Archivos para el mes de: enero, 2017

Según Callum Hill (2006):

“La modificación de la madera implica la acción de un agente químico, biológico o físico sobre el material, dando como resultado una mejora de la propiedad deseada durante la vida útil de la madera modificada. La madera modificada no debe ser tóxica en condiciones de servicio y, además, no debe liberarse ninguna sustancia tóxica durante el servicio, o al final de la vida después de la eliminación o reciclaje de la madera modificada. Si la modificación está destinada a mejorar la resistencia al ataque biológico, entonces el modo de acción debe ser no biocida “

En el mercado hay tres maderas que ya tienen una amplia aceptación: la madera acetilada, la madera furfurilada y la madera termotratada. Se comercializan en el mundo bajo las marcas Accoya®, Kebony® y Thermowood®, respectivamente. La madera termotratada tiene diversos fabricantes y variantes, pero el proceso más conocido es el que ha establecido la International Thermowood Association (con miembros legalmente autorizados para usar la marca).

Madera Estructural les ofrece una comparativa sintética de estas maderas modificadas, tras revisar la literatura actual (papers, tesis, conferencias, seminarios, publicaciones oficiales, etc.).

En general, se dan valores medios ya que se usan varias especies de madera en cada clase de modificación de la madera. Las celdas vacías significan que no se dispone de información.

MADERA MODIFICADA
Madera termotratada Madera furfurilada Madera acetilada
Marca Thermowood Kebony Accoya
Clase de modificación Química Impregnación Química
Proceso Pirólisis controlada en ausencia de oxígeno Furfurilización Acetilación
Resumen del proceso El calor aplicado a la madera cambia la química de las paredes celulares Se “injerta” un polímero de furano en las paredes celulares Reacciones químicas con la celulosa, la hemicelulosa y la lignina de las paredes celulares
Sustancia activa Ninguna Alcohol furfurílico Anhídrico acético
Especies de madera Habitualmente: abeto y pino silvestre (sobre todo), abedul y álamo. Otras: fresno, haya, pino radiata, alerce, pícea de Sitka, eucalipto, aliso, ayous. En principio, cualquier especie. Arce/Fresno/Haya/Pino amarillo del sur (SYP)/Pino radiata/Pino silvestre Pino radiata; aliso
Densidad en kg/m³ Variable. Arce: 780 / SYP: 600-680 / Pino silvestre: 700 / Radiata: 590 465
Peso Ligera Pesada Medio
DURABILIDAD
Clase de durabilidad (EN 350-2) Thermo S: 3 / Thermo D:2 Arce: 1; SYP: 1-2; Pino silvestre: 1-2 1
Resistencia biológica Inmune a hongos xilófagos, pero no frente a insectos con estado larvario. No durable frente a termitas. Resistencia a los hongos, insectos, larvas y termitas. Resistencia frente a los xilófagos marinos.  Resistencia frente a los xilófagos marinos, pero susceptible frente a crustáceos y moluscos.
Clase de uso 1, 2 y 3 1, 2, 3, 4 y 5 1, 2, 3, 4 y 5
Duración de vida 30 años (10 años según distribuidores/instaladores: Grad). 30 años. Mínimo de 50 años sobre el terreno. 25 en contacto con el terreno.
PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS
Color Madera más oscura Similar al mahogany Color pálido, ligeramente verdoso.
Olor Ligero olor a quemado No Ligero olor a vinagre
Temperatura Cálida Fría Cálida
Agrisamiento Rápido y que ennegrece Adquiere una pátina gris-plata tenue natural Es vulnerable a las manchas por hongos si se deja expuesta durante mucho tiempo sin acabado. La intemperie cambia rápidamente el color, pero, luego, la superficie se estabiliza, en tanto más claras y más limpias.
Resistencia frente a los rayos UV Mala Moderada Excelente
Humedad de equilibrio higroscópico (20°C/65% HR) 6-8 % (Abeto) 6,6-7 % 3-5%
Punto de saturación de la fibra 15%
Estabilidad dimensional Muy buena. La merma y la hinchazón se reducen hasta el 50-90 %. Muy buena. En general, mejrora entre un 40 y 60 %. Excelente. La merma y la hinchazón se reducen hasta el 80 %.
Resistencia química Moderada Moderada Buena
PROPIEDADES MECANICAS
Efecto en las propiedades mecánicas:
Flexión En general, la resistencia a la flexión se reduce hasta un 30%. Se incrementa en un 65 % (radiata) Efecto insignificante o ligero incremento
Compresión paralela a la fibra Incremento de un 30 % Se incrementa en un 80 % (radiata) La resistencia a la comprensión aumenta un 6-36 %.
Tracción Reducción de un 40 % No varía Se incrementa
Cortante perpendicular a la fibra Se reduce en un 30-40 % No varía Disminuye la resistencia al corte paralelo a la fibra.
Módulo de elasticidad (MOE) 5-20 % de disminución Se incrementa en un 38 % (radiata) Dsiminuye ligeramente el módulo de elasticidad.
Módulo de ruptura (MOR) Reducción del 10-20 % Aumenta ligeramente Aumento del módulo de ruptura en las resinosas, pero disminuye en las frondosas.
Resistencia al impacto Reducción del 30-80 % Disminuye Se incrementa
Dureza – Brinell N/mm2 – EN 1534 Thermo Pin: 16 / Thermo Fresno: 30 Keboby pino radiata: 41 / Kebony SYP: 53 Semidura
¿Uso Estructural? No Si Si
SOSTENIBILIDAD
¿Reciclable? Si Si Si
Consumo de energía en su fabricación, en MJ/m3 2400 / Consumo de energía algo mayor que la madera tratada ACQ. 2400-3300 / El consumo de energía puede ser 4-5 veces más alto que la madera termotratada El consumo de energía puede ser 4-5 veces más alto que la madera termotratada
Huella de carbono en CO2eq/kg 70 kg CO2/k-m3 0,5-0,7 kg 0,4-1,1 kg
Ecoetiquetas 90 % PEFC 70 % FSC / etiqueta SWAN (etiqueta ecológica de los países nórdicos) FSC / Cradle to Cradle Gold
Toxicidad No No No
ACABADOS
Durabilidad de los acabados Muy buena Buena Excelente
Acabado recomendado Aceites. Alquídicos de base solvente. Acrílicos en base agua. No es necesario. Para conervar el color: productos basados en acrílicos Saturadores y aceites. Procesos transparentes u opacos.
Estructura de la superficie Abierta Abierta Cerrada
FUEGO
Euroclase D D D
Posible acabado con barnices intumescentes Si Si Si
Ailsamiento/Conductividad térmica en W/(mK) Como es más porosa, mejora las propiedades de aislamiento en un 25-30 % / 0,107 0,16 0,012
INSTALACION
Calidad de los conectores De acero INOX De acero INOX. Como es menos ácido, es menos corrosivo para los conectores que el pino tratado con ACQ Por el ácido acético residual, los conectores tienen que ser de acero INOX.
Fuerza de sujección de los sistemas de fijación Regular. Disminuye en un 20 %. Muy buena. Buena
Encolabilidad Mejor con adhesivos de fenol resorcinol formaldehído (PRF), poliuretano, polivinilo de acetato (PVAc) y emulsión de polímeros de isocianato (EPI) de 2 componentes. Mejores resultados con poliuretano, EPI y PRF Mejor con adhesivos PRF y poliuretano.
Mecanización Excelente Excelente Excelente
OTROS
Aplicaciones más adecuadas Cladding. Decking (si es frondosa). Decking. Caldding. Carpintería de ventanas. Suelos. Cladding. Decking. Carpinterías de huecos. Mobiliario al exterior.
Observaciones  Reducción del contenido de la resina. La mejor madera modificada para decking. La mejor alternativa frente a las maderas tropicales. En su fabricación, usa mayores cantidades de sustancias químicas (procedente de residuos vegetales) que la madera acetilada. No desprende sustancias químicas al medio ambiente. Muy adecuada para carpintería de puertas y ventanas por su estabilidad.
País de origen Finlandia Noruega Holanda
Fabricante Varios Kebony ASA Accsys Technologies
Link www.thermowood.fi www.kebony.no www.accoya.com
Precio por metro lineal de tabla de 120 x 28 mm, IVA incluido. Son precios orientativos. 4,40 € 7,15 € > 11 €

 

 

Accoya

Accoya

Kebony SYP

Kebony SYP

Thermowood

Thermowood

Proyecto con Accoya

Revestimiento y tarima de Accoya

Revestimiento de Kebony

Revestimiento de Kebony

Revestimiento de Thermowood

Revestimiento de Thermowood

Por último, dos maderas modificadas más: Lignia y Organowood. Lignia se va comercializar a partir de 2018, desde el Reino Unido.

MADERA MODIFICADA
Lignia Organowood
Marca Lignia / Lignia XD Organowood Basic / Organowood Premium
Clase de modificación Impregnación Impregnación
Proceso Polimerización Fosilización
Resumen del proceso Se impregna, a presión, con un monómero acusoso coloreado y se cura como un polímero durante el secado al horno a temperaturas de 100° C. Se impregna, a alta presión, con compuestos de silicio en un autoclave.
Sustancia activa Resinas de monómeros (fenol formaldehído) Silicio
Especies de madera Pino radiata Pino silvestre
Densidad en kg/m³ Lignia: 670 / Lignia XD: 650
Peso Pesada Semipesada
DURABILIDAD
Clase de durabilidad (EN 350-2) 1 1
Resistencia biológica Resistencia frente a termitas Resistencia frente a xilófagos
Clase de uso 1, 2, 3 y 4 1, 2, 3 y 4
Duración de vida Garantía de 50 años Garantía de 10 años
PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS
Color Gama de colores: Morocco, Brasilica, Charcola, Bavarian y Tuscany
Olor
Temperatura
Agrisamiento Adquiere una pátina gris-claro tenue natural
Resistencia frente a los rayos UV
Humedad de equilibrio higroscópico (20°C/65% HR)
Punto de saturación de la fibra
Estabilidad dimensional Excelente
Resistencia química
PROPIEDADES MECANICAS
Efecto en las propiedades mecánicas:
Flexión
Compresión paralela a la fibra
Tracción
Cortante perpendicular a la fibra
Módulo de elasticidad (MOE) 91,56 Mpa
Módulo de ruptura (MOR)
Resistencia al impacto
Dureza – Brinell N/mm2 – EN 1534 6,9 Kn según la escala Janka para Lignia XD (5,6 para Lignia) Similar al abedul
¿Uso Estructural? Si Si
SOSTENIBILIDAD
¿Reciclable? Si Si
Consumo de energía en su fabricación, en MJ/m3
Huella de carbono en CO2eq/kg
Ecoetiquetas FSC, PEPC FSC
Toxicidad No No
ACABADOS
Durabilidad de los acabados Excelente Excelente
Acabado recomendado No es necesario, ya que se dispone de una gama de colores de fábrica. No se recomienda. Compatible con barnices acrílicos (no a los aceites o alquídicos).
Estructura de la superficie
FUEGO
Euroclase B Bfl-s1
Posible acabado con barnices intumescentes No No
Aislamiento/Conductividad térmica en W/(mK)
INSTALACION
Calidad de los conectores De acero INOX, para aplicaciones en exteriores. Pero, en interiores, tornillería estándar, ya que tiene un ph neutro. Se recomienda de acero INOX, para aplicaciones en exteriores.
Fuerza de sujección de los sistemas de fijación
Encolabilidad Mejores resultados con poliuretano y EPI.
Mecanización Excelente Excelente
OTROS
Aplicaciones más adecuadas Cladding. Decking. Carpinterías de huecos. Mobiliario al exterior. Cladding. Decking. Mobiliario al exterior.
Observaciones Muy adecuada para carpintería de puertas y ventanas por su estabilidad. Consistencia del color: cuando se mecaniza, la superficie de la madera cortada sigue teniendo el color de fábrica. Lignia XD para exteriores y Lignia para interiores. Inicio de la comercialización durante el año 2018. Es la única madera modificada en la que se gestiona tanto el color como el peso. A diferencia de la versión Basic, la Premium tiene propiedades hidrófufgas.
País de origen Reino Unido Suecia
Fabricante Fibre 7 OrganoClick AB
Link lignia.com http://organowood.com/en/
Precio por metro lineal de tabla de 120 x 28 mm, IVA incluido. Son precios orientativos. Organowood Basic: 3,08 € / Organowood Premium: 4,4 €

Organowood – Al principio y, luego, ya agrisada.

Lignica XD – color Brasilica

El proceso más habitual, hoy en día, para barnizar maderas expuestas al exterior, como un revestimiento de fachadas en madera, por ejemplo, es aplicar un lasur, en base agua, transparente teñido (nogal, roble, castaño, etc.). Pero, últimamente, hay fabricantes, como el francés Blanchon, que ofrecen una protección incolora anti-UV.

La publicación suiza Bâtir publicó un interesante artículo de Daniel Jaquier sobre la protección incolora de la madera al exterior. Aunque el artículo es de hace unos años, revisando la literatura actual, el asunto todavía sigue vigente.

El artículo está disponible aquí, en la web de la Fédération Suisse Romande des Entreprises de Plâtrerie-Peinture, en su sección de Fiches-tecniques-peinture.

 

 

Resumiendo:

Los procesos clásicos de lasures empleados en exteriores usan los óxidos de hierro como protección contra los rayos ultravioleta (UV). Estos óxidos son partículas aciculares con un espesor de 2 a 5 nanómetros y de débil opacidad de colores amarillos y rojos. Aseguran una buena protección jugando el papel de filtros UV, y previenen el agrisamiento de la madera, resultante, entre otras, de la degradación fotoquímica de la lignina cuando se expone la luz UV solar. El inconveniente mayor es que los colorean.

Hay dos excepciones interesantes. Primero, los saturadores para la madera, en base solvente u acuosa y producidos a base de aceites modificados, con una frecuencia de mantenimiento de una o dos veces al año y con una fastidiosa tendencia al amarilleamiento debido a los aceites. Y segundo, los óxidos de hierro han sido sustituidos por los dióxidos de titanio rutilo, tratados en superficie y de 10 nanómetros de espesor, para evitar una reducción de la transparencia.

Mecanismos conocidos.

Para mejor comprender el contenido del artículo, el autor explica qué es la madera[1].

Y luego expone los mecanismos conocidos de la degradación de la madera: el oxígeno, los hongos y algas, los insectos, los rayos UV y el agua.

Soluciones de supervivencia

La industria de la pintura ofrece buenas soluciones a la madera, pero remarcando, casi exclusivamente son pinturas cubrientes o lasures tintados. ¿Y la protección incolora? Ya se ha hablado mucho de la humedad, los rayos UV y la lignina. Es en este nivel en el que deben encontrarse soluciones.

Cuando se pinta la carrocería de un coche, primero se aplica una capa de imprimación antioxidante, seguida de las diferentes capas de acabado. Si se omite esta imprimación, el oxígeno y la humedad llegarán al metal y lo deteriorarán por oxidación.

En claro, hay que proteger esta carrocería que es la lignina contra una humedad excesiva, los microrganismos, así como los rayos UV.

Tratamiento directo de la lignina

De hecho, la novedad, resultando en resultados notables, es que la lignina debe ser tratada directamente por una mezcla de sustancias activas en medios acuosos. Ellas pueden ser asociadas a ligantes, pero únicamente en grosores de partículas de 30 nanómetros, porque hay que proceder a una impregnación de la lignina. A continuación, aplicación en dos capas (60 micras en seco) de un barniz acrílico transparente en fase acuosa, interesante en el caso presente para la estabilidad a nivel del brillo, de su amarilleamiento nulo o muy débil y de su solidez mecánica. Pero, siendo perfectamente conscientes, este proceso sigue siendo muy transparente a los rayos UV y no puede asegurar, por sí solo, la protección del sustrato.

¿Cuáles son estos productos milagrosos y cómo actúan?

Agentes anti-UV:

La radiación UV crea radicales libres. Y asociados al oxígeno del aire, forman peróxidos que tienen funciones muy reactivas y que se van a descomponer de varias maneras. Es decir, es la oxidación misma.

Los absorbedores UV más empleados se reúnen en cuatro grupos. En los ensayos realizados, se ha optado por una solución acuosa de triazina. Se trata de aditivos que tienen la propiedad de absorber la luz en el dominio ultravioleta A y/o B. Los rayos son desactivados y transformados en energía calorífica inofensiva.

Captadores de radicales libres:

El modo de acción de los HALS (Hindered Amine Light Stabilizer) es del todo diferente a la de los absorbedores UV. Mientras que los absorbedores UV actúan preventivamente interceptando la radiación UV, los HALS actúan cuando la degradación fotoquímica ha comenzado por un mecanismo de blocaje de los radicales libres formados. Además, su acción es independiente del espesor y, por lo tanto, es idéntico tanto en superficie como en profundidad. La sinergia absorbente UV-HALS previene, eficazmente, cambios de los colores de la madera, así como la destrucción misma de la lignina.

Biocidas:

Lo más importante es que puedan penetrar en la madera. Sólo las microemulsiones de id carbamatos y propiconazoles responden a estas exigencias.

Agentes hidrófobos:

Un tratamiento de la superficie con agentes hidrófugos para evitar que el agua puede penetrar en la madera es indispensable. No es sólo necesario que la superficie sea fuertemente hidrófoba (efecto perlante), sino también una hidrofobia interna. Sustancias eficaces son los complejos de zirconio con poliolefinas modificadas.

A través de estas operaciones, la madera, más precisamente la lignina, ha sido estabilizada. Entonces, se puede aplicar las dos capas de acabado protectoras incoloras “dopadas”, por las mismas sustancias activas empleadas en impregnación a excepción de los HALS, que ya no son indispensables en un sistema transparente, además acrílico.

¿No hay soluciones milagro?

“Los resultados de los laboratorios son notables, porque no lo serían en condiciones reales de aplicación. De más, el sistema está en un medio acuoso y la duración de vida es de un año, generalmente la prevista para un barniz transparente sobre madera, debería pasar a cinco años. ¿Qué pide la madera? Estar lo más protegida sin ninguna duda. ¿Qué pide la pintura? ¡Siendo bromistas, las mejores pinturas, por supuesto! Pero de fácil aplicación y en cualquier momento del año, sin preparación de los fondos, de una duración de vida excepcional y ofrecida a la comprar de una brocha. Pues no, señores, no es para hoy y, ciertamente, mucho menos mañana.

Bromas aparte, tenemos la oportunidad, a la luz de lo que ha presentado, de hacer realidad el sueño de algunos, mantener el aspecto natural de la madera. Pero, siendo realistas, ¡solo las aplicaciones realizadas en condiciones reales pueden probar que un sistema es más eficiente que otro! El único punto discutible, en mi opinión, es quizá una cierta dificultad encontrada para las pinturas en cuanto a la aplicación actual de los lasures acrílicos, dificultad que proviene principalmente de un secado rápido. ¿No habrá nunca, pues, soluciones milagrosas?”.

 

 

 

Mirando la literatura actual, los productos incoloros UV hidrófugos se aplican, sea como un sistema incoloro en dos capas (o un acondicionador incoloro más dos capas incoloras según el proceso de Blanchon), sea como capa de fondo antes de un lasur normal.

 

 

 

[1] En este punto, el autor define la madera con la mejor definición que he encontrado:

“Es una biomasa compuesta principalmente de celulosa (30-50 %), de hemicelulosa (15-25 %) y de lignina (25-40 %). En cantidades menores se encuentran ceras, alcaloides, taninos, terpenos, resinas, elementos minerales y otros, así como agua libre, ligada o de constitución. Es necesario saber que las celulosas, que constituyen las fibras de la madera orientadas en el eje del árbol, tienen propiedades mecánicas excepcionales de tracción y comprensión, pero una cohesión transversal débil. Las ligninas incrustan las paredes de fibras, proporcionando una buena durabilidad, y especialmente, una gran rigidez, principalmente en comprensión transversal. Sin ellas, las maderas serían inadecuadas para el uso mecánico.”

El estudio de ingeniería Smith and Wallwork, que participan en proyectos en madera y que enseñan en Cambridge, dio una conferencia o lección sobre la madera contralaminada. Tiene un título “sorprendente” porque compara a la CLT frente al acero y al hormigón en términos de eficiencia. También frente a otras opciones como la madera NLT o Brettstapel.

¿Es menos eficiente la CLT?

En:

http://www.smithandwallwork.com/wp-content/uploads/2013/02/SaW_Solid_Wood_Solutions_Feb_2013.pdf

 

Introduciendo los principios esenciales de diseño involucrados en la creación de edificios de madera elegantes y sostenibles, este libro ofrece a arquitectos, ingenieros y otros profesionales de la construcción consejos prácticos sobre el diseño de madera del siglo XXI.

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Sustainable Timber Design reúne su extensa información en un excelente estilo. Es una buena lectura – un texto fluido que es accesible y absorbente. Trae la teoría y los principios a la vida a través de una excelente variedad de estudios de casos, bellamente ilustrado, que muestran cómo usar la madera y sus productos en la práctica. Inspira el pensamiento innovador“. Prólogo de Sir Peter Bonfield.

 

Referencia bibliográfica:

Dickson, Michael, Dave Parker. Sustainable timber design, Routledge, Reino Unido, 2014, ISBN-13: 978-0415468084, 248 pp.

En:

https://www.routledge.com/Sustainable-Timber-Design/Dickson-Parker/p/book/9780415468084

 

Un breve documento, en francés, sobre los criterios para elegir una de las especies de madera más habituales (alerce, cedro Rojo del Pacífico, abeto Douglas, robinia, roble, castaño o chopo termotratado) para el revestimiento de fachadas.

Se puede descargar aquí.

7 essences utilizables

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