Los agentes destructores más importantes quedan agrupados y diferenciados en dos grupos principalmente, formados por los seres vivos y la intemperie, según se muestra en el siguiente esquema:
Los agentes destructores ABIÓTICOS, son aquellos que causan distintos grados de alteración de la madera, sin que esta alteración sea causada por ningún ser vivo o animal. Son los agentes atmosféricos (sol, lluvia, viento, y por extensión la intemperie en general, y la humedad ambiente).
En cambio, los agentes BIÓTICOS, son organismos vivos que se alimentan de las sustancias nutritivas que les ofrece la madera. Son fundamentalmente hongos e insectos, que cuando las encuentran en condiciones favorables, descomponen de forma mecánica o química la madera, para asimilar los hidratos de carbono contenidos en la misma y que utilizan para su alimentación.
Una vez repasados los diferentes agentes destructores de la madera, se debe continuar con los productos y tipos de mantenimiento de la misma.
La madera en su condición de material perecedero, tras ser colocada en servicio puede sufrir daños de diversos agentes de deterioro, existiendo ciertos tipos de tratamientos para mejorar su estado, los denominados curativos. Estos, presentan como principales objetivos, detener la acción de los agentes de deterioro y dejar la madera protegida de potenciales ataques posteriores.
Los principales factores que caracterizan este tipo de tratamientos son:
- Se realizan sobre madera puesta en servicio y dañada por agentes de deterioro.
- Conllevan dos tipos de acciones, una inicial curativa y otra posterior de carácter más preventivo, desarrollándose la primera sobre la madera mientras que la segunda se efectúa tanto sobre la madera próxima a la afectada como sobre su entorno más cercano a fin de incrementar el área de protección.
- Supone, generalmente, una mayor dificultad de ejecución y un mayor coste que los de tipo preventivo.
Fases de los tratamientos curativos de la madera:
- Detección de los daños en la madera y en el entorno próximo.
- Diagnóstico del agente(s) causal del daño y evaluación de éste.
- Medidas a aplicar tanto en la madera como en el entorno próximo, eliminando o modificando las condiciones favorecedoras del desarrollo de los agentes de deterioro.
- Aplicación de las medidas específicas seleccionadas.
- Realización de las medidas necesarias para poner de manifiesto la eficacia de las labores desarrolladas.
Productos químicos protectores empleados en los tratamientos curativos y sistemas de aplicación utilizados
Los productos químicos utilizados, son soluciones acuosas y orgánicas de protectores preferentemente. Entre los protectores hidrosolubles de mayor empleo, se citan: Arseniato de cobre cromado, cloruro de cinc cromado y los de boro, estos dos últimos con propiedades retardantes del fuego. Entre los protectores en disolvente orgánico, se citan, los fenoles clorados, esteres de boro, estaño tributílico y compuestos de amonio cuaternario, empleados tanto para la impregnación de la madera como de su entorno, en el caso del maderamen de construcción. Aplicación y forma de los protectores químicos.
Tratamientos específicos basados en el agente de deterioro presente en la madera
Es la medida curativa de la madera estructural más frecuentemente empleada. Se utiliza en los casos en que hay zonas deterioradas muy delimitadas y de tal magnitud que no impliquen la sustitución de la totalidad del elemento a fin de recuperar la capacidad resistente inicial, aún cuando no siempre sea así.
En razón del elemento de consolidación empleado, existen diversas técnicas citándose, con hormigón, madera, metal, etc, así como formulaciones epoxi, aunque siempre sometiendo a la madera a un tratamiento protector mediante impregnación química a fin de evitar la propagación de agentes xilófagos, caso de existir, o prevenirlos si no están presentes.
Consolidación basada en formulaciones epoxi_ se utilizan principalmente dos tipos de acciones, la instalación de elementos de refuerzo embebidos en formulaciones de resinas epoxi en el interior de la madera, o el saneamiento de la madera dañada y su sustitución por mortero epoxi, con o sin elementos rigidizadores internos.
Estos sistemas permiten la recuperación de la capacidad resistente de la madera sin cambio externo aparente, al poderse chapar la prótesis en madera, quedando un aspecto similar al del resto y con una mínima modificación del elemento. ::: Su empleo es costoso y conlleva generalmente la aplicación de sistemas de refuerzo del tipo Beta de patente holandesa, u otros similares.
Se pueden aplicar estos sistemas con la mayoría de las especies de madera, si se exceptúan aquellas que presenten una gran cantidad de resinas o de aceites esenciales que impidan la consecución de un grado mínimo de adherencia epoxi-madera.
Las formulaciones epoxi presentan al menos en su composición, una resina epoxi y un endurecedor, aún cuando se suelen añadir otros elementos como: diluyentes, que reducen la viscosidad de la mezcla; flexibilizadotes, que permiten deformaciones bajo carga; agentes tixotrópicos, elementos neutros que incrementan la viscosidad de la mezcla; y cargas, materiales inertes que se adicionan para conseguir una determinada propiedad.Archivo:Copia de 5.png.jpg
Los principales elementos de refuerzo que se embeben en las formulaciones epoxi y en la madera, son:
• Metálicos: placas y varillas de acero y acero inoxidable principalmente, bien limpios para evitar pérdidas de adherencia.
• Compuestos: formados por una base, normalmente de resina sintética y un refuerzo en ella generalmente de fibra de vidrio. Tienen elevada resistencia mecánica y un buen grado de adherencia a la formulación epoxi.
Tipos de consolidación con formulaciones epoxi_ En los casos de madera estructural, se diferencian entre estructuras horizontales y verticales.
Cabezas de viga empotradas en muro: se contemplan las acciones secuenciadas expuestas:
• Saneamiento previo de la cabeza de viga afectada (apoyando con anterioridad)
• Realización de las labores necesarias para la colocación de los elementos de refuerzo en la madera sana (orificios y barras; acanaladura y placas, etc)
• Colocación de la prótesis de consolidación, con apoyo en el muro, que puede ser:
_mortero epoxi con cajeado previo para el fraguado y posterior chapado.
_madera previamente protegida en profundidad, con resina epoxi que la une al elemento conector de refuerzo
tras sanear la madera, se unen las partes sanas mediante refuerzos (placas o varillas), se recubren de formulación epoxi y se chapa tras haber fraguado con madera.
Incremento de sección de vigas: se realiza una acanaladura en la cara superior y se acopla una placa de refuerzo, de forma que sobresalga la mitad de su grosor. Se adhiere con resina epoxi y se coloca una pieza de madera sana tratada químicamente en todo su volumen y con una ranura en su parte inferior, semejante a la realizada en la viga, de forma que acoplen mediante la placa, compactando con resina epoxi.
Refuerzo de la parte superior de vigas en toda su longitud: tras sanear la parte superior de la viga, se realizan orificios en la madera sana para introducir varillas de refuerzo, que quedan salientes. Tras ello, se encofra la parte en la que se encuentran las varillas con mortero epoxi hasta conseguir la sección inicial, pudiéndose chapar en madera en el caso de quedar descubierta.
2. Estructuras verticales_ en el caso de estructuras que trabajen a compresión, los mayores daños se suelen presentar en la zona inferior de apoyo, sobre todo si se encuentran en contacto directo con el suelo, y en menor medida en la parte superior de unión con otros elementos de madera.
Una vez saneada la madera afectada, se efectúan orificios en la madera sana en los que se introducen varillas de refuerzo sobresalientes. Estos orificios se deben separar adecuadamente de forma que no afecten a la resistencia del elemento (separación de 2,4 veces el diámetro de la varilla) y colocarlos con una distribución simétrica respecto del eje. :::Posteriormente se colocará la prótesis de formulación epoxi, que formará cuerpo con el pie derecho. También se pueden realizar unas rozas, en dos o las cuatro caras (caso de pie derecho escuadrado), colocando placas en lugar de varillas en ellas y chapando posteriormente las rozas, las placas y el bloque de formulación colocado.
Cubiertas: las posibilidades de consolidación con formulaciones epoxi de madera de cubiertas son muy grandes, desde cabezas de viga de forjado, tirantes, jabalcones, etc, pudiéndose incluso realizar “cosidos” de piezas con mortero epoxi y varillas metálicas, o de fibra de vidrio de refuerzo. Así mismo se pueden empalmar tirantes, consolidar nudos y ensambles, etc
Limpieza: cepillado con cuchillas afiladas, y obtención de superficies más homogéneas. Esta actuación se realiza como consolidación frente a la intemperie (fotodegradación,..)
Solución con aporte de madera: Archivo:Copia de 7.png.jpgconsiste en adosar dos piezas de madera nuevas, uniéndolas mediante pernos, clavos o bridas metálicas, en un tramo de longitud suficiente en la madera sana. Probablemente sea más sencillo adosar una nueva vigueta en todo el largo de la dañada, sin molestarse en eliminar la antigua.
La actuación sobre las estructuras de madera puede ser simplemente paliativa, es decir, la protección paliativa se hace una vez que el elemento manifiesta algún daño, para evitar que éste progrese.
Este sistema consistirá sistemáticamente en devolver a los elementos de madera, cuya buena conservación peligre, las condiciones originales, si éstas se perdieron, y como norma general, proporcionar buena ventilación a la madera, para evitar la persistencia de la humedad. En todo caso será recomendable tratar la madera con cualquier producto insecticida y fungicida.
La intervención en estructuras con daños de mayor consideración requiere intervenciones de tipo quirúrgico, reponiendo con prótesis de madera lo más parecida a la original, las secciones fuertemente dañadas.
Otra intervención posible es la de enderezar vigas que han sufrido deformación excesiva debida a la flexión.
Una necesidad frecuente es la de mejorar la capacidad portante de forjados formados por vigas de madera. Bien por que su sección fuera originalmente insuficiente, y su flecha sea excesiva, o simplemente para garantizar un nuevo uso público que exija mayor sobrecarga por metro cuadrado.
El hábito de echar una capa de hormigón reforzado con un mallazo, no hace sino agravar el mal. El único refuerzo posible, consiste en enlazar una capa de compresión de hormigón armado, pero que sea capaz de trabajar conjuntamente con la madera. Para ello, es preciso contar con los conectores necesarios, aunque la forma de introducirlos en la madera debe de hacerse garantizando una buena transmisión de esfuerzos entre madera y hormigón, y cuidando de no rajar la madera por efecto de la hendibilidad.
Eliminación de humedades: en general existen técnicas destinadas a evitar el agua, creación de barreras, a obturar la red porosa, técnicas que ocultan la presencia del agua, y que facilitan la evaporación del agua. Estas últimas van a ser las que realmente nos interesen.
Se consideran como puntos críticos por la formación de humedades: el arranque de la estructura desde el terreno, en cuyo caso habrá que mantener cierta separación de las piezas de madera respecto del suelo y quedar aisladas del contacto con el mismo. En el caso en que una estructura de arranque de madera presente humedad, habrá que adoptar la solución siguiente. Normalmente un pie derecho descansa sobre una basa de piedra que lo aísla del terreno. La separación entre suelo y madera debe tener un valor mínimo de 20-30 cm, sobre todo si la pieza queda expuesta al exterior (soportales). En la actualidad, esa basa de piedra puede ser sustituida por un dado de hormigón o por un herraje metálico.
Otra situación conflictiva, debida a la posibilidad de retención de humedad, son los apoyos de las vigas en los muros. El apoyo más sencillo, desde el punto de vista estructural, se realiza sobre el eje del muro y la cabeza de la viga queda encerrada y acodalada por la fábrica del muro. Esta ejecución plantea un alto riesgo de acumulación de humedad, por tanto, se adoptarán las posteriores soluciones. Archivo:Reparacion viga sobre muro.jpgArchivo:Copia de 8.png.jpg
∙ Contar con una pieza de asiento que sea impermeable (capa asfáltica) y mantener una separación de al menos 15 mm en toda la superficie de la pieza, que queda dentro de la fábrica, ventilada al interior del local.
∙ Otra opción consiste en dejar una holgura de la testa de la pieza con respecto a la fábrica, y la ventilación se hace directamente al exterior mediante un orificio protegido con una rejilla.
∙ Otra posibilidad para permitir la ventilación de la testa y, a la vez, acodalar la cabeza de la viga contra el muro, es el empleo de chapas plegadas en forma de greca colocadas rodeando la cabeza de la viga.
∙ La última solución resulta cuando el muro tiene gran espesor, y consiste en disminuir el grueso del muro formando un escalón donde apoya un durmiente de madera que recibe las cabezas de las viguetas. En este caso quedan ventiladas las cabezas y en gran parte el durmiente.
El último punto que se considera conflictivo para las estructuras de madera, respecto a la humedad, son las zonas de apoyo de las piezas de la estructura de cubierta. Su protección se garantiza con el empleo de aleros, que permiten mantener el apoyo de la estructura centrado con el muro, volando los canecillos para la protección del agua de lluvia. Habrá entonces, una relación entre el vuelo y la altura de la edificación, en que un vuelo de 60 cm puede proteger una altura de fachada inferior a los 3 metros.
Impregnación superficial fungicida: es un método no industrial, que no requiere del uso a presión para la impregnación. Los impregnantes más utilizados son lacas acrílicas o aceite de lino, de venta libre en carralones. En este caso la penetración en la masa leñosa es sólo superficial (3-4 cm), los procedimientos no están normalizados, y no se recomiendan para severas condiciones de servicio, puesto que su durabilidad es del 10% de los preservadores industriales, por lo que requieren de reimpregnaciones.
Consiste en productos de aplicación a la madera, que evitan que se produzcan futuros daños o minimizan sus efectos. En este caso, encontramos imprimaciones que con mínimo contacto o exposición ante el fuego se expanden, produciendo una protección temporal a la madera. Y, por otra parte, barnices (Durpol, Cristal, Persin M1), normalmente incoloros, que se aplican a la madera con el fin de contribuir a mejorar su clasificación de reacción al fuego, para lo cual, deben ser de naturaleza ignífuga.
Barras de sales de cobre: es una acción fungicida para la madera, y son tratadas las mismas por medio de un proceso de vacío – presión – vacío, y son inyectadas en cada una de las células de la madera, con el objeto de mejorar las características de durabilidad y resistencia de la madera al ataque de organismos, y evitar la biodegradación de la misma, otorgándole una protección efectiva y permanente. Este tratamiento se emplea en maderas expuestas a la acción de aguas marinas, que estén en contacto con aguas dulces, maderas enterradas, o con riesgo de pudrición. La profundidad mínima de la inyección será de 10-15 mm.
Inyección de fungicidas: es un tratamiento en profundidad que se realiza mediante la colocación de implantes o la inyección de un protector fungicida a través de taladros. En las piezas de cantos o anchos superiores a 200 mm o con perímetros superiores a 400 mm, se realizarán 3 taladros por metro lineal, con una profundidad de 2/3 del espesor de la pieza. :Este tratamiento se aplicará en todas las piezas de madera que estén en contacto con muros o con posibles fuentes de humedad, y fundamentalmente en las zonas de empotramiento. El producto que se utiliza es de tipo orgánico por su mayor capacidad de penetración en la madera y su aplicación puede ser con impregnación sin presión, con presión o con implantes.
El tratamiento superficial de la madera engloba diferentes tipos de productos, los que solamente protegen de los agentes atmosféricos (sol y lluvia), y los que además incorporan componentes con propiedades insecticidas o fungicidas. Las principales materias primas empleadas en la fabricación de los productos de protección superficial son: las resinas (cuya función es proteger a la madera frente a la acción del agua y comunica flexibilidad al producto), los pigmentos (que disminuyen el efectos del sol actuando como espejos) y solventes (cuya función es transportar y disolver la resina y los pigmentos).
Existen tres tipos de tratamiento:
- Pincelado: tratamiento en el que el protector, generalmente en disolvente orgánico o disuelto en agua, se aplica mediante pincel, brocha o rodillo. El líquido penetra en la madera por capilaridad. Con este sistema se consigue una protección superficial contra la acción de agentes bióticos y contra la fotodegradación.
- Pulverización: tratamiento en el que se aplica el protector, generalmente en disolvente orgánico, a la superficie de la madera con un pulverizador manual o mecánico. Se consigue también una protección contra agentes bióticos y fotodegradación.
- Difusión: tratamiento en el que un protector hidrosoluble se aplica a la superficie de la madera húmeda, en forma de pasta o solución concentrada, difundiéndose a través de ésta.
Se realiza cuando la madera presenta daños de tan gran magnitud que no es posible su consolidación o refuerzo ni desde el punto de vista técnico ni del económico. La sustitución de madera en una estructura puede ser puntual de un solo elemento constituyente, o general de la totalidad. Se elimina la madera afectada colocando en su lugar otra de igual especie e impregnada preventivamente con anterioridad (restauración) o bien un elemento de otro material (rehabilitación de hormigón o acero), debiéndose tener presente su peso y el mantenimiento necesario.
Sustitución de un elemento estructural, o parte del mismo, con madera análoga a la existente. Así, eliminada la parte insana, se labra la sana en ensamble a tracción o compresión, según el esfuerzo que solicite a la pieza y se le acopla la pieza de sustitución, con ensamble negativo del anterior. La unión queda asegurada por elementos auxiliares metálicos. Tipos de sustitución parcial con otros materiales:
Si la zona deteriorada es grande y se puede desmontar la viga, es posible sustituir la madera eliminada, por otra pieza de madera nueva o procedente de restos de otras vigas. La conexión entre ambas piezas se puede realizar mediante barras de refuerzo dejando una junta de contacto entre ambas, que se rellena con formulación epoxi. La madera que se aporta deberá tener un contenido de humedad similar al de la madera a reparar.Archivo:Formulación.png.jpg
Archivo:Copia de 10.png.jpgRecalce en pies derechos: si la degradación de la sección no es grande y sólo afecta a la zona de la albura, dejando el núcleo del duramen todavía sano, la solución puede consistir en una consolidación parcial. Se elimina la zona degradada hasta llegar a la madera sana y se introducen barras de conexión entre madera y mortero epoxi. Estas barras tienen como misión mejorar el agarre del mortero. Si se trata de barras de materiales compuestos o metálicos introducidos en perforaciones de diámetro holgado, la dirección de los taladros será oblicua para facilitar el llenado de la holgura con formulación epoxi. Finalmente, se coloca un encofrado para reproducir la zona perdida donde se vierte el mortero epoxi.
Cuando la degradación es tal que es necesario la eliminación de un tramo del pie derecho, se procederá al corte llegando hasta una zona de madera sana. La mejor solución es la que queda oculta, porque queda protegido de las variaciones higrotérmicas de la superficie de la madera.
2. Soluciones con perfiles metálicos o fábrica de ladrillo:
En pies derechos de muros entramados: con humedades en la planta baja, que hayan sufrido un fuerte deterioro por pudrición, es frecuente la sustitución parcial o total de la parte degradada por perfiles metálicos, generalmente con secciones formadas por dos U en cajón. En general, resulta más económico la sustitución completa del derecho. Para que el soporte entre en carga, es necesario un acuñado o retacado con mortero. Este retacado en algunas ocasiones se realiza con mortero mezclado con tejidos para facilitar la operación.
En pies derechos: una solución del mismo tipo que la anterior, consiste en rellenar el hueco que ha dejado la pieza de madera con hormigón o con fábrica de ladrillo, cuya última parte tendrá mortero sin retracción y una chapa que evite la posible capilaridad. La entrada en carga de la estructura, exigirá un contacto entre madera y hormigón adecuad y un acuñado. Normalmente, la estructura de madera ya ha quedado descargada en la planta baja y ha transferido al muro de relleno la carga de las plantas superiores.
Del elemento o del sistema: se puede recurrir a la sustitución de las piezas inservibles de elementos de madera, por otras nuevas, como la madera laminada encolada o productos derivados de la madera de alta resistencia (madera microlaminada o laminada en tiras), sobre todo cuando no sea posible encontrar escuadrías grandes o piezas con largos suficientes en madera maciza. Asimismo, también se emplea el hormigón en soluciones de sustitución, a veces dejando la estructura como un simple encofrado sin función estructural. Su aplicación más prometedora es la estructura mixta de madera y hormigón, con su correspondiente conexión.
Archivo:Copia de 14.png.jpgEstucado: reconstrucción de pequeñas zonas o secciones perdidas, con vertido de mortero epoxi y serrín sobre la zona previamente encofrada. Se emplea este sistema sólo en intervenciones puntuales y de poca entidad.Archivo:Reparacion viga estucado.jpg
2. Solución con formulaciones epoxi
Método Beta: sistema que se usa para intervenciones de carácter relevante. Eliminada la parte afectada, y sobre encofrado preparado al efecto, se vierte un mortero epoxi, con cargas de sílice, arena o garbancillo y se arma con varillas de vitrorresina (poliéster reforzado con fibra de vidrio), cuya misión es absorber los esfuerzos cortantes y las solicitaciones a tracción.Archivo:Copia de 15.png.jpgArchivo:Sistema Beta.jpg
La formulación del mortero adecuará su módulo de elasticidad al de la madera a tratar, y las varillas de vitrorresina, de acuerdo con sus condiciones de trabajo, serán dimensionadas en base a cálculo estático.
El proceso de aplicación de un sistema Beta es:
∙ Apeo y apertura de cajas en muro.
∙ Análisis. Y eliminación de madera insana con identificación de zonas de agresión alta, mediana, baja o nula.
∙ Taladro con broca, desde la parte sana, para inserción de varillas de armado y conexión entre esa parte sana y la formulación epoxi.
∙ Encofrado perdido o no, y vertido de mortero.
∙ Relleno de holguras con lechada epoxi y estucado de bocas.
∙ Tratamientos, químicos e ignífugo, y barnizado.
Esta operación, habitual en recuperación de cabezales podridos de vigas empotrada en muros, podría evitarse si la disposición constructiva del apoyo hubiese sido la adecuada.
Reconstrucción de la parte superior de la sección de la viga: a veces los forjados presentan degradaciones originadas por las galerías de los insectos xilófagos, que progresan en el borde superior de la viga en toda o parte de la longitud. Para recuperar la sección original, puede procederse a la eliminación con azuela de la madera destruida hasta llegar a la madera sana. A continuación se insertan unos conectores que pueden ser barras de poliéster reforzado con fibra de vidrio situados en taladros realizados desde la cara superior y con la ayuda de un pequeño encofrado en los laterales, se rellena el volumen original con un mortero epoxi. Este mortero debe contener un elevado porcentaje de carga, con el fin de aumentar el módulo de elasticidad y reducir el gasto de resina.
