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EVALUACION DE PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS DE MADERA DEL TIPO PINUS CARIBAEA (PINO CARIBE) PROVENIENTE DE LA ZONA DE

CASANARE.

OSCAR ALEJANDRO VELEZ MARIN CODIGO 27660

JUAN FERNANDO HERNÁNDEZ MEDINA CÓDIGO 290205

CASTAÑEDA ERWIN GONZALO CÓDIGO 282571

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL VILLAVICENCIO

2

2014 EVALUACION DE PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS DE MADERA DE

PINUS CARIBEA (PINO CARIBE) PROVENIENTE DE LA ZONA DE CASANARE.

OSCAR ALEJANDRO VELEZ MARIN JUAN FERNANDO HERNÁNDEZ MEDINA

CASTAÑEDA ERWIN GONZALO

Monografía como requisito para optar al título de Ingeniero Civil

Asesor técnico Andrés Bustos

Ingeniero Civil, Especialista en Estructuras y Suelos

Asesora metodológica Erika Vega

XXXXXXXXX

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL VILLAVICENCIO

2014

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AUTORIDADES ACADÉMICAS UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA

Dr. CÉSAR AUGUSTO PÉREZ GONZÁLEZ Rector Nacional

Dr. CÉSAR AUGUSTO PÉREZ LONDOÑO Director Académico Sede Villavicencio

Dr. CARLOS ARTURO PALACIO ECHEVERRI Director Administrativo Sede Villavicencio

Ing. Raúl Alarcón Decano

Facultad de Ingeniería Civil

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx Coordinador Académico

Facultad de Ingeniería Civil

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Nota de aceptación

_______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________

_____________________________________

Firma del presidente del jurado

______________________________________ Firma del jurado

______________________________________ Firma del jurado

Villavicencio, agosto de 2014

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DEDICATORIA

Juan Fernando Hernández Medina. Quiero agradecer a Dios y la Virgen por haberme bendecido con una maravillosa familia y por permitirme llegar a este momento tan importante en mi vida. También quiero agradecer a tres mujeres quienes son el pilar fundamental de mi existencia, mujeres quienes gracias a sus esfuerzos y apoyo incondicionales hacen que esto me sea posible: Mi abuelita Ligia Rubio, Mi madre Alexandra Medina y Mi hermanita Julieth Medina. En general a toda mi familia. Igualmente quiero agradecer a mi novia Lizeth Cárdenas por su apoyo, paciencia y comprensión. Oscar Alejandro Vélez Marín. agradezco a esas personas importantes en mi vida, que siempre estuvieron listas para brindarme toda su ayuda, ahora me toca regresar un poquito de todo lo inmenso que me han otorgado. Con todo mi cariño está tesis se las dedico a ustedes: Rosa Aguirre, Fernando Vélez, y a toda mi familia. Erwin Gonzalo Castañeda Gutiérrez. agradezco a mi esposa, tu paciencia y comprensión, preferiste sacrificar tu tiempo para que yo pudiera cumplir con el este importante logro. Por tu bondad y sacrificio me inspiraste a ser mejor para ti, ahora puedo decir que esta tesis lleva mucho de ti, gracias por estar siempre a mi lado, mi esposa Magaly y mi hijo Juan Esteban. Agradecemos la colaboración de la ingeniera Claudia Pacheco, el ingeniero Andrés Bustos, maderas Aragón y el laboratorio NHSQ ingeniería por su orientación y colaboración para la realización de este proyecto.

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AGRADECIMIENTOS ING. ANDRES BUTOS: asesor técnico, quien nos orientó, Escuchó para llevar a feliz término el presente trabajo. MADERAS ARAGON: comercializadora de maderas, por su ayuda en la consecución de recursos para el desarrollo de proyecto evaluación de propiedades físicas y mecánicas de madera del tipo Pinus Caribaea(pino caribe) proveniente de la zona de Casanare. LABORATORIO NHSQ INGENIERIA: por facilitarme las áreas y equipos para el desarrollo y ejecución de los ensayos.

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TABLA DE CONTENIDO

Pág.

INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 15

2. OBJETIVOS ....................................................................................................... 16

2.1 OBJETIVO GENERAL ................................................................................. 16

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................ 16

RESUMEN ............................................................................................................. 17

ABSTRACT ............................................................................................................ 17

JUSTIFICACIÓN .................................................................................................... 19

4. ESTADO DEL ARTE .......................................................................................... 20

4.1 INVESTIGACIONES EN EL EXTRANJERO ................................................ 20

4.2 INVESTIGACIONES EN COLOMBIA ........................................................... 20

5. MARCO TEÓRICO ............................................................................................ 21

5.1 PINUS CARIBAEA ....................................................................................... 21

5.1.1 Descripción ............................................................................................ 21

5.1.2 Origen. ................................................................................................... 21

5.1.3 Hábitat. .................................................................................................. 21

5.1.4 Importancia Ecológica ............................................................................ 22

5.1.5 Fenología ............................................................................................... 22

5.1.6 Aspectos Fisiológicos ............................................................................ 22

5.1.7 Semilla ................................................................................................... 23

5.1.8 Experiencias con la planta ..................................................................... 23

5.1.9 Cultivo .................................................................................................... 23

5.1.10 Propagación ......................................................................................... 24

5.1.11 Efecto restaurador / servicio al ambiente ............................................. 24

5.1.12 Tolerancias .......................................................................................... 24

5.1.13 Desventajas ......................................................................................... 24

5.1.14 Interacción Biológica ............................................................................ 25

5.1.15 Usos ..................................................................................................... 25

5.2 PATOLOGÍAS DE LA MADERA ................................................................... 25

8

5.2.1 Agentes bióticos destructores de la madera. ......................................... 26

5.2.1.2 Hongos cromógenos. .......................................................................... 27

5.2.1.3 Hongos de pudrición ........................................................................... 27

5.2.1.4 Mohos. ................................................................................................ 28

5.2.1.5 Insectos ............................................................................................. 29

5.2.2 Agentes abióticos de destrucción o degradación de la madera ............. 32

5.3 ESTRUCTURA DE LA MADERA ................................................................. 34

5.3.1 EI Tronco. .............................................................................................. 34

5.3.2 Estructura Anatómica. ............................................................................ 35

5.3.3 Estructura Macroscopica. ...................................................................... 37

5.3.4 Estructura Microscópica. ........................................................................ 38

5.3.5 Estructura Submicroscopica. ................................................................. 41

5.3.6 Composición química de la madera ....................................................... 43

5.4 PROPIEDADES RESISTENTES DE LA MADERA ...................................... 50

5.4.1 Resistencia a la compresión paralela. ................................................... 50

5.4.2 Resistencia a la compresión perpendicular. .......................................... 51

5.4.3 Resistencia a la tracción. ....................................................................... 51

5.4.4 Resistencia al corte. ............................................................................... 53

5.5 PROPIEDADES FÍSICAS DE LA MADERA ................................................. 53

5.5.1 Modulo De Elasticidad (MOE). ............................................................... 53

6. RESULTADOS ................................................................................................... 55

6.1 ENSAYOS PARA DETERMINAR PROPIEDADES MECÁNICAS ................ 55

6.1.1 Compresión paralela a la fibra. .............................................................. 55

6.1.2 Compresión perpendicular a la fibra. ..................................................... 56

6.1.3 Flexion perpendicular a la fibra. ............................................................. 57

6.1.4 Tracción perpendicular a la fibra. .......................................................... 58

6.1.5 Corte paralelo y radial a la fibra ............................................................. 59

6.1.6 Tracción perpendicular a la fibra ............................................................ 60

6.1.7 Criterios para descartar o arpobar los datos experimentales. ................ 60

6.2 RESULTADOS ENSAYOS DE CARACTERIZACION. ................................. 63

6.2.1 Compresión paralela a la fibra pino. ...................................................... 63

6.2.2 Compresión perpendicular a la fibra pino. ............................................. 68

6.2.3 Flexión perpendicular a la fibra pino. ..................................................... 72

9

6.2.4 Tracción perpendicular a la fibra ............................................................ 77

6.2.5 Tracción paralela a la fibra ..................................................................... 79

6.2.6 Corte tangencial a la fibra del pino ........................................................ 81

6.2.6 Corte radial a la fibra del pino. ............................................................... 84

7. RESULTADOS ................................................................................................... 88

7.1 RECONOCIMIENTO DE LAS EMPRESAS QUE OFERTAN LA MADERA INDUSTRIAL EN VILLAVICENCIO META. ........................................................ 88

7.2 DISEÑO Y DESARROLLO DE DISPOSITIVOS QUE PERMITAN FALLAR LAS PROBETAS DE MADERA DE TIPO PINUS CARIBAEA. ........................... 92

7.3 REALIZACIÓN DE ENSAYOS MECÁNICOS SOBRE MADERAS TIPO PINO CARIBE (PINUS CARIBAEA), (FLEXIÓN, COMPRESIÓN, TRACCIÓN Y CORTE)............................................................................................................ 103

CONCLUSIONES ................................................................................................ 113

BIBLIOGRAFIA .................................................................................................... 115

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LISTA DE FIGURAS

Págs. Figura 1. Estructura anatómica de una especie conífera con hongos que se alimentan de la pared celular. ................................................................................ 28

Figura 2. Partes del tronco ..................................................................................... 36

Figura. 3. Estructura anatómica de las maderas latifoliadas (tropicales) .............. 38

Figura 4. Estructura anatómica de las maderas coníferas ..................................... 39

Figura 5. Estructura de la fibra .............................................................................. 42

Figura 6. Direcciones ortogonales de la madera ................................................... 50

Figura 7. Ensayo compresión paralela a la fibra probeta #101 .............................. 63

Figura 8. Ensayo compresión perpendicular a la fibra probeta #201 ..................... 69

Figura 9. Ensayo Flexión perpendicular a la fibra pino .......................................... 73

Figura 10. Ensayo Tracción perpendicular a la fibra pino ...................................... 77

Figura 11. Ensayo tracción paralela a la fibra probeta #505 .................................. 79

Figura 12. Ensayo corte tangencial a la fibra probeta #611 ................................... 82

Figura 13. Ensayo corte radial a la fibra probeta #707 .......................................... 85

Figura 14. Diseño en auto CAD del dispositivo para el ensayo a tracción ............. 92

Figura 15. Diseño aditamento ensayo de corte..................................................... 98

Figura 16. Dimensiones de la probeta ................................................................. 107

Figura 17. Dimensiones de la probeta ................................................................. 110

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LISTA DE TABLAS

Págs.

Tabla 1. Estructura microscópica de la madera ..................................................... 41

Tabla 2. Equilibrio de Contenido de Humedad (ECH) para las principales ciudades de Colombia. .......................................................................................... 45

Tabla 3. Conductividad térmica de materiales (3) .................................................. 48

Tabla 4. Velocidad de la propagación de ondas .................................................... 49

Tabla 5. Resultados generales de ensayo de compresión paralela a la fibra ........ 65

Tabla 6. Promedios aritméticos .............................................................................. 66

Tabla 7. Calculos estadisticos para compresión paralela a la fibra ........................ 68

Tabla 8. Resultados generales Ensayo de Compresion perpendicular a la fibra ... 70

Tabla 9. Media y desviación estándar esfuerzos compresión perpendicular a la fibra del pino .................................................................................................... 71

Tabla 10. Valores de diseño esfuerzos compresión perpendicular a la fibra del pino .................................................................................................................. 72

Tabla 11. Resumen esfuerzos compresión perpendicular a la fibra del pino ......... 72

Tabla 12. Resultados generales ensayo Flexión perpendicular a la fibra pino ...... 74

Tabla 13. Promedios aritméticos ............................................................................ 75

Tabla 14. Valor de diseño esfuerzo a flexión carga perpendicular a la fibra el pino .................................................................................................................... 76

Tabla 15. Valores esfuerzos tracción perpendicular a la fibra del pino. ................. 78

Tabla 16. Valores esfuerzos tracción paralelo a la fibra del pino. .......................... 80

Tabla 17. Valores de diseño esfuerzos tracción paralela a la fibra del pino .......... 81

Tabla 18. Valores esfuerzos corte tangencial a la fibra del pino. ........................... 83

Tabla 19. Valor de diseño esfuerzo a corte tangencial a la fibra del pino .............. 83

Tabla 20. Resumen esfuerzos corte tangencial al grano del pino.......................... 84

Tabla 21. Valores esfuerzos corte radial a la fibra del pino ................................... 86

Tabla 22. Valor de diseño esfuerzo a corte radial a la fibra del pino...................... 86

Tabla 23. Resumen esfuerzos corte tangencial al grano del pino.......................... 87

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LISTA DE GRAFICAS

Págs.

Gráfica 1. Comportamiento de la madera frente a la acción del fuego. ................. 34

Grafica 2. Isotermas de Sorción ............................................................................ 44

Grafica 3. Cambios dimensionales de la madera con el contenido de humedad ... 46

Grafica 4. Curvas esfuerzo-deformación para maderas latifoliadas ....................... 52

Grafica 5. Distribución normal de la función (Spiegel, 1973) ................................. 61

Grafica 6. Distribución de Student Tomada de (Spiegel, 1973) ............................. 62

Grafica 7. Curva Carga-Alargamiento probeta #101 .............................................. 64

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LISTA DE IMAGENES Págs.

Foto 1: Piezas de madera machihembrada de Pino Radiata, la que fue atacada por hongos cromógenos estando encastillada. ............................................................ 27

Foto 2. Piezas de madera atacada por hongo de pudrición. .................................. 29

Foto 3. Insecto cerambícido que ataca la madera. ................................................ 29

Foto 4. El líctido sólo ataca latifoliadas. ................................................................. 30

Foto 5. El anóbido se alimenta de celulosa y lignina. ............................................ 30

Foto 6. En la imagen se observan termitas subterráneas en pleno ataque a una solera de un tabique. ............................................................................................. 31

Foto 7. Comprensión paralela a la fibra ................................................................. 56

Foto 8. Comprensión perpendicular a la fibra ........................................................ 57

Foto 9. Flexión perpendicular a la fibra .................................................................. 58

Foto 10. Tracción perpendicular a la fibra .............................................................. 59

Foto 11. Corte paralelo y radial a la fibra ............................................................... 60

Foto 12. Tablas apiladas ........................................................................................ 88

Foto 13. Acopio madera rolliza .............................................................................. 88

Foto 14. Listones y tablas ...................................................................................... 89

Foto 15. Bodega Realizada en madera ................................................................. 89

Foto 16. Estructura para tanque elevado en madera ............................................. 90

Foto 17 Cabaña en madera ................................................................................... 90

Foto 18. Elaboración del molde de mordazas para el ensayo de tracción ............. 93

Foto 19. Mordazas para el ensayo de tracción ya fundidas en hierro .................... 95

Foto 20. Estructura del aditamento para el ensayo de tracción ............................. 96

Figura 15. Diseño aditamento ensayo de corte..................................................... 98

Foto 21. Corte de las láminas que conforman el dispositivo para el ensayo de corte .................................................................................................................. 99

Foto 22. Se muestra es proceso constructivo del aditamento para el ensayo a corte. ...................................................................................................... 99

Foto 23. Estructura inferior y base del aditamento............................................... 102

Foto 24. Platina superior ...................................................................................... 102

Foto 25. Elemento que transmite la carga desde el cilindro de compresión hasta la probeta de madera ................................................................................. 102

Foto 26. Aditamento para ensayo de corte .......................................................... 103

Foto 27. Ensayo a compresión ............................................................................ 104

Foto 28. Sección de falla por compresión paralela a las fibras ............................ 105

Foto 29. Ubicación del deformimetro para ensayo de compresión perpendicular ....................................................................................................... 106

Foto 30. Ubicación probeta en mordazas ............................................................ 108

Foto 31. Probeta y mordazas acopladas al dispositivo de tracción...................... 108

Foto 32. Dispositivo para ensayo de tracción ubicado en máquina de compresión .......................................................................................................... 109

Foto 33. Armado del dispositivo para ensayo de corte ........................................ 111

Foto 34. Procedimiento de ensayo para prueba de flexión .................................. 112

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LISTA DE ANEXOS

Págs. Anexo A. FICHA TÉCNICA PINO CARIBE .......................................................... 116

Anexo B. Graficas Resultados ensayos compresión paralela a la fibra ............... 119

Anexo C. Graficas resultados ensayos compresión perpendicular a la fibra ....... 131

Anexo D. Graficas resultados ensayos flexión paralela a la fibra ........................ 143

Anexo E. Graficas resultados ensayo de tracción perpendicular a la fibra .......... 155

Anexo F. Graficas resultados ensayo de tracción paralela a la fibra ................... 167

Anexo G. Graficas resultados ensayo de corte tangencial a las fibras ................ 178

Anexo H. Graficas resultados ensayo de corte radial paralelo a las fibras .......... 190

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INTRODUCCIÓN

Interesados por la problemática actual debida al incremento de la contaminación en los últimos años, derivados del crecimiento tanto demográfico como urbanístico casi exponencial que se ha venido desarrollando, la demanda de materiales para la construcción como el acero y el concreto está en su punto máximo. Conscientes del gran impacto ambiental que se desencadena a raíz del desarrollo humano, decidimos optar por otro tipo de materiales que no se usan frecuentemente y que presentan un comportamiento estructural aceptable como es el caso de la madera, más específicamente el pino caribe o Caribaea. El uso de la madera de tipo industrial tiene la ventaja de generar un impacto ambiental mucho menor, esta desde el punto de vista energético requiere para su obtención hasta 3.2 veces menos energía que el acero y el concreto, desde el punto de vista estructural es entre 4 y 6 veces más liviano que el concreto y estructuras similares, postulando así la madera como un recurso renovable, amigable con el medio ambiente y mucho más económica que los que se emplean en la actualidad. Inicialmente se realizó una visita a todas las empresas dedicadas a la comercialización de maderas, encontrando que la variedad más usada para construcción es el pino Caribaea. Es importante mencionar que la industria de la maderera en la ciudad de Villavicencio presento muy poco interés en cuanto al apoyo de la investigación de las maderas que distribuyen, siendo maderas Aragón la única que se mostró dispuesta a patrocinar dicha investigación permitiendo una visita a su aserradero ubicado cerca de Yopal, donde se pudo observar el proceso desde que llegan los troncos recién cortados en las plantaciones que tiene Refocosta en el departamento de Casanare, pasando por el corte y posterior secado de las piezas constituidas de pino Caribaea. Maderas Aragón también suministro la madera con la cual se realizaron los ensayos. Se efectuaron ensayos donde se sometieron las probetas de madera de tipo pino Caribaea diferentes esfuerzos (compresión, flexión, tracción y corte), que permitieron conocer su comportamiento y propiedades mecánicas.

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2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL Evaluar las propiedades mecánicas de elementos en madera tipo pino caribe (Pinus Caribaea) comercializados en el departamento del Meta.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Reconocer las Empresas que ofertan la madera industrial en del departamento del Meta.

• Diseño y desarrollo de dispositivos que permitan fallar las probetas de madera de tipo Pinus Caribaea.

• Realizar Ensayos Mecánicos sobre Maderas tipo pino caribe (Pinus Caribaea), (Flexión, Compresión, Tracción y Corte).

• Elaboración de una ficha técnica con los resultados obtenidos de los ensayos de laboratorio para la madera tipo pino caribe (Pinus Caribaea).

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RESUMEN

Motivados por el uso de materiales alternativos en la construcción y teniendo en cuenta la gran demanda del pino Caribaea en Villavicencio, se realizan ensayos que permitan evaluar su comportamiento mecánico. Ya que actualmente Villavicencio no cuenta con laboratorios ni equipamiento especializados en la evaluación de las propiedades mecánicas de la madera, se diseñaron y construyeron dos dispositivos que permiten realizar ensayos para corte y tracción que se pueden adaptar a una máquina de compresión convencional para falla de cilindros de concreto. Para el desarrollo de los ensayos se prepararon 84 probetas de madera pinus Caribaea, las cuales estaban divididas en: 12 probetas para ensayo de compresión paralelo a las fibras NTC-784, 12 probetas para ensayo de compresión perpendicular a las fibras NTC-784, 12 probetas para ensayo de flexión perpendicular a las fibras NTC-663, 24 probetas para ensayo de tracción perpendicular y paralela (12 de cada una) a las fibras NTC-961, 24 probetas para ensayo de corte radial paralelo y corte tangencial (12 de cada una) a las fibras NTC-784. Para la caracterización de los materiales (probetas de Pinus Caribaea) por medio de ensayos, se tomó como referencia la NTC y NCH. Los resultados obtenidos en los diferentes ensayos están dentro de los rangos normales para dichos materiales.

ABSTRACT Motivated by the use of alternative materials in construction and considering the high demand Caribaea pine in Villavicencio, tests to assess their mechanical behavior are made. Since currently Villavicencio not have laboratories or specialist equipment in evaluating the mechanical properties of wood, were designed and constructed two devices allow testing to shear and tension which can be adapted to a conventional compression machine to failure of cylinders concrete. 12 specimens for compression test parallel to the NTC-784 fiber, 12 test specimens perpendicular compression to NTC-784 fiber, 12: For the development of testing 84 specimens of wood Pinus Caribaea, which were divided into were prepared test specimens bending perpendicular to the NTC-663 fibers, 24 tensile test specimens perpendicular and parallel (12 each) to the NTC-961 fibers, 24 test

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specimens cut parallel radial and tangential section (12 of each one) to the NTC-784 fibers. For the characterization of materials (specimens of Pinus Caribaea) by testing, reference was made to the NTC and NCH. The results obtained in the various tests are within normal ranges for these materials.

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JUSTIFICACIÓN

Debido a la desenfrenada demanda energética producto del desarrollo y expansión humana, los niveles de contaminación de nuestro planeta están en su punto más alto, la explotación de recursos para la obtención de estas materias primas llegaron a un punto crítico. Por ende hay que optar por materiales que generen un menor impacto, hoy en día se sigue empleando la madera como material idóneo para construcción desde zonas deprimidas empleando los métodos más rudimentarios, hasta estructuras con un mayor nivel de complejidad en países desarrollados, las cuales se rigen por estrictos códigos de seguridad. Nuestro país cuenta con un capítulo referido a maderas que se encuentra en la última actualización de la NSR-10 Titulo G, donde se muestran los criterios para el cálculo para este tipo de material, también están las normas NTC las cuales indican que tipo de ensayos se deben realizar para la evaluación de las propiedades mecánicas. La madera tiene muchas características que la convierten en un material adecuado para ser empleada en la construcción. Es un elemento que resalta en cuanto a su belleza y estética, también presenta excelentes propiedades como aislante térmico y acústico. Es un elemento renovable y que purifica el aire. Además puede adoptar diversas formas que a la hora de ser ensambladas alcanza altos niveles de rendimiento, asimismo presenta un buen comportamiento mecánico integrado a esto es un elemento muy ligero. Todos estos factores convierten la madera en un excelente candidato a tener en cuenta cualquier tipo de proyecto de construcción.

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4. ESTADO DEL ARTE 4.1 INVESTIGACIONES EN EL EXTRANJERO Desde que los refugios naturales dejaron de ser aptos para la preservación de los primeros seres humanos, se vieron obligados a emplear ramas secas de los árboles para construir las primeras estructuras habitables imitando algunas especies de aves que hacían sus nidos en el suelo. Con el paso del tiempo empezaron a desarrollar elementos tales como cuchillos y hachas con la cuales podían cortar elementos de marea mucho más grandes y así fueron reforzando sus asentamientos. Hoy en día los países más desarrollados como Estados Unidos, Canadá, Europa, Japón, china India y Chile, tienen claro que la madera excelente material para uso en construcciones, por lo que cuentan con grandes áreas de bosque en las que explotan maderas especiales de tipo industrial (arboles maderables). Un ejemplo plausible para nuestro continente Sur-Americano en materia de desarrollo e implementación de la madera como elemento constructivo es Chile quien se ha tomado muy en serio su rol como investigador, llegando al punto de tratar la madera a nivel microscópico. 4.2 INVESTIGACIONES EN COLOMBIA En nuestro país la universidad nacional no es ajena y entiende el potencial que tiene la madera como elemento estructural y a lo largo del tiempo ha venido haciendo experimentos hasta llegar a crear su propio laboratorio dedicado al ensayo de las pruebas mecánicas de la madera. Importante tener claro que la madera es un material que tiene implícitos muchas variables dentro de las que están, contenido de humedad, estado de madera (verdeo anhidro), dirección de las fibras cuando se somete a las cargas, entre otras, sumado a esto también depende de la especie de madera lo que dificulta aún más la obtención de los valores exactos de resistencia como podría llegar a suceder en otros elementos como el acero o el concreto. Actual mente existe literatura que brinda algunos rangos y niveles aproximados de resistencia, los cuales se realizan a diferentes tipos de madera bajo condiciones específicas de cultivo. Se pretende caracterizar las propiedades mecánicas del pinus Caribaea que se cultiva bajo condiciones particulares en la zona de Casanare por la reforestadora Refocosta.

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5. MARCO TEÓRICO

5.1 PINUS CARIBAEA 1 5.1.1 Descripción

� Forma. Árbol perennifolio, de 20 a 30 m (hasta 45 m) de altura con un diámetro a la altura del pecho de 50 a 80 cm y hasta 1.35 m.

� Copa / Hojas. Copa de redonda a piramidal. Hojas en fascículos, de 3 a 4 raramente 2 ó 5, gruesas, rígidas, erectas, verde amarillentas, de 15 a 25 cm.

� Tronco / Ramas. Tronco recto y bien formado. Ramas bajas largas, horizontales y caídas, ramas superiores ascendentes. No ramifica demasiado.

� Corteza. Externa gruesa, café rojiza con placas ásperas y con fisuras profundas verticales y horizontales.

� Flores. Flores masculinas en amentos cilíndricos, de 25 a 45 mm de largo. � Cono. Cono rojo pardusco o café, de forma cilíndrica a cónico ovoide,

ocasionalmente oblicuo, de 5 a 12 cm de largo por 3 a 8 cm de ancho, crecen solos o en grupos; conteniendo de 30 a 60 semillas por cono.

� Semilla. Semilla café, pequeña de 5 a 6 mm, el ala de 20 mm, articulada y cubre parcialmente a la semilla.

� Raíz. Sistema radial amplio y profundo. Sexualidad. Monoica.

5.1.2 Origen. Árbol originario de la zona tropical de Centroamérica. Es el Pino tropical de más amplia distribución geográfica, crece naturalmente en el litoral Atlántico del Istmo Centroamericano. Se le encuentra en Nicaragua, Colombia, Honduras, Belice, Guatemala, Islas Bahamas y Cuba; en plantaciones en todos los trópicos. 5.1.3 Hábitat. Prospera en cañadas profundas. Crece en áreas libres de heladas, en un clima cálido y uniforme. Las temperaturas medias oscilan entre 22 y 28 ºC, con máximas de 37 º C y mínimas esporádicas de 5 ºC. La precipitación fluctúa entre los (660) 1,000 a 1,800 mm y puede llegar hasta 3,900 mm. Suelos: franco o franco-arenoso, profundo, café-claro, arcillo-arenoso, con gran cantidad de grava, pobremente drenado, infértil y con buen drenaje, arenoso de reacción ácida, arcilloso, sílico-arcilloso con abundante hierro. Desarrolla en pH de 5 a 5.5.

1 Pinus caribaea var. hondurensis (Sénécl.) W.H.G. Barrett et Golf. (1962). Publicado en: Caribbean Forester 23(2): 65. 1962. Disponible en internet en: http://www.conabio.gob.mx/conocimiento/info_especies/arboles/doctos/55-pinac2m.pdf

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5.1.4 Importancia Ecológica. Especie secundaria. Pionera en la sucesión. Tipos de vegetación.

� Bosque tropical perennifolio. � Bosque tropical subperennifolio. � Bosque tropical caducifolio. � Bosque tropical subcaducifolio.

Vegetación asociada. Haematoxylon sp., Curatella sp., Byrsonima crassifolia, Pinus oocarpa var. ochoterenai, Quercus spp., Curatella americana, Crescentia cujete, Calophyllum brasiliense, Vochysia hondurensis. Zonas ecológicas. Trópico húmedo. Trópico subhúmedo. 5.1.5 Fenología Follaje. Perennifolio. Floración. Las flores femeninas son estacionales, mientras que las masculinas nacen durante todo el año. Fructificación . En su área de distribución natural los conos alcanzan su madurez entre junio y agosto. En otros sitios puede variar su madurez de mayo a junio. Polinización. Anemófila. 5.1.6 Aspectos Fisiológicos Adaptación. No disponible. Competencia. Buena capacidad competitiva con las malezas pero no tolera la competencia de latifoliadas. Crecimiento. Ha tenido gran interés mundial debido a su rápido crecimiento; alcanza una altura de 6 a 8 m en 3 años; 35 m en 40 años; 40 cm de diámetro cuando tiene 25 años. Se hibridiza naturalmente con P. Descomposición. No disponible. Establecimiento. No disponible. Interferencia. No disponible. Producción de hojas, flores, frutos y/o semillas, se comienza a producir semilla a los 5 años. Regeneración. Agresiva, reemplaza a las latifoliadas después de los fuegos. La regeneración comúnmente es por semilla, a media luz, no siempre uniforme y debe ser complementada por reforestaciones.

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5.1.7 Semilla Almacenamiento / Conservación. Un registro de almacenamiento mostró el 67 % de viabilidad de las semillas después de 30 días de estar almacenadas a 7 % de contenido de humedad. En otra fuente se reporta que las semillas pueden ser almacenadas por periodos de entre 5 y 10 años sin que pierdan su viabilidad en forma significativa, siempre y cuando se mantengan a temperaturas de 3 y 4 ºC en envases herméticos con contenidos de humedad del 6 al 9 %. En condiciones ambientales no controladas, las semillas pueden permanecer viables por espacio de 4 a 6 semanas. En estas condiciones es aconsejable almacenar las semillas en bolsas de lona o algodón, para evitar que se estimule la transpiración de las mismas. Dispersión. Anemócora (viento). Germinación. El tiempo en que se alcanza el 50 % de germinación a temperatura óptima (23 ºC) es de 8 días y 30 días para alcanzar el 75%. El tiempo promedio en germinar es de 12 días. Porcentaje de germinación: 15 a 76 %. Número de semillas por kilogramo: 30,000 a 40,000 (59,000). Peso de la semilla: 0.0170 gramos. Recolección / Extracción. No disponible. Tratamiento pregerminativo. 1. Escarificación moderada. Los tratamientos regerminativos no son necesarios, aunque se puede lograr una germinación más rápida y uniforme sumergiendo las semillas en agua limpia durante 12 horas y estratificándolas por 2 ó 3 días a 4 ó 5 ºC antes de sembrarlas. 2. Cuando tienen más de 1 año de edad deben ser estratificadas de 2 a 4 semanas a 4 ºC. Viabilidad / Latencia / Longevidad. La semilla no posee ningún tipo de latencia. Pueden obtenerse semillas viables de plantaciones de 10 años y aún de 4 años de edad. Tipo de semilla. Ortodoxa. 5.1.8 Experiencias con la planta Plantación Comercial / Productiva / Experimental. No disponible. Reforestación / Restauración. Especie con potencial para reforestación productiva en zonas secas y áridas. Arbol exitoso cuya semilla enfrenta gran demanda. Fuera de su hábitat nativo la producción de semilla es reducida. Sistema agroforestal. En Costa Rica se le encuentra creciendo en plantaciones de café. 5.1.9 Cultivo Aspectos del cultivo. Es fácil de trasplantar a raíz desnuda (diciembre a enero) antes de que aparezcan renuevos. Es esencial asegurar la inoculación con las

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micorrizas específicas. La fertilización forestal requiere de fertilizantes de lenta solubilidad. La deficiencia de Boro en las plantaciones de pino está relacionada con deformaciones durante el crecimiento del árbol, tales como “líderes múltiples”, “tallos torcidos”, “esc obas de bruja” o “colas de zorro”. La poda de raíz y el endurecimiento de las plantas son actividades que aseguran un alto porcentaje en el establecimiento. Se pueden sembrar grupos de 5 semillas en una distribución de 3 x 3 ó 3 x 4 m si se desea producir madera para aserrar o de 2.5 x 2.5 m en la producción de árboles para pulpa. 5.1.10 Propagación Reproducción asexual. 1. Cultivo de tejidos. Se hace cultivo in vitro aun cuando la inducción del proceso de enraizamiento no es muy eficiente (30 a 40 %). Mejora con el uso de sustancias anti estrés (50 %). Reproducción sexual. 1. Semilla (plántulas). 2. Siembra directa. Es posible hacer seimbra directa si pueden controlarse las malezas. 5.1.11 Efecto restaurador / servicio al ambiente Efecto(s) restaurador(es). 1 . Mejora la fertilidad del suelo / Barbecho. 2. Drenaje de tierras inundables. 3. Conservación de suelo / Control de la erosión. 4. Acolchado / Cobertura de hojarasca. 5. Recuperación de terrenos degradados (suelos químicamente degradados). Se ha empleado esta planta para rehabilitar sitios donde hubo explotación minera. 6. Estabiliza bancos de arena. Servicio(s). 1. Barrera rompevientos. 2. Ornamental. 3. Sombra / Refugio. 4. Cerca viva en los agrohábitats. 5.1.12 Tolerancias Demandante de. 1. Luz. Firme al. Viento. Resistente a. 1. Sequía. 2. Resiste los fuegos aún superficiales si no son muy severos cuando son muy jóvenes. Tolerante a. 1. Suelos someros. 2. Inundaciones periódicas o temporales. 3. Suelos arcillosos. 4. Suelos con mal drenaje. 5. Suelos compactados. 6. Suelos arenosos. 7. Exposición constante al viento. 5.1.13 Desventajas Intolerante a. 1. No tolera la sombra total por lo que no se le encuentra en bosques de latifoliadas. 2. Fuego (plántula). 3. Suelos calcáreos. 4. Suelos ácidos. Las plantaciones en suelos ácidos y arenosos se ponen amarillas y el crecimiento se detiene, situación que ha sido corregida adicionándo superfosfatos.

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Sensible / Susceptible a. 1. Pudrición (madera). La madera se trata con creosota u otro preservativo para que dure muchos años en contacto con la humedad del suelo. 2. Suelos fuertemente alcalinos. 3. Suelos arcillosos. 4. Daño por viento. 5. Daño por termitas (madera cosechada). 6. Daño por hongos (raíz, tallo). 7. Daño por insectos (hoja, tronco). Dendroctonus sp, Ips sp., pulgón del pino, hormigas. 8. Daño por ramoneo. 5.1.14 Interacción Biológica Interacción biológica. Se asocia con las siguientes micorrizas: Pisolithus tinctorius, Cenococcum graniforme y Boletus sp. 5.1.15 Usos Combustible [madera ]. Leña. Construcción [madera]. Construcción rural (vivienda y casa de tabaco), construcción pesada y construcción de barcos. Industrializable [exudado (resina)]. Producción de resina; pulpa y fabricación de papel (Nicaragua y Honduras). Rendimiento: 21 a 43 m3 por hectárea (hasta los 13 años). La resina provee de materia prima a un bue.n número de industrias nacionales que producen bienes de consumo como son jabones, desinfectantes, barnices, fármacos, hules y pinturas. Maderable [madera]. Muebles, postes, cercas, ensambladura de interiores, chapa, tableros de partículas y de fibra sin comprimir, parket para pisos, láminas para contrachapados. Los mayas hacían antorchas con la madera de este pino. Medicinal [exudado (resina)]. Enfermedades respiratorias. Pinus caribaea var. hondurensis es el pino caribeño de más amplia distribución geográfica; ha sido el más utilizado en el desarrollo de proyectos de producción forestal y forma parte de aproximadamente el 80 % de las plantaciones a nivel mundial.2 5.2 PATOLOGÍAS DE LA MADERA 3 Los factores que afectan a la madera por el hecho de ser materia orgánica, susceptible al ataque de seres vivos que pueden provocar su total degradación, a la acción de agentes bióticos que pueden destruirla o degradarla y al tratamiento necesario en función de los requerimientos de durabilidad a que vaya a estar

2 Pinus caribaea var. hondurensis (Sénécl.) W.H.G. Barrett et Golf. (1962). Publicado en: Caribbean Forester 23(2): 65. 1962. Disponible en internet en: http://www.conabio.gob.mx/conocimiento/info_especies/arboles/doctos/55-pinac2m.pdf 3 CORMA. Corporación Chilena de la Madera. Patologías de la madera.

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expuesta la madera en servicio o encastillada para ser montada y formar parte de una estructura de una vivienda de madera. Por estas razones, la imagen generalizada que se tiene de la madera es de un material poco durable. La verdad es que sólo en parte se puede afirmar que es así, ya que si se analiza que frente al oxígeno del aire la madera no reacciona, como sucede con los metales que se oxidan, o que es muy poco sensible a la luz que degrada los plásticos, se puede concluir que la madera es prácticamente inalterable por los agentes físicos del medio ambiente. Por otro lado, con respecto a la presencia de insectos y hongos (agentes bióticos), la madera no es susceptible de ser atacada en todas las condiciones, existen soluciones arquitectónicas que permiten evitarlo, entre otras formas. La idea de durabilidad que se tiene de otros materiales es difícil compararla con la de la madera. Si bien la madera se degrada, se debe tener presente en qué condiciones esto ocurre, ya que existen un sinnúmero de protectores que garantizan su durabilidad. Basta recordar los cientos de años que se han mantenido las estructuras de innumerables catedrales en Europa e iglesias de la isla grande de Chiloé en el Sur de Chile, por el simple hecho de haber previsto una pequeña mantención para proteger la estructura contra la humedad del ambiente. 5.2.1 Agentes bióticos destructores de la madera. La degradación de la madera se puede deber a diferentes causas y es importante saber en cada caso, el principal agente causante de dicha degradación, lo que permitirá elegir el modo de proteger la madera. 5.2.1.1 Causas biológicas Para que los agentes biológicos se desarrollen y subsistan se requiere que existan ciertas condiciones como son: • Fuente de material alimenticio para su nutrición. • Temperatura para su desarrollo. El intervalo de temperatura es de 3º a 50º, siendo el óptimo alrededor de los 37 ºC. • Humedad entre el 20 % y el 140 %, para que la madera pueda ser susceptible de ataques de hongos. Por debajo del 20 %, el hongo no puede desarrollarse y por sobre 140 % de humedad, no existe el suficiente oxígeno para que pueda vivir. • Una fuente de oxígeno suficiente para la subsistencia de los micro-organismos. Al existir las condiciones descritas, el ataque biológico es factible que ocurra, pudiendo producir alteraciones de importancia en la resistencia mecánica de la madera o en su aspecto exterior.

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5.2.1.2 Hongos cromógenos. Se caracterizan por alimentarse de las células vivas de la madera. El efecto importante que producen es un cambio de coloración, la madera toma un color azulado, pero en general no afecta a su resistencia, dado que no altera la pared celular. Foto 1: Piezas de madera machihembrada de Pino Radiata, la que fue atacada por hongos cromógenos estando encastillada.

.

Según lo expuesto, una madera azulada no debería depreciarse más que por su aspecto, pero la realidad es que el hecho de presentar dicha coloración, es signo de que la madera ha estado expuesta a condiciones favorables para el desarrollo de hongos de pudrición, y si bien todavía no es visible su ataque, probablemente éste se ha producido en alguna medida. 5.2.1.3 Hongos de pudrición . En este caso los hongos se alimentan de la pared celular, causando una severa pérdida de resistencia, impidiendo cualquier tipo de aplicación, ya que la madera puede desintegrarse por la simple presión de los dedos. En un ataque de pudrición se suelen desarrollar muchos tipos de hongos, cada uno de los cuales actúa en un determinado intervalo de degradación, dependiendo si el hongo se alimentó de la lignina o de la celulosa.

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Figura 1. Estructura anatómica de una especie conífera con hongos que se alimentan de la pared celular.

La pudrición blanca es causada por hongos que se alimentan de la lignina, dejando la celulosa de color blanco. En este caso la madera se rompe en fibras, por lo que también se denomina pudrición fibrosa. La pudrición parda es causada por hongos que se alimentan de la celulosa dejando la lignina, caracterizada por su color pardo. La madera se desgrana en cubos, por lo que también se le conoce como pudrición cúbica. 5.2.1.4 Mohos. Son hongos que tienen una apariencia de algodón fino. La extensión de estos depende fundamentalmente de la temperatura y de una humedad abundante. Afectan a la madera en su aspecto superficial y se pueden eliminar cepillando la pieza, no causan daños a la resistencia ni a otras propiedades. Si no se eliminan oportunamente puede que la pieza de madera sea fácilmente atacada por hongos de pudrición, ya que el crecimiento de mohos estimula su desarrollo.

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Foto 2. Piezas de madera atacada por hongo de pudrición.

5.2.1.5 Insectos . Existe una gran cantidad de insectos que usan la madera para reproducirse y vivir y se alimentan de la celulosa que ésta contiene. El daño se produce debido a que sus larvas, orugas y adultos abren galerías en la madera para obtener alimento y protección. Dentro de estos insectos figuran los siguientes: • Coleópteros. Los coleópteros xilófagos pueden ser agrupados en tres categorías: a) Insectos que requieren un contenido de humedad en la madera mayor al 20%, siendo la familia más importante los Cerambícidos, cuyas larvas se alimentan de almidón, azucares y substancias albuminoideas de la madera. La mayoría ataca a los árboles en pie y un número reducido de especies invade la madera que se encuentra encastillada, tanto de coníferas como latifoliadas. Foto 3. Insecto cerambícido que ataca la madera.

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b) Insectos que atacan maderas parcialmente secas (menos del 18 % de humedad), siendo la albura habitualmente la zona afectada. A este grupo pertenecen los Líctidos, que se caracterizan porque las larvas se alimentan del almidón contenido en la pared celular, para lo cual practican galerías de alrededor de 1 mm de diámetro, destruyendo la madera y dejando tras de sí un aserrín muy fino. No atacan a las coníferas, solamente a las latifoliadas. Foto 4. El líctido sólo ataca latifoliadas.

c) Insectos que atacan a las maderas secas, tanto coníferas como latifoliadas, y que pertenecen a la familia de los Anóbidos, comúnmente llamados Carcoma, que se alimentan a expensas de la celulosa y lignina. Foto 5. El anóbido se alimenta de celulosa y lignina.

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Su tamaño es relativamente pequeño, con una longitud desde 2,5 mm hasta 8,5 mm y practica galerías de unos 2 a 3 mm de diámetro, dejando tras de sí un aserrín un poco menos fino que el de los Líctidos. • Termitas. Son los ataques de estos insectos los que pueden causar mayores daños a la estructura de madera de una vivienda. Foto 6. En la imagen se observan termitas subterráneas en pleno ataque a una solera de un tabique.

La termita subterránea, especie norteamericana introducida a nuestro país a mediados de los años 80 en embalajes de madera, no vive en la madera, sino en termiteros que se ubican normalmente al interior del suelo y árboles (caso no muy común). Las obreras se dirigen a la zona donde existe celulosa para alimentarse, construyendo galerías por el interior del suelo, y por muros exteriores, las que pueden llegar a medir centenares de metros. Son capaces de introducirse entre los cimientos, sobre cimientos, radieres y muros de las edificaciones taladrando el hormigón, aprovechando las grietas, las cañerías y ductos que atraviesan estas estructuras o practicando galerías exteriores a base de una argamasa extraordinariamente dura. Las colonias están conformadas por distintas castas como son las reproductoras, soldados y obreras, estas últimas son las que buscan el alimento celulósico y alimentan al resto de la colonia. Las obreras desarrollan galerías en dirección de la fibra, dejándolas libres de aserrín, dado que todos los días deben volver a su termitero. Las huellas de ataque son tubos de barro, sin embargo, es usual ver el daño sólo cuando la madera falla por falta de resistencia. Estos insectos requieren de humedad para

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poder vivir, elementos que se encuentran en el suelo y las áreas húmedas de la estructura, pero atacan maderas secas. 5.2.2 Agentes abióticos de destrucción o degradació n de la madera 5.2.2.1 Degradación por la luz. El espectro ultravioleta de la luz descompone la celulosa de la madera produciendo su degradación. La acción de la luz es lenta y a medida que trascurre el tiempo la degradación no aumenta, dado que los primeros milímetros afectados sirven de protección al resto. Así, los efectos de la luz se hacen visibles entre el primer y el séptimo año y la madera cambia de color, oscureciéndose o aclarándose, según el grado de exposición en que se encuentre. La degradación afecta los primeros milímetros de la madera, con mayor intensidad las zonas de primavera que las de otoño, y más la albura que el duramen. La degradación por la luz es más rápida si se combina con el deslavado que puede producir la lluvia, que arrastra la celulosa descompuesta de la superficie, produciendo la degradación denominada “madera meteorizada”. El espectro infrarrojo afecta en la medida que calienta la madera, aumentando su incidencia cuanto mayor sea su exposición al sol y más oscura sea. Este calor puede producir secado y con ello merma de la madera, y por ende, agrietamientos en dirección de las vetas por las cuales penetra la humedad, favoreciendo la invasión de los hongos xilófagos. 5.2.2.2 Humedad atmosférica. La humedad atmosférica produce deterioro por los repetidos cambios de dimensiones que se producen en las capas superficiales de las piezas que se encuentran a la intemperie. Cabe recordar que la madera es una sustancia higroscópica, influida por los cambios de las condiciones de humedad atmosférica, produciéndose absorción de agua en las superficies que quedan expuestas, hinchándose con clima húmedo y lluvioso y contrayéndose en los períodos de sequía. En todo caso, la penetración de agua por las razones expuestas es relativamente lenta y no se producen cambios en el contenido de humedad o en el volumen de la pieza, siempre que no haya una condición especial, en que el estado de humedad o sequedad se exceda de lo normal. Se puede concluir que el daño esperado se concentra en las capas externas de la madera, ya que se producen tensiones alternas de compresión y dilatación que se traducen en una desintegración mecánica de las capas superficiales.

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5.2.2.3 Efecto hielo – deshielo. La humedad contenida en las cavidades celulares se transforma a estado sólido, aumentando el volumen (anomalía del agua) de las fibras leñosas de la madera en estado verde, produciendo un daño en la integridad física del material, lo que puede traducirse en la destrucción de las células ubicadas en la superficie. Si este fenómeno es repetitivo puede afectar la resistencia de la pieza. 5.2.2.4 Fuego. Es uno de los agentes destructores que ningún material puede tolerar indefinidamente sin presentar algún deterioro. La reacción al fuego de las maderas depende de: • Espesor de la pieza de madera • Contenido de agua de la madera • Densidad de la madera (especie) Comportamiento de la madera frente al fuego: La madera está formada fundamentalmente por celulosa (aproximadamente un 44%) y lignina, materiales ricos en carbono, admitiéndose que la madera contiene aproximadamente un 48 % de carbono. La temperatura de inflamabilidad de la madera, en circunstancias favorables, es aproximadamente 275°C, siendo un factor importante el tiempo durante el cual es calentada. Por debajo de 100°C, casi no se escapa de la madera más que el vapor de agua, incluso si la temperatura externa es superior a 100°C, la de la madera queda igual a 100°C si el agua no se ha desprendido del todo. De 100°C a 275°C se desprenden gases: CO2 incombustible, CO combustible y piroleñosos. Hacia los 275°C la reacción es exotérmica. Los gases se desprenden en abundancia, la proporción de CO2 disminuye rápidamente y aparecen los hidrocarburos. La madera adquiere un color achocolatado. Por encima de los 350°C los desprendimientos gaseosos son menos abundantes, pero son todos combustibles. Más allá de los 450°C el hidrógeno y los carburos constituyen la mayor parte de los gases desprendidos, siendo el residuo sólido carbón de madera, susceptible de quemarse con desprendimiento de gases combustibles. La temperatura de la madera en el curso de su combustión está comprendida entre los 400°C y 500°C aproximadamente. Esta temperatura es la mínima necesaria para continuar la combustión, por supuesto si existe suficiente oxígeno. Por otro lado, se ha encontrado que en edificaciones realizadas con el sistema constructivo de poste y viga, las vigas de grandes secciones transversales atacadas por el fuego sólo han comprometido una superficie carbonizada de pequeño espesor, que cubre y protege la madera no afectada por el fuego. La explicación es la baja conductibilidad térmica de la madera, que transmite una pequeña proporción del calor hacia el interior de ella.

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Gráfica 1. Comportamiento de la madera frente a la acción del fuego.

5.3 ESTRUCTURA DE LA MADERA 4 5.3.1 EI Tronco. En un árbol maduro, la sección transversal del trono presenta las siguientes partes (Fig.2): Corteza exterior (a) , que es la cubierta que protege al árbol de los agentes atmosféricos, en especial de la insolación; está formada por un tejido llamado floema que cuando muere forma esta capa. Corteza interior (b) , que es la capa que tiene par finalidad conducir el alimento elaborado en las hojas hacia las ramas, tronco y raíces, está constituido por el tejido floemático vivo, llamado también líber. Cambium (C) , que es el tejido que se encuentra entre la corteza interior y la madera. Las· células del cambium tienen la capacidad de dividirse y conservan esa facultad hasta cuando el árbol muere. EI cambium forma células de madera hacia el interior y floema o líber hacia el exterior.

4 Acuerdo de Cartagena. Junta. Manual de diseño para maderas del Grupo Andino. 1984. Disponibel en internet en: http://www.comunidadandina.org/public/libro_3.htm

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La Madera o xilema (d) , es la parte maderable o leñosa del tronco, se puede distinguir en ella la albura, el duramen y la medula. La albura (e) , es la parte exterior del xilema cuya función principal es la de conducir el agua y las sales minerales de las raíces a las hojas; es de color claro y de espesor variable según las especies. La albura es la parte activa del xilema. EI duramen (f) , es la parte inactiva y tiene como función proporcionar resistencia para el soporte del árbol. Se forma como se describe a continuación. Con el tiempo la albura pierde agua y sustancias alimenticias almacenadas y se infiltra de sustancias orgánicas distintas, tales como aceites, resinas, gomas, taninos, sustancias aromáticas y colorantes. La infiltración de estas sustancias modifica la consistencia de la madera que toma un color más oscuro y adquiere un mejor comportamiento frente al ataque de hongos e insectos, esto último distingue particularmente al duramen de la albura. Médula (g) , es la parte central de la sección del tronco y está constituida par tejido parenquimático. 5.3.2 Estructura Anatómica. La parte maderable del árbol tiene tres funciones básicas que son las siguientes: conducción de agua, almacenamiento de sustancias de reserva y resistencia mecánica. Para cumplir con estas funciones en la madera se distinguen tres tipos de tejidos: Tejido vascular (de conducción), tejido parenquimático (de almacenamiento) y tejido fibroso (de resistencia). Se llaman elementos prosenquimáticos todas aquellas células alargadas y de paredes engrosadas, principalmente relacionadas con la conducción y la resistencia mecánica; en cambio, se llaman elementos parenquimáticos a aquellas células cortas y de paredes relativamente delgadas que tienen la función del almacenamiento y distribución de las sustancias de reserva. En el tronco existen dos grandes sistemas de elementos xilemáticos. El sistema longitudinal, formado por elementos prosenquimáticos (elementos vasculares, fibras o traqueidas) y elementos parenquimáticos; y el sistema transversal, constituido principalmente por elementos parenquimáticos.

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Figura 2. Partes del tronco

Fuente: Manual De Diseño Para Maderas Del Grupo Andino (Junta Del Acuerdo De Cartagena)

Médula Duramen Albura

Madera o Xilema

Cambiu

Cortez

a. Corteza exterior (células muertas de floema)

Cambium

Albura

b. Corteza interior (células vivas de

Durame

Medula

g

d

f

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Según el grado de apreciación visual de los tejidos, podemos diferenciar el estudio de la estructura anatómica en tres niveles: macrosc6pico, microsc6pico y submicrosc6pico. Planos de la Madera Para una mejor comprensión de los elementos xilemáticos, es necesario tener una idea de los distintos planos o secciones. Se entiende por sección transversal , el corte practicado perpendicularmente al eje principal del tronco. Cuando el corte se efectúa en forma paralela a dicho eje, se obtendrá una sección longitudinal, la que será tangencial si corre paralela a los anillos de crecimiento y a la corteza y perpendicular a los radios. La sección radial es perpendicular a los anillos y se extiende de la medula a la corteza. Se sobrentiende que en cualquiera de esas secciones o planos podrían verse todos los elementos celulares que forman la madera, pero la importancia de las mismas reside en el hecho de que presentan aspectos diferentes según el corte considerado. (Fig. 3 y 4). 5.3.3 Estructura Macroscopica. Es observada a simple vista o con la ayuda de una lupa de 10 aumentos; se observan las siguientes características: (Fig. 3 y 4). Anillos de crecimiento. Son capas de crecimiento que tienen la forma de una circunferencia, el último anillo siempre se extiende desde el extremo inferior del árbol hasta la copa. En las zonas templadas, en las cuales las estaciones son bien marcadas, todos los arboles tienen anillos bien definidos. En la primavera cuando empieza el crecimiento el cambium produce células largas con paredes delgadas y lumen amplio para la conducción de agua. En el otoño, la conducción del agua disminuye por lo que el cambium produce células pequeñas, de paredes engrosadas y el lumen pequeño. Debido a la diferencia de las células producidas, además de su color, se pueden ver fácilmente los anillos de crecimiento. En las zonas tropicales, en donde las estaciones no son muy marcadas, los anillos de crecimiento no siempre se distinguen claramente debido al crecimiento casi continuo del árbol. Radios medulares. Los radios son líneas que van desde el interior hacia el exterior del árbol, siguiendo la dirección de los radios del círculo definido por el tronco, formando el sistema transversal del tronco. Los radios están constituidos por células parenquimáticas, es por ello que son líneas débiles de madera y durante el secado se producen grietas a lo largo de ellos. El ancho de los radios varía según la especie, con una lupa de 10 X se pueden identificar claramente. Parénquima longitudinal. Formado por tejido parenquimático constituye parte del sistema longitudinal del tronco, su disposición tiene importancia en la identificación de la especie. El parénquima longitudinal tiene un color más claro que el tejido fibroso. Las maderas con mayor porcentaje de tejido parenquimático son maderas de baja resistencia mecánica y más susceptibles al ataque de hongos e insectos.

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5.3.4 Estructura Microscópica. En la estructura microscópica se consideran las características de los diferentes tejidos de la madera. En cambio la estructura microscópica trata de los diferentes tipos y características de las células que forman estos tejidos. Según la estructura celular, las especies maderables se dividen en dos grandes grupos: las maderas latifoliadas y las maderas coníferas.

Figura. 3. Estructura anatómica de las maderas latifoliadas (tropicales)

Corteza Albura Duramen Médula

Anillos de crecimiento

Sección transversal

Sección radial

Sección tangencial

Corte transversal de una madera latifoliada

Parénquima longitudinal

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Fuente: Manual De Diseño Para Maderas Del Grupo Andino (Junta Del Acuerdo De Cartagena) Figura 4. Estructura anatómica de las maderas coníferas

Canal gomífero

Poros (vasos)

Fibras

Vasos

Radio Medular

Radial

Corteza Albura Duramen Médula

Anillos de crecimiento

Sección transversal

Sección radial

Sección tangencial

Corte transversal de una madera conífera

Canal resinífero

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Fuente: Manual De Diseño Para Maderas Del Grupo Andino (Junta Del Acuerdo De Cartagena) Maderas latifoliadas. (Fig. 3). La madera tiene una estructura anatómica heterogénea, constituida por diferentes células leñosas, tales como: los vasos o poros que tienen la función de conducción del agua y sales minerales. Estas células forman del 6% al 50% o más del volumen total de la medra, siendo este porcentaje mayor en las maderas blandas y porosas. También existen fibras que son células adaptadas a la función mecánica y que forman el 50% o más del volumen de la madera; a mayor porcentaje de fibras mayor densidad y por tanto mayor resistencia mecánica. Así mismo se observan células de parénquima que tienen la función de almacenamiento de sustancias de reserva y forman un tejido leñoso blando; en muchas especies tropicales superan el 50% del volumen total. Maderas coníferas. (Fig. 4). La madera tiene una estructura anatómica homogénea y está constituida por elementos leñosos llamados traqueidas; estas forman parte del 80% al 90% del volumen total de la madera y tienen la función de resistencia y conducción. Asimismo, presenta células de parénquima en menor proporción.

Parénquima longitudinal

Parénquima radial

Radio Medular

Traqueidos

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Tabla 1. Estructura microscópica de la madera Sistema Elementos Latifoliadas Coníferas

Longitudinal

Prosenquimáticos Vasos, Fibras Traqueídas

Parenquimáticos

Parénquima

longitudinal

Parénquima

longitudinal

Transversal Prosenquimáticos No tiene Traqueídas

Parenquimáticos Parénquima radial Parénquima radial

5.3.5 Estructura Submicroscopica. En la Fig. 4 se puede observar la estructura de la fibra o célula leñosa. Esta presenta una cavidad central denominada lumen, delimitada por la pared celular propiamente dicha. La pared presenta tres capas: Lamina media. Llamada capa intercelular porque tiene células adyacentes y está compuesta principalmente de lignina (60% a 90% de la pared celular) y pectina. Pared primaria. Es la capa exterior de la célula compuesta principalmente de lignina y pectina distinguiéndose de la lámina media por la presencia de un 5% de la celulosa en forma de fibras. Pared secundaria. Compuesta principalmente por celulosa o fibrillas, llegando a alcanzar el 94%. Está formada por tres capas que se distinguen por la orientación de las fibrillas. La capa central es la de mayor espesor y sus fibrillas se orientan casi paralelamente al eje de la célula (entre 10º y 30º de desfase). Consecuentemente esta orientación es fundamental en la resistencia de la fibra. Las fibrillas están formadas por la unión de microfibrillas. Las fibrillas están compuestas de micelas o cristalinos, las mismas que están constituidas por cadenas moleculares de celulosa.

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Figura 5. Estructura de la fibra

Fuente: Manual De Diseño Para Maderas Del Grupo Andino (Junta Del Acuerdo De Cartagena)

Lumen

Pared celular

Lignina

Corte A-A transversal a la fibra

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5.3.6 Composición química de la madera La madera está constituida por los siguientes elementos: Carbono (C) 49%; Hidrogeno (H) 6%; Oxigeno (O) 44%; Nitrógeno (N) y minerales 1%. La combinación de estos elementos forman los siguientes componentes de la madera: Celulosa (10-60%), Hemicelulosa (5-25%) y la Lignina (20-40%). 5.3.7 Características físicas de la madera 5.3.7.1 Contenido de humedad. La madera contiene agua bajo tres formas: agua libre, agua higroscópica y agua de constitución. El agua libre se encuentra llenando las cavidades celulares. El agua higroscópica se halla contenida en las paredes celulares. El agua de constitución se encuentra formando parte integrante de la estructura molecular. Cuando se expone la madera al medio ambiente, empieza a perder agua iniciándose el proceso de secado. En el transcurso del secado se pierde primero el agua libre y después el agua higroscópica, el agua de constitución solo se pierde por combustión de la madera. En función de la cantidad de agua que contenga la madera pueden presentarse tres estados: verde, seco y anhidro. Se dice que la madera esta verde cuando ha perdido parte del agua libre, será madera seca cuando ha perdido la totalidad del agua libre y parte del agua higroscópica, finalmente, será madera anhidra cuando ha perdido la totalidad del agua libre y toda el agua higroscópica. El contenido de humedad (CH) es el porcentaje en peso, que tiene el agua libre más el agua higroscópica con respecto al peso de la madera anhidra. Para una muestra de madera el CH será:

CH% � �Pesohumedo � PesoanhidroPesoanhidro � x100

El peso anhidro es conseguido mediante un horno a 103 ± 2 º C, también se llama peso seco al horno. Existen dos valores del CH que son particularmente importantes, al primero se le llama Punto de Saturación de las Fibras (PSF) y es el CH que tiene la madera cuando ha perdido la totalidad del agua libre y comienza a perder el agua higroscópica. Al segundo CH se le llama Contenido de Humedad de Equilibrio (CHE) cuando la madera expuesta al aire, pierde parte del agua higroscópica hasta alcanzar un CH en equilibrio con la humedad relativa del aire. (Fig. 5). El PSF varía de 25% a 35%. Cuando el CH es menor que el PSF la madera sufre cambios dimensionales; también varían sus propiedades mecánicas.

(1.1

44

Equilibrio de contenido de humedad Como se presenta en la figura 5. se puede deducir que para cada condición del medio ambiente existe una cierta cantidad de agua sorbida en la madera y por consiguiente un contenido de humedad en la madera. Así se puede deducir que existe una relación entre los conjuntos de valores de temperatura, humedad relativa y contenido de humedad de la madera que corresponde al Equilibrio de Contenido de Humedad y que se define como la humedad máxima que puede adquirir la madera en un medio ambiente de condiciones higrotérmicas fijadas. Grafica 2. Isotermas de Sorción

Toda madera expuesta a condiciones ambientales, aún desde el momento en que se corta el árbol, empieza a perder humedad y se equilibra con el ambiente. Así mismo si el contenido de humedad de una madera está por encima o por debajo del punto de equilibrio perderá o ganará humedad hasta alcanzar dicho punto. En la tabla 2 se presenta el Equilibrio de Contenido de Humedad (ECH) para las principales ciudades de Colombia. El concepto de ECH tiene mucha importancia industrial ya que su conocimiento permite: - Determinar las condiciones de marcha de los secaderos. - Fijar hasta que contenido de humedad debe ser secada una madera para su posterior utilización. - Permite el uso de tablas de Temperatura, Humedad Relativa y Equilibrio de contenido de humedad. Por otra parte cuando la condensación capilar se ha producido en todos los capilares existentes en la pared celular, cuyos radios son compatibles con las

45

condiciones de saturación del ambiente, la madera habrá adquirido por sorción de vapor de agua su humedad máxima en la pared celular. Esta humedad se llama Punto de Saturación de las Fibras (PSF). Este punto de saturación de la pared celular señala que una madera seca, no puede alcanzar una humedad ilimitada por sorción de vapor de agua existente en la atmósfera, sino que esta humedad tiene un límite que corresponde al PSF: Si se pretende sobrepasar este límite, no habrá más remedio que introducir en agua en forma líquida, es decir por inmersión. Otra consecuencia importante desde el punto de vista del secado y relacionada con el PSF, es la contracción que ocurre en la madera cuando se seca desde este punto hasta el contenido de humedad final. Tabla 2. Equilibrio de Contenido de Humedad (ECH) para las principales ciudades de Colombia.

Fuente: Manual De Diseño Para Maderas Del Grupo Andino (Junta Del Acuerdo De Cartagena) Cambios dimensionales Las variaciones en el CH producen cambios dimensionales en la madera, estos cambios se deben principalmente a la pérdida o ganancia de agua higroscópica en la pared celular.

46

El agua libre de las cavidades no tiene ninguna influencia en la variación de las dimensiones, es decir, los cambios dimensionales se producen cuando el CH varía por debajo del PSF. La contracción y la expansión presentan valores diferentes en las tres direcciones de la madera. La contracción longitudinal (CL) es del orden del 0.1%. La contracción tangencial (CT) y la contracción radial (CR) son las principales responsables del cambio volumétrico. Según Kollman (1) la relación CT/CR varia del 1.65 al 2.30. Los valores de esta relación encontrados para maderas latifoliadas de la subregión varían de 1.4 a 2.9. (Fig. 6). Grafica 3. Cambios dimensionales de la madera con el contenido de humedad

Fuente: Manual De Diseño Para Maderas Del Grupo Andino (Junta Del Acuerdo De Cartagena) La contracción (expansión) es para efectos prácticos una función lineal del CH: considerando que la contracción (expansión) en igual a 0% cuando el CH es mayor o igual al PSF e igual a K cuando el CH ha descendido a 0%, se tiene que para una variación a un CH cualquiera entre 0 y el PSF, la contracción (expansión) se puede calcular usando la expresión 1.2. Esta fórmula nos es aplicable cuando el CHi o CHf son mayores que PSF. EoC% = �CHf − CHiPSF � x K

(1.2

47

Entre las madera estudiadas en la subregión, las contracciones volumétricas obtenidas varían desde el 6% en maderas livianas (Bonga, Colombia) a 20% en el Eucalipto de ecuador y el oloroso de Colombia. 5.3.7.2 Densidad y peso específico. La relación existente entre la masa y el volumen de un cuerpo se llama densidad. Por costumbre cuando se usa el sistema métrico se toma la masa como el peso del cuerpo. El peso de la madera es la suma del peso de la parte solida más el peso del agua. El volumen de la madera es constante cuando está en estado verde, el volumen disminuye cuando el CH es menor que el PSF y vuelve a ser constante cuando ha alcanzado el estado anhidro o seco al horno. Se pueden distinguir en consecuencia cuatro densidades para una sola muestra de madera. La densidad básica es la que se usa con ventaja ya que las condiciones en las que se basa (peso seco al horno y volumen verde) son estables en una especie determinada. La densidad de la parte solida de la madera es de 1.56g/cm3 con variaciones insignificantes entre especies. El peso específico (Pe) es la relación entre el peso de la madera, a un determinado contenido de humedad, y el peso del volumen de agua desplazado por el volumen de la madera. Considerando que el agua tiene densidad igual a 1puede decirse que la relación entre la densidad de la madera dividida entre la densidad del agua igualan a su peso específico. En el sistema métrico la densidad y el peso específico tienen el mismo valor, con la diferencia que este último no tiene unidades. La gravedad específica es equivalente al peso específico. 5.3.7.3 Expansión y conductividad térmicas. La medida de la cantidad de calor que fluye de un material sometido a un gradiente de temperatura, se llama conductividad térmica, este valor se expresa comúnmente en kilocalorías por metro por hora y por grado centígrado. En la tabla 3 se presentan valores de la conductividad de la madera que solo es una fracción de la conductividad de los otros materiales. La madera es por tanto un material aislante por excelencia debido a su naturaleza porosa.

48

Tabla 3. Conductividad térmica de materiales

Material

Conductividad en Kcal/hora-m-

ºC

Aire 0,0216

Lana mineral 0,03

Madera anhidra (DA=0,4) 0,12

Madera anhidra (DA=0,8) 0,08

Corcho 0,3

Mortero de yeso 0,50 - 0,80

concreto 1,15 - 1,40

Acero 35,00 - 50,00

Cobre 350

Fuente: Manual De Diseño Para Maderas Del Grupo Andino (Junta Del Acuerdo De Cartagena) La conductividad térmica de la madera es directamente proporcional al contenido de humedad y a la densidad, es además de 2 a 2.8 veces más en la dirección longitudinal que en la dirección radial o tangencial. Para una madera de densidad básica 0.8g/cm3 y un CH del 30%, el valor de la conductividad térmica alcanza a 0.20 Kcal/hora-m-ºC. La madera cambia de dimensiones cuando sufre variaciones de temperatura. La madera como material aniso trópico posee valores diferentes de dilatación térmica en sus tres direcciones anatómicas. La dilatación tangencial y radial aumenta con la densidad de la madera, siendo la tangencial mayor que la radial. La dilatación longitudinal no depende de la densidad pero varía entre las especies. Valores típicos de la dilatación tangencial se encuentran entre 3 y 4x10 ^-6 por ºC. La dilatación tangencial varía entre 25 a más de 40x10 ^-6 por ºC y radial entre 15 y 30 x10 ^-6 por ºC. 5.3.7.3 Transmisión y absorción del sonido. Una de las principales ventajas de la madera es su capacidad para absorber vibraciones producidas por sus ondas sonoras. Esta propiedad está íntimamente relacionada con su estructura fibrovascular, su naturaleza elastoplástica y su densidad. La capacidad que tiene un cuerpo de absorber ondas es directamente proporcional a su densidad. La velocidad con que se propagan las ondas compresionales en un material elástico es:

� = �( !)

En donde: V= Velocidad de las ondas

(1.4

49

E= Modulo de elasticidad P= Densidad Tabla 4. Velocidad de la propagación de ondas

Material Densidad Velocidad en m/seg

Corcho 0,25 430 - 530

Madera 0,52 4760

Madera 0,69 4300

Agua 1 1435

Vidrio 2,5 5000 - 6000

Acero 7,85 5000

La madera es menos efectiva en bloquear la transmisión del sonido ya que esta propiedad depende del peso y la densidad del material la madera es más liviana que otros materiales estructurales. Por ello es conveniente seguir recomendaciones de diseño que permitan a las construcciones a base de madera aumentar su capacidad de aislamiento. 5.3.7.4 Conductividad Eléctrica. La resistencia eléctrica de las maderas es muy sensible a cambios en su contenido de humedad, variando exponencialmente entre resistencias tan altas como 10000Megaohms, para contenidos de humedad del orden del 5%, hasta resistencias de menos de 1Megaohm en el punto de saturación de la fibra. Sin embargo, bajo condiciones normales de uso, la madera en estado seco al aire se comporta como un material aislante debido a que su resistencia eléctrica es aproximadamente 500Megaohms. La conductividad de la madera varía según sus tres direcciones anatómicas. La conductividad paralela a las fibras es doble que la conductividad en sentido transversal. Entre la conductividad en el sentido tangencial y radial existe una diferencia de aproximadamente 10% siendo en el sentido radial mayor que en el tangencial. Esta característica se aprovecha para medir el contenido de humedad de la madera usando detectores eléctricos que relacionan esta propiedad con la cantidad de agua que se encuentra en la probeta.

50

5.4 PROPIEDADES RESISTENTES DE LA MADERA 5 En la madera se pueden reconocer tres direcciones principales que pueden considerarse ortogonales entre sí, estas direcciones son la longitudinal, la tangencial y la radial. En la figura 7, puede observarse que la dirección radial y la tangencial son perpendiculares al grano. En la práctica se consideran dos direcciones: la dirección longitudinal o paralela a la fibra y la dirección transversal o perpendicular al grano. Las principales propiedades resistentes de la madera son: resistencia a la compresión paralela al grano, la flexión, tracción y corte paralelo al grano. Los esfuerzos básicos para cada una de estas propiedades resistentes son obtenidos de probetas pequeñas libres de defectos y ensayados según la ASTM D-143 (4) y normas COPANT (5) Figura 6. Direcciones ortogonales de la madera

Fuente: Manual De Diseño Para Maderas Del Grupo Andino (Junta Del Acuerdo De Cartagena) 5.4.1 Resistencia a la compresión paralela. La madera presenta gran resistencia a los esfuerzos de compresión paralela a sus fibras. Esta proviene del hecho que las fibras están orientadas con su eje longitudinal en esta dirección y que a su vez coincide, o está muy cerca de la orientación de las microfibrillas que

5 Acuerdo de Cartagena. Junta. Manual de diseño para maderas del Grupo Andino. 1984. Disponibel en internet en: http://www.comunidadandina.org/public/libro_3.htm

Radial Dirección del

Longitudi

Tangencial

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constituyen la capa media de la pared celular. Esta es la capa de mayor espesor de las fibras. La capacidad está limitada por el pandeo de las fibras más que por su propia resistencia al aplastamiento. Cuando se trata de elemento a escala natural como columnas, solamente aquellas de una relación de esbeltez (longitud/ancho) menor que 10 desarrollan toda su resistencia al esforzar la sección a su máxima capacidad. Para elementos más esbeltos, que son los más comunes, la resistencia está determinada por su capacidad a resistir el pandeo lateral, que depende mayormente de la geometría de la pieza más que de la capacidad resistente de la madera que la constituye. La resistencia a la compresión paralela a las fibras en la madera es aproximadamente la mitad que su resistencia a la tracción. Valores de esfuerzo de rotura en compresión paralela a las fibras para ensayos con probetas de laboratorio varían entre 100 y 900 kg/cm2 para maderas tropicales. Esta variación es en función de la densidad (entre 0.2 y0.8 de DB). El esfuerzo en el límite proporcional es aproximadamente el 75% del esfuerzo máximo y la deformación es del orden del 60% de la máxima. 5.4.2 Resistencia a la compresión perpendicular. Bajo este tipo de carga las fibras están sometidas a un esfuerzo perpendicular a su eje y que tiende a comprimir las pequeñas cavidades entre ellas. Esto permite que se pueda cargar la madera sin que ocurra una falla claramente distinguible. Al incrementarse la magnitud de la carga la pieza se va comprimiendo (aplastando los pequeños cilindros que semejan las fibras), aumentando su densidad y su misma capacidad de resistir mayor carga. La resistencia está caracterizada por el esfuerzo al límite proporcional. Este varía entre ¼ a 1/5 del esfuerzo al límite proporcional en compresión paralela. Cuando las fibras reciben la carga a un ángulo intermedio entre 0º (paralela a las fibras) y 90º (perpendicular a las fibras) la resistencia alcanza valores intermedios que siguen aproximadamente la fórmula de Hankinson. 5.4.3 Resistencia a la tracción. La resistencia a la tracción paralela en especímenes pequeños libres de defectos es aproximadamente 2 veces la resistencia a la compresión paralela. En la Grafica 4, se puede observar el comportamiento lineal elástico de una curva esfuerzo-deformación, se observa también la naturaleza explosiva y violenta con la que se produce la falla. El valor típico que caracteriza este ensayo es el esfuerzo de rotura que varía entre 500 y 1500kg/cm2. La resistencia a tracción paralela es afectada significativamente por la inclinación del grano. Por ejemplo, para una inclinación de 1 en 8 (7º) el esfuerzo de rotura en el 75% del esfuerzo de rotura paralelo al grano, para una

52

inclinación de 1 en 4 (14º) el esfuerzo de rotura es solo el 45%. El esfuerzo de rotura perpendicular al grano (90º) es del 2 al 5% del esfuerzo de rotura paralelo al grano. Para efectos prácticos la resistencia a la tracción perpendicular es nula. La influencia de otros defectos de la madera hacen que la resistencia de elementos s escala real puede ser tan baja como un 15% del esfuerzo de rotura en tracción en probetas. Grafica 4. Curvas esfuerzo-deformación para maderas latifoliadas

Fuente: Manual De Diseño Para Maderas Del Grupo Andino (Junta Del Acuerdo De Cartagena)

δx 10^2

Tracción (c)

Compresión II

Compresión ┴

53

5.4.4 Resistencia al corte. En elementos constructivos el esfuerzo por corte o cizallamiento se presenta cuando las piezas están sometidas a presión (corte por flexión). Los análisis teóricos de esfuerzos indican que en un punto dado los esfuerzos de corte son iguales tanto a lo largo como perpendicularmente al eje del elemento. Como la madera no es homogénea, sino que sus fibras se orientan por lo general con el eje longitudinal de la pieza, presenta distinta resistencia al corte en estas dos direcciones. La menor es aquella paralela a las fibras y que proviene de la capacidad del “cementante” (lignina) de las fibras a este esfuerzo. Perpendicularmente a las fibras la resistencia es de tres a cuatro veces mayor que la dirección paralela. El esfuerzo de rotura en probetas sometidas a corte paralelo varían entre 25 y 200kg/cm2 en promedio. Es mayor en la dirección radial que en la tangencial. Aumenta con la densidad aunque en menor proporción que la resistencia a la compresión. En elementos a escala natural hay una disminución por la presencia de defectos como por la influencia del tamaño de las piezas. Por otro lado este esfuerzo casi siempre se presenta combinado con otros lo que puede resultar en menores valores. 5.5 PROPIEDADES FÍSICAS DE LA MADERA 6 El módulo de elasticidad, el módulo de corte y el módulo de Poissón representas las características elásticas de un material. La madera como material ortotrópico tiene tres módulos de elasticidad, tres módulos de corte y seis módulos de Poissón, orientados y definidos según los tres ejes ortogonales. Desde el punto de vista ingenieril puede suponerse que el material el homogéneo lo que permite considerar solo tres. 5.5.1 Modulo De Elasticidad (MOE). El módulo de elasticidad de la madera puede ser obtenido directamente de una curva esfuerzo-deformación, en un ensayo de compresión paralela. Puede ser hallado también por métodos indirectos como los ensayos a flexión. Según los resultados obtenidos en maderas tropicales el MOE en compresión paralela es mayor que el MOE en flexión estática, no obstante, usualmente se toma el segundo como genérico de la especie, por ser las deflexiones en los elementos a flexión criterio básico en su dimensionamiento. Cuando se somete una viga de madera simplemente apoyada a una carga rectangular uniformemente distribuida se presentan dos deflexiones: la debida a la flexión y la debida al corte, cuando se obtiene el módulo de elasticidad se calcula considerando solamente la contribución de la flexión, encontrando un MOE

6 Acuerdo de Cartagena. Junta. Manual de diseño para maderas del Grupo Andino. 1984. Disponibel en internet en: http://www.comunidadandina.org/public/libro_3.htm

54

aparente, menor que el MOE real del material. El valor del MOE obtenido se corrige para obtener así el MOE real. Método de cálculo para obtener las deflexiones por flexión y corte: ∆f = $ %&'() ∗ $+,4E I ) = $ 1596E) ∗ �232

b h � ∗ (3/1h)2

∆c = $8.:' ) ∗ $+,2G A ) = $14.496 G) ∗ �wL2

b h �

Manual De Diseño Para Maderas Del Grupo Andino (Junta Del Acuerdo De Cartagena) En donde: I = Momento de inercia de la sección A = Área de la sección recta E = MOE G = Modulo de corte w, L, b y h dimensiones del elemento o viga

La relación entre Δf y el Δtotal = Δf + Δc será ?@?ABACD = E

EFG EH.H IEJ K$LM)NO

Así para (L/h) =15 y (E/G) = 16, se tiene de la ecuación 1.7 que Δf es 0.9361 del total, es decir, la deflexión debida a flexión es el 93% de la deflexión total o de la flexión medida.

1.5

1.6

1.7

55

6. RESULTADOS 6.1 ENSAYOS PARA DETERMINAR PROPIEDADES MECÁNICAS

La norma que se utilizó para encontrar las propiedades de los materiales fue la ISO 22156 [ISO/DIS, 1999], en la que establece que el minimo numero de probetas para determinar las propiedades de un material son 10. Para la caracterización de este material, se tenían 10 piezas de 5,0 cm de alto por 5,0 cm de ancho y 200 cm de largo, suministradas por la empresa patrocinadora. Para cada ensayo se tomaron 12 réplicas de diferentes piezas para tratar de obtener un ensayo representativo, en algunos ensayos se tomaron unas probetas adicionales. Una vez realizado el respectivo ensayo, se toma una muestra de la probeta aproximadamente cubica, se mide, se pesa y posteriormente se mete en el horno se seca y se vuelve a pesar y con los datos encontrados se calcula la humedad y el peso específico. Esto se repite en cada uno de los ensayos. 6.1.1 Compresión paralela a la fibra. Se elaboraron 12 probetas de diferentes piezas, con aproximadamente las siguientes medidas, 5.0 cm de ancho por 5.0 cm de alto y 20.0 cm de largo, cumpliendo con la norma NTC784. La carga se aplicó a una velocidad constante del orden 0.60 mm por minuto hasta alcanzar la falla. Los ensayos se hicieron con una máquina de ensayo a compresión soiltest matrix sk308683 del laboratorio NHSQ INGENIERIA, el certificado de calibración se encuentra en los anexos. El montaje se ve en la figura #15

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Foto 7. Comprensión paralela a la fibra

6.1.2 Compresión perpendicular a la fibra. Se elaboraron 12 probetas de diferentes piezas, con aproximadamente las siguientes medidas, 5.00 cm de ancho por 5.0 cm de alto y 15.0 cm de largo, cumpliendo con la norma NTC785. Los ensayos se hicieron con una máquina de ensayo a compresión soiltest matrix sk308683 del laboratorio NHSQ INGENIERIA, el certificado de calibración se encuentra en los anexos. El montaje se ve en la foto #1 La carga se aplicó a una velocidad constante del orden 0.3 mm por minuto hasta alcanzar una deformación de 2.5 mm

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Foto 8. Comprensión perpendicular a la fibra

6.1.3 Flexion perpendicular a la fibra. Se elaboraron 12 probetas de diferentes piezas, con aproximadamente las siguientes medidas, 5.00 cm de ancho por 5.00 cm de alto y 55.0 cm de largo, cumpliendo con la norma NTC663. Diez muestras se ensayaron perpendiculares a la fibra y diez radial a la fibra. Los ensayos se hicieron en la máquina universal soiltest matrix sk308683 del laboratorio NHSQ INGENIERIA. La Instrumentación se hace con celda de carga y deformimetro manual, tal como se ve en la foto #2.

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La carga se aplicó a una velocidad constante del orden 2.5 mm de deformación por minuto hasta alcanzar la falla, las lecturas se tomaron cada 100 Kg de carga con la correspondiente lectura de deflexión. Foto 9. Flexión perpendicular a la fibra

6.1.4 Tracción perpendicular a la fibra. Se elaboraron 12 probetas de diferentes piezas, con aproximadamente las medidas H=5.0cm, E=5.0cm, L=6.3cm, E1=1.3cm, que se observan en la figura #15, cumpliendo con la norma NTC944. Los ensayos se hicieron con una máquina de ensayo a compresión soiltest matrix sk308683 del laboratorio NHSQ INGENIERIA, el certificado de calibración se encuentra en los anexos. El montaje se ve en la foto #3. La carga se aplicó a una velocidad constante del orden 1.00 mm de deformación por minuto hasta alcanzar la falla, las lecturas se tomaron cada 30 Kg de carga con la correspondiente lectura de deformación unitaria.

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Foto 10. Tracción perpendicular a la fibra

6.1.5 Corte paralelo y radial a la fibra . Se elaboraron 20 probetas de diferentes piezas, con aproximadamente las medidas, que se observan en la figura #16, cumpliendo con la norma NTC775. Diez muestras se ensayaron a corte paralelo a la fibra y diez radial a la fibra. Los ensayos se hicieron con una máquina de ensayo a compresión soiltest matrix sk308683 del laboratorio NHSQ INGENIERIA, el certificado de calibración se encuentra en los anexos. El montaje se ve en la foto #4 La carga se aplicó a una velocidad constante del orden 0.60 mm de por minuto de avance de la cizalla, hasta alcanzar la falla, solo se registra la carga máxima.

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Foto 11. Corte paralelo y radial a la fibra

6.1.6 Tracción perpendicular a la fibra . Se elaboraron 12 probetas de diferentes piezas, con aproximadamente las medidas, que se observan en la figura #17, cumpliendo con la norma NTC961. Los ensayos se hicieron con una máquina de ensayo a compresión soiltest matrix sk308683 del laboratorio NHSQ INGENIERIA, el certificado de calibración se encuentra en los anexos. El montaje se ve en la foto #5 La cargó se aplica a una velocidad constante del orden 2.50 mm por minuto de avance de la mordaza móvil, hasta alcanzar la falla, solo se registra la carga máxima. 6.1.7 Criterios para descartar o aprobar los datos experimentales. Para aprobar o descartar un dato experimental se utiliza el criterio de Chauvenet, según el cual, la muestra tiene una distribución normal, que indica que el área bajo la curva que define la función de probabilidad que ocurra un evento, es igual a la unidad.

61

La función de densidad que establece una distribución normal de variable aleatoria X de la población es.

P(Q) = P(Q: S, U:) = 1√2 ∗ W ∗ U X!Y�

12 ∗

�Q � S":U: Z

X= Dato del ensayo µ=Media aritmetica de los datos de los ensayos s=Desviacion estándar de la muestra S=σ en la figura #16 Grafica 5. Distribución normal de la función (Spiegel, 1973)

A partir de la media () o valor central se puede establecer sobre la función de distribución, un área determinada donde se asume que los valores “normales” del ensayo deben estar contenidos. Para excluir los datos atípicos se utilizó como criterio excluir los valores que queden por fuera del intervalo de dos veces la dispersión con un área de 0.956.

YX[ � μZU ] 2.0

62

VALOR REPRESENTATIVO DE LA MUESTRA El manual de maderas para el grupo andino (1987) propone que el valor correspondiente al 5% de exclusión se tome como dato representativo del ensayo. Para obtener el percentil 5 se puede utilizar la función probabilista (t) Student. La función (t) de student es muy parecida a la función normal, pero se aplica mucho para muestras pequeñas, menores de 30 datos o ensayos. (Spiegel, 1973) (5%) = μ − P(^: _ � 1,0,95" ∗ U√_`

E(5%)= Estimación del percentil µ =media aritmetica de la muestra f(t: N-1,0,95)= valor de la fincion(t), en N-1 para una probabilidad del 95% N=# de ensayos (Spiegel, 1973) S= Desviacion S V=N-1 Funcion (t) student ^ = Q − SU ∗ √_ − 1

a = ab(1 + ^:_ − 1)d:

Yo=constante que depende de N

Grafica 6. Distribución de Student Tomada de (Spiegel, 1973)

En el anexo se encuentra tabulada la función (t) para diferentes números de ensayos y percentiles

63

6.2 RESULTADOS ENSAYOS DE CARACTERIZACION. Para cada ensayo de caracterización se muestra como se obtuvo el dato de una de las probetas, los demás datos se encuentran en los anexos. 6.2.1 Compresión paralela a la fibra pino. Se ensayaron 12 probetas se muestra los cálculos de la probeta #101, cada probeta se ensayó de acuerdo al procedimiento descrito en el numeral 6.1.1 Figura 7. Ensayo compresión paralela a la fibra probeta #101

Los datos de carga-deformación fueron tomados por medio de videos en los cuales podemos observar las cargas emitidas por la máquina y la deformación en el mismo tiempo las medidas de la probeta se observan en la figura n° 22 y son: luz =200mm, ancho=50mm, espesor=50mm.

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Grafica 7. Curva Carga-Alargamiento probeta #101

La variable Pmax corresponde al valor máximo de carga alcanzado en el ensayo para este caso el valor es de 7863 Kg. La variable DLP corresponde al valor del alargamiento de la probeta con la a carga de PLP para este caso es de 0.19cm. El contenido de humedad se calcula con la fórmula (5-33). ef = ghigjgk 100 ef = :%:i::&::& 100 = 13 → ef = 13% UPnopqb pb^npr(st) = guvwxyzv =

{(%&.|{∗8||%|∗%| = 258,12 ~�/��:

Para calcular el modulo de el modulo de elasticidad (MOE) utilizo la formula (5-34) = s �⁄ → s = ∗ � = �� = g��/x� = g��x∗� → �b�b � = �� → = g��∗�x∗� = g��∗�x∗� = (�{�,�∗:||(%|∗%|)∗|,{: � 764,563 ��

uu` � 76456,3 ���u`

La densidad (ρ) es un valor aproximado ya que se cortaron de las probetas ensayadas, pedazos pequeños con apariencia cubica y se le tomaron las tres medidas, largo, ancho y altura para calcular el volumen, y peso pero cualquier error en una medida varía notablemente el volumen y por consiguiente la densidad. Los valores de las medidas y pesos de estas muestras de cada ensayo se encuentran en el anexo.

0

2000

4000

6000

8000

10000

0.000000.050000.100000.150000.200000.250000.300000.350000.400000.450000.50000

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

65

Para el ensayo de la muestra #101 tenemos: � = gh� = :%:�:||uu∗%|uu∗%|uu = 0.00045 � ��&� = 0.45 � ��&� La forma de falla se puede observar en la foto inmersa en la figura #22. Para cada ensayo se realizaron los mismos cálculos descritos anteriormente, los resultados de cada ensayo se encuentran en el anexo. Para encontrar los valores típicos del esfuerzo máximo de compresión paralelo a la fibra y el MOE se utilizaron los métodos estadísticos. Tabla 5. Resultados generales de ensayo de compresión paralela a la fibra

En la tabla #5 se calculan los promedios aritmético () de σR, σLP, y el MOE para las probetas #101 a #112

N° prodeta σR (Kg/cm2) σlp(kg/cm2) MOE(kg/cm2)

101 258,1222511 190,79 76456,31

102 314,5424153 209,69 27432,62

103 287,80631 172,92 26931,03

104 311,1419568 186,69 35101,12

105 298,2448808 180,00 29645,13

106 307,8142353 164,17 26197,06

107 312,4 249,92 5206,49

108 342,4 118,24 18600,03

109 260,4581991 145,00 24988,01

110 268,9778598 143,45 94838,19

111 288,204248 172,92 26931,03

112 304,5569418 182,73 26931,03

Σ 3554,67 2116,53 419258,08

XPROME(µ)= 296,22 176,38 34938,17

Pino Caribaea

ENSAYO DE COMPRESION PARALELA A LA FIBRA

66

Tabla 6. Promedios aritméticos

ENSAYO DE COMPRESION PARALELA A LA FIBRA criterio CHAUVENET

Pino Caribaea ABS((X-µ)/S)>2.0

(Xi-µ)R (Xi-µ)R2 (Xi-µ)LP (Xi-µ)LP2 (Xi-µ)MOE (Xi-µ)MOE2

-38,10 1451,62451 14,41 207,61039 41518,13 1723755503 1,6043 OK

18,32 335,62144 33,32 1110,06402 -7505,55 56333332,6 0,7714 OK

-8,42 70,8312695 -3,45 11,9354455 -8007,14 64114266,6 0,3544 OK

14,92 222,591935 10,31 106,251851 162,95 26552,9091 0,6282 OK

2,02 4,09026083 3,62 13,1238087 -5293,04 28016262,3 0,0852 OK

11,59 134,369683 -12,21 149,07746 -8741,11 76406968,6 0,4881 OK

16,18 261,713399 73,54 5408,52575 -29731,69 883973170 0,6812 OK

46,18 2132,36691 -58,14 3379,948 -16338,14 266934843 1,9444 OK

-35,76 1279,08103 -31,38 984,536225 -9950,16 99005647,5 1,5059 OK

-27,24 742,267231 -32,92 1083,88848 59900,02 3588011897 1,1472 OK

-8,02 64,2914268 -3,45 11,9354455 -8007,14 64114266,6 0,3376 OK

8,33 69,4638952 6,36 40,4094765 -8007,14 64114266,6 0,3509 OK

Σ 6768,31299 Σ 12507,3064 Σ 6914806976

SσR= 23,7492333 SσLP= 32,2842923 SσMOE= 24004,8727

CVER= 0,08017365 CVLP= 0,18304106 CVMOE= 0,6870672

En la tabla #8 se calcula la desviación estándar (S) y el coeficiente de variación (CV) para σR, σLP, y el MOE para las probetas #101 a #112 y se le aplica el criterio Chauvenet a cada probeta.

U = �∑(��i�)`d N= Numero datos µ=media aritmetica (7-2)

��t = �{�{'.&8&88 = 23,74

e� � �

� (7-3)

�� � :&,�(

:�{,:: � 0.08

67

Se aplica el criterio de Chauvenet a la probeta y todas las probetas cumplieron. Para escoger el dato representativo de la muestra se aplicó la distribución estadística de Student (t) especial para pequeñas muestras, menores de 30 datos, esta función se encuentra tabulada en el anexo. El Percentil 5% equivale a un límite de confianza correspondiente al 95% de la función de student (t) y está dado por la siguiente fórmula: S ± ^|.�%( �√di8) N=10

Se escoge el límite inferior, y con γ=N-1 y t 0.95 entramos a la tabulación de la función (t) en el anexo y encontramos f (t 0.95)=1.83. Ahora calculamos el límite inferior para σR, σLP, y el MOE ! � 5% s�t = S�t ± ^|.�%( ���√di8) _ = 10 ��t = 23.749

! � 5% s�t = 296.22 − 1.83 $ (%.(|√8:i8) = 282.63 ver tabla #11

! � 5%  ¡ = 34938.17 − 1.83 $:(||(.'�√8:i8 ) = 21198.45

! � 5% s�g = 176.38 − 1.83 $ &:.:'√8:i8) = 157.90

La norma NTC-1011 recomienda usar para encontrar los esfuerzos básicos un factor de seguridad de 1.40 a 2.25 dependiendo del tipo de ensayo, en esta investigación se utiliza un factor de seguridad (FS) único de 2.25 para riesgos de carga prolongada y otros imprevistos. El valor del esfuerzo básico de diseño recomendado es: s¢g£�¤zñk = g�t%% �¦�§� = :':.{&:.:% = 129.20 ~�/��: ver tabla # 11

68

Tabla 7. Calculos estadisticos para compresión paralela a la fibra

PROPIEDAD µ S CV PER 5%

kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2

σR 296,222442 23,75 0,08 282,63

σlp 176,38 32,28 0,18 157,90

MOE 34938,17 24004,87 0,69 21198,45

Factor seguridad (FS) 2,25

Esfuerzo basico diseño (σcp) 125,613

6.2.2 Compresión perpendicular a la fibra pino. Se ensayaron 12 probetas de la probeta #201 a la probeta #212 con el procedimiento descripto en el numeral 6.2.1 se muestra el ensayo de la probeta #201, ver figura #24. Los datos de carga se tomaron aleatoriamente, hasta alcanzar una deformación total de 2.5mm. Las medidas de la probeta se observan en la figura #24 y son: Longitud=Luz prob=150 mm, Ancho=50 mm este valor es el ancho de la platina, y es igual en todas las muestras de este ensayo, Espesor=1/2 in y Altura probeta=50mm.

F(STUDENT)

N(#datos) 11

UER 296,22 (kg/cm2) s(σ)ER 23,75 cvER 0,08

PER 5% σER 282,63 (kg/cm2) 27,72 (Mpa)

UMOE 34938,17 (kg/cm2) s(σ)MOE 24004,87 cvMOE 0,69

PER 5% σMOE 21198,45 (kg/cm2) 2078,86 (Mpa)

ULP 176,38 (kg/cm2) s(σ)LP 32,28 cvLP 0,18

PER 5% σLP 157,90 (kg/cm2) 15,48 (Mpa)

σfl (diseño) (kg/cm2) 125,613

PERCENTIL 5(PER)=PER 5%

Pino caribe compresion paralela a la Fibra

69

Figura 8. Ensayo compresión perpendicular a la fibra probeta #201

Para hacer la grafica Esfuerzo-deformación unitaria, se calculan ambas variables a partir de los datos del ensayo de la siguiente manera: La variable PLP corresponde al valor de la carga del punto al final de la parte recta de la curva Esfuerzo-deformación unitaria del ensayo. Para este caso de la probeta #201 es de 1245 Kg, ver figura #24 La variable Pmax corresponde al valor máximo de carga alcanzado en el ensayo para este caso el valor es de 1593 Kg. La variable DLP corresponde al valor del alargamiento de la probeta con la a carga de PLP para este caso es de 1.18mm. El contenido de humedad se calcula con la formula (5-33). ef = ghigjgk 100 ef � 8�:i8�&

8�& 100 � 10.98 → ef � 11% UPnopqbpb^npr�st" �

guvw

xyzv=8%�:.'&∗8||

%|∗%|� 63.71~�/��:

Para calcular el modulo de el modulo de elasticidad (MOE) utilizo la formula (5-34)

70

= s �⁄ → s = ∗ � = �� = g��/x� = g��x∗� → �b�b � = �� → = g��∗�x∗� = g��∗�x∗� = 8:(%∗8%|(%|∗%|)∗|,{: � 104.683 ��uu` = 10468.378 ���u` La densidad (ρ) se calcula como en el numeral 7.1.1.La forma de falla se puede observar en la foto inserta en la figura #24. Para cada ensayo se realizaron los mismos cálculos descriptos anteriormente, los resultados de cada ensayo se encuentran en el anexo. Para encontrar los valores básico del esfuerzo máximo de compresión perpendicular a la fibra y el MOE se utilizan los métodos estadísticos. Tabla 8. Resultados generales Ensayo de Compresion perpendicular a la fibra ENSAYO DE COMPRESION PERPENDICULAR A LA FIBRA

Pino Caribaea

N°

prodeta σR (Kg/cm2) σlp(kg/cm2) MOE(kg/cm2)

201 63,7132948 49,8 10468,37767

202 106,6835152 57 15376,71087

203 96,71857143 47,12 13890,21607

204 104,7784524 55,12 19736,00792

205 102,9402339 61,7641404 16351,23038

206 115,8077632 69,4846579 19085,29907

207 101,1654023 74,1879617 14946,50652

208 66,4 44,2666667 7749,119365

209 104 62,4 16607,23631

210 104 62,4 16607,23631

211 69,28 39,92 7907,939443

212 106,0408434 59,84 16090,35881

Σ 1141,53 683,30 174816,24

XPROME(µ)= 95,13 56,94 14568,02

71

En la tabla #8 se calculan los promedios aritmético () de σR, σLP, y el MOE para las probetas #201 a #212. Tabla 9. Media y desviación estándar esfuerzos compresión perpendicular a la fibra del pino

ENSAYO DE COMPRESION PERPENDICULAR A LA FIBRA criterio CHAUVENET

Pino Caribaea ABS((X-µ)/S)>2.0

(Xi-µ)R (Xi-µ)R2 (Xi-µ)LP (Xi-µ)LP2 (Xi-µ)MOE (Xi-µ)MOE2

-31,41 986,842218 -7,14 51,0074815 -4099,64 16807066,3 1,8365 OK

11,56 133,545191 0,06 0,00336955 808,69 653981,094 0,6756 OK

1,59 2,53201839 -9,82 96,4707453 -677,80 459418,023 0,0930 OK

9,65 93,1439758 -1,82 3,31950988 5167,99 26708100,2 0,5642 OK

7,81 61,0413159 4,82 23,2534984 1783,21 3179839,63 0,4567 OK

20,68 427,679914 12,54 157,319466 4517,28 20405811,2 1,2090 OK

6,04 36,4581998 17,25 297,424843 378,49 143252,123 0,3530 OK

-28,73 825,260047 -12,68 160,662864 -6818,90 46497404,4 1,6794 OK

8,87 78,7241006 5,46 29,7902856 2039,22 4158403,59 0,5187 OK

8,87 78,7241006 5,46 29,7902856 2039,22 4158403,59 0,5187 OK

-25,85 668,08497 -17,02 289,746857 -6660,08 44356671,6 1,5111 OK

10,91 119,104562 2,90 8,39868096 1522,34 2317515,76 0,6380 OK

Σ 3511,14061 Σ 1147,18789 Σ 169845868

SσR= 17,10541 SσLP= 9,77747363 SσMOE= 3762,1566

CVER= 0,17981592 CVLP= 0,17170949 CVMOE= 0,25824763

En la tabla #9 se calculan la desviación estándar (S) y el coeficiente de variación (CV) para σR, σLP, y el MOE para las probetas #201 a #212 y se le aplica el criterio Chauvenet a cada probeta como en el numeral 7.1.

72

Tabla 10. Valores de diseño esfuerzos compresión perpendicular a la fibra del pino

Para escoger el dato representativo de la muestra se aplica la distribución estadística de Student (t) como se hizo en el numeral 7.1, los resultados se observan en la tabla #15. Tabla 11. Resumen esfuerzos compresión perpendicular a la fibra del pino

6.2.3 Flexión perpendicular a la fibra pino. Se ensayaron 12 probetas, la numeración de las probetas se puede ver en la tabla #17.El ensayo se hizo con el procedimiento descripto en el numeral 6.1.3, se muestra el ensayo de la probeta #301, ver figura #25. Los datos de carga se tomaron cada aleatoriamente de lectura de la máquina, los valores de carga de la figura #25, se aplicó carga hasta alcanzar la falla de la muestra. Se registró cada lectura de la carga, la correspondiente deflexión en que registra el deformimetro manual.

F(STUDENT)

N(#datos) 11

UER 95.13 (kg/cm2) s(σ)ER 17.11 cvER 0.18

PER 5% σER 85.34 (kg/cm2) 8.37 (Mpa)

UMOE 14568.02 (kg/cm2) s(σ)MOE 3762.16 cvMOE 0.26

PER 5% σMOE 12414.67 (kg/cm2) 1217.46 (Mpa)

ULP 56.94 (kg/cm2) s(σ)LP 9.78 cvLP 0.17

PER 5% σLP 51.35 (kg/cm2) 5.04 (Mpa)

σfl (diseño) (kg/cm2) 37.927

Pino caribe compresion Perpendicular a la Fibra

PERCENTIL 5(PER)=PER 5%

PROPIEDAD µ S CV PER 5%

kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2

σR 95.1273397 17.11 0.18 85.34

σlp 56.94 9.78 0.17 51.35

MOE 14568.02 3762.16 0.26 12414.67

Factor seguridad (FS) 2.25

Esfuerzo basico diseño (σcp) 37.927

73

Las medidas de la probeta #301 se observan en la figura #15 y son: Luz apoyo=550 mm, Ancho=50 mm, y Altura =50 mm. Figura 9. Ensayo Flexión perpendicular a la fibra pino

Para hacer la gráfica Carga-deflexión, se toman cada par de puntos de la lectura del ensayo y se grafican ver figura #25 La variable PLP corresponde al valor de la carga del punto al final de la parte recta de la curva carga-deflexión del ensayo. Para este caso de la probeta #301 es de 1208 Kg, ver figura #25. La variable Pmax corresponde al valor máximo de carga alcanzado en el ensayo para este caso el valor es de 2357 Kg. La variable DLP corresponde al valor de deflexión de la probeta con la a carga de PLP para este caso es de 7,4mm. El contenido de humedad se calcula con la fórmula (5-33). ef = ghigjgk 100 ef �

''�i�(%

�(%100 � 19.06 → ef � 19%

UPnopqbpb^npr�st" �

guvw

xyzv=:&%�.||∗8||

%|∗%|� 12.81~�/��:

Para calcular el modulo de el modulo de elasticidad (MOE) utilizo la formula (5-34) � s

�⁄ → s � ∗ �

74

= �� = g��/x� = g��x∗� → �b�b � = �� → = g��∗�x∗� = g��∗�x∗� = 8:|'∗%%|(%|∗%|)∗|,�( � 1379.605 ��uu` = 137960.51 ���u` Para calcular el módulo de elasticidad (MOE) se utilizó la fórmula de Gere- Timoshenko (7-27) La densidad (ρ) se calcula como en el numeral 7.1.1. La forma de falla se observa en la foto inserta en la figura #25 Para cada ensayo se realizaron los mismos cálculos descriptos anteriormente, los resultados de cada ensayo se encuentran en el anexo. Para encontrar los valores básico del esfuerzo máximo de flexión perpendicular a la fibra y el MOE se utilizó los métodos estadísticos. Tabla 12. Resultados generales ensayo Flexión perpendicular a la fibra pino

ENSAYO DE FLEXION PERPENDICULAR A LA FIBRA

Pino Caribaea

N°

prodeta

σR

(Kg/cm2) σlp(kg/cm2) MOE(kg/cm2)

301 25 12,8128978 137960,5062

302 26 14,216129 147182,2495

303 27 12,6 150742,4101

304 28 16,8 161509,7251

305 29 15,4666667 157107,9925

306 30 16 157107,9925

307 31 16,5333333 157107,9925

308 32 17,2830189 145384,1472

309 33 15,4 150742,4101

310 34 18,1333333 157107,9925

311 35 16,2427431 151554,5473

312 36 18,0434433 134916,2761

Σ 366,00 189,53 1808424,24

XPROME(µ)= 30,50 15,79 150702,02

75

En la tabla #17 se calculan los promedios aritmético () de σR, σLP, y el MOE para las probetas indicadas. Tabla 13. Promedios aritméticos

ENSAYO DE FLEXION PERPENDICULAR A LA FIBRA criterio CHAUVENET

Pino Caribaea ABS((X-µ)/S)>2.0

(Xi-µ)R (Xi-µ)R2 (Xi-µ)LP (Xi-µ)LP2 (Xi-µ)MOE (Xi-µ)MOE2

-5,50 30,25 -2,98 8,88874216 -12741,51 162346177 1,5933 OK

-4,50 20,25 -1,58 2,4906145 -3519,77 12388785,6 1,3036 OK

-3,50 12,25 -3,19 10,2035341 40,39 1631,34712 1,0139 OK

-2,50 6,25 1,01 1,01143829 10807,70 116806486 0,7242 OK

-1,50 2,25 -0,33 0,10734171 6405,97 41036482,3 0,4345 OK

-0,50 0,25 0,21 0,04231368 6405,97 41036482,3 0,1448 OK

0,50 0,25 0,74 0,54617453 6405,97 41036482,3 0,1448 OK

1,50 2,25 1,49 2,21629246 -5317,87 28279772,8 0,4345 OK

2,50 6,25 -0,39 0,15547021 40,39 1631,34712 0,7242 OK

3,50 12,25 2,34 5,47109043 6405,97 41036482,3 1,0139 OK

4,50 20,25 0,45 0,20110381 852,53 726802,565 1,3036 OK

5,50 30,25 2,25 5,05865848 -15785,74 249189714 1,5933 OK

Σ 143 Σ 36,3927743 Σ 733886930

SσR= 3,45205253 SσLP= 1,74147386 SσMOE= 7820,30973

CVER= 0,11318205 CVLP= 0,11025966 CVMOE= 0,05189253

En la tabla #18 se calculó la desviación estándar (S) y el coeficiente de variación (CV) para σR, σLP, y el MOE para las probetas indicadas en la tabla#17 y se le aplicó el criterio Chauvenet a cada probeta como en el numeral 7.1

76

Tabla 14. Valor de diseño esfuerzo a flexión carga perpendicular a la fibra el pino

Para escoger el dato representativo de la muestra se aplicó la distribución estadística de Student (t) como se hizo en el numeral 7.1, los resultados se observan en la tabla #14

F(STUDENT)

N(#datos) 11

UER 30.50 (kg/cm2) s(σ)ER 3.45 cvER 0.11

PER 5% σER 28.52 (kg/cm2) 2.80 (Mpa)

UMOE 150702.02 (kg/cm2) s(σ)MOE 7820.31 cvMOE 0.05

PER 5% σMOE 146225.89 (kg/cm2) 14339.86 (Mpa)

ULP 15.79 (kg/cm2) s(σ)LP 1.74 cvLP 0.11

PER 5% σLP 14.80 (kg/cm2) 1.45 (Mpa)

σfl (diseño) (kg/cm2) 12.677

PERCENTIL 5(PER)=PER 5%

Pino caribe flexion perpendicular a la Fibra

PROPIEDAD µ S CV PER 5%

kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2

σR 30.5 3.45 0.11 28.52

σlp 15.79 1.74 0.11 14.80

MOE 150702.02 7820.31 0.05 146225.89

Factor seguridad (FS) 2.25

Esfuerzo basico diseño (σcp) 12.677

77

6.2.4 Tracción perpendicular a la fibra . Se ensayaron 12 probetas, la numeración de las probetas se puede ver en la tabla #25.El ensayo se hizo con el procedimiento descripto en el numeral 6.1.4, se muestra el ensayo de la probeta #407, ver figura #26. Los datos de carga se tomaron cada aleatoriamente, la carga se aplica hasta alcanzar la falla de la muestra. Las medidas de la probeta #407 se observan en la figura #26 y son: H=50 mm, E=50 mm, L=63 mm y E1 =13 mm Figura 10. Ensayo Tracción perpendicular a la fibra pino

78

Tabla 15. Valores esfuerzos tracción perpendicular a la fibra del pino.

ENSAYO DE TRACCION PERPENDICULAR A LA FIBRA PERCENTIL F(t) 1,8

Pino Radiata 5% No DATO 12

N° prodeta σtraccion max(Kg/cm2)

401 33,6 2,31 5,35 30,40 (Kg/cm2)

402 31,2 -0,09 0,01

403 29,8486829 -1,44 2,07

404 33,0755676 1,79 3,20

405 33,6 2,31 5,35

406 29,9216626 -1,36 1,86

407 31,2 -0,09 0,01

408 28,4603721 -2,83 7,99

409 29,138 -2,15 4,62

410 32,2051579 0,92 0,84

411 30,9821772 -0,30 0,09

412 32,2051579 0,92 0,84

Σ 375,436778 Σ 32,23

XPROME(µ)= 31,29 s= 1,64 CV 0,05

En la tabla #15 se calculan los promedios aritmético () de σR, σLP, y el MOE para las probetas indicadas

PROPIEDADES

(µ) 31,29 Kg/cm2

S 1,64 Kg/cm2

CV 0,05 Kg/cm2

PER 5%σc 30,40 Kg/cm2

FS 2,25

σcT diseño 13,51 Kg/cm2

79

6.2.5 Tracción paralela a la fibra . Se ensayaron 11 probetas, la numeración de las probetas se puede ver en la tabla #25.El ensayo se hizo con el procedimiento descripto en el numeral 6.1.4, se muestra el ensayo de la probeta #505, ver figura #26. Los datos de carga se tomaron aleatoriamente, la carga se aplica hasta alcanzar la falla de la muestra. Las medidas de la probeta #505 se observan en la figura #26 y son: H=50 mm, E=50 mm, L=63 mm y E1 =13 mm. Figura 11. Ensayo tracción paralela a la fibra probeta #505

80

El contenido de humedad se calculó con la fórmula (5-33). ef = ghigjgk 100 ef = &�.(i&(.:'&(.:' 100 = 9.1 → ef = 9% UPnopqb pb^npr(st) = guvwxyzv =

�|'.�%∗8||%|∗%| = 56.70~�/��:

La densidad (ρ) se calcula como en el numeral 7.1.1. La forma de falla se puede observar en la foto inserta en la figura #27 Para cada ensayo se realizaron los mismos cálculos descriptos anteriormente, los resultados de cada ensayo se encuentran en el anexo. Para encontrar los valores básico del esfuerzo máximo de tracción paralela a la fibra se utilizó los métodos estadísticos. Tabla 16. Valores esfuerzos tracción paralelo a la fibra del pino.

ENSAYO DE TRACCION PARALELA A LA FIBRA PERCENTIL F(t) 1,81

Pino Radiata 5% NoDATO 11

N° prodeta σtraccion max(Kg/cm2)

401 50,4 -4,03 16,24 49,65 (Kg/cm2)

402 56,7 2,27 5,15

403 43,68 -10,75 115,55

404 46,4 -8,03 64,47

405 56,7 2,27 5,15

406 45,6 -8,83 77,96

407 75,3362791 20,91 437,09

408 56,7 2,27 5,15

409 60,48 6,05 36,61

410 53,3647059 -1,06 1,13

411 53,3647059 -1,06 1,13

Σ 598,73 Σ 765,66

XPROME(µ)= 54,43 s= 8,34 CV 0,15

En la tabla #16 se calculó la media aritmética (), la desviación estándar (S) para las probetas indicadas en la tabla #29 y se le aplica el criterio Chauvenet a cada probeta como en el numeral 7.1.

81

En la tabla #26 se calculó la desviación estándar (S) y el coeficiente de variación (CV) para σR, σLP, y el MOE para las probetas indicadas en la tabla#25 y se le aplicó el criterio Chauvenet a cada probeta como en el numeral 7.1 en la tabla #25 Tabla 17. Valores de diseño esfuerzos tracción paralela a la fibra del pino

Para escoger el dato representativo de la muestra se aplicó la distribución estadística de Student (t) como se hizo en el numeral 7.1. 6.2.6 Corte tangencial a la fibra del pino . Se ensayaron 12 probetas, la numeración de las probetas se puede ver en la tabla #29. El ensayo se hizo con el procedimiento descripto en el numeral 6.1.5, se muestra el ensayo de la probeta #611, ver figura #27. La carga se aplicó a una velocidad constante del orden 0.60 mm de por minuto de avance de la cizalla, hasta alcanzar la falla, solo se registró la carga máxima. Las medidas de la probeta #611 se observan en la figura #27.

(µ) 25.85 Kg/cm2

S 4.96 Kg/cm2

CV 0.19 Kg/cm2

PER 5%σc 23.02 Kg/cm2

FS 2.25

σ Cdiseño 10.23 Kg/cm2

propiedades

82

Figura 12. Ensayo corte tangencial a la fibra probeta #611

La densidad (ρ) se calcula como en el numeral 7.1.1. La forma de falla se puede observar en la foto inserta en la figura #28 Para cada ensayo se realizaron los mismos cálculos descriptos anteriormente, los resultados de cada ensayo se encuentran en el anexo. Para encontrar el valor básico del esfuerzo máximo de corte tangencial se utilizó los métodos estadísticos.

83

Tabla 18. Valores esfuerzos corte tangencial a la fibra del pino.

En la tabla #18 se calculó la media aritmética (), la desviación estándar (S) para las probetas indicadas en la tabla #19 y se le aplica el criterio Chauvenet a cada probeta como en el numeral 7.1. Tabla 19. Valor de diseño esfuerzo a corte tangencial a la fibra del pino

ENSAYO DE CORTE TANGENCIAL A LA FIBRA PERCENTIL F(t) 1,8

Pino Radiata 5% NoDATO 12

N° prodeta σtraccion max(Kg/cm2)

401 76,3954286 0,76 0,58 74,43 (Kg/cm2)

402 72,8814991 -2,75 7,56

403 73,7611034 -1,87 3,50

404 76,3954286 0,76 0,58

405 73,9555556 -1,68 2,81

406 76,8 1,17 1,36

407 73,36 -2,27 5,16

408 79,04 3,41 11,62

409 75,6 -0,03 0,00

410 79,32 3,69 13,60

411 72,6340238 -3,00 8,99

412 77,44 1,81 3,27

Σ 907,58 Σ 59,04

XPROME(µ)= 75,63 s= 2,22 CV 0,03

N° prodeta σt raccion max(Kg/cm2)

601 76,39542857 0,76 0,58 0,344 OK

602 72,88149915 -2,75 7,56 1,240 OK

603 73,76110345 -1,87 3,50 0,843 OK

604 76,39542857 0,76 0,58 0,344 OK

605 73,95555556 -1,68 2,81 0,756 OK

606 76,8 1,17 1,36 0,527 OK

607 73,36 -2,27 5,16 1,024 OK

608 79,04 3,41 11,62 1,536 OK

609 75,6 -0,03 0,00 0,014 OK

610 79,32 3,69 13,60 1,663 OK

611 72,63402377 -3,00 8,99 1,352 OK

612 77,44 1,81 3,27 0,815 OK

Σ 907,58 Σ 59,04

XPROME(µ)= 75,63 s= 2,22

ABS((X-µ)/S)>2.0

Pino Caribaea

ENSAYO DE CORTE TANGENCIAL A LA FIBRA

criterio eliminar

84

Para escoger el dato representativo de la muestra, se aplicó la distribución estadística de Student (t) como se hizo en el numeral 7.1, los resultados se observan en la tabla #30. Tabla 20. Resumen esfuerzos corte tangencial al grano del pino

PROPIEDADES

(µ) 75,63 Kg/cm2

S 2,22 Kg/cm2

CV 0,03 Kg/cm2

PER 5%σc 74,43 Kg/cm2

FS 2,25

σvT diseño 33,08 Kg/cm2

6.2.6 Corte radial a la fibra del pino. Se ensayaron 12 probetas, la numeración de las probetas se puede ver en la tabla #20. El ensayo se hizo con el procedimiento descripto en el numeral 6.1.5, se muestra el ensayo de la probeta #707, ver figura #27. La carga se aplicó a una velocidad constante del orden 0.60 mm de por minuto de avance de la cizalla, hasta alcanzar la falla, solo se registró la carga máxima. Las medidas de la probeta #707 se observan en la figura #27.

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Figura 13. Ensayo corte radial a la fibra probeta #707

La densidad (ρ) se calcula como en el numeral 7.1.1. La forma de falla se puede observar en la foto inserta en la figura #29 Para cada ensayo se realizaron los mismos cálculos descriptos anteriormente, los resultados de cada ensayo se encuentran en el anexo. Para encontrar el valor básico del esfuerzo máximo de corte tangencal se utilizó los métodos estadísticos.

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Tabla 21. Valores esfuerzos corte radial a la fibra del pino

En la tabla #21 se calculó la media aritmética (), la desviación estándar (S) para las probetas indicadas, y se aplicó el criterio Chauvenet a cada probeta como en el numeral 7.1. Tabla 22. Valor de diseño esfuerzo a corte radial a la fibra del pino

ENSAYO DE CORTE RADIAL A LA FIBRA PERCENTIL F(t) 1,8

Pino Radiata 5% NoDATO 11

N° prodeta

σtraccion

max(Kg/cm2)

401 53,6837736 -4,18 17,46 54,12 (Kg/cm2)

402 55,0046397 -2,86 8,17

403 55,1986596 -2,66 7,10

404 56,3921441 -1,47 2,16

405 70,58 12,72 161,73

406 48,0762519 -9,79 95,78

407 66,4 8,54 72,88

408 66,4 8,54 72,88

409 56,4 -1,46 2,14

410 56,1846154 -1,68 2,82

411 52,1714286 -5,69 32,39

Σ 636,49 Σ 475,51

XPROME(µ)= 57,86 s= 6,57 CV 0,11

N° prodeta σt raccion max(Kg/cm2)

701 53,68377358 -4,18 17,46 0,636 OK

702 55,00463972 -2,86 8,17 0,435 OK

703 55,19865961 -2,66 7,10 0,405 OK

704 56,39214414 -1,47 2,16 0,224 OK

705 70,58 12,72 161,73 1,934 OK

706 48,07625192 -9,79 95,78 1,488 OK

707 66,4 8,54 72,88 1,298 OK

708 66,4 8,54 72,88 1,298 OK

709 56,4 -1,46 2,14 0,222 OK

710 56,18461538 -1,68 2,82 0,255 OK

711 52,17142857 -5,69 32,39 0,866 OK

Σ 636,49 Σ 475,51

XPROME(µ)= 57,86 s= 6,57

criterio eliminar Pino Caribaea

ENSAYO DE CORTE RADIAL A LA FIBRA

ABS((X-µ)/S)>2.0

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Para escoger el dato representativo de la muestra, se aplicó la distribución estadística de Student (t) como se hizo en el numeral 7.1, los resultados se observan en la tabla #22. Tabla 23. Resumen esfuerzos corte tangencial al grano del pino

PROPIEDADES

(µ) 57,86 Kg/cm2

S 6,57 Kg/cm2

CV 0,11 Kg/cm2

PER 5%σc 54,12 Kg/cm2

FS 2,25

σvN diseño 24,05 Kg/cm2

88

7. RESULTADOS 7.1 RECONOCIMIENTO DE LAS EMPRESAS QUE OFERTAN LA MADERA INDUSTRIAL EN VILLAVICENCIO META. Iniciando el proceso de investigación se realizaron visitas a las diferentes empresas que comercializan maderas de tipo industrial para Villavicencio, se evidencio un mercado creciente en este campo ya que hay una gran cantidad de distribuidores. La gama de productos derivados de este material que se ofrece en la ciudad es muy amplia, dentro de los cuales se destacan: la madera rolliza, postes para cerca inmunizados al vacío, varas, varetas, polines, planchones, repisas, estacas, madera para construcción (camillas, estibas, tablas), madera para muebles, aserrada, cepillada, hasta la construcción de casas, bodegas y cabañas elaborados enteramente en madera. Foto 12. Tablas apiladas

Foto 13. Acopio madera rolliza

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Foto 14. Listones y tablas

Foto 15. Bodega Realizada en madera

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Foto 16. Estructura para tanque elevado en madera

Foto 17 Cabaña en madera

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El siguiente es el listado de empresas que comercializan maderas en Villavicencio:

� Maderas Aragón. Villavicencio � Maderas el vergel. Villavicencio � Central maderera de Colombia. Villavicencio � Depósito de maderas Canadá. Villavicencio � Depósito de maderas el nogal. Villavicencio � Depósito de maderas el triángulo. Villavicencio � Industrias de maderas del llano. Villavicencio � Depósito de maderas la múltiple. Villavicencio � Depósito de maderas yaya. Villavicencio � Made triplex del llano. Villavicencio � Maderas el alcaraván. Villavicencio � Maderas el estero. Villavicencio � Surtí triplex de Villavicencio. Villavicencio � Distrimaderas el trébol � Maderas el águila. Villavicencio � Aserríos los maracos. Villavicencio � Maderas el guayacán. Villavicencio � Maderas maximaderas. Villavicencio � Triplex y triplex a.g. Villavicencio � Comercializadora de maderas. Villavicencio � Maderas primero de junio. Granada � Depósito de maderas la ley del monte. Granada � Mateo madera. Villavicencio � Maderas Villavicencio � Maderas dimalla. Villavicencio � Triplex y aglomerados del llano. Villavicencio � Comercializadora de maderas codema. Villavicencio � Maderas & enchapados guayacán. Villavicencio � Maderarte. Villavicencio

Es importante aclara que pese a la importancia de este proyecto de investigación, solo la empresa Maderas Aragón fue la única que se mostró dispuesta en apoyar dicho trabajo, permitiéndonos visitar su aserrío y suministrando las probetas de madera variedad pinus Caribaea.

92

7.2 DISEÑO Y DESARROLLO DE DISPOSITIVOS QUE PERMITA N FALLAR LAS PROBETAS DE MADERA DE TIPO PINUS CARIBAEA. Para la evaluación de las propiedades mecánicas del pinus Caribaea se deben realizar dos ensayos (Ensayo de tracción NTC-961 y ensayo de corte NTC-775) con equipos específicos para fallar madera, ya que no se encontró en el departamento estos elementos, se optó por diseñarlos y construirlos. Fase de diseño equipo para tracción NTC-961. Revisando la norma primero se determinaron las dimensiones que iban a tener las probetas, en segunda instancia era determinar las características del ensayo es decir de qué manera se aplican las cargas a los elementos en madera. Durante este proceso se encontró que la maquina usada para la medición del esfuerzo a compresión del concreto presenta un movimiento descendente del pistón que se puede usar para este ensayo transformando el esfuerzo de compresión al de tracción. Una vez entendida la forma en que aplica la carga la máquina de ensayo a compresión se procede al diseño en el software AUTOCAD. Figura 14. Diseño en auto CAD del dispositivo para el ensayo a tracción

Tenidos datos de las dimensiones, mandan a cortar dos piezas en madera a modo de mordazas cuya función es sostener las probetas y permitir el acople por medio de rieles sobre la estructura de transfiere las cargas desde la máquina de compresión.

93

Foto 18. Elaboración del molde de mordazas para el ensayo de tracción

94

95

Una vez tenido el molde se lleva a un taller de fundición para que repliquen este elemento en hierro. Foto 19. Mordazas para el ensayo de tracción ya fundidas en hierro

96

Seguido a esto se cortan 18 ángulos en L los cuales son soldados de a pares para darles mayor rigidez, cada uno de estos elementos compuestos miden 15cm cada uno, estos se sueldan a dos platinas (cuatro por platina) en acero de 15cm de espesor que funcionan como bases y distribuyen la carga de compresión de manera uniforme hacia las mordazas, estas se acoplan a la estructura por medio de cuatro rieles. Foto 20. Estructura del aditamento para el ensayo de tracción

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Fase de diseño equipo para corte NTC-775. Al revisar la normativa para este ensayo y conocer tanto las dimensiones de las probetas como la forma en que se aplican las cargas sobre la misma se determina que las probetas en una de sus secciones son sometidas a compresión, la misma área que se someten a este esfuerzo en la parte inferior de la misma quedan en voladizo. Una vez entendida la forma en que aplica la carga la máquina de ensayo a compresión se procede al diseño en el software AUTOCAD.

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Figura 15. Diseño aditamento ensayo de corte

Una vez obtenidas las medidas se cortan elementos de una lámina de 1.2cm de espesor por 5cm de fondo.

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Foto 21. Corte de las láminas que conforman el dispositivo para el ensayo de corte

A la lámina base se sueldan dos tornillos grandes de 7/8” de diámetro y 10cm de largo, los cuales sirven de soporte para otra lamina con dos perforaciones en la cual se insertan dichos tornillos con sus respectivas tuercas y arandelas cuya función será la de confinar la probeta de madera durante el ensayo. Ya que la carga se aplica sobre una sección de la probeta que está en voladizo, se genera un momento el cual desestabiliza el dispositivo, por ende se hace necesario soldar a la base a modo de apoyos dos láminas adicionales que al incrementar el área de contacto de la base del dispositivo, generan una reacción para la cual el momento actuante es despreciable. Foto 22. Se muestra es proceso constructivo del aditamento para el ensayo a corte.

100

101

Ya que por la misma naturaleza del ensayo se hace imposible que la carga generada con la máquina de compresión se aplique sobre la sección de la probeta, se hace necesario emplear un elemento en forma de T que consta de tres laminas soldadas cuya base entra en contacto con el pistón que baja de la máquina de compresión transmitiendo la carga aplicada la cual se transmite a la sección requerida de la probeta.

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Foto 23. Estructura inferior y base del aditamento

Foto 24. Platina superior

Foto 25. Elemento que transmite la carga desde el cilindro de compresión hasta la probeta de madera

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Foto 26. Aditamento para ensayo de corte

7.3 REALIZACIÓN DE ENSAYOS MECÁNICOS SOBRE MADERAS TIPO PINO CARIBE (PINUS CARIBAEA), (FLEXIÓN, COMPRESIÓN, TRAC CIÓN Y CORTE).

Los ensayos descritos en este proyecto toman como referencia la normativa colombiana NTC. Estas pruebas se realizaron en un laboratorio certificado, los certificados de calibración de las maquinas empleadas van adjuntos en los anexos. Dentro de toda la normativa existente para la evaluación de las propiedades mecánicas de la madera, se escogieron cinco ensayos en particular para ser aplicadas al pinus Caribaea. Es importante tener en cuenta que dependiendo de la orientación de las fibras de la madera las características y resultados pueden presentar algunas variaciones. A continuación se describe el procedimiento para cada uno de los ensayos aplicados a la madera de tipo pinus Caribaea según la norma NTC.

NORMA RTECNICA COLOMBIANA NTC 784. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN AXIAL O PARALELA AL GRA NO. Esta norma tiene por objeto establecer el método para determinar la resistencia de la madera axial o paralela al grano. Dimensiones de la probeta, prismoide de 5x5x20cm.

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Procedimiento: Se toma la probeta y se ubica en el centro de la máquina de compresión hasta que se alinee con el centro de la superficie inferior que actúa como apoyo y la superior quien es la que aplica la fuerza compresiva. Se ubica el deformimetro para que haga contacto con la parte inferior del cilindro superior con el fin de medir a que proporción se deforma la probeta en su eje longitudinal. Ya que ningún laboratorio de la ciudad cuenta con un dispositivo capaz de medir en tiempo real el esfuerzo Vs la deformación que se emplea para calcular el módulo de elasticidad MOE, se gravo por medio de una video cámara las medidas de esfuerzo que arroja la máquina de compresión junto con las deformaciones que iba proporcionando el deformimetro. Una vez la probeta llega a su punto de falla, se retira de la máquina y se toma una muestra de madera cerca del punto donde la madera sufre el agrietamiento, posteriormente se ingresa esta muestra a un horno hasta dejarla en estado anhídrido, esto se hace para determinar el contenido de humedad en el que se encontraba para el momento de la prueba. Foto 27. Ensayo a compresión

Carga

Deformimetro

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Foto 28. Sección de falla por compresión paralela a las fibras

NORMA TÉCNICA NTC COLOMBIANA 785. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN PERPENDICULAR AL GRANO. Esta norma tiene por objeto establecer el método para determinar la resistencia de la madera a la compresión perpendicular al grano. Dimensiones de la probeta, prismoide de 5x5x15cm.

Sección de falla por Compresión paralela

A las fibras

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Procedimiento.

Para este ensayo se toma la probeta de madera y se ubica en la máquina de ensayo para compresión de manera tal que la carga se aplique en forma perpendicular a la orientación de las fibras, hay que tener en cuenta que solo un área de 25cm2 es la que recibirá la carga compresiva, esto se logra ubicando una platina en la parte superior de la probeta con las dimensiones que se especifican en la norma, para poder medir la deformación que sufre la probeta que para este ensayo debe es de 2.5mm, en uno de los extremos de la platina se ubica el deformimetro. Ya que no se cuenta con sensores especiales que miden el esfuerzo Vs la deformación para el cálculo del módulo de elasticidad MOE, es necesario grabar un video donde se muestran los valores que arroja la máquina de compresión junto con los valores que da el deformimetro.

Foto 29. Ubicación del deformimetro para ensayo de compresión perpendicular

NORMA TÉCNICA NTC COLOMBIANA 961. DETERMINACIÓN DE LA TRACCIÓN PERPENDICULAR AL GRANO Esta norma establece el método para determinar el esfuerzo unitario máximo de la madera a la tracción perpendicular al grano. Dimensiones de la probeta:

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Figura 16. Dimensiones de la probeta

Nota. Para este ensayo también se midió el esfuerzo que sufren las fibras cuando están en paralelo con la fuerza de tracción aplicada. En primera instancia se debe preparar la probeta en el aditamento que convierte la fuerza de compresión a fuerza de tracción, para esto se inserta el elemento en madera dentro de las mordazas las cuales se acoplan al mecanismo por medio de rieles, Preparado el aditamento se ubica en la maquina a compresión hasta que faya. Este ensayo se repite exactamente para para las probetas cuyas fibras son tanto en sentido perpendicular como en sentido paralelo a la fuerza de tracción aplicada. En este caso no se usa el dispositivo que mide la deformación (deformimetro) ya que solo se busca el esfuerzo máximo.

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Foto 30. Ubicación probeta en mordazas

Foto 31. Probeta y mordazas acopladas al dispositivo de tracción

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Foto 32. Dispositivo para ensayo de tracción ubicado en máquina de compresión

NORMA TÉCNICA NTC COLOMBIANA 775. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA AL CIZALLAMIENTO PARALELO AL GRANO Esta norma tiene por objeto establecer el método para determinar la resistencia de la madera al cizallamiento paralelo al grano. Dimensiones de la probeta:

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Figura 17. Dimensiones de la probeta

Nota. Este ensayo se realiza con los anillos en sentido radial y tangencia a la fuerza aplicada. Se ubica la probeta en el aditamento que se desarrolló para este ensayo, es importante que la sección de 2cm del elemento en madera quede por fuera de la base del soporte inferior del dispositivo, esto garantiza que se esté evaluando el esfuerzo máximo al corte para el área específica que determina la norma. Luego se ubica la platina superior y se asegura apretándola con las arandelas y tuercas. Teniendo la probeta firme en el aditamento se ubica en la máquina de compresión, una vez en este sitio se monta el elemento faltante en forma de T quien va a ser el encargado de transferir la carga desde el cilindro hasta la sección expuesta de la

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probeta. En este caso no se usa el dispositivo que mide la deformación (deformimetro) ya que solo se busca el esfuerzo máximo. Foto 33. Armado del dispositivo para ensayo de corte

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NORMA TÉCNICA NTC COLOMBIANA 663. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN Esta norma tiene por objeto establecer el método de ensayo para determinar la resistencia de la madera a la flexión, con probetas pequeñas sin defectos. Dimensiones de la probeta, prismoide de 5x5x50cm. Nota: La dirección de las fibras del elemento en madera están orientadas perpendicularmente a la carga aplicada. Para este ensayo se ubica la probeta en la máquina de ensayo a flexión, se ubica el deformimetro en la parte inferior de la probeta con el fin de medir la deformación que sufre el elemento en madera con relación a la carga aplicada, para el cálculo del módulo de elasticidad MOE fue necesario primero grabar un video donde se muestra el valor de la carga junto con los datos que arroja el deformimetro, también fue necesario hacer una corrección para el esfuerzo máximo ya que la máquina de flexión ejercía la fuerza en dos puntos diferentes que se encontraban separados uno del otro desde el centro de la probeta a 17cm. Foto 34. Procedimiento de ensayo para prueba de flexión

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CONCLUSIONES Los resultados obtenidos arrojan valores aproximados a los de otras especies como el pino radiata, del cual se han realizado varias mediciones de caracterización empleando una metodología similar acorde con la normativa colombiana NSR 10 Titulo G. Mediante el ensayo a flexión perpendicular a la fibra se determina el módulo de elasticidad para el pino Caribaea utilizado en nuestro proyecto arroja un valor de 146225,89Kg/cm2 el cual es superior al encontrado en la NSR 10 Titulo G que está en 110000 Kg/cm2. El esfuerzo compresión paralelo al grano σcp para una especie pariente del pino Caribaea como lo es el pino Radiata, recomendado por la norma es de 291Kg/cm2, este valor se divide por el factor de seguridad de 2.25 y da como resultado 129.33 Kg/cm2 obteniendo así el σcp de diseño, particularmente para nuestros ensayos obtuvimos un σcp de 282,63Kg/cm2 que al ser dividido por el factor de seguridad de 2.25 arroja un valor σcp de diseño de 125.13Kg/cm2. El esfuerzo a compresión perpendicular al grano σcN para una especie semejante al pino Caribaea como lo es el pino Radiata, recomendado por la norma es de 91Kg/cm2, este valor se divide por el factor de seguridad de 2.25 y da como resultado 40.45 Kg/cm2 obteniendo así el σcN de diseño, particularmente para nuestros ensayos obtuvimos un σcN de 85.34Kg/cm2 que al ser dividido por el factor de seguridad de 2.25 arroja un valor σcN de diseño de 37.927Kg/cm2. El esfuerzo a tracción perpendicular al grano σcT para una especie semejante al pino Caribaea como lo es el pino Radiata, recomendado por la norma es de 23Kg/cm2, este valor se divide por el factor de seguridad de 2.25 y da como resultado 10.22 Kg/cm2 obteniendo así el σcT de diseño, particularmente para nuestros ensayos obtuvimos un σcT de 30,40Kg/cm2 que al ser dividido por el factor de seguridad de 2.25 arroja un valor σcT de diseño de 13,51Kg/cm2. El esfuerzo a tracción paralelo al grano obtenido en nuestros ensayos es de σc 30,40Kg/cm2 que al ser dividido por el factor de seguridad de 2.25 arroja un valor σc de diseño de 13,51Kg/cm2. El esfuerzo de corte radial a la fibra σvN determinado por nuestros ensayos es de 54,12Kg/cm2 que al ser dividido por el factor de seguridad de 2.25 arroja un valor σvN de diseño de 24,05Kg/cm2. El esfuerzo de corte tangencial a la fibra σvT determinado por nuestros ensayos es de 74,43Kg/cm2 que al ser dividido por el factor de seguridad de 2.25 arroja un valor σvT de diseño de 33,08Kg/cm2.

114

La característica más importante de la madera es que su comportamiento mecánico es prácticamente imposible de estandarizar, son tantos los factores que afectan estas propiedades que sería muy arriesgado llegar a dar con certeza un solo valor, factores tales como el nivel de lluvias por año, las temporadas de verano o sequias, tipo de terreno en que se cultiva (llano, montañoso), características físico químicas del suelo y nutrientes que absorbe, enfermedades sufridas durante su proceso de crecimiento, hacen que normalizarla sea sumamente complicado. Por ende es de vital importancia realizar estudios y ensayos mecánicos previos a la hora de realizar cualquier tipo de proyecto donde la madera haga parte del sistema estructural, esta será la única garantía de que los elementos constituidos de madera estén dentro de los rangos mínimos exigidos por la actual normativa colombiana. Se observa una creciente demanda de la madera de explotación con fines industriales para uso estructural principalmente en tanques elevados y cubiertas de vivienda, con más estudios de las propiedades físicas y mecánicas de nuestras maderas podremos incentivar al uso de este material amigable con el medio ambiente en una mayor cantidad de estructuras. Se pudo determinar que el departamento del Meta no cuenta con laboratorios especializados en maderas, teniendo en cuenta la creciente implementación de este material como elemento estructural se hace indispensable que tanto el sector público como el privado cuenten con herramientas que permitan evaluar las propiedades de estos elemento y así poder determinar las características reales de las maderas empleadas, garantizando la integridad de las estructuras y aún más importante de las personas.

115

BIBLIOGRAFIA CORMA. Corporación Chilena de la Madera. Patologías de la madera. Manual de diseño para maderas del Grupo Andino. 1984. Acuerdo de Cartagena. Junta. Murray R. Spiegel. Libro de estadística. Mcgraw-hill, Colombia, 1973 NORMA RTECNICA COLOMBIANA NTC 784. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN AXIAL O PARALELA AL GRANO. NORMA TÉCNICA NTC COLOMBIANA 785. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN PERPENDICULAR AL GRANO. NORMA TÉCNICA NTC COLOMBIANA 961. DETERMINACIÓN DE LA TRACCIÓN PERPENDICULAR AL GRANO NORMA TÉCNICA NTC COLOMBIANA 775. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA AL CIZALLAMIENTO PARALELO AL GRANO NORMA TÉCNICA NTC COLOMBIANA 663. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN NSR10. Titulo G. Pinus caribaea var. hondurensis (Sénécl.) W.H.G. Barrett et Golf. (1962). Publicado en: Caribbean Forester 23(2): 65. 1962. Disponible en internet en: http://www.conabio.gob.mx/conocimiento/info_especies/arboles/doctos/55-pinac2m.pdf

116

ANEXOS Anexo A. FICHA TÉCNICA PINO CARIBE

Nombre Científico: PINUS CARIBAEA Familia: PINACEAE Distribución Geográfica: Árbol originario de la zona tropical de Centroamérica. Es el Pino tropical de más amplia distribución geográfica, crece naturalmente en el litoral Atlántico del Istmo Centroamericano. Se le encuentra en Nicaragua, Colombia, Honduras, Belice, Guatemala, Islas Bahamas y Cuba; en plantaciones en todos los trópicos. Habitad: Prospera en cañadas profundas. Crece en áreas libres de heladas, en un clima cálido y uniforme. Las temperaturas medias oscilan entre 22 y 28ºC, con máximas de 37 º C y mínimas esporádicas de 5ºC. La precipitación fluctúa entre

117

los (660) 1,000 a 1,800 mm y puede llegar hasta 3,900mm. Suelos: franco o franco-arenoso, profundo, café-claro, arcillo-arenoso, con gran cantidad de grava, pobremente drenado, infértil y con buen drenaje, arenoso de reacción ácida, arcilloso, sílico-arcilloso con abundante hierro. Se desarrolla en pH de 5 a 5.5. Crecimiento: Ha tenido gran interés mundial debido a su rápido crecimiento; alcanza una altura de 6 a 8 m en 3 años; 35 m en 40 años; 40 cm de diámetro cuando tiene 25 años. Se hibridiza naturalmente. Regeneración: Agresiva, reemplaza a las latifoliadas después de los fuegos. La regeneración comúnmente es por semilla, a media luz, no siempre uniforme y debe ser complementada por reforestaciones. Aspectos Del Cultivo: Es fácil de trasplantar a raíz desnuda (diciembre a enero) antes de que aparezcan renuevos. Es esencial asegurar la inoculación con las micorrizas específicas. La fertilización forestal requiere de fertilizantes de lenta solubilidad. La deficiencia de Boro en las plantaciones de pino está relacionada con deformaciones durante el crecimiento del árbol, tales como “líderes múltiples”, “tallos torcidos”, “escobas de bruja” o “colas de zorro”. La poda de raíz y el endurecimiento de las plantas son actividades que aseguran un alto porcentaje en el establecimiento. Se pueden sembrar grupos de 5 semillas en una distribución de 3 x 3 ó 3 x 4m si se desea producir madera para aserrar o de 2.5 x 2.5m en la producción de árboles para pulpa. Efectos Restauradores: 1. Mejora la fertilidad del suelo / Barbecho. 2. Drenaje de tierras inundables. 3. Conservación de suelo / Control de la erosión. 4. Acolchado / Cobertura de hojarasca. 5. Recuperación de terrenos degradados (suelos químicamente degradados). Se ha empleado esta planta para rehabilitar sitios donde hubo explotación minera. 6. Estabiliza bancos de arena. Servicios: 1. Barrera rompevientos. 2. Ornamental. 3. Sombra / Refugio. 4. Cerca viva en los agrohábitats. Secado Natural: Al aire libre seca fácil y lentamente (es muy importante que la madera no se exponga directamente al sol), puede presentar algún tipo de deformaciones mínimas. Puede ser propensa al ataque de hongos e insectos. Preservación: Se recomienda tratar mediante sistemas de vacío-presión o inmersión. Trabajabilidad: Es una madera que se caracteriza por se puede modelar fácilmente con herramientas manuales y con herramientas de maquilado. Usos: Actualmente se emplea en pulpa y papel, tableros aglomerados, muebles, ebanistería y entarimados. Pero gracias a sus bondades en cuanto a respuesta y resistencia mecánicas puede ser empleada para uso en pisos, revestimientos, encofrados y construcciones livianas.

118

PROPIEDADES FISICAS:

DENSIDAD

(g/cm3)

VERDE CH 12% ANHIDRA

0.51 0.30 0.26

PROPIEDADES MECANICAS:

CONDICION

CH%

FLEXION ESTATICA

σcp

(kg/cm2)

σR

(kg/cm2)

MOE

(kg/cm2)

SECO AL

12% 12,677 28,52 146225,89

CONDICION

CH%

COMPRESION

PARALELA PERPENDICULAR

σcp

(kg/cm2)

σR

(kg/cm2)

MOE

(kg/cm2)

σcp

(kg/cm2)

σR

(kg/cm2)

MOE

(kg/cm2)

SECO AL

12% 125,613 282,63 21198,45 37,927 85,34 12414,67

CONDICION

CH%

CORTE

TANGENCIAL PERPENDICULAR

σcp

(kg/cm2)

σR

(kg/cm2)

σcp

(kg/cm2)

σR

(kg/cm2)

SECO AL

12% 33,08 75,63 24,05 57,86

CONDICION

CH%

TRACCION

PARALELA PERPENDICULAR

σcp

(kg/cm2)

σR

(kg/cm2)

σcp

(kg/cm2)

σR

(kg/cm2)

SECO AL

12% 22,07 54,43 13,51 31,51

119

Anexo B. Graficas Resultados ensayos compresión paralela a la fibra

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 101 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,000

N/bre cientifico: 2 281 0,009

Procedencia: 3 561 0,018

verde 4 1403 0,027

seco x 5 2245 0,036

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 3367 0,045

7 4770 0,062

Luz prob(mm) 200 Peso humedo (gr) 252,00 8 5035 0,080

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 223,00 9 5123 0,089

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 13,00 10 5438 0,111

Plp(Kg) 4769,7 11 5630 0,134

P max (Kg) 6453,1 258,12 12 5695 0,178

Dlp(cm) 0,06 190,79 13 5896 0,267

76456,3076 14 6453 0,356

0,45 15 6453 0,446

ENSAYO DE COMPRESION PARALELA A LA FIBRA

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Estado:

14/07/2014

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,500

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

120

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 102 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,00000

N/bre cientifico: 2 1048 0,05978

Procedencia: 3 1573 0,08330

verde 4 2097 0,09780

seco x 5 2621 0,11564

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 3145 0,12838

7 3670 0,14210

Luz prob(mm) 200 Peso humedo (gr) 212,16 8 4194 0,15582

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 183,00 9 4718 0,17052

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 15,93 10 5242 0,19110

Plp(Kg) 5242,37 11 5767 0,20894

P max (Kg) 7863,56 314,54 12 6291 0,23618

Dlp(cm) 0,19 209,69 13 6815 0,26950

27432,6195 14 7864 0,40768

0,45 15 7864 0,43218

ENSAYO DE COMPRESION PARALELA A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Estado:

Datos de la probeta

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

Humedad probeta

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0,00000 0,05000 0,10000 0,15000 0,20000 0,25000 0,30000 0,35000 0,40000 0,45000 0,50000

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

121

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 103 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,0000

N/bre cientifico: 2 959 0,1105

Procedencia: 3 1439 0,1247

verde 4 1919 0,1676

seco x 5 2398 0,1789

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 2878 0,1896

7 3358 0,1945

Luz prob(mm) 200 Peso humedo (gr) 218,40 8 3837 0,2067

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 200,00 9 4317 0,2262

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 9,20 10 4797 0,2535

Plp(Kg) 4797 11 5276 0,2772

P max (Kg) 7195,16 287,81 12 5756 0,3133

Dlp(cm) 0,25 172,92 13 6236 0,3575

33504,8091 14 7195 0,5408

0,40 15 7195 0,5733Densidad material(g/cm3)

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

ENSAYO DE COMPRESION PARALELA A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

Estado:

casanare

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0,0000 0,1000 0,2000 0,3000 0,4000 0,5000 0,6000 0,7000

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

122

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 104 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,00000

N/bre cientifico: 2 1037 0,01250

Procedencia: 3 1556 0,08466

verde 4 2074 0,09940

seco x 5 2396 0,11752

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 3111 0,13047

7 3630 0,14442

Luz prob(mm) 200 Peso humedo (gr) 206,40 8 4149 0,15836

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 185,00 9 4667 0,17330

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 11,57 10 5186 0,32580

Plp(Kg) 4667 11 5704 0,34560

P max (Kg) 7778,55 311,14 12 7128 0,36250

Dlp(cm) 0,17 186,69 13 7585 0,39560

35101,1236 14 7779 0,41432

0,37 15 7779 0,43922

Estado:

Datos de la probeta

ENSAYO DE COMPRESION PARALELA A LA FIBRA

14/07/2014

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Humedad probeta

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0,00000 0,05000 0,10000 0,15000 0,20000 0,25000 0,30000 0,35000 0,40000 0,45000 0,50000

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

123

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 105 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,00000

N/bre cientifico: 2 994 0,05824

Procedencia: 3 1491 0,08115

verde 4 1988 0,09528

seco x 5 2485 0,11265

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 2982 0,12506

7 3480 0,13843

Luz prob(mm) 200 Peso humedo (gr) 216,00 8 4500 0,15180

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 193,00 9 4596 0,16612

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 11,92 10 4971 0,18616

Plp(Kg) 4500 11 5468 0,20354

P max (Kg) 7456,12 298,24 12 5965 0,23008

Dlp(cm) 0,15 180,00 6462 0,26254

29645,1339 7456 0,39715

0,39 7456 0,42102

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

ENSAYO DE COMPRESION PARALELA A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0,00000 0,05000 0,10000 0,15000 0,20000 0,25000 0,30000 0,35000 0,40000 0,45000

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

124

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 106 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,00000

N/bre cientifico: 2 546 0,06010

Procedencia: 3 1023 0,08375

verde 4 2052 0,09834

seco x 5 2565 0,11627

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 3462 0,12908

7 3956 0,14287

Luz prob(mm) 200 Peso humedo (gr) 211,20 8 4104 0,15667

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 187,00 9 4617 0,17145

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 12,94 10 5130 0,19214

Plp(Kg) 4104 11 5643 0,21007

P max (Kg) 7695,36 307,81 12 6156 0,23746

Dlp(cm) 0,16 164,17 13 7200 0,27096

26197,065 14 7695 0,40989

0,37 15 7695 0,43453

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

ENSAYO DE COMPRESION PARALELA A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0,00000 0,05000 0,10000 0,15000 0,20000 0,25000 0,30000 0,35000 0,40000 0,45000 0,50000

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

125

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 107 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,0000

N/bre cientifico: 2 1041 0,0610

Procedencia: 3 1562 0,0850

verde 4 2083 0,0998

seco x 5 2603 0,1180

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 3124 0,1310

7 3645 0,1450

Luz prob(mm) 200 Peso humedo (gr) 188,80 8 4165 0,1590

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 184,26 9 4686 0,1740

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 2,47 10 5207 0,1950

Plp(Kg) 6248 11 5727 0,2132

P max (Kg) 7810,00 312,40 12 6248 0,2410

Dlp(cm) 0,2410 249,92 13 6769 0,2750

5206,4867 14 7810 0,4160

0,37 15 7810 0,4410

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Datos de la probeta Humedad probeta

14/07/2014

Calculos numericos

Densidad material(g/cm3)

Estado:

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0,0000 0,0500 0,1000 0,1500 0,2000 0,2500 0,3000 0,3500 0,4000 0,4500 0,5000

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

126

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 108 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,00000

N/bre cientifico: 2 1141 0,06686

Procedencia: 3 1712 0,09316

verde 4 2283 0,10938

seco x 5 2354 0,12933

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 2895 0,14358

7 2956 0,15892

Luz prob(mm) 200 Peso humedo (gr) 234,00 8 3245 0,17427

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 227,11 9 3589 0,19071

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 3,04 10 4582 0,21373

Plp(Kg) 2956 11 5329 0,23367

P max (Kg) 8560,00 342,40 12 6848 0,26414

Dlp(cm) 0,16 118,24 13 7419 0,30141

18600,0322 14 8560 0,45595

0,45 15 8560 0,48335

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

ENSAYO DE COMPRESION PARALELA A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0,00000 0,10000 0,20000 0,30000 0,40000 0,50000 0,60000

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

127

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 109 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,00000

N/bre cientifico: 2 868 0,05086

Procedencia: 3 1302 0,07087

verde 4 1736 0,08321

seco x 5 2170 0,09838

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 2605 0,10922

7 3039 0,12089

Luz prob(mm) 200 Peso humedo (gr) 252,00 8 3473 0,13256

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 221,00 9 3625 0,14507

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 14,03 10 4341 0,16258

Plp(Kg) 3625 11 5524 0,17775

P max (Kg) 6511,45 260,46 12 6248 0,20093

Dlp(cm) 0,15 145,00 13 6325 0,22928

24988,0148 14 6511 0,34683

0,44 15 6511 0,36768

Estado:

ENSAYO DE COMPRESION PARALELA A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0,00000 0,05000 0,10000 0,15000 0,20000 0,25000 0,30000 0,35000 0,40000

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

128

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 110 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,00000

N/bre cientifico: 2 326 0,05252

Procedencia: 3 589 0,07319

verde 4 724 0,08593

seco x 5 986 0,10160

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 1300 0,11279

7 2453 0,12485

Luz prob(mm) 200 Peso humedo (gr) 237,60 8 3586 0,13690

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 214,00 9 4035 0,14981

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 11,03 10 4483 0,16790

Plp(Kg) 3586 11 4931 0,18357

P max (Kg) 6724,45 268,98 12 5380 0,20750

Dlp(cm) 0,14 143,45 13 5828 0,23678

94838,1888 14 6724 0,35818

0,43 15 6724 0,37970

ENSAYO DE COMPRESION PARALELA A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Estado:

Humedad probeta

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

Datos de la probeta

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0,00000 0,05000 0,10000 0,15000 0,20000 0,25000 0,30000 0,35000 0,40000

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

129

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 111 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,00000

N/bre cientifico: 2 961 0,05628

Procedencia: 3 1957 0,07842

verde 4 2314 0,09207

seco x 5 2402 0,10886

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 2882 0,12085

7 3362 0,13377

Luz prob(mm) 200 Peso humedo (gr) 223,73 8 3456 0,14669

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 199,72 9 4323 0,16052

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 12,02 10 4803 0,17990

Plp(Kg) 4323 11 4935 0,19669

P max (Kg) 7205,11 288,20 12 5764 0,22233

Dlp(cm) 0,16 172,92 13 6244 0,25370

26931,0345 14 7205 0,38378

0,40 15 7205 0,40684

ENSAYO DE COMPRESION PARALELA A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0,00000 0,05000 0,10000 0,15000 0,20000 0,25000 0,30000 0,35000 0,40000 0,45000

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

130

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 112 Kg cn

N/bre comun: 1 0 0,00000

N/bre cientifico: 2 1015 0,05947

Procedencia: 3 1523 0,08287

verde 4 2030 0,09729

seco x 5 2538 0,11504

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 3046 0,12771

7 3553 0,14136

Luz prob(mm) 200 Peso humedo (gr) 206,40 8 4061 0,15501

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 189,00 9 4568 0,16963

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 9,21 10 4896 0,19010

Plp(Kg) 4568 11 5012 0,20785

P max (Kg) 7613,92 304,56 12 5245 0,23495

Dlp(cm) 0,17 182,73 13 7326 0,26810

26931,0345 14 7614 0,40556

0,38 15 7614 0,42993

ENSAYO DE COMPRESION PARALELA A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0,00000 0,05000 0,10000 0,15000 0,20000 0,25000 0,30000 0,35000 0,40000 0,45000 0,50000

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

131

Anexo C. Graficas resultados ensayos compresión perpendicular a la fibra

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 201 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,000

N/bre cientifico: 2 212 0,010

Procedimiento: 3 319 0,017

verde 4 425 0,031

seco x 5 531 0,047

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 637 0,060

7 743 0,074

Luz prob(mm) 150 Peso humedo (gr) 192,00 8 850 0,088

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 173,00 9 1056 0,103

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 10,98 10 1245 0,119

Plp(Kg) 1245 11 1328 0,134

P max (Kg) 1592,83 63,71 12 1402 0,152

Dlp(cm) 0,11893 49,80 13 1456 0,172

10468,3777 14 1593 0,223

0,46 15 1593 0,250

pinus caribaea

casanare

pino caribe

ENSAYO DE COMPRESION PERPENDICULAR A LA FIBRA

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

14/07/2014

Estado:

Densidad material(g/cm3)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

132

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 202 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,000

N/bre cientifico: 2 256 0,005

Procedimiento: 3 533 0,021

verde 4 711 0,033

seco x 5 889 0,047

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 1067 0,058

7 1245 0,069

Luz prob(mm) 150 Peso humedo (gr) 184,80 8 1326 0,081

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 165,00 9 1425 0,093

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 12,00 10 1778 0,108

Plp(Kg) 1425 11 1956 0,121

P max (Kg) 2667,09 106,68 12 2134 0,139

Dlp(cm) 0,09267 57,00 13 2532 0,160

15376,7109 14 2667 0,233

0,44 15 2667 0,250

ENSAYO DE COMPRESION PERPENDICULAR A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

133

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 203 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,000

N/bre cientifico: 2 322 0,006

Procedimiento: 3 484 0,022

verde 4 645 0,035

seco x 5 806 0,049

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 967 0,061

7 1128 0,073

Luz prob(mm) 150 Peso humedo (gr) 189,60 8 1178 0,085

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 182,00 9 1245 0,097

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 4,18 10 1301 0,113

Plp(Kg) 1178 11 1526 0,126

P max (Kg) 2417,96 96,72 12 1934 0,145

Dlp(cm) 0,085 47,12 13 2096 0,165

13890,2161 14 2418 0,233

0,49 15 2418 0,250

ENSAYO DE COMPRESION PERPENDICULAR A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

134

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 204 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,000

N/bre cientifico: 2 699 0,005

Procedimiento: 3 875 0,021

verde 4 1048 0,033

seco x 5 1222 0,047

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 1325 0,058

7 1378 0,070

Luz prob(mm) 150 Peso humedo (gr) 184,80 8 1397 0,081

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 168,00 9 1572 0,094

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 10,00 10 1746 0,109

Plp(Kg) 1378 11 1921 0,122

P max (Kg) 2619,46 104,78 12 2096 0,140

Dlp(cm) 0,06982 55,12 13 2270 0,161

19736,0079 14 2619 0,233

0,45 15 2619 0,250

ENSAYO DE COMPRESION PERPENDICULAR A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

135

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 205 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,000

N/bre cientifico: 2 343 0,005

Procedimiento: 3 515 0,022

verde 4 686 0,034

seco x 5 858 0,047

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 1029 0,059

7 1201 0,070

Luz prob(mm) 150 Peso humedo (gr) 187,20 8 1373 0,082

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 171,00 9 1544 0,094

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 9,47 10 1716 0,109

Plp(Kg) 1544 11 1735 0,123

P max (Kg) 2573,51 102,94 12 1856 0,141

Dlp(cm) 0,09443 61,76 13 2135 0,162

16351,2304 14 2574 0,233

0,46 15 2574 0,250

ENSAYO DE COMPRESION PERPENDICULAR A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

136

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 206 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,000

N/bre cientifico: 2 386 0,032

Procedimiento: 3 579 0,044

verde 4 772 0,052

seco x 5 965 0,062

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 1158 0,069

7 1351 0,076

Luz prob(mm) 150 Peso humedo (gr) 182,40 8 1544 0,083

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 152,00 9 1737 0,091

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 20,00 10 1930 0,102

Plp(Kg) 1737 11 2123 0,112

P max (Kg) 2895,19 115,81 12 2316 0,126

Dlp(cm) 0,09102 69,48 13 2509 0,144

19085,2991 14 2895 0,218

0,41 15 2895 0,231

ENSAYO DE COMPRESION PERPENDICULAR A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

137

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 207 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,000

N/bre cientifico: 2 337 0,005

Procedimiento: 3 506 0,022

verde 4 674 0,034

seco x 5 843 0,048

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 1012 0,059

7 1180 0,071

Luz prob(mm) 150 Peso humedo (gr) 189,60 8 1349 0,083

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 174,00 9 1517 0,095

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 8,97 10 1686 0,110

Plp(Kg) 1855 11 1855 0,124

P max (Kg) 2529,14 101,17 12 2023 0,142

Dlp(cm) 0,12409 74,19 13 2192 0,163

14946,5065 14 2356 0,233

0,46 15 2529 0,250

ENSAYO DE COMPRESION PERPENDICULAR A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

138

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 208 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,0097

N/bre cientifico: 2 221 0,0266

Procedimiento: 3 332 0,0408

verde 4 443 0,0560

seco x 5 553 0,0696

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 664 0,0835

7 775 0,0974

Luz prob(mm) 150 Peso humedo (gr) 186,00 8 885 0,1116

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 166,00 9 996 0,1276

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 12,05 10 1107 0,1428

Plp(Kg) 1107 11 1154 0,1609

P max (Kg) 1660,00 66,40 12 1328 0,1808

Dlp(cm) 0,142812 44,27 13 1439 0,2328

7749,11937 14 1660 0,2425

0,44 15 1660 0,2500

ENSAYO DE COMPRESION PERPENDICULAR A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0,0000 0,0500 0,1000 0,1500 0,2000 0,2500 0,3000

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

139

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 209 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,000

N/bre cientifico: 2 347 0,005

Procedimiento: 3 520 0,021

verde 4 693 0,034

seco x 5 867 0,047

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 1040 0,058

7 1213 0,070

Luz prob(mm) 150 Peso humedo (gr) 180,30 8 1387 0,082

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 169,26 9 1560 0,094

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 6,52 10 1602 0,109

Plp(Kg) 1560 11 1907 0,123

P max (Kg) 2600,00 104,00 12 2080 0,141

Dlp(cm) 0,09393 62,40 13 2534 0,162

16607,2363 14 2600 0,233

0,45 15 2600 0,250

ENSAYO DE COMPRESION PERPENDICULAR A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

140

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 210 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,000

N/bre cientifico: 2 347 0,005

Procedimiento: 3 425 0,021

verde 4 532 0,034

seco x 5 867 0,047

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 1040 0,058

7 1213 0,070

Luz prob(mm) 150 Peso humedo (gr) 189,60 8 1387 0,082

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 169,26 9 1560 0,094

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 12,02 10 1733 0,109

Plp(Kg) 1560 11 1907 0,123

P max (Kg) 2600,00 104,00 12 2080 0,141

Dlp(cm) 0,0939 62,40 13 2524 0,162

16607,2363 14 2600 0,233

0,45 15 2600 0,250

ENSAYO DE COMPRESION PERPENDICULAR A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

141

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 211 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,000

N/bre cientifico: 2 231 0,009

Procedimiento: 3 346 0,026

verde 4 462 0,040

seco x 5 577 0,055

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 693 0,069

7 808 0,082

Luz prob(mm) 150 Peso humedo (gr) 189,40 8 924 0,096

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 164,97 9 975 0,110

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 14,81 10 998 0,126

Plp(Kg) 998 11 1453 0,141

P max (Kg) 1732,00 69,28 12 1583 0,159

Dlp(cm) 0,12620 39,92 13 1685 0,179

7907,93944 14 1732 0,233

0,44 15 1732 0,250

ENSAYO DE COMPRESION PERPENDICULAR A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

142

CARGA DEFORMACION

Fecha: N° probeta= 212 Kg cm

N/bre comun: 1 0 0,000

N/bre cientifico: 2 200 0,005

Procedimiento: 3 326 0,021

verde 4 423 0,033

seco x 5 884 0,047

Vel ensayo: 0,60 mm/min 6 1060 0,058

7 1237 0,069

Luz prob(mm) 150 Peso humedo (gr) 184,80 8 1414 0,081

Ancho(mm) 50 peso seco horno (gr) 166,00 9 1496 0,093

Espesor(mm) 50 contenido de humedad: 11,33 10 1767 0,108

Plp(Kg) 1496 11 1944 0,121

P max (Kg) 2651,02 106,04 12 2121 0,140

Dlp(cm) 0,09297 59,84 13 2543 0,161

16090,3588 14 2651 0,233

0,44 15 2651 0,250

ENSAYO DE COMPRESION PERPENDICULAR A LA FIBRA

14/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Modulo Elasticidad(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

Calculos numericos

Esfuerzo rotura(Kg/cm2)

σlpEsf/limite propio(Kg/cm2)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300

Carga Vs Deformación

CA

RG

A K

g

DEFORMACION cm

143

Anexo D. Graficas resultados ensayos flexión paralela a la fibra

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

Anexo E. Graficas resultados ensayo de tracción perpendicular a la fibra

CARGA

Fecha: 401 gato(PSI)

N/bre comun: 1 420

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 42,10

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 36,42

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 15,59

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 420,00 33,60

Densidad material(g/cm3)= 0,36

Calculos numericos

Peso humedo (gr)

σmax(Kg/cm2)=

ENSAYO DE TRACCION PERPENDICULAR A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

156

CARGA

Fecha: 402 gato(PSI)

N/bre comun: 1 390

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 78,00

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 74,99

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 4,02

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 390,00 31,20

Densidad material(g/cm3)= 0,74

Datos de la probeta

Peso humedo (gr)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)=

ENSAYO DE TRACCION PERPENDICULAR A LA FIBRA

pino caribe

pinus caribaea

casanare

15/07/2014 N° probeta=

157

CARGA

Fecha: 403 gato(PSI)

N/bre comun: 1 373,108537

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 45,60

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 41,00

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 11,22

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 373,11 29,85

Densidad material(g/cm3)= 0,41

σmax(Kg/cm2)=

Peso humedo (gr)

Calculos numericos

ENSAYO DE TRACCION PERPENDICULAR A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

158

CARGA

Fecha: 404 gato(PSI)

N/bre comun: 1 413,4445946

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 40,80

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 37,00

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 10,27

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 413,44 33,08

Densidad material(g/cm3)= 0,37

Peso humedo (gr)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)=

ENSAYO DE TRACCION PERPENDICULAR A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

159

CARGA

Fecha: 405 gato(PSI)

N/bre comun: 1 420

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 62,00

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 55,71

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 11,30

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 420,00 33,60

Densidad material(g/cm3)= 0,55

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)=

Peso humedo (gr)

ENSAYO DE TRACCION PERPENDICULAR A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

160

CARGA

Fecha: 406 gato(PSI)

N/bre comun: 1 374,0207824

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 45,60

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 40,90

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 11,49

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 374,02 29,92

Densidad material(g/cm3)= 0,41

Peso humedo (gr)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)=

ENSAYO DE TRACCION PERPENDICULAR A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

161

CARGA

Fecha: 407 gato(PSI)

N/bre comun: 1 390

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 59,20

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 49,28

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 20,14

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 390,00 31,20

Densidad material(g/cm3)= 0,49

Peso humedo (gr)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)=

ENSAYO DE TRACCION PERPENDICULAR A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

162

CARGA

Fecha: 408 gato(PSI)

N/bre comun: 1 355,7546512

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 45,60

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 43,00

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 6,05

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 355,75 28,46

Densidad material(g/cm3)= 0,43

Peso humedo (gr)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)=

ENSAYO DE TRACCION PERPENDICULAR A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

163

CARGA

Fecha: 409 gato(PSI)

N/bre comun: 1 364,225

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 45,60

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 42,00

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 8,57

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 364,23 29,14

Densidad material(g/cm3)= 0,42

Peso humedo (gr)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)=

ENSAYO DE TRACCION PERPENDICULAR A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

164

CARGA

Fecha: 410 gato(PSI)

N/bre comun: 1 402,5644737

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 45,60

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 38,00

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 20,00

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 402,56 32,21

Densidad material(g/cm3)= 0,38

Peso humedo (gr)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)=

ENSAYO DE TRACCION PERPENDICULAR A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

165

CARGA

Fecha: 411 gato(PSI)

N/bre comun: 1 387,277215

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 45,60

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 39,50

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 15,44

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 387,28 30,98

Densidad material(g/cm3)= 0,39

Peso humedo (gr)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)=

ENSAYO DE TRACCION PERPENDICULAR A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

166

CARGA

Fecha: 412 gato(PSI)

N/bre comun: 1 402,5644737

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 43,20

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 38,00

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 13,68

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 402,56 32,21

Densidad material(g/cm3)= 0,38

Peso humedo (gr)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)=

ENSAYO DE TRACCION PERPENDICULAR A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

167

Anexo F. Graficas resultados ensayo de tracción paralela a la fibra

CARGA

Fecha: 501 gato(PSI)

N/bre comun: 1 630

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 48,00

E prob (mm)= 50 38,57

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 24,47

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 630,00 50,40

Densidad material(g/cm3)= 0,38

Peso humedo (gr)

peso seco horno (gr)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)=

ENSAYO DE TRACCION PARALELO A LA FIBRA

Datos de la probeta

N° probeta=15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

168

CARGA

Fecha: 502 gato(PSI)

N/bre comun: 1 708,75

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 38,40

E prob (mm)= 50 34,28

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 12,02

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 708,75 56,70

Densidad material(g/cm3)= 0,34

Peso humedo (gr)

peso seco horno (gr)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)=

ENSAYO DE TRACCION PARALELO A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

169

CARGA

Fecha: 503 gato(PSI)

N/bre comun: 1 546

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 39,30

E prob (mm)= 50 34,28

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 14,64

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 546,00 43,68

Densidad material(g/cm3)= 0,34

Peso humedo (gr)

peso seco horno (gr)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)=

ENSAYO DE TRACCION PARALELO A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

170

CARGA

Fecha: 504 gato(PSI)

N/bre comun: 1 580

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 34,30

E prob (mm)= 50 30,00

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 14,35

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 580,00 46,40

Densidad material(g/cm3)= 0,30

peso seco horno (gr)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)=

Peso humedo (gr)

ENSAYO DE TRACCION PARALELO A LA FIBRA

Datos de la probeta

N° probeta=15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

171

CARGA

Fecha: 505 gato(PSI)

N/bre comun: 1 708,75

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 37,40

E prob (mm)= 50 34,28

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 9,10

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 708,75 56,70

Densidad material(g/cm3)= 0,34

ENSAYO DE TRACCION PARALELO A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Peso humedo (gr)

peso seco horno (gr)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)=

172

CARGA

Fecha: 506 gato(PSI)

N/bre comun: 1 570

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 40,10

E prob (mm)= 50 34,28

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 16,98

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 570,00 45,60

Densidad material(g/cm3)= 0,34

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)=

Peso humedo (gr)

peso seco horno (gr)

ENSAYO DE TRACCION PARALELO A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

173

CARGA

Fecha: 507 gato(PSI)

N/bre comun: 1 596,842105

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 46,70

E prob (mm)= 50 40,71

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 14,72

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 596,84 47,75

Densidad material(g/cm3)= 0,40

peso seco horno (gr)

σmax(Kg/cm2)=

Peso humedo (gr)

Calculos numericos

ENSAYO DE TRACCION PARALELO A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

174

CARGA

Fecha: 508 gato(PSI)

N/bre comun: 1 708,75

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 39,00

E prob (mm)= 50 34,28

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 13,77

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 708,75 56,70

Densidad material(g/cm3)= 0,34

σmax(Kg/cm2)=

Peso humedo (gr)

peso seco horno (gr)

Calculos numericos

ENSAYO DE TRACCION PARALELO A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

175

CARGA

Fecha: 509 gato(PSI)

N/bre comun: 1 756

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 36,40

E prob (mm)= 50 32,14

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 13,26

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 756,00 60,48

Densidad material(g/cm3)= 0,32

Peso humedo (gr)

peso seco horno (gr)

ENSAYO DE TRACCION PARALELO A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

σmax(Kg/cm2)=

Calculos numericos

176

CARGA

Fecha: 510 gato(PSI)

N/bre comun: 1 667,0588235

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 40,80

E prob (mm)= 50 36,42

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 12,02

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 667,06 53,36

Densidad material(g/cm3)= 0,36

Peso humedo (gr)

peso seco horno (gr)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)=

ENSAYO DE TRACCION PARALELO A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

177

CARGA

Fecha: 511 gato(PSI)

N/bre comun: 1 667,058824

N/bre cientifico:

Procedimiento:

Estado: verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

Humedad probeta

H prob(mm)= 50 39,90

E prob (mm)= 50 36,42

L prob (mm)= 63 contenido de humedad: 9,55

E1 prob(mm)= 13

P max (Kg) = 667,06 53,36

Densidad material(g/cm3)= 0,36

σmax(Kg/cm2)=

peso seco horno (gr)

Peso humedo (gr)

Calculos numericos

ENSAYO DE TRACCION PARALELO A LA FIBRA

N° probeta=

Datos de la probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

178

Anexo G. Graficas resultados ensayo de corte tangencial a las fibras

CARGA

Fecha: N° probeta= 601 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1909,885714

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 Peso humedo (gr) 64,80

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 56,00

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 15,71

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 76,40

h2 prob(mm)= 15 0,38

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1909,89

σmax(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

Calculos numericos

pinus caribaea

casanare

Estado:

ENSAYO DE CORTE TANGENCIAL

15/07/2014

pino caribe

Datos de la probeta Humedad probeta

179

CARGA

Fecha: N° probeta= 602 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1822,037479

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 Peso humedo (gr) 67,20

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 58,70

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 14,48

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 72,88

h2 prob(mm)= 15 0,40

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1822,04

σmax(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

Calculos numericos

pinus caribaea

casanare

Estado:

ENSAYO DE CORTE TANGENCIAL

15/07/2014

pino caribe

Datos de la probeta Humedad probeta

180

CARGA

Fecha: N° probeta= 603 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1844,027586

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 Peso humedo (gr) 64,80

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 58,00

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 11,72

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 73,76

h2 prob(mm)= 15 0,39

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1844,03

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

casanare

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

pino caribe

pinus caribaea

ENSAYO DE CORTE TANGENCIAL

15/07/2014

181

CARGA

Fecha: N° probeta= 604 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1909,885714

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 Peso humedo (gr) 62,40

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 56,00

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 11,43

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 76,40

h2 prob(mm)= 15 0,38

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1909,89

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

casanare

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

pino caribe

pinus caribaea

ENSAYO DE CORTE TANGENCIAL

15/07/2014

182

CARGA

Fecha: N° probeta= 605 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1848,888889

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 Peso humedo (gr) 64,80

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 57,85

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 12,02

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 73,96

h2 prob(mm)= 15 0,39

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1848,89

σmax(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

pinus caribaea

casanare

Estado:

ENSAYO DE CORTE TANGENCIAL

15/07/2014

pino caribe

183

CARGA

Fecha: N° probeta= 606 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1920

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 Peso humedo (gr) 62,00

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 55,71

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 11,30

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 76,80

h2 prob(mm)= 15 0,38

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1920,00

σmax(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

pinus caribaea

casanare

Estado:

ENSAYO DE CORTE TANGENCIAL

15/07/2014

pino caribe

184

CARGA

Fecha: N° probeta= 607 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1834

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 Peso humedo (gr) 64,80

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 52,00

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 24,62

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 73,36

h2 prob(mm)= 15 0,35

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1834,00

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

casanare

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

ENSAYO DE CORTE TANGENCIAL

185

CARGA

Fecha: N° probeta= 608 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1976

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 Peso humedo (gr) 67,20

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 60,30

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 11,44

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 79,04

h2 prob(mm)= 15 0,41

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1976,00

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

casanare

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

ENSAYO DE CORTE TANGENCIAL

186

CARGA

Fecha: N° probeta= 609 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1890

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 Peso humedo (gr) 70,00

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 64,60

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 8,36

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 75,60

h2 prob(mm)= 15 0,44

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1890,00

σmax(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

pinus caribaea

casanare

Estado:

ENSAYO DE CORTE TANGENCIAL

15/07/2014

pino caribe

187

CARGA

Fecha: N° probeta= 610 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1983

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 Peso humedo (gr) 74,10

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 63,00

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 17,62

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 79,32

h2 prob(mm)= 15 0,43

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1983,00

σmax(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

pinus caribaea

casanare

Estado:

ENSAYO DE CORTE TANGENCIAL

15/07/2014

pino caribe

188

CARGA

Fecha: N° probeta= 611 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1815,850594

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 Peso humedo (gr) 68,00

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 58,90

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 15,45

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 72,63

h2 prob(mm)= 15 0,40

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1815,85

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

casanare

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

ENSAYO DE CORTE TANGENCIAL

189

CARGA

Fecha: N° probeta= 612 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1936

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 Peso humedo (gr) 68,20

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 59,60

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 14,43

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 77,44

h2 prob(mm)= 15 1936,00

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1936,00

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)

Densidad material(g/cm3)

casanare

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

ENSAYO DE CORTE TANGENCIAL

190

Anexo H. Graficas resultados ensayo de corte radial paralelo a las fibras

CARGA

Fecha: N° probeta= 701 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1342,09434

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 64,80

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 58,30

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 11,15

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 53,68

h2 prob(mm)= 15 0,40

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1342,09

Densidad material(g/cm3)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)

Estado:

15/07/2014

ENSAYO DE CORTE RADIAL PARALELO A LA FIBRA

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Datos de la probeta Humedad probeta

Peso humedo (gr)

191

CARGA

Fecha: N° probeta= 702 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1375,115993

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 64,80

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 56,90

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 13,88

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 55,00

h2 prob(mm)= 15 0,39

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1375,12

Densidad material(g/cm3)

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)

ENSAYO DE CORTE RADIAL PARALELO A LA FIBRA

15/07/2014

pino caribe

pinus caribaea

casanare

Peso humedo (gr)

192

CARGA

Fecha: N° probeta= 703 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1379,96649

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 62,40

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 56,70

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 10,05

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 55,20

h2 prob(mm)= 15 0,38

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1379,97

Densidad material(g/cm3)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Peso humedo (gr)

pino caribe

pinus caribaea

casanare

ENSAYO DE CORTE RADIAL PARALELO A LA FIBRA

15/07/2014

193

CARGA

Fecha: N° probeta= 704 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1409,803604

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 62,40

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 55,50

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 12,43

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 56,39

h2 prob(mm)= 15 0,38

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1409,80

Densidad material(g/cm3)

Humedad probeta

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)

Estado:

Datos de la probeta

Peso humedo (gr)

pino caribe

pinus caribaea

casanare

ENSAYO DE CORTE RADIAL PARALELO A LA FIBRA

15/07/2014

194

CARGA

Fecha: N° probeta= 705 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1764,5

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 52,80

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 47,60

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 10,92

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 70,58

h2 prob(mm)= 15 0,32

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1764,50

Densidad material(g/cm3)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Peso humedo (gr)

pino caribe

pinus caribaea

casanare

ENSAYO DE CORTE RADIAL PARALELO A LA FIBRA

15/07/2014

195

CARGA

Fecha: N° probeta= 706 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1201,906298

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 72,00

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 65,10

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 10,60

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 48,08

h2 prob(mm)= 15 0,44

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1201,91

Densidad material(g/cm3)

Humedad probeta

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)

Estado:

Datos de la probeta

Peso humedo (gr)

pino caribe

pinus caribaea

casanare

ENSAYO DE CORTE RADIAL PARALELO A LA FIBRA

15/07/2014

196

CARGA

Fecha: N° probeta= 707 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1660

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 72,00

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 47,14

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 52,75

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 66,40

h2 prob(mm)= 15 0,32

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1660,00

Densidad material(g/cm3)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Peso humedo (gr)

pino caribe

pinus caribaea

casanare

ENSAYO DE CORTE RADIAL PARALELO A LA FIBRA

15/07/2014

197

CARGA

Fecha: N° probeta= 708 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1660

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 53,80

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 47,14

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 14,14

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 66,40

h2 prob(mm)= 15 0,32

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1660,00

Densidad material(g/cm3)

Humedad probeta

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)

Estado:

Datos de la probeta

Peso humedo (gr)

pino caribe

pinus caribaea

casanare

ENSAYO DE CORTE RADIAL PARALELO A LA FIBRA

15/07/2014

198

CARGA

Fecha: N° probeta= 709 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1410

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 71,40

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 57,85

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 23,43

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 56,40

h2 prob(mm)= 15 0,39

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1410,00

Densidad material(g/cm3)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Peso humedo (gr)

pino caribe

pinus caribaea

casanare

ENSAYO DE CORTE RADIAL PARALELO A LA FIBRA

15/07/2014

199

CARGA

Fecha: N° probeta= 710 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1404,615385

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 63,30

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 55,71

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 13,63

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 56,18

h2 prob(mm)= 15 0,38

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1404,62

Densidad material(g/cm3)

Humedad probeta

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)

Estado:

Datos de la probeta

Peso humedo (gr)

pino caribe

pinus caribaea

casanare

ENSAYO DE CORTE RADIAL PARALELO A LA FIBRA

15/07/2014

200

CARGA

Fecha: N° probeta= 711 Elemento gato(PSI)

N/bre comun: 1 1304,285714

N/bre cientifico:

Procedimiento:

verde

seco x

Vel ensayo: 0,60 mm/min

H prob(mm)= 65 68,90

E prob (mm)= 50 peso seco horno (gr) 59,99

L prob (mm)= 50 contenido de humedad: 14,85

h1 prob(mm)= 15

E1 prob(mm)= 20 52,17

h2 prob(mm)= 15 0,41

E2 prob(mm)= 20

P max (Kg) = 1304,29

Densidad material(g/cm3)

Calculos numericos

σmax(Kg/cm2)

Estado:

Datos de la probeta Humedad probeta

Peso humedo (gr)

pino caribe

pinus caribaea

casanare

ENSAYO DE CORTE RADIAL PARALELO A LA FIBRA

15/07/2014