Madera estructural

El comportamiento de la madera estructural depende de la duración de las cargas a las que estará sometida así como de las condiciones ambientales.

La madera es un material natural ligero y de buena resistencia aunque con propiedades mecánicas variables. Sus propiedades mecánicas no se ven afectadas por el fuego, a pesar de que la madera es combustible, al contrario que ocurre con otros materiales como el acero o el aluminio.

En cambio, la madera es un material muy sensible a los cambios de humedad y a los ataques de plagas como las termitas o la carcoma.

El Documento Básico SE-M Seguridad estructural madera, del Código Técnico de la edificación, cuyo campo de aplicación es el de la verificación de la seguridad de los elementos estructurales de madera en edificación, define la madera como materia leñosa y lignocelulósica situada entre la médula y la corteza de un árbol o arbusto.

Madera para estructuras

Las especies arbóreas más utilizadas como material de construcción de estructuras son las maderas de coníferas (pertenecientes al grupo botánico de las gimnospermas), como el pino nórdico o el abeto, y las maderas de frondosas (grupo botánico de las dicotiledóneas).

En estructuras de madera que estarán expuestas a la intemperie se emplea mayormente el pino nórdico.

Madera laminada encolada

Los elementos de madera laminada encolada estructural están formados por láminas de madera, encoladas en varias capas superpuestas hasta conseguir la altura (canto mecánico) en cada sección transversal del elemento estructural proyectado. Hablamos de madera laminada encolada homogénea o madera laminada combinada, si la sección transversal del elemento está formada por láminas de madera de diferente clase resistente, de tal forma que las láminas extremas son de resistencia superior a las internas (próximas al eje neutro de la sección).

La eliminación de los defectos de las láminas hace que este tipo de madera tenga unas características que mejoran las de las maderas más tradicionales. La laminación de la madera permite la fabricación de vigas de sección variable.

Vigas de madera estructural encoladas

Las vigas de madera estructural encoladas utilizadas en la construcción, para cubrir grandes luces, deberían estar fabricadas bajo el control de PLY (Organización controladora de estructuras de madera Finlandesa) o normativas similares para el resto de países de la CEE.

Casas de madera de troncos

Las casas de madera de troncos prefabricados Finlandeses tienen que cumplir los requisitos establecidos para las estructuras de madera maciza de Hirsitaloteollisuus Ry (Federación de los fabricantes Finlandeses de casas de troncos), y estar fabricados bajo el control de PLY. Para la fijación de los elementos de madera; vigas, tableros, listones, etc. Se utiliza: clavos, tornillos, grapas y distintos tipos de placas de unión y zapatas de vigas.

Los clavos y tornillos utilizados en el exterior, se recomiendan que sean galvanizados en caliente. Los que se utilizan en el interior del edificio pueden ser tanto galvanizados en caliente o electro-galvanizados. Instalar puertas y ventanas de madera es una buena elección, ya que las ventanas y puertas acristaladas de madera con doble o triple acristalamiento proporcionan un gran ahorro energético.

Protección de la madera contra agentes bióticos

La protección de la madera estructural tiene como objetivo reducir la posibilidad de sufrir ataques por parte de agentes bióticos, como hongos, bacterias e insectos, como la carcoma o las termitas.

El tipo de protección de la madera exigido por el Código Técnico, en su Documento Básico SE-M Seguridad Estructural Madera, es función de la clase de riesgo biológico del elemento estructural de que se trate.

La clase de riesgo está relacionada con la probabilidad de que un elemento estructural sufra ataques por agentes bióticos y, principalmente es función del grado de humedad que llegue a alcanzar el elemento, una vez en servicio.

Las clases de riesgo de un elemento estructural de madera, según el DB SE-M Seguridad Estructural Madera, son:

• Clase de riesgo 1: el elemento estructural está bajo cubierta protegido de la intemperie y no expuesto a la humedad. En estas condiciones la madera maciza tiene un contenido de humedad menor que el 20%. Ejemplos: elementos estructurales en general que no estén próximos a fuentes de humedad, estructuras en el interior de edificios. Según la tabla 3.2 del DB SE-M Seguridad Estructural Madera, no hay que proteger los elementos de madera incluidos en la clase de riesgo 1 frente al ataque de agentes bióticos.

• Clase de riesgo 2: el elemento estructural está bajo cubierta y protegido de la intemperie pero puede darse ocasionalmente un contenido de humedad mayor que el 20 %, en parte o en la totalidad del elemento estructural. Ejemplos: estructura de piscinas cubiertas donde se mantiene una humedad ambiental elevada con condensaciones ocasionales y elementos estructurales cercanos a conductos de agua.

• Clase de riesgo 3: el elemento estructural se encuentra al descubierto, en el exterior, sin estar en contacto con el suelo y sometido a una humidificación frecuente, superando el contenido de humedad el 20%. Ejemplos: puentes de tráfico peatonal o rodado y pérgolas.

• Clase de riesgo 4: el elemento estructural está en contacto con el suelo o con agua dulce y expuesto por tanto a una humidificación en la que supera permanentemente el contenido de humedad del 20%. Ejemplos: construcciones en agua dulce, pilares en contacto directo con el suelo, pilotes de madera.

• Clase de riesgo 5: el elemento estructural está en permanente contacto con agua salada, manteniendo el contenido de humedad de la madera mayor que el 20 %, permanentemente. Ejemplo: construcciones en agua salada, muelles.

El contenido de humedad de la madera se define como la relación entre la cantidad de agua y el peso seco o anhidro de la madera, expresado en (%). Una vez determinada la clase de riesgo de un elemento estructural de madera, elegiremos el tipo de protección adecuado o, en su caso, exigido frente al ataque de agentes bióticos.

Si la clase de riesgo es igual o superior a 3, los elementos estructurales de madera deberán estar protegidos además frente a los agentes meteorológicos.

 

Clases de servicio de la madera estructural

El comportamiento estructural de un elemento de madera depende de la duración de las cargas a las que estará sometido, una vez en servicio, así como de las condiciones ambientales.

En función de estas últimas, el elemento estructural de madera debe ser asignado a una de las clases de servicio definidas en el Código Técnico.

La madera es higroscópica y absorbe y pierde agua en función de las condiciones de humedad relativa y temperatura del aire. A cada condición ambiental de humedad y temperatura le corresponde un grado de humedad de la madera, denominado humedad de equilibrio higroscópico.

La clase de servicio de los elementos estructurales de madera influye en los valores mínimos del espesor del revestimiento de protección frente a la corrosión de los elementos metálicos de fijación o el tipo de acero necesario, así como los tipos de adhesivo que se pueden emplear.

Los adhesivos que cumplan las especificaciones para el Tipo I (según UNE EN 301), pueden utilizarse en todas las clases de servicio, y los que cumplan las especificaciones para el Tipo II únicamente en la clase de servicio 1 ó 2 y nunca expuestos de forma prolongada a temperaturas superiores a los 50 °C.

Clases de servicio de la madera estructural

Las clases de servicio, según Documento Básico SE-M Seguridad estructural madera, del Código Técnico de la edificación, son:

a) Clase de servicio 1: caracterizada por un contenido de humedad en la madera correspondiente a una temperatura de 20 ± 2°C y una humedad relativa del aire que sólo exceda el 65% unas pocas semanas al año. El contenido de humedad de la madera es la relación entre la cantidad de agua y el peso seco o anhidro de la madera, expresado en (%).

b) Clase de servicio 2:Se caracteriza por un contenido de humedad en la madera correspondiente a una temperatura de 20 ± 2°C y una humedad relativa del aire que sólo exceda el 85% unas pocas semanas al año.

En la clase de servicio 2 la humedad de equilibrio higroscópico media en la mayoría de las coníferas no excede el 20%. En esta clase se encuentran, en general, las estructuras de madera bajo cubierta, pero abiertas y expuestas al ambiente exterior, como es el caso de cobertizos y viseras. Las piscinas cubiertas, debido a su ambiente húmedo, pueden incluirse en esta clase de servicio.

c) clase de servicio 3. Condiciones ambientales que conduzcan a contenido de humedad superior al de la clase de servicio 2.