La densidad de la madera es la masa por unidad de volumen y constituye el mejor indicador individual de la resistencia y la rigidez de la madera limpia y sin defectos. En las especies de palé, la densidad al 12 % de humedad va desde unos 390 kg/m³ (24 lb/ft³) en el pino blanco del este hasta unos 760 kg/m³ (47 lb/ft³) en el roble blanco, y la resistencia a la flexión aumenta casi en proporción.
Cómo leer la tabla
La fuente más citada sobre las propiedades de la madera limpia es el Wood Handbook: Wood as an Engineering Material, publicado por el Forest Products Laboratory (FPL) del USDA. Recoge en tablas la gravedad específica (densidad relativa), el módulo de rotura y el módulo de elasticidad obtenidos con probetas pequeñas y sin defectos, ensayadas según un método normalizado.
- Gravedad específica (SG): masa anhidra dividida por la masa del mismo volumen de agua. Es adimensional; una SG de 0,50 significa que la madera seca pesa la mitad que el agua.
- Densidad con un contenido de humedad del 12 %: en este artículo se aproxima como SG × 1,12 × 1000 kg/m³, lo que incluye la masa del agua al 12 % de humedad e ignora los pequeños efectos de volumen debidos a la contracción. Los valores se redondean a los 10 kg/m³ más próximos y son estimaciones, no cifras tabuladas del Wood Handbook.
- Módulo de rotura (MOR): tensión de flexión en el momento de la rotura, una medida de la resistencia. Un MOR más alto significa que la tabla soporta más carga antes de romperse.
- Módulo de elasticidad (MOE): rigidez. Determina cuánto se flexiona una tabla de tablero o un larguero bajo una carga dada.
El contenido de humedad influye mucho en todas las cifras: la madera verde es más débil y más pesada que la seca. Consulte contenido de humedad de la madera para saber cómo se mide y se controla.
Tabla de especies habituales con un 12 % de humedad
Los valores siguientes corresponden a madera limpia con un 12 % de humedad, tomados de la tabla 5-3 del Wood Handbook (versión métrica) reproducida por un proveedor de formación en ingeniería; las densidades son un cálculo del autor, según se ha descrito.
| Especie | Tipo | SG (12 %) | Densidad aprox. al 12 % (kg/m³) | MOR (MPa) | MOE (GPa) |
|---|---|---|---|---|---|
| Pino blanco del este | Conífera | 0,35 | 390 | 59 | 8,5 |
| Pícea de Sitka | Conífera | 0,40 | 450 | 70 | 10,8 |
| Tulípero (yellow-poplar) | Frondosa | 0,42 | 470 | 70 | 10,9 |
| Abeto Douglas, costero | Conífera | 0,48 | 540 | 85 | 13,4 |
| Pino taeda (loblolly) | Conífera | 0,51 | 570 | 88 | 12,3 |
| Abedul de papel | Frondosa | 0,55 | 620 | 85 | 11,0 |
| Pino de hoja larga (longleaf) | Conífera | 0,59 | 660 | 100 | 13,7 |
| Roble rojo del norte | Frondosa | 0,63 | 710 | 99 | 12,5 |
| Roble blanco | Frondosa | 0,68 | 760 | 105 | 12,3 |
Conversión de métrico a imperial: 1 MPa = 145 psi y 1 GPa = 145.000 psi. Por ejemplo, el pino taeda con 88 MPa equivale a unos 12.800 psi, y 12,3 GPa a unos 1,79 millones de psi.
Qué significan las cifras para los palés
La densidad no lo es todo. La resistencia aumenta con la densidad, pero la rigidez no sigue una relación tan clara. La tabla muestra que el tulípero y la pícea de Sitka tienen una resistencia casi idéntica, y que el roble blanco es mucho más denso que el pino de hoja larga y, sin embargo, su MOE es menor. Por tanto, la elección de la especie exige algo más que ordenarlas por densidad.
Los valores de madera limpia son un techo, no un valor de cálculo. Las tablas reales de un palé tienen nudos, desviación de la fibra, cantos con corteza (gemas), fendas y otros defectos que reducen la resistencia muy por debajo de las cifras anteriores. Este efecto lo regulan las normas de clasificación de la madera aserrada y los límites de defectos de la madera, y las normas de diseño de palés aplican factores de reducción por la variabilidad y por la carga de larga duración. No debe usarse nunca directamente los valores de la tabla como tensiones admisibles.
La madera más pesada añade peso y dificulta el clavado. Un palé de frondosa densa puede soportar más carga, pero también pesa más, lo que encarece el flete, y es más difícil de clavar sin que se raje; véanse guía del peso de los palés y clavos y elementos de fijación para palés.
A menudo manda la rigidez. Las tablas de tablero y los largueros apoyados en una viga de estantería fallan por flecha excesiva mucho antes de romperse, de modo que el MOE puede importar tanto como el MOR. Los ensayos de carga se describen en normas de ensayo de palés.
Grupos de especies típicos en la fabricación de palés
Los materiales del palé dependen de lo que haya disponible y barato en cada lugar:
| Región | Madera de palé habitual | Notas |
|---|---|---|
| Norte y centro de Europa | Pícea de Noruega, pino silvestre | Ligeras y fáciles de clavar; véase pícea y abeto |
| Sureste de Estados Unidos | Pinos amarillos del sur (taeda, de hoja larga, shortleaf, slash) | Resistentes, habituales en palés nuevos; véase pino amarillo del sur |
| Hemisferio sur | Pino radiata | Conífera de plantación; véase pino radiata |
| Este de Estados Unidos | Roble, frondosas mixtas | Gran parte de la madera para palés en EE. UU. es frondosa; véase palés de conífera frente a frondosa |
| Europa del Este, Asia | Abedul, álamo, especies mixtas | Frondosas ligeras para tacos y tablas; véase álamo y abedul |
La pícea, el pino silvestre y el pino radiata no figuran en la tabla anterior porque el Wood Handbook trata las especies que crecen en Estados Unidos; sus valores deben tomarse de datos europeos (EN 338 o EN 408) o nacionales. La visión general de las opciones está en especies de madera para palés.
Límites de los datos
- Los valores proceden de probetas pequeñas y limpias ensayadas en condiciones normalizadas. La variación entre árboles, estaciones y ritmos de crecimiento es considerable; el propio Wood Handbook indica los coeficientes de variación.
- La madera de plantación de crecimiento rápido, con anillos anchos y una elevada proporción de madera juvenil, suele ser más ligera y menos resistente que los valores de la tabla para la misma especie.
- La duración de la carga influye. Una carga que una tabla soporta durante un minuto puede provocar fluencia y rotura tras meses de almacenamiento en estantería.
- Por debajo del punto de saturación de las fibras (aproximadamente entre el 25 y el 30 % de humedad), la madera gana resistencia y rigidez al secarse, una de las razones por las que el secado en cámara mejora la calidad.
Preguntas frecuentes
¿Qué madera es la más resistente para palés?
Entre las especies de la tabla, el roble blanco y el pino de hoja larga tienen la mayor resistencia a la flexión. En la práctica, la especie más resistente no siempre es la mejor opción, porque la madera más pesada cuesta más de transportar y de clavar.
¿Cuál es la densidad de la madera de pino?
Los pinos abarcan un intervalo amplio. Según el Wood Handbook, el pino blanco del este tiene unos 390 kg/m³ al 12 % de humedad, el pino taeda unos 570 kg/m³ y el pino de hoja larga unos 660 kg/m³, a partir del cálculo descrito aquí.
¿Puede usarse la densidad para estimar el peso de un palé?
Sí, como estimación aproximada: se multiplica el volumen de madera por la densidad al contenido de humedad real. La madera húmeda pesa mucho más que las cifras al 12 %.
¿Es seguro usar estos valores para el cálculo estructural?
No. Son promedios de madera limpia. El cálculo estructural emplea valores de madera clasificada con coeficientes de seguridad, o diseños de palé ensayados.
Fuentes
- Wood Handbook: Wood as an Engineering Material (FPL-GTR-190) — USDA Forest Products Laboratory
- Wood as an Engineering Material: Mechanical Properties of Wood (Table 5-3 reproduction) — CED Engineering
- How Much Load Can My Pallet Carry? — Virginia Tech Center for Packaging and Unit Load Design