jueves, 3 de noviembre de 2011

La higroscopicidad de la madera

Todo restaurador debe tener unos conocimientos básicos sobre la madera si realmente quiere llegar a entender muchas de las alteraciones que se producen sobre una pintura sobre tabla, es decir, si se quiere comprender el comportamiento de un trabajo en madera, hay que comenzar por comprender la misma estructura del árbol, porque sigue siendo un material "vivo", que muchos años después de ser cortado   mantiene una cierta capacidad física de reacción al ambiente.

La humedad juega un papel importantísimo en la vida y desarrollo de una madera y se manifiesta en la savia contenida, en el agua de impregnación que empapa las paredes celulares y en el agua libre contenida en las cavidades celulares. El agua es el factor esencial imprescindible para la conser­va­ción de la madera porque es un elemento básico constitu­tivo de la misma. Entendemos por humedad de la madera, la cantidad de agua que contiene. En el interior de la madera nos podemos en­contrar con dos tipos de agua: la de saturación que se encuentra retenida dentro de las paredes celulares por enlaces de hidrógeno, y la llamada agua libre, que se encuentra dentro de las cavidades celulares como agua líquida y que se produce cuando las paredes celulares están saturadas.
            Los momentos que atraviesa la madera hasta alcanzar su punto de saturación son tres
: la primera fase inicial es la llamada sorción superficial o quimiosorción  donde se inicia la hinchazón empezando por las capas superiores e introduciéndose paulatinamente al interior. Prácticamente a simple vista no son apreciables los cambios volumétricos y la madera puede llegar a alcanzar unos niveles del 8% de humedad contenida. La siguiente fase es la llamada adsorción superficial la cual puede llegar a superar un 30% de humedad absorbida y se produce cuando la madera por el vapor de aire comienza a hincharse y modificar su volumen, llenándose las paredes de las membranas celulares hasta que se saturan totalmente sus fibras (Punto de Saturación de las Fibras, PSF), iniciándose así la tercera fase llamada condensación capilar. A partir de este punto tan solo se ve incrementado el peso sin que exista una deformación mayor y el agua es por tanto almacenada en los lúmenes celulares.
            Cuando una madera se ubica en un entorno donde los niveles de HR son inferiores al punto de saturación de sus fibras la madera va perdiendo paulatina­mente su humedad hasta llegar un momento a partir del cual su contenido permanece invariable equilibrándose. Cuando cambia la humedad relativa, o la temperatura del aire, o ambos factores a la vez, el fenómeno se presenta de nuevo, advirtiéndose que el grado de humedad de la madera cambia en cada caso.
Es la propiedad higroscópica de la madera la que le otorga capacidad para que con relativa gran facilidad pueda absorber y eliminar humedad en relación con el ambiente en que se encuentre. A estos dos fenómenos se les denomina sorción y desorción respectivamente y ocasionan hinchazón o merma de la madera. La sorción se produce cuando la madera está más seca que el ambiente que la rodea absorbiendo el vapor de agua hasta su equilibrio. Esta sorción se ve incrementada bajo unas condiciones de temperatura alta al producirse una mayor cantidad de vapor de agua ambiental.
            En una madera se produce que transcurrido el tiempo necesario se establece siempre un equilibrio entre la humedad (HR) contenida en el aire que rodea la madera y el grado de humedad de esta última. Cuando se llega a este estado se dice que ha alcanzado el equilibrio higroscópico, y el grado de humedad adquirido entonces por la madera se llama humedad límite o de saturación. (Tabla 1)
            Generalmente las maderas blandas que crecen en zonas húmedas tienen más cantidad de agua que las duras. Esta se concentra principalmente en las células de la corteza y la albura (huecos y membranas celulares) de maderas sin cortar y en las membranas celulares de las madera cortadas. Según la cantidad de agua contenida las maderas se pueden clasificar en:La madera se deforma durante el secado porque la contracción de sus fibras no se verifica uniformemente (Tabla 2), debido a que la humedad varía a lo largo del tronco, siendo la parte periférica mucho más porosa, por tener sus vasos linfáticos canales muy gruesos, con lo que sufre una


contracción mucho mayor que en la parte del corazón que está más lignificada y seca. Cuanto más grandes sean los anillos anuales de crecimiento, como es el caso de la mayoría de  maderas de coníferas, más grande será el alabeo o contracción de la pieza al producirse una merma inversamente proporcional a su contenido de humedad. Por lo tanto en una madera que ha sido cortada y secada, la humedad solo se encuentra en las membranas celulares, y la que había en los huecos ya ha desaparecido. Por otra parte la densidad de una madera va a jugar un papel muy importante durante la contracción de la misma, pues las maderas con mayor densidad sufren un menor índice de contracción, es decir si comparamos dos maderas que contengan la misma cantidad de humedad en su interior, aunque con diferentes grados de densidad será más estable ante una pérdida de humedad, la que tenga un nivel de densidad mayor, contrayéndose y deformándose menos.
       La cantidad de humedad que contiene una pieza de madera se puede medir utilizando ciertas fórmulas establecidas internacionalmente hallando la diferencia entre la madera húmeda o “verde” (es decir recién apeada) con la madera ya secada en horno, o con la ayuda de aparatos específicos llamados xilohigrométricos, que realizando una pequeña punción en la superficie puede ofrecer unos resultados bastante exactos.

            Por otra parte es necesario tener en cuenta que las varia­ciones dimensionales de la madera no ocurren de modo homogéneo en sus tres dimensio­nes, esto es debido a su carácter anisotrópi­co que hace que la reducción dimensional sea más acusada en el sentido tangencial, y mínimo en el sentido longitudinal. Además y tal y como se ha comentado anteriormente esta merma será directamente proporcional a la densidad bruta de la madera y la pérdida de agua.
            El porcentaje de reducción durante el secado de una madera con saturación de las fibras es el siguiente:
·         En dirección del eje longitudinal de las células (a lo largo y paralelo de las fibras) 0'3 %, por lo que la deformación en este sentido es práctica­mente nula.
·         En dirección de los radios medulares o grueso, la deformación es de un 5%.
·         En dirección de los anillos anuales o sentido transversal (an­cho) la deformación puede alcanzar un 10%.
Para poder entender mejor estos procesos , en clase se ha hecho un pequeño experimento, sumergiendo varias piezas de madera, roble, pino y chopo, para contrastar como les ha afectado la humedad a cada uno de ellos. se ha dejado otro pieza similar sin humedecer que ha servido como patrón de contraste.
el efecto de la humedad en la madera de pino fue devastador.












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