Peso y densidad de la madera
Sobre el cálculo del peso y densidad de la madera
La calculadora de peso y densidad de la madera determina el volumen y la masa de troncos, tablas y vigas según sus dimensiones, la especie, la densidad y la cantidad de piezas. Permite estimar el peso de la madera para el transporte, el almacenamiento y la entrega de material. Si se conoce el volumen, la masa se calcula directamente a partir de la densidad.
Valores orientativos y recomendaciones
Cálculo del volumen de madera
Tablas y vigas. El volumen de una pieza se obtiene multiplicando su longitud, anchura y espesor. La longitud se expresa en metros y la anchura y el espesor en milímetros. Para obtener el volumen en m3, las dimensiones de la sección se dividen entre 1000 y se convierten en metros.
V1 = (b / 1000) × (h / 1000) × L
V1 es el volumen de una pieza en m3, b la anchura en mm, h el espesor en mm y L la longitud en m. Se supone una sección rectangular con dimensiones constantes en toda la longitud.
Tronco con diámetro central. Si se conoce el diámetro en la parte central del tronco, el volumen se calcula mediante la fórmula del cilindro. El diámetro se convierte de centímetros a metros.
V1 = π × deff2 × L / 4
deff es el diámetro de cálculo en metros, L la longitud del tronco en metros y π ≈ 3,14159. Este método supone una sección transversal constante a lo largo del tronco.
Tronco con dos diámetros extremos. Si los diámetros de los extremos son diferentes, el tronco se representa como un tronco de cono circular. La fórmula tiene en cuenta la variación lineal gradual del diámetro entre ambos extremos.
V1 = π × L × (d12 + d1 × d2 + d22) / 12
d1 y d2 son los diámetros de cálculo de los extremos en metros. Este procedimiento tiene en cuenta la conicidad del tronco y difiere del cálculo de un cilindro con la media aritmética de ambos diámetros.
Deducción de la corteza. Si los diámetros se han medido incluyendo la corteza, se puede restar su espesor antes de calcular el volumen de madera sin corteza. El espesor se descuenta en ambos lados de cada diámetro.
deff = (d - 2 × t) / 100
d es el diámetro medido en cm y t el espesor de corteza en un lado, también en cm. Por ejemplo, un diámetro de 30 cm y una corteza de 1 cm dan un diámetro de cálculo de 28 cm. Con dos diámetros extremos, la corrección se aplica a ambos. Si no se descuenta la corteza, se utilizan los diámetros medidos originales.
Densidad y cálculo de la masa
Densidad de la madera. Para la especie seleccionada se utiliza un valor orientativo en kg/m3. Por ejemplo, se consideran 510 kg/m3 para el pino, 450 kg/m3 para el abeto rojo y 700 kg/m3 para el roble. Son valores medios aproximados para madera secada al aire con un contenido de humedad cercano al 12 %, no propiedades invariables de cada pieza.
Efecto de la humedad. Al aumentar el contenido de humedad, normalmente aumenta la masa de la madera. Para madera recién cortada o más húmeda debe utilizarse una densidad acorde con su estado real. No se aplica ningún factor automático de corrección por humedad, ya que la variación de densidad depende de la especie, del estado inicial y del contenido de agua.
Masa de una pieza. El volumen geométrico calculado se multiplica por la densidad de madera elegida.
m1 = V1 × ρ
m1 es la masa de una pieza en kg, V1 su volumen en m3 y ρ la densidad en kg/m3. Si se conoce el volumen total, se aplica la misma fórmula directamente a ese volumen.
Volumen y masa totales. Para piezas idénticas, el volumen y la masa de una pieza se multiplican por la cantidad N.
Vtotal = V1 × N
mtotal = m1 × N
N debe ser un número entero positivo. Se supone que todas las piezas del lote tienen las mismas dimensiones y densidad. Los cálculos intermedios no se redondean, solo se redondean los resultados mostrados.
Masa por metro lineal. Para tablas y vigas se determina además la masa de un tramo de 1 m. Depende únicamente de las dimensiones de la sección transversal y de la densidad del material.
mm = (b × h × ρ) / 1000000
mm es la masa por metro lineal en kg/m, b y h son las dimensiones de la sección en mm y ρ la densidad en kg/m3. Por ejemplo, una viga de pino de 100 × 150 mm y densidad de 510 kg/m3 tiene una masa calculada de 7,65 kg/m.
Normas europeas y precisión de los datos de entrada
Para evaluar las propiedades de la madera estructural se utilizan las normas europeas EN 338 «Madera estructural. Clases resistentes» y EN 384 «Madera estructural. Determinación de los valores característicos de las propiedades mecánicas y de la densidad». EN 338 establece valores medios y característicos de densidad para las clases resistentes. La calculadora emplea densidades aproximadas por especie, que no deben confundirse con la densidad característica de una clase resistente concreta.
La norma europea EN 13183-1 «Contenido de humedad de una pieza de madera aserrada. Parte 1: Determinación por el método de secado en estufa» describe cómo determinar la humedad a partir de la diferencia de masa antes y después del secado. El contenido de humedad se expresa como porcentaje de la masa de madera completamente seca. Esto es importante al utilizar densidades de referencia y comparar madera seca y húmeda.
Precisión del resultado. El cálculo se basa en la densidad indicada y en una geometría idealizada de las piezas. La masa real depende de la variabilidad de la madera, la humedad, las tolerancias dimensionales y la forma del tronco. Para obtener una estimación más precisa, conviene utilizar medidas reales y una densidad que corresponda al estado del material.
Preguntas frecuentes
¿Cuánto pesa 1 m3 de pino, abeto rojo o roble?
Con las densidades orientativas utilizadas, 1 m3 de pino pesa unos 510 kg, de abeto rojo 450 kg y de roble 700 kg. Son cifras aproximadas para madera con un contenido de humedad cercano al 12 %. El peso real por metro cúbico puede variar mucho según la humedad y la densidad de cada pieza.
¿Por qué el mismo volumen de madera puede tener pesos diferentes?
El peso de la madera depende tanto del volumen como de la densidad, que varía entre especies y piezas. La madera húmeda también incluye la masa adicional del agua. Por eso, la madera recién cortada y la seca pueden presentar masas muy distintas incluso con el mismo volumen.
¿Qué importancia tiene la diferencia entre los diámetros extremos de un tronco?
Cuanto más se estrecha un tronco entre sus extremos, mayor es la diferencia entre el cálculo por diámetro medio y la fórmula del tronco de cono. Por ejemplo, un tronco de 4 m con diámetros extremos de 20 y 40 cm tiene un volumen aproximado de 0,2932 m3 según la fórmula del tronco de cono, frente a 0,2827 m3 si se utiliza el diámetro medio de 30 cm. La diferencia es de aproximadamente un 3,7 %.
¿Cómo se tiene en cuenta la corteza al calcular la masa de un tronco?
Si se necesita la masa de la madera sin corteza, se resta el espesor de corteza de ambos lados de cada diámetro medido. Por ejemplo, una corteza de 1,5 cm reduce el diámetro en 3 cm. Si los diámetros ya se han medido sin corteza, no hace falta aplicar ninguna corrección adicional.
¿Cómo se calcula el peso total de un lote de tablas o vigas?
Primero se calcula el volumen de una pieza a partir de su longitud, anchura y espesor y se multiplica por la densidad de la madera. La masa obtenida se multiplica por el número de piezas idénticas. Por ejemplo, cinco tablas de pino de 50 × 200 mm y 4 m de longitud, con densidad de 510 kg/m3, tienen un volumen total de 0,2 m3 y una masa calculada de 102 kg.