En México la madera se emplea principalmente en la fabricación de cimbra para la construcción de estructuras de concreto. Con este fin la madera debe cortarse de acuerdo al tipo de elemento a fabricar. En general, en la construcción se emplean tablas, tablones, polínes, y todo tipo de vigas y duelas, aunque también se emplean otros tipos de productos derivados como el triplay y los aglomerados. La Figura 12.8 muestra varias formas de corte del tronco de madera mientras que la Figura 12.9 muestra un ejemplo clásico de la integración de diversas piezas de madera en la construcción de una cimbra para el colado de una losa de concreto reforzado (nótese la terminología empleada en la construcción).
Figura 12.8. Aprovechamiento del Tronco de Madera Mediante el Corte.
Figura 12.9. Cimbrado de una Losa de Concreto Reforzado.
También en la producción de las piezas de madera empleadas en la construcción, la dureza, la densidad, el contenido de humedad y las imperfecciones de la madera influyen en los costos de producción. Las maderas más densas son más caras porque requieren de un mayor tiempo de cultivo para lograr su plena madurez, también por su densidad consumen más energía en su corte además de que las herramientas requieren de un mantenimiento más costoso. Las maderas verdes son muy difíciles de trabajar y pulir, y como se ha mencionado, con el tiempo se agrietan y sufren una mayor deformación diferida (creep) por su exagerado comportamiento viscoelástico.
La madera aún en su estado seco es susceptible a la temperatura, a pesar de ser considerada por muchos como el material natural más estable que se conoce. El coeficiente de expansión de la madera varía de 0.5 x 10-6 a 2 x 10-6 por °C en el sentido paralelo a las fibras, y de 8 x 10-6 a 19 x 10-6 por °C en el sentido transversal a las fibras. Estos valores son ciertamente muy bajos, pero por lo general no son los que regulan el comportamiento de la madera en lo que se refiere a la estabilidad volumétrica del material. Lo que rige la estabilidad volumétrica de la madera es la variación en su contenido de humedad. Por ésta razón la madera empleada en la construcción se debe almacenar en un lugar seco. La madera al mojarse se hincha y al secarse se contrae, entre mayor sea el número de ciclos de humedecimiento-secado que sufra la madera mayor será el deterioro del material.
La cimbra hecha de madera debe ser diseñada para soportar los esfuerzos generados por las cargas muertas, las cargas vivas y alguna carga accidental de consideración. La madera se carga dé tal manera que los esfuerzos de compresión y tensión actúen en el sentido paralelo a las fibras, ya que es la forma en que resiste mejor los esfuerzos, de otra forma se debe asegurar que el factor de seguridad sea el adecuado. El diseño de la cimbra se hace de acuerdo a la teoría clásica de esfuerzos permisibles, donde se considera que el elemento falla al alcanzar determinados esfuerzos permisibles (los cuales son generalmente un cierto porcentaje de los esfuerzos últimos que resiste el material). Los esfuerzos permisibles para la madera se determinan por medio de pruebas, después de las cuales se establecen los esfuerzos permisibles adoptando un factor de seguridad usualmente de 2.5 o mayor, dependiendo del tipo y calidad de la madera. La norma ASTM D-245 indica los criterios que se pueden seguir para clasificar a la madera para propósitos estructurales considerando la acción de cargas totales de diseño sobre un período largo de servicio. Debe mencionarse sin embargo, que especialmente en los trabajos de cimbrado para el concreto reforzado, el tiempo de servicio se puede reducir considerablemente conforme el constructor se familiariza con el empleo de aditivos acelerantes para el concreto.
En México las madererías que comercializan la madera que se usa en la construcción la clasifican como de primera (1a), segunda (2a) y tercera (3a), esto se hace en forma totalmente empírica, la madera de primera se considera como la mejor por estar libre de defectos. Generalmente los comerciantes de madera desconocen las propiedades mecánicas del material (no poseen datos estadísticos), y mucho menos asocian estas propiedades con algún sistema técnico de clasificación, por lo que el diseñador debe realizar sus propias pruebas y debe establecer sus propios criterios de seguridad adoptando las recomendaciones de algún comité o asociación técnica, o bien acatando los criterios de algún reglamento de construcciones.
La madera con la que se fabrica la mayoría de la cimbra es generalmente de pino, ésta o cualquier otra clase de madera debe tratarse adecuadamente si se desea obtener de ella un mayor número de usos, por lo regular la madera sirve de 2 a 4 usos dependiendo del trato.
Toda madera en contacto con el concreto debe ser aceitada adecuadamente para evitar que el concreto endurecido se pegue a la cimbra. Si la cimbra no se aceita, al descimbrar (quitarla) se deteriora. Muchos constructores acostumbran emplear diesel o aceite quemado para aceitar la cimbra, ésta práctica no es muy buena ya que por un lado el diesel es muy ligero y se requieren varias aplicaciones (cosa que no se hace en la práctica) para lograr un buen resultado, y por otro lado el aceite quemado penetra muy poco en la madera sin lograr una buena impermeabilización. En la actualidad existe una gran variedad de productos especialmente diseñados para proteger a la madera y lograr su impermeabilidad total, primero se recomienda aplicar un sellador, el cual es un repelente disuelto en un solvente que al aplicarse sobre la madera penetra en sus poros sellándolos, posteriormente se aplica una resina especial, de esta manera la madera sólo requerirá de una mano ligera de algún aceite ligero que puede ser inclusive diesel, básicamente el aceite ligero es para resanar algunas zonas deterioradas por el uso y facilitar aún más el descimbrado. Cabe mencionar que las maderas que no han sido cepilladas (pulidas) pueden presentar problemas al descimbrar pues la simple textura (veta) de la madera facilita la adherencia con la pasta de cemento, por esta razón, es importante el uso de buenos productos y buenas técnicas desmoldantes.
El mayor enemigo de la cimbra de madera es el descuido del constructor. Enseguida se enlista sin orden prioritario algunas recomendaciones generales que pueden ayudar a hacer un mejor uso de la madera en la construcción:
• Toda madera seca debe ser tratada con productos especiales para extender su vida útil. El
tratamiento puede variar desde una simple impermeabilización hasta un tratamiento que involucre
una protección contra hongos, polillas y otros insectos que se alimentan de la celulosa contenida en toda madera muerta. El tratamiento contra insectos incluye la impregnación con soluciones salinas con diversos agentes químicos como el fluoruro de sodio, el sulfato de cobre o el cloruro de zinc, todo depende del tipo de madera y del tipo de insecto.
• Se deben estandarizar los tamaños de las piezas claves en la construcción, para evitar los
cortes y desperdicios y facilitar el procedimiento constructivo, algunas de estas piezas son los
polines, las vigas y las tarimas.
• Se debe emplear la madera más resistente y libre de defectos para soportar las cargas en las
zonas críticas o de mayor riesgo.
• Se debe emplear madera seca o desflemada para cimbrar los elementos estructurales que
demanden un control estricto en las deflexiones permisibles.
• En toda construcción se debe contar con madera destinada exclusivamente para pedacería, con
el propósito de evitar el corte innecesario de la madera buena.
• No se debe emplear madera verde en el cimbrado de elementos de concreto con pesos muertos
elevados.
• En todo trabajo de cimbrado se deberán usar clavos del grosor y la longitud adecuados, para
evitar que se destruya la madera durante el descimbrado.
• No se debe emplear madera de tercera para los trabajos de cimbrado que requieren de una alta
rigidez y control de deflexiones.
• En la cimbra de losas de concreto reforzado no se debe emplear tarimas con aberturas
exageradas entre las duelas (o entre las tablas en su caso), debido a que por ahí se pierde la
lechada de cemento y como consecuencia se obtiene un concreto de mala calidad y de baja resistencia.
• En la fabricación de cimbra que estará en contacto directo con el concreto no se debe emplear
tablas, duelas o triplay con nudos, ya que si se botan durante el colado se ocasionarían muchos problemas.
• Durante el descimbrado no se debe aventar la madera, pues los golpes ocasionan
deformaciones o agrietamientos que van debilitando a la madera.
• La cimbra de elementos estructurales como trabes peraltadas, columnas, muros y concreto
masivo debe resistir sin fuga de lechada las presiones del concreto fresco. En el diseño de estos elementos se debe considerar además del peso volumétrico del concreto, la temperatura ambiental y la velocidad de colado.
• La madera de cimbra se debe almacenar en un lugar seco y protegido de la lluvia. Este trabajo
se debe hacer con cuidado y orden, ya sea antes de cimbrar o después de descimbrar (previa limpieza y acondicionamiento de la madera), se deben apilar los polines con los polines, las tablas con las tablas, las tarimas con las tarimas, etc., para evitarles a las piezas todo tipo de deformaciones y mantenerlas en buena forma.
