos de las piezas

a) Piezas laterales de madera

1) En uniones en cortante simple se tomará como grosor efectivo el menor valor del grosor de las piezas.

2) En uniones en cortante doble se tomará como grosor efectivo el menor valor de dos veces el grosor de la pieza lateral más delgada o el grosor de la pieza central.

3) La capacidad de uniones de cuatro o más miembros se determinará considerando la unión como una combinación de uniones de dos miembros. 

Ensambles longitudinales: A la hora de unir dos tirantes de madera en sentido longitudinal, se puede hacer un empalme simple, o una unión con cubre juntas, siendo esta última la mas apropiada para trabajos pesados.La siguiente figura muestra dos tipos de empalmes simples que funcionan muy bien:

 

Si se necesita mayor resistencia, lo mas indicado es hacer una unión con cubre juntas, donde la junta se cubre con piezas metálicas o de madera, y se aprieta el conjunto con tornillos pasantes zunchos metálicos.Este sistema pude usarse con los cortes mostrados en el ejemplo anterior, o como muestra la siguiente figura:

Ensambles a media madera: Este tipo de ensamble es uno de los mas simples, y tiene numerosas aplicaciones como muestra la siguiente figura:

  

Ensambles de horquilla: Es otro ensamble utilizado con frecuencia, es mas resistente que el anterior, pero requiere mayor trabajo y precisión. La siguiente figura muestra un ejemplo:

Ensambles de caja y espiga: Este tipo de ensamble se usa para uniones en ángulo recto, generalmente se lo utiliza en carpintería. Tiene numerosas variantes según el uso, de las cuales solo ilustramos las mas comunes:

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