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UNIVERSIDAD INTERNACIONAL SEK
Facultad de Arquitectura e Ingeniería
Carrera de Ingeniería Mecánica en Energía y Control
Caracterización Térmica y Mecánica de Materiales
de Construcción Tipo Madera de Arenillo, Laurel
y Seique para Estructuras
Autor: Pablo Chico Cañar
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Producción artesanal
Producción empresarial
Ensayos ------ Datos
Favorables
Promoción de uso de
Maderas Nativas
Información confiable a las
empresas de construcción
Poco uso de la madera en
Ecuador para exteriores
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OBJETIVOS
• GENERAL
Determinar las características térmicas y mecánicas de las maderas arenillo, laurel y seique para
estructuras
• HIPÓTESIS
Las maderas del arenillo, seique y laurel, presentan características
térmicas y mecánicas que les permiten ser usadas en la construcción
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JUSTIFICACIÓNAUGE DE LA MADERA EN LA CONSTRUCCIÓN
Beneficios para
la construcción
(Carpio 2010), (Clavón & Rosero 2013), (PROMADE 2013), (Cruz 2011), (Parra 2013)
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MÉTODO
Estudio descriptivo, experimental y analítico
LUGAR
MAQUINARIAS
MUESTRAS
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ENSAYOS CON LAS MADERAS
Compresión Paralela
• Máquina de Ensayos
Universales
• Norma ASTM D143
• Compresión hasta la falla
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ENSAYOS CON LAS MADERAS
Compresión Perpendicular
• Máquina de Ensayos
Universales
• Norma ASTM D143
• Falla por aplastamiento
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ENSAYOS CON LAS MADERAS
Tracción Paralela
• Máquina de Ensayos
Universales
• Norma ASTM D143
• Hasta la Rotura
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ENSAYOS CON LAS MADERAS
Tracción Perpendicular
• Máquina de Ensayos
Universales
• Norma ASTM D143
• Hasta la rotura
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ENSAYOS CON LAS MADERAS
Resistencia a la Flexión
• Máquina de Ensayos
Universales
• Norma ASTM D143
• Hasta la falla
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ENSAYOS CON LAS MADERAS
Hinchamiento Volumétrico
• Norma IRAM 9543
• Medición de distancias luego
de ser sumergidas.
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ENSAYOS CON LAS MADERAS
Absorción de Humedad
Latorre (2015)
Medición de pesos
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ENSAYOS CON LAS MADERAS
Conductividad Térmica
Máquina Placa Caliente
Norma ISO 8302
Conductividad Térmica
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Simulación con Sistema ANSYS R19.0
Para todas las maderas:
Convección del viento: 28 W/m2-k (Ecuación de Watmuff)
Temperatura de 27 C
Rad: 4500 W/m2
Velocidad del viento: 5 m/s
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COMPRESIÓN PARALELA
Organización Internacional de las Maderas Tropicales (OIMT)
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COMPRESIÓN PERPENDICULAR
Ministerio del Ambiente
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TRACCIÓN PARALELA
Ministerio del Ambiente
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TRACCIÓN PERPENDICULAR
Ministerio del Ambiente
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FLEXIÓN
Normas Técnicas Complementarias Para Diseño
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CONTENIDO DE HUMEDAD
Normas Técnicas Complementarias Para Diseño
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HINCHAMIENTO VOLUMÉTRICO
7.59
6
1.82
Arenillo Laurel Seike
Hin
cham
ien
to V
olu
mét
rico
(%
)
Maderas
HV
7.59
6
1.82
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Hin
cham
ien
to V
olu
mét
rico
(%
)
Arenillo Laurel Seike
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ABSORCIÓN DE HUMEDAD
Normas Técnicas Complementarias Para Diseño
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CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
Ministerio de Obras Publicas de España
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RESISTENCIA TÉRMICA
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ARENILLO
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LAUREL
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SEIQUE
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DISCUSIÓN
• Compresión Paralela
• Seique y Laurel se encuentran dentro del rango estipulado por
el Ministerio del Ambiente y Arenillo por encima de lo
señalado por OIMT, Seique obtuvo valores similares a los de
Espinoza y Salazar
• Compresión Perpendicular
• Arenillo: acordes con el Ministerio del Ambiente
• Seique: mayor de lo estipulado por el Ministerio del Ambiente
• Laurel: mayor de lo estipulado por el Ministerio del Ambiente
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• Tracción Paralela
• Arenillo: acorde con Ministerio del Ambiente
• Seique: por debajo de lo estimado por Espinoza y Salazar (2011)
• Laurel: acorde con Ministerio del Ambiente
• Tracción Perpendicular
• Arenillo: acorde con el Ministerio del Ambiente
• Seique: por debajo de lo estimado por Espinoza y Salazar (2011)
• Laurel: acorde con el Ministerio del Ambiente
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• Flexión
• Arenillo: por debajo de la Norma Técnica (2008)
• Seique: por encima de lo estimado por Espinoza y Salazar (2011)
• Laurel: por debajo de la Norma Técnica (2008)
• Contenido de humedad
• La Media de las tres maderas estuvo entre 12,9% y 13,07% ,
consideradas como maderas secas
(Norma Técnica Complementarias para Diseño y Construcción
de Estructuras de Madera 2008)
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Conductividad Térmica
Las maderas de este estudio se encuentran dentro de los
límites establecidos, registrando mayor conductividad el
Arenillo
(Norma NBE-CT-79, rango de 0,08 a de 0,21 W/m K.)
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APLICACIÓN DE LOS RESULTADOS
• Las características térmicas complementan los elementosindispensables que mejora la toma de decisiones para utilizarla madera en la construcción
• La madera posee una ventaja respecto a otros materiales deconstrucción en cuanto al aislamiento térmico
• Se logró la caracterización de la madera con datosprovenientes del país
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CONCLUSIONES
• En la simulación de la conductividad térmica, las maderas
presentaron valores similares a los obtenidos en los ensayos
• La Conductividad Térmica más elevada la presentó la madera de
Arenillo seguida de Seique
• La Resistencia Térmica más elevada fue del Laurel
• La madera de Seique tiene estudios previos en Ecuador, siendo
catalogada como una madera estructural Tipo D
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RECOMENDACIONES
• Se precisa estandarizar y actualizar normas nacionales que incluya
datos de todas las maderas disponibles en el país.
• Continuar y mantener estudios de esta índole con otras maderas
nativas e introducidas en el país para disponer de datos propios y
confiables.
• Acompañar los ensayos de madera con simulación realizada a través
de programas de especializados para obtener criterios más específicos
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GRACIAS