PROPIEDADES DE LA MADERA - CIS-Madeira · 20 Usos históricos Lógicamente, las primeras...

12
PROPIEDADES DE LA MADERA

Transcript of PROPIEDADES DE LA MADERA - CIS-Madeira · 20 Usos históricos Lógicamente, las primeras...

Page 1: PROPIEDADES DE LA MADERA - CIS-Madeira · 20 Usos históricos Lógicamente, las primeras referencias históricas sobre las aplicaciones y propiedades de la madera de eucalipto blanco

PROPIEDADES DE LA MADERA

Page 2: PROPIEDADES DE LA MADERA - CIS-Madeira · 20 Usos históricos Lógicamente, las primeras referencias históricas sobre las aplicaciones y propiedades de la madera de eucalipto blanco

20Usos históricosLógicamente, las primeras referenciashistóricas sobre las aplicaciones ypropiedades de la madera de eucaliptoblanco aparecen vinculadas a su lugarde origen.

En el año 1803, los británicosestablecen una colonia penal enTasmania y fundan la ciudad de Hobartcomo capital del estado que pasa aconvertirse en un importante centro deconstrucción naval y puerto ballenero.

Con la llegada de los primeroscolonos a Australia se inicia la búsquedade maderas alternativas a las empleadashabitualmente en Europa y la madera deeucalipto blanco no tarda en conseguiruna gran reputación por sus propiedadesmecánicas y su durabilidad. Entre susprincipales empleos se señalan laconstrucción de puentes, apeas deminas, construcción civil y naval, travie-sas de ferrocarril y pilotes de muelles yembarcaderos.

En los informes del Consejo deCarruajes de Victoria aparece señaladacomo una de las cuatro principalesmaderas coloniales y se la considera

muy adecuada para aplicaciones comopostes, pilares, mangos de herramientas,ejes de carruajes, listones de camas,hachas, picos, azadones, horcas,arados, ejes de ruedas, barandillas,postes telegráficos, entablados depuentes y embarcaderos, etc.

En otro informe oficial de Tasmania sedescribe a la madera de eucalipto blancocomo densa y dura, muy durable y conuna elevada aptitud al pulimento. Se laconsidera más resistente que el robleinglés, por lo que puede emplearse de

forma ventajosa en todas aquellasaplicaciones en las que éste se emplee;por ejemplo, en construcción naval,embarcaderos, puentes, estructuras deviviendas, vagones, carros, arados y entodo tipo de aperos y herramientasagrícolas.

Sin embargo, a medida que lasaplicaciones de la madera de eucaliptoblanco comienzan a desarrollarse notardan en surgir las primeras controversiasy prejuicios sobre su empleo.

Frente a estas críticas, ya en el año

1865 se retira una viga de esta maderainstalada en el palacio de Justicia deHobart y que había permanecido durante45 años puesta en servicio. Los técnicosque la examinan declaran que la maderaestá en un estado tan perfecto queparece recién cortada.

En nuevos documentos oficialesdatados en 1895 puede leerse la opiniónde C.S Perrin, el responsable de bosquesdel estado de Victoria: «soy conscientede que existe un prejuicio contra elempleo de la madera de eucaliptoblanco y, a este respecto, estoy conven-cido de que se ha producido un error. Mifirme opinión, una vez estudiados losmagníficos muelles de Hobart y otrasconstrucciones de Tasmania en las quese ha empleado eucalipto blanco deprimera calidad, es que disponemos enVictoria y Tasmania de una madera deenorme valor para numerosas aplicacio-nes como entablados, construcción civil,postes y pilotes, etc».

En su informe, Perrin considera quelos prejuicios existentes contra la maderade eucalipto blanco se fundamentan endos razones; por un lado la falsificación ala que ha sido sometida esta madera en

propiedadesde la madera

Page 3: PROPIEDADES DE LA MADERA - CIS-Madeira · 20 Usos históricos Lógicamente, las primeras referencias históricas sobre las aplicaciones y propiedades de la madera de eucalipto blanco

[E]

21ciertos trabajos marinos de importancia y,por otro, el empleo de madera deeucalipto blanco procedente de árbolesjóvenes y, por lo tanto, de una calidadinferior

Por otro lado, se insiste en que esnecesario seleccionar la madera deeucalipto blanco, trabajando con lamadera procedente de árboles de ciertaedad y rechazando la madera de alburay la procedente del centro del tronco,cuya durabilidad es muy inferior.

En la Eurorregión Galicia-Norte dePortugal, la situación es muy similar a ladescrita. La madera de eucalipto blancoestablece rápidamente una sólidareputación entre los constructoresnavales y los carpinteros de ribera que lasiguen empleando hasta hoy, con otrasaplicaciones marinas como losentramados de las mejilloneras (bateas)o las nasas para la captura de marisco.

Los principales usos de la maderasiguen un extraordinario paralelismo conlas desarrolladas en Australia y comienzaa aplicarse el eucalipto en construccióncivil, entablados, mangos de herramien-tas, apeas de mina, carretería, etc.

Durante mucho tiempo la industria de

la madera del eucalipto en la Eurorregióntiene una fuerte componente artesanal.Los árboles de cierta edad son seleccio-nados en el monte y, al igual que enAustralia, se les practica una herida(anillado) antes de su corta, la maderaes clasificada cuidadosamente elimi-nando la albura y la parte central de latroza y, posteriormente, se sierra y secacon tecnologías rudimentarias peroimaginativas.

De nuevo, las aplicaciones deleucalipto suscitan al mismo tiempoadmiración y prejuicios y, al igual que enAustralia, existen documentos quepermiten definir y aclarar la situación.

D. Vicente Pardo de Lama realiza enel año 1870 varias plantaciones enGalicia de diversas especies de euca-lipto. Posteriormente, en un artículopublicado en 1921 por su nieto, D.Federico Maciñeira, puedeleerse…«aunque de todos es bienconocida la variedad globulus por lopropagada que universalmente sehalla, no estará de más decir algo sobresu buena madera, que se han empe-ñado en desacreditar quienes lautilizaron antes de tiempo en unos

Page 4: PROPIEDADES DE LA MADERA - CIS-Madeira · 20 Usos históricos Lógicamente, las primeras referencias históricas sobre las aplicaciones y propiedades de la madera de eucalipto blanco

22

casos y sin acertar a beneficiarladebidamente en otros»… «si los árbolesexceden de cuarenta años de edad ypara beneficiarlos se les desangraoportunamente, cortándolos luego enestación apropiada y se le sabe aserrarinteligentemente, dándoles el primer hilopor el corazón, dejando después respirarla madera perfectamente acondiciona-da al abrigo, esta no sufre deformacio-nes. Tratada así reúne excelentescondiciones, superando a todas las delpaís por su gran elasticidad y dureza».

De aquella época quedan todavía enpie estructuras y pavimentos en perfectoestado con edades superiores a los 80años.

Desde el inicio de sus aplicacioneshace unos 200 años, los técnicos quehan examinado la madera de eucaliptoblanco coinciden al afirmar que se tratade una madera con unas propiedadesmecánicas excelentes y, por lo tanto, deelevado valor para numerosas aplicacio-nes.

En todos los casos, se insiste en lanecesidad de trabajar con madera deuna cierta edad y evitar la parte centralde la troza para homogeneizar yoptimizar sus propiedades.

En la actualidad, es de esperar que ladisponibilidad de tecnologías apropiadaspara su procesamiento, permita derrum-bar mitos y tópicos pasados y alcanzarel reconocimiento que la madera deeucalipto blanco merece.

Propiedades de lamaderaLa caracterización de las propiedadesde una especie de madera proporcionainformación sobre su procesado a lasindustrias transformadoras y permitedefinir sus mercados potenciales.

El conjunto de células especializadasque constituyen la madera es el resulta-do de un material perfectamenteadaptado para satisfacer las necesida-des vitales del árbol. Estas necesidades

pueden resumirse en la circulación yalmacenamiento de los nutrientes quenecesita para su desarrollo y en unosrequerimientos estructurales que lepermitan soportar diversos esfuerzosmecánicos (flexión originada por elviento, compresión que provoca supeso propio, etc.).

Desde un punto de vista comerciales habitual presentar valores únicos paracada propiedad. No obstante, al valorarlas cifras, es importante tener en cuentaque éstas sufren importantes variacio-nes tanto por influencias externas comopor las peculiaridades internas de laanatomía de sus células.

Por un lado, la madera de cualquierespecie forestal presentará característi-cas distintas de acuerdo con la calidadde la estación donde esté situada, laselvicultura aplicada, etc. Además,dentro de un mismo árbol las propieda-des de su madera varían considerable-mente tanto a lo largo del eje del troncocomo, dentro de una misma sección,en sentido radial.

Cada año el tejido del cambium,situado en la periferia del tronco, generaun nuevo conjunto de células hacia el

Page 5: PROPIEDADES DE LA MADERA - CIS-Madeira · 20 Usos históricos Lógicamente, las primeras referencias históricas sobre las aplicaciones y propiedades de la madera de eucalipto blanco

[E]

23interior del tronco que da lugar a un anillode crecimiento.

Los nuevos anillos formados porcélulas jóvenes forman la madera dealbura. Con el paso de los años, estosanillos van desplazándose hacia elinterior del tronco (como consecuenciade la formación de nuevos anillosanuales en la periferia) y las células quelos forman sufren un proceso físico-químico mediante el cual la madera dealbura se transforma en duramen.

En esencia, este proceso hace quediversos elementos anatómicos vayanreduciendo gradualmente su funciónconductora, adquiriendo un papelmayoritariamente estructural.

Además, los árboles presentanmadera juvenil que es la producida por elárbol durante sus primeros años decrecimiento. Esta madera se sitúa en elcentro del tronco y presenta una densi-dad reducida y propiedades mecánicasinferiores a las de la madera normal, asícomo una mayor hinchazón y merma enla dirección longitudinal.

La madera juvenil es difícilmenteobservable a simple vista y se presentaen el interior del tronco. Por este motivo,

en árboles jóvenes de crecimientorápido, en que existe una alta proporciónde madera juvenil, puede ocurrir quemadera localizada en la zona deduramen tenga características mecáni-cas inferiores a la albura.

En todos los casos, la actuación delhombre a través de la selvicultura y lamejora genética permite incidir en laspropiedades de cualquier especie demadera para adaptarlas a los requeri-mientos de la industria transformadora ylas exigencias del mercado.

AnatomíaEl color de la madera de albura de eucalip-to blanco es blanco grisáceo o cremapálido y el del duramen varía entre elcanela al marrón rojizo o marrón amarilloclaro. La textura de su madera es homo-génea, el grano medio y la fibra presentatendencia a virar y entrecruzarse.

La madera puede presentar anillosanuales y también estacionales. Losanillos anuales son anchos y difíciles deidentificar, por lo que no suelen constituirun buen criterio para conocer la edaddel árbol.

Page 6: PROPIEDADES DE LA MADERA - CIS-Madeira · 20 Usos históricos Lógicamente, las primeras referencias históricas sobre las aplicaciones y propiedades de la madera de eucalipto blanco

24

Tabla 1 Composición química de diferentes especies de madera

MaderaMaderaMaderaMaderaMadera CelulosaCelulosaCelulosaCelulosaCelulosa HemicelulosasHemicelulosasHemicelulosasHemicelulosasHemicelulosas LigninaLigninaLigninaLigninaLignina

Pinus radiata 42 - 50 24 - 27 20

Populus tremuloides 45 - 48 23 - 24 17 - 21

Eucalyptus globulus 42,3 - 54,0 16 - 36,6 17,9 - 23,3

Desde el punto de vista de suestructura, la madera está formadabásicamente por células alargadas yhuecas que, normalmente, se orientansiguiendo el eje del árbol.

Las fibras constituyen los elemen-tos más numerosos con un porcentajedel 50% sobre todos los elementosanatómicos. En el caso del eucaliptoson de tipo libriforme y forma poligonal.El grosor medio de las paredes oscilaentre 4-6 µm y el diámetro máximo delespacio intercelular (lumen) entre 10 y12 µm.

Los vasos del eucalipto son poconumerosos (8-10/mm2), de distribucióndifusa y aislada, y con un diámetromáximo oscilando entre 150 y 170 µm .Los radios leñosos son finos y numero-sos (12-14/mm). Normalmente sonuniseriados y suponen un 14% aproxi-madamente del porcentaje total deelementos anatómicos.

El parénquima es del tipoparatraqueal vasicéntrico, aliforme oconfluente, y representa un 16% aproxi-madamente de los elementos anatómi-cos.

Composición químicaLas principales fracciones químicas queforman cualquier especie de madera sonla celulosa, la hemicelulosa y la lignina,cada una de las cuales posee caracterís-ticas propias.

La celulosa constituye aproximada-mente el 50% de la masa anhidra de lamadera. Es un polímero compuesto porentre 500 y 15000 unidades de β-D-glucosa. Las cadenas de celulosa seenlazan entre sí mediante puentes dehidrógeno y, a su vez, se agrupanconstituyendo las denominadas

microfibrillas que confieren a la maderasu elevada rigidez y se encuentranembebidas en una matriz formada porhemicelulosas y lignina.

Las hemicelulosas constituyenaproximadamente la quinta parte de lamasa anhidra de la madera. Sonheteropolímeros constituidos por unpequeño grupos de azúcares (xilosa,arabinosa, etc.) y de algunos de susderivados (ácidos urónicos, etc.). Sufunción dentro de la célula es la de uniónentre las microfibrillas celulósicas y lalignina.

La lignina constituye aproximadamen-

te el 25% de la masa anhidra de lamadera. Es un polímero tridimensionalcompuesto por unidades defenilpropano, unidas entre sí medianteenlaces carbono-carbono ó enlaces detipo éter. Es la sustancia encargada de lacohesión de las células, reforzándolasmecánicamente, proporcionándoleselasticidad y protegiéndolas de laspérdidas de agua (debido a suhidrofobicidad) y de ataques de agentesxilófagos.

La composición química media de lamadera de Eucalyptus globulus semuestra en la tabla 1, en la que secompara con la composición de otras 2maderas de crecimiento rápido; unaconífera (Pinus radiata) y una frondosa(Populus tremuloides).

A su vez, la tabla 2 muestra la varia-ción de la composición química de lasdiferentes partes de un eucalipto blancocon una edad comprendida entre 11 y14 años.

De forma general, la corteza destacapor su elevado contenido de cenizas yextractos junto con un reducido conteni-do en hemicelulosas. Las ramas presen-tan un elevado contenido de cenizas yextractos, acompañado de un reducidocontenido en celulosa.

Sin embargo, la mayor variabilidad encuanto a la composición química seencuentra al comparar las composicio-nes de madera de distintas proceden-cias, especialmente en lo referido alporcentaje de celulosa.

Tabla 2. Composición química media de las diferentes partes de un eucalipto

Fracción químicaFracción químicaFracción químicaFracción químicaFracción química TTTTTroncoroncoroncoroncoronco CortezaCortezaCortezaCortezaCorteza CopaCopaCopaCopaCopa***** RamasRamasRamasRamasRamas**********

Celulosa 52,8 ± 2,0 53,1 ± 2,7 53,6 ± 1,5 40,1 ±1,3

Hemicelulosas 16,0 ± 2,0 12,0 ± 4,2 17,5 ± 1,2 17,8 ± 1,9

Lignina 19,3 ± 0,7 18,8 ± 1,9 19,4 ± 0,9 21,5 ± 0,9

Extractos 4,9 ± 1,0 12 ± 3,5 3,7 ± 0,6 18,5 ± 2,4

Cenizas 0,54 ± 0,09 3,37 ± 0,64 1,41 ± 0,57 2,97 ± 0,40Fuente: Pereira, H. (1988) *Copa: Madera cuyo tronco no supera 6 cm de diámetro (incluida la corteza)**Ramas: incluida la corteza

Page 7: PROPIEDADES DE LA MADERA - CIS-Madeira · 20 Usos históricos Lógicamente, las primeras referencias históricas sobre las aplicaciones y propiedades de la madera de eucalipto blanco

[E]

25Caracterización de lamadera de eucaliptoDurante el Proyecto CRAFT FAIR 98-9579 se estudiaron las principalespropiedades de la madera de eucaliptoprocedente de seis parcelas de Galicia,con edades comprendidas entre los 23y 35 años.

Las propiedades estudiadas fueronel peso específico, la dureza Monnin, elpunto de saturación de la fibra, loscoeficientes de contracción radiales ytangenciales, la resistencia a la flexión, laresistencia a la compresión y el módulode elasticidad.

El peso específico es el parámetromás importante para caracterizarcualquier especie de madera. A menu-do, esta propiedad está bien relacionadacon las principales propiedades físicas ymecánicas así como con otras caracte-rísticas de la madera como sudurabilidad natural, impregnabilidad, etc.

La dureza Monnin es una propiedadde referencia para conocer latrabajabilidad de la madera y debeconsiderarse para cualquier utilización

en que la madera esté sometida aimpactos (pavimentos de madera, etc ).

El valor del punto de saturación de lafibra corresponde con el contenido dehumedad de la madera a partir del cualsu secado se produce con variacionesdimensionales (hinchazón y merma).Esta propiedad proporciona informaciónsobre los posibles riesgos durante elsecado y el valor de las contraccionestotales que experimentará la madera.

Los coeficientes de contracciónradiales y tangenciales permiten estimarlos problemas que pueden originarsedurante el secado y los posterioresmovimientos de la madera una vezpuesta en servicio. La diferencia entreestas dos propiedades se considera unode los mejores parámetros para calificarel grado de estabilidad de una especiede madera.

Las resistencias a la flexión y compre-

sión y el módulo de elasticidad, son laspropiedades básicas para realizar elcálculo estructural de elementos demadera sometidos a esfuerzos mecáni-cos.

El valor medio de los resultadosobtenidos en la caracterización de laspropiedades de la madera de Eucalyptusglobulus se detalla en la tabla 3.

Un primer análisis de los resultadosresalta las características mecánicas dela madera de eucalipto cuyas propieda-des se clasifican como elevadas entodos los casos. Es también importanteseñalar que los valores elevados delpunto de saturación de la fibra y de loscoeficientes de contracción adviertenacerca de la necesidad de realizar unsecado cuidadoso y una adecuadapuesta en servicio.

Estos resultados globales enmasca-

ran grandes diferencias entre los valoresde las distintas parcelas y, a su vez, entreárboles procedentes de una mismaparcela.

Estas diferencias pueden explicarse,sobre todo, considerando la influenciade la edad. Las parcelas más jóvenespresentan los valores más reducidos ydispersos para casi todas propiedades,coincidiendo este resultado con losencontrados en otros proyectos conespecies de crecimiento rápido. Estacaracterística se debe a que los árbolesmás jóvenes tienen una mayor propor-ción de madera juvenil caracterizada porunas propiedades mecánicas inferioresy una mayor variabilidad de los resulta-dos.

A este respecto, la evolución de laspropiedades de la madera procedentede la parcela más joven (23 años) y lasde mayor edad (35 años) es espectacu-lar. En tan sólo doce años, las propieda-des muestran una enorme evolucióndurante la que, como media, los valoresde las propiedades mecánicas seincrementan en un 35%, la densidad enun 30%, y los coeficientes de contrac-ción en un 35%.

Tabla 3. Principales propiedades fisico-mecánicas de la madera de Eucalyptus globulus

PROPIEDADESPROPIEDADESPROPIEDADESPROPIEDADESPROPIEDADES MediaMediaMediaMediaMedia RangoRangoRangoRangoRango Coef. de variaciónCoef. de variaciónCoef. de variaciónCoef. de variaciónCoef. de variación ResultadoResultadoResultadoResultadoResultado

Peso específico 0.76 0.42 - 1.07 11% a 20% Medio

Dureza 6.0 3 - 10.1 22% a 28% Medio-Alto

Contracción radial total (%) 7.5 2.9 - 11.6 13% a 30% Alto

Contracción tangencial total (%) 13.8 6.9 - 20 8% a 27% Alto

Punto de saturación de la fibra (%) 37 27 - 53 5% a 14% Alto

Módulo de elasticidad (Mpa) 20580 6500 - 33000 17% a 31% Alto

Resistencia a la compresión (Mpa) 71 39 - 107 12% a 20% Alto

Resistencia a la flexión (Mpa) 130 48 - 181 12% a 23% Alto

Fuente: CIS-Madera/CIRAD-Fôret

Page 8: PROPIEDADES DE LA MADERA - CIS-Madeira · 20 Usos históricos Lógicamente, las primeras referencias históricas sobre las aplicaciones y propiedades de la madera de eucalipto blanco

260,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

0 5 10 1 2 2Di t i l éd l ( )

Peso

esp

ecífi

co

A

B

La figura 1 permite comparar losvalores de las propiedades de la maderade eucalipto blanco de 35 años deedad, con los valores estándar defrondosas europeas como el haya yroble.

Relación entre propiedadesEl conocimiento de las relacionesexistentes entre las distintas propiedadesde cualquier especie de madera permitesimplificar el número de ensayos necesa-rios para caracterizar la madera dedistintas procedencias.

En el caso del eucalipto blanco, elpeso específico está bien relacionadocon casi todas las propiedades a excep-ción del punto de saturación de la fibra. Apartir del conocimiento de esta propie-dad, muy fácil de determinar, es posibleobtener una información fiable sobre elcomportamiento mecánico de la maderade cualquier origen y una estimaciónsobre su nivel de contracciones.

A su vez, las tres propiedadesmecánicas (módulo de elasticidad,resistencia a la flexión y resistencia a lacompresión) están bien correlacionadasentre sí, en particular el módulo deelasticidad y la resistencia a la flexión.

Figura 2. Evolución del peso específico a lo largo del radio del tronco deeucalipto

Figura 1. Comparación entre las propiedades de referencia de la madera deeucalpto, roble y haya

Variación entre propiedades ensentido radialEn todos los casos, las propiedades (aexcepción del punto de saturación de lafibra) presentan una fuerte tendencia avariar en el sentido radial,incrementándose de forma más omenos acusada desde la médula yhacia la corteza.

Esta tendencia está directamenterelacionada con la mayor o menorpresencia de madera juvenil y tiene unagran importancia, al influir sobre propieda-des como el módulo de elasticidad y loscoeficientes de contracción (puedenvariar en una proporción de 1 a 3), y elpeso específico o la resistencia a laflexión (desde 1 a más de 2).

En las proximidades de la médula, lavariación de las propiedades se haceexponencial. Este hecho justifica laselección de los despieces, evitandoemplear la parte central de la troza enproductos de calidad.

La figura 2 representa la evolución delpeso específico a lo largo del radio.Como ejemplo, se muestra su influenciaen dos tablas de despiece radial y 75mm de anchura.

En el caso de la tabla A, obtenida enlas proximidades de la médula, el valordel peso específico puede oscilar hastaun 25% dentro de una misma tabla yesa variación producirá problemasdurante el secado y la puesta en serviciode la madera. Sin embargo, en el casode la tabla B la variación del pesoespecífico es tan sólo de un 10% a lolargo de su anchura lo que permitiráelaborar un producto homogéneo yestable.

5 10 15 20 25Distancia a la médula (mm)

0

Page 9: PROPIEDADES DE LA MADERA - CIS-Madeira · 20 Usos históricos Lógicamente, las primeras referencias históricas sobre las aplicaciones y propiedades de la madera de eucalipto blanco

[E]

27

Por ello la determinación del módulo deelasticidad (fácil y rápida de llevar a cabomediante métodos acústicos) podría sersuficiente para conocer el comporta-miento mecánico de las muestrasensayadas.

Los coeficientes de contracción y elpunto de saturación de la fibra no estánbien correlacionados entre sí, debiendodeterminarse de forma simultánea si sedesea caracterizar el nivel de “estabili-dad” de una procedencia de madera.

Aplicaciones estructuralesDesde el inicio de sus aplicaciones, lamadera de eucalipto blanco ha destaca-do por los elevados valores de suspropiedades mecánicas, empleándosetradicionalmente en forma de rollizos ovigas para construcción civil y aplicacio-nes navales.

Desde un punto de vista comercial,dada la dificultad de secar industrialmen-te madera de una escuadría elevada,parece razonable orientar las aplicacio-nes estructurales de la madera deeucalipto, en el empleo de vigas o perfilesde madera laminada encolada.

En el marco del Proyecto INTERREGse realizaron varios ensayos a perfiles demadera laminada de eucalipto blanco,con el fin de determinar su módulo deelasticidad y resistencia característica a laflexión. Los ensayos fueron realizados porla Asociación de Investigación Técnicade las Industrias de la Madera y el Corcho(AITIM).

El material de ensayo fueron 45perfiles de madera laminada encoladacon una escuadría de 72x 86 mm,formados por la unión de tres láminas de24x86 mm de sección. Del total de 45perfiles, 35 estaban formados por la uniónencolada de las tres láminas y en 10 deellos, la lámina central a su vez conteníaempalmes por unión dentada múltiple(«finger joint»).

Los ensayos se realizaron conforme ala norma UNE EN 408 «Estructuras demadera. Madera aserrada y madera

laminada encolada para uso estructural.Determinación de algunas propiedadesfísicas y mecánicas».

La norma UNE EN 408 se encuentraactualmente en proceso de revisiónestando previsto una modificación delmétodo para determinar el módulo deelasticidad (prEN 408:2000 «TimberStructures - Structural Timber and GlueLaminated Timber - Determination ofsome physical and mechanicalproperties»). Por este motivo se hanrealizado ensayos con ambos procedi-mientos.

Los valores característicos correspon-dientes al 5º percentil han sido calcula-dos conforme al borrador de norma ENTC 124 «Structural Timber. Calculation ofcharacteristic 5 percentiles value»,considerando un nivel de confianza del84,1%.

Los resultados obtenidos se resumenen la tabla 4.

Tabla 4. Propiedades mecánicas de perfiles de madera laminada de Eucalyptus globulusde 72 x 86 mm de sección

PropiedadesPropiedadesPropiedadesPropiedadesPropiedades VVVVValores mediosalores mediosalores mediosalores mediosalores medios VVVVValores característicos (5º percentil)alores característicos (5º percentil)alores característicos (5º percentil)alores característicos (5º percentil)alores característicos (5º percentil)mecánicas mecánicas mecánicas mecánicas mecánicas en N/mm2 Lote A Lote B Lote A Lote C

(sin finger-joint) (con finger-joint) (sin finger-joint) (todas las probetas)

Resistencia a flexión 125,3 103,4 101,5 93,4

Módulo de elasticidad 22.731 21.380 16.067 16.468

(UNE EN 408)

Módulo de elasticidad 20.339 21.219 15.798 16.150

(pr EN 408)

Nota: Los valores característicos correspondientes al 5º percentil han sido calculados según el borrador denorma EN TC 124 considerando un nivel de confianza del 84,1%

Page 10: PROPIEDADES DE LA MADERA - CIS-Madeira · 20 Usos históricos Lógicamente, las primeras referencias históricas sobre las aplicaciones y propiedades de la madera de eucalipto blanco

28

Como se esperaba, las propiedadesmecánicas del eucalipto blanco sonexcepcionales con valores comprendi-dos entre 93 y 101 N/mm2 para laresistencia característica a la flexión y unvalor medio de 20.200 N/mm2 para elmódulo de elasticidad.

La resistencia media de las probetasque presentan empalmes en la láminacentral es un 82% de la resistencia delas probetas sin empalme. En elmódulo de elasticidad su influencia esmuy pequeña, prácticamente despre-ciable.

Para la consideración en el cálculode estructuras de acuerdo con elplanteamiento del Eurocódigo 5, laresistencia característica de los perfilesdebe referirse a un canto de 150 mmpara la madera aserrada. En este caso

el valor obtenido en el conjunto de losperfiles de madera laminada con uncanto de 86 mm debe dividirse por unfactor de 1,117 con lo que obtendríamosuna resistencia característica a la flexiónde 83 N/mm2.

Como dato comparativo de laspropiedades del material de ensayado,,,,,la mayor clase resistente de frondosasque se incluye en la norma UNE EN 338«Madera estructural. Clases resistentes»es la D70, con una resistencia caracte-rística a la flexión de 70 N/mm2 y unmódulo de elasticidad medio de 20.000N/mm2.

La figura 3 compara los resultadosobtenidos en los ensayos de los perfilesde madera laminada de eucalipto conlos valores de las clases resistentes demadera aserrada de coníferas más

empleados en construcción (C-18 y C-24) y una de las clases más habitualesde madera aserrada de frondosas (D-40).

Flexión dinámicaLa flexión dinámica permite valorar laaptitud de una madera en todas aque-llas aplicaciones en que ésta es solicita-da a impactos de duración reducida.Ejemplos de estas aplicaciones sonnumerosos usos tradicionales deleucalipto blanco como los mangos demadera para herramientas de percusión(martillos, hachas, azuelas, azadas, etc).

Por este motivo se ensayaron en elCIS-Madera un total de 100 probetas demadera de eucalipto conforme a lanorma UNE 56.536-77 «Característicasfísico mecánicas de la madera: determi-

nación de la resistencia a la flexióndinámica»

Las probetas tienen forma de prismacuadrangular de 20 mm de lado y 300mm de longitud y se colocan centradasentre dos apoyos separados unos 240mm. La carga se aplica mediante unmartillo cilíndrico que cae desde unmetro de altura y provoca la rotura de laprobeta.

La resistencia de la madera a laflexión dinámica se mide por el trabajo(T) absorbido por la probeta y losresultados se expresan mediante elcoeficiente de resiliencia K.

K = T/S

FIgura 3. Comparación entre las propiedades mecánicas de distintos productos

0,6 0,8 1,0 1,2 1, 1, 1,0

5

10

15

20

25

30 N = 100 Media = 1,04 Desviación estándar = 0,28

Resistencia a la flexión dinámica, kg.m/cm2

Núm

ero

de re

sulta

dos

Figura 4. Distribución de los resultados del ensayo de flexión dinámica

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

C18 C24 D40 EUCALIPTO

Flexión (N/mm2)

Módulo de elasticidad Medio (N/mm2)x1000

Page 11: PROPIEDADES DE LA MADERA - CIS-Madeira · 20 Usos históricos Lógicamente, las primeras referencias históricas sobre las aplicaciones y propiedades de la madera de eucalipto blanco

[E]

29

K = Coeficiente de resiliencia en Kgm/cm2

T = Trabajo absorvido por la probeta enKgmS = Area de la sección central de laprobeta en cm2

En el caso del eucalipto blanco, el valormedio del coeficiente de resiliencia es de1,04 (ver figura 4) lo que según la normaUNE 56.540-78 «Características físicomecánicas de la madera: Interpretaciónde los resultados de los ensayos» secorresponde con una alta resistencia dela madera a la flexión dinámica y, enconsecuencia, una óptima calidad de lamadera para todas aquellas aplicacionesen las que esta propiedad sea importan-te.

ConclusionesEl estudio de la madera procedente deeucaliptos blancos de diferentes edadesha puesto de manifiesto la importanciade este factor en las propiedades de lamadera. La madera juvenil se caracteri-za por poseer unas propiedades físicas ymecánicas inferiores así como por unaimportante dispersión de los valores delas propiedades dentro de cada árbol.

A su vez, se observa una importanteprogresión de las propiedades ensentido radial, que evoluciona a medidaque el árbol envejece, siendo la diferen-cia más acusada en las proximidadesde la médula. Por este motivo, al igualque ocurre con especies como el haya,es necesario destinar a diferentesaplicaciones las distintas áreas deltronco de un eucalipto, para absorber lavariación entre propiedades que existeen sentido radial y conseguir productosfinales con propiedades homogéneas yadecuadas a cada aplicación.

Page 12: PROPIEDADES DE LA MADERA - CIS-Madeira · 20 Usos históricos Lógicamente, las primeras referencias históricas sobre las aplicaciones y propiedades de la madera de eucalipto blanco

30Esta dispersión disminuye con la

edad, a consecuencia de la formaciónde madera madura y la estabilización dela estructura de las fibras. De acuerdo alos resultados obtenidos en Galicia, elintervalo de edad a partir del cual lamadera de E. globulus puede comenzara considerarse madura y con unaspropiedades uniformes puede situarseen torno a los 30-35 años dependiendodel tratamiento selvícola aplicado.

A partir de esta edad las propiedadesmecánicas de la madera de E. globulusse revelan excepcionales y muy superio-res a las de otras frondosas europeascomo el roble. Estas propiedades,unidas al valor de la densidad y durezade la madera, le abren importantesposibilidades en numerosas aplicacio-nes relacionadas con la carpintería, elmobiliario y la construcción.

Otras propiedades como la flexióndinámica son también elevadas,confirmando la aptitud de la maderaante todas aquellas aplicaciones en queesté sometida a impactos, comopueden ser los mangos de numerososaperos y herramientas agrícolas, debricolaje, etc.

En cuanto a la estabilidad de lamadera, si se seleccionan los despiecespara trabajar con madera de orientaciónradial, y se realiza una puesta en serviciode la madera con un adecuado conteni-do de humedad, la estabilidad dimensio-nal del eucalipto puede considerarsesimilar a la del haya, posiblemente, lafrondosa europea más empleada encarpintería y mobiliario.

BibliografíaGUINDEO, A.; GARCÍA, L.; PERAZA, F.; ARRIAGA,F.; KASNER, C.; MEDINA, G.; DE PALACIOS, P.;TOUZA, M. 1997. “Especies de maderapara carpintería, construcción y mobilia-rio”. Ed. AITIM, Madrid.

HOLZAPPLE. 1993. “Hemicelluloses”.Encyclopaedia of food science, foodtechnology and nutrition. Ed. AcademicPress, Londres.

MAIDEN, J.H. 1924. “Forest Flora of NewSouth Wales”. Sydney, Australia.

MCGINNIS, G.D.; SHAFIZADEH, F. 1990.“Celulosa y hemicelulosa”. Pulpa y papel.Química y tecnología Química. Ed. Wiley& Sons, Inc., México D.F.

MONTOYA, J.M. 1995. “El eucalipto”. Ed.Mundi-Prensa. Madrid.

PERAZA, F. 1995. “Estudio del procesadodel eucalipto para su utilización comomadera sólida”. Boletín de informacióntécnica de AITIM, 175.

PEREIRA, H. 1988. “Variability in thechemical composition of plantationeucalypts (Eucalyptus globulus Labill.)”.Wood and Fiber Science 20(1).

SJÖSTRÖM, E. 1993. “Wood chemistry.Fundamentals and applications”. Ed.Academic Press, San Diego.

TOUZA, M. 1997. “Posibilidades de transfor-mación de la madera de eucaliptoblanco”. Revista del Centro de Innova-ción y Servicios Tecnológicos de laMadera, 0.

TOUZA, M. 2001. “Proyecto FAIR CT 98-9579: Proyecto de investigación sobresistemas de aserrado adecuados paraprocesar Eucalyptus globulus contensiones de crecimiento”. Revista delCentro de Innovación y Servicios Tecno-lógicos de la Madera, 6.