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UNIVERSIDAD CATÓLICA “NUESTRA SEÑORA DE LA ASUNCIÓN”

FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA

TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES 2

MADERAS MACIZAS Y MADERAS ROLLIZAS

Profesora: Ing. Laura Arias GRUPO 2 Integrantes:  

Christian Alvarenga Gustavo Benítez

AÑO 2014

Introducción Existen muchos tipos de madera en el mercado, y tienen múltiples aplicaciones, ya sean para construcción, muebles o decoración. Hay una gran clasificación que divide a las maderas en maderas macizas y aglomerados, dependiendo de su producción. Las macizas, son aquellas que provienen directamente del árbol, empleando el tronco. Los aglomerados están compuestos por maderas que fueron sometidas a procesos industriales que aumentan su resistencia o cambian su forma para darles infinidad de usos según las necesidades que se presenten.

En este caso hablaremos de dos tipos de maderas para la construcción; las maderas macizas y las maderas rollizas. En el cuanto a las maderas rollizas, éstas son las maderas estructurales que sufren menor proceso de transformación, pues se los extraen directamente del troncos del árbol, y no son sometidos a procesos de acerrado para ser utilizados. Por otra parte las maderas macizas son maderas rollizas que han pasado por el proceso de acerrado para darle formas estructurales; De los cortes de madera macizos se elaboran vigas, tirantes, tablas, tableros y listones y su calidad y resistencia dependen del árbol del que proceden. A continuación les presentamos algunas propiedades, usos y otras características de las maderas macizas y rollizas.

Madera Maciza Las maderas macizas son las que provienen directamente del tronco, son piezas compuestas por madera entera desecada. El proceso de secado es el responsable de la trabajabilidad de la madera, ya que se reduce el contenido de agua que contiene. La calidad y dureza estará de acuerdo al árbol del que provenga. De los cortes de madera macizos se elaboran vigas, tirantes, tablas, tableros y listones y su calidad y resistencia dependen del árbol del que proceden.

Clasificación según el uso:  Maderas blandas: son ligeras y más baratas. Son las más empleadas en mobiliario y estructuras. Provienen de árboles de crecimiento rápido, perennes o coníferas, como: ciprés, pino, abeto, cedro, etc. La denominación “blanda”, no siempre refiere a la dureza de la madera, algunas pueden serlo y otras no tanto. Se refiere a la facilidad de trabajarlas, su ductilidad.  Maderas duras: por lo general son más resistentes y más caras. Son más complicadas para trabajar por su irregularidad y menor lisura, pero en general es más sencillo darles forma con máquina. Con esta madera se producen muebles de calidad superior y excelente acabado, así como maderas estructurales.

Propiedades Las principales propiedades de la madera son su resistencia, su dureza, su rigidez y su densidad. Esta última suele indicar propiedades mecánicas, ya que cuanto más densa es la madera, su composición es más fuerte y dura. Entre sus cualidades resalta su resistencia a la compresión –que puede llegar a ser superior a la del acero- a la flexión, al impacto y a las tensiones, características que la transforman en un excelente material para diversas aplicaciones, desde la construcción de viviendas hasta la manufactura de objetos muy especializados, como bates de béisbol, instrumentos musicales y palos de golf. La madera posee una serie de propiedades características que hacen de ella un material peculiar. Su utilización es muy amplia. La madera posee ventajas, entre las cuales tenemos su docilidad de labra, su escasa densidad, su belleza, su calidad, su resistencia mecánica y propiedades térmicas y acústicas. Aunque presenta también inconvenientes como su combustibilidad, su inestabilidad volumétrica y su putrefacción. Las propiedades de la madera dependen, del crecimiento, edad, contenido de humedad, clase de terreno y distintas partes del tronco. A continuación presentamos algunas maderas de uso más frecuentes en construcciones, estas varían en su utilización según las disponibilidad den el mercado.

Tipos de madera maciza estructural En el Paraguay las maderas más conocidas para la utilización como material estructural son las siguientes:

Yvyra Pytâ: Madera paraguaya, pesada y dura además de alta resistencia. Contracciones moderadas, poco penetrable. Comportamientos:

Tiene un comportamiento regular. Presenta tendencia a formar grietas y rajaduras durante el secado, lo que se evita con la aplicación de selladores. Toma bien las colas, barnices y lustres, pero no así las pinturas. Usos habituales: Uso principal en vigas y tirantes. También es adaptable a cualquier uso de alta resistencia, como estructuras para vehículos de carga. Umbrales, escalones, exterior e interior; estructuras o bastidores; parantes o columnas en galería; estructuras de techos; pisos para galerías Propiedades mecánicas:  -Flexión – Módulo de ruptura: 760kg7cm2  -Flexión – Módulo de elasticidad: 114.000 kg/cm2  -Compresión – Módulo de rotura: 520kg/cm2  -Compresión- Módulo de elasticidad: 125.90 kg/cm2

Lapacho: Madera comparable en calidad, resistencia y versatilidad al roble, de presentación excelente y gran nobleza. Semidura, semipesada, contracciones medianas, medianamente penetrable Comportamiento: Dura para clavar y atornillar, pero tiene una muy buena fijación. No toma bien pinturas o barnices, por la presencia de resinas. Usos habituales: Umbrales y escalones exteriores e interiores; parantes o columnas de galerías; tirantearías y estructuras de techos; marcos de aberturas exteriores; estructuras de contrapisos; pisos exteriores e interiores. Propiedades mecánicas:  -Flexión – Módulo de rotura: 1.300 kg/cm2  -Flexión – Módulo de elasticidad: 157.000 kg/cm2  Compresión – Módulo de rotura: 920 kg/cm2  -Compresión – Módulo de elasticidad: 134.100 kg/cm2

Peterevy: Madera misionera comparable con el roble en calidad, resistencia y versatilidad; de presentación excelente y gran nobleza. Semidura, semipesado, contracciones medianas, medianamente penetrable. Comportamiento: Se recomienda pre secado acelerado para resguardarla estéticamente. Toma muy bien los clavos, tornillos, colas, lustres y barnices. Usos habituales Se utiliza principalmente en muebles y estructuras interiores de calidad. Puertas y ventanas macizas para exterior, estantes y repisas; chapas decorativas. Propiedades mecánicas:  -Flexión – Módulo de rotura: 825 kg/cm2  -Flexión – Módulo de elasticidad: 110.000 kg/cm2  -Compresión – Módulo de rotura: 550 kg/cm2  -Compresión – Módulo de elasticidad: 127.800 kg/cm2

Timbó: Madera famosa por su resistencia al agua, liviana, fibrosa y versátil. Blanda, contracciones reducidas, poco penetrable. Comportamiento:

No presenta problemas durante el estacionamiento y admite normas aceleradas para el secado artificial. Toma bien, colas, barcines y pintura. El aserrín es alérgico, por las saponinas que contiene. Usos Habituales: Principal uso para cenefas y embarcaciones, y cualquier utilidad en exteriores que requiere alta resistencia al agua o al clima. Persianas y cortinas; entablonada para techos; tejuelas para techos; cielorrasos; placares. Propiedades mecánicas:  -Flexión – Módulo de rotura: 405 kg/cm2  -Flexión – Módulo de elasticidad: 64.500 kg/cm2  Compresión – Módulo de rotura: 295 kg/cm2  -Compresión – Módulo de elasticidad: 77.100 kg/cm2

Yvyra Peré: Madera dura, de tono amarillo, veta fina y suave, de alta resistencia y gran peso. Contracciones medianas, poco penetrable. Comportamiento: Debe prevenirse el ataque de hongos, durante el estacionamiento. Tiende a rajarse en los extremos, y se puede prevenir con selladores. Toma bien los lustres y barnices, pero no a las pinturas. Usos habituales: Tirantería, vigas y todos los usos de alta resistencia. Marcos de puertas y ventanas exteriores; tirantería y estructura; techos y pisos interiores Propiedades mecánicas:  -Flexión – Módulo de rotura: 958kg/cm2  -Flexión – Módulo de elasticidad: 129.000 kg/cm2  -Compresión – Módulo de rotura: 556kg/cm2  -Compresión – Módulo de elasticidad: 144.600 kg/cm2

Yvyraro: Madera paraguaya, semidura, y semipesada, de color castaño-rojizo, con vetas bien demarcadas muy agradables a la vista. Posee una excelente flexibilidad, muy buscada por su resistencia sumergida en agua o enterrada, siendo utilizada para construcción de embarcaciones, pisos, carpintería de lujo, tallados, molduras, revestimientos decorativos, etc. Es madera de excelente calidad. Comportamiento: Con un secado lento se obtiene material de buena calidad, sin deformaciones o rajaduras, aconsejándose el empleo de métodos de pre secado con la aplicación de selladores. Toma bien las colas y lustres. Es dura para clavar y atornillar pero con excelentes valores de retención. Usos habituales: Pisos de ambientes interiores y escaleras. También es adaptable a cualquier uso de alta resistencia, con estructuras para vehículos de carga. Umbrales y escalones, interior y exterior; estructuras o bastidores, parantes o columnas en galería, estructura de techos, pisos para galerías, estantes y repisas Propiedades mecánicas:  -Flexión – Módulo de rotura: 1.180kg/cm2  -Flexión – Módulo de elasticidad: 113.400 kg/cm2  -Compresión – Módulo de rotura: 540kg/cm2  -Compresión – Módulo de elasticidad: 121.800 kg/cm2

Incienso: Dura pesada, fuerte y resistente, de agradable y delicado aroma. Contracciones medianas, poco penetrable.

Comportamiento: Dura para clavar y atornillar, aunque con muy buena retención. Toma bien los lustres y barnices, no así las pinturas. Usos habituales: Basamentos y cimientos; umbrales, escalones y escaleras en exteriores; parantes o columnas exteriores; marcos de aberturas exteriores e interiores; estantes y repisas. Propiedades mecánicas:  -Flexión – Módulo de rotura: 1.435kg/cm2  -Flexión – Módulo de elasticidad: 147.800 kg/cm2  -Compresión – Módulo de rotura: 645kg/cm2  -Compresión – Módulo de elasticidad: 141.200 kg/cm2

Situación comercial de la madera maciza en distintas presentaciones estructurales: En la visita realizada al Depósito de Maderas “San Jorge” hemos obtenido la siguiente información: Especies de madera con las que comúnmente cuentan:  Ybyrapytâ  Kurupay  Lapacho  Cedro  Timbo  Petereby Para vigas y tirantes las especies más usadas son las 3 primeras que fueron citadas. Otros elementos como alfajías y listones también proceden de las mismas especies, según nos aclararon los responsables. Secciones con mayor demanda    

Vigas: 4x8”, 4x9”, 4x10” Puntales: 2x3”; 2,5x3”; 2,5x2,5” Tirantes: 2x5”, 2x6” Listones: 2x2”, 2x3”, 2x4”

Mayor longitud disponible  Vigas: hasta 7,5 m  Tirantes: hasta 7 m Obs: Depende mucho de la especie, estos son valores promedio. PRECIOS (por pulgada) Viga 4x8”  Lapacho  Ybyrapytâ  Kurupay Tirante 2X6”

7200+100+IVA 4000+100+IVA 4300+100+IVA

 Ybyrapytâ  Kurupay  Lapacho

3300+100+IVA 3600+100+IVA 5900+100+IVA

DEPOSITO DE MADERAS “SAN JORGE” Tel: 021-311700 Avda. Itá Ybate 1702 – Barrio L. Petit, Asunción

CERCHAS – CABRIADAS A veces del diseño requiere vigas de gran longitud, una solución a esto es la construcción de una cercha, que no es ni más ni menos que una viga reticulada construida con maderas de menor dimensión vinculadas entre sí. Otras veces es necesario lograr apoyo que estén suspendidos en el aire y lugar en la base del ambiente, esto se logra cabriadas.

puntos de no ocupen mediante

Lo fundamental de dichos elementos formas albergan triángulos y esto es lo que resistentes puesto que dicha figura la única que para cambiar de forma la longitud de uno de sus lados.

es que en sus los hace muy geométrica es necesita variar

Esto significa que por diseño estamos logrando que estas piezas no trabajen en el techo a la flexión, sino a tracción y compresión.

Se utiliza la designación CABRIADA en forma específica para una armadura del tipo HOWE y cuyos elementos son de madera.

Se pueden armar utilizando todas las partes del mismo espesor y recurrir a encastres para ensamblado. Las planchuelas han de colocarse a ambos lados de cada nudo y deben ser abulonadas. Por lo general se utiliza este sistema en luces de hasta 7 metros debido a que ese es el largo máximo que se consigue en madera maciza (habitualmente dura).

Maderas Rollizas

También llamada madera sin elaborar, es bastante frecuente en construcciones rurales tradicionales. En varias regiones todavía se andamios, cimbras y obras de diversos tipos.

de uso y emplea en

Un empleo bastante exitoso de este es en el caso de líneas de transmisión de eléctrica y de teléfono. En algunos puentes de todavía se emplea como elementos verticales También se utilizan como pilotes.

producto energía caballete de carga.

Un uso algo difundido en regiones del mundo es la construcción de viviendas en construcciones industriales y rurales como elementos soportantes de la cubierta, como los muros y, en ocasiones hasta los pisos. Un uso tradicional que tiende a desaparecer es la construcción de cabañas con troncos.

Propiedades Físico Mecánicas Las propiedades físicas son variables dependen de: la velocidad de crecimiento, edad, humedad de la madera, procedencia del árbol y silvicultura aplicada.  Dureza: los árboles de crecimiento rápido son blandas, y duras las de crecimiento lento.  Humedad: la madera es higroscópica; absorbe y desprende humedad según el medio ambiente.  Contracción e hinchamiento: cuando la madera pierde humedad se contrae y se hincha al absorber la humedad.

Otras características particulares No pasa por el proceso de aserrado, por lo cual no se pierde material Se cuenta con mayor sección útil Son generalmente maderas de crecimiento rápido Al ser maderas de crecimiento rápido, ofrecen menor resistencia, ya que son maderas blandas.  Debido al crecimiento rápido no se cuenta con secciones de tamaño importante    

Su uso más común en nuestro país es el de postes de tendido eléctrico en áreas rurales.

Propiedades de los Postes de Madera     

Los postes de madera tienen: Resistencia mecánica en relación a su masa. Flexibilidad y resistencia a golpes. facilidad de uso. Propiedades de aislamiento térmico y eléctrico. Facilidad de transporte y económico.

También son utilizadas las maderas rollizas como pilotes (fundación profunda), hincados en el suelo por medios mecánicos, para asiento de puentes de madera y viviendas, densificación del suelos cuya capacidad portante sea baja.

Estructuras de maderas Las estructuras de madera se pueden subdividir en: 1. Estructuras macizas de troncos 2. Estructuras de placas prefabricadas 3. De poste y vigas 4. Estructuras de entramados 1. Estructuras macizas de troncos: Cada tronco se va colocando uno sobre otro, armados en su interior con hierros verticales y sellando longitudinalmente el encuentro entre estos con un aislante, como protección a la infiltración de aire y lluvia del exterior y salida de calor del interior. 2. Estructuras de placas prefabricadas: En este sistema básicamente consiste en la fabricación de paneles que están conformados por bastidores de perfil de madera, provistos de revestimiento que le imprimen la rigidez al conjunto. La necesidad de reducir los plazos en la construcción y de mejorar y garantizar la calidad de terminación, ha conducido a que gran parte de los elementos que conforman la estructura de la vivienda sean fabricados y armados en industrias especializadas y cuya aplicación se ha ido acentuando en la medida en que aumentan la mecanización de los procesos constructivos. 3. De poste y vigas: Son aquellos en que las cargas son transmitidas por las vigas que trasladan a los postes y estos a las fundaciones. Utilizado principalmente cuando se deben salvar luces mayores, pudiendo dejar plantas libres de grandes áreas. Utiliza pilares o postes, los cuales están empotrados en su base y se encargan de recibir los esfuerzos de la estructura a través de las vigas maestras ancladas a estos, sobre las cuales descansan las viguetas que conformarán la plataforma del primer piso o del entrepiso. 4. Sistema de paneles y plataforma: Su principal ventaja es que cada piso proveer de una plataforma o superficie de trabajo sobre la cual se pueden armar y levantar los tabiques superiores construida la plataforma de piso, se inicia la construcción de los tabiques soportantes. Paralelamente a la materialización de la plataforma de primer piso, se pueden prefabricar externamente los tabiques para ser erguidos a mano o mediante sistemas auxiliares mecánicos simples

Fijaciones Las estructuras en madera se materializan uniendo dos o más elementos independientes que convergen en un punto, conformando la estructura soportante: Estas intersecciones de elementos estructurales dan origen a nudos o uniones (sectores más vulnerables de las construcciones de madera), los cuales deben ser resueltos en el diseño considerando aspectos estructurales (resistencia y transmisión de las cargas), arquitectónicos (si quedará a la vista o no el nudo) y constructivos (procedimientos y consideraciones para la materialización de la unión). Las soluciones para los nudos pueden ser a través de  Uniones mecánicas: son las más ampliamente usadas en la construcción con estructura de madera.  Uniones encoladas: no se recomiendan para la práctica habitual, ya que el concepto se aplica más bien para la fabricación de madera laminada encolada Fijaciones mecánicas (más utilizadas en maderas macizas y rollizas)

Son elementos metálicos, generalmente cilíndricos y de acero que se hincan, insertan o atornillan en las piezas de madera que constituyen la unión. El mecanismo de traspaso de fuerzas se materializa por medio de un trabajo en flexión, aplastamiento o cizalle del medio de unión y del aplastamiento, cizalle y hendimiento de la madera. Las fijaciones deben ser sencillas, obtenerse con la mínima pérdida de material, dar una seguridad suficiente para su uso y ser de rápida ejecución. Las fijaciones más utilizadas que cumplen con los requisitos antes mencionados y que permitirán obtener una estructura segura son:  Clavos,  Tornillos  Tirafondos  Pasadores Pernos  Placas dentadas  Conectores

Conclusión Al término de este trabajo, damos por entendido la importancia que tiene el uso de la madera en las construcciones, primeramente por ser un material biodegradable, y que además para su procesamiento y posterior utilización no se necesitan tanta energía como con otros materiales; especialmente de los dos tipos de maderas estructurales que hemos desarrollado; las maderas rollizas principalmente, seguida de las maderas macizas que son maderas que no han experimentado tantos cambios para llevarlos a poner en obra. También valoramos la madera como material estructural por su grandes prestaciones y ventajas que posee frente a otros materiales de obra, tanto por su resistencia, relación resistencia/peso, durabilidad y la espectacular estética que posee, razón por la cual a veces algunos tipos de maderas tienen costos significativos.

Anexo Algunas maderas disponibles en el mercado “DEPOSITO SAN JORGE”

Bibliografía  www.monografias.com: http://www.monografias.com/trabajos-pdf4/estudio-ingenieriametodos-carpinteria-guimar-guayana-ca/estudio-ingenieria-metodos-carpinteria-guimarguayana-ca.pdf

 www.monografias.com: Estructura y propiedades de la madera - Monografias.com  www.alipso.com: La madera - ALIPSO.COM: MonografÃas, resúmenes, biografias y tésis gratis.