Peso de madera
El peso de la madera depende de su densidad y de la cantidad de humedad que contiene. Hay una gravedad específica de la materia de madera y un peso volumétrico de la madera.
El peso específico de la madera no depende del tipo de madera. Expresa el peso del material de madera compactada en una unidad de volumen, sin humedad ni aire, y es 1,5.
En la práctica se utiliza el peso volumétrico de la masa de madera, es decir, el peso de la masa de madera 1 cm³ expresado en gramos. A partir del peso volumétrico se estima el peso de la madera y sus propiedades técnicas. Al aumentar la humedad, también aumenta el peso volumétrico de la madera. Cuanto mayor sea la densidad, más densa y menos porosa será la madera.
Humedad de la madera
Tipos de agua en madera
El agua que se encuentra en la madera se divide en:
- capilar (gratis) — llena las cavidades celulares;
- higroscópico — se encuentra en las paredes celulares;
- químico — entra en la composición química de las sustancias que componen la madera.
La cantidad de agua en la madera, expresada en porcentaje en peso, se llama humedad de la madera. Hay humedad absoluta y relativa.
Humedad relativa y absoluta
Si el peso de la madera en su estado original está marcado con la letra A, el peso de la madera absolutamente seca con la letra A₁, la humedad relativa en porcentaje con la letra B y la humedad absoluta en porcentaje con la letra B₁, la humedad relativa se puede determinar de acuerdo con la siguiente fórmula:
Formulario de humedad relativa de la madera.
La humedad absoluta se determina según la siguiente fórmula:
Formulario para humedad absoluta de la madera.
Determinación de la humedad de la madera
Se corta un prisma del centro del tablero y se mide en una escala con una precisión de 0,01 g. El valor resultante representa el tamaño de A. El prisma, cuyo peso no debe ser inferior a 20 g, se seca a continuación a una temperatura de 105° hasta alcanzar un peso constante A₁.
Se considera alcanzado un peso constante si la diferencia entre dos mediciones consecutivas no es mayor que 0,3% peso seco. Ingresando los valores A y A₁, obtenidos por medición, en las formas especificadas, se determina la humedad relativa o absoluta de la madera.
Si el peso original del prisma cortado del centro del tablero era 240 g, y el peso de la madera seca 160 g, la humedad absoluta de la muestra analizada es:
Ejemplo de cálculo de la humedad absoluta de la muestra analizada.
La humedad así obtenida se considera la humedad del conjunto de la madera.
Punto de saturación de fibra
Al secar madera, el agua libre se evapora primero. El momento en que se evapora toda el agua libre se denomina límite higroscópico o punto de saturación de las fibras. Durante este período de secado, las dimensiones de la madera que se seca no cambian.
La humedad correspondiente al límite higroscópico para los distintos tipos de madera se recoge en la siguiente tabla:
| Tipo de madera | Humedad |
|---|---|
| Pino común | 29% |
| Pino de Weymouth | 25% |
| Abeto | 29% |
| Alerce | 30% |
| Abeto | 30% |
| Haya | 31% |
| lipa | 29% |
| Ceniza | 23% |
| Castaño | 25% |
Influencia de la humedad en el procesamiento y durabilidad de la madera
La madera con mayor humedad es un buen conductor del calor, se procesa peor con las máquinas, está mal pegada, pintada, barnizada y pulida. En la superficie de la madera pintada húmeda, la pintura y el barniz se desintegran rápidamente. La madera húmeda provoca la oxidación de clavos y tornillos.
Las dimensiones de los productos de construcción de carpintería hechos de madera en bruto (puertas, ventanas, suelos de tablones, parquet y otros productos) se encogen durante el secado. Debido a esto aparecen grietas y se pierde la rigidez de la conexión entre los elementos.
Por tanto, la calidad de la madera en la construcción, su durabilidad y resistencia a la putrefacción están determinadas principalmente por su humedad, y luego por el tipo de madera y las condiciones de explotación. En condiciones normales de explotación, la madera seca puede servir en edificios durante decenas de años.
Pesaje de la madera durante el secado
Durante el secado, la madera cambia de dimensiones: en dirección longitudinal con 0,10%, en dirección radial con 3–6% y en dirección tangencial con 6–12%. Este cambio se llama ponderación.
El pesaje comienza cuando la humedad alcanza el punto de saturación de la fibra, desde 23% hasta 31%. Los elementos anatómicos que componen la madera durante el proceso de secado se contraen de manera desigual, por lo que el peso de la madera es diferente en diferentes direcciones.
La madera de alta densidad, como el roble, pesa más que la madera de menor densidad, como el tilo. En las especies de coníferas, el tamaño del lastre también depende de la participación de la madera tardía. Con un aumento en el porcentaje de madera tardía en el pino, el peso aumenta, porque la madera tardía de las coníferas pesa significativamente más al secarse que la madera temprana.
Ponderación de madera temprana y tardía de especies de coníferas
| VRSTA DRVETA | Parte del árbol | % DE PESO | ||
|---|---|---|---|---|
| En la dirección tangente | En dirección radial | Capacidad | ||
| Jela | Temprano | 5.68 | 2.89 | 8.77 |
| Tarde | 10.92 | 9.85 | 19.97 | |
| Bor | Temprano | 8.05 | 2.91 | 10.86 |
| Tarde | 11.26 | 8.22 | 10.87 | |
| Arish | Temprano | 7.11 | 3.23 | 10.34 |
| Tarde | 12.25 | 10.19 | 20.96 | |
Pesaje de diferentes tipos de madera
| VRSTA DRVETA | % DE PESO | ||
|---|---|---|---|
| En dirección radial | En la dirección tangente | Capacidad | |
| Bor | 3.4 | 8.1 | 12.5 |
| Abeto | 4.1 | 9.3 | 14.1 |
| Alerce | 5.3 | 10.4 | 15.1 |
| Jasen | 4.8 | 8.2 | 13.5 |
| Roble | 4.7 | 8.4 | 12.7 |
| Bukva | 4.8 | 10.8 | 15.3 |
Intemperie y grietas
El cambio desigual de dimensiones en el proceso de pesaje debido al secado, así como la aplicación de regímenes de secado inadecuados, provoca tensiones internas y externas en la madera. Provocan erosión y aparición de grietas externas y, a veces, internas.
Las tablas cortadas tangencialmente son más propensas a la intemperie que las tablas cortadas radialmente. Cuanto más cerca estén de la periferia, mayor será la cizalladura del viento.
Imagen 3. Enrollando las tablas según la posición en el tronco.
Las grietas externas son causadas por un secado desigual de las capas exterior e interior de la madera. Debido a la gran diferencia entre su humedad, aparecen tensiones de tracción en la superficie de la madera, que provocan grietas externas.
Para evitar la aparición de grietas externas, el proceso de secado debe realizarse de forma lenta y uniforme. Entonces el cambio de dimensiones se produce de forma gradual, por lo que las fuerzas que provocan las salpicaduras son pequeñas.
La madera se seca más rápido desde el frente, por lo que los frentes de las tablas, los tochos y la madera en rollo se agrietan antes que otras superficies. Para evitar grietas, es necesario proteger la frente de los efectos permanentes de los rayos del sol cubriéndola con agentes protectores o colocándola a la sombra.
Hinchazón de árboles
El hinchamiento de la madera es el proceso inverso al secado y al pesaje. La madera seca es capaz de absorber la humedad y aumentar sus dimensiones. Esta característica se utiliza para humedecer barriles secos, tuberías de madera, tanques y otros objetos, provocando que se hinchen.