protección de maderas, Apuntes de Estructuras de Madera

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Manual para la protección contra el deterioro

de la madera

Este manual es un producto derivado de los

trabajos de vinculación entre la Gerencia

de Desarrollo y Transferencia de Tecnología

(Conafor) y la Facultad de Ingeniería en

Tecnología de la Madera de la Universidad

Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.

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Introducción

La madera fue uno de los primeros materiales utilizados por el hombre en la fa- bricación de utensilios y armas para cazar. Desde el siglo XX a. C. fue uno de los materiales predilectos para la construcción de palacios, templos y casas, hasta el siglo XIV d. C., donde el descubrimiento de nuevas técnicas y materiales para la construcción, tales como el hormigón armado, el hierro, el cristal, el cartón, la fibra textil y todos los sustitutos de la madera, disminuyeron en gran medida el uso de ésta. 1

Además de fabricar hachas de mano de piedra, el Homo erectus también dejó los primeros restos de viviendas construidas con objetos de madera tallada, la primera lanza de madera y el recipiente más primitivo: un cuenco de madera.^2

En la actualidad, el uso de la madera para hacer muebles y en la construcción de casas es muy conveniente, pues su producción requiere poca energía en com- paración con la de otros materiales, lo que reduce daños al medio ambiente. Sin embargo, para mejorar la durabilidad de la madera, es necesario aplicar medidas de protección.

La madera se puede deteriorar por diferentes causas, como el exceso de hume- dad, la aparición de hongos, insectos, daños por raíces de plantas y por ejecutar mal la obra. Este manual ofrece información técnico-científica para usar e insta- lar con calidad y garantía la madera de bienes muebles y la madera estructural para la construcción, así como la destinada a la renovación, rehabilitación, res- tauración, protección y mantenimiento de edificaciones.

1 www.arqhys.com/contenidos/madera-historia.html. Consulta: noviembre 2011. 2 http://sepiensa.org.mx/contenidos/historia_mundo/prehist/paleolitico/arte_tecno/tecnoart_2.htm. Consulta: noviembre 2011.

Manual para la protección contra el deterioro de la madera^7

Es un compendio de diversos autores sobre la protección de la madera y presen- ta técnicas y procedimientos para mantener su resistencia portante, impedir el daño por agentes de deterioro y para conservar y/o mejorar su estado actual.

Tiene como objetivos principales:

• Ser un documento base para el análisis, diagnóstico, evaluación, reno- vación, instalación y uso de la madera.
• Contribuir a la conservación y preservación de la madera en bienes muebles y en madera estructural en edificios.
• Contribuir a la conservación de los bosques en México, ya que al pro- teger la madera evitamos que más árboles sean derribados.

Para fines de este documento, la conservación y preservación de la madera se consideran como dos conceptos diferentes para definir y entender ciertas accio- nes que se llevan a cabo. Su conceptualización está basada sólo en la aplicación de sustancias químicas a la madera y en la experiencia práctica. No se pretende entrar en detalles teóricos o conceptuales sobre estos dos términos.

La conservación de la madera debe entenderse como la aplicación a bienes muebles o a la madera instalada de sustancias químicas por diversos métodos, con el fin de disminuir el efecto de los agentes de deterioro. En la conservación de la madera no se puede garantizar una penetración total de la sustancia ni el porcentaje de protección de la misma, tampoco un tiempo de duración de la sustancia en la madera. Normalmente la permanencia de la sustancia en la madera es de uno a tres años, por lo que deben repetirse las aplicaciones.

La preservación de la madera consiste en aplicar mediante ciertos métodos sus- tancias a la madera antes de instalarse. Si se hace correctamente, se puede alargar el tiempo de vida útil de la madera.

Manual para la protección contra el deterioro de la madera^9

El orden Isoptera tiene siete familias 4 : Hodotermitidae, Kalotermitidae, Rhi- notermitidae, Serritermitidae, Mastotermitidae, Termitidae y Termopsidae y aproximadamente unas 2 mil distribuidas en todo el mundo 5 , de las cuales por lo menos 150 especies afectan edificios, casas y otras construcciones en ma- dera, principalmente en las zonas tropicales, donde han limitado el uso de la madera para la construcción.^6 En México existen solo cuatro familias con 23 especies.

Son insectos sociales, lucífugos, con polimorfismo de casta, que viven en colo- nias y que se dividen el trabajo de acuerdo con la casta a la que pertenecen. Las castas están compuestas generalmente de reina y rey (reproductores), obre- ras y los. También puede haber reproductores secundarios (termitas en estadio juvenil=neotenios) muy similares a las obreras y con capacidad de reproducirse. Pueden aparecer también los pseudoergados, que reemplazan a las obreras en las especies en las que falta esta casta. 7

Las termitas se alimentan principalmente con materiales celulósicos extraídos de los restos vegetales, sobre todo de la madera, los cuales son procesados intestinalmente con ayuda de protozoarios flagelados simbiontes (hipermasti- ginos) o en relación con bacterias del grupo de las espiroquetas.^8

Según su adaptación a la humedad se pueden dividir en termitas de madera seca (>13% contenido de humedad), termitas de madera húmeda y termitas subterráneas^9. Las que se encuentran en la madera de edificios en México son generalmente termitas de madera seca (dañando escaleras, techos o vigas) y termitas de madera húmeda (dañando cabezas de vigas y pisos). 4 CONABIO (Comp.) 2006. Catálogo de autoridades taxonómicas de las termitas (Isoptera:Insecta) de México. Base de datos SNIB-CONABIO. México. 5 Robert A. Zabel & Jeffrey J. Morrell. 1992 Wood Microbiology: Decay and Prevention. Academic Press. San Diego. 6 JUNAC (JUNTA DEL ACUERDO DE CARTAGENA). 1988. Manual del grupo andino para la preservación de maderas. Lima, Perú. 7 Giovanni Liotta. 2000. Los insectos y sus daños en la madera. Nerea, Junta de Andalucía. Sevilla, España. 8 Miguel Angel Morón, Roberto A.Terrón, Entomología práctica, México, D. F., Instituto de Ecología. 9 Robert A. Zabel & Jeffrey J. Morrell, op cit.

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Aunque probablemente también se puedan encontrar termitas subterráneas en aquellos lugares cálidos y húmedos como el estado de Chiapas, los lugares cer- canos a las costas, o cuando la madera se encuentra en situaciones de constante humedad.

El orden Coleoptera está compuesto de 173 familias^10. Las especies que viven de la madera puesta en obra pertenecen a las familias de anóbidos (Anobiidae), bostriquidos (Bostrichidae), cerambícidos (Cerambycidae), curculiónidos (Curculionidae), líctidos (Lyctidae) y bupréstidos (Buprestidae).

En los escarabajos principalmente su larva es la que causa el daño a la madera. Los más dañinos en las zonas templadas de México son los anóbidos, en madera de coníferas, y los líctidos en madera de latifoliadas.

Metamorfosis de los coleópteros El ciclo vital o metamorfosis de los coleópteros se divide en términos generales en cuatro fases: huevo, larva, pupa y adulto (Figura 1). El tiempo del ciclo de vida es diferente según la especie de coleóptero y además depende de las con- diciones climáticas.^11

Los adultos se aparean (en un periodo de dos a tres semanas, algunas veces hasta cinco) y ponen los huevecillos en grietas o aberturas de la madera; los huevos duran de una a dos semanas, a veces hasta cuatro, el desarrollo de la larva es de uno a cinco años, posteriormente se desarrolla la pupa con una

10 Lawrence, J. F. & Newton, A. F., Jr. 1995. Families and subfamilies of Coleoptera (with selectes genera, notes, refernces and data on family-group names). In: Pakaluk y Slipinski (Eds.). Biology, phylogeny and classification of Coleoptera: Papers celebrating the 80th birthday of Roy A. Crowson. Muzeum i Instytut Zoologii PAN, Warszawa. Pp. 779-1006. ISBN 83-85192-34-4. 11 Hans-Peter Sutter. 1997. Holzschädlinge an Kulturgütern erkennen und bekämpfen 3. Unveränderte Auflage, Bern-Stuttgart-Wien, Verlag Paul Haupt.

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En el caso de los insectos, se hace necesario conocer la especie responsable de los daños, conocer su biología y comportamiento (etología), investigar las con- diciones ambientales y microambientales en que se encuentran los elementos de madera, identificar, cuando sea posible, la especie lignaria y la época de su colocación y, finalmente, relacionar la estructura de madera con los métodos constructivos aplicados.^16

De acuerdo con sus necesidades de humedad pueden dividirse en tres catego- rías:

1. Los que atacan madera con alto contenido de humedad (CH > 20%). Cerambycidae, Scolytidae y Platypodidae.
2. Los que atacan madera seca (CH de 15 a 20%). Bostrichidae y Lycti- dae.
3. Los que atacan madera muy seca (CH < 15%). Anobiidae.

Figura 2. Algunos tipos de insectos presentes en Michoacán. Fotos del autor.

16 Giovanni Liotta, op. cit.

Calymmaderus oblongus (Anobiidae)

Lyctus planicollis (Lyctidae) Incisitermes marginipennis (Kalotermitidae)

Manual para la protección contra el deterioro de la madera^13

Hongos

Los hongos constituyen un reino independiente llamado Fungi o Myceteae, anteriormente se les consideraba como un grupo integrante de las plantas, sin embargo sus características nutricionales y la ausencia de clorofila los hace di- ferentes al resto de los seres vivos. Los hongos se clasifican en hongos macros- cópicos y hongos microscópicos.^17

Después de las últimas modificaciones hechas en el Congreso Internacional de Micología de 1994, donde se han introducido muchos cambios, el reino que- da^18 (Figura 3): reino Fungi: Phylum Chytridiomycota, phylum Zygomycota, phylum Ascomycota, phylum Basidiomycota.

Figura 3. Clasificación general del reino Fungi o Myceteae.

Los que deterioran a la madera (hongos xilófagos) se encuentran en el phylum Ascomycota y Basidiomycota de las clases Basidiomicetes y Ascomicetes así como de sus formas imperfectas, los Deuteromicetes.

17 Hora1ia Diaz-Barriga H. 2002. Hongos macromicetos comestibles, venenosos, medicinales y destructores de la madera, de la reserva de la biosfera de la mariposa monarca, sierra Chincua, Michoacán, México. Fundación Produce - Comisión Forestal del Estado de Michoacán (COFOM). México. 18 http://hongos3.galeon.com/. Consulta: noviembre 2011.

Manual para la protección contra el deterioro de la madera^15

Los hongos actúan cuando la madera se encuentra expuesta a altos contenidos de humedad; por ejemplo madera en contacto con el suelo (como postes, dur- mientes y columnas) o cuando las condiciones permiten en el tiempo de lluvias la humidificación excesiva como en cabezas de vigas, zapatas y arrastres.

Una madera será más sensible a la acción de los hongos cuanto mayor sea su grado de humedad. Diversos estudios han demostrado que la madera con un 20% de humedad está expuesta al ataque de hongos, y con un 30% de hume- dad, éstos se encuentran en un ambiente óptimo donde desarrollarse. Los almi- dones y azúcares, así como algunos de los elementos de las paredes celulares, constituyen su principal fuente de nutrientes. Los hongos pueden desarrollarse en la superficie o en aberturas tales como grietas sobre maderas en condiciones de conservación muy desfavorables: humedad relativa muy alta, mala ventila- ción, contacto directo con la tierra, etc.^24 De acuerdo con el lugar de la célula de la madera donde se alimentan, algunos autores 25 los clasifican en: mohos, hongos cromógenos y hongos de pudrición. Estos últimos producen tres tipos de pudriciones: parda o cúbica, blanca y blanda. Sin embargo, otros autores 26 276 solamente los clasifican en: cromógenos (lumen) y de pudrición (pared celular) (Figura 5).

Figura 5. Clasificación de los hongos xilófagos según la parte celular donde se alimentan.

24 Parramón Ediciones, op. cit. 25 Fernando Peraza Sánchez, op. cit. 26 Hans-Peter Sutter, op. cit. 27 Rodriguez Barreal J. A. y F. Arriaga. 1989. Patología, tratamiento y consolidación de la madera puesta en obra. AITIM. Madrid.

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Son incapaces de alimentarse de los principales componentes de la pared celular (celulosa y lignina), por lo que no producen pérdidas significativas en la resis- tencia de la madera. Debido a su crecimiento superficial son fáciles de eliminar con un trapo o mediante medios mecánicos. Aunque no resultan peligrosos por su mínima acción degradadora, crean las condiciones para el desarrollo de los hongos de pudrición.^28

Los mohos no afectan considerablemente las propiedades fisicomecánicas ni pudren a la madera.

La temperatura óptima de desarrollo de los mohos se encuentra entre 24 y 28º C, con posibles variaciones. El contenido de humedad oscila entre el 30 y el 150%. 29

Los hongos xilófagos típicos que producen los mohos son de las especies de Penicillium , Trichoderma , Fusarium y Aspergillus.^30

Hongos del azulado Los hongos del azulado producen manchas de color azul verdoso en la albura de la madera en rollo o madera aserrada húmeda, color que se acentúa a mayor presencia del hongo. Es muy característica de maderas de coníferas, especial- mente en pinos, pero también se puede presentar en madera de latifoliadas como en quiringuca ( Andira inermes ) o en madera de árboles frutales como el mango ( Mangifera indica ) (Figura 15).

28 Fernando Peraza Sánchez, op. cit. 29 Hans-Peter Sutter, op. cit. 30 Idem

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En términos generales se pueden distinguir dos tipos de hongos del azulado: hongos primarios del azulado y hongos secundarios del azulado. Los primarios son aquellos que se presentan en árboles debilitados en pie o en madera aserra- da. Los secundarios son aquellos que después del secado de la madera se pre- sentan cuando existe una adecuada humedad para su desarrollo, 34 por ejemplo en pisos, techos o paredes.

Los principales hongos del azulado pertenecen a los géneros Cerastostomella (Figura 7) y Ceratocystis.^35

Figura 7. Hifas de Ceratostomella piceae Munich., en madera de pino (tomada de Rodríguez, 1998).

34 Hans-Peter Sutter, op. cit. 35 J. A. Rodríguez Barreal., op. cit.

Manual para la protección contra el deterioro de la madera^19

Los hongos del azulado pueden sobrevivir a humedades entre el 18% y el 140% y a temperaturas entre 5º C y 35º C.^36

Dado que el límite máximo de humedad, 140%, coincide prácticamente con el presentado por la madera de albura de conífera recién apeada, la acción ne- gativa de estos hongos se puede iniciar inmediatamente tras la corta del árbol. Otro tanto pasa con el límite inferior del 18 al 20%, por lo que ya en el proceso de secado de la madera al aire, se puede iniciar este tipo de daños. Otro peligro potencial es el derivado del hecho de que estos hongos puedan vivir durante largos períodos de tiempo en estado latente, cuando las condiciones del medio no son adecuadas, volviendo a desarrollarse al retornar de nuevo aquellas.^37

Hongos de pudrición

Pudrición parda o cúbica Es la más grave y peligrosa, por lo que también se le llama pudrición destructi- va. Son hongos basidiomicetos que afectan a la celulosa y dejan a la lignina sin daño. Crecen principalmente en la pared celular pero también pueden estar en el lumen. La madera dañada es de color marrón oscuro y se agrieta perpendi- cular y transversalmente, formando estructuras paralelepipédicas, prismáticas o laminares.38 39 40

Las especies que producen este daño son de la clase de los basidiomicetos y las más importantes son: Serpula lacrimans (syn. Meriulus lacrymans ), Poria spp. y Coniophora puteana (syn. Coniophora cerebella ).^41

36 Ibidem. 37 Ibidem. 38 Hans-Peter Sutter, op. cit. 39 Fernando Peraza Sánchez, op. cit. 40 Robert A. Zabel & Jeffrey J. Morrell, op. cit. 41 Canela G. M. P. Nugari, O. Salvadori. 2000. La Biología en la restauración. Nerea, Junta de Andalucía, Sevilla.