La madera contrachapada es un material compuesto fabricado a partir de capas delgadas, o "capas", de chapa de madera que se pegan entre sí con capas adyacentes, estando ambas pegadas entre sí en ángulo recto o en un ángulo de 90 grados [1] . Es una madera de ingeniería de la familia de los tableros manufacturados, que incluye los tableros de fibra de densidad media (MDF), los tableros de virutas orientadas (OSB) y los tableros de partículas (o aglomerados).
Todas las maderas contrachapadas unen láminas de resina y fibras de madera ( las células de celulosa son largas, fuertes y delgadas) para formar un material compuesto . Esta alternancia de vetas se llama veta cruzada y tiene varios beneficios importantes: reduce la tendencia de la madera a partirse cuando se clava en los bordes; reduce la expansión y la contracción, proporcionando una mejor estabilidad dimensional; y hace que la resistencia del panel sea consistente en todas las direcciones. Por lo general, hay un número impar de capas para que la hoja quede equilibrada y esto reduce la deformación. Debido a que la madera contrachapada está unida con vetas que se enfrentan entre sí y con un número impar de piezas compuestas, tiene una alta rigidez perpendicular a la dirección de las vetas de la superficie de la capa.
Las maderas contrachapadas más pequeñas, delgadas y de menor calidad solo pueden tener sus capas (capas) dispuestas en ángulo recto entre sí. Algunos productos de madera contrachapada de mejor calidad tendrán, por diseño, cinco capas en pasos de 45 grados (0, 45, 90, 135 y 180 grados), lo que les dará resistencia en múltiples ejes.
La palabra ply deriva del verbo francés plier , [2] "doblar", del verbo latino plico , del verbo griego antiguo πλέκω . [3]
Los antiguos egipcios y griegos cortaban la madera en capas finas y la pegaban en capas con la veta en direcciones perpendiculares, ya que la madera fina escaseaba. Se cree que esto se hizo únicamente con fines cosméticos y económicos, pero resultó ser una gran alternativa a la madera pura, ya que reducía la flexión, lo que la convertía en un material de construcción versátil.[4]
En 1797 , Samuel Bentham solicitó patentes que cubrían varias máquinas para producir chapas. En sus solicitudes de patente, describió el concepto de laminar varias capas de chapa con pegamento para formar una pieza más gruesa: la primera descripción de lo que ahora llamamos madera contrachapada. [5] Bentham era un ingeniero naval británico con muchos inventos de construcción naval en su haber. Las chapas en la época de Bentham eran aserradas planas , aserradas o aserradas en cuartos ; es decir, cortar manualmente a lo largo o transversal del tronco en diferentes ángulos con respecto a la fibra y, por lo tanto, limitado en ancho y largo. [ cita necesaria ]
Unos cincuenta años después, Immanuel Nobel , padre de Alfred Nobel , se dio cuenta de que varias capas más delgadas de madera unidas entre sí serían más fuertes que una sola capa gruesa de madera. Al comprender el potencial industrial de la madera laminada, inventó el torno giratorio . [6]
Hay pocos registros de la implementación temprana del torno rotativo y la posterior comercialización de madera contrachapada tal como la conocemos hoy, pero en su edición de 1870, el diccionario francés Robert describe el proceso de fabricación de chapa con torno rotativo en su entrada Déroulage . [7] Por lo tanto, se puede suponer que la fabricación de madera contrachapada con torno giratorio era un proceso establecido en Francia en la década de 1860. La madera contrachapada se introdujo en los Estados Unidos en 1865 [8] y poco después comenzó la producción industrial. En 1928, se introdujeron en los Estados Unidos las primeras láminas de madera contrachapada de tamaño estándar de 4 pies por 8 pies (1,22 m por 2,44 m) para su uso como material de construcción general. [5]
Los artistas utilizan la madera contrachapada como soporte para las pinturas de caballete en sustitución del lienzo o el cartón tradicionales. Ya en 1880 se producían y vendían en Nueva York tableros de artista confeccionados para pintar al óleo en madera contrachapada de tres capas (3-ply).
Se realizaron experimentos de pegado de madera contrachapada con resinas fenólicas, principalmente en forma de solución alcohólica o polvo, que, sin embargo, no proporcionaron suficiente precisión de aplicación. Hacia 1930 comenzó a difundirse en la producción de contrachapados impermeables un proceso de pegado en seco de chapas de madera contrachapada con resina fenólica en forma de película . [10] [11]
Un panel de madera contrachapada típico tiene enchapados frontales de mayor calidad que los enchapados centrales. La función principal de las capas centrales es aumentar la separación entre las capas exteriores donde los esfuerzos de flexión son mayores, aumentando así la resistencia del panel a la flexión . Como resultado, los paneles más gruesos pueden abarcar distancias mayores bajo las mismas cargas. En la flexión, la tensión máxima se produce en las capas más externas, una en tensión , la otra en compresión . La tensión de flexión disminuye desde el máximo en las capas frontales hasta casi cero en la capa central. La tensión cortante , por el contrario, es mayor en el centro del panel y en las fibras exteriores. En Europa, el contrachapado básico se puede dividir en tres categorías principales: contrachapado de abedul (densidad aprox.680 kg/m 3 ), contrachapado mixto (densidad aprox.620 kg/m 3 ) y contrachapados de coníferas (densidad 460–520 kg/m3 ) . [12]
Existen diferentes variedades de madera contrachapada para diferentes aplicaciones:
El contrachapado de madera blanda suele estar hecho de cedro , abeto Douglas o abeto , pino y abeto (conocidos colectivamente como abeto-pino-abeto o SPF) o secuoya y se utiliza normalmente para fines industriales y de construcción. [13]
La dimensión más común es de 1,2 por 2,4 metros (3 pies 11 pulgadas × 7 pies 10 pulgadas) o la dimensión imperial un poco más grande de 4 pies × 8 pies. Las capas varían en espesor de 1,4 mm a 4,3 mm. El número de capas, que siempre es impar, depende del espesor y calidad de la lámina. Para los techos se puede utilizar madera contrachapada más delgada de 16 milímetros ( 5 ⁄ 8 pulgadas). Los contrapisos tienen al menos 19 milímetros ( 3 ⁄ 4 pulgadas) de espesor, cuyo espesor depende de la distancia entre las vigas del piso . La madera contrachapada para aplicaciones de pisos suele ser machihembrada (T&G); Esto evita que una tabla se mueva hacia arriba o hacia abajo en relación con su vecina, proporcionando un piso con sensación de solidez cuando las juntas no descansan sobre las vigas. El contrachapado T&G generalmente se encuentra en el rango de 13 a 25 milímetros ( 1 ⁄ 2 a 1 pulgada).
El contrachapado de madera dura está hecho de madera de dicotiledóneas (roble, haya y caoba) y se utiliza para usos finales exigentes. El contrachapado de madera dura se caracteriza por su excelente resistencia, rigidez, durabilidad y resistencia a la fluencia. Tiene una alta resistencia al corte y al impacto, lo que lo hace especialmente adecuado para estructuras de pisos y paredes de alta resistencia. La construcción de madera contrachapada orientada tiene una gran capacidad de carga de ruedas. El contrachapado de madera dura tiene una excelente dureza superficial y resistencia al daño y al desgaste. [14]
La madera contrachapada tropical está hecha de especies mixtas de maderas duras tropicales . Originario de la región asiática, ahora también se fabrica en países africanos y sudamericanos. El contrachapado tropical es superior al contrachapado de madera blanda debido a su densidad, resistencia, uniformidad de capas y alta calidad. Por lo general, se vende a un precio superior en muchos mercados si se fabrica con altos estándares. El contrachapado tropical se utiliza ampliamente en el Reino Unido, Japón, Estados Unidos, Taiwán, Corea, Dubai y otros países del mundo. Se utiliza con fines de construcción en muchas regiones debido a su bajo costo. Sin embargo, los bosques de muchos países han sido sobreexplotados, entre ellos Filipinas, Malasia e Indonesia, debido en gran medida a la demanda de producción y exportación de madera contrachapada. [15]
El contrachapado de alta resistencia, también conocido como contrachapado para aviones, se fabrica a partir de caoba, abeto y/o abedul utilizando adhesivos con mayor resistencia al calor y la humedad. Se utilizó en la construcción de planeadores de asalto aéreo durante la Segunda Guerra Mundial y también en varios aviones de combate , entre los que destaca el multifunción británico Mosquito . Apodada "La maravilla de madera", se utilizó madera contrachapada para las superficies de las alas, y también secciones planas como mamparos y las almas de los largueros de las alas. El fuselaje tenía una rigidez excepcional debido al 'sándwich' de capas unidas de balsa-capa de su carcasa monocasco ; De sección transversal elíptica, se formó en dos mitades especulares separadas, utilizando moldes curvos.
El contrachapado estructural de calidad aeronáutica se fabrica más comúnmente a partir de chapas de caoba africana, abeto o abedul que se unen en una prensa en caliente sobre núcleos de madera dura de tilo o álamo o de chapas de abedul europeo. El tilo es otro tipo de madera contrachapada de calidad aeronáutica que es más liviana y flexible que la madera contrachapada de caoba y abedul, pero tiene una resistencia estructural ligeramente menor [ cita necesaria ] . La madera contrachapada de calidad aeronáutica se fabrica según una serie de especificaciones, incluidas las descritas desde 1931 en las Reglas Germanischer Lloyd para el estudio y ensayo de madera contrachapada para aeronaves y MIL-P-607, la última de las cuales exige pruebas de corte después de la inmersión en agua hirviendo durante tres horas para verificar que las cualidades adhesivas entre las capas cumplan con las especificaciones. La madera contrachapada de calidad aeronáutica está hecha de tres o más capas de abedul, tan delgadas como 0,40 milímetros ( 1 ⁄ 64 pulgadas) de espesor en total, y es extremadamente fuerte y liviana.
El H-4 Hercules de Howard Hughes fue construido con madera contrachapada. El avión fue construido por Hughes Aircraft Company empleando un proceso Duramold de madera contrachapada y resina . [16] La chapa de madera especializada fue fabricada por Roddis Manufacturing en Marshfield, Wisconsin . [17]
Generalmente revestido con madera dura , incluyendo fresno , roble , roble rojo , abedul , arce , caoba , Shorea (a menudo llamada lauan, meranti o caoba filipina, aunque no tiene relación con la verdadera caoba), palo de rosa , teca y una gran cantidad de otras maderas duras. .
El contrachapado flexible está diseñado para fabricar piezas curvas, una práctica que se remonta a la década de 1850 en la fabricación de muebles. [ cita necesaria ] Con 3 ⁄ 8 pulgadas (9,5 mm) de espesor, la "tablero móvil" o "tablero flexible" de caoba de tres capas viene en láminas de 4 por 8 pies (1,2 m × 2,4 m) con una fibra central muy delgada. capa y dos capas exteriores más gruesas, ya sea de fibra larga en la hoja o de fibra cruzada. El tablero de meneo a menudo se pega en dos capas una vez que se le ha dado la curva deseada, de modo que la forma final será rígida y resistirá el movimiento. A menudo, se añaden chapas de madera decorativas como capa superficial.
En el Reino Unido, se utilizaban láminas de chapa de una sola capa para fabricar sombreros de tubos de estufa en la época victoriana, por lo que el contrachapado moderno y flexible a veces se conoce allí como "capa de sombrerero", [ cita requerida ] aunque el material original no era estrictamente madera contrachapada, sino un una sola hoja de chapa.
El contrachapado marino se fabrica a partir de chapas de cara y núcleo duraderas, con pocos defectos, por lo que funciona por más tiempo en condiciones húmedas y mojadas y resiste la deslaminación y el ataque de hongos. Su construcción es tal que puede usarse en ambientes donde esté expuesto a la humedad por largos periodos. Cada chapa de madera será de maderas duras tropicales y tendrá un espacio en el núcleo insignificante, lo que limitará la posibilidad de atrapar agua en la madera contrachapada y, por lo tanto, proporcionará una unión adhesiva sólida y estable. Utiliza un pegamento exterior a prueba de intemperie y ebullición (WBP) similar a la mayoría de las maderas contrachapadas para exteriores.
La madera contrachapada marina se puede clasificar según la norma BS 1088 , que es una norma británica para madera contrachapada marina, y la IS:710 es la Oficina de Normas de la India (BIS) para madera contrachapada de calidad marina. Existen pocas normas internacionales para clasificar el contrachapado marino y la mayoría de ellas son voluntarias. Algunas maderas contrachapadas marinas tienen el sello de Lloyd's of London que certifica que cumplen con la norma BS 1088. Algunas maderas contrachapadas también están etiquetadas según la madera utilizada para fabricarlas. Ejemplos de ello son Okoumé o Meranti .
En el Reino Unido, se pueden encontrar comerciantes de construcción que anuncian un grado de capa como "capa marina" que no cumple con BS 1088 ; generalmente, los anuncios en línea de estos productos incluirán una advertencia como "no apto para embarcaciones".
En la India, el contrachapado marino se llama popularmente "Kitply" en honor a la marca que popularizó el concepto de contrachapado marino resistente al agua en la década de 1980.
Otros tipos de madera contrachapada incluyen las retardantes de fuego, resistentes a la humedad, de malla de alambre, de calidad para letreros y tratadas a presión. Sin embargo, la madera contrachapada se puede tratar con diversos productos químicos para mejorar su resistencia al fuego. Cada uno de estos productos está diseñado para satisfacer una necesidad en la industria.
El contrachapado de abedul báltico es un producto de una zona alrededor del Mar Báltico. Fabricado originalmente para ebanistas europeos, pero ahora también popular en los Estados Unidos. Es muy estable y está compuesto por un núcleo interior sin huecos de capas de abedul con bandas cruzadas con un adhesivo de calidad exterior. Las chapas frontales son más gruesas que las de los gabinetes tradicionales.
La producción de madera contrachapada requiere un buen tronco, llamado pelador, que generalmente es más recto y de mayor diámetro que el requerido para procesarlo en un aserradero para obtener madera dimensionada . El tronco se coloca horizontalmente y se gira alrededor de su eje longitudinal mientras se presiona una hoja larga, lo que hace que se desprenda una fina capa de madera (como una hoja continua de papel de un rollo). Una barra de punta ajustable, que puede ser sólida o un rodillo, se presiona contra el tronco durante la rotación, para crear un "espacio" por el que pase la chapa entre la cuchilla y la barra de punta. La barra de nariz comprime parcialmente la madera a medida que se pela; controla la vibración del cuchillo pelador; y ayuda a mantener la chapa despegada con un espesor preciso. De esta manera, el tronco se pela en láminas de chapa, que luego se cortan a las dimensiones deseadas para permitir que se encoja (dependiendo del tipo de madera) cuando se seque. Luego, las láminas se parchan, se clasifican, se pegan y luego se cuecen en una prensa a una temperatura de al menos 140 °C (284 °F) y a una presión de hasta 1,9 MPa (280 psi) (pero más comúnmente 200 psi). ) para formar el panel de madera contrachapada. Luego, el panel se puede parchar, rellenar con defectos superficiales menores, como fisuras o pequeños orificios para nudos, cambiar su tamaño, lijar o reacabar de otro modo, según el mercado al que esté destinado.
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La madera contrachapada para uso en interiores generalmente utiliza el pegamento de urea-formaldehído menos costoso, que tiene una resistencia al agua limitada, mientras que la madera contrachapada para exteriores y de calidad marina está diseñada para resistir la humedad y utiliza un pegamento de resorcinol-formaldehído o fenol-formaldehído resistente al agua para evitar la delaminación. y para conservar la fuerza en condiciones de alta humedad . [18]
Los adhesivos utilizados en la madera contrachapada se han convertido en un motivo de preocupación. Tanto la urea formaldehído como el fenol formaldehído son cancerígenos en concentraciones muy altas. Como resultado, muchos fabricantes están recurriendo a sistemas de pegamento con baja emisión de formaldehído, denominados con una calificación "E". La madera contrachapada producida según "E0" tiene efectivamente cero emisiones de formaldehído. [19]
Además de que los pegamentos están pasando a primer plano, los propios recursos de madera se están convirtiendo en el foco de atención de los fabricantes, debido en parte a la conservación de energía, así como a la preocupación por los recursos naturales. Hay varias certificaciones disponibles para los fabricantes que participan en estos programas. El Programa de Aprobación de la Certificación Forestal (PEFC) , el Consejo de Administración Forestal (FSC), el Liderazgo en Energía y Diseño Ambiental (LEED), la Iniciativa Forestal Sostenible (SFI) y Greenguard son programas de certificación que garantizan que las prácticas de producción y construcción sean sostenibles. Muchos de estos programas ofrecen beneficios fiscales tanto al fabricante como al usuario final. [20]
El rango de espesor más comúnmente utilizado es de 1 ⁄ 8 a 3,0 pulgadas (3,2 a 76,2 mm). Los tamaños de las láminas de madera contrachapada más comúnmente utilizadas son 4 x 8 pies (1220 x 2440 mm) [21], que fue utilizado por primera vez por Portland Manufacturing Company, quien desarrolló lo que conocemos como madera contrachapada con núcleo de chapa moderna para la Feria Mundial de Portland de 1905. . Un tamaño métrico común para una hoja de madera contrachapada es 1200 x 2400 mm. 5 × 5 pies (1500 × 1500 mm) también es un tamaño europeo común para las capas de abedul báltico y las capas de aviones. [22]
Los tamaños de madera contrachapada especializada para encofrado de concreto pueden variar de 15 ⁄ 64 a 13 ⁄ 16 pulgadas (6 a 21 mm), y existe una multitud de formatos, aunque 15 × 750 × 1500 mm (0,59 pulgadas × 30 × 59 pulgadas) ( 19/32 pulg. × 2 pies-6 pulg. × 4 pies-11 pulg.) se usa con mucha frecuencia.
La madera contrachapada para aviones está disponible en espesores de 1 ⁄ 8 de pulgada (3 mm) (construcción de 3 capas) y superiores; Normalmente, el contrachapado para aviones utiliza chapas de 0,5 mm (aproximadamente 1/64 pulgadas) de espesor, aunque también se utilizan chapas mucho más delgadas, como de 0,1 mm, en la construcción de algunos de los paneles más delgados.
Las reglas de clasificación difieren según el país de origen. Los estándares más populares son el estándar británico (BS) y el estándar americano (ASTM). Joyce (1970), sin embargo, enumera algunas indicaciones generales sobre las reglas de calificación: [23] [ página necesaria ]
La madera contrachapada se utiliza en muchas aplicaciones que necesitan láminas de material de alta calidad y resistencia. Calidad en este contexto significa resistencia al agrietamiento, rotura, contracción, torsión y deformación.
La madera contrachapada encolada para exteriores es adecuada para uso en exteriores, pero debido a que la humedad afecta la resistencia de la madera, se logra un rendimiento óptimo donde el contenido de humedad permanece relativamente bajo. Las condiciones bajo cero no afectan las propiedades dimensionales o de resistencia de la madera contrachapada, lo que hace posibles algunas aplicaciones especiales.
La madera contrachapada también se utiliza como material de ingeniería para aplicaciones en pieles estresadas. [ cita necesaria ] Se ha utilizado para aplicaciones marinas y de aviación desde la Segunda Guerra Mundial. El más notable es el bombardero británico De Havilland Mosquito , con un fuselaje hecho de madera contrachapada de abedul intercalando un núcleo de balsa y utilizando madera contrachapada ampliamente para las alas. La madera contrachapada también se utilizó para los cascos de los barcos torpederos a motor (MTB) y los barcos cañoneros a motor (MGB) construidos por la British Power Boat Company y Vosper , los barcos PT estadounidenses y las lanchas de desembarco Higgins , fundamentales para la D. -Aterrizajes diurnos. Los diseñadores estadounidenses Charles y Ray Eames son conocidos por sus muebles a base de madera contrachapada, al igual que el arquitecto finlandés Alvar Aalto y su firma Artek , mientras que Phil Bolger ha diseñado una amplia gama de barcos construidos principalmente con madera contrachapada. Jack Köper, de Ciudad del Cabo, diseñó el velero ligero de madera contrachapada Dabchick , que desde 2015 [actualizar]todavía navegan un gran número de adolescentes.
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La madera contrachapada se usa a menudo para crear superficies curvas porque se puede doblar fácilmente con la veta. Las rampas para patinetas a menudo utilizan madera contrachapada como superficie superior lisa sobre curvas dobladas para crear una transición que pueda simular las formas de las olas del océano.
Los usos finales típicos del contrachapado de abeto son:
Hay soluciones de recubrimiento disponibles que enmascaran la estructura veteada prominente del contrachapado de abeto. Para estas maderas contrachapadas revestidas existen algunos usos finales en los que se necesita una resistencia razonable, pero la ligereza del abeto es una ventaja, por ejemplo:
La madera contrachapada de madera dura recubierta con película de resina fenólica se utiliza normalmente como componente listo para instalar, por ejemplo:
El contrachapado de abedul se utiliza como material estructural en aplicaciones especiales, por ejemplo:
La superficie lisa y el espesor preciso combinados con la durabilidad del material hacen del contrachapado de abedul un material favorable para muchos usos finales especiales, por ejemplo:
El contrachapado tropical está ampliamente disponible en la región del Sudeste Asiático, principalmente en Malasia e Indonesia .
