Uso de la madera en la ingeniería civil

La madera, es el material por excelencia más noble que jamás la especie humana ha utilizado tanto en la industria como en la construcción. Prácticamente todas las culturas de la humanidad han empleado la madera en la agricultura, pesca, ingeniería, vivienda, etc.

La madera es probablemente el único recurso renovable que se utiliza a gran escala y que su aprovechamiento no daña al medio ambiente. La madera no puede circunscribirse a un período más o menos largo de la humanidad, ya que es un material que de forma permanente se ha utilizado en la construcción, estando presente a lo largo de toda la historia de la civilización. Así, en las zonas de abundantes bosques la madera constituía la totalidad de la edificación, desde su estructura, hasta los cerramientos y cubierta. En zonas con menor cantidad de madera, ésta se usaba en la cubierta y en su estructura horizontal.

Actualmente hay cierto rechazo a utilizar la madera como material estructural, siendo más habitual el uso del acero y del hormigón. Ello es debido, en gran medida, a dos condicionantes, que son la durabilidad de las estructuras de madera y su comportamiento frente al fuego.

Sin embargo, se tiene en muchas ciudades numerosos ejemplos de edificios construidos de madera que han llegado a nuestros días en un excelente estado de conservación. Con la evolución de su tecnología se han mejorado las propiedades de sus productos derivados, han surgido nuevos productos que han ampliado su campo de aplicación y se han complementado con otras materias primas para mejorar sus prestaciones.

En el caso de otros materiales de construcción, como son el acero y el hormigón, son habituales las medidas de protección frente a agresiones externas por lo que no nos debe extrañar la protección de la madera cuando las condiciones lo requieran.

Los distintos métodos de tratamiento y la calidad de estos protectores aseguran una gran durabilidad, protegiendo del ataque de hongos e insectos, así como de los agentes atmosféricos, viento, agua, temperatura, sol o variaciones de humedad.

Con respecto al comportamiento frente al fuego, las estructuras de madera tratada presentan mejor comportamiento que las de acero, debido principalmente a su baja conductividad térmica, que hace que la temperatura exterior no llegue rápidamente al interior. Además, la carbonización superficial retrasa el efecto de la combustión y, por otra parte, la dilatación térmica de la madera es prácticamente despreciable.

Aunque la madera, en principio, es un elemento de construcción más caro que el hormigón y el acero ofrece un tipo de diseño, una estética y una calidez que no ofrecen esos otros materiales.

La estructura de la madera está compuesta principalmente por células largas y esbeltas llamadas fibras. Estas células tienen una forma tubular hueca, cuya longitud sigue la dirección longitudinal del tronco (para el transporte de agua y nutrientes durante su crecimiento). Esto proporciona a las piezas cortadas de madera una característica que se conoce con el nombre de veta; esta se dirige a lo largo de las piezas cortadas de madera. Esto a su vez suministra una referencia para observar diferentes acciones estructurales relacionadas con la veta; es decir si son paralelas a la veta, perpendiculares a la veta u oblicuas a la misma.

Los componentes principales de la madera son los siguientes:

- La celulosa, arrollada helicoidalmente en la pared tubular, con una resistencia a la tracción de 10.000 k/cm2 (superior a la del acero).

- La lignina, que constituye la masa de la pared tubular, actuando como aglomerante de la celulosa, con una resistencia a la compresión de 2.400 k/cm2 (superior a la del hormigón). El origen orgánico de la madera la hace susceptible de ser degradada por organismos xilófagos. Este hecho permite considerarla como un material naturalmente biodegradable. Sin embargo, para la actuación de la mayoría de estos organismos xilófagos, se requieren contenidos de humedad o situaciones que no son frecuentes en una construcción bien concebida y mantenida.

Las técnicas de tratamiento y los productos protectores de la madera permiten en la actualidad evitar los riesgos de ataque en las situaciones comprometidas. La protección de los materiales de construcción frente a la agresión del medio (tratamiento contra la corrosión del acero, anodizado del aluminio, recubrimientos mínimos en el hormigón armado, etc.), son procedimientos asumidos por la práctica. Sería por tanto injusto pretender utilizar la madera sin ninguna protección, si las condiciones de utilización lo requieren.

La madera es un material combustible a temperaturas relativamente bajas. Este fenómeno, evidente para cualquier persona, crea una desconfianza, generalmente poco meditada, hacia su utilización en la construcción.

Las causas de los incendios no se encuentran generalmente en los materiales estructurales (incluida la madera), sino en los elementos de carácter decorativo, revestimientos, mobiliario, instalaciones hacia las cuales no siempre se mantiene la misma desconfianza. En el caso de la madera existen razones que permiten un buen comportamiento ante el fuego, en una situación de incendio:

• La baja conductividad térmica hace que la temperatura exterior no llegue rápidamente al interior.
• La carbonización superficial, con una conductividad térmica inferior, aumenta el efecto anterior.
• La dilatación térmica es despreciable.
• Los gases de la combustión no son tóxicos

De esta forma es fácil conseguir tiempos elevados de estabilidad al fuego para los elementos estructurales, con el fin de permitir la evacuación del edificio o la extinción del incendio.

La tecnología de la madera laminada, la madera microlaminada y los productos prefabricados de composición mixta, se orientan hacia una especialización y optimización cada vez mayores.

FUENTE: https://www.cuevadelcivil.com/2010/07/estructuras-de-madera-introdu...