Boletín 2004.03 Clasificación Estructural de la Madera

Clasificación Estructural de la Madera
Menl. Víctor Rubén Ordóñez C.

La madera como todo material de origen natural tiene una variabilidad muy grande en sus propiedades, tanto físicas como mecánicas. Una manera optimizar su utilización es efectuando una clasificación, las formas de clasificar dependen de sus aplicaciones y tenemos clasificación de la madera para fines de carpintería, otra clasificación para uso estructural, clasificación de las trozas para fabricar tableros contrachapados, etc.


Por simplicidad y economía las piezas de madera que tengan una resistencia mecánica similar se pueden ubicar en diferentes calidades, denominando a estas clases estructurales que se caracterizan por tener un criterio de identificación, un grupo de valores de esfuerzos de diseño y un nombre para su identificación.


Para la madera estructural mexicana se aplican dos normas de clasificación estructural, una para madera de coníferas (NMX-C-239-ONNCCE-1983) y la otra para madera de latifoliadas (NMX-C-406-ONNCCE-1998). Para la aplicación de estas normas se deben conocer correctamente todas las características que influyen en la resistencia de la madera estructural, en cada norma se definen todos los elementos por evaluar para la clasificación de la madera. Los más importantes que se pueden mencionar son: los nudos, la desviación de la fibra, la gema, bolsas de resina, madera de compresión, rajaduras, pudrición, etc.


En este artículo solo se presentarán los aspectos más relevantes de la clasificación visual para madera de coníferas, con las reglas de clasificación que se presentan en la norma ya mencionada. Estas reglas se elaboraron con base en un estudio muy amplio de la madera de tamaño estructural de los pinos de México que se muestreo en los estados de Durango, Chihuahua y el Estado de México, se realizaron cerca de 13,000 pruebas en flexión, así como compresión y tensión paralela a la fibra.

Figura 1. Falla en flexión debida aun nudo
en una sección de 4x4 pulgadas (polín)
Figura 2. Falla en tensión debida a un nudo
en una sección de 2x8 pulgadas

La clasificación debe aplicarse a madera seca y cepillada o las piezas que tengan las dimensiones finales de uso, no es recomendable hacer una clasificación a madera que se maquinará posteriormente ya que pueden cambiar las magnitudes de los defectos. La madera de pino para uso estructural se clasifica en tres grupos de resistencia:


Clase A: Alta resistencia (uso estructural)
Clase B: Mediana resistencia (uso estructural)
Clase C: Baja resistencia (uso no estructural)


El procedimiento para realizar una clasificación visual se realiza en dos etapas, la primera consiste en identificar el o los mayores “defectos” en la pieza y estimar su magnitud; en la siguiente etapa se comparan las magnitudes de los defectos con los valores permisibles para cada grupo estructural y se define el grupo al que pertenece la pieza.

Figura 3. Vista interior de los nudos de una pieza de madera de coníferas y su proyección
a la sección transversal de la misma. Identificación del área total de nudos y nudos en el canto.


Los defectos que más afectan la resistencia de la madera son los nudos. Una técnica recomendable para entrenarse en la estimación de las áreas de nudos sobre la sección transversal total y la porción de nudos en el canto (fig. 3), consiste ubicar el centro del árbol en relación a la pieza e imaginarse los nudos en esa dirección, es más sencillo si se dibuja sobre la pieza una sección transversal y en ella la ubicación de los nudos y sus áreas en relación con el área total de la sección o con las áreas de canto para compararlas con los valores de las tablas 1 y 2 según corresponda al tamaño de la pieza.

Tabla 1. Reglas especiales para polines  de (87 x 87 mm) y vigas de (87 x 190 mm).

Clase

Área total máxima de nudos en la sección

Tamaño máximo de nudos en el canto

PA y VA

645 mm2

VB y VB

1/5

Tabla 1. Reglas especiales para polines de (87 x 87 mm) y vigas de (87 x 190 mm)

Tabla 2. Reglas especiales  para secciones de 38 mm de grosor

Clase

Área total máxima de nudos en la sección

Tamaño máximo de nudos en el canto

A

ý

645 mm2

B

ý

Tabla 2. Reglas especiales para secciones de 38 mm de grosor

Figura 4. Medición de las rajaduras en los extremos de las piezas

Características

Clase

 

A

B

Pendiente del hilo(1)

1:10

1:8

Alabeos (x), (y), (z) y (w)

Cualquier pieza alabeada en mayor magnitud a la especificada a continuación se rechaza.  Límites aproximados de distorsión:

Arqueadura permitida por cada 2 m de longitud (x)

< 20 mm, en piezas de 38 mm de grosor

< 10 mm, en piezas de 88 mm de grosor

En grosores intermedios se puede interpolar

Encorvadura o alabeo de canto por cada 2 m de longitud (y)

<10 mm, en anchos de 88 mm

<5 mm, en anchos de 290 mm

En grosores intermedios se puede interpolar

Torcedura por cada 2 m de longitud, (z)

No debe exceder 1.5 mm por cada 12 mm de ancho

Acanaladura, (w)

No debe exceder 1 mm por cada 50 mm de ancho

Grietas, rajaduras y acebolladuras

No se debe exceder lo establecido en la figura 9

Gema o arista faltante

1/4 del grosor o 1/4 del ancho

1/3 del grosor o 1/3 del ancho

Ataque de insectos

No debe haber infestación activa

Agujeros de larvas

Se admite un tamaño máximo de 12 mm siempre que no haya infestación activa. No más de 2 agujeros por cada 60 x60 mm

Bolsas de resinas

Se consideran de la misma manera que los nudos y se mide su área proyectada sobre la sección transversal.

Distorsión localizada del hilo debida a los nudos

Se mide sobre la superficie de las piezas, limitando su tamaño a una proporción de su anchura.

Pudrición

No se admite en ningún estado

Combinación de defectos

La presencia simultánea de mancha azul, madera muy ligera y ataque de insectos, no se admite como madera estructural

Madera de compresión

No se admite en madera estructural

Tabla 3. Consideraciones generales adicionales de las reglas de clasificación




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