Otra forma de medir la humedad en la madera


#1

**OJO: rollo atorrante :smiley: **

Como todos sabemos, el movimiento de la madera depende de los cambios de humedad. Al secarse se encoge, y al absorber humedad se hincha :slight_smile: Sabemos también que no lo hace de manera uniforme, sino que el mayor cambio siempre es mayor en sentido tangencial, algo menor en sentido radial y mucho menor en sentido longitudinal. Esto afecta a los cambios de tamaño y forma de cada pieza.

Hay información tabulada en muchos sitios con la que podemos saber cuánto se mueve cada tipo de madera. De esta forma podemos calcular con bastante exactitud qué holguras dejar al diseñar un mueble o cualquier estructura de madera, por ejemplo.

Pero para poder usar esos datos, necesitamos saber qué humedad tiene la madera, y sobre todo cuál será la humedad mínima y máxima que tendrá en el sitio donde se vaya a utilizar el mueble (o la talla o lo que sea que hayamos hecho).

¿Cómo averiguar esa humedad? La forma más común es usar un hidrómetro, que normalmente es un aparatito con unos pinchos en un extremo, que al clavarlo en la madera aplica una corriente y mide la resistencia de la madera. Cuanta más agua tenga, mejor conduce la electricidad, así que el aparato sólo tiene que aplicar una fórmula muy sencilla que relaciona resistencia con humedad. De hecho, con un buen polímetro también podríamos calcularlo; por ejemplo 630 megaohmios equivalen a un 10% de humedad aproximadamente, 11 megaohmios serían un 16%, etc.

Sin embargo estos aparatos son caros (los medianamente buenos ya pasan de 200 €), y sólo nos indican la humedad que tiene una pieza en un punto concreto. Es común que midiendo un tablón con un hidrómetro obtengamos diferencias de un 2-3% entre diferentes puntos. Y lo más importante: saber la humedad que tiene no nos permite predecir cuál tendrá en el futuro.

Hay otras maneras de medir la humedad, pero hay una especialmente interesante. La humedad que tiene la madera depende siempre de la humedad relativa del aire. O sea, de cuánta agua hay en el aire, comparada con el máximo en el que empezaría a condensarse a esa temperatura (que sería el punto de rocío).

Si el aire está más caliente puede contener más agua, y si está más frío, menos agua. Por eso en invierno, al haber más calor dentro de las casas, el aire tiene una humedad relativa mucho menor que en verano y los muebles se encogen. En verano pasa lo contrario, dentro de casa hace más frío, por tanto la humedad relativa es mayor y la madera se humedece.

Lo más importante es lo siguiente: la relación entre la humedad relativa del aire y la humedad de la madera es siempre la misma. Por ejemplo, si la HR del aire es del 45%, la madera tendrá un 10% de humedad. Con un HR del 35% tendremos un 8% de humedad, etc (Si encuentro una fuente completa de estos datos aparte de escanear Understanding Wood os la pego aquí más tarde :angel: )

Lo único que nos falta por saber es cuánto tiempo tardará la madera en llegar a ese grado de humedad, porque el cambio no es instantáneo. Podemos calcularlo fácilmente con la siguiente fórmula:

t = L² / D

Donde:
t es el tiempo que tarda la madera en llegar al 63% del cambio necesario para la estabilización
L² es el cuadrado de la mitad del grosor de la tabla
D para no liarnos, podemos contar con que vale siempre 1x10^-6 cm²/s

Escrito más sencillo: t = L² x 1.000.000

Entonces, si una tabla de 4 cm de grosor viene con un 18% de humedad y en nuestro taller tenemos un 8% (HR 35%), sabremos que: t = 2² x 1.000.000 = 4 millones de segundos. Más o menos un mes y medio.

En ese mes y medio, se habrá hecho el 63% del cambio. O sea, como tiene que bajar un 10%, habrá perdido un 6,3% y estará en 18 - 6,3 = 11,7% de humedad. Pero por supuesto, lo que queremos saber es el tiempo necesario para que se estabilice al 8%. Si empleamos unos minutos en hacer el cálculo, podemos ver que:

1t: 63%
2t: 86,31%
3t: 94,93%
4t: 98,12%
5t: 99,30%
6t: 99,74%
7t: 99,90%
8t: 99,97%

A efectos prácticos, en 3t vemos que es un 94,93%, que ya es bastante aproximado. O sea, en nuestro ejemplo, pasados 4,5 meses el tablón tendría una humedad del 8,5%

Por supuesto no todas las maderas son iguales, pero la inmensa mayoría se comportan así en un entorno del ± 20% de este cálculo.

Una vez que sabemos que la madera está estable en nuestro taller, podemos trabajar con ella. Sólo deberemos tener en cuenta cuál es la humedad relativa normal en el sitio donde va a utilizarse. Por ejemplo, en mi casa en Madrid hay una HR de un 40% en invierno y 55% en verano, o sea, entre un 8% y un 10% de humedad.

Por ejemplo, en mi casa una tabla de haya de 20 cm de ancho tendría una variación de 1,7 mm. Una tapa de una mesa hecha con 6 tablas de haya de 20 cm podría variar hasta 1 cm entre verano e invierno (juas :open_mouth: )


Madera se tuerce despues del aserrado
Detector de metales y medidor humedad
#2

Un par de dudas qye me surgen con todo lo que dices.

1º Cuando dices lo del haya, dices no vaporizada. Recuerdo haber visto libros donde decían que la vaporización hacía que fuera mucho menos aunque no recuerdo cuanto, si lo encuentro te lo enseño. Y lo que sí me ha pasado es que no he visto donde comprar haya no vaporizada, vamos que parece que todo el mundo cuenta con que es una gran ventaja que merece la pena y siempre la tratan así.

2º Entonces, una cosa es el movimiento digamos errático de la madera reajustando tensiones, que eso pasa al poco de cortarla o cepillarla, etc. Y otra ese movimiento homogéneo y esperable. Osea, que cuando dices 1 cm de movimiento del haya, es solo en una dirección, en las otras será mucho menos, ¿no?

3º Y ¿de donde has sacado todos esos datos? ¿Del libro? No me había enterado cuando lo revisé. Mmm y para saber la humedad ambiente qué hacer ¿consultar las típicas tablas que da el Aemet para tu ciudad y cosas así?

Perdona el asalto de dudas :slight_smile: Que a pesar de que es una explicación larga no me queda claro.


#3

Sí, era por poner un ejemplo del peor caso, digamos. La verdad es que no tengo datos de movimiento del haya vaporizada, sería bueno saberlos.

La madera puede tener tensión interna por la forma del árbol, o por estar mal secada, por eso se mueve al poco de cortarla. A partir de ahí, en efecto depende sólo de la humedad que coja o libere.

Y sí, claro, lo de 1 cm sería sólo a lo ancho de la tapa; además tendría que ser todo el peor caso posible, con todas las tablas cortadas igual etc. Pero lo dicho, que se trata de poner un ejemplo que deje claro que hay que prever el movimiento :confused:

El libro es densito :wink: pero mola mucho. Casi cada página trae información muy interesante. Algún dato (conductividad de la madera) lo he cogido por ahí en internet también.

Si es humedad en exterior, sí, valen los datos de cualquier servicio meteorológico serio. Casi cualquier almacén de madera tiene el material a cubierto, pero en exterior, así que con eso nos basta para saber la humedad que traerá la madera cuando la compremos.

Para saber la humedad en el interior lo mejor es tener un higrómetro sencillo. Basta con que tenga una precisión del ± 5%, que es lo que suelen tener los baratos. El que yo uso me costó unos 20 €, y además de la humedad y temperatura actuales, almacena el máximo y mínimo registrados:


Es lo que tiene contar un rollo así, que al leerlo uno se duerme por la mitad y luego se lía :think: :laughing:


#4

Interesantísimo artículo. Me ha encantado. Alguna preguntilla:

[quote=“fsanchez”]**OJO: rollo atorrante :smiley: **

De hecho, con un buen polímetro también podríamos calcularlo; por ejemplo 630 megaohmios equivalen a un 10% de humedad aproximadamente, 11 megaohmios serían un 16%, etc.[/quote]

Muy interesante, ¿donde se pueden encontrar estos datos de resistencia/contenido en agua? De todas formas, la resistencia depende de la distancia entre los electrodos, ¿para qué distancia son esos valores?¿por cm?

[quote=“fsanchez”]
Por ejemplo, en mi casa una tabla de haya de 20 cm de ancho tendría una variación de 1,7 mm. Una tapa de una mesa hecha con 6 tablas de haya de 20 cm podría variar hasta 1 cm entre verano e invierno (juas :open_mouth: )[/quote]

De todas formas, el movimiento de la madera depende del sentido, en el sentido longitudinal de las fibras el movimiento es mucho menor que en el sentido transversal. ¿En que sentido son estos datos que das?

Saludos,


#5

Esos valores son para la distancia típica entre electrodos en un medidor manual, que son unos 3 cm. De todas formas era un valor ejemplo muy sacado de contexto; la resistencia efectivamente depende de muchas cosas:

  • En qué dirección se hace la medida: la madera conduce más o menos el doble en sentido longitudinal que en dirección radial o tangencial.

  • Temperatura de la madera: si tenemos por ejemplo un 8% real de humedad, la medida de resistencia a 4ºC nos indicará un 6%, a 21ºC un 8%, y a 40ºC un 10%

  • Tipo de madera: los datos de ejemplo que ponía eran para roble rojo, a 27ºC, pero varía mucho con otras maderas. Por ejemplo, el 10% de humedad que son 630 megaohmios en roble rojo, son 4300 en algunos tipos de pino :eh:

  • El propio material y diámetro de los electrodos, que no se suele especificar, etcetc.

Además la precisión de la medida depende de la profundidad. Según Bruce Hoadley en Understanding Wood, entre 1/4 y 1/5 del grosor de la pieza tenemos un valor equivalente a la media de humedad (la humedad forma un gradiente en cualquier situación de uso normal, etc).

Y aun siendo todo perfecto, por supuesto la madera nunca es uniforme así que hay que contar con una precisión máxima del 2% al asociar humedad a resistencia eléctrica :problem: Lo dicho, que va a ser mejor fiarse de la humedad relativa del aire.

Puedes encontrar cantidad de datos y referencias sobre todo esto en este enlace de Woodgears: woodgears.ca/lumber/moisture_meter.html. Otra referencia interesante, por ejemplo para las correcciones por temperatura, en este PDF: woodflooringedu.org/archives/downloads/moisturemeters.pdf

En sentido tangencial sólo (transversal, vaya). Lo dicho, era por poner un ejemplo bestia :smiley: Está calculado con la tabla de variaciones de medida y fórmula de aproximación de Understanding Wood.

No lo he comparado con el cálculo usando la densidad de la madera, aunque supongo que es más preciso porque dos maderas con la misma densidad pueden tener estructuras sensiblemente diferentes, etcetc.

Oye, y gracias por el comentario. La verdad es que no esperaba que nadie se leyera el rollo completo :wink:


#6

Gracias por las aclaraciones.

[quote=“fsanchez”]
Oye, y gracias por el comentario. La verdad es que no esperaba que nadie se leyera el rollo completo :wink:[/quote]

Pues no solo me lo he leido, sino que de verdad me ha parecido una recopilación de información de lo más interesante. :thumbup:

Lo de la relación humedad ambiental/humedad de la madera es algo que conocía, pero por el efecto inverso: la capacidad de la madera de actuar como “buffer” o amortiguador de las oscilaciones de HR en recintos cerrados como la vitrina de un museo. De manera intencionada, se utilizan materiales como el gel de sílice para mantener estables estos valores con los cambios de temperatura, pero cuando la relación cantidad de madera/volumen de aire es alta, tiene también un efecto significativo y puede hacer que en algunos casos no sea necesario incorporar otros materiales. Es un tema muy interesante (y de moda) por lo de la sostenibilidad de los tratamientos y estrategias de conservación.

Saludos,


#7

Una exposición muy interesante. Muchas gracias por compartir la información.
Un saludo. :wink:


#8

Por si a alguien le interesa, adjunto un par de enlaces relativos al EMC (EQUILIBRIUM MOISTURE CONTENT- Equilibrio del contenido de humedad) al que se refería fsanchez en uno de sus posts anteriores.

El primero corresponde a un documento del Departamento de Agricultura de EEUU, en el que se expresa la ecuación que rige ese punto de equilibrio entre la humedad relativa del aire y el contenido en humedad de la madera (Ecuación de Simpson), y la presenta tabulada para diferentes valores de temperatura ambiente y humedad relativa. También da valores mensuales para algunas poblaciones españolas -Madrid, Barcelona, Sevilla, Bilbao-.

fpl.fs.fed.us/documnts/fplrn/fplrn268.pdf

El segundo corresponde a una calculadora para esa misma ecuación. Hay que introducir la temperatura en grados Fahrenheit.

csgnetwork.com/emctablecalc.html

Un saludo. :wink:


#9

Fernando, gracias por el tutorial sobre la humedad de la madera. Jamás pensé que la relación de la humedad relativa del aire era tan directísima con la de la madera. De esta forma con muy pocos medios es posible planificar de una manera muy aproximada, el comportamiento de la madera antes de afrontar cualquier proyecto de construcción, de talla, de torno, etc. Y evitar así las desagradables sorpresas de movimientos indeseados pero inevitables. Pensaba que podía tomar los datos de humedad en la tienda y almacén para poder ofrecer una aproximación de la humedad con la que ofrecemos la madera de la que disponemos aquí. Gracias por tu minucioso estudio :thumbup:


#10

Por cierto, que estoy intentando comprobar si un medidor analógico será o no más fiable. La verdad es que tiene pinta de que no, porque entre otra cosa se puede descalibrar, pero como vi uno en Raig por 13 € no me pude contener y me lo he comprado. Voy a calibrarlo y me lo llevaré al taller de Fernando para comparar un poco primero a ver :slight_smile:

Eso sí, el analógico sólo marca la humedad actual, no almacena como el digital la máxima y mínima desde la última vez que anotaste, lo cual también es un dato muy interesante porque si no tiene que andar uno bajando de noche y de día varias veces a medir para hacerse una idea de cómo oscila.


#11

Muchas gracias por la explicación.

Estoy en unos cursos de carpinteria y me ayudó mucho tu aporte, ya que el medidor de humedad para madera es muy caro estoy buscando otras opciones, la otra semana recibo un higrometro sencillo para ir calculando la húmedad de mi futuro taller :thumbup:.

Quisiera que me ayudarás a utilizar el polimetro/multimetro en la madera y así medir los megaohmios.

Saludos.


#12

La forma más exacta de medir la humedad de la madera es mediante desecado en estufa: se introduce el trozo de madera en una estufa (vale un horno eléctrico domestico) a unos 75 grados y deja secar hasta obtener peso constante en dos pesadas sucesivas. El % de humedad =100 x ( peso húmedo- peso seco)/peso seco
Esta es la forma que se usa en los laboratorios y para calibrar los higrometros por resistividad eléctrica. Claro que hace falta una balanza de precision


#13

Interesantísimo!!! Vale la pena revivir el tema.
Pregunta técnica a ver si se puede vislumbrar algo, imaginemos tacos de 50x50x650 (medidas en mm). Si viene, por el contrario, con menos humedad de la que requiero, por ejemplo: viene con 8% y la necesito a 12%, la fórmula será la misma?
Además, hay alguna teoría sobre cómo es el guardado de la madera durante ese lapso hasta lograr la humedad deseada? Se utilizan invernaderos o algún sistema para aportar velocidad a la transferencia de humedad?