La madera es madera que ha sido procesada en tamaños uniformes y útiles (madera dimensional), incluidas vigas y tablones o tablas . La madera se utiliza principalmente para estructuras de construcción , así como para acabados (pisos, paneles de pared , marcos de ventanas ). La madera tiene muchos usos más allá de la construcción de viviendas. A veces se hace referencia a la madera como madera en el Reino Unido , Europa , [1] Australia y Nueva Zelanda , mientras que en otras [ cita requerida ] partes del mundo (principalmente Estados Unidos y Canadá ) el término madera se refiere específicamente a la madera sin procesar. fibra , como troncos cortados o árboles en pie que aún no se han cortado.
La madera podrá suministrarse aserrada o desbastada en una o más de sus caras. La madera en bruto es la materia prima para la fabricación de muebles y de otros artículos que requieren corte y forma. Está disponible en muchas especies, incluidas maderas duras y blandas , como el pino blanco y el pino rojo , debido a su bajo costo. [2]
La madera terminada se suministra en tamaños estándar, principalmente para la industria de la construcción: principalmente madera blanda , de especies coníferas , incluidos pino , abeto y abeto (colectivamente abeto-pino-abeto ), cedro y cicuta , pero también algo de madera dura, para materiales de alta calidad. piso. Se fabrica más comúnmente con madera blanda que con madera dura, y el 80% de la madera proviene de madera blanda. [3]
En Estados Unidos y Canadá, las tablas fresadas se llaman madera , mientras que madera describe árboles en pie o talados. [4]
Por el contrario, en Gran Bretaña y algunas otras naciones de la Commonwealth e Irlanda, el término madera se utiliza en ambos sentidos. (En el Reino Unido, la palabra madera rara vez se usa en relación con la madera y tiene varios otros significados).
La madera remanufacturada es el resultado del procesamiento secundario o terciario de madera previamente aserrada. En concreto, se refiere a la madera cortada para uso industrial o para embalaje de madera. La madera se corta con una sierra de corte o se vuelve a aserrar para crear dimensiones que normalmente no se procesan en un aserradero primario .
Volver a aserrar es dividir madera dura o blanda de 1 a 12 pulgadas (25 a 305 mm) en dos o más piezas más delgadas de tablas de longitud completa. Por ejemplo, dividir una pieza de 2× 4 (10 pies) de 3,0 m (10 pies de largo)+1 ⁄ 2 por 3+1 ⁄ 2 pulgadas o 38 por 89 mm) en dos 1 × 4 ( 3 ⁄ 4 por 3+1 ⁄ 2 pulg. o 19 por 89 mm) de la misma longitud se considera reaserrado.
La madera estructural también se puede producir a partir de plástico reciclado y plástico nuevo. La industria forestal se ha opuesto firmemente a su introducción . [5] La combinación de fibra de vidrio con madera plástica mejora su resistencia, durabilidad y resistencia al fuego. [6] La madera estructural de fibra de vidrio plástica puede tener una " clasificación de propagación de llama de clase 1 de 25 o menos, cuando se prueba de acuerdo con la norma ASTM E 84", lo que significa que se quema más lentamente que casi toda la madera tratada. [7]
La comprensión básica de la madera, o "tablas aserradas", surgió en América del Norte en el siglo XVII. [8] La madera es el método más común y ampliamente utilizado para aserrar troncos. La madera aserrada simple se produce haciendo el primer corte tangente a la circunferencia del tronco. Luego, cada corte adicional se realiza paralelo al anterior. Este método produce tablas lo más anchas posible con la menor cantidad de desperdicio de troncos. [9]
La fabricación de madera a nivel mundial está determinada por el estilo de construcción preferido; Las áreas con una "cultura de construcción en madera" (las casas se construían con madera en lugar de otros materiales como el ladrillo) son los países con importantes industrias de aserradero. Las regiones históricas de construcción de viviendas con estructura de madera son: Europa, América del Norte y Japón. [10] Diferentes zonas del mundo son reconocidas como importantes proveedores de madera; sin embargo, estas zonas (Indonesia, Sarawak, Nueva Guinea, etc.) son exportadoras de trozas en bruto y no tienen una industria nacional productora de madera aserrada importante.
Las mayores regiones productoras de madera del mundo son: China (18%); Estados Unidos (17%); Canadá (10%); Rusia (9%); Alemania (5%); Suecia (4%). [11]
En los primeros períodos de la sociedad, para fabricar madera para la construcción, los troncos de los árboles se partían con cuñas en tantos trozos tan delgados como fuera posible. Si era necesario hacerlos aún más delgados, se tallaban, con algún instrumento afilado, por ambos lados, al tamaño adecuado. [12] Esta manera simple pero derrochadora de hacer tablas todavía se continúa en algunos lugares.
De lo contrario, los troncos se cortaban usando una sierra para dos personas, o una sierra de pozo, usando sillares para sostener el tronco y un hoyo para el pitman que trabajaba debajo.
En 1420 se descubrió la isla de Madeira , un archipiélago formado por cuatro islas frente a la costa noroeste de África y una región autónoma de Portugal. El rey Enrique VI envió colonos a Madeira y los colonos comenzaron a talar enormes extensiones de bosque para cultivar. Los árboles talados se convertían en tablones mediante molinos hidráulicos y la madera (cedro y tejo) se enviaba a Portugal y España. [13] Hacia 1427 se construyó el primer aserradero en Alemania. [12]
Cornelis Corneliszoon (o Krelis Lootjes) era un propietario de molinos de viento holandés de Uitgeest que inventó el primer aserradero mecánico impulsado por el viento el 15 de diciembre de 1593. Esto hizo que la conversión de troncos de madera en tablones fuera 30 veces más rápida que antes. [14]
La sierra circular, tal como se utiliza en los aserraderos modernos, fue inventada por un inglés llamado Miller en 1777. Sin embargo, no fue hasta el siglo XIX que se aplicó de manera generalizada, y su gran trabajo pertenece a ese período. Los primeros dientes insertables para esta sierra fueron inventados por W. Kendal, un estadounidense, en 1826. [15]
La tala de árboles en las colonias americanas comenzó en 1607, cuando los colonos de Jamestown cortaron madera para construir el primer asentamiento en el nuevo mundo. [16] El primer aserradero de Estados Unidos se construyó en las cataratas de Piscatauqua , en la línea entre la provincia de Maine y la provincia de New Hampshire , en 1634. Sin embargo, registros no autenticados afirman que ya en 1633 varias fábricas estaban operando en Nueva Holanda. . [12]
Las colonias americanas fueron esenciales para Inglaterra en su papel de proveedor de madera para la flota británica. En la década de 1790, Nueva Inglaterra exportaba 36 millones de pies de tablas de pino y al menos 300 mástiles de barcos por año al Imperio Británico. [16] El suministro de madera comenzó a disminuir a principios del siglo XX debido a los importantes volúmenes de extracción, por lo que la industria maderera se vio obligada a buscar madera en otros lugares; de ahí la expansión hacia el oeste americano. [17]
Los troncos se convierten en madera aserrándolos, labrándolos o partiéndolos . El aserrado con sierra de corte es el método más común, porque permite utilizar troncos de menor calidad, con fibra irregular y nudos grandes, y es más económico. Existen varios tipos de aserrado:
La madera dimensional es madera que se corta a un ancho y profundidad estandarizados, a menudo especificados en milímetros o pulgadas. Los carpinteros utilizan ampliamente madera dimensional para enmarcar edificios de madera. Los tamaños comunes incluyen 2×4 (en la foto) (también dos por cuatro y otras variantes, como cuatro por dos en Australia, Nueva Zelanda y el Reino Unido), 2×6 y 4×4 . La longitud de una tabla normalmente se especifica por separado del ancho y la profundidad. Por tanto, es posible encontrar tablas de 2×4 de cuatro, ocho y doce pies de largo. En Canadá y Estados Unidos, las longitudes estándar de la madera son 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 y 24 pies (1,8, 2,4, 3,0, 3,7, 4,3, 4,9, 5,5, 6,1, 6,7 y 7,3 m). Para el marco de paredes, se encuentran disponibles longitudes de "montantes" precortadas y se utilizan comúnmente. Para techos con alturas de 8, 9 o 10 pies (2,4, 2,7 o 3,0 m), los montantes están disponibles en 92+5 ⁄ 8 pulgadas (2,35 m), 104+5 ⁄ 8 pulgadas (2,66 m) y 116+5 ⁄ 8 pulgadas (2,96 m). [ cita necesaria ]
La longitud de una unidad de madera dimensional está limitada por la altura y la circunferencia del árbol del que se fresa. En general, la longitud máxima es de 24 pies (7,32 m). Los productos de madera diseñados, fabricados uniendo hebras, partículas, fibras o chapas de madera, junto con adhesivos, para formar materiales compuestos, ofrecen más flexibilidad y mayor resistencia estructural que los materiales de construcción de madera típicos. [18]
Los montantes precortados le ahorran mucho tiempo al enmarcador, porque el fabricante los corta previamente para su uso en aplicaciones de techo de 8, 9 y 10 pies, lo que significa que el fabricante ha quitado algunas pulgadas o centímetros de la pieza para permita la placa del umbral y la placa superior doble sin necesidad de dimensionamiento adicional.
En América, los dos por (2 × 4, 2 × 6, 2 × 8, 2 × 10 y 2 × 12), llamados así por el grosor tradicional de las tablas en pulgadas, junto con el 4 × 4 (89 mm × 89 mm ), son tamaños de madera comunes que se utilizan en la construcción moderna. Son los componentes básicos de estructuras tan comunes como las viviendas con estructura de globo o de plataforma . La madera dimensional hecha de madera blanda se usa típicamente para la construcción, mientras que las tablas de madera dura se usan más comúnmente para fabricar gabinetes o muebles.
Las dimensiones nominales de la madera son mayores que las dimensiones estándar reales de la madera terminada. Históricamente, las dimensiones nominales eran el tamaño de las tablas verdes (no secas) y rugosas (sin terminar) que eventualmente se convirtieron en madera terminada más pequeña mediante el secado y el cepillado (para alisar la madera). Hoy en día, las normas especifican las dimensiones finales y la fábrica corta los troncos al tamaño que necesita para alcanzar esas dimensiones finales. Normalmente, ese corte preliminar es más pequeño que las dimensiones nominales porque la tecnología moderna permite utilizar los troncos de manera más eficiente. Por ejemplo, una tabla de "2 × 4" históricamente comenzó como una tabla verde y rugosa, en realidad de 2 por 4 pulgadas (51 mm × 102 mm). Después del secado y cepillado, sería más pequeño en una cantidad no estándar. Hoy en día, una tabla de "2×4" comienza como algo más pequeño que 2 pulgadas por 4 pulgadas y no especificado por los estándares, y después del secado y cepillado mide como mínimo 1+1 ⁄ 2 por 3+1 ⁄ 2 pulgadas (38 mm × 89 mm). [19]
Como se señaló anteriormente, se necesita menos madera para producir un tamaño acabado determinado que cuando las normas exigían que la madera verde tuviera la dimensión nominal completa. Sin embargo, incluso las dimensiones de la madera terminada de un tamaño nominal determinado han cambiado con el tiempo. En 1910, una tabla terminada típica de 25 mm (1 pulgada) medía 21 mm ( 13 ⁄ 16 pulgadas). En 1928, se redujo en un 4%, y nuevamente en un 4% en 1956. En 1961, en una reunión en Scottsdale, Arizona, el Comité de Simplificación y Estandarización de Grados acordó lo que ahora es el estándar estadounidense actual: en parte, el tamaño revestido de una tabla de 1 pulgada (nominal) se fijó en 3 ⁄ 4 de pulgada; mientras que el tamaño revestido de la madera de 2 pulgadas (nominal) se redujo de 1+5 ⁄ 8 pulgadas al 1 actual+1 ⁄ 2 pulgada. [20]
La madera dimensional está disponible en estado verde, sin terminar, y para ese tipo de madera, las dimensiones nominales son las dimensiones reales.
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Las piezas individuales de madera exhiben una amplia gama en calidad y apariencia con respecto a nudos, pendiente de la fibra, tejas y otras características naturales. Por lo tanto, varían considerablemente en fuerza, utilidad y valor.
La iniciativa para establecer estándares nacionales para la madera aserrada en los Estados Unidos comenzó con la publicación del American Lumber Standard en 1924, que establecía especificaciones para las dimensiones, calidad y contenido de humedad de la madera; también desarrolló programas de inspección y acreditación. Estos estándares han cambiado a lo largo de los años para satisfacer las necesidades cambiantes de los fabricantes y distribuidores, con el objetivo de mantener la madera competitiva con otros productos de construcción. Las normas actuales las establece el Comité Estadounidense de Normas de la Madera , designado por el Secretario de Comercio de Estados Unidos . [21]
Los valores de diseño para la mayoría de las especies y grados de productos estructurales clasificados visualmente se determinan de acuerdo con las normas ASTM , que consideran el efecto de las características reductoras de resistencia, la duración de la carga, la seguridad y otros factores que influyen. Los estándares aplicables se basan en los resultados de las pruebas realizadas en cooperación con el Laboratorio de Productos Forestales del USDA . Valores de diseño para la construcción con madera, que es un suplemento de la Especificación de diseño nacional ANSI/AF&PA para la construcción con madera, proporciona estos valores de diseño de la madera, que son reconocidos por los códigos de construcción modelo. [22]
Canadá tiene reglas de clasificación que mantienen un estándar entre las fábricas que fabrican maderas similares para garantizar a los clientes una calidad uniforme. Los grados estandarizan la calidad de la madera en diferentes niveles y se basan en el contenido de humedad, el tamaño y la fabricación en el momento de la clasificación, envío y descarga por parte del comprador. La Autoridad Nacional de Clasificación de la Madera (NLGA) [23] es responsable de redactar, interpretar y mantener las reglas y normas canadienses de clasificación de la madera. La Junta Canadiense de Acreditación de Normas de Madera (CLSAB) [24] supervisa la calidad del sistema de clasificación e identificación de la madera de Canadá.
Los intentos de mantener la calidad de la madera a lo largo del tiempo se han visto desafiados por cambios históricos en los recursos madereros de los Estados Unidos, desde los bosques vírgenes de crecimiento lento comunes hace más de un siglo hasta las plantaciones de crecimiento rápido que ahora son comunes en los bosques comerciales de hoy. Las disminuciones resultantes en la calidad de la madera han sido motivo de preocupación tanto para la industria maderera como para los consumidores y han provocado un mayor uso de productos de construcción alternativos. [25] [26]
La madera clasificada por tensión mecánica y evaluada por máquina está disponible para usos finales donde la alta resistencia es crítica, como armazones , vigas , material laminado, vigas en I y juntas de alma. La clasificación mecánica mide una característica como la rigidez o la densidad que se correlaciona con las propiedades estructurales de interés, como la resistencia a la flexión . El resultado es una comprensión más precisa de la resistencia de cada pieza de madera que la que es posible con la madera clasificada visualmente, lo que permite a los diseñadores utilizar la resistencia total del diseño y evitar la construcción excesiva. [27]
En Europa, la clasificación por resistencia de la madera aserrada rectangular (tanto de madera blanda como de madera dura) se realiza de acuerdo con EN-14081 [28] y comúnmente se clasifica en clases definidas por EN-338. Para las maderas blandas, las clases comunes son (en resistencia creciente) C16, C18, C24 y C30. También hay clases específicas para maderas duras y las de uso más común (en resistencia creciente) son D24, D30, D40, D50, D60 y D70. Para estas clases, el número se refiere a la resistencia a la flexión requerida del percentil 5 en newtons por milímetro cuadrado. Existen otras clases de resistencia, incluidas las clases T basadas en la tensión destinadas a su uso en madera laminada .
ATIBT [31] ha desarrollado reglas de clasificación para la madera aserrada de África y Sudamérica de acuerdo con las reglas de Sciages Avivés Tropicaux Africains (SATA) y se basa en cortas rasas, establecidas por el porcentaje de la superficie limpia. [32]
En América del Norte, las prácticas de mercado para la madera dimensional hecha de maderas duras [a] varían significativamente de los tamaños de ' madera dimensional ' estandarizados y regularizados utilizados para las ventas y especificaciones de maderas blandas; los tableros de madera dura a menudo se venden totalmente cortados en bruto, [b] o cepillados a máquina únicamente. en los dos lados frontales (más anchos). Cuando los tableros de madera dura también se suministran con caras cepilladas, generalmente se hacen con anchos aleatorios de un espesor específico (normalmente coincidentes con el fresado de maderas dimensionales de madera blanda) y con longitudes algo aleatorias. Pero además de esas situaciones más antiguas (tradicionales y normales), en los últimos años algunas líneas de productos se han ampliado para comercializar también tableros en tamaños estándar; estos normalmente se venden al por menor en grandes tiendas y utilizan sólo un conjunto relativamente pequeño de longitudes específicas; [c] en todos los casos, las maderas duras se venden al consumidor por pies tablares (144 pulgadas cúbicas o 2.360 centímetros cúbicos), mientras que esa medida no se utiliza para las maderas blandas en el minorista (que el comprador sepa). [d]
También en América del Norte, la madera dura se vende comúnmente en un sistema de "cuartos", cuando se hace referencia al espesor; 4/4 (cuatro cuartos) se refiere a un tablero de 25 mm (1 pulgada) de espesor, 8/4 (ocho cuartos) es un tablero de 51 mm (2 pulgadas) de espesor, etc. Este sistema de "cuartos" rara vez se utiliza. utilizado para madera blanda; aunque las terrazas de madera blanda a veces se venden como 5/4, aunque en realidad tienen una pulgada de espesor (al fresar 1 ⁄ 8 pulgadas o 3,2 mm de cada lado en un paso de producción de cepillado motorizado ). El sistema de referencia "cuarto" es una nomenclatura tradicional de la industria maderera de América del Norte que se utiliza específicamente para indicar el espesor de la madera dura aserrada en bruto.
En el caso de la madera aserrada, aclara inmediatamente que la madera aún no ha sido fresada, evitando confusión con la madera en dimensiones fresadas, que se mide como espesor real después del mecanizado. Ejemplos: 3 ⁄ 4 pulgadas, 19 mm o 1x. En los últimos años [ ¿cuándo? ] arquitectos, diseñadores y constructores [ ¿quién? ] han comenzado a utilizar el sistema "cuarto" en las especificaciones como una moda de conocimiento interno, aunque los materiales que se especifican son madera terminada, fusionando así los sistemas separados y causando confusión.
Las maderas duras que se cortan para muebles se cortan en otoño e invierno, después de que la savia ha dejado de correr por los árboles. Si se cortan maderas duras en primavera o verano, la savia arruina el color natural de la madera y disminuye el valor de la madera para muebles.
La madera de ingeniería es madera creada por un fabricante y diseñada para un propósito estructural determinado. Las principales categorías de madera de ingeniería son: [33]
En los Estados Unidos, los pilotes se cortan principalmente de pinos amarillos del sur y de abeto Douglas . Los pilotes tratados están disponibles en retenciones de arseniato de cobre cromado de 0,60, 0,80 y 2,50 libras por pie cúbico (9,6, 12,8 y 40,0 kg/m 3 ) si se requiere tratamiento.
Según la prescripción del Método de Construcción (營造法式) emitido por el gobierno de la dinastía Song a principios del siglo XII, las vigas se estandarizaron en ocho dimensiones de sección transversal. [34] Independientemente de las dimensiones reales de la madera, la relación entre ancho y alto se mantuvo en 1:1,5. Las unidades están en pulgadas de la dinastía Song (31,2 mm).
La madera de tamaño inferior a la octava clase se denominaba "sin clasificar" (等外). El ancho de una madera se denomina "madera" (材) y las dimensiones de otros componentes estructurales se citaron en múltiplos de "madera"; así, a medida que variaba el ancho de la madera real, las dimensiones de otros componentes se calculaban fácilmente, sin recurrir a cifras específicas para cada escala. Las dimensiones de las vigas en aplicaciones similares muestran una disminución gradual desde la dinastía Sui (580–618) hasta la era moderna; Una madera de primera clase durante la época Sui se reconstruyó en 15 × 10 (pulgadas de la dinastía Sui o 29,4 mm). [35]
Los defectos que ocurren en la madera se agrupan en las cuatro divisiones siguientes:
Durante el proceso de conversión de madera a formas comerciales de madera pueden ocurrir los siguientes defectos:
Los hongos atacan la madera (tanto madera como madera aserrada) cuando se presentan todas estas condiciones:
La madera con menos del 25% de humedad (en peso seco) puede permanecer libre de descomposición durante siglos. Del mismo modo, la madera sumergida en agua puede no ser atacada por hongos si la cantidad de oxígeno es insuficiente.
Hongos en la madera/defectos de la madera:
Los siguientes son los insectos y moluscos que suelen ser responsables de la descomposición de la madera:
Hay dos fuerzas naturales principales responsables de causar defectos en la madera y la madera: crecimiento anormal y ruptura de tejidos. La ruptura de tejido incluye grietas o hendiduras en la madera llamadas "temblores". "Sacudida del anillo", "sacudida del viento" o "falla del anillo" se produce cuando la veta de la madera se separa alrededor de los anillos de crecimiento, ya sea mientras está en pie o durante la tala. Las sacudidas pueden reducir la resistencia de una madera y, por lo tanto, su apariencia reduce la calidad de la madera y pueden capturar la humedad, promoviendo la descomposición. La cicuta oriental es conocida por tener un anillo tembloroso . [36] Un "cheque" es una grieta en la superficie de la madera causada por la contracción del exterior de la madera a medida que se cura. Los cheques pueden extenderse hasta la médula y seguir la fibra. Al igual que los batidos, los cheques pueden retener agua y favorecer la pudrición. Una "división" atraviesa toda la madera. Las roturas y roturas ocurren con más frecuencia en los extremos de la madera debido al secado más rápido en estos lugares. [36]
El curado de la madera suele realizarse al horno o al aire. Los defectos debidos al curado son la principal causa de fisuras, arqueamientos y panalizaciones. El secado es el proceso de secar la madera para eliminar la humedad contenida en las paredes de las celdas de la madera para producir madera curada. [37]
En condiciones adecuadas, la madera proporciona un rendimiento excelente y duradero. Sin embargo, también enfrenta varias amenazas potenciales a su vida útil, incluida la actividad de hongos y daños por insectos, que pueden evitarse de muchas maneras. La sección 2304.11 del Código Internacional de Construcción aborda la protección contra la descomposición y las termitas. Esta sección proporciona requisitos para aplicaciones de construcción no residencial, como la madera utilizada sobre el suelo (por ejemplo, para marcos, terrazas, escaleras, etc.), así como otras aplicaciones.
Hay cuatro métodos recomendados para proteger las estructuras con estructura de madera contra riesgos de durabilidad y así proporcionar la máxima vida útil al edificio. Todos requieren un diseño y construcción adecuados:
La madera es un material higroscópico , lo que significa que absorbe y libera agua de forma natural para equilibrar su contenido de humedad interna con el entorno. El contenido de humedad de la madera se mide por el peso de agua como porcentaje del peso de la fibra de madera secada al horno. La clave para controlar la descomposición es controlar la humedad. Una vez que se establecen los hongos de descomposición, el contenido mínimo de humedad para que se propague la descomposición es del 22 al 24 por ciento, por lo que los expertos en construcción recomiendan el 19 por ciento como contenido de humedad máximo seguro para la madera sin tratar en servicio. El agua por sí sola no daña la madera, sino que la madera con un contenido de humedad constantemente alto permite el crecimiento de organismos fúngicos.
El objetivo principal al abordar las cargas de humedad es, en primer lugar, evitar que el agua ingrese a la envolvente del edificio y equilibrar el contenido de humedad dentro del edificio mismo. El control de la humedad mediante detalles de diseño y construcción aceptados es un método simple y práctico para proteger un edificio con estructura de madera contra la descomposición. Para aplicaciones con un alto riesgo de permanecer mojado, los diseñadores especifican materiales duraderos, como especies naturalmente resistentes a la descomposición o madera que haya sido tratada con conservantes . Revestimientos , tejas , antepechos y vigas vistas o vigas laminadas son ejemplos de posibles aplicaciones de la madera tratada.
Para edificios en zonas de termitas, las prácticas de protección básicas abordadas en los códigos de construcción actuales incluyen (pero no se limitan a) las siguientes:
Para evitar la descomposición y la infestación de termitas, la madera sin tratar se separa del suelo y de otras fuentes de humedad. Estas separaciones son requeridas por muchos códigos de construcción y se consideran necesarias para mantener los elementos de madera en estructuras permanentes con un contenido de humedad seguro para protegerlos contra la descomposición. Cuando no es posible separar la madera de las fuentes de humedad, los diseñadores suelen recurrir a madera tratada con conservantes. [38]
La madera puede tratarse con un conservante que mejora la vida útil en condiciones severas sin alterar sus características básicas. También se puede impregnar a presión con productos químicos retardadores de fuego que mejoran su comportamiento en caso de incendio. [39] Uno de los primeros tratamientos para la "madera ignífuga", que retarda los incendios, fue desarrollado en 1936 por Protexol Corporation, en el que la madera se trata intensamente con sal. [40] La madera no se deteriora simplemente porque se moja. Cuando la madera se descompone es porque un organismo se la está comiendo. Los conservantes actúan haciendo que la fuente de alimento no sea comestible para estos organismos. La madera tratada adecuadamente con conservantes puede tener de 5 a 10 veces más vida útil que la madera sin tratar. La madera preservada se utiliza con mayor frecuencia para durmientes de ferrocarril, postes de servicios públicos, pilotes marinos, cubiertas, cercas y otras aplicaciones al aire libre. Se encuentran disponibles varios métodos de tratamiento y tipos de productos químicos, según los atributos requeridos en la aplicación particular y el nivel de protección necesario. [41]
Hay dos métodos básicos de tratamiento: con y sin presión. Los métodos sin presión son la aplicación de conservantes mediante brocha, pulverización o inmersión de la pieza a tratar. Se consigue una penetración más profunda y completa introduciendo el conservante con presión en las células de la madera. Se utilizan varias combinaciones de presión y vacío para introducir niveles adecuados de producto químico en la madera. Los conservantes para tratamiento a presión consisten en productos químicos transportados en un disolvente. El arseniato de cobre cromado, que alguna vez fue el conservante de madera más comúnmente utilizado en América del Norte, comenzó a eliminarse gradualmente de la mayoría de las aplicaciones residenciales en 2004. Lo reemplazan el quat de cobre amina y el azol de cobre.
Todos los conservantes de madera utilizados en los Estados Unidos y Canadá están registrados y reexaminados periódicamente para determinar su seguridad por la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. y la Agencia Reguladora y de Manejo de Plagas de Health Canada, respectivamente. [41]
La estructura de madera es un estilo de construcción que utiliza elementos de estructura más pesados (postes y vigas más grandes) que la estructura de palos moderna , que utiliza madera de dimensiones estándar más pequeñas. Las vigas se cortan a partir de troncos y se escuadran con una sierra, una hacha o una azuela, y luego se unen con carpintería sin clavos. Las estructuras de madera modernas han ido ganando popularidad en los Estados Unidos desde la década de 1970. [42]
La construcción sustentable minimiza el impacto o "huella ambiental" de un edificio. La madera es un importante material de construcción que es renovable y reabastecible en un ciclo continuo. [41] Los estudios muestran que la fabricación de madera utiliza menos energía y produce menos contaminación del aire y del agua que el acero y el hormigón. [43] Sin embargo, se culpa a la demanda de madera por la deforestación . [44]
La conversión del carbón a la energía de biomasa es una tendencia creciente en los Estados Unidos. [45]
Los gobiernos del Reino Unido, Uzbekistán, Kazajstán, Australia, Fiji, Madagascar, Mongolia, Rusia, Dinamarca, Suiza y Eswatini apoyan un mayor papel de la energía derivada de la biomasa, que son materiales orgánicos disponibles de forma renovable e incluyen residuos y/o o subproductos de los procesos de tala, aserradero y fabricación de papel. En particular, lo ven como una forma de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero al reducir el consumo de petróleo y gas y al mismo tiempo apoyar el crecimiento de la silvicultura, la agricultura y las economías rurales. Estudios realizados por el gobierno de Estados Unidos han descubierto que los recursos combinados de tierras forestales y agrícolas del país tienen el poder de suministrar de manera sostenible más de un tercio de su consumo actual de petróleo. [46]
La biomasa ya es una importante fuente de energía para la industria de productos forestales de América del Norte. Es habitual que las empresas dispongan de instalaciones de cogeneración, también conocida como combinación de calor y electricidad, que convierten parte de la biomasa resultante de la fabricación de madera y papel en energía eléctrica y térmica en forma de vapor. La electricidad se utiliza, entre otras cosas, para secar la madera y suministrar calor a los secadores utilizados en la fabricación de papel.
La madera es un material de construcción sostenible y respetuoso con el medio ambiente que podría sustituir a los materiales de construcción tradicionales (por ejemplo, el hormigón y el acero) dado su rendimiento estructural, su capacidad para fijar CO 2 y su baja demanda energética durante el proceso de fabricación. [ cita necesaria ]
Sustituir la madera por hormigón o acero evita las emisiones de carbono de esos materiales. La fabricación de cemento y hormigón es responsable de alrededor del 8% de las emisiones mundiales de GEI, mientras que la industria siderúrgica es responsable de otro 5% (se emite media tonelada de CO 2 para fabricar una tonelada de hormigón; dos toneladas de CO 2 se emiten en la fabricación de una tonelada de acero). [47]
Ventajas de la madera:
Un estudio de la EPA mostró el escenario típico de fin de vida útil de los desechos de madera provenientes de desechos sólidos municipales (RSU), embalajes de madera y otros productos de madera diversos en los EE. UU. Según datos de 2018, alrededor del 67 % de los residuos de madera se depositaron en vertederos, el 16 % se incineró con recuperación de energía y el 17 % se recicló. [50]
Un estudio de 2020 realizado por la Universidad Napier de Edimburgo demostró el flujo proporcional de residuos de madera recuperada en el Reino Unido. El estudio mostró que la madera procedente de residuos sólidos municipales y de embalajes constituía entre el 13 y el 26 % de los residuos recogidos. Los residuos de construcción y demolición constituyeron la mayor parte de los residuos en conjunto, con un 52%, y el 10% restante provino de la industria. [51]
La Fundación Ellen MacArthur define la economía circular como "basada en los principios de eliminar los desechos y la contaminación, mantener los productos y materiales en uso y regenerar los sistemas naturales".
La economía circular puede considerarse como un modelo que tiene como objetivo eliminar el desperdicio apuntando a materiales y productos en su máximo valor de utilidad y tiempo. En definitiva, se trata de un modelo completamente nuevo de producción y consumo que asegura un desarrollo sostenible en el tiempo. Está relacionado con la reutilización de materiales, componentes y productos durante un ciclo de vida más largo.
La madera se encuentra entre los materiales más exigentes, por lo que es importante idear un modelo de economía circular. La industria maderera genera muchos residuos, especialmente en su proceso de fabricación. Desde el descortezado de los troncos hasta los productos terminados, existen varias etapas de procesamiento que generan un volumen considerable de desechos, que incluyen desechos sólidos de madera, gases nocivos y aguas residuales. [52] Por lo tanto, es importante identificar y aplicar medidas para reducir la contaminación ambiental, dando un retorno financiero a las industrias (por ejemplo, vendiendo los desechos a los fabricantes de astillas de madera) y manteniendo una relación saludable entre el medio ambiente y las industrias.
Los residuos de madera se pueden reciclar al final de su vida útil para fabricar nuevos productos. Las astillas recicladas se pueden utilizar para fabricar paneles de madera, lo que resulta beneficioso tanto para el medio ambiente como para la industria. Esta práctica reduce el uso de materias primas vírgenes, eliminando las emisiones que de otro modo se habrían emitido en su fabricación.
Uno de los estudios realizados en Hong Kong [52] se realizó mediante evaluación del ciclo de vida (LCA). El estudio tuvo como objetivo evaluar y comparar los impactos ambientales de la gestión de residuos de madera de las actividades de construcción de edificios utilizando diferentes escenarios de gestión alternativos en Hong Kong. A pesar de las diversas ventajas de la madera y sus residuos, la contribución al estudio de la economía circular de la madera es todavía muy pequeña. Algunas áreas donde se pueden realizar mejoras para mejorar la circularidad de la madera son las siguientes:
El término materia prima secundaria denota material de desecho que ha sido reciclado e inyectado nuevamente para su uso como material productivo. La madera tiene un alto potencial para ser utilizada como materia prima secundaria en diversas etapas, como se detalla a continuación:
Las prácticas de economía circular ofrecen soluciones eficaces en materia de residuos. Apunta a su generación innecesaria mediante la reducción, la reutilización y el reciclaje de residuos. No existe evidencia clara y explícita de economía circular en la industria de paneles de madera. Sin embargo, basándose en el concepto de economía circular y sus características, existen oportunidades presentes en la industria de paneles de madera desde la fase de extracción de la materia prima hasta su final de vida. Por tanto, existe un vacío aún por explorar. [52]
