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sábado, 2 de octubre de 2010

POTENCIAL DE LA MADERA LAMINADA EN COLOMBIA

La Madera Laminada es un material versátil, que se forma con piezas de madera, unidas con adhesivo, por sus extremos y caras, de manera tal que las fibras queden paralelas al eje del elemento. De esta forma se pueden obtener elementos, que no están limitados en cuanto a su sección transversal, longitud o forma. Por razones de secado y economía, fundamentalmente , se ha llegado a la conclusión de que el espesor de las láminas no debe ser inferior a 19 mm ni sobrepasar los 50 mm. Si las láminas son paralelas al plano de flexión del elemento, se dice que la laminación es "horizontal" y cuando estas son normales al plano neutro de flexión se dice que la laminación es "vertical.

Durante muchos años la laminación fue utilizada en la fabricación de muebles, artículos deportivos, etc. Luego comenzó a ser utilizada en el área de la construcción, durante la primera década del siglo pasado. Actualmente, constituye un elemento importante en las estructuras, sobretodo en grandes luces, siendo aptas para una extensa gama de aplicaciones, ya que con ellas es posible crear estructuras estéticamente agradables y con bastantes posibilidades de diseños arquitectónicos.

El prejuicio que existía contra las estructuras de madera laminada era, por sobre todo, desde el punto de vista de su durabilidad, dado que en un comienzo el encolado era basado en colas orgánicas, sensibles a la humedad y el agua. Posteriormente fue cediendo lugar a una gran confianza a partir de la Segunda Guerra Mundial. Esto se debió, principalmente, a los excelentes adhesivos que se lograron obtener y al alto nivel de práctica alcanzado en las faenas de encolado, especialmente en la industria aeronáutica. La historia de la madera laminada esta íntimamente ligada con el avance tecnológico de los adhesivos


El límite en la utilización de elementos laminados está en la mente creativa de los diseñadores, ellos encuentran en este material infinitas alternativas para cubrir grandes áreas en una forma rápida y económica. La versatilidad del material permite lograr diseños rectilíneos con formas geométricas simples adecuados para sistemas múltiples de almacenamiento o edificios de varios pisos. Las formas curvas tipo túdor permiten formar en un solo elemento las columnas y las vigas de techo. El sistema gótico se puede lograr con arcos seccionados fáciles de fabricar, transportar e instalar ya que se unen con acoples metálicos.
Las mayores limitaciones, en el caso de Colombia, se encuentran en la industria maderera, en las especificaciones de las carreteras y en la falta de conocimiento de los constructores respecto a las ventajas y posibilidades de estos materiales constructivos.
El consumo de madera aserrada anualmente alcanza un promedio superior a los 80.000 metros cúbicos en Francia solamente.
Por otra parte surgen también inconvenientes relacionados con la falta de una oferta de madera de buena calidad y características homogéneas, con la iniciativa empresarial y con el desarrollo tecnológico del sector industrial maderero.
Pero además del uso estructural, la madera laminada también tiene su espacio en el uso decorativo de fachadas y en interiores en escaleras y similares.
Como resultado de la producción de láminas continuas, en teoría resultan factibles secciones transversales y largo de vigas no limitados. Es así como en los países desarrollados se han llegado a producir, en casos excepcionales, vigas de Madera Laminada Encolada con alturas de 2.0 m y largos de 20 ó 30 m. Las limitaciones se manifiestan como consecuencia del tiempo abierto de los adhesivos, las dimensiones de las máquinas cepilladoras y de los recintos de producción o sencillamente de la arquitectura. Si las dimensiones de la proyección volumétrica de las vigas de Madera Laminada Encolada exceden de los 16 m en el largo, 1.0 m de altura, se requerirá de procedimientos especiales durante el transporte.

Como consecuencia del proceso productivo, los nudos de las tablas que constituyen las láminas se distribuyen de forma más pareja, dentro del volumen de la viga, lo que resulta en un material más homogéneo que la madera original. La influencia de áreas potenciales de falla singulares debido a la presencia de nudos se ve reducida, resultando en una menor variabilidad de la capacidad resistente y para madera de menor calidad, en resistencias medias altas.


La posibilidad de curvar las láminas individuales con anterioridad al encolado, permite la fabricación de formas de vigas atractivas. Esto hace posible también la imposición de contraflecha en las vigas con el fin de contrarrestar las deformaciones del peso propio. La producción de vigas curvas requiere la adaptación de guías y dispositivos prensores para cada tipo de geometría nueva, por lo que su tiempo de producción resulta mayor que el correspondiente a las piezas rectas. La diferencia de costo resultante depende del número de piezas similares y a menudo resulta despreciable. Las piezas de altura variable se pueden producir por una simple variación del largo de las láminas individuales o por el aserrado de dos piezas de altura variable, a partir de un elemento recto.


 Las tablas se secan en cámaras especiales a un contenido de humedad de, aproximadamente 15%, dado que en la mayoría de las situaciones prácticas, la humedad de equilibrio de la madera usada varía entre un 9% y un 15%. Consecuentemente, el riesgo de daño causado por deformaciones, tales como distorsiones que se producen durante el proceso de la construcción, quedan prácticamente eliminados.
El secado de las láminas y el proceso productivo permiten, además, la fabricación de vigas de Madera Laminada encolada con dimensiones muy precisas. En un momento en que los conceptos de prefabricación e industrialización constituyen paradigmas para las empresas constructoras, las pequeñas tolerancias resultan de suma importancia para el uso y fabricación de piezas prefabricadas de diferentes materiales, de manera que la precisión dimensional puede constituirse en un factor determinante en la opción preferencial por el uso de Madera Laminada encolada aún en situaciones en que la madera aserrada hubiera resultado suficiente, en términos de resistencia y rigidez. En relación con el mayor uso del diseño asistido por computadora (CAD), y de las máquinas de terminaciones controladas computacionalmente, la precisión dimensional va adquiriendo, gradualmente mayor importancia.


 El adhesivo permite el uso de tablas cortas y angostas que, unidas eficientemente, pueden conformar piezas estructurales de cualquier espesor, ancho, largo y de formas no restringidas



DESVENTAJAS:
Comparadas con la madera sin laminar, los elementos de Madera Laminada son más costosos, especialmente las vigas rectas. Pero en este último tiempo, debido a las exigencias de protección del medio ambiente, en particular del bosque nativo, esta situación se ha ido remitiendo, principalmente, para luces superiores a los 4,6 m. El factor económico comprende tres rubros: adhesivos, mano de obra, infraestructura y madera. Lo mas caro es la madera, luego la mano de obra y por último el adhesivo.

Durante el proceso productivo se produce una pérdida considerable en la materialización de estos elementos estructurales, tanto en madera como en adhesivos, como consecuencia de la preparación de las láminas y de las uniones de externo, de los procesos de cepillado y terminaciones.

Se necesita, para la fabricación de Madera Laminada encolada equipos (Horno de secado, sierra huincha, cepilladora, entre otras), y técnicas especiales. Los equipos son caros, se debe conocer el proceso y contar con mano de obra especializada.

Como no es conveniente fabricarlos en obra, se fabrican en plantas industrializadas, y en los casos de elementos de gran longitud y gran curvatura, hay dificultades de manipulación, embarque y transporte, lo que incide en el costo final de la Madera Laminada.

El adhesivo debe estar condicionado al uso que se va a dar al elemento. Así, los adhesivos que se requieran para estructuras que van al exterior son costosos, en comparación a los de uso interior, debido a que los primeros en Chile hay que importarlos.

La posibilidad de curvar las láminas individuales con anterioridad al encolado, permite la fabricación de formas de vigas atractivas. Esto hace posible también la imposición de contraflecha en las vigas con el fin de contrarrestar las deformaciones del peso propio. La producción de vigas curvas requiere la adaptación de guías y dispositivos prensores para cada tipo de geometría nueva, por lo que su tiempo de producción resulta mayor que el correspondiente a las piezas rectas. La diferencia de costo resultante depende del número de piezas similares y a menudo resulta despreciable. Las piezas de altura variable se pueden producir por una simple variación del largo de las láminas individuales o por el aserrado de dos piezas de altura variable, a partir de un elemento recto.

VENTAJAS DE LA MADERA LAMINADA

La madera laminada ha permitido ampliar la gama de usos de la madera en donde se resaltan sus cualidades estéticas, físico-mecánicas y de durabilidad. Por otra parte, ha permitido la producción de elementos estructurales de forma, tamaño, funcionalidad y creatividad no logrados con la simple madera maciza, e incluso, con materiales tradicionales.

A continuación se presenta un listado de algunas ventajas de estos elementos estructurales, ya que un listado mas completo depende de su imaginación y de aplicaciones mas especificas.

Economía: Estos elementos permiten cubrir grandes luces sin necesidad de paredes interiores o columnas. Además, son elementos decorativos que evitan acabados costosos como falsos techos.

• Seguridad ante situaciones eventuales de incendios, sobrecargas o movimientos telúricos: Por su sección transversal relativamente grande se queman muy lentamente y resisten la penetración del calor porque forman una capa superficial de carbón, de tal manera que conserva su resistencia mecánica. A su vez, en comparación con otros materiales no se expande o deforma con el calor. Las vigas laminadas por su capacidad de resistir sobrecargas y absorber cargas de impacto son muy seguras ante vientos fuertes y terremotos.

Durabilidad: Siempre y cuando el diseño y la construcción hayan observado los principios básicos de protección contra la humedad, la pudrición y el ataque de insectos. Muchas maderas gracias a su propia durabilidad natural se han mantenido en servicio por siglos. Para aumentar tal durabilidad existen productos y tratamientos preservantes muy eficaces.

Facilidad de instalación: Ya que estos elementos son prefabricados en las plantas procesadoras y llegan a la obra listos para ser colocados. Su instalación se hace con mano de obra local o con la ayuda de grúas o implementos manuales.

Resistencia: química de la madera ya que esta se considera inerte y por lo tanto no sufre cambios químicos ni deterioración en condiciones normales de trabajo. La madera es resistente a ácidos, óxidos y otros agentes corrosivos. Por eso su mayor aplicación en Francia es en construcciones agrícolas e industriales.

Propiedades físicas y mecánicas únicas: Por ejemplo, su resistencia le permite absorber choques o golpes que podrían romper o quebrar otros materiales. La madera puede resistir cargas repetitivas sin fatigarse ya que su límite está por encima de los niveles de esfuerzo normales de diseño. Además, posee excelentes cualidades de aislamiento térmico y eléctrico y bondades acústicas especiales. Los acabados permiten realzar sus texturas, veteados y colores. Una viga laminada en madera es en promedio cinco veces más liviana que una en concreto.

Grandes luces: hasta de 100 metros han sido cubiertas con vigas laminadas curvas en forma de arco, parábolas o cúpulas. Técnicamente aun sería posible cubrir luces mayores siempre y cuando se garantice una adecuada repartición de cargas en los cimientos.

Eficiente utilización de recursos naturales: ya que las laminas agrupadas según su resistencia son todas utilizadas en la misma viga. Las de mayor resistencia se colocan en las áreas de alto esfuerzo y las otras hacia el centro donde los esfuerzos son menores. Esta distribución garantiza abastecimiento permanente de materia prima, la cual por otra parte, proviene de un recurso natural renovable con un inmenso potencial industrial.

Ahorro de consumo de energía: ya que para convertir madera desde su estado de materia prima a un producto listo para el consumo industrial requiere menos combustible que cualquier otro material comparable en la industria de la construcción. La producción de una tonelada de madera requiere cerca de 430 kilowatios hora de electricidad o su equivalente, mientras que la producción de una tonelada de acero necesita 2.700 KWH y una tonelada de aluminio 17.000 KWH de electricidad.

La tecnología: de la madera laminada esta a disposición de los constructores e industriales en forma de guías practicas, especificaciones técnicas y manuales especializados.

Las desventajas de la madera laminada dependen todas de la inadecuada fabricación, el diseño constructivo y el mantenimiento. Estas desventajas tienen que ver, mas que todo, con la higroscopicidad de la madera que facilita la emigración del agua desde los extremos de las vigas favoreciendo las manchas y ataque por hongos

lunes, 16 de agosto de 2010

SISTEMAS DE SECADO PARA MADERA

La madera puede secarse de dos formas: Natural o Artificial.
SECADO NATURAL O AL AIRE LIBRE.

Es la forma más simple de secar la madera. Cosiste en la exposición directa de la madera al medio ambiente. La velocidad y la presión del aire llevan a cabo el secado hasta el contenido de humedad de equilibrio CHE del lugar.
MADERA ROLLIZA.- Se llama madera rolliza la madera de sección circular que no ha sido aserrada.
Desde el momento mismo de la tala, inicia la madera su proceso de secado.




APILADO.
La manera corriente de apilar la madera consiste en armar pilas conformadas por planos horizontales.
MADERA ASERRADA. - El secado de esta madera se realiza en patios de secado, los patios de secado son terrenos planos de piso duro y compacto situados en lugares no inundables y con bue
na circulación de aire.
APILADO.
Existen cuatro sistemas principales de apilado de la madera en el patio de secado:
Apilado horizontal, apilado de pie o por los extremos, apilado en triangulo, apilado en caballete.




Apilado en caballete y triangulo


SECADO ARTIFICIAL
Es el proceso por el cual se elimina el agua contenida en la madera mediante el empleo de temperatura, presión, velocidad y humedad relativa HR del aire, diferentes a las proporcionadas por el ambiente natural.

DEFECTOS ORIGINADOS POR EL SECADO.
La mayoría de los efectos de secado resultan cuando la madera ha llegado a contenidos de humedad CH menores al punto de saturación de las fibras PSF y comienzan a presentarse contracciones que originan cambios en las dimensiones de las piezas de madera. Se recomienda apilar bien la madera y seguir un adecuado programa de secado.
Sea cual fuere el sistema de secado que se emplee en secar una madera, se ha de tener presente que: se debe secar madera en el menor tiempo posible, al menor costo y con la mejor calidad.

El secado de la madera es un procedimiento de vital importancia en la manufactura de las maderas, pero en ocasiones llega a ser la fuente de algunos problemas y defectos cuando se aplica mal, generándose pérdidas en el valor de la madera y a veces toda la madera.
Pero no todo es malo y es así como se dispone de una serie de sistemas de secado según sea la madera y su uso, los cuales secan la madera a satisfacción.


REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS

Recordemos que es necesario la aplicación de algún tipo de energía calórica para poder evaporar el agua de la madera, y estos requerimientos van en aumento a medida que progresa el secado, con el fin de liberar el agua en las grandes fuerzas higroscópicas con las cuales es retenida en la madera.

 LA HUMEDAD RELATIVA DEL AIRE CIRCULANTE

El medio en donde se está secando la madera debe ser capaz de recibir la humedad proveniente de la misma.
La humedad relativa deberá estar por debajo de 100% si se espera que la madera se seque, pero no excederse demasiado, ya que una humedad relativa muy baja puede producir daños en la madera.

MOVIMIENTO DEL AIRE

Para que se produzca el secado de una madera el aire en contacto con ella debe estar en movimiento, ya que éste es el encargado de transportar tanto el calor como la humedad extraída a la madera.
Un manejo adecuado de estos tres factores, es indispensable para el éxito del secado de una madera.
SECADO

El secado consiste en evacuar el exceso de agua que contiene la madera, en el menor tiempo, al menor costo y obteniendo, la mejor calidad posible.La madera es un producto orgánico natural que contiene bastante agua. Gran parte de la cual debe ser evacuada para obtener un contenido de humedad CH
que depende de la utilización que de ella vaya a hacerse y de la humedad relativa HR del aire ambiente.
VENTAJAS
El secado proporciona una materia prima de mejor calidad. Las principales ventajas técnicas que se obtienen con un buen secado son:
􀂘 RESISTENCIA A LA PUDRICIÓN.- Aumenta al evitarse el ataque de hongos e insectos.

􀂘 RESISTENCIA MECÁNICA.- Al aumentar, la madera soporta mayores cargas de esfuerzo.

􀂘 CONSERVACIÓN DE FORMAS Y DIMENSIONES.- Las piezas elaboradas con madera seca son más fáciles de ensamblar.

􀂘 REDUCCIÓN DE PESO.- Se facilita el transporte y la madera estructural es más resistente.

􀂘 INMUNIZACIÓN.- Mayor resistencia a la intemperie y a otras condiciones climáticas difíciles.

􀂘 CONSERVACIÓN DEL COLOR- El color igual en todas las piezas permite una calidad uniforme al fabricar elementos con acabado natural.

􀂘 MEJOR SOPORTE PARA ACABADOS.- Como pegas, pinturas, y capas de acabado en general.

􀂘 MEJOR CALIDAD DE MAQUINADO.- La madera no se debe trabajar húmeda, debido a que sus fibras se rompen de manera prematura y desigual, propiciando un acabado irregular.