Contenido de humedad y humedad de equilibrio: dos cifras distintas
Dos cifras deciden si una tapa de mesa se mantiene plana o si un peldaño abre una junta. La primera es el contenido de humedad (CH) de la propia madera. La segunda es la humedad de equilibrio higroscópico (HEH): el contenido de humedad en el que se estabilizará la madera en un clima dado, el punto en el que ni gana ni pierde agua.1 Los problemas empiezan cuando ambas están muy alejadas, porque la madera cerrará esa diferencia quiera quien quiera.
Cómo se calcula el contenido de humedad
El contenido de humedad es la masa de agua de una pieza de madera dividida por la masa de esa misma pieza completamente seca, la masa «anhidra», multiplicada por 100.1 Como la referencia es la madera seca y no la pieza húmeda, la cifra puede superar el 100 %. La madera verde lo hace a menudo: el FPL recoge contenidos medios de humedad en verde para especies americanas del 55 % en el duramen y el 72 % en la albura del haya americana, del 64 % y el 78 % en el roble blanco y del 46 % y el 44 % en el fresno blanco americano, mientras que las especies muy húmedas superan el 200 %.1 La fórmula importa al comparar cifras: la leña se expresa a menudo en base húmeda, como proporción de la masa inicial, lo que da una cifra más baja para el mismo tronco.2
Agua libre, agua ligada y punto de saturación de las fibras
El agua está en la madera en dos lugares. El agua libre llena las cavidades celulares; el agua ligada está retenida dentro de las paredes celulares. El contenido de humedad en el que las paredes están saturadas pero las cavidades vacías es el punto de saturación de las fibras. Su media es de un 30 % aproximadamente, aunque varía varios puntos porcentuales entre especies, entre piezas y según el método de medición.1 Por encima de ese punto, perder agua apenas cambia nada salvo el peso. Por debajo, la madera merma al secarse e hincha al absorber humedad, y sus propiedades resistentes cambian. Todo lo que trata este artículo ocurre por debajo del punto de saturación de las fibras; cómo llega la madera hasta ahí se explica en nuestro artículo sobre el secado en secadero frente al secado al aire.
Humedad de equilibrio higroscópico: lo que el aire hace con la madera
La madera protegida de la lluvia y alejada de fuentes de calor toma su contenido de humedad de la humedad relativa (HR) y la temperatura del aire que la rodea. Las oscilaciones diarias afectan sobre todo a la superficie; las estacionales llegan a toda la sección. Los recubrimientos como el barniz o la pintura frenan el intercambio, pero no lo detienen.1
La tabla de HEH: temperatura × humedad relativa
El Forest Products Laboratory (FPL) de Estados Unidos publica la relación entre la HEH, la humedad y la temperatura desde antes de 1920. La versión actual es la tabla 4-2 del Wood Handbook, calculada con una ecuación ajustada a los datos históricos.1 Las filas siguientes cubren las temperaturas a las que la madera se almacena, se mecaniza y se usa normalmente.
| Temperatura del aire | 20 % | 30 % | 40 % | 50 % | 60 % | 65 % | 70 % | 80 % | 90 % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4,4 °C (40 °F) | 4,6 | 6,3 | 7,9 | 9,5 | 11,3 | 12,3 | 13,5 | 16,5 | 21,0 |
| 10,0 °C (50 °F) | 4,6 | 6,3 | 7,9 | 9,5 | 11,2 | 12,3 | 13,4 | 16,4 | 20,9 |
| 15,6 °C (60 °F) | 4,6 | 6,2 | 7,8 | 9,4 | 11,1 | 12,1 | 13,3 | 16,2 | 20,7 |
| 21,1 °C (70 °F) | 4,5 | 6,2 | 7,7 | 9,2 | 11,0 | 12,0 | 13,1 | 16,0 | 20,5 |
| 26,7 °C (80 °F) | 4,4 | 6,1 | 7,6 | 9,1 | 10,8 | 11,7 | 12,9 | 15,7 | 20,2 |
| 32,2 °C (90 °F) | 4,3 | 5,9 | 7,4 | 8,9 | 10,5 | 11,5 | 12,6 | 15,4 | 19,8 |
La precisión de 0,1 % solo indica tendencias: los valores reales varían entre especies y según la historia de sorción, en uno o dos puntos. Fuente: Glass & Zelinka (2021), Wood Handbook FPL-GTR-282, capítulo 4, tabla 4-2. Valores obtenidos principalmente para la pícea de Sitka; filas en °F tal como se publicaron.
Cómo leer la tabla: la humedad importa, la temperatura apenas
Destacan dos patrones. Primero, la humedad relativa lo determina casi todo. A unos 21 °C, la madera se sitúa cerca del 4,5 % de CH con un 20 % de HR, del 9,2 % con un 50 % de HR y del 20,5 % con un 90 % de HR. Segundo, la temperatura apenas influye en el intervalo propio de interiores: con un 50 % de HR, la HEH es del 9,5 % a 4 °C y del 9,1 % a 27 °C.1 Por eso el higrómetro de ambiente es el instrumento más útil en un almacén de madera, y por eso una estancia con calefacción es seca para la madera: calentar el aire reduce su humedad relativa.
Ver los datos
| Humedad relativa | Humedad de equilibrio higroscópico |
|---|---|
| 20 % | 4,5 % |
| 25 % | 5,4 % |
| 30 % | 6,2 % |
| 35 % | 6,9 % |
| 40 % | 7,7 % |
| 45 % | 8,5 % |
| 50 % | 9,2 % |
| 55 % | 10,1 % |
| 60 % | 11,0 % |
| 65 % | 12,0 % |
| 70 % | 13,1 % |
| 75 % | 14,4 % |
| 80 % | 16,0 % |
| 85 % | 17,9 % |
| 90 % | 20,5 % |
Los objetivos para muebles, en torno al 8 %, corresponden aproximadamente a un 40–45 % de HR. Fuente: Glass & Zelinka (2021), Wood Handbook FPL-GTR-282, capítulo 4, tabla 4-2.
La curva explica también por qué los objetivos para muebles se concentran en torno al 8 %. Esa es la HEH del aire con un 40–45 % de HR aproximadamente, el intervalo de una vivienda con calefacción en invierno. Una tabla con un 12 % de CH está en equilibrio con un 65 % de HR aproximadamente, es decir, un verano húmedo, un edificio sin calefacción o un parque cubierto.
Por qué la tabla es una guía y no una ley
El FPL deja claro que la precisión de 0,1 % de su tabla solo ilustra tendencias. Los valores se obtuvieron principalmente para la pícea de Sitka, una conífera, y la HEH real varía entre especies y entre piezas de la misma especie. Las diferencias entre especies son pequeñas con humedad baja y moderada y se vuelven considerables con humedad alta, donde la madera rica en extractivos tiende a tener una HEH más baja.1
La historia también cuenta. La madera que se está secando hasta una humedad dada se estabiliza en un contenido de humedad más alto que la madera que está absorbiendo humedad hasta esa misma humedad. Este efecto se llama histéresis de sorción. Los valores de la tabla están a medio camino entre ambos, lo que los convierte en un compromiso práctico cuando no se sabe en qué sentido se está moviendo la madera.1 En la práctica, lea la tabla como «más o menos un punto o dos».
Las fuentes europeas coinciden mucho. La asociación alemana de la industria de adhesivos (IVK) publica una tabla de HEH para 20 °C que da un 7,5 % con un 40 % de HR, un 9,1 % con un 50 % y un 12,0 % con un 65 %, a pocas décimas de los valores del FPL.5
El clima interior a lo largo del año
La humedad interior no es fija. En Europa Central y del Este baja en invierno, cuando se introduce aire exterior frío y se calienta, y sube en verano. Un perito alemán en madera, en un artículo para la Deutsche Handwerks Zeitung, describe un 55–60 % de HR como normal en interiores en verano, mientras que la ventilación en invierno ya hace bajar las estancias al 40–45 % de HR, y aún más si se ventila más; advierte de que humidificar muy por encima del 50 % en invierno conlleva riesgo de moho.6
Leído junto a la tabla de HEH, ese ciclo lleva la madera de los muebles cada año entre un 8 % y un 11 % de contenido de humedad aproximadamente. Un invierno seco y con mucha calefacción, con un 30 % de HR, la baja a un 6 % aproximadamente; un verano húmedo, con un 65 % de HR, la sube a un 12 % aproximadamente.1,6
La madera no se puede secar «más allá» de este ciclo. Lo mejor que puede hacer un fabricante es entregarla en el centro del intervalo que impondrán las estancias de sus clientes, y diseñar uniones y tableros que toleren la oscilación hacia ambos lados.
Cuánto se mueve la madera cuando cambia su humedad
Por debajo del punto de saturación de las fibras, la madera merma e hincha de forma distinta en cada dirección. El movimiento tangencial, en la dirección de los anillos de crecimiento, es aproximadamente el doble que el radial, perpendicular a los anillos. El movimiento longitudinal, en el sentido de la fibra, es pequeño: un 0,1–0,2 % de verde a anhidra en la mayoría de las especies, aunque la madera juvenil y la madera de reacción pueden llegar al 2 %.1
Movimiento por punto porcentual: valores europeos
Para las especies europeas, el Instituto Forestal del Estado de Baviera (LWF) publica la contracción diferencial, la variación de dimensión por cada punto porcentual de contenido de humedad entre el 5 % y el 20 % de CH. Para el haya (Fagus sylvatica) es del 0,41 % en sentido tangencial y del 0,20 % en sentido radial; para el roble (Quercus robur), del 0,36 % y el 0,16 %; para el tilo, del 0,24–0,32 % y el 0,15–0,23 %.3 Para el fresno (Fraxinus excelsior), el mismo instituto da un 0,38 % y un 0,21 %.7 Otras recopilaciones citan cifras ligeramente distintas, así que conviene tomar el segundo decimal con cautela.5
Ejemplo de cálculo: un tablero de 500 mm del 6 % al 12 %
La variación de ancho es ancho × coeficiente × variación del contenido de humedad. Un tablero de haya de corte tangencial de 500 mm de ancho que pasa del 6 % al 12 % de CH hincha, por tanto, 500 × 0,0041 × 6 ≈ 12,3 mm. El mismo tablero en haya de corte radial hincha unos 6 mm. Una oscilación estacional más habitual de tres puntos, del 8 % al 11 %, sigue moviendo el tablero de haya de corte tangencial unos 6 mm.3
Ver los datos
| Corte tangencial | Corte radial | |
|---|---|---|
| Haya | 12,3 mm | 6,0 mm |
| Roble | 10,8 mm | 4,8 mm |
| Fresno | 11,4 mm | 6,3 mm |
Las tablas reales rara vez son de corte tangencial o radial perfecto; un tablero alistonado con orientación de anillos mixta queda entre los dos valores. Fuente: Coeficientes de Grosser & Ehmcke (2016), LWF Wissen 78, tabla 3 (haya 0,41/0,20, roble 0,36/0,16 % por % de CH) y Grosser (2001), LWF Wissen 34, tabla 3 (fresno 0,38/0,21). Cálculo de SARAL.
El FPL utiliza el mismo método con sus propios coeficientes de variación dimensional para especies americanas. Su coeficiente tangencial para el haya americana, 0,00431 por punto de CH, es casi idéntico al valor europeo. El FPL añade que las tablas reales rara vez son de corte tangencial o radial perfecto, así que un cálculo con el coeficiente tangencial probablemente sobrestimará la variación de ancho.2 Un tablero alistonado con orientación de anillos mixta se sitúa entre las dos barras del gráfico.
Por qué importa el corte
El haya se mueve mucho para lo habitual en Europa, por eso los tableros y las tapas de haya necesitan un clima interior estable o una construcción que les permita moverse. El roble se mueve menos, y la madera de corte radial de cualquiera de las dos especies reduce aproximadamente a la mitad el movimiento en ancho. Cómo se elige el corte en la sierra, y lo que cuesta en rendimiento, es el tema de nuestro artículo sobre madera de corte tangencial, radial y semirradial.
Contenido de humedad objetivo para muebles, suelos y carpintería
La regla del FPL es sencilla: instale la madera con el contenido de humedad que tendrá en servicio. Así se reducen al mínimo la variación estacional y, por tanto, el movimiento después de la instalación.2 Los objetivos siguientes son los valores de referencia publicados.
| Uso | Media | Piezas individuales | Fuente |
|---|---|---|---|
| Carpintería interior, suelos, muebles, molduras (mayor parte de EE. UU.) | 8 % | 6–10 % | FPL, tabla 13-2 |
| Mismos usos, regiones secas con calefacción (suroeste de EE. UU.) | 6 % | 4–9 % | FPL, tabla 13-2 |
| Mismos usos, regiones costeras cálidas y húmedas | 11 % | 8–13 % | FPL, tabla 13-2 |
| Revestimiento exterior, molduras, entablados, madera laminada | 12 % | 9–14 % | FPL, tabla 13-2 |
| Frondosas para muebles, suelos, mobiliario de cocina, carpintería (objetivo de secadero) | 6–8 % | – | FPL, cap. 13 |
| La mayoría de las frondosas, regla práctica de secado | 6,5–7,0 % | dispersión pequeña | FPL-GTR-118 |
| Madera en espacios habitables (industria alemana de adhesivos) | ≈8 % | – | IVK TKH-3 |
| Molduras y suelos en edificios con calefacción solo ocasional | 12–18 % | – | FPL-GTR-118 |
| Madera aserrada de frondosas de EE. UU. exportada a Europa (típico, en el envío) | 10–13 % | – | FPL-GTR-118 |
La EN 942 (carpintería) da sus propios valores orientativos en un anexo informativo; no se reproducen aquí porque la norma es de pago. Fuente: Bergman (2021), Wood Handbook FPL-GTR-282, capítulo 13, tabla 13-2 y texto; Denig, Wengert & Simpson (2000), FPL-GTR-118, capítulos 4 y 9 y tabla 1.4; IVK (2024), TKH-Merkblatt 3.
Muebles y carpintería interior
Para la carpintería interior, los suelos, los muebles y las molduras en la mayor parte de Estados Unidos, el FPL recomienda una media del 8 % en la instalación, con piezas individuales entre el 6 % y el 10 %. En regiones muy secas con calefacción la media baja al 6 %, y en regiones costeras húmedas sube al 11 %.2 La madera de frondosas para muebles, mobiliario de cocina y carpintería se seca normalmente en secadero hasta un 6–8 %, algo por debajo del nivel de servicio, porque la madera absorbe algo de humedad durante la transformación, el transporte y la instalación.2 El manual de secado de frondosas del FPL va más allá: como regla práctica, la mayoría de las frondosas deberían secarse hasta una media del 6,5–7,0 % con una dispersión pequeña.8 La industria alemana de adhesivos trabaja con un 8 % aproximadamente para la madera utilizada en espacios habitables.5
Suelos y escaleras
Los suelos y las piezas de escalera entran en la misma categoría de interior. Lo que suele fallar en ellos no es el contenido de humedad de entrega, sino lo que ocurre en obra. La lista de comprobación del FPL para suelos acabados: medir piezas al azar a su llegada con un higrómetro, entregar solo después de que la obra de fábrica y el yeso se hayan secado, poner primero en marcha la calefacción, abrir los paquetes dentro del edificio y mantener la vivienda unos 8 °C más caliente que el exterior durante unos tres días antes de colocar.2 Nuestro artículo sobre peldaños de roble macizo trata la parte del producto.
Carpintería, ventanas y trabajos de exterior
Para revestimientos exteriores, molduras, entablados y madera laminada, el valor medio recomendado es del 12 % (9–14 % para piezas individuales) en la mayor parte de Estados Unidos.2 Las molduras y los suelos de edificios que solo se calientan de forma ocasional deberían secarse hasta un 12–18 %.8 En Europa, la EN 942 sobre la madera en carpintería contiene un anexo informativo, «Guía del contenido de humedad en carpintería», que fija valores según las condiciones de servicio, desde la carpintería exterior hasta las estancias con calefacción continua.9 La norma es de pago, así que indique su clase en el contrato y pregunte a su proveedor con qué valor trabaja.
Encolado: la regla de los 2 puntos
Las piezas que se encolan entre sí deben tener casi el mismo contenido de humedad. La guía de la IVK para adhesivos en dispersión (PVAc) admite una diferencia de no más de 2 puntos porcentuales entre piezas, y el FPL aplica el mismo límite de 2 puntos a las láminas de un elemento encolado.2,5 De lo contrario, cada lama se mueve de forma distinta después del prensado, lo que tensiona la línea de cola y deforma la pieza. Esto afecta a todo tablero alistonado.
Por qué «secado en secadero» no es una especificación de humedad
El secado en secadero fija un punto de partida, no un estado permanente. La madera que sale de un secadero al 8 % empieza a moverse hacia la HEH del lugar donde se almacena. El FPL midió a qué velocidad: madera de frondosas apilada sin rastreles y secada en secadero al 8 % o menos, guardada bajo una buena cubierta de pila en un parque con tiempo cálido y húmedo, ganó unos 2 puntos porcentuales al mes durante los primeros 45 días y alrededor de 1 punto al mes después. En cobertizos abiertos la velocidad fue de 1 punto al mes aproximadamente, y en naves cerradas, de unos 0,3 puntos. El material seco en la bodega de un barco suele ganar alrededor de 1,5 puntos durante una travesía normal.2
Tampoco la madera importada se seca siempre a niveles de mueble. El manual de secado del FPL indica un contenido de humedad final típico del 10–13 % para la madera aserrada de frondosas americana exportada a Europa.8 Es adecuado para su transformación posterior, siempre que el comprador lo sepa y vuelva a secar o acondicione la madera.
Las consecuencias son caras. El mismo manual estima que probablemente el 75 % de los problemas de fabricación en las plantas de muebles y mobiliario de cocina están relacionados con un contenido de humedad incorrecto, y que en casi todos los casos la madera está demasiado húmeda.8 También señala que «6–8 %» es ambiguo: ¿tiene que estar cada pieza en ese intervalo o solo la media? ¿Se aplica al núcleo o a toda la pieza?8 Un buen pedido responde a esas preguntas.
Medir el contenido de humedad: método de secado en estufa e higrómetros
En Europa, el contenido de humedad de una pieza de madera aserrada se mide según las tres partes de la EN 13183. La parte 1 es el método de secado en estufa, el de referencia. La parte 2 trata la estimación con un higrómetro de resistencia eléctrica, y la parte 3, la estimación con un higrómetro capacitivo.4 Las partes 2 y 3 son métodos de «estimación»: se calibran frente al resultado del secado en estufa y solo heredan su autoridad cuando se usan correctamente.
El método de secado en estufa (EN 13183-1)
El principio es el mismo en todas partes. El procedimiento del FPL toma secciones transversales completas de 25 mm de largo, a al menos 500 mm del extremo de la tabla, porque los extremos se secan y se humedecen más deprisa. Cada pieza se pesa de inmediato, se seca a 101–105 °C hasta que su masa ya no cambia de forma apreciable entre dos pesadas separadas tres horas, lo que lleva 12–48 horas, y se vuelve a pesar.2 Es lento y destructivo, pero es el método con el que se comprueba todo higrómetro, y los operarios de secadero lo usan en sus probetas testigo.
Higrómetros de resistencia (de púas) (EN 13183-2)
Los higrómetros de púas miden la conductancia eléctrica entre dos agujas clavadas en la madera. La madera más húmeda conduce mejor. Algunos puntos prácticos del FPL:2
- Rango. Las lecturas son fiables desde un 6 % hasta un 30 % de CH aproximadamente. Por encima del 30 % solo son orientativas.
- Profundidad. Las púas aisladas solo miden en la punta. En una tabla que se está secando, más húmeda por dentro, clavarlas hasta una quinta o una cuarta parte del grosor da aproximadamente el contenido de humedad medio de la pieza. Las púas sin aislar miden el punto más húmedo a lo largo de su longitud, así que una tabla que se ha mojado con la lluvia parece más húmeda de lo que está.
- Temperatura. Sume unos 0,5 puntos porcentuales por cada 5,6 °C que la madera esté más fría que la temperatura de calibración del higrómetro, y reste lo mismo cuando esté más caliente.
- Especie. Aplique la corrección por especie que acompaña al higrómetro.
Higrómetros capacitivos (sin púas) (EN 13183-3)
Los higrómetros sin púas miden las propiedades dieléctricas de la madera a través de una placa apoyada en la superficie. No dejan agujeros y son rápidos, lo que los convierte en la herramienta habitual para comprobar suelos y piezas acabadas. Su campo es más intenso cerca de la superficie, así que la lectura está dominada por las capas exteriores y puede pasar por alto un núcleo húmedo. Necesitan un ajuste de densidad o de especie, y su rango fiable va de un 4 % a un 30 % aproximadamente.2
¿Qué precisión tiene un higrómetro y cuántas piezas hay que medir?
Usado correctamente en un lote de madera secado a un contenido de humedad uniforme por debajo del punto de saturación de las fibras, la media de las lecturas corregidas del higrómetro debería estar a menos de un punto porcentual de la media real.2 Una sola lectura en una sola tabla demuestra poco. El FPL recomienda medir al menos el 10 % de las piezas de cada partida; si la media está a menos de un punto del objetivo y todas las piezas están dentro de los límites individuales, el lote probablemente es satisfactorio.2
Cómo gestionamos la humedad en SARAL
Cómo especificar el contenido de humedad: lista de comprobación para compradores
- Indique un objetivo y una tolerancia. Por ejemplo, «media del 8 %, todas las piezas entre el 6 % y el 10 %», según los valores de interior del FPL. Diga si la tolerancia se aplica a la media o a cada pieza.
- Indique el método de medición. Probetas secadas en estufa (EN 13183-1), higrómetro de resistencia (EN 13183-2) o higrómetro capacitivo (EN 13183-3), con las correcciones de especie y temperatura utilizadas.
- Pregunte por el acondicionamiento. Si la madera se va a reaserrar o encolar, pregunte si la carga del secadero se igualó y acondicionó. Ambas fases se explican en nuestro artículo sobre el secado en secadero.
- Compruebe el almacenamiento y el transporte. Un almacenamiento cubierto y cerrado y los paquetes retractilados conservan el contenido de humedad que logró el secadero. Los parques abiertos, no.
- Mida a la llegada. Mida al menos el 10 % de las piezas antes de mecanizarlas, encolarlas o instalarlas, y mantenga la madera apilada con rastreles en la estancia donde se va a usar si necesita aclimatarse.
- Diseñe para la oscilación. Prevea una variación estacional de tres puntos o más en interiores con calefacción. Los tableros, las tapas y los peldaños necesitan fijaciones que les permitan moverse.
Preguntas frecuentes
¿Qué contenido de humedad debe tener la madera para muebles?
Para muebles que se usan en estancias con calefacción, apunte a una media del 8 % aproximadamente, con piezas individuales entre el 6 % y el 10 %; la madera de frondosas para muebles se seca normalmente en secadero hasta un 6–8 %.2 En un interior muy seco y con calefacción continua, el extremo inferior del intervalo es más seguro.
¿Cuál es la humedad de equilibrio de la madera con un 50 % de humedad?
A unos 20–21 °C, la madera en equilibrio con un 50 % de humedad relativa tiene un contenido de humedad del 9,2 % aproximadamente. Con un 40 % es de un 7,7 %, y con un 60 %, de un 11 %.1 La especie y la historia de sorción pueden desplazar estos valores un punto o dos.
¿Es preciso un higrómetro sin púas?
Sí, dentro de sus límites. Los higrómetros capacitivos miden de forma fiable entre un 4 % y un 30 % de CH aproximadamente una vez ajustados a la especie o la densidad, pero miden sobre todo las capas exteriores, así que un núcleo húmedo puede pasar desapercibido. Para madera en proceso de secado, un higrómetro de púas aisladas clavado hasta una cuarta parte del grosor, o una probeta secada en estufa, dicen más.2
¿Es demasiado un 12 % de contenido de humedad para muebles de interior?
Para interiores con calefacción, sí. La madera al 12 % está en equilibrio con un 65 % de humedad relativa aproximadamente.1 En una estancia que en invierno está al 40–45 %, se secará hacia el 8 % y mermará al hacerlo, abriendo uniones y juntas.1,6
