Madera -Lumber

Corte de madera de eucalipto victoriano regnans
El puerto de Bellingham, Washington, lleno de troncos, 1972

La madera aserrada es madera que ha sido procesada en tamaños uniformes y útiles (madera dimensional), incluidas vigas y tablones o tableros . La madera se utiliza principalmente para armazones de construcción, así como para acabados (pisos, paneles de pared, marcos de ventanas). La madera tiene muchos usos más allá de la construcción de viviendas. La madera a veces se denomina madera como un término arcaico y todavía en Inglaterra, mientras que en la mayor parte del mundo (especialmente en los Estados Unidos y Canadá) el término madera se refiere específicamente a la fibra de madera sin procesar, como troncos cortados o árboles en pie que tienen aún por cortar.

La madera aserrada puede suministrarse aserrada en bruto o cepillada en una o más de sus caras. Además de la madera para pulpa , la madera en bruto es la materia prima para la fabricación de muebles y la fabricación de otros artículos que requieren corte y conformación. Está disponible en muchas especies, incluyendo maderas duras y blandas , como el pino blanco y el pino rojo , debido a su bajo costo.

La madera terminada se suministra en tamaños estándar, principalmente para la industria de la construcción: principalmente madera blanda , de especies de coníferas , como pino , abeto y abeto (colectivamente , abeto-pino-abeto ), cedro y abeto , pero también algunas maderas duras, para madera de alta calidad. piso. Es más comúnmente hecho de madera blanda que de madera dura, y el 80% de la madera proviene de madera blanda.

Terminología

En los Estados Unidos y Canadá, las tablas molidas se denominan madera aserrada , mientras que la madera describe árboles en pie o talados.

Por el contrario, en Gran Bretaña y algunas otras naciones de la Commonwealth e Irlanda, el término madera se usa en ambos sentidos. (En el Reino Unido, la palabra lumber rara vez se usa en relación con la madera y tiene varios otros significados).

Madera remanufacturada

La madera remanufacturada es el resultado del procesamiento secundario o terciario de la madera previamente molida. Específicamente, se refiere a la madera cortada para uso industrial o de embalaje de madera. La madera se corta con una sierra circular o un reaserradero para crear dimensiones que normalmente no se procesan en un aserradero primario .

El reaserrado es la división de madera dura o madera blanda de 1 a 12 pulgadas (25 a 305 mm) en dos o más piezas más delgadas de tablas de longitud completa. Por ejemplo, dividir un 2 × 4 de 3,0 m (10 pies) de largo ( 1+12 por 3+12  pulg. o 38 por 89 mm) en dos 1×4 ( 34 por 3+12  pulgadas o 19 por 89 mm) de la misma longitud se considera volver a aserrar.

madera plástica

La madera estructural también se puede producir a partir de plástico reciclado y material plástico nuevo. La industria forestal se ha opuesto enérgicamente a su introducción . La mezcla de fibra de vidrio con madera plástica mejora su resistencia, durabilidad y resistencia al fuego. La madera estructural de fibra de vidrio plástica puede tener una " clasificación de propagación de llama de clase 1 de 25 o menos, cuando se prueba de acuerdo con la norma ASTM E 84", lo que significa que se quema más lentamente que casi toda la madera tratada.

Historia

La comprensión básica de la madera, o "tablones aserrados", surgió en América del Norte en el siglo XVII. La madera es el método más común y ampliamente utilizado para aserrar troncos. La madera aserrada simple se produce haciendo el primer corte en una tangente a la circunferencia del tronco. Luego, cada corte adicional se hace paralelo a uno anterior. Este método produce las tablas más anchas posibles con la menor cantidad de residuos de troncos.

La fabricación de madera a nivel mundial está determinada por el estilo preferido de construcción; Las áreas con una "cultura de construcción de madera" (las casas se construyeron con madera en lugar de otros materiales como el ladrillo) son los países con importantes industrias de aserradero. Las regiones históricas de construcción de viviendas con estructura de madera son: Europa, América del Norte, China. Diferentes áreas del mundo son reconocidas como importantes proveedores de madera; sin embargo, estas áreas (Indonesia, Sarawak, Nueva Guinea, etc.) son exportadoras de troncos en bruto y no tienen una industria maderera nacional significativa.

Las regiones de fabricación de madera más grandes del mundo son: China (18%); Estados Unidos (17%); Canadá (10%); Rusia (9%); Alemania (5%); Suecia (4%).

En los primeros períodos de la sociedad, para hacer madera para la construcción, los troncos de los árboles se partían con cuñas en tantos pedazos y tan delgados como fuera posible. Si era necesario tenerlos aún más delgados, se cortaban, con algún instrumento afilado, en ambos lados, al tamaño adecuado.
Esta manera simple pero derrochadora de hacer tableros aún continúa en algunos lugares.

De lo contrario, los troncos se aserraban con una sierra circular para dos personas o una sierra de pozo, utilizando bloques de silla de montar para sostener el tronco y un pozo para el timonel que trabajaba debajo.

 En 1420 se descubrió la isla de Madeira , un archipiélago que comprende cuatro islas frente a la costa noroeste de África y una región autónoma de Portugal. El rey Enrique VI envió colonos a Madeira y ordenó que se erigieran aserraderos con el fin de cortar las diversas especies de maderas excelentes que abundaban en la isla. Alrededor de 1427, se construyó el primer aserradero en Alemania.

Cornelis Corneliszoon (o Krelis Lootjes) era un propietario de un molino de viento holandés de Uitgeest que inventó el primer aserradero mecánico, que funcionaba con energía eólica, el 15 de diciembre de 1593. Esto hizo que la conversión de troncos de madera en tablones fuera 30 veces más rápida que antes.

La sierra circular, tal como se usa en los aserraderos modernos, fue inventada por un inglés llamado Miller en 1777. No fue hasta el siglo XIX, sin embargo, que se aplicó de manera general, y su gran obra pertenece a ese período. Los primeros dientes insertables para esta sierra fueron inventados por W. Kendal, un estadounidense, en 1826.

La tala en las colonias americanas comenzó en 1607 cuando los colonos de Jamestown cortaron madera para construir el primer asentamiento en el nuevo mundo. El primer aserradero de Estados Unidos se construyó en las cataratas de Piscatauqua , en la línea entre la provincia de Maine y la provincia de New Hampshire , en 1634. Sin embargo, registros no autenticados afirman que ya en 1633 varios aserraderos estaban operando en Nueva Holanda .

Las colonias americanas fueron esenciales para Inglaterra en el papel de proveedor de madera para la flota británica. Para la década de 1790 , Nueva Inglaterra exportaba 36 millones de pies de tablas de pino y al menos 300 mástiles de barcos por año al Imperio Británico. El suministro de madera comenzó a disminuir a principios del siglo XX debido a los importantes volúmenes de cosecha, por lo que la industria maderera se vio obligada a buscar madera en otros lugares; de ahí la expansión hacia el oeste americano.

Conversión de troncos de madera.

Los troncos se convierten en madera aserrada, tallada o partida . El aserrado con una sierra circular es el método más común, porque el aserrado permite utilizar troncos de menor calidad, con fibra irregular y nudos grandes, y es más económico. Hay varios tipos de aserrado:

  • Aserrado simple (aserrado plano, completo, aserrado bastardo): un tronco aserrado sin ajustar la posición del tronco y el grano se extiende a lo ancho de las tablas.
  • Aserrado en un cuarto y aserrado en grietas : estos términos se han confundido en la historia, pero generalmente significan madera aserrada, por lo que los anillos anuales son razonablemente perpendiculares a los lados (no a los bordes) de la madera.
  • Corazón en caja: la médula permanece dentro de la madera, el poste o la viga, con cierta tolerancia a la exposición.
  • Centro del corazón: el núcleo central de un tronco.
  • Libre del centro del corazón (FOHC): una madera, poste o viga de corte lateral sin médula.
  • Libre de nudos (FOK) – No hay nudos presentes.

Madera dimensional

Un tablero común de 50 x 100 mm (2 x 4 pulgadas)

La madera dimensional es madera que se corta a un ancho y una profundidad estandarizados, a menudo especificados en milímetros o pulgadas. Los carpinteros utilizan mucho la madera dimensional para enmarcar edificios de madera. Los tamaños comunes incluyen 2×4 (en la foto) (también dos por cuatro y otras variantes, como cuatro por dos en Australia, Nueva Zelanda y el Reino Unido), 2×6 y 4×4 . La longitud de una tabla generalmente se especifica por separado del ancho y la profundidad. Por lo tanto, es posible encontrar 2 × 4 de cuatro, ocho y doce pies de largo. En Canadá y Estados Unidos, las longitudes estándar de la madera son 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 y 24 pies (1,8, 2,4, 3,0, 3,7, 4,3, 4,9, 5,5, 6,1, 6,7 y 7,3 m). Para armazones de paredes, se encuentran disponibles longitudes de "pernos prisioneros" precortados, y se usan comúnmente. Para techos con alturas de 8, 9 o 10 pies (2,4, 2,7 o 3,0 m), los montantes están disponibles en 92+58 pulgadas (2,35 m), 104+58 pulgadas (2,66 m) y 116+58 pulgadas (2,96 m).

Maderas blandas de América del Norte

La longitud de una unidad de madera dimensional está limitada por la altura y la circunferencia del árbol del que se aserra. En general, la longitud máxima es de 24 pies (7,32 m). Los productos de madera de ingeniería, fabricados uniendo hebras, partículas, fibras o chapas de madera, junto con adhesivos, para formar materiales compuestos, ofrecen más flexibilidad y mayor resistencia estructural que los materiales de construcción de madera típicos.

Los montantes precortados le ahorran mucho tiempo al enmarcador, porque el fabricante los corta previamente para usarlos en aplicaciones de techo de 8, 9 y 10 pies, lo que significa que el fabricante ha quitado unas pocas pulgadas o centímetros de la pieza para permita la placa del umbral y la placa superior doble sin necesidad de dimensionamiento adicional.

En las Américas, los dos bys (2 × 4, 2 × 6, 2 × 8, 2 × 10 y 2 × 12), llamados así por el grosor tradicional de la tabla en pulgadas, junto con el 4 × 4 (89 mm × 89 mm). ), son tamaños de madera comunes utilizados en la construcción moderna. Son los bloques de construcción básicos para estructuras tan comunes como las carcasas con armazón tipo globo o con armazón de plataforma . La madera dimensional hecha de madera blanda generalmente se usa para la construcción, mientras que los tableros de madera dura se usan más comúnmente para hacer gabinetes o muebles.

Las dimensiones nominales de la madera son mayores que las dimensiones estándar reales de la madera terminada. Históricamente, las dimensiones nominales eran el tamaño de las tablas verdes (no secas), ásperas (sin terminar) que eventualmente se convertían en madera terminada más pequeña mediante el secado y el cepillado (para alisar la madera). Hoy en día, las normas especifican las dimensiones finales finales y el aserradero corta los troncos al tamaño que necesita para lograr esas dimensiones finales. Por lo general, ese corte aproximado es más pequeño que las dimensiones nominales porque la tecnología moderna hace posible utilizar los troncos de manera más eficiente. Por ejemplo, una tabla de "2 × 4" históricamente comenzó como una tabla verde y áspera en realidad de 2 por 4 pulgadas (51 mm × 102 mm). Después del secado y cepillado, sería más pequeño en una cantidad no estándar. Hoy en día, una tabla de "2 × 4" comienza como algo más pequeño que 2 pulgadas por 4 pulgadas y no está especificado por los estándares, y después del secado y cepillado tiene un tamaño mínimo de 1+12 por 3+12 pulgadas (38 mm × 89 mm).

Tamaños de madera dimensional de madera blanda de América del Norte
Nominal Actual Nominal Actual Nominal Actual Nominal Actual Nominal Actual
pulgadas pulgadas milímetro pulgadas pulgadas milímetro pulgadas pulgadas milímetro pulgadas pulgadas milímetro pulgadas pulgadas milímetro
1 × 2 34  ×  1+12 19 × 38 2 × 2 1+12  ×  1+12 38 × 38      
1 × 3 34  ×  2+12 19 × 64 2 × 3 1+12  ×  2+12 38 × 64      
1 × 4 34  ×  3+12 19 × 89 2 × 4 1+12  ×  3+12 38 × 89 4 × 4 3+12  ×  3+12 89 × 89    
1 × 5 34  ×  4+12 19 × 114        
1 × 6 34  ×  5+12 19 × 140 2 × 6 1+12  ×  5+12 38 × 140 4 × 6 3+12  ×  5+12 89 × 140 6 × 6 5+12  ×  5+12 140 × 140  
1 × 8 34  ×  7+14 19 × 184 2 × 8 1+12  ×  7+14 38 × 184 4 × 8 3+12  ×  7+14 89 × 184   8 × 8 7+12  ×  7+12 191 × 191
1 × 10 34  ×  9+14 19 × 235 2 × 10 1+12  ×  9+14 38 × 235      
1 × 12 34  ×  11+14 19 × 286 2 × 12 1+12  ×  11+14 38 × 286      

Como se señaló anteriormente, se necesita menos madera para producir un tamaño final determinado que cuando las normas exigían que la madera verde tuviera la dimensión nominal completa. Sin embargo, incluso las dimensiones de la madera acabada de un tamaño nominal determinado han cambiado con el tiempo. En 1910, una tabla terminada típica de 1 pulgada (25 mm) tenía 1316  pulgadas (21 mm). En 1928, se redujo en un 4 %, y nuevamente en un 4 % en 1956. En 1961, en una reunión en Scottsdale, Arizona, el Comité de Simplificación y Estandarización de Grados acordó lo que ahora es el estándar estadounidense actual: en parte, el tamaño tallado de una tabla de 1 pulgada (nominal) se fijó en 34  de pulgada; mientras que el tamaño tallado de la madera aserrada de 2 pulgadas (nominal) se redujo de 1+58  pulgada a la actual 1+12  pulgada.

La madera dimensional está disponible en verde, sin terminar, y para ese tipo de madera, las dimensiones nominales son las dimensiones reales.

Grados y estándares

El tablón más largo del mundo (2002) está en Polonia y mide 36,83 metros (alrededor de 120 pies 10 pulgadas) de largo.

Las piezas individuales de madera exhiben una amplia variedad de calidad y apariencia con respecto a los nudos, la pendiente de la veta, los batidos y otras características naturales. Por lo tanto, varían considerablemente en fuerza, utilidad y valor.

El movimiento para establecer estándares nacionales para la madera en los Estados Unidos comenzó con la publicación del American Lumber Standard en 1924, que estableció especificaciones para las dimensiones, el grado y el contenido de humedad de la madera; también desarrolló programas de inspección y acreditación. Estos estándares han cambiado a lo largo de los años para satisfacer las necesidades cambiantes de los fabricantes y distribuidores, con el objetivo de mantener la competitividad de la madera frente a otros productos de construcción. Los estándares actuales son establecidos por el American Lumber Standard Committee, designado por el Secretario de Comercio de EE. UU .

Los valores de diseño para la mayoría de las especies y grados de productos estructurales clasificados visualmente se determinan de acuerdo con las normas ASTM , que consideran el efecto de las características de reducción de la resistencia, la duración de la carga, la seguridad y otros factores influyentes. Los estándares aplicables se basan en los resultados de las pruebas realizadas en cooperación con el Laboratorio de Productos Forestales del USDA . Design Values ​​for Wood Construction, que es un complemento de ANSI/AF&PA National Design Specification® for Wood Construction, proporciona estos valores de diseño de madera, que son reconocidos por los códigos modelo de construcción.

Canadá tiene reglas de clasificación que mantienen un estándar entre los aserraderos que fabrican maderas similares para asegurar a los clientes una calidad uniforme. Los grados estandarizan la calidad de la madera aserrada en diferentes niveles y se basan en el contenido de humedad, el tamaño y la fabricación en el momento de la clasificación, el envío y la descarga por parte del comprador. La Autoridad Nacional de Clasificación de la Madera (NLGA) es responsable de redactar, interpretar y mantener las reglas y normas de clasificación de la madera canadiense. La Junta de Acreditación de Estándares de Madera de Canadá (CLSAB) supervisa la calidad del sistema de clasificación e identificación de la madera de Canadá.

Los intentos de mantener la calidad de la madera a lo largo del tiempo se han visto desafiados por los cambios históricos en los recursos madereros de los Estados Unidos, desde los bosques vírgenes de lento crecimiento comunes hace más de un siglo hasta las plantaciones de rápido crecimiento que ahora son comunes en los bosques comerciales de hoy. Las disminuciones resultantes en la calidad de la madera han sido motivo de preocupación tanto para la industria maderera como para los consumidores y han provocado un mayor uso de productos de construcción alternativos.

La madera clasificada por tensión y evaluada por máquina está fácilmente disponible para usos finales donde la alta resistencia es crítica, como cerchas , vigas , material laminado, vigas en I y juntas de alma. La clasificación de la máquina mide una característica como la rigidez o la densidad que se correlaciona con las propiedades estructurales de interés, como la resistencia a la flexión . El resultado es una comprensión más precisa de la resistencia de cada pieza de madera de lo que es posible con la madera clasificada visualmente, lo que permite a los diseñadores utilizar la resistencia total del diseño y evitar la construcción excesiva.

En Europa, la clasificación de la resistencia de la madera/madera aserrada rectangular (tanto de madera blanda como de madera dura) se realiza de acuerdo con la norma EN-14081 y comúnmente se clasifica en clases definidas por la norma EN-338. Para las maderas blandas, las clases comunes son (en resistencia creciente) C16, C18, C24 y C30. También hay clases específicas para maderas duras y las de uso más común (en resistencia creciente) son D24, D30, D40, D50, D60 y D70. Para estas clases, el número se refiere a la resistencia a la flexión del quinto percentil requerida en newtons por milímetro cuadrado. Hay otras clases de resistencia, incluidas las clases T basadas en la tensión destinadas al uso en glulam .

  • C14, utilizado para andamios y encofrados
  • C16 y C24, construcción general
  • C30, armazones de techo prefabricados y donde el diseño requiere viguetas algo más fuertes que las que puede ofrecer C24. TR26 también es una clase de resistencia de vigas con entramado común que se usa desde hace mucho tiempo en el Reino Unido.
  • C40, generalmente visto en glulam

Las reglas de clasificación para la madera aserrada africana y sudamericana han sido desarrolladas por ATIBT de acuerdo con las reglas de Sciages Avivés Tropicaux Africains (SATA) y se basan en cortes limpios, establecidos por el porcentaje de la superficie limpia.

maderas duras de América del Norte

En América del Norte, las prácticas de mercado para la madera dimensional hecha de maderas duras varían significativamente de los tamaños de ' madera dimensional ' normalizados y estandarizados que se utilizan para las ventas y la especificación de maderas blandas: los tableros de madera dura a menudo se venden totalmente cortados en bruto o cepillados a máquina solo en los dos (más anchos) lados de la cara. Cuando los tableros de madera dura también se suministran con caras cepilladas, generalmente se trata de anchos aleatorios de un grosor específico (normalmente, fresado coincidente con maderas dimensionales de madera blanda) y longitudes algo aleatorias. Pero además de esas situaciones más antiguas (tradicionales y normales), en los últimos años se han ampliado algunas líneas de productos para comercializar también tableros en tamaños de stock estándar; estos generalmente se venden al por menor en grandes tiendas y usan solo un conjunto relativamente pequeño de longitudes específicas; en todos los casos, las maderas duras se venden al consumidor por pie tablar (144 pulgadas cúbicas o 2.360 centímetros cúbicos), mientras que esa medida no se utiliza para las maderas blandas en el minorista (a conocimiento del comprador).

Tamaños de madera dimensional de madera dura de América del Norte
Nominal (tamaño aserrado en bruto) S1S (superficial en un lado) S2S (superficie en dos lados)
12 pulgadas 38  pulgadas (9,5 mm) 516  pulgadas (7,9 mm)
58 pulgadas 12  pulgadas (13 mm) 716  pulgadas (11 mm)
34 pulgadas 58  pulgadas (16 mm) 916  pulgadas (14 mm)
1 pulgada o 44 pulgadas 78  pulgadas (22 mm) 1316  pulgadas (21 mm)
1+14 pulgadas o 54 pulgadas 1+18  pulgadas (29 mm) 1+116  pulgadas (27 mm)
1+12 pulgadas o 64 pulgadas 1+38  pulgadas (35 mm) 1+516  pulgadas (33 mm)
2 pulgadas o 84 pulgadas 1+1316  pulgadas (46 mm) 1+34 pulgadas (44 mm)
3 pulgadas o 124 pulgadas 2+1316  pulgadas (71 mm) 2+34  pulgadas (70 mm)
4 pulgadas o 164 pulgadas 3+1316  pulgadas (97 mm) 3+34  pulgadas (95 mm)

También en América del Norte, la madera de frondosas se vende comúnmente en un sistema de "cuartos", cuando se refiere al grosor; 4/4 (cuatro cuartos) se refiere a una tabla de 25 mm (1 pulgada) de espesor, 8/4 (ocho cuartos) es una tabla de 51 mm (2 pulgadas) de espesor, etc. utilizado para madera blanda; aunque la cubierta de madera blanda a veces se vende como 5/4, aunque en realidad tiene un grosor de una pulgada (del fresado de 18  pulgadas o 3,2 mm de cada lado en un paso de producción de cepillado motorizado ). El sistema de referencia "cuarto" es una nomenclatura tradicional de la industria maderera de América del Norte que se usa específicamente para indicar el grosor de la madera dura aserrada en bruto.

En la madera aserrada en bruto, aclara de inmediato que la madera aún no está fresada, lo que evita la confusión con la madera de dimensiones fresadas, que se mide como el espesor real después del mecanizado. Ejemplos: 34 pulgadas, 19 mm o 1x. En los últimos años, los arquitectos, diseñadores y constructores han comenzado a utilizar el sistema de "cuartos" en las especificaciones como una moda de conocimiento interno, aunque los materiales que se especifican son madera acabada, lo que fusiona los sistemas separados y genera confusión.

Las maderas duras cortadas para muebles se cortan en otoño e invierno, después de que la savia ha dejado de correr por los árboles. Si se cortan maderas duras en primavera o verano, la savia arruina el color natural de la madera y disminuye el valor de la madera para muebles.

madera de ingeniería

La madera de ingeniería es madera creada por un fabricante y diseñada para un determinado propósito estructural. Las principales categorías de madera de ingeniería son:

  • Madera de chapa laminada (LVL) : LVL viene en 1+Espesores de 34 pulgadas (44 mm) con profundidades como 9+12 11+78 , 14, 16, 18 y 24 pulgadas (240, 300, 360, 410, 460 y 610 mm), y a menudo se duplican o triplican. Funcionan como vigas para proporcionar soporte en grandes luces, como muros de soporte retirados y aberturas de puertas de garaje, lugares donde la madera dimensional es insuficiente y también en áreas donde se soporta una carga pesada desde un piso, pared o techo sobre un espacio algo corto. lapso donde la madera dimensional no es práctica. Este tipo de madera se ve comprometida si se modifica con orificios o muescas en cualquier parte del tramo o en los extremos, pero se pueden clavar clavos donde sea necesario para anclar la viga o para agregar soportes colgantes para viguetas en I o viguetas de madera dimensional que terminan en una viga LVL.
  • Viguetas en I de madera: a veces llamadas "TJI", "Trus Joists" o "BCI", todas las cuales son marcas de viguetas en I de madera, se utilizan para viguetas de piso en pisos superiores y también en la construcción de cimientos convencionales del primer piso en pilares a diferencia de la construcción de piso de losa. Están diseñados para tramos largos y se duplican en lugares donde se alineará una pared sobre ellos y, a veces, se triplican donde se colocan paredes de soporte cargadas de techo pesado encima de ellos. Consisten en un cordón o brida superior e inferior hechos de madera dimensional con una cincha intermedia hecha de tableros de virutas orientadas (OSB) (o, más recientemente, formas de malla de acero que permiten el paso de servicios sin cortar). La cincha se puede quitar hasta ciertos tamaños o formas de acuerdo con las especificaciones del fabricante o del ingeniero, pero para agujeros pequeños, las vigas en I de madera vienen con "perforaciones", que son áreas precortadas perforadas donde los agujeros se pueden hacer fácilmente, por lo general. sin aprobación de ingeniería. Cuando se necesitan agujeros grandes, generalmente se pueden hacer solo en la correa y solo en el tercio central del tramo; las cuerdas superior e inferior pierden su integridad si se cortan. Los tamaños y las formas de los orificios, y por lo general la colocación de un orificio en sí, deben ser aprobados por un ingeniero antes de cortar el orificio y, en muchas áreas, se debe proporcionar una hoja que muestre los cálculos realizados por el ingeniero a la inspección del edificio. autoridades antes de que el hoyo sea aprobado. Algunas viguetas en I están hechas con cincha estilo W como una armadura para eliminar los cortes y permitir el paso de los conductos.
  • Madera unida por uniones : las longitudes de madera dimensional sólida generalmente se limitan a longitudes de 22 a 24 pies (6,7 a 7,3 m), pero se pueden hacer más largas mediante la técnica de "unión por dedos" utilizando pequeñas piezas sólidas, generalmente de 18 a 24 pulgadas (460 a 610 mm) de largo, y uniéndolas usando uniones dentadas y pegamento para producir longitudes que pueden ser de hasta 36 pies (11 m) de largo en un tamaño de 2×6. Las uniones dentadas también predominan en los montantes de pared precortados. También es una alternativa asequible para la madera dura no estructural que se pintará (la tinción dejaría visibles las juntas de los dedos). Se tiene cuidado durante la construcción para evitar clavar directamente en una junta encolada, ya que puede ocurrir la rotura de los montantes.
  • Vigas de madera laminada : creadas a partir de material de 2 × 4 o 2 × 6 pegando las caras para crear vigas como 4 × 12 o 6 × 16. Como tal, una viga actúa como una pieza de madera más grande, eliminando así la necesidad de talar árboles más grandes y viejos para obtener una viga del mismo tamaño.
  • Armazones fabricados : los armazones se utilizan en la construcción de viviendas como un reemplazo prefabricado para las vigas del techo y las vigas del techo (estructura de vigas). Se ve como una instalación más fácil y una mejor solución para soportar techos que el uso de puntales y correas de madera dimensional como arriostramiento. En el sur de los EE. UU. y en otros lugares, la estructura de vigas con soporte de techo de madera dimensional sigue siendo predominante. Los principales inconvenientes de las cerchas son el espacio reducido del ático, el tiempo requerido para la ingeniería y el pedido, y un costo mayor que la madera dimensional necesaria si el mismo proyecto se enmarcara de manera convencional. Las ventajas son costos de mano de obra significativamente reducidos (la instalación es más rápida que el enmarcado convencional), consistencia y ahorro general en el cronograma.

Varias piezas y cortes

Montones de madera

En los Estados Unidos, los pilotes se cortan principalmente de pinos amarillos del sur y abetos de Douglas . Los pilotes tratados están disponibles en retenciones de arseniato de cobre cromado de 0,60, 0,80 y 2,50 libras por pie cúbico (9,6, 12,8 y 40,0 kg/m 3 ) si se requiere tratamiento.

Construcción histórica china

Según la prescripción del Método de construcción (營造法式) emitido por el gobierno de la dinastía Song a principios del siglo XII, las maderas se estandarizaron en ocho dimensiones transversales. Independientemente de las dimensiones reales de la madera, la relación entre ancho y alto se mantuvo en 1:1,5. Las unidades están en pulgadas de la dinastía Song (31,2 mm).

Clase altura ancho usos
9 6 grandes salones de 11 o 9 bahías de ancho
2do 8.25 5.5 grandes salones de 7 o 5 bahías de ancho
3ro 7.5 5 Grandes salas de 5 o 3 bahías de ancho o salas de 7 o 5 bahías de ancho
4to 7.2 4.8 Grandes salas de 3 bahías de ancho o salas de 5 bahías de ancho
5to 6.6 4.4 grandes salones de 3 vanos pequeños de ancho o salones de 3 vanos grandes de ancho
6to 6 4 pagodas y pequeñas salas
7mo 5.25 3.2 pagodas y pequeños grandes salones
8 4.5 3 pequeñas pagodas y techos

La madera más pequeña que la octava clase se denominó "sin clasificar" (等外). El ancho de una madera se denomina "madera" (材), y las dimensiones de otros componentes estructurales se citaron en múltiplos de "madera"; así, como variaba el ancho de la madera real, las dimensiones de otros componentes se calculaban fácilmente, sin recurrir a cifras específicas para cada escala. Las dimensiones de las maderas en aplicaciones similares muestran una disminución gradual desde la dinastía Sui (580–618) hasta la era moderna; una madera de primera clase durante el Sui se reconstruyó como 15 × 10 (pulgadas de la dinastía Sui, o 29,4 mm).

Defectos en la madera

Los defectos que ocurren en la madera se agrupan en las siguientes cuatro divisiones:

Conversión

Durante el proceso de conversión de madera a formas comerciales de madera aserrada pueden ocurrir los siguientes defectos:

  • Marca de viruta: este defecto se indica mediante las marcas o signos colocados por virutas en la superficie acabada de la madera.
  • Veta diagonal: aserrado inadecuado de la madera
  • Grano desgarrado: cuando se hace una pequeña abolladura en la superficie acabada debido a la caída de alguna herramienta
  • Declive: presencia de superficie redondeada original en el producto terminado

Defectos debidos a hongos y animales

Los hongos atacan la madera (tanto la madera como la madera aserrada) cuando están presentes todas estas condiciones:

  • El contenido de humedad de la madera es superior al 25 % en peso seco
  • El ambiente es lo suficientemente cálido.
  • Oxígeno (O 2 ) está presente

La madera con menos del 25 % de humedad (en peso seco) puede permanecer libre de descomposición durante siglos. Del mismo modo, la madera sumergida en agua no puede ser atacada por hongos si la cantidad de oxígeno es inadecuada.

Hongos en la madera/defectos de la madera:

Los siguientes son los insectos y moluscos que suelen ser responsables de la descomposición de la madera/madera:

Fuerzas naturales

Hay dos fuerzas naturales principales responsables de causar defectos en la madera y la madera aserrada: crecimiento anormal y ruptura de tejidos. La ruptura del tejido incluye grietas o hendiduras en la madera llamadas "sacudidas". "Sacudida del anillo", "sacudida del viento" o "falla del anillo" es cuando la veta de la madera se separa alrededor de los anillos de crecimiento, ya sea mientras está parada o durante la tala. Los batidos pueden reducir la resistencia de una madera y la apariencia, por lo tanto, reducen el grado de la madera y pueden capturar la humedad, promoviendo la descomposición. La cicuta oriental es conocida por tener temblor de anillos . Un "cheque" es una grieta en la superficie de la madera causada por el encogimiento de la parte exterior de la madera a medida que se seca. Los cheques pueden extenderse a la médula y seguir el grano. Al igual que los batidos, los cheques pueden retener agua y promover la pudrición. Una "división" atraviesa toda la madera. Las grietas y hendiduras ocurren con mayor frecuencia en los extremos de la madera debido al secado más rápido en estos lugares.

Condimento

El secado de la madera suele secarse al horno o al aire. Los defectos debidos al secado son la principal causa de rajaduras, arqueamientos y panales. El secado es el proceso de secado de la madera para eliminar la humedad contenida en las paredes de las celdas de madera para producir madera seca.

Durabilidad y vida útil

En condiciones adecuadas, la madera ofrece un rendimiento excelente y duradero. Sin embargo, también enfrenta varias amenazas potenciales para la vida útil, incluida la actividad fúngica y el daño por insectos, que se pueden evitar de muchas maneras. La sección 2304.11 del Código Internacional de Construcción aborda la protección contra el deterioro y las termitas. Esta sección proporciona los requisitos para las aplicaciones de construcción no residencial, como la madera utilizada sobre el suelo (p. ej., para estructuras, cubiertas, escaleras, etc.), así como otras aplicaciones.

Hay cuatro métodos recomendados para proteger las estructuras de estructura de madera contra los riesgos de durabilidad y, por lo tanto, brindar la máxima vida útil para el edificio. Todos requieren un diseño y una construcción adecuados:

  • Control de la humedad mediante técnicas de diseño para evitar la descomposición
  • Proporcionar un control eficaz de las termitas y otros insectos.
  • Uso de materiales duraderos, como especies de madera tratadas a presión o naturalmente duraderas, cuando corresponda.
  • Brindar garantía de calidad durante el diseño y la construcción y durante toda la vida útil del edificio utilizando prácticas de mantenimiento adecuadas

Control de humedad

La madera es un material higroscópico , lo que significa que absorbe y libera agua de forma natural para equilibrar su contenido de humedad interna con el entorno que la rodea. El contenido de humedad de la madera se mide por el peso del agua como porcentaje del peso seco al horno de la fibra de madera. La clave para controlar la descomposición es controlar la humedad. Una vez que se establecen los hongos de la descomposición, el contenido mínimo de humedad para que la descomposición se propague es del 22 al 24 por ciento, por lo que los expertos en construcción recomiendan el 19 por ciento como el contenido de humedad máximo seguro para la madera sin tratar en servicio. El agua por sí sola no daña la madera, pero la madera con un alto contenido de humedad constante permite el crecimiento de organismos fúngicos.

El objetivo principal al abordar las cargas de humedad es evitar que el agua ingrese a la envolvente del edificio en primer lugar y equilibrar el contenido de humedad dentro del edificio mismo. El control de la humedad por medio de detalles de diseño y construcción aceptados es un método simple y práctico para proteger un edificio con armazón de madera contra el deterioro. Para aplicaciones con un alto riesgo de permanecer húmedo, los diseñadores especifican materiales duraderos, como especies resistentes a la descomposición natural o madera que ha sido tratada con conservantes . Revestimientos , tejas , soleras y vigas de glulam o vigas expuestas son ejemplos de aplicaciones potenciales para la madera tratada.

Control de termitas y otros insectos

Para edificios en zonas de termitas, las prácticas básicas de protección abordadas en los códigos de construcción actuales incluyen (pero no se limitan a) lo siguiente:

  • Nivelación del sitio de construcción lejos de los cimientos para proporcionar un drenaje adecuado
  • Cubrir el suelo expuesto en cualquier espacio angosto con una película de polietileno de 6 mil y mantener al menos 12 a 18 pulgadas (300 a 460 mm) de espacio libre entre el suelo y la parte inferior de los elementos estructurales superiores (12 pulgadas a vigas o vigas, 18 pulgadas a vigas o miembros de piso de tablones)
  • Apoyar las columnas de los postes con pilares de concreto para que haya al menos 6 pulgadas (150 mm) de espacio libre entre la madera y la tierra expuesta
  • Instalar marcos y revestimientos de madera en paredes exteriores al menos ocho pulgadas sobre la tierra expuesta; ubicar el revestimiento al menos a seis pulgadas del nivel terminado
  • Donde sea apropiado, ventilar los sótanos de acuerdo con los códigos de construcción locales.
  • Retirar los desechos de material de construcción del sitio de trabajo antes de rellenar.
  • Si lo permite la normativa local, tratar el suelo alrededor de los cimientos con un termiticida aprobado para brindar protección contra las termitas subterráneas

conservantes

Se utilizan sujetadores especiales con la madera tratada debido a los productos químicos corrosivos utilizados en su proceso de conservación.

Para evitar la descomposición y la infestación de termitas, la madera sin tratar se separa del suelo y de otras fuentes de humedad. Estas separaciones son requeridas por muchos códigos de construcción y se consideran necesarias para mantener los elementos de madera en estructuras permanentes con un contenido de humedad seguro para la protección contra el deterioro. Cuando no es posible separar la madera de las fuentes de humedad, los diseñadores a menudo confían en la madera tratada con conservantes.

La madera se puede tratar con un conservante que mejora la vida útil en condiciones severas sin alterar sus características básicas. También se puede impregnar a presión con productos químicos ignífugos que mejoran su rendimiento en caso de incendio. Uno de los primeros tratamientos para la "madera ignífuga", que retarda los incendios, fue desarrollado en 1936 por Protexol Corporation, en el que la madera se trata en gran medida con sal. La madera no se deteriora simplemente porque se moja. Cuando la madera se descompone, es porque un organismo se la está comiendo. Los conservantes funcionan haciendo que la fuente de alimento no sea comestible para estos organismos. La madera tratada adecuadamente con conservantes puede tener de 5 a 10 veces más vida útil que la madera sin tratar. La madera preservada se usa con mayor frecuencia para durmientes de ferrocarril, postes de servicios públicos, pilotes marinos, cubiertas, cercas y otras aplicaciones al aire libre. Hay varios métodos de tratamiento y tipos de productos químicos disponibles, según los atributos requeridos en la aplicación particular y el nivel de protección necesario.

Hay dos métodos básicos de tratamiento: con y sin presión. Los métodos sin presión son la aplicación de conservantes mediante cepillado, pulverización o inmersión de la pieza a tratar. Se logra una penetración más profunda y completa al introducir el conservante en las células de la madera con presión. Se utilizan varias combinaciones de presión y vacío para forzar niveles adecuados de productos químicos en la madera. Los conservantes de tratamiento a presión consisten en productos químicos transportados en un solvente. El arseniato de cobre cromado, una vez que el conservante de madera más utilizado en América del Norte, comenzó a eliminarse gradualmente de la mayoría de las aplicaciones residenciales en 2004. Reemplazándolo están el cuaternario de cobre de amina y el azol de cobre.

La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. y la Agencia Reguladora y de Control de Plagas de Health Canada registran y examinan regularmente todos los conservantes de madera que se utilizan en los Estados Unidos y Canadá, respectivamente.

entramado de madera

La estructura de madera es un estilo de construcción que utiliza elementos de estructura más pesados ​​(postes y vigas más grandes) que la estructura de vigas moderna , que utiliza madera de dimensiones estándar más pequeñas. Las vigas se cortan de troncos y se escuadran con una sierra, un hacha o una azuela, y luego se unen con carpintería sin clavos. Los marcos de madera modernos han ido ganando popularidad en los Estados Unidos desde la década de 1970.

Efectos ambientales de la madera.

La construcción ecológica minimiza el impacto o la "huella ambiental" de un edificio. La madera es un importante material de construcción que es renovable y reemplazable en un ciclo continuo. Los estudios muestran que la fabricación de madera utiliza menos energía y produce menos contaminación del aire y del agua que el acero y el hormigón. Sin embargo, se culpa a la demanda de madera por la deforestación .

Madera residual

La conversión de carbón a energía de biomasa es una tendencia creciente en los Estados Unidos.

Los gobiernos del Reino Unido, Uzbekistán, Kazajstán, Australia, Fiji, Madagascar, Mongolia, Rusia, Dinamarca, Suiza y Esuatini apoyan un mayor papel de la energía derivada de la biomasa, que son materiales orgánicos disponibles de forma renovable e incluyen residuos y/o o subproductos de los procesos de tala, aserrado y fabricación de papel. En particular, lo ven como una forma de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero al reducir el consumo de petróleo y gas, al tiempo que apoyan el crecimiento de la silvicultura, la agricultura y las economías rurales. Los estudios realizados por el gobierno de EE. UU. han encontrado que los recursos forestales y agrícolas combinados del país tienen el poder de suministrar de manera sostenible más de un tercio de su consumo actual de petróleo.

La biomasa ya es una importante fuente de energía para la industria de productos forestales de América del Norte. Es habitual que las empresas dispongan de instalaciones de cogeneración, también conocidas como combinación de calor y electricidad, que convierten parte de la biomasa resultante de la fabricación de madera y papel en energía eléctrica y térmica en forma de vapor. La electricidad se utiliza, entre otras cosas, para secar la madera y suministrar calor a las secadoras que se utilizan en la fabricación de papel.

Impactos ambientales

La madera es un material de construcción sostenible y respetuoso con el medio ambiente que podría sustituir a los materiales de construcción tradicionales (p. ej., hormigón y acero). Su comportamiento estructural, capacidad de fijación de CO 2 y baja demanda energética durante el proceso de fabricación hacen de la madera aserrada un material interesante.

La sustitución de madera por hormigón o acero evita las emisiones de carbono de esos materiales. La fabricación de cemento y hormigón es responsable de alrededor del 8% de las emisiones globales de GEI, mientras que la industria siderúrgica es responsable de otro 5% (media tonelada de CO 2 se emite para fabricar una tonelada de hormigón; dos toneladas de CO 2  se emiten en la fabricación de una tonelada de acero).

Ventajas de la madera:

  • Comportamiento frente al fuego: en caso de incendio, la capa exterior de madera en masa tenderá a carbonizarse de una manera predecible que se autoextingue y protege el interior de manera efectiva, lo que le permite conservar la integridad estructural durante varias horas, incluso en un incendio intenso.
  • Reducción de las emisiones de carbono: los materiales de construcción y la construcción representan el 11 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. Aunque la cantidad exacta dependerá de las especies de árboles, las prácticas forestales, los costos de transporte y varios otros factores, un metro cúbico de madera secuestra aproximadamente una tonelada de CO 2 .
  • Aislamiento natural: la madera es un aislante natural que la hace particularmente buena para ventanas y puertas.
  • Menos tiempo de construcción, costos de mano de obra y desperdicio: es fácil fabricar madera prefabricada, a partir de la cual se pueden ensamblar piezas simultáneamente (con relativamente poca mano de obra). Esto reduce el desperdicio de material, evita un inventario masivo en el sitio y minimiza las interrupciones en el sitio. Según la industria de la madera blanda, "los edificios de madera en masa son aproximadamente un 25 % más rápidos de construir que los edificios de hormigón y requieren un 90 % menos de tráfico de construcción".

Fin de la vida

Un estudio de la EPA mostró el escenario típico del final de la vida útil de los desechos de madera de los desechos sólidos municipales (MSW), embalajes de madera y otros productos de madera diversos en los EE. UU. Según los datos de 2018, alrededor del 67 % de los residuos de madera se depositó en vertederos, el 16 % se incineró con recuperación de energía y el 17 % se recicló.

Un estudio de 2020 realizado por la Universidad Napier de Edimburgo demostró el flujo proporcional de desechos de la madera recuperada en el Reino Unido. El estudio mostró que la madera procedente de residuos sólidos municipales y residuos de envases constituía el 13 y el 26% de los residuos recogidos. Los residuos de construcción y demolición constituyeron la mayor parte de los residuos en conjunto con un 52 %, y el 10 % restante provino de la industria.

En la economía circular

La Fundación Ellen MacArthur define la economía circular como “basada en los principios de eliminar los desechos y la contaminación en el diseño, mantener los productos y materiales en uso y regenerar los sistemas naturales”.

La economía circular se puede considerar como un modelo que tiene como objetivo eliminar el desperdicio al enfocar materiales y productos en su valor máximo de utilidad y tiempo. En definitiva, se trata de todo un nuevo modelo de producción y consumo que asegura un desarrollo sostenible en el tiempo. Está relacionado con la reutilización de materiales, componentes y productos durante un ciclo de vida más largo.

La madera es uno de los materiales más exigentes, por lo que es importante idear un modelo de economía circular. La industria maderera genera una gran cantidad de residuos, especialmente en su proceso de fabricación. Desde el descortezado de troncos hasta los productos terminados, hay varias etapas de procesamiento que generan un volumen considerable de desechos, que incluyen desechos de madera sólida, gases nocivos y aguas residuales. Por lo tanto, es importante identificar y aplicar medidas para reducir la contaminación ambiental, dando un retorno financiero a las industrias (por ejemplo, vendiendo los desechos a los fabricantes de astillas de madera) y manteniendo una relación sana entre el medio ambiente y las industrias.

Los residuos de madera se pueden reciclar al final de su vida útil para fabricar nuevos productos. Las virutas recicladas se pueden utilizar para fabricar paneles de madera, lo que es beneficioso tanto para el medio ambiente como para la industria. Tal práctica reduce el uso de materias primas vírgenes, eliminando las emisiones que de otro modo se habrían emitido en su fabricación.

Uno de los estudios realizados en Hong Kong se realizó utilizando la evaluación del ciclo de vida (LCA). El estudio tuvo como objetivo evaluar y comparar los impactos ambientales de la gestión de residuos de madera de las actividades de construcción de edificios utilizando diferentes escenarios de gestión alternativos en Hong Kong. A pesar de las diversas ventajas de la madera y sus desechos, la contribución al estudio de la economía circular de la madera es aún muy pequeña. Algunas áreas donde se pueden realizar mejoras para mejorar la circularidad de la madera son las siguientes:

  1. Primero, regulaciones para apoyar el uso de madera reciclada. Por ejemplo, establecer normas de clasificación y aplicar sanciones por eliminación inadecuada, especialmente en sectores que producen grandes cantidades de residuos de madera, como el sector de la construcción y demolición.
  2. En segundo lugar, crear una fuerza de suministro más fuerte. Esto se puede lograr mejorando el protocolo y la tecnología de demolición y mejorando el mercado de materias primas secundarias a través de modelos comerciales circulares.
  3. Tercero, aumentar la demanda mediante la introducción de incentivos para el sector de la construcción y los nuevos propietarios para que utilicen madera reciclada. Esto puede ser en forma de impuestos reducidos para la construcción de la nueva construcción.

Materia prima secundaria

El término materia prima secundaria denota material de desecho que ha sido reciclado e inyectado nuevamente para su uso como material productivo. La madera tiene un alto potencial para ser utilizada como materia prima secundaria en varias etapas, como se indica a continuación:

Recuperación de ramas y hojas para uso como fertilizantes
La madera se somete a múltiples etapas de procesamiento antes de lograr la madera con las formas, el tamaño y los estándares deseados para uso comercial. El proceso genera una gran cantidad de residuos que en la mayoría de los casos no se tienen en cuenta. Pero al ser un desecho orgánico, el aspecto positivo de dicho desecho es que se puede utilizar como fertilizante o para proteger el suelo en condiciones climáticas severas.
Valorización de astillas de madera para generación de energía térmica
Los residuos generados durante la fabricación de productos madereros pueden utilizarse para producir energía térmica. Los productos de madera después del final de su vida útil pueden reciclarse en astillas y usarse como biomasa para producir energía térmica. Es beneficioso para las industrias que necesitan energía térmica.

Las prácticas de economía circular ofrecen soluciones efectivas en materia de residuos. Apunta a su generación innecesaria a través de la reducción, reutilización y reciclaje de desechos. No hay evidencia clara y explícita de economía circular en la industria de paneles de madera. Sin embargo, en base al concepto de economía circular y sus características, existen oportunidades presentes en la industria de paneles de madera desde la fase de extracción de la materia prima hasta el final de su vida útil. Por lo tanto, existe una brecha aún por explorar.

Ver también

Notas explicatorias

Referencias

Otras lecturas

enlaces externos