CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES Y APLICACIÓN DE...

UNIVERSIDAD DE MAGALLANES

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE CONSTRUCCIÓN CIVIL

CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES Y

APLICACIÓN DE LA MADERA REGIONAL EN LA

CONSTRUCCIÓN

ALEJANDRO BARRIENTOS MUÑOZ

VALERIA OYARZO BENITEZ

JULIO 2004

UNIVERSIDAD DE MAGALLANES

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE CONSTRUCCIÓN CIVIL

CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES Y

APLICACIÓN DE LA MADERA REGIONAL EN LA

CONSTRUCCIÓN

“Trabajo de titulación presentado en

conformidad a los requisitos para

obtener el título de Constructor Civil”

PROFESOR GUÌA: SR. MANUEL MANRIQUEZ FIGUEROA

ALEJANDRO BARRIENTOS MUÑOZ

VALERIA OYARZO BENITEZ

JULIO 2004

Características y propiedades de la Lenga.

iii

AGRADECIMIENTOS

En esta instancia agradecemos a todas las personas que nos apoyaron (familiares y amigos)

para que este trabajo pueda ser realizado en forma satisfactoria, a las distintas entidades que

se mencionan durante el desarrollo del trabajo brindando apoyo bibliográfico y material para ser

estudiado en laboratorio, a nuestro profesor guía el Sr. Manuel Manriquez F., a la escuela de

Construcción Civil por darnos la oportunidad de realizar este trabajo, aportándonos material y

equipo necesario y en forma especial al Sr. Marcos Seguic por su colaboración en aporte de

material y apoyo en la ejecución del trabajo.


iv

RESUMEN

Debido a que los recursos forestales de esta zona son limitados, existe una necesidad de

utilizarlos en forma más eficiente. Uno de los objetivos que se persigue al estudiar las

Propiedades Físicas y Mecánicas de la Nothofagus pumilio (Lenga), es lograr una propuesta

para utilizar este recurso de la manera más eficiente posible, esto es, no subutilizar esta

materia prima y encontrar un mayor y mejor uso específicamente dentro del campo de la

construcción.

Al estudiar cuidadosamente las características de la madera, es posible descubrir para que tipo

de partidas dentro una construcción sea más apta. Sin embargo se requiere un análisis

exhaustivo de las propiedades y aplicaciones posibles para poder recomendar el lugar exacto

de aplicación de ésta.

Para lograr lo anteriormente descrito, se realizó un estudio de laboratorio de las diferentes

Propiedades Físicas y Mecánicas de la madera de Lenga, analizándola en diferentes estados,

de manera de poder comparar estos resultados con otras especies que se usan actualmente en

la construcción.

El presente estudio describe detalladamente los análisis realizados con los cuales se llegaron a

los resultados que se esperaban.

Deseamos a todas aquellas personas que tengan interés de profundizar sus conocimientos

sobre las características y propiedades tanto físicas como mecánicas de la Lenga, una lectura

entretenida y de interés.


v

INDICE

AGRADECIMIENTOS................................................................................................................... iii

RESUMEN.................................................................................................................................... iv

INDICE........................................................................................................................................... v

INDICE DE TABLAS.................................................................................................................... vii

INDICE DE GRAFICOS................................................................................................................. x

INDICE DE FOTOS..................................................................................................................... xii

INDICE DE ILUSTRACIONES.................................................................................................... xiii

CAPITULO I: DESCRIPCION DEL PROYECTO

1.1 ANTECEDENTES GENERALES.............................................................................................1

1.2 DESCRIPCION DEL PROYECTO Y JUSTIFICACION............................................................2

1.3 OBJETIVOS.............................................................................................................................3

CAPITULO II: DESCRIPCION GRNERAL DE LA LENGA

2.1 ESTRUCTURA DE LA MADERA.............................................................................................5

2.2 DESCRIPCION........................................................................................................................9

2.3 ASPECTOS REPRODUCTIVOS...........................................................................................10

2.3.1 Tolerancia................................................................................................................11

2.4 DISTRIBUCION......................................................................................................................11

2.5 LENGA EN MAGALLANES....................................................................................................12

2.5.1 Cosecha...................................................................................................................13

2.5.2 Producción Nacional y Rendimiento........................................................................13

CAPITULO III: PROPIEDADES FISICAS, PROPIEDADES MECANICAS Y APLICACIÓN DE

LA LENGA

3.1 ANTECEDENTES GENERALES...........................................................................................15

3.2 PROPIEDADES FISICAS......................................................................................................16

3.2.1 Densidad de la Madera............................................................................................16


vi

3.2.2 Contracción de la Madera........................................................................................17

3.3 PROPIEDADES MECANICAS...............................................................................................18

3.4 APLICACIÓN DE LA MADERA EN LA CONSTRUCCION....................................................20

3.4.1 Sistemas Estructurales............................................................................................21

3.4.2 Sistemas de Entramado..........................................................................................23

CAPITULO IV: METODOLOGIA DE LOS ENSAYOS

4.1 METODOLOGIA DE LOS ENSAYOS DE LAS PROPIEDADES FISICAS............................30

4.1.1 Enasyo de Densidad Anhidra y Densidad Básica...................................................32

4.1.2 Ensayo de Contracción Radial................................................................................36

4.2 METODOLOGIA DE LOS ENSAYOS MECANICOS.............................................................38

4.2.1 Ensayo de Compresión Paralela a la Fibra.............................................................39

4.2.2 Ensayo de Flexión Estática.....................................................................................43

CAPITULO V: RESULTADO DE LOS ENSAYOS

5.1 RESULTADO DE LOS ENSAYOS DE DENSIDAD...............................................................49

5.2 RESULTADO DE LOS ENSAYOS DE CONTRACCION RADIAL.........................................74

5.3 RESULTADO DE LOS ENSAYOS DE COMPRESION PARALELA......................................83

5.4 RESULTADO DE LOS ENSAYOS DE FLEXION ESTATICA................................................89

CAPITULO VI: CONCLUSIONES

CONCLUSIONES.........................................................................................................................96

BIBLIOGRAFIA..........................................................................................................................102


vii

INDICE DE TABLAS TABLA 3.4.1 Aplicación en la Construcción de algunas Especies Madereras........................... 20

TABLA 5.1.1 Información general del Material Analizado en Laboratorio....................................49

TABLA 5.1.2: Densidades Promedio Base de la Troza 1........................................................... 49

TABLA 5.1.3: Densidades Promedio Centro de la Troza 1......................................................... 50

TABLA 5.1.4: Densidades Promedio Copa de la Troza 1........................................................... 51

TABLA 5.1.5: Densidad Promedio de Corteza a Corteza de la Troza 1..................................... 52

TABLA 5.1.6: Densidad Promedio de la Troza 1........................................................................ 53

TABLA 5.1.7: Densidades Promedio Base de la Troza 2........................................................... 55

TABLA 5.1.8: Densidades Promedio Centro de la Troza 2......................................................... 56

TABLA 5.1.9: Densidades Promedio copa de la Troza 2............................................................ 57

TABLA 5.1.10: Densidad Promedio de Corteza a Corteza de la Troza 2................................... 58

TABLA 5.1.11: Densidad Promedio de la Troza 2...................................................................... 59

TABLA 5.1.12: Densidades Promedio Base de la Troza 3......................................................... 61

TABLA 5.1.13: Densidades Promedio Centro de la Troza 3....................................................... 62

TABLA 5.1.14: Densidades Promedio Copa de la Troza 3......................................................... 63



TABLA 5.1.17: Densidades Promedio Base de la Troza 4......................................................... 67

TABLA 5.1.18: Densidades Promedio Centro de la Troza 4....................................................... 68

TABLA 5.1.19: Densidades Promedio Copa de la Troza 4......................................................... 69



TABLA 5.1.22: Cuadro de Resumen de Densidades.................................................................. 72

TABLA 5.1.23: Datos Bibliográficos de Densidades................................................................... 72

TABLA 5.1.24: Densidades de Especies Madereras Chilenas................................................... 73

TABLA 5.2.1: Contracción Promedio de la Troza 1.................................................................... 74





viii

TABLA 5.2.5: Contracción Promedio de las Trozas Ensayadas................................................. 81

TABLA 5.2.6: Datos Bibliográficos de Contracción..................................................................... 81

TABLA 5.3.1: Material Analizado en Laboratorio........................................................................ 83

TABLA 5.3.2: Valores Promedio de Tensión de Rotura de la Troza 1........................................ 83



TABLA 5.3.5: Valores Promedio de Tensión de Rotura a la Compresión................................... 84

TABLA 5.3.6: Carga – Deformación de Probeta 2.1.9 de Troza 5.............................................. 84

TABLA 5.3.7: Carga – Deformación de Probeta 2.1.9 de Troza 5.............................................. 86

TABLA 5.3.8: Esfuerzo – Deformación Unitaria de Probeta 2.1.9 de la Troza 5........................ 86

TABLA 5.3.9: Material estudiado en Laboratorio........................................................................ 88

TABLA 5.3.10: Valores Promedio de Módulo de Elasticidad de la Troza 4................................ 88

TABLA 5.3.11: Valores Promedio de Módulo de Elasticidad de la Troza 5................................ 88

TABLA 5.3.12: Cuadro de Resumen Módulo de Elasticidad a la Compresión........................... 89

TABLA 5.4.1: Material Analizado en Laboratorio........................................................................ 89

TABLA 5.4.2: Valores Promedio de Tensiones y Módulo de Elasticidad a la Flexión de

la Troza 1............................................................................................................. 89

TABLA 5.4.3: Valores Promedio de Tensiones y Módulo de Elasticidad en Base de la

Troza 1................................................................................................................. 90

TABLA 5.4.4: Valores Promedio de Tensiones y Módulo de Elasticidad en Copa de la

Troza 1................................................................................................................ 90

TABLA 5.4.5: Valores Promedio de Tensiones y Módulo de Elasticidad en la Centro de

la Troza 1............................................................................................................. 90

TABLA 5.4.6: Valores Promedio de Tensiones y Módulo de Elasticidad en Copa de

la Troza 2............................................................................................................. 92

TABLA 5.4.7: Valores Promedio de Tensiones y Módulo de Elasticidad en Centro de

la Troza 2............................................................................................................ 92

TABLA 5.4.8: Valores Promedio de Tensiones y Módulo de Elasticidad en la Base de

la Troza 2............................................................................................................ 92


ix


la Troza 2............................................................................................................ 93


la Troza 3............................................................................................................. 94

TABLA 5.4.11: Valores Promedio de Tensiones y Módulo de Elasticidad en Copa de

la Troza 3............................................................................................................ 94

TABLA 5.4.12: Valores Promedio de Tensiones y Módulo de Elasticidad en Centro de

la Troza 3............................................................................................................. 94

TABLA 5.4.13: Valores Promedio de Tensiones y Módulo de Elasticidad en la Base de

la Troza 3............................................................................................................. 95

TABLA 5.4.14: Cuadro de Resumen de los Ensayos Mecánicos............................................... 96

TABLA 5.4.15: Datos Bibliográficos de Módulo de Elasticidad y Tensión de Rotura a la

Compresión.......................................................................................................... 96

TABLA 5.4.16: Datos Bibliográficos de Tensiones y Módulo de Elasticidad a la Flexión........... 96

TABLA 5.4.17: Comparación de las Propiedades Mecánicas de la Lenga con otras Especies

Madereras............................................................................................................ 97


x

INDICE DEGRAFICOS

GRAFICO 5.1.1: Densidad Anhidra y Densidad Básica de Corteza a Corteza en Base de la

Troza 1............................................................................................................ 49

GRAFICO 5.1.2: Densidad Anhidra y Densidad Básica de Corteza a Corteza en Centro de la

Troza 1............................................................................................................ 50

GRAFICO 5.1.3: Densidad Anhidra y Densidad Básica de Corteza a Corteza en Copa de la

Troza 1............................................................................................................ 51

GRAFICO 5.1.4: Densidad Anhidra y Básica Promedio de la Troza 1........................................54


Troza 2............................................................................................................ 55


Troza 2............................................................................................................ 56


Troza 2............................................................................................................ 57

GRAFICO 5.1.8: Densidad Anhidra y Básica Promedio de la Troza 2....................................... 60


Troza 3............................................................................................................ 61


Troza 3............................................................................................................ 62


Troza 3............................................................................................................ 63

GRAFICO 5.1.12: Densidad Anhidra Básica Promedio Troza 3................................................ 66


Troza 4............................................................................................................ 67


Troza 4............................................................................................................ 68


Troza 4............................................................................................................ 69

GRAFICO 5.1.16: Densidad Anhidra y Básica Promedio Troza 4............................................. 72

GRAFICO 5.2.1: Contracción Promedio Troza 1........................................................................ 75


xi




GRAFICO 5.3.1: Carga – Deformación de Probeta 2.1.9........................................................... 85

GRAFICO 5.3.2: Esfuerzo – Deformación Unitaria Probeta 2.1.9.............................................. 87


xii

INDICE DE FOTOS

FOTO 4.1.1: Estufa de Secado................................................................................................... 32

FOTO 4.1.2: Sierra Circular........................................................................................................ 32

FOTO 4.1.3: Pie de Metro........................................................................................................... 32

FOTO 4.1.4: Balanza de Precisión.............................................................................................. 33

FOTO 4.2.1: Máquina para Ensayos de Compresión................................................................. 39

FOTO 4.2.2: Reloj Comparador.................................................................................................. 39

FOTO 4.2.3: Probeta de Lenga................................................................................................... 39

FOTO 4.2.4: Máquina para Ensayos de Flexión......................................................................... 43

FOTO 4.2.5: Reloj Comparador Modificado para ensayo de Flexión........................................ 43

FOTO 4.2.6: Accesorios para Ensayo de Flexión....................................................................... 44

FOTO 4.2.7: Cabezal Metálico.................................................................................................... 44

FOTO 4.2.8: Probeta de Lenga................................................................................................... 44


xiii

INDICE DE ILUSTRACIONES

ILUSTRACION 2.1.1: Sección Transversal de un Arbol............................................................... 6

ILUSTRACION 2.2.2: Partes de un Arbol..................................................................................... 8

ILUSTRACION 3.4.1: Encuentros de Tabiques sin Pilar y con Pilar........................................... 21

ILUSTRACION 3.4.2: Sistema de Tabique Lleno....................................................................... 22

ILUSTRACION 3.4.3: Detalle de Encuentros de la Estructura.................................................... 23

ILUSTRACION 3.4.4: Escantillón Sistema Americano................................................................ 24

ILUSTRACION 3.4.5: Estructura Sistema Americano................................................................. 25

ILUSTRACION 3.4.6: Detalle de Encuentros de la Estructura.................................................... 26

ILUSTRACION 3.4.7: Escantillón Sistema Baloom..................................................................... 27

ILUSTRACION 3.4.8: Estructura Sistema Baloom...................................................................... 28

ILUSTRACION 4.1.1: Proceso de Obtención de Probetas......................................................... 30

ILUSTRACION 4.2.1: Gráfico Ley de Hooke.............................................................................. 38

ILUSTRACION 5.1.1: Resumen Densidad Anhidra y Densidad Básica Troza 1........................ 52


ILUSTRACION 5.1.3: Resumen Densidad Anhidra y Densidad Básica Troza 3....................... 64


ILUSTRACION 5.4.1: Valor de Flexión, Tensión de Rotura y Módulo de Elasticidad Troza 1

.................................................................................................................. 91


.................................................................................................................. 93


.................................................................................................................. 95


1

DESCRIPCION DEL PROYECTO

1.1 ANTECEDENTES GENERALES

Dado que la madera es un material formado por fibras orientadas en una misma dirección, es

un material anisótropo, es decir que sus propiedades físicas y mecánicas no son constantes en

la misma pieza de la misma especie, si no que varían en función de la dirección en la que se

aplique el esfuerzo.

Debido a lo anterior se propone determinar las propiedades físico-mecánicas de la madera

Lenga, proveniente de los bosques Magallánicos, y obtener como resultados que ésta madera

tenga propiedades físico-mecánicas reales, para ser utilizada como material que soporta

esfuerzos en la construcción.


2

1.2 DESCRIPCION DEL PROYECTO Y JUSTIFICACION

Actualmente existen en la Región de Magallanes aproximadamente 2.5 a 3 millones de

hectáreas de Bosque Nativo, de las cuales 400 a 500 mil tienen potencial comercial, lo que

equivale al 40% del bosque nativo productivo del país. Actualmente se extraen 400.000 m3

anuales de madera, y el crecimiento que experimenta el bosque es de 1.600.00 m3 al año, lo

que implica la existencia de un potencial remanente para ejecutar una cosecha comercial.

De los valores mencionados el 95% del bosque comercial corresponde a Lenga, que es un

árbol de madera dura en que la producción principal es maderas elaboradas y aserradas,

actividades que se dan en ámbitos dispares de mercados y precios. Así, mientras las maderas

elaboradas se orientan hacia la exportación contando con un mercado y precios atractivos en la

fabricación de muebles y paneles, la madera aserrada funciona principalmente abasteciendo el

mercado local muy ligado a la fluctuante evolución del sector de la construcción.

Lo que se quiere lograr con este estudio es aprovechar las características y propiedades de la

Lenga para darle una aplicación estructural de mayor preponderancia en el rubro de la

construcción ya que su participación no tiene gran relevancia debido al poco conocimiento que

se tiene sobre las buenas características de esta materia prima.


3

1.3 OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Determinar las propiedades físicas y mecánicas de la madera Lenga y la influencia de estas

propiedades para utilizarla como material estructural en edificación.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

• Determinación de la densidad:

- Densidad anhidra

- Densidad básica

• Determinar la Contracción Radial de la madera Lenga.

• Determinar el módulo de elasticidad de la madera en los ensayos de compresión y flexión,

con el objeto de analizar su comportamiento como material estructural.

• Estudiar el comportamiento de la Lenga aplicada a la edificación en construcción,

específicamente en la parte estructural, describiendo los distintos tipos de sistemas

constructivos posibles de aplicar.


5

2 DESCRIPCION GENERAL DE LA LENGA

2.1 ESTRUCTURA DE LA MADERA

Para hacer un buen uso de la madera se debe conocer su origen biológico, su estructura

celular, composición química, sus propiedades físicas, mecánicas y su variabilidad natural.

(Pérez, V. 1990)

Las especies forestales se clasifican en dos grandes grupos: Coníferas y Latifoliadas. Aún

cuando la diferencia entre ambos grupos es de origen botánico, existe la creencia errónea de

que esta clasificación puede ser aplicada al campo de las propiedades físicas y mecánicas. (Op.

Cit.)

Botánicamente las coníferas son clasificadas en el grupo de las

Gimnospermas, plantas que tienen semillas descubiertas,

usualmente generadas dentro de conos y con hojas en forma de

agujas que se mantienen en el árbol durante todo el año. Las

latifoliadas pertenecen al grupo de las Angiospermas, plantas

con flores, con semilla generada dentro de un fruto y hojas

anchas, en la cual la mayoría de sus hojas caen durante el

invierno (caducas), con excepción del Coigüe. El Pino Radiata y

Alerce son ejemplos de coníferas y el Eucalipto y Coigüe son

latifoliadas. (Op. Cit.)

La savia, solución diluida en sales minerales, proveniente de las raíces, es conducida por las

células que se ubican en las capas exteriores del tronco (albura) hacia las hojas del árbol. Allí,

mediante el proceso conocido como fotosíntesis, la savia se combina con gases del aire y con

la participación de rayos solares y de la clorofila, se produce el alimento requerido para el

crecimiento del árbol. Este alimento es transportado, a través de células ubicadas en la corteza

interior, hacia las capas de tejido en crecimiento y posteriormente a las raíces. (Op. Cit.)


6

ILUSTRACION 2.1.1 SECCIÓN TRANSVERSAL DE UN ÁRBOL

Fuente: Pérez, V. 1990

TERMINOLOGÍA DE LAS PARTES DE UN ÁRBOL

a) Corteza exterior: constituida por células muertas que cumplen una función de protección.

b) Corteza interior: constituida por células vivas y cuya labor fundamental es el transporte de

savia elaborada desde el follaje a las capas en crecimiento del árbol y posteriormente a las

raíces.

c) Cambium: capa delgada, no visible a simple vista, en el cual se realiza el crecimiento del

árbol, es decir, en donde se generan las nuevas células. En su superficie exterior se

originan las células para la corteza interior y en la superficie interior las correspondientes a

la nueva capa de madera que se esta formando.


7

d) Albura: zona de tejido vivo cuya función principal es el transporte de savia hacia las hojas y

el almacenamiento de sustancias y sales minerales. Su ancho depende de la especie, de la

edad del árbol y de su velocidad de crecimiento.

e) Duramen: tejido inactivo, de coloración más oscura que la albura debido a los extractivos

químicos que se depositan en sus tejidos. Estos compuestos químicos le dan, por lo

general, una mayor resistencia al ataque de hongos, de pudrición y de insectos.

f) Rayos medulares: células ubicadas en dirección normal al eje del árbol.

g) Médula: tejido inactivo en el árbol adulto.

h) Anillo de crecimiento: sección transversal de la capa de madera formada durante un

periodo vegetativo. Se caracteriza por el contraste mas o menos marcado entre el leño

tardío de un periodo y el leño temprano del siguiente.


8

ILUSTRACIÓN 2.1.2 PARTES DE UN ÁRBOL


Las propiedades de la albura y el duramen no son significativamente diferentes, siendo sin

embargo, el duramen menos permeable que la albura.

La madera es un material orgánico no homogéneo, compuesto fundamentalmente por celulosa

y lignina. La celulosa constituye la estructura de las paredes celulares mientras que la lignina

es el material ligante de las células entre sí.

La célula de la madera llamada también fibra o grano (grain), es hueca y de una longitud que

varía entre 1mm y 8 mm. Puede ser comparada con una bombilla de paja con sus extremos

cerrados, a veces con largos iguales al ancho y con diferentes espesores de pared celular. Si

se construye un cubo encolado de cientos de bombillas de paja se tendría un modelo de la

estructura básica de la madera.


9

La mayoría de las células de la madera están orientadas en la dirección longitudinal pero

algunas, denominadas células radiales, se ubican en tejidos que se extienden desde la

superficie exterior del tronco hacia la médula. Estos tejidos (rayos medulares) se componen de

una o dos células en las coníferas y de muchas células en las latifoliadas.

Esta estructura celular es, en gran medida, la responsable de las distintas respuestas

estructurales dadas por la madera a solicitaciones que tienen diferentes direcciones y

características. (Op. Cit.)

2.2 DESCRIPCION

Según donde crezca la Lenga puede medir desde 4m. a

35m. de altura, con diámetros hasta 2m en la base y puede

alcanzar los 350 años de vida. Sus hojas, de color verde

claro, tienen entre 2cm. a 4 cm de largo, son extendidas y

de borde groseramente almenado, de modo que entre

cada par de nervios se encuentran 2 lóbulos separados.

Es una especie de hoja caduca, es decir, bota las hojas

durante la época de receso vegetativo, meses durante los

cuales sobre el suelo existe una gruesa capa de nieve.

(INFOR – CONAF, 1998)

Su tronco es bastante cilíndrico, pero generalmente está comercialmente mal conformado,

posee buena poda natural, es muy atacado por insectos y hongos especialmente en las

inserciones donde existían las ramas. Sobre suelos móviles, y a consecuencia del efecto

mecánico de la nieve, los troncos tienen un aspecto torcido. Su corteza es de color café-

blanquecino-ceniciento, con grietas longitudinales con cierta semejanza a las de Raulí.


10

Es una especie monoica, que florece a fines de primavera, madurando sus frutos en otoño. Sus

semillas son trialadas, encerradas en una cúpula leñosa de medio centímetro de diámetro. 1 kg.

de semillas de esta especie posee alrededor de 50.000 unidades. (Op. cit.).

Cuando la Lenga crece en forma aislada, desde las fases juveniles, no se produce el derrame

natural y presenta una copa muy globosa. En cambio cuando crece en un medio de

competencia con otros árboles, desrrama naturalmente presentando fustes rectos y la copa se

presenta en el estrato superior.

Su madera tiene una densidad que oscila entre los 500 y 590 gr/cm3 a 12% de humedad con

colores que varían casi desde el blanco en la albura hasta el rosado cuando esta recién cortada

que varían al marrón amarillento cuando pasa el tiempo.

2.3.-ASPECTOS REPRODUCTI VOS

De acuerdo a INFOR – CONAF (1998), la Lenga es una especie monoica que puede florecer

desde agosto hasta fines de noviembre, dependiendo de la latitud, altitud, pendiente,

exposición, humedad y suelos en que se encuentre.

No existen antecedentes acerca de la edad a la cual la Lenga comienza a producir semillas. No

obstante, se conoce que la maduración de los frutos se produce entre enero y febrero, y la

dispersión de las semillas es durante abril.

El número de semillas por kilo es de aproximadamente 50.000unidades. El nivel de producción

es cíclico, no existiendo mayores antecedentes acerca de la periodicidad. Las semillas de esta

especie, tienen buen porcentaje de germinación (50 %). Se regenera bien por lo que es fácil

observar plántulas de esta especie en lugares sin sotobosque bajo los árboles semilleros.


11

2.3.1 Tolerancia

La Lenga es considerada como un árbol de poca tolerancia, exigente en luz. También puede

comportarse como semitolerante, especialmente en bosques de Araucaria, creciendo bajo el

dosel con sombra ligera. De igual forma, aunque la regeneración de Lenga normalmente es

abundante, la distribución y las posibilidades de desarrollo de las plantas dependerán, en gran

medida, de la mayor cantidad de luz que llega al piso. (Op. cit.).

2.4 DISTRIBUCION

Lenga es una especie caducifolia, semiheliófila del género Nothofagus de lento crecimiento

juvenil y moderado desarrollo a mayor edad. Se distribuye en la cordillera de los Andes, desde

la provincia de Nuble hasta el Cabo de Hornos, y también en las partes mas altas de la

cordillera de la Costa, en Nahuelbuta y Cordillera Pelada. No obstante lo anterior, en la zona

norte de su distribución geográfica y especialmente en las provincias de Malleco y Cautín, la

especie no tiene importancia comercial ya que presenta alta frecuencia de pudrición avanzada.

Entre las provincias Cautín y Llanquihue, esta situación no varía, pues en ellas se presenta en

el límite de la vegetación arbórea cordillerana, en forma achaparrada, o al menos de tamaño

reducido, confundiéndose con Ñirre. El bosque de Lenga ha constituido históricamente un

potencial forestal de importancia en la economía de las regiones australes de Chile.

Generalmente, la Lenga crece en bosques monoespecíficos y de acceso relativamente fácil. La

madera es de excelente calidad y tiene buena acogida tanto en el mercado nacional como en el

extranjero. Desgraciadamente, por crecer preferentemente en los faldeos orientales de la

cordillera de los andes, o sea en la zona semiseca vecina a la pampa, los bosques de lenga han

sido su mayor parte destruidos por bastos incendios destinados a criar pastizales para la

ganadería. Las características expuestas hacen que estos bosques, estén sujetos a fuerte

presión por su cosecha la cual en el pasado fue mayoritariamente del tipo floreo, provocándose

una disminución y degradación paulatina del recurso. No obstante lo anterior, actualmente

existen nociones sobre su manejo sustentable y hay un mercado creciente para la utilización de


12

la madera como madera aserrada y partes y piezas de muebles.

Generalmente, la Lenga crece en bosques monoespecíficos y de acceso relativamente fácil. La

madera es de excelente calidad y tiene buena acogida tanto en el mercado nacional como en el

extranjero. Desgraciadamente, por crecer preferentemente en los faldeos orientales de la

cordillera de los andes, o sea en la zona semiseca vecina a la pampa, los bosques de lenga han

sido su mayor parte destruidos por bastos incendios destinados a criar pastizales para la

ganadería.

Las características expuestas hacen que estos bosques, estén sujetos a fuerte presión por su

cosecha la cual en el pasado fue mayoritariamente del tipo floreo, provocándose una

disminución y degradación paulatina del recurso. No obstante lo anterior, actualmente existen

nociones sobre su manejo sustentable y hay un mercado creciente para la utilización de la

madera como madera aserrada y partes y piezas de muebles. Es así como la Lenga es la

especie de más amplio rango de distribución en la Patagonia, abarca aproximadamente 2000

km de norte a sur. Desde Alto Palena hasta Magallanes se encuentran los bosques de mayor

valor comercial. (Op. cit.)

2.5 LENGA EN MAGALLANES

La superficie de bosques de la zona de Magallanes es de aproximadamente 2.625.478 ha, de

las cuales aproximadamente 1.124.562 ha son de bosque de Lenga lo que equivale a un

42.83%, 1.031.962 es de Coigüe de Magallanes equivalente a un 39.31% y en tercer lugar lo

ocupa el Ciprés de las Guaitecas con 418.318 ha equivalente a un 15.93%. (INFOR, 2002b).

El uso histórico de los bosques Magallánicos data de fines del siglo XIX y el estado de

conservación es relativamente bueno. Aunque no existen antecedentes oficiales, se estima

que cerca de 300.000 ha fueron eliminadas por efectos del fuego para la obtención de terrenos

para la ganadería, lo que hace difícil su recuperación. Por otro lado, una superficie del orden

de 50.000 ha se cosechó selectivamente quedando bosques remanentes degradados, con

árboles defectuosos. No obstante lo anterior, normalmente estas formaciones presentan


13

abundante regeneración, por lo que la recuperación forestal es factible. (Estrategia Regional de

Desarrollo 2001-2010)

2.5.1 Cosecha

La producción forestal en Magallanes evoluciona favorablemente hacia una utilización integral y

sustentable de los bosques, ya que existen mayores conocimientos silviculturales y de

mejoramiento tecnológico, que permiten disminuir los riesgos de las inversiones.

Tradicionalmente, el destino más importante de la cosecha de Lenga ha sido la industria del

aserrío, empleándose una parte en la producción de madera dimensionada y elaborada.

Además, existen otros productos de menor grado de industrialización, tales como los rajones

para leña, los tacos y los postes.

La utilidad de esta producción corrientemente dice relación con la construcción (pisos, forros

exteriores e interiores), envases y mueblería. Por otra parte, se emplea en solicitaciones de tipo

estructural, como en el caso de las vigas y en techumbres, chapas y tableros contrachapados.

Además, sus características estéticas y organolépticas la hacen apropiada para la confección

de utensilios de cocina, tableros laminados y artículos de ornamentación.

2.5.2 Producción Nacional y Rendimiento

Como fue mencionado, el destino de mayor relevancia de la cosecha de bosques de Lenga es

la industria del aserrío. En el año 2002 la producción de madera aserrada fue de 56.500 m3 lo

que representa el 0.9 % del total nacional. (INFOR, 2002a). Los mayores bosques de Lenga se

encuentran en la XI Región, pero es la XII la que produce el mayor volumen de esta especie.

Tal es así que, del total de producido de Lenga el año 2002, un 66,6% correspondió a la XII

Región, un 33,2% a la XI y solo un 0,2% a la X Región. (INFOR (2002b)


15

3 PROPIEDADES FISICAS, PROPIEDADES MECANICAS Y APLICACIÓNES DE LA

LENGA

3.1 ANTECEDENTES GENERALES

De acuerdo a lo señalado por INFOR 1998, la madera de las distintas especies de Nothofagus

tiene similitudes de estructura y color, que hacen difícil diferenciar algunas especies entre sí.

En particular, la madera de Lenga es bastante parecida a la del Raulí, aunque su color rojizo es

algo más claro que la de éste, predominando el tinte café amarillento. La madera de esta

especie posee anillos anuales bien definidos. En tanto, la albura y el duramen presentan igual

color; su porosidad es difusa y de poros muy pequeños. Se define como una madera

moderadamente durable, de la cual se espera una vida útil superior a los 5 años e inferior a los

15 años, considerándose como de calidad comercial promedio, sin tratamiento preservador y

usada en contacto con el suelo en las condiciones climáticas normales existentes en Chile.


16

3.2 PROPIEDADES FISICAS

3.2.1 Densidad de la Madera

La madera es un material poroso, celular y por lo tanto, la cantidad de sustancia sólida que

tiene un volumen de madera, es un buen indicador de sus propiedades resistentes y, en un

menor grado, de la trabajabilidad, secado y características térmicas. (Pérez, V. 1990)

La densidad de un cuerpo, es el cuociente formado por la masa y su volumen. Debido a que

tanto la masa y el volumen de una madera pueden variar significativamente de acuerdo con el

contenido de humedad, es importante expresar la condición bajo la cual la densidad es

obtenida. (Op. cit.)

De acuerdo a lo mencionado por Pérez (1983), la densidad de la madera es el criterio más

satisfactorio para determinar sus características resistentes pudiendo emplearse también como

elemento de juicio en la selección o clasificación de piezas de madera.

La razón principal por la cual una madera tiene más densidad que otra, para un mismo

contenido de humedad, es simplemente que en esa madera hay una mayor cantidad de

substancia-madera y esto se debe a una mayor proporción de paredes celulares más gruesas

en los tejidos ya sea por crecimientos en suelos diferentes, climas distintos, etc.

De acuerdo a los datos obtenidos en INFOR 1998, la densidad anhidra de Lenga es de 545

kg/m3 en tanto que la densidad básica es de 464 kg/m3. El peso específico, basado en el peso

seco y volumen en estado verde es de 464 kg/m3, en tanto que basado en peso secado al horno

y volumen en estado seco (C.H.: = 12 %) es de 520 kg/m3.

La Lenga (Nothofagus pumilio) es la especie maderera de mayor uso en la región de

Magallanes, razón por la cual se consideró para ser estudiada y analizada. En este caso se

presentan los valores de alguna de las Propiedades Físicas específicamente la Densidad

Anhidra, Densidad Básica y la Contracción Radial.


17

3.2.2 CONTRACCION DE LA MADERA

De acuerdo a lo indicado por Pérez (1983), la contracción en la madera, es una propiedad que

frecuentemente no es entendida en forma correcta. Se presenta en dos etapas de la vida de la

madera, que son:

• Durante el secado, en la cual la contracción se define como pérdida de dimensiones que

ocurre cuando la madera se seca desde el estado verde al estado seco.

• Durante el servicio de la madera, en esta etapa la contracción queda definida con la

alteración dimensional que ocurre en la madera seca debido a los cambios ambientales, los

cuales provocan tanto contracciones como expansiones en la madera y que recibe el

nombre de “Juego de la Madera”.

Con respecto al fenómeno de dilatación (“hinchamiento”), es decir, el incremento dimensional

producido en una madera seca al aumentar su contenido de humedad, se puede suponer, sin

gran margen de error, que su comportamiento es regulado por las mismas relaciones que rigen

la contracción.

La contracción es una de las características más indeseables de la madera y es la responsable

en gran medida, de los inconvenientes y dificultades que se encuentran con ella en la

construcción.

En general, no existen contracciones significativas cuando la madera cambia su estado, por

secado, desde el estado verde y hasta el punto de saturación de las fibras. Si la madera

continúa su proceso de secado bajo el punto de saturación de la fibra, el agua contenida entre

las fibrillas se va y éstas se acercan entre sí, al no existir algo que las separe, produciéndose un

movimiento generalizado en la pared celular que disminuye el espesor de ella. El resultado de

la disminución de los espesores de las paredes celulares es variación de las dimensiones del

ancho y del espesor de la pieza de madera.


18

3.3.- PROPIEDADES MECANICAS

La madera de cualquier especie forestal, aun las de menor densidad, puede ser usada en

elementos estructurales, si se dispone de valores de resistencia de diseño a los esfuerzos que

le son requeridos. La resistencia de diseño de una pieza de madera a una solicitación, es un

valor de esfuerzo estimado que la misma podrá resistir sin sufrir ningún tipo de alteración

permanente, aún cuando deba soportar este esfuerzo bajo las condiciones de duración de

carga y humedad establecidas en el diseño.

A continuación se describirán algunas de las propiedades mecánicas más importantes de la

madera:

• Tensión en la fibra extrema en flexión

Las fibras extremas en flexión, son aquellas fibras ubicadas en los cantos superior e inferior de

una pieza. Se nota que las fibras de la cara más cercana de la carga están en compresión,

mientras que aquellas en la cara opuesta están en tracción.

• Tensión de corte o cizalle longitudinal en flexión

Piezas flexionadas están también sometidas a un esfuerzo que tiende a deslizar

horizontalmente una fibra con respecto a otra. Esta tensión se conoce como cizalle longitudinal

u horizontal, y aunque su efecto en los apoyos es ignorado, se alcanza un valor máximo en la

zona central de la pieza.

• Compresión perpendicular o normal a la fibra

Las vigas son soportadas normalmente por apoyos localizados en los extremos y en

ubicaciones intermedias. En este caso, la tensión de compresión perpendicular a la fibra de la

madera debe ser suficientemente alta para prevenir el aplastamiento.


19

• Compresión paralela a la fibra

Elementos como las columnas, postes y tornapuntas deben resistir cargas importantes de

compresión paralelas aplicadas a todo lo largo de la pieza.

• Tracción paralela a la fibra

Algunos elementos como el cordón inferior de una cercha, están sometidos a una tracción

paralela a la fibra. Cuando los elementos están cargados de esta manera, se produce una

concentración de tensiones alrededor de los nudos y la desviación de la fibra tiene una

influencia significativa en su resistencia.

• Tracción perpendicular o normal a la fibra

La madera no posee tanta resistencia de tracción perpendicular a la fibra, y los calculistas no

deberán evitar que se produzcan estas solicitaciones siempre que sea posible. Por ejemplo, es

una mala práctica de diseño hacer rebajes en la parte inferior de una viga, y unir vigas

secundarias que cuelguen del canto inferior de otras vigas principales.

• Módulo de elasticidad

El módulo de elasticidad de un elemento es una medida de su resistencia a la deformación bajo

carga. El módulo de elasticidad más usado es aquel que se mide en dirección paralela a la

fibra, el cual es designado como E.

El estudio de ésta tesis se basó principalmente en dos de sus propiedades:

1) Compresión paralela a la fibra y

2) Flexión de la madera

En ambos ensayos se calculará el Módulo de elasticidad.


20

3.4 APLICACIÓN DE LA MADERA EN LA CONSTRUCCIÓN

La madera de Lenga puede ser útil en diferentes partidas dentro de una obra de construcción,

sus usos se encuentran limitados por sus propiedades mecánicas y sus características de ésta.

Para saber un poco más acerca de su utilización en el campo de la Edificación se agrega la

tabla siguiente:

TABLA 3.4.1 Aplicación en la Construcción de algunas Especies Madereras

APLICACION

Ale

rce

Ara

ucar

ia

Ave

llano

La

urel

Li

ngue

C

ipré

s de

G

uayt

ecas

C

oigu

e de

M

a gal

lane

s Le

nga

Rob

le

Pino

O

regó

n O

livill

o R

aulí

Tepa

Ti

neo

Ulm

o A

lam

o Eu

caly

ptus

G

lobu

lus

Pino

In

sign

e

FUNDACIONES Pilotes X X X X X Poyos X X X X X ENTRAMADO DE PISO Vigas X X X X X X X X Pisos X X X X X X X X X X X Parquets X X X X X X X X TABIQUERIA Y MUROS Pies derechos X X X X X X X X X X Cadenetas X X X X X X X X X Soleras X X X X X X X X X X REVESTIMIENTOS

Exteriores X X X X X X X X X X X X Interiores X X X X X X X X X X X X X X ENTRAMADO DE TECHUMBRE Cerchas y tijerales X X X X X X X X X X Cielos X X X X X X X X X X Costraneras X X X X X X X X X X Tejuelas X X X X X X ESTRUCTURAS Vigas X X X X X X X X Pilares X X X X X X X X Construcciones Pesadas X X X X X X X X X OTROS Puertas X X X X X X X X X X X X Ventanas X X X X X X X X X X X X Escaleras X X X X X X X X X Chapas X X X X X X X X X X X X



21

A continuación se da a conocer algunos de los sistemas constructivos posibles de ser

aplicados en el campo de la construcción aprovechando las propiedades Físico Mecánicas de la

Lenga, y con esto, conocer algo mas sobre las características de estos sistemas estructurales

en madera que nos permite construir mas apropiadamente y describir las innumerables

posibilidades que entrega el material.

3.4.1 SISTEMAS ESTRUCTURALES

TABIQUE LLENO

De acuerdo a lo mencionado por Poblete; C. y Hempel; R. (1989), este sistema constructivo es

fundamentalmente diferente a todos los demás, desde el punto de vista constructivo y

estructural. Estructuralmente este tipo de construcción es ineficaz, ya que la madera esta

solicitada perpendicularmente a las fibras, es decir, en la dirección en la cual la resistencia es

menor.

Las ventajas de estos sistemas las constituyen su fácil montaje y la excelente aislación térmica

que garantiza la gran masa de madera; sin embargo, se presenta la dificultad de poder controlar

la variabilidad dimensional de las maderas con los cambios de temperatura.

ILUSTRACION 3.4.1 ENCUENTROS DE TABIQUES SIN PILAR Y CON PILAR


22

ILUSTRACION 3.4.2 SISTEMA DE TABIQUE LLENO


23

3.4.2 SISTEMAS DE ENTRAMADO

SISTEMA AMERICANO

La estructura de este sistema esta constituida por una pilastración modulada entre 40 y 60 cm.,

la estructura de piso y cielo están distribuidas a la misma distancia y por lo general mantienen la

misma escuadría de la pieza de madera.

Toda la pilastración se monta sobre una solera corrida y se corona con una solera superior y

sobre ésta una solera de amarre. Entre estas soleras y en forma paralela se colocan a una

distancia aproximada de 60 cm. las cadenetas cuya función es evitar la deformación de los pies

derechos.

ILUSTRACION 3.4.3 DETALLE DE ENCUENTROS DE LA ESTRUCTURA


24

ILUSTRACION 3.4.4 ESCANTILLON SISTEMA AMERICANO


25

ILUSTRACION 3.4.5 ESTRUCTURA SISTEMA AMERICANO


26

SISTEMA BALOOM

Las características propias de este sistema constructivo de entramado, están fundamentadas

en la forma especial de enfocar el proceso de armado. Este se comienza primero levantando

toda la envolvente para que en el plazo más breve poder colocar la cubierta y el revestimiento

exterior.

Este sistema consiste por tanto en levantar los pies derechos, que en el caso de

construcciones de dos pisos abarcan toda la altura, los entramados de entrepisos se clavan

lateralmente a los pies derechos y se apoyan sobre vigas horizontales encastradas sobre estos

mismos.

Uno de los problemas que presenta este sistema es su dificultad para la prefabricación, debido

a que los elementos soportantes verticales y horizontales van entrelazados.

ILUSTRACION 3.4.6 DETALLE DE ENCUENTROS DE LA ESTRUCTURA


27

ILUSTRACION 3.4.7 ESCANTILLON SISTEMA BALOOM


28

ILUSTRACION 3.4.8 ESTRUCTURA SISTEMA BALOOM

4 METODOLOGÍA DE LOS ENSAYOS

4.1 METODOLOGÍA DE LOS ENSAYOS DE PROPIEDADES FÍSICAS

Se determinaron las propiedades físicas para 4 trozas de Lenga, extraídos de diferentes

provincias de la Región de Magallanes. Las propiedades físicas que se determinaron

fueron las siguientes:

1) Determinación de densidades: densidad anhidra y densidad básica, de acuerdo a la

Norma Chilena Nch 176/2. Of 86 (ver ANEXO 2).

2) Determinación de la contracción radial, de acuerdo a la Norma Chilena Nch 176/3. Of

84 (ver ANEXO 3).

NOTA: Ambos ensayos fueron determinados en estado verde y en estado anhidro.

Con el objeto de explicar en forma clara como se obtuvieron las probetas para los

diferentes ensayos, se agrega la ilustración siguiente:

ILUSTRACION 4.1.1

Proceso de obtención de probetas

PASO 1: Selección de la troza, identificando el

diámetro mayor y diámetro menor

PASO 2: Identificación del corte tangencial que

se le aplicará a la troza, de manera de eliminar

los cantos

PASO 3: Cortar la troza en tablones de largo L

y ancho h, los cuales se subdividirán en las

viguetas.

PASO 4: Con las viguetas obtenidas se

procede a numerar y cortar las probetas que

se utilizaran en los ensayos.

4.1.1 ENSAYO DE DENSIDAD ANHIDRA Y DENSIDAD BÁSICA

• Equipo Utilizado para el Cálculo de Densidad:

FOTOGRAFIA DEL EQUIPO DESCRIPCION DEL EQUIPO

FOTO 4.1.1

Nombre: Estufa de secado

Marca: MEMMERT

Modelo: 300

FOTO 4.1.2

Nombre: Sierra Circular

Marca: SAW

Modelo: KS - 12

Motor: 2 HP, 220/240 Volt, 50 Hz

Serie: E – 24

FOTO 4.1.3

Nombre: Pie de metro

Marca: ROSTFREI GEHARTET

Precisión: 0.01 mm

FOTO 4.1.4

Nombre: Balanza electrónica

Marca: OHAUS

Modelo: GT 4100

Precisión: 0.01 gr

• Principio Básico de Ensayo de Densidad:

Este método consiste en someter las

probetas a un proceso constante de secado,

con el cual se pretende eliminar el máximo

contenido de humedad, dejándolas a masa

constante, para finalmente obtener así su

densidad.

• Procedimiento del Ensayo de Densidad Realizado en el Laboratorio

PASO 1: Selección y cortes del fuste en el aserradero, con el objeto de obtener una

troza.

PASO 2: Identificación y división de la troza en viguetas.

PASO 3: Subdivisión de viguetas y obtención de las probetas de dimensión de 1x1x4

pulgadas.

PASO 4: Para cada probeta medir el largo, ancho y espesor, al principio, centro y fin

de cada probeta en estado verde, posteriormente pesar la probeta y

colocarlas en la estufa de secado.

PASO 5: Transcurridas cuatro horas de secado, pesar las probetas e introducirlas

nuevamente a un proceso de secado, hasta obtener masa constante.

Medir nuevamente la probeta y calcular las densidades:

a) Densidad anhidra (gramos por centímetro cúbico) mediante la fórmula:

P0 = M0 / V0

En que:

M0 = es la masa, (en gramos) de la probeta en la condición anhidra

V0 = es el volumen (centímetros cúbicos) de la probeta en condición

anhidra.

b) La densidad básica (gramos por centímetro cúbico) dada por la fórmula:

Pb = M0 / Vv

En que:

M0 = es la masa (gramos) de la probeta en la condición anhidra

Vv = es el volumen (centímetros cúbicos) de la probeta en estado verde

• Metodología de la entrega de Resultados de ensayos de Densidad:

Los valores numéricos de los resultados del ensayo de densidad se dividieron en:

a) Tabla de información general del material analizado el laboratorio, cuyo

datos corresponden a la cantidad de trozas ensayadas, número de probetas

obtenidas de cada troza y los porcentajes de materiales que se ensayaron versus

los que se rechazaron. Cabe mencionar que este material se rechazo debido a

que no cumplía con la norma, ya sea, por presencia de nudos, pudrición o

simplemente las dimensiones medidas variaban más allá de un +-5% que eran las

requeridas para efectuar los ensayos.

b) Conjunto de tres tablas, que entregan información de la densidad anhidra y

densidad básica de la troza, analizada en forma transversal (de corteza a corteza),

en la base, centro y copa del árbol. Cada tabla es acompañada de un gráfico que

tiene por finalidad mostrar la variación de las densidades para cada vigueta que

conforma la troza.

c) Tabla resumen de las densidades calculadas, haciendo el análisis de

corteza a corteza, posterior a ésta una ilustración que muestra en forma práctica la

variación que experimentan las densidades en la base, centro y copa del árbol.

d) Tabla que entrega información de las densidades de la troza analizada en

forma longitudinal (a lo largo del árbol), con los cuales se obtuvieron las

densidades promedios por sección y por último sé calculo (como promedio

ponderado de valores) el valor de la densidad anhidra y la densidad básica

representativa del árbol. Cada tabla acompañada de su respectivo gráfico, que

ilustra la manera en que varía la densidad anhidra y la densidad básica, para cada

vigueta de la troza.

e) Para finalizar, con el cálculo de densidades, se entrega una tabla que

muestra el resumen de los valores de densidad anhidra y densidad básica, para

cada troza de árbol que se ensayó.

f) A modo de comparar los datos obtenidos en laboratorio con los que se

encuentran en bibliografías referentes a la madera Lenga, se agrega una tabla

que nos muestra los valores bibliográficos de las densidades estudiadas, se puede

observar que los valores obtenidos son bastante similares a los de las fuentes

citadas, lo que implica un minucioso trabajo de laboratorio basado en las Normas

Chilenas: NCh 176/1 Of 84, NCH 176/2 Of 86 y NCh 176/3 Of 84, las que se

encuentran al final de este trabajo como anexos.

NOTA: Este procedimiento es válido para todas las trozas que se analizaron, para este

ensayo puntual fueron 4 trozas.

4.1.2 ENSAYO DE CONTRACCIÓN RADIAL

• Equipo utilizado en Ensayo de Contracción Radial:

Los equipos utilizados para obtener la contracción radial de la madera, son los mismos

que se emplearon para el calculo de densidades.

• Principio Básico del Ensayo de Contracción Radial:

El ensayo consiste en medir los espesores

de cada probeta en estado verde y estado

anhidro, para posteriormente calcular el

porcentaje de variación de estas medidas,

el que corresponderá a la contracción que

experimenta la madera.

• Procedimiento del Ensayo de Contracción Realizado en Laboratorio:

Para calcular la contracción de la madera se utilizaron las mismas probetas descritas en

el punto anterior, vale decir, luego del cálculo de densidad se procede a calcular la

contracción mediante la fórmula:

Donde:

C max = contracción (en porcentaje).

E max = espesor de la probeta en estado verde.

E o = espesor de la probeta en estado anhidro.

• Metodología de la entrega de resultados del Ensayo de Contracción Radial:

Los valores numéricos de los resultados del ensayo de densidad se dividieron en:

a) Conjunto de cuatro tablas que entregan información de la contracción de la

troza dividida en viguetas, acompañadas con sus respectivos gráficos que indican

la manera en que varia la contracción dependiendo de la ubicación de la vigueta

en la troza del árbol analizado.

b) Tabla que agrupa los datos explicados en el punta a)

c) Tabla con valores bibliográficos de contracción, con el fin de comparar

datos que se obtuvieron en el laboratorio.

NOTA: Este procedimiento es válido para todas las trozas que se analizaron, para este

ensayo puntual fueron 4 trozas.

4.2 METODOLOGÍA DE ENSAYOS MECÁNICOS

Se obtuvieron los valores de las siguientes propiedades mecánicas: Compresión Paralela

a la Fibra y la Flexión Estática, para un cierto número de trozas de Lenga, donde la

metodología de ensayo y los procedimientos de cálculo se obtuvieron de acuerdo a las

normas Nch 973 of.86 y Nch 987 of.86 respectivamente, cabe destacar que las

propiedades se determinaron en estado verde. Como complemento para la facilitación del

estudio se utilizó la Ley de Hooke, la cual entrega información sobre el límite de

proporcionalidad, el estado plástico y el estado elástico del material en estudio, facilitando

análisis de los resultados.

ILUSTRACION 4.2.1 Gráfico Ley de Hooke

4.2.1 ENSAYO DE COMPRESIÓN PARALELA A LAS FIBRAS

• Equipo Utilizado en Ensayo de Compresión Paralela:


FOTO 4.2.1

Nombre: Máquina utilizada para los

ensayos de Compresión y Flexión.

Marca: BRAINARD KILMAN

Area pistón: 56,74 SQ.IN

Carga Máxima: 500.000 lbs

FOTO 4.2.2

Nombre: Reloj Comparador

Marca: STARETT

Precisión: 0.01mm

N° Serie/Tipo: 25 - 611

FOTO 4.2.3

Nombre: Probeta de Lenga que será

utilizada para ser ensayada a la

flexión, con dimensiones: 5x5x20 cms.

• Principio Básico del Ensayo de Compresión Paralela a las Fibras

En resumen este método se basa en

aplicar, sobre una sección transversal

extrema de la probeta, una carga

continua de dirección paralela a las fibras

de la madera, midiendo las

deformaciones producidas por la

aplicación de dicha carga hasta llegar al

punto de falla de la probeta.

• Procedimiento realizado en Laboratorio para el Ensayo de Compresión:


troza.


PASO 3: Subdivisión de viguetas y obtención de las probetas de dimensión de 2x2x8

pulgadas.

PASO 4: Preparar la probeta para el ensayo de compresión:

1) Insertar un extensómetro en la parte central de la probeta.

2) Insertar un punto de tope en el extremo final del extensómetro.

PASO 5: Introducción de la probeta en la máquina de ensayo y aplicación de la carga

a velocidad constante, registrando los datos de carga y deformación.

PASO 6: Después del ensayo, extraer de las cercanías de la zona de falla de la

probeta, una muestra de 25 mm de longitud y de la misma sección

transversal de la probeta, a fin de determinar en ella el contenido de

humedad mediante el procedimiento indicado en Nch 176/1.

PASO 7: Con las cargas y las deformaciones, dibujar un gráfico carga (ordenada)

versus deformación (abscisa) en el cual se determina el límite de

proporcionalidad de la curva y determinar para cada probeta:

a) la tensión de compresión paralela en el límite de proporcionalidad,

mediante la fórmula:

Fc,lp = Plp / (ā * ē )

En que:

Plp = carga en el límite de proporcionalidad

ā = promedio de los anchos medidos

ē = promedio de los espesores medidos

b) la tensión máxima o de rotura de compresión paralela, mediante la

fórmula:

Rc = Q / (ā * ē )

En que:

Q = carga máxima aplicada



c) el módulo de elasticidad de compresión paralela, Ec, mediante la

fórmula:

Ec = (Plp * L) / (δlp * ā * ē)

En que:

L = tramo central de la probeta, de 150 mm de longitud, en el cual se han

medido las deformaciones.




• Metodología en la entrega de Resultados de ensayos de Compresión Paralela:

Los valores numéricos de los resultados del ensayo de compresión paralela se dividieron

en:

1) Resultado Compresión Paralela – Tensión de Rotura:




los que se rechazaron. Cabe mencionar que este material se rechazo debido a

que no cumplía con la norma, ya sea, por presencia de nudos, pudrición o

simplemente las dimensiones medidas variaban más allá de un +-5% que eran las

requeridas para efectuar los ensayos.

b) Tablas con los valores promedios de Tensión de Rotura para cada trozas

ensayada en forma individual.

c) Tabla resumen de los valores promedios de Tensión de Rotura para el

conjunto de trozas ensayadas.

d) Ejemplo ilustrativo para obtener el módulo de elástico de manera analítica y

de manera práctica.

2) Resultado Compresión Paralela – Tensión de Rotura y Módulo Elástico.




los que se rechazaron.

b) Tabla con los valores promedios del módulo de elasticidad y la tensión de

rotura, agrupando la información, por viguetas obtenidas de la troza.

c) Tabla con el resumen del valor numérico del módulo elástico obtenido en

laboratorio, luego de efectuar los ensayos de compresión paralela.

4.2.2 ENSAYO DE FLEXIÓN ESTÁTICA

• Equipo Utilizado en el Ensayo de Flexión Estática:


FOTO 4.2.4

Nombre: Máquina utilizada para los

ensayos de Compresión y Flexión.

Marca: BRAINARD KILMAN

Area pistón: 56,74 SQ.IN

Carga Máxima: 500.000 lbs

FOTO 4.2.5

Nombre: Reloj Comparador

Marca: STARETT

Precisión: 0.01mm

N° Serie/Tipo: 25 - 611

FOTO 4.2.6

Nombre: Accesorios para el ensayo de

Flexión. (perfil de acero)

FOTO 4.2.7

Nombre: Cabezal metálico que es

utilizado para transmitir la carga en el

ensayo de Flexión.

FOTO 4.2.8

Nombre: Probeta de Lenga que será

utilizada para ser ensayada a la

flexión.

• Principio Básico de Ensayo de Flexión Estática

El método se basa en aplicar una carga

continua, a una velocidad constante, en

la mitad de la luz de la probeta,

midiendo las deformaciones producidas

por la aplicación de dicha carga hasta

llegar al punto de rotura de la probeta .

• Procedimiento realizado en Laboratorio para el ensayo de Flexión:


troza.


PASO 3: Subdivisión de viguetas y obtención de las probetas de dimensión de

5x5x76 cms.

PASO 4: Preparar la probeta, siguiendo los pasos siguientes:

1) Medir el ancho y la altura de la probeta en el centro de su longitud.

2) utilizar una luz L de ensayo de 700 mm y aplicar la carga en el centro de

la luz.

3) Apoyar la probeta de tal manera que sus extremos sean capaces de

seguir libremente los efectos de la deflexión y que en ellos no se origine

roce u otra solicitación que sea ajena a la flexión.

PASO 5: Prepara los accesorios de la máquina:

1) Usar como elemento de carga un cabezal de madera dura o de metal.

2) Colocar la probeta sobre los apoyos de modo que la carga sea aplicada

en el plano tangencial mas cercano a la médula.

PASO 6: Aplicar la carga en forma continua con una velocidad de ensayo de 2.5

mm/min no variando mas allá de un 25%.

PASO 7: Medir la deflexión producida en la mitad de la luz y anotar la carga máxima,

obtenida durante el ensayo de la probeta.

PASO 8: Después del ensayo, extraer las cercanías de la zona de falla de la probeta,

una muestra de 25 mm de longitud y de la misma sección transversal de la

probeta, a fin de determinar en ella el contenido de humedad mediante el

procedimiento indicado en Nch 176/1.

PASO 9: Con las cargas y las deflexiones, dibujar un gráfico carga versus

deformación en el cual se determina el limite de proporcionalidad y

determinar para cada probeta:

a) la tensión unitaria de flexión en el límite de proporcionalidad, flp, mediante

la fórmula:

flp= (3*Plp*L)/(2*b*h2)

En que:


L = luz de ensayo

b = ancho de la probeta

h = altura de la probeta

b) el módulo de rotura a la flexión, Rf, mediante la fórmula:

Rf= (3*Q*L)/(2*b*h2)

En que:

Q = carga máxima obtenida

L, b, h = ídem párrafo anterior

c) el módulo de elasticidad a la flexión, Ef, mediante la fórmula:

Ef= (Plp*L3)/(4*δlp*b*h3)

En que:


δlp = deflexión en el límite de proporcionalidad


• Metodología en la entrega de Resultados del Ensayo de Flexión Estática:

Los valores numéricos de los resultados del ensayo de compresión paralela se dividieron

en:




los que se rechazaron.

b) Tabla con valores promedios de tensión y módulo elástico a la flexión de la

troza dividida en viguetas, en sentido longitudinal del árbol.

c) Conjunto de tres tablas que indican valores promedios de tensión y módulo

elástico a la flexión analizando la troza en forma transversal (de corteza a corteza)

en base, centro y copa del árbol.

c) Ilustración de los valores obtenidos en el punto 3)

e) Tabla con valores numéricos promedios de los ensayos mecánicos,

agrupando todas las trozas ensayadas.

f) A modo de comparar los datos obtenidos en laboratorio con los que se

encuentran en bibliografías, se agregan dos tablas que nos muestran los valores

bibliográficos de tensión de rotura y módulo elástico a la compresión y módulo

elástico a la flexión.


49

5 RESULTADOS DE LOS ENSAYOS 5.1 RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE DENSIDAD:

TABLA 5.1.1 Información General del Material Analizado en Laboratorio

TROZA PROBETAS OBTENIDAS (unidades)

MATERIAL ENSAYADO

(%)

MATERIAL RECHAZADO

(%) 1 784 83.42 16.58 2 735 83.13 16.87 3 735 83.17 16.33 4 869 85.00 15.00

TROZA 1: Analizada en forma transversal (de corteza a corteza)

TABLA 5.1.2 Densidades Promedio Base de la Troza 1

DENSIDAD ANHIDRA (gr/cm3) DENSIDAD BASICA (gr/cm3) PROBETA N°

m0 (gr.) V0 (cm3) Po= m0/V0 m0 (gr.) Vv (cm3) Pb= m0/Vv 1.1.1 23.44 47.46 0.494 23.44 52.74 0.444 2.1.1 25.44 47.66 0.534 24.37 53.41 0.456 3.1.1 24.09 46.06 0.523 25.37 52.46 0.484 4.1.1 25.37 45.63 0.556 26.17 49.81 0.525 5.1.1 21.14 39.58 0.534 21.14 42.98 0.492 6.1.2 26.17 45.65 0.573 25.39 51.06 0.497 7.1.2 25.39 46.82 0.542 25.44 53.90 0.472 8.1.1 23.05 45.19 0.510 24.09 53.09 0.454 9.1.1 24.37 48.61 0.501 23.05 50.87 0.453

GRAFICO 5.1.1

DENSIDA D A NHIDRA Y DENSIDA D BA SIC A DE C ORT EZ A A C ORT EZ A EN L A BA SE, T ROZ A 1

0.494

0.5340.523

0.5560.534

0.573

0.542

0.510 0.501

0.4440.456

0.484

0.525

0.492 0.4970.472

0.454 0.453

0.400

0.440

0.480

0.520

0.560

0.600

1 2 3 4 5 6 7 8 9V IGUET A S

DEN

SID

AD

(gr/c

m3)


50

TABLA 5.1.3 Densidades Promedio Centro de la Troza 1

DENSIDAD ANHIDRA (gr/cm3) DENSIDAD BASICA (gr/cm3) PROBETAN°

m0 (gr) V0 (cm3) Po= m0/V0 m0 (gr) Vv (cm3) Pb= m0/Vv 1.1.15 23.17 46.00 0.504 23.17 52.72 0.440 2.1.15 22.75 46.34 0.491 22.75 52.02 0.437 3.1.15 25.05 47.44 0.528 21.93 49.57 0.442 4.1.15 21.93 43.99 0.499 24.19 52.12 0.464 5.1.15 24.19 45.46 0.534 26.17 52.22 0.501 6.1.15 26.17 48.58 0.539 25.05 50.73 0.494 7.1.15 25.64 51.84 0.495 21.01 45.13 0.466 8.1.15 22.62 46.11 0.491 25.64 57.44 0.446 9.1.15 21.01 43.09 0.488 22.62 50.69 0.446

GRAFICO 5.1.2

DENSIDAD ANHIDRA Y DENSIDAD BASICA DE CORTEZA A CORTEZA EN EL CENTRO, TROZA 1

0.5040.491

0.499

0.534 0.539

0.495 0.491 0.488

0.440 0.437 0.442

0.464

0.5010.494

0.4660.446 0.446

0.528

0.400

0.440

0.480

0.520

0.560

1 2 3 4 5 6 7 8 9

VIGUETAS

DEN

SID

AD

(gr/c

m3)


51

TABLA 5.1.4 Densidades Promedio Copa de la Troza 1

DENSIDAD ANHIDRA (gr/cm3) DENSIDAD BASICA (gr/cm3) PROBETAN° m0 (gr) V0 (cm3) Po= m0/V0 m0 (gr) Vv (cm3) Pb= m0/Vv

1.1.29 24.32 50.02 0.486 24.32 55.20 0.441 2.1.29 22.39 45.50 0.492 22.39 50.40 0.444 3.1.29 25.5 49.38 0.516 25.5 58.04 0.439 4.1.29 21.7 42.91 0.506 21.7 46.14 0.470 5.1.28 26.14 46.05 0.568 26.14 50.58 0.517 6.1.28 25.92 51.07 0.508 25.92 55.76 0.465 7.1.29 24.6 50.38 0.488 24.6 55.44 0.444 8.1.29 25.60 53.37 0.480 25.60 58.80 0.435

GRAFICO 5.1.3

DENSIDAD ANHIDRA Y DENISIDA BASICA DE CORTEZA A CORTEZA EN LA COPA, TROZA 1

0.486 0.492

0.5160.506

0.568

0.5080.488 0.480

0.441 0.444 0.439

0.517

0.4650.444 0.435

0.47

0.4

0.44

0.48

0.52

0.56

0.6

1 2 3 4 5 6 7 8

VIGUETAS

DEN

SID

AD

(gr/c

m3)


52

TABLA 5.1.5 Densidad Promedio de Corteza a corteza de la Troza 1

SECTOR DE LA TROZA

DENSIDAD ANHIDRA PROMEDIO

(gr/cm3)

DENSIDAD BASICA PROMEDIO

(gr/cm3) Base de la troza 0.530 0.475

Centro de la troza 0.508 0.460 Copa de la troza 0.505 0.457

ILUSTRACION 5.1.1 Resumen Densidad Anhidra y Densidad Básica, Troza 1

Copa de la troza: Densidad anhidra: 0.505 (gr/cm3) Densidad básica: 0.457 (gr/cm3)

Centro de la troza Densidad anhidra: 0.508 (gr/cm3) Densidad básica: 0.460 (gr/cm3)

Base de la troza Densidad anhidra: 0.530 (gr/cm3) Densidad básica: 0.475 (gr/cm3)


53

TROZA 1: Analizada en forma longitudinal

TABLA 5.1.6 Densidad Promedio de la Troza 1

PROBETADENSIDAD ANHIDRA (gr/cm3 )

DENSIDAD ANHIDRA

PROMEDIO (gr/cm3 )

DENSIDAD BASICA (gr/cm3)

DENSIDAD BASICA

PROMEDIO (gr/cm3 )

1.1 0.505 0.448 1.2 0.505 0.442 1.3 0.509

0.506 0.449

0.446

2.1 0.494 0.446 2.2 0.499 0.445 2.3 0.482

0.492 0.394

0.428

3.1 0.513 0.450 3.2 0.519 0.443 3.3 0.506

0.513 0.451

0.448

4.1 0.528 0.468 4.2 0.524 0.454 4.3 0.529

0.527 0.544

0.489

5.1 0.556 0.501 5.2 0.545 0.510 5.3 0.531

0.544 0.478

0.496

6.1 0.530 0.492 6.2 0.518 0.472 6.3 0.538

0.529 0.493

0.486

7.1 0.502 0.440 7.2 0.521 0.464 7.3 0.518

0.514 0.461

0.455

8.1 0.515 0.450 8.2 0.487 0.434 8.3 0.503

0.502 0.457

0.447

9.1 0.493 0.460 9.2 0.487 0.448 9.3 0.484

0.488 0.462

0.456

DENSIDADES PROMEDIOS (gr/cm3 ) 0.513 0.461


54

GRAFICO 5.1.4

DENSIDAD ANHIDRA Y DENSIDAD BASICA PROMEDIO DE LA TROZA 1

0.5060.492

0.5130.527

0.5440.529

0.5140.502

0.488

0.4460.428

0.448

0.489 0.496 0.486

0.455 0.447 0.456

0.420.440.460.480.5

0.520.540.56

1 2 3 4 5 6 7 8 9

VIGUETAS

DEN

SID

AD

(gr/c

m3)


55




1.1.2 29.6 55.64 0.532 29.6 63.98 0.463 2.1.2 31.37 58.09 0.540 31.37 65.26 0.481 3.1.2 30.8 59.37 0.519 30.8 65.79 0.468 4.1.2 33.89 63.26 0.536 33.89 67.56 0.502 5.1.2 33.97 63.29 0.537 33.97 67.89 0.500 6.1.2 34.39 62.25 0.552 34.39 65.60 0.524 7.1.3 35.66 57.03 0.625 35.66 60.54 0.589 8.1.4 33.32 59.69 0.558 33.32 63.75 0.523 9.1.3 32.68 61.82 0.529 32.68 64.52 0.506

10.1.5 33.9 66.41 0.510 33.9 69.34 0.489

GRAFICO 5.1.5

DENSIDAD ANHIDRA Y DENSIDAD BASICA DE CORTEZA A CORTEZA EN LA BASE, TROZA 2

0.532 0.5400.519

0.536 0.5370.552

0.625

0.558

0.5290.510

0.4630.481

0.468

0.502 0.5000.524

0.589

0.5230.506

0.489

0.400

0.440

0.480

0.520

0.560

0.600

0.640

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

V IGUETAS

DEN

SID

AD

(gr/c

m3)


56



1.1.15 28.77 53.51 0.538 28.77 61.33 0.469 2.1.15 30.65 57.54 0.533 30.65 63.58 0.482 3.1.15 29.37 53.90 0.545 29.37 61.19 0.480 4.1.14 31.15 56.43 0.552 31.15 60.82 0.512 5.1.16 30.72 54.60 0.563 30.72 60.07 0.511 6.1.15 32.01 57.81 0.554 32.01 62.50 0.512 7.1.15 30.32 55.88 0.543 30.32 58.97 0.514 8.1.14 31.5 58.90 0.535 31.5 63.77 0.494 9.1.15 31.69 58.16 0.545 31.69 60.66 0.522 10.1.15 32.64 61.85 0.528 32.64 66.84 0.488

GRAFICO 5.1.6

DENSIDAD ANHIDRA Y BASICA DE CORTEZA A CORTEZA EN EL CENTRO, TROZA 2

0.538 0.5330.545 0.552

0.563 0.5540.543 0.535

0.5450.528

0.4690.482 0.480

0.512 0.511 0.512 0.5140.494

0.522

0.488

0.400

0.440

0.480

0.520

0.560

0.600

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

V IGUETAS

DEN

SID

AD

(gr/c

m3)


57

TABLA 5.1.9 Densidades Promedio Copa de la Troza 2


1.1.2 31.17 59.32 0.525 31.17 66.49 0.469 2.1.2 30.7 57.40 0.535 30.7 64.42 0.477 3.1.2 30.89 56.06 0.551 30.89 61.67 0.501 4.1.2 29.83 57.27 0.521 29.83 62.47 0.477 5.1.2 30.49 54.28 0.562 30.49 59.26 0.515 7.1.3 30.82 54.57 0.565 30.82 58.16 0.530 8.1.4 32.53 58.64 0.555 32.53 62.41 0.521 9.1.3 30.83 58.69 0.525 30.83 61.39 0.502

10.1.5 34.85 66.34 0.525 34.85 69.86 0.499

GRAFICO 5.1.7

DENSIDAD ANHIDRA Y DENSIDAD BASICA DE CORTEZA A CORTEZA EN LA COPA, TROZA 2

0.525 0.5350.551

0.521

0.562 0.565 0.555

0.525 0.525

0.469 0.4770.501

0.477

0.5150.530 0.521

0.502 0.499

0.400

0.440

0.480

0.520

0.560

0.600

1 2 3 4 5 6 7 8 9

VIGUETAS

DEN

SID

AD

(gr/c

m3)


58

TABLA 5.1.10 Densidad Promedio de Corteza a Corteza de la Troza 2

SECTOR DE LA TTROZA

DENSIDAD ANHIDRA PROMEDIO

gr/cm3


gr/cm3 Base de la troza 0.544 0.504


ILUSTRACION 5.1.2 Resumen Densidad Anhidra y Densidad Básica, troza 2

Copa de la troza Densidad anhidra: 0.540 (gr/cm3) Densidad básica: 0.499 (gr/cm3)

Centro de la troza Densidad anhidra: 0.544 (gr/cm3) Densidad básica:0.499 (gr/cm3)



59


TABLA 5.1.11 Densidad Promedio de la Troza 2

PROBETAS N°

DENSIDAD ANHIDRA (gr/cm3 )

DENSIDAD ANHIDRA

PROMEDIO (gr/cm3 )


DENSIDAD BASICA

PROMEDIO (gr/cm3 )

1.1 0.481 0.412 1.2 0.527 0.470 1.3 0.531

0.513 0.482

0.454

2.1 0.532 0.476 2.2 0.532 0.477 2.3 0.530

0.531 0.479

0.477

3.1 0.529 0.475 3.2 0.532 0.477 3.3 0.533

0.531 0.480

0.477

4.1 0.540 0.491 4.2 0.535 0.488 4.3 0.530

0.535 0.488

0.489

5.1 0.558 0.505 5.2 0.561 0.499 5.3 0.556

0.558 0.511

0.505

6.1 0.555 0.514 6.2 0.564 0.524 6.3 0.578

0.565 0.537

0.525

7.1 0.536 0.530 7.2 0.565 0.528 7.3 0.562

0.554 0.531

0.530

8.1 0.556 0.510 8.2 0.534 0.486 8.3 0.550

0.547 0.511

0.502

9.1 0.539 0.515 9.2 0.549 0.524 9.3 0.555

0.548 0.529

0.523

10.1 0.516 0.487 10.2 0.536 0.503 10.3 0.547

0.533 0.516

0.502

DENSIDADES PROMEDIOS (gr/cm3 ) 0.542 0.498


60

GRAFICO 5.1.8


0.5130.531 0.531 0.535

0.558 0.565 0.554 0.547 0.5480.533

0.4540.477 0.477 0.489

0.5050.525 0.530

0.5020.523

0.502

0.400

0.440

0.480

0.520

0.560

0.600

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

VIGUETAS

DEN

SID

AD

(gr/c

m3)


61



DENSIDAD ANHIDRA (gr/cm3) DENSIDAD BASICA (gr/cm3) PROBETA N° m0 (gr) V0 (cm3) Po= m0/V0 m0 (gr) Vv (cm3) Pb= m0/Vv

2.1.2 24.48 49.38 0.496 24.48 51.73 0.473 3.1.1 31.68 60.40 0.525 31.68 63.04 0.503 4.1.1 32.9 63.66 0.517 32.9 65.09 0.505 5.1.1 34.67 64.04 0.541 34.67 68.88 0.503 6.1.1 34.9 62.97 0.554 34.9 67.53 0.517 7.1.1 32.5 57.16 0.569 32.5 63.77 0.510 8.1.1 33.41 63.10 0.529 33.41 68.61 0.487 9.1.1 32.73 63.06 0.519 32.73 67.37 0.486

10.1.1 31.18 61.17 0.510 31.18 66.45 0.469

GRAFICO 5.1.9

DENSIDAD ANHIDRA Y DENSIDAD BASICA DE CORTEZA A CORTEZA EN LA BASE, TROZA 3

0.4950.513

0.525 0.530

0.5560.540 0.546

0.5240.530

0.477 0.483 0.492 0.495

0.5200.503 0.510

0.4880.483

0.400

0.440

0.480

0.520

0.560

0.600

1 2 3 4 5 6 7 8 9

VIGUETAS

DEN

SID

AD

(gr/c

m3)


62



2.1.15 25.6 54.07 0.473 25.6 56.92 0.450 3.1.15 28.73 59.42 0.483 28.73 61.99 0.463 4.1.15 31.92 64.12 0.498 31.92 65.79 0.485 5.1.15 32.7 64.67 0.506 32.7 68.03 0.481 6.1.17 31.64 59.02 0.536 31.64 62.73 0.504 7.1.15 31.55 60.78 0.519 31.55 65.32 0.483 8.1.15 32.08 60.63 0.529 32.08 65.01 0.493 9.1.15 31.02 61.80 0.502 31.02 66.09 0.469 10.1.14 31.16 61.52 0.507 31.16 66.26 0.470

GRAFICO 5.1.10

DENSIDAD ANHIDRA Y DENSIDAD BASICA DE CORTEZA A CORTEZA EN CENTRO, TROZA 3

0.476

0.5070.498

0.5190.529

0.548

0.5070.493

0.4790.460

0.4800.491 0.488

0.502 0.498

0.4720.462

0.453

0.400

0.440

0.480

0.520

0.560

1 2 3 4 5 6 7 8 9

V IGUETAS

DEN

SID

AD

(gr/c

m3)


63

TABLA 5.1.14 Densidades Promedio en Copa de la Troza 3


2.1.27 26.98 57.03 0.473 26.98 59.19 0.456 3.1.28 28.71 54.96 0.522 28.71 57.52 0.499 4.1.28 32.21 64.53 0.499 32.21 65.11 0.495 5.1.28 32.82 63.31 0.518 32.82 67.66 0.485 6.1.28 33.83 65.46 0.517 33.83 68.91 0.491 7.1.27 38.1 61.86 0.616 38.1 69.11 0.551 8.1.28 31.97 61.32 0.521 31.97 65.85 0.486 9.1.28 30.90 60.46 0.511 30.90 64.74 0.477

GRAFICO 5.1.11

DENSIDA D A NHIDRA Y DENSIDA D BA SIC A DE C ORT EZ A A C ORT EZ A EN L A C OPA , T ROZ A 3

0.473

0.5220.499

0.518 0.517

0.616

0.521 0.511

0.456

0.499 0.495 0.485 0.491

0.551

0.486 0.477

0.400

0.440

0.480

0.520

0.560

0.600

0.640

1 2 3 4 5 6 7 8

V IGUET A S

DEN

SID

AD

(gr/c

m3)


64

TABLA 5.1.15 Densidad Promedio de Corteza a Corteza de la Troza 3

SECTOR DE LA TROZA DENSIDAD ANHIDRA

PROMEDIO gr/cm3


gr/cm3 Base de la troza 0.529 0.495







65


TABLA 5.1.16

Densidad Promedio de la Troza 3

PROBETA DENSIDAD ANHIDRA (gr/cm3)

DENSIDAD ANHIDRA

PROMEDIO (gr/cm3)


DENSIDAD BASICA

PROMEDIO (gr/cm3)

2.1 0.487 0.463 2.2 0.502 0.484 2.3 0.478

0.489 0.462

0.470

3.1 0.520 0.496 3.2 0.524 0.491 3.3 0.518

0.521 0.464

0.484

4.1 0.504 0.497 4.2 0.514 0.493 4.3 0.519

0.513 0.500

0.497

5.1 0.526 0.490 5.2 0.529 0.491 5.3 0.534

0.530 0.492

0.491

6.1 0.535 0.494 6.2 0.541 0.495 6.3 0.525

0.534 0.498

0.496

7.1 0.570 0.514 7.2 0.560 0.512 7.3 0.547

0.559 0.489

0.505

8.1 0.552 0.508 8.2 0.534 0.496 8.3 0.519

0.535 0.493

0.499

9.1 0.530 0.493 9.2 0.517 0.477 9.3 0.480

0.509 0.465

0.478

10.1 0.516 0.471 10.2 0.495 0.454 10.3 0.482

0.498 0.446

0.457

DENSIDADES PROMEDIO (gr/cm3) 0.521 0.486


66

GRAFICO 5.1.12


0.4890.521 0.513

0.530 0.5340.559

0.5350.5090.498

0.470 0.484 0.497 0.491 0.496 0.505 0.4990.478

0.457

0.400

0.440

0.480

0.520

0.560

0.600

1 2 3 4 5 6 7 8 9

VIGUETAS

DEN

SID

AD

(gr/c

m3)


67


TABLA 5.1.17

Densidades Promedio en Base de la Troza 4

DENSIDAD ANHIDRA (gr/cm3) DENSIDAD BASICA (gr/cm3) PROBETA

N° m0 (gr) V0 (cm3) Po= m0/V0 m0 (gr) Vv (cm3) Pb= m0/Vv 1.1.28 29.65 59.88 0.495 29.65 64.01 0.463 2.1.28 32.64 58.68 0.556 32.64 69.22 0.472 3.1.28 30.98 61.49 0.504 30.98 70.56 0.439 4.1.28 29.65 52.15 0.569 29.65 69.81 0.425 5.1.28 34.27 62.06 0.552 34.27 69.16 0.496 6.1.28 34.18 61.68 0.554 34.18 67.72 0.505 7.1.27 32.77 59.23 0.553 32.77 68.74 0.477 8.1.28 30.98 61.18 0.506 30.98 70.56 0.439 9.1.28 29.65 54.45 0.545 29.65 64.78 0.458

GRAFICO 5.1.13

DENSIDA D A NHIDRA Y DENSIDA D BA SIC A DE C ORT EZ A A C ORT EZ A EN L A BA SE, T ROZ A 4

0.495

0.556

0.504

0.5690.552 0.554 0.553

0.506

0.545

0.463 0.472

0.4390.425

0.496 0.5050.477

0.4390.458

0.400

0.440

0.480

0.520

0.560

0.600

1 2 3 4 5 6 7 8 9

V IGUET A S

DEN

SID

AD

(gr/c

m3)


68

TABLA 5.1.18

Densidades Promedio en Centro de la Troza 4



GRAFICO 5.1.14

DENSIDAD ANHIDRA Y DENSIDAD BASICA DE CORTEZA A CORTEZA EN CENTRO, TROZA 4

0.5090.533 0.533

0.576 0.5650.551

0.5240.539

0.524

0.446

0.481 0.480

0.441

0.504 0.512

0.4600.480

0.441

0.400

0.440

0.480

0.520

0.560

0.600

1 2 3 4 5 6 7 8 9

V IGUETAS

DEN

SID

AD

(gr/c

m3)


69

TABLA 5.1.19 Densidades Promedio en Copa de la Troza 4



GRAFICO 5.1.15

DENSIDAD ANHIDRA Y DENSIDAD BASICA DE CORTEZA A CORTEZA EN LA COPA, TROZA 4

0.538 0.5350.559

0.6030.576

0.5500.576 0.5640.566

0.462 0.477 0.4850.456

0.5020.482 0.489 0.485

0.462

0.400

0.440

0.480

0.520

0.560

0.600

0.640

1 2 3 4 5 6 7 8 9

V IGUETAS

DEN

SID

AD

(gr/c

m3)


70

TABLA 5.1.20 Densidades Promedio de Corteza a Corteza de la Troza 4

SECTOR DE LA TROZA DENSIDAD ANHIDRA

PROMEDIO (gr/cm3)


(gr/cm3) Base de la troza 0.563 0.478





Base de la troza Densidad anhidra: 0.563 gr/cm3 Densidad básica: 0.478 (gr/cm3)


71


TABLA 5.1.21

Densidad Promedio de la Troza 4

PROBETA DENSIDAD ANHIDRA (gr/cm3)

DENSIDAD ANHIDRA

PROMEDIO (gr/cm3)


DENSIDAD BASICA

PROMEDIO (gr/cm3)

1.1 0.500 0.449 1.2 0.528 0.460 1.3 0.522

0.517 0.455

0.455

2.1 0.533 0.462 2.2 0.532 0.468 2.3 0.511

0.526 0.463

0.464

3.1 0.528 0.453 3.2 0.532 0.466 3.3 0.533

0.531 0.468

0.462

4.1 0.565 0.438 4.2 0.533 0.469 4.3 0.529

0.542 0.468

0.458

5.1 0.548 0.483 5.2 0.561 0.511 5.3 0.554

0.554 0.493

0.495

6.1 0.555 0.500 6.2 0.565 0.517 6.3 0.574

0.565 0.521

0.513

7.1 0.533 0.460 7.2 0.505 0.448 7.3 0.545

0.528 0.466

0.458

8.1 0.533 0.453 8.2 0.541 0.453 8.3 0.560

0.545 0.450

0.452

9.1 0.541 0.448 9.2 0.565 0.438 9.3 0.537

0.548 0.438

0.441

DENSIDADES PROMEDIOS (gr/cm3) 0.539 0.466


72

GRAFICO 5.1.16

TABLA 5.1.22 Cuadro de Resumen de Densidades

TROZA N° DENSIDAD ANHIDRA (gr/cm3)


1 0.513 0.461 2 0.542 0.498 3 0.521 0.486 4 0.539 0.466

PROMEDIOS 0.529 0.478

TABLA 5.1.23 Datos Bibliográficos de Densidades

PROCEDENCIA DENSIDAD ANHIDRA

gr/cm3 DENSIDAD BASICA

gr/cm3 Corporación de fomento de la Producción 0.522 0.464 Manual de Construcción de la Madera 0.545 0.464 Monografía de la Lenga 0.541 0.464

DE NS IDAD ANHIDR A Y DE NS IDAD BAS IC A PR O M E DIO DE LA T R O Z A 4

0.517 0.526 0.531 0.542 0.554 0.565

0.5280.5450.548

0.455 0.464 0.462 0.458

0.4950.513

0.458 0.4520.4410.440

0.480

0.520

0.560

0.600

1 2 3 4 5 6 7 8 9

V IG UE T ASD

ENSI

DA

D (g

r/cm

3)


73

TABLA 5.1.24 Densidades de Especies Madereras Chilenas

DENSIDAD ( gr/cm3) ESPECIE ANHIDRA BASICA

Alamo 0.367 0.331 Alerce 0.460 0.405 Araucaria 0.565 0.483 Avellano 0.47 0.41 Coigue de Magallanes 0.618 - Eucalytus Globulus 0.800 0.623 Laurel 0.514 0.400

Lenga 0.545 0.464 Lingue 0.596 0.491 Olivillo 0.545 0.448 Pino Oregón 0.412 0.344 Raulí 0.508 0.463 Roble 0.634 0.492 Tepa 0.515 0.418 Tineo 0.696 0.555 Ulmo 0.632 0.537



74

5.2 RESULTADO DE LOS ENSAYOS DE CONTRACCIÓN RADIAL

TABLA 5.2.1 Contracción Promedio de la Troza 1

PROBETA CONTRACCION PROMEDIO (%)

PROMEDIO (%)

1.1 4.925 1.2 6.983 1.3 5.710

5.873

2.1 3.832 2.2 7.204 2.3 2.593

4.543

3.1 6.511 3.2 5.239 3.3 5.553

5.767

4.1 5.502 4.2 5.385 4.3 5.334

5.407

5.1 4.416 5.2 5.583 5.3 4.888

4.962

6.1 5.789 6.2 5.634 6.3 7.793

6.405

7.1 5.201 7.2 5.102 7.3 3.675

4.659

8.1 5.557 8.2 3.781 8.3 4.892

4.743

9.1 4.317 9.2 2.378 9.3 1.351

2.682

PROMEDIO TROZA 5.005 (%)


75

GRAFICO 5.2.1

CONTRACCION PROMEDIO DE LA TROZA 1

5.873

4.543

5.767 5.4074.962

6.405

4.659 4.743

2.6822.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

1 2 3 4 5 6 7 8 9VIGUETAS

CO

NTR

AC

CIO

N (%

)


76


PROBETAS CONTRACCION PROMEDIO (%)

PROMEDIO (%)

1.1 5.509 1.2 6.163 1.3 2.529

4.734

2.1 4.255 2.2 4.181 2.3 3.583

4.006

3.1 4.625 3.2 5.142 3.3 5.145

4.971

4.1 4.712 4.2 4.553 4.3 4.053

4.439

5.1 4.367 5.2 4.779 5.3 3.162

4.103

6.1 2.770 6.2 2.814 6.3 2.572

2.719

7.1 2.449 7.2 2.589 7.3 2.399

2.479

8.1 4.068 8.2 4.339 8.3 3.759

4.055

9.1 2.149 9.2 2.343 9.3 2.371

2.288

10.1 2.724 10.2 2.871 10.3 2.911

2.835

PROMEDIO TROZA (%)

4.07


77

GRAFICO 5.2.2

CONTRACCION PROMEDIO DE LA TROZA 2

4.734

4.006

4.9714.439

4.103

2.7192.479

4.055

2.2882.835

2.0002.5003.0003.5004.0004.5005.0005.500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

VIGUETAS

CO

NTR

AC

CIO

N (%

)


78


PROBETA CONTRACCION PROMEDIO %

PROMEDIO %

2.1 1.728 2.2 0.976 2.3 1.022

1.242

3.1 1.509 3.2 2.582 3.3 1.515

1.869

4.1 0.409 4.2 1.531 4.3 1.765

1.235

5.1 3.004 5.2 3.737 5.3 4.358

3.700

6.1 3.122 6.2 4.708 6.3 3.159

3.663

7.1 4.586 7.2 4.543 7.3 4.043

4.391

8.1 2.866 8.2 3.734 8.3 2.814

3.138

9.1 2.168 9.2 2.886 9.3 1.341

2.132

10.1 4.343 10.2 3.241 10.3 3.535

3.706

PROMEDIO TROZA (%) 2.786


79

GRAFICO 5.2.3

CONTRACCION PROM EDIO DE LA TROZA 3

1.242

1.869

1.235

3.700 3.663

4.391

3.138

2.132

3.706

1.0001.5002.0002.5003.0003.5004.0004.5005.000

1 2 3 4 5 6 7 8 9

VIGUETAS

CO

NTR

AC

CIO

N (%

)


80


PROBETA CONTRACCION PROMEDIO (%)

PROMEDIO (%)

1.1 1.966 1.2 1.894 1.3 1.075

1.645

2.1 3.994 2.2 0.766 2.3 0.717

1.826

3.1 1.853 3.2 3.994 3.3 2.074

2.640

4.1 4.600 4.2 4.127 4.3 3.630

4.119

5.1 4.223 5.2 4.196 5.3 3.567

3.995

6.1 2.850 6.2 9.769 6.3 2.667

5.095

7.1 6.361 7.2 4.293 7.3 5.598

5.417

8.1 7.103 8.2 7.472 8.3 7.448

7.341

9.1 6.326 9.2 5.985 9.3 6.180

6.164

PROMEDIO TROZA (%) 4.249


81

GRAFICO 5.2.4

TABLA 5.2.5

Contracción Promedio de las Trozas Ensayadas

TROZA N°

CONTRACCION (%)

1 5.005 2 4.070 3 2.786 4 4.249

PROMEDIO 4.028

TABLA 5.2.6 Datos Bibliográficos de Contracción

PROCEDENCIA CONTRACCION (%)

Corporación de Fomento de la Producción 3.3 Monografía de la Lenga 3.3

CONTRACCION PROM EDIO DE LA TROZA 4

1.645 1.8262.640

4.119 3.995

5.095 5.417

7.341

6.164

0.0001.0002.0003.0004.0005.0006.0007.0008.000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

VIGUETAS

CO

NTR

AC

CIO

N (%

)


83

5.3 RESULTADOS ENSAYO DE COMPRESIÓN PARALELA

1- VALORES DE LA TENSIÓN DE ROTURA

TABLA 5.3.1 Material Analizado en Laboratorio

TROZA NUMERO TOTAL DE

PROBERTAS PORCENTAJE DE

MATERIAL ENSAYADO

PORCENTAJE MATERIAL

RECHAZADO 1 60 58.00 % 42.00 % 2 31 77.00 % 23.00 % 3 39 74.00 % 26.00 %

TABLA 5.3.2 Valores Promedios de Tensión de Rotura de la Troza 1

VIGUETAS N° CANTIDAD DE PROBETAS

TENSION DE ROTURA (kg/cm2)

1.1 9 201 1.2 7 208 2.1 9 223 2.2 8 222 3.2 2 213

TABLA 5.3.3 Valores Promedios de Tensión de Rotura de la Troza 2

VIGUETAS

N° CANTIDAD DE

PROBETAS TENSION DE ROTURA

(Kg/cm2) 1.1 4 210 2.1 7 212 3.1 7 210 4.1 6 209

TABLA 5.3.4 Valores Promedios de Tensión de Rotura Troza 3

VIGUETAS

N° CANTIDAD DE

PROBETAS TENSION DE ROTURA

(kg/cm2) 1.1 8 220 1.2 9 231 2.1 5 211 2.2 7 203


84

TABLA 5.3.5 Valores Promedio de Tensión de Rotura a la Compresión

TROZA N°


1 213 2 210 3 216

PROMEDIO 213

Ejemplo ilustrativo, que explica en forma clara los pasos que se realizaron para la obtención de

los valores del Módulo de Elasticidad de las trozas 4 y 5, por medio de dos formas:

- Analítica

- A través de gráficos.

• Ejemplo en forma analítica

Paso 1: Tabulación de datos de carga – deformación obtenidos en laboratorio, para

ilustrar el ejemplo, se escogió la probeta 2.1.9 de la troza 5

TABLA 5.3.6 Carga – Deformación de Probeta 2.1.9 de la Troza 5

PROBETA

2.1.9 CARGA (lb) DEFORMACION (mm)

2000 0.02 4000 0.05 6000 0.08 8000 0.12 10000 0.21 12000 0.32 14000 0.41 15000 0.49 15200 0.55 15300 0.62 15200 0.68 15100 0.75 15000 0.81 14800 0.87 14700 0.92


85

Paso 2: Confección del gráfico carga – deformación, con los datos anteriormente

obtenidos.

GRAFICO 5.3.1

Paso 3: Cálculo del Módulo de Elasticidad según la siguiente fórmula.

Donde:

Plp= Carga en el límite de proporcionalidad.

L= Tramo central de la probeta.

δlp= Deformación en el límite de proporcionalidad.

a= Promedio de los anchos medidos.

e= Promedio de los espesores medidos.

Luego reemplazando los valores en la fórmula, se obtiene:

Ec = 87.88 (ton/cm2)

C A R G A v /s D E F O R M A C IO N PR O B E T A 2 .1 .9

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

DE FO R M AC IO N (m m )

CA

RG

A (l

b)


86

• Ejemplo a través del gráfico

Paso 1: Tabulación datos carga – deformación, obtenidos del laboratorio. (igual tabla

3.37 del paso 1, ejemplo analítico)

TABLA 5.3.7 Carga – Deformación de Probeta 2.1.9 de la Troza 5

PROBETA 2.1.9

CARGA (lb) DEFORMACION (mm)2000 0.02 4000 0.05 6000 0.08 8000 0.12 10000 0.21 12000 0.32 14000 0.41 15000 0.49 15200 0.55 15300 0.62 15200 0.68 15100 0.75 15000 0.81 14800 0.87 14700 0.92

Paso 2: Confección tabla esfuerzo – deformación unitaria, con los datos del paso anterior.

TABLA 5.3.8 Esfuerzo – Deformación Unitaria de Probeta de la Troza 5

PROBETA 2.1.9

ESFUERZO (kg/cm2)

DEFORMACION UNITARIA

38.41 0.0001 76.82 0.0003

115.23 0.0005 153.64 0.0008 192.05 0.0014 230.46 0.0021 268.87 0.0027 287.11 0.0033 290.95 0.0037 293.83 0.0041 291.91 0.0045 289.99 0.0050 287.11 0.0054 284.23 0.0058 283.27 0.0061


87

Paso 3: Confeccionar gráfico esfuerzo – deformación unitaria, con datos de la tabla

obtenida en el paso 2.

GRAFICO 5.3.2

Paso 4: Cálculo del Módulo de Elasticidad, a través de la pendiente de la curva,

escogiendo dos puntos que se encuentren dentro del límite de proporcionalidad,

para el ejemplo se escogió: (268.87, 0.0027) y (38.41, 0.0001). los que nos

entrega como resultado:

Ec = 88.63 (ton/cm2)

• Cuadro resumen del ejemplo:

TROZA

PROBETA

VALOR TEORICO DEL MODULO DE

ELASTICIDAD (ton/cm2)

VALOR POR MEDIO DE GRAFICOS DEL MODULO DE

ELASTICIDAD (ton/cm2)

5

2.1.9

87.9

88.63

NOTA: El ejemplo ilustrativo fue el método que se llevo a cabo para la obtención del Módulo de Elasticidad, en los ensayos mecánicos de compresión y flexión.

ESFUERZO v/s DEFORMACION UNITARIA PROBETA 2.1.9

050

100150200250300350

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

DEFORMACION UNITARIA

ESFU

ERZO

(kg/

cm2)


88

2- VALORES DE LA TENSIÓN DE ROTURA Y EL MÓDULO DE ELASTICIDAD.

TABLA 5.3.9

Material Estudiado en Laboratorio

TROZA

NUMERO TOTAL DE

PROBERTAS

PORCENTAJE DE MATERIAL ENSAYADO

(%)

PORCENTAJE MATERIAL

RECHAZADO (%)

4 192 93.75 6.25

5 145 91.73 8.27

TABLA 5.3.10 Valores Promedios del Módulo de Elasticidad de la Troza 4

CONJUNTO DE PROBETAS N°

MODULO DE ELASTICIDAD (ton/cm2)

2.1 87.77 2.2 87.33 3.1 87.70 3.2 87.05 4.1 85.62 4.2 89.98 5.1 86.49 5.2 88.74 6.1 87.30 6.2 87.97

PROMEDIO 87.59

TABLA 5.3.11 Valores Promedios del Módulo de Elasticidad de la Troza 5

VIGUETA N°


1.1 88.77 1.2 88.67 2.1 88.77 2.2 88.81 3.1 88.81 3.2 89.27 4.1 88.79 4.2 88.51

PROMEDIO 88.80


89

TABLA 5.3.12 Cuadro Resumen de Módulo de Elasticidad a la Compresión

TROZA N° MODULO DE ELASTICIDAD

ton/cm2 4 87.59 5 88.80

PROMEDIO 88.20

5.4 RESULTADOS DEL ENSAYO DE FLEXIÓN ESTÁTICA

TABLA 5.4.1 Material Analizado en Laboratorio

TROZA NUMERO TOTAL DE

PROBERTAS PORCENTAJE DE

MATERIAL ENSAYADO

PORCENTAJE MATERIAL

RECHAZADO 1 27 77 23 2 32 67 33 3 32 86 14

TABLA 5.4.2 Valor Promedio de Tensión y Módulo de Elasticidad a la Flexión de la Troza 1

PROBETA CANTIDAD DE PROBETAS

FLEXION EN LIMITE PROPORCIONALIDAD

(kg/cm2)


MODULO DE ELASTICIDAD

(ton/cm2) 1.1 3 252 496 80.74 1.2 3 251 499 79.29 1.3 3 258 498 79.18 2.1 1 259 493 75.07 2.2 3 254 493 75.97 3.1 2 252 496 77.13 3.2 3 254 498 79.11 4.1 1 250 495 77.36 4.2 1 251 491 78.40

PROMEDIO 253 495 78.03


90

TABLA 5.4.3 Valor Promedio de Tensión y Módulo de Elasticidad en Base de la Troza 1

PROBETA FLEXION EN LIMITE

DE PROPORCIONALIDAD

(kg/cm2)



(ton/cm2) 1.1.3 259 493 75.07 1.3.3 261 497 78.51 2.1.3 253 499 80.51 2.2.3 257 497 79.85 3.1.3 254 505 81.49 3.2.3 258 503 81.97

PROMEDIO 257 499 79.57

TABLA 5.4.4

Valor Promedio de Tensión y Módulo de Elasticidad en Copa de la Troza 1


DE PROPORCIONALIDAD

(kg/cm2)


MODULO DE ELASTICIDAD(ton/cm2)

1.1.1 254 494 78.91 1.2.1 249 495 77.67 1.3.1 256 495 78.75 2.2.1 251 490 77.11 3.2.1 251 492 76.88 4.1.1 250 495 77.36

PROMEDIO 252 494 77.78

TABLA 5.4.5 Valor Promedio de Tensión y Módulo de Elasticidad Centro de la Troza 1


DE PROPORCIONALIDAD

(kg/cm2)



(ton/cm2) 1.1.2 250 488 77.95 1.2.2 250 497 78.71 1.3.2 257 502 80.29 2.2.2 256 492 75.96 3.1.2 254 497 79.86 3.2.2 253 498 78.48 4.2.2 251 491 78.94

PROMEDIO 253 495 78.60


91

ILUSTRACION 5.4.1 Valor de la Flexión, Tensión de Rotura y el Módulo Elástico, troza 1

Flexión = 252 (kg/cm2) Tensión de Rotura = 494 (kg/cm2) Módulo Elástico = 77.78 (ton/cm2)


Flexión = 257 (kg/cm2) Tensión de Rotura = 499 (kg/cm2) Módulo Elástico = 79.57) ton/cm2)


92

TABLA 5.4.6 Valor Promedio de Tensión y Módulo de Elasticidad en Copa de la Troza 2


PROPORCIONALIDAD(kg/cm2)



1.1.1 249 491 76.8 1.2.1 246 488 77.42 2.1.1 246 485 75.47 2.2.1 246 482 74.71 3.2.1 245 483 75.03 4.2.1 250 496 78.21

PROMEDIO 247 488 76.27

TABLA 5.4.7 Valor Promedio de Tensión y Módulo de Elasticidad en Centro de la Troza 2





1.1.2 250 493 77.68 1.2.2 252 493 78.71 2.1.2 251 491 78.25 2.2.2 247 490 77.04 4.1.2 249 494 78.56 4.2.2 252 494 78.44

PROMEDIO 250 493 78.11

TABLA 5.4.8

Valor Promedio de Tensiones y Módulo de Elasticidad en Base de la Troza 2





(ton/cm2) 1.1.4 254 501 81.24 2.1.4 254 497 79.8 3.1.4 249 492 78.62 3.2.4 251 490 77.97 4.2.4 257 500 80.9

PROMEDIO 253 496 79.71


93


PROBETA CANTIDAD DE PROBETAS


(kg/cm2)



(ton/cm2) 1.1 4 252 495 78.63 1.2 3 251 493 78.49 2.1 3 250 491 77.84 2.2 3 248 488 76.64 3.1 2 248 492 77.52 3.2 3 249 489 76.94 4.1 2 251 496 79.18 4.2 4 253 496 79.33

PROMEDIO 250 493 78.07

ILUSTRACION 5.4.2 Valores de Flexión, Tensión de Rotura y Módulo Elástico, troza 2

Flexión = 247 (kg/cm2) Tensión de Rotura = (488 kg/cm2) Módulo Elástico = (76.27 ton/cm2)




94


PROBETA

CANTIDAD DE PROBETAS


(kg/cm2)

TENSION DE ROTURA (Kg/cm2)


(ton/cm2) 1.1 4 250 496 78,30 1.2 3 251 496 78,40 2.1 3 249 492 76,60 2.2 4 249 494 76,80 3.1 4 248 493 76,70 3.2 3 247 492 77,40 4.1 4 250 496 78,40 4.2 3 253 497 79,20

PROMEDIO 250 495 77,73

TABLA 5.4.11 Valor Promedio de Tensión y Módulo de Elasticidad en Copa de la Troza 3





1.1.1 250 492 76.79 1.2.1 248 491 76.97 2.2.1 248 487 76.1 3.1.1 242 488 75.38 3.2.1 244 489 76.32 4.1.1 249 494 76.7 4.2.1 251 495 78.4

PROMEDIO 247 491 76.67

TABLA 5.4.12 Valor Promedio de Tensión y Módulo de Elasticidad en Centro de la Troza 3





1.1.2 248 492 77.08 2.1.2 246 488 75.3 2.2.2 248 492 76.4 3.1.2 246 492 75.2 4.1.2 247 495 77.6 4.2.2 252 496 79.3

PROMEDIO 248 493 76.81


95

TABLA 5.4.13 Valor Promedio de Tensión y Módulo de Elasticidad en Base de la Troza 3





1.1.4 253 503 79.54 1.2.4 252 501 79.59 2.1.4 252 499 79.3 2.2.4 251 501 78.7 3.1.4 252 496 79.32 3.2.4 250 495 78.18 4.1.4 254 500 79.9 4.2.4 254 498 79.9

PROMEDIO 252 499 79.3

ILUSTRACION 5.4.3 Valor de Flexión, Tensión de Rotura y Módulo Elástico, troza 3


Flexión = 252 (kg/cm2) Tensión de Rotura = 499 (kg/cm2) Módulo Elástico. = 79.3 (ton/cm2)



96

TABLA 5.4.14 Cuadro Resumen de Valores de los Ensayos Mecánicos

TROZA FLEXION EN LIMITE

PROPORCIONALIDADkg/cm2

TENSION DE ROTURA Kg/cm2

MODULO DE ELASTICIDADton/cm2

1 253 495 78.03 2 250 493 78.07 3 250 495 77.73

PROMEDIO 251 494 77.94

TABLA 5.4.15 Datos Bibliográficos de Módulo de Elasticidad y Tensión de Rotura a la Compresión

PROCEDENCIA MODULO DE

ELASTICIDAD ton/cm2

TENSION DE ROTURAKg/cm2

Manual de Cálculo de Construcción en Madera 87.9 216 Manual de Propiedades Físicas y Mecánicas de Maderas Chilenas 84.8 204

Monografía de la Lenga 87.9 216 Manual N° 15 (Tablas de Conversión Mecánica) 87.8 216

TABLA 5.4.16

Datos Bibliográficos de Tensiones y Módulo de Elasticidad a la Flexión

PROCEDENCIA

FLEXION EN LIMITE PROPORCIONALIDA

D kg/cm2

TENSION DE ROTURA kg/cm2


ton/cm2

Monografía de la Lenga 252 497 79,4

Manual nº15 (Tablas de Conversión Mecánica)

253

496

79,2

Manual de Cálculo de Construcción en Madera

252

497

79,4

Manual de Propiedades Físicas y Mecánicas de Maderas Chilenas

237

495

76,6


97

TABLA 5.4.17 Comparación de las Propiedades Mecánicas de la Lenga con otras Especies Madereras

FLEXION COMPRESION PARALELA

ESPECIE TENSIONEN LP kg/cm2

TENSION DE

ROTURAkg/cm2


ton/ cm2

TENSION EN LP kg/cm2

TENSION DE

ROTURA kg/cm2


ton/ cm2

Alamo * 188 353 50.6 78 162 68.5 Alerce 380 649 57.7 293 435 39.7 Araucaria 282 450 83.8 170 230 67.2 Coigue de Magallanes 560 95.9 240 Eucalytus Globulus * 386 778 120.2 242 363 141.6 Laurel 225 392 66 147 189 81.8 Lenga 251 494 77.94 213 88.2 Lingue 294 505 81.5 180 231 100 Olivillo 280 480 77 173 222 96.3 Pino Oregón * 296 451 69.7 144 204 39.7 Raulí 365 579 82.1 196 288 82.7 Roble 359 531 87.7 157 263 110.9 Tepa 256 524 81.9 162 214 85.5 Ulmo 366 663 104.2 184 301 116.1

• Especies Madereras Exóticas



99

CONCLUSIONES

Como conclusión general y luego de la ejecución de los ensayos, se puede observar que la

madera tiene un comportamiento semejante al de otros materiales utilizados en edificación y

responde claramente a la ley de Hooke, mostrando claramente la diferencia entre su zona

elástica y zona plástica (ver pág. 37 tabla 4.2.1) y teniendo en claro que estos se ven

influenciados por factores tales como tipo de especie, densidad, grado de humedad, etc.

Propiedades Físicas:

Los valores obtenidos de densidad básica: 0.478 gr/cm3, densidad anhidra: 0.529 gr/cm3 y

contracción: 4.028 % son semejantes a los datos que se encuentran en bibliografías referentes

a este tipo de especie maderera, por consiguiente se concluye que rigiéndose a las normas

chilenas se cumplió con uno de los objetivos de la tesis que era ratificar el valor numérico de

estos parámetros.

Un factor importante que no debe dejarse de lado es el contenido de humedad, ya que éste

hace variar el valor de los resultados de las propiedades físicas y mecánicas. Por último, con

respecto a este tema, la densidad es el criterio más satisfactorio para determinar las

características resistentes de la madera, pudiendo emplearse también como elemento de juicio

en la selección de piezas de madera.

Por otro lado, la contracción nos indica un parámetro de la estabilidad dimensional que posee la

pieza de madera.

Luego de ensayar cada probeta, tabular los datos y confeccionar los diferentes gráficos, se

puede concluir que:

• Al analizar las trozas de corteza a corteza, los valores de densidades aumentaban en forma

notoria en la parte central, es decir, en el núcleo del árbol.

• Por otro lado, analizado las trozas de manera longitudinal, las densidades son mayores en

la base y disminuyen a medida que nos acercamos a la copa del árbol.


100

Propiedades Mecánicas:

Al igual que con las propiedades físicas, los datos que se obtuvieron con respecto a este tema

son similares a los encontrados en bibliografía, por lo tanto, se puede afirmar que los ensayos

se realizaron de forma meticulosa de acuerdo a lo especificado en las normas chilenas NCh 973

of.86, NCh 987 of.86.

Las propiedades mecánicas miden la disposición y cualidad que presenta la madera para

soportar solicitaciones. Para el caso de la madera la compresión paralela a las fibras nos

indica su aptitud para ser utilizada como columna, que en comparación con otras especies el

módulo de elasticidad de la Lenga es superior a la del Alerce e inferior a la del Eucaliptos. Por

otro lado, los resultados que arrojaron los ensayos realizados a la flexión entregan una pauta

para que esta madera pueda utilizarse como viga. Es necesario aclarar que estas aptitudes

están muy influenciadas por los defectos que pudiesen encontrarse en la madera, que pueden

reducir la resistencia considerablemente.

La madera es un material anisotrópico, formado por tejidos de fibras de naturaleza muy diversa,

cuya constitución varia con la función biológica que desempeñan. Debido a la forma particular

de crecimiento, las propiedades son muy diferentes según se determinen en el sentido de las

fibras longitudinal o normalmente a ellas, acrecentando todavía esta diferencias la existencia de

nudos.

Con respecto al estudio realizado a la Lenga, se notó claramente que las propiedades físicas y

mecánicas van aumentando a medida que nos acercamos a la base del árbol, por lo tanto, se

recomienda que las piezas a utilizar en diversos sistemas estructurales se extraigan de esta

zona, sobre todo en aquellos usos donde la madera estará sometida a esfuerzos de

compresión, ya que, la Lenga se encuentra ubicada dentro de las especies con mayor

resistencia a la compresión (ver pág. 94, tabla 5.4.17).

Finalmente recomendamos el uso de la madera, como un material que tenga mayor influencia

en la construcción, debido a que causa un menor impacto en el medio ambiente. Es el único

material de construcción que es 100 por ciento renovable.


101

En estos tiempos se observa claramente como esta siendo desplazada la madera como

material de empleo en la construcción, primero por el acero y posteriormente por el hormigón,

materiales hechos por el hombre y sobre los que éste puede intervenir en su proceso de

fabricación para mejorar sus características resistentes. Paralelamente con el desarrollo

tecnológico de estos dos materiales existe un cierto abandono en el estudio de la madera. En

compensación a lo anterior aparece la madera laminada que presenta un comportamiento

excelente frente a ambientes corrosivos, húmedos, incendios, además de ser ligera, lo que

facilita su transporte. Por lo tanto, con los datos que se obtuvieron luego del análisis de la

Lenga se recomienda continuar con un estudio de mayor profundidad acerca de la utilización de

esta especie en la construcción debido a las bondades que presenta.


102

BIBLIOGRAFIA

• Poblete; C. y Hempel; R., EDIFICACION EN MADERA (Sistemas Estructurales en Madera).

Universidad del Bío – Bío. Editorial A. Pinto. Concepción, Chile.

• Pérez; V. 1983. MANUAL DE PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS DE MADERAS

CHILENAS (Documento de Trabajo N° 47). CONAF/FAO. Santiago, Chile

• Pérez; V. 1990. MANUAL N°13, MANUAL DE CALCULO DE CONSTRUCCIONES EN

MADERA. Segunda Edición. Santiago, Chile.

• Hidalgo; H., Zúñiga; R. y, Pérez; V. 1973.INFORME TECNICO 42: PROPIEDADES

MECANICAS Y ASOCIADAS A LA LENGA PROVENIENTE DE AYSEN. Santiago, Chile.

• INFOR – CONAF, 1998. MONOGRAFIA DE LA LENGA. Santiago, Chile

• INFOR, 2002a). Boletín Estadístico 88. ESTADISTICAS FORESTALES 2002. Santiago,

Chile

• INFOR, 2002b). Boletín Estadístico 89. ESTADISTICAS FORESTALES XII REGION 2002.

Santiago, Chile

• MANUAL Nº 15: TABLAS DE CONVERSION MECANICA Y ELABORACION

Agosto 1987, Santiago de Chile

• www.seruz.gov.ar/recursos

• www.bcforestproducts.com

ANEXO IV

“NORMA CHILENA NCh 973 Of.86”

ANEXO V

“NORMA CHILENA NCh 987 Of.86”

ANEXO VI

“GLOSARIO”

ANEXO I

“Norma Chilena Nch 176/1. Of 84”

DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD

Norma Chilena Nch 176/1. Of 84

1.- ALCANCE Y CAMPO DE APLICACION

1.1.- Esta norma establece los siguientes métodos para determinar el contenido de humedad de

la madera: método de secado en estufa, método de destilación y método del xilohigrómetro.

1.2.- Esta norma no se aplica a maderas reconstituidas. Esta norma podrá aplicarse a madera

preservadas con las limitaciones indicadas.

2.- DEFINICIONES

• Contenido de humedad: cantidad de agua incluida en la madera, expresadad en

porcentaje de su masa anhidra.

• Estado verde: condición de la madera que tiene un contenido de humedad sobre el punto

de saturación de las fibras.

• Estado anhidro: condición de la madera en la cual se ha eliminado la humedad hasta

obtener masa constante.

3.- METODO DE SECADO EN ESTUFA

3.1.- Este método es aplicable a maderas con cualquier contenido de humedad. Sirve para

determinar el contenido de humedad de lotes de piezas de madera y de probetas destinadas a

ensayados de laboratorio.

3.2.- Procedimiento

3.2.1.- Pesar la probeta con una precisión de 0.5% de su masa. Secar hasta masa constante en

la estufa de secado a una temperatura de 103 +/- 2° C

NOTA: se considera masa constante cuando la diferencia entre dos pesadas sucesivas

efectuadas a un intervalo de 2 a 4 hr según la especie y el tamaño de las probetas, es igual o

menor a 0.5% de la masa de la probeta. En general es suficiente secar durante 24 hr para

lograr masa constante, con excepción de las especies cuya densidad es mayor de 0.65 gr/cm3

que pueden requerir un tiempo mayor.

3.2.2.- Enfriar la probeta hasta temperatura ambiente en un desecador y rápidamente para

evitar variaciones mayores a 0.1% en el contenido de humedad. La precisión de la pesadad

debe ser de 0.1 gr.

3.3.- CALCULO Y EXPRESION DE RESULTADOS

3.3.1.- Calcular el contenido de humedad H, de cada probeta, expresado en porcentaje, con

una aproximación de 0.1% según la fórmula:

H= ((m1 – m2)/m2) * 100

En que:

m1: es la masa, en gramos, de la probeta antes del secado

m2: es la masa, en gramos, de la probeta después del secado

3.3..2.- Calcular el promedio aritmético de los resultados obtenidos para las probetas

individuales e informarlo como el valor promedio del contenido de humedad de las probetas o

del lote. Redondear los resultados al entero porcentual más próximo.

4.- METODO DE DESTILACION

4.1.- Este método se aplica a maderas con cualquier contenido de humedad u cualquier

contenido de sustancias volátiles.

4.2.- Principios

Remoción del agua de la madera mediante un solvente y recolección por condensación en una

trampa de agua, que permite medir su volumen.

4.3.- Aparatos

• Matraz de vidrio, termorresistente para extracción, de 250 ml de capacidad

• Tubo colector, consistente en un tubo graduado de vidrio, con o sin llave, de una capacidad

de 10 ml; las graduaciones mas pequeñas deben ser no mayores de 0.1 ml.

• Refrigerante a reflujo

• Manto calefactor

4.4.- Reactivos

4.4.1.- Solvente, grado analítico (tolueno, xileno, benceno).

4.5.- Preparación de la muestra

Obtener las probetas siguiendo las mismas indicaciones que para el método de secado en

estufa.

Reducir la probeta a astillas, con cuchilla u otro instrumento cortante, teniendo la precaución de

no producir calor, para evitar pérdida de humedad. Efectuar esta operación inmediatamente

antes del ensayo.

4.6.- Procedimiento

4.6.1.- Pesar laa astillas con una precisión de 0.01 gr. Introducirlas en el matraz de extracción,

agregar 100 ml de solvente, armar el aparato y calentar, regulando el calor de modo que el

condensado caiga dentro del tubo colector.

4.6.2.- Continuar destilando, disminuyendo el calor a medida que se realiza el ensayo, hasta

que no se vean gotas de agua en el tubo refrigerante ni en el codo del tubo colector.

4.6.3.-

Aumentar el calor durante algunos minutos si se observan gotas que persisten adheridas al tubo

interior del refrigerante. Enfriar el tubo colector a temperatura ambiente y registrar el volumen de

agua recogida.

4.7.- Cálculos

Calcular el contenido de humedad H, mediante la siguiente fórmula:

H = (v/(m-v)) * 100

En que:

v: volumen de agua recogida, en milílitros

m: masa original de las astillas, en gramos

4.8.- Precisión

Dos determinaciones sobre la misma muestra en condiciones de repetibilidad no deben diferir

en mas de +/- 3% del valor promedio.

5.- METODO DEL XILOHIGROMETRO

5.1.- Este método es aplicable a madera con un contenido de humedad entre 7 y 28% y no

requiere cortar probetas. Sirve para determinar el contenido de humedad de un lote de piezas

de madera. Este método es apto para determinaciones en terreno. Este método no es aplicable

en casos de arbitraje.

5.2.- Principios

Medición de las propiedades eléctricas de piezas de madera, usando un medidor que relaciona

dichas propiedades con el contenido de humedad de la madera.

5.3.- Aparatos

• Xilohigómetro, calibrado para la especie correspondiente y capaz de hacer una medición

individual con un error no mayor de +/- 2% a contenidos de humedad entre 7 y 28%.

• Electrodos, consistentes en agujas cubiertas con material aislante en toda su longitud con

excepción de la punta.

5.4.- Muestras

5.4.1.- Para lotes de piezas de madera

Tomar al azar del lote el número de piezas correspondientes según Nch 44, inspección normal,

nivel de inspección II, general.

5.4.2.- Para piezas individuales

Efectuar las mediciones de humedad con el xilohigrómetro sobre cada una de las piezas.

5.5.- Procedimiento

5.5.1.- Medir el contenido de humedad en áreas exentas de defectos visibles, humedad

superficial y suciedad. Orientar los electrodos en la madera de modo que la línea que une las

puntas esté en la dirección de las fibras, a menos que por el diseño del instrumento se

especifique lo contrario.

5.5.2.- El número de puntos de medición deben ser: dos para piezas de mas de 1,5 m y hasta

2,5 m de largo; tres como mínimo para piezas de mas de 2,5 m y hasta 4 m de largo y cuatro

como mínimo para piezas de mas de 4 m de largo.

5.5.3.- Los puntos en que se efectúen las mediciones deben estar ubicados a una distancia no

menor de 50 cm de cada extremo, equidistantes uno del otro y ubicados en el centro del ancho

de cada cara.

5.5.4.- Insertar los electrodos en forma perpendicular a la superficie y a una profundidad entre ¼

y 1/5 del espesor de la pieza, en el caso de piezas de sección rectangular y entre 1/6 y 1/7 en

piezas circulares.

5.5.5.- Efectuar las correcciones para especies y temperatura cuando corresponda.

5.6.- Cálculos y expresión de resultados

5.6.1.- Calcular el promedio de las mediciones en cada pieza que compone la muestra, para

obtener los valores individuales de contenido de humedad, en porcentaje de masa, redondeado

al 1%.

5.6.2.- Obtener el valor promedio del contenido de humedad del lote, en porcentaje en masa

redondeado al 1%.

DETERMINACION DE LA DENSIDAD


1.- ALCANCE

Esta norma establece métodos para determinar la densidad nominal, la densidad básica y la

densidad de referencia de la madera.

2.- DEFINICIONES

Se entiende por densidad al cuociente formado por la masa y el volumen. Debido al carácter

higroscópico de la madera se definen los siguientes tipos de densidad:

• Densidad anhidra: densidad entre la masa y el volumen de la probeta en el estado anhidro.

• Densidad normal: relación entre la masa y el volumen determinados ambos a un contenido

de humedad igual al 12%.

• Densidad básica: relación entre la masa de la probeta en estado anhidro y el volumen de la

probeta en estado verde.

• Densidad nominal: relación entre la masa de la probeta en el estado anhidro y el volumen

de la probeta al contenido de humedad del ensayo. (Generalmente este contenido de

humedad es de 12%).

3.- PRINCIPIOS

Determinación de la masa de la probeta por pesada y de su volumen por medición de sus

dimensiones u otros métodos. Cálculo de la masa por unidad de volumen de la madera.

4.- APARATOS

• Sierra circular

• Balanza capaz de pesar al 0.01 gr

• Instrumento de medición (pie de metro)

• Estufa, para secar madera, regulable a 103 +/- 2°C

5.- PREPARACION DE LAS PROBETAS

a) Cortar las probetas en forma de prismas rectos que tengan una sección cuadrada de 25 mm

de lado y una longitud en la dirección de la fibra de 100 +/- 5 mm. Los anillos de crecimiento

deben ser paralelos a dos caras opuestas.

b) Cuando se trate de determinar la relación entre una característica mecánica y la densidad, se

recomienda que la densidad se determine sobre probetas preparadas para los ensayos

mecánicos en particular o sobre probetas cortadas de ellas, que tengan forma cúbica de 20 mm

de lado.

c) La preparación y número de probetas debe ser según Nch 968. El contenido de humedad se

determina según Nch 176/1. (método de secado en estufa o método de destilación).

NOTA: Puede usarse las mismas probetas para la determinación de humedad, densidad y

contracción.

6.- PROCEDIMIENTO

6.1.- General

Determinar la masa de la probeta con una precisión de 0.01 gr. Determinar el volumen por

algunos de los métodos descritos en el punto 7.

6.2.- Determinación de la densidad anhidra

Secar las probetas gradualmente hasta masa constante, según Nch 176/1, evitando su

deformación y resquebrajamiento. Determinar la masa y el volumen según lo indicado en el

párrafo anterior, una vez enfriadas a temperatura ambiente.

6.3.- Determinación de la densidad básica

Determinar el volumen máximo de la madera al estado verde (lo más cercano posible al

contenido de humedad máxima que corresponde al volteo del árbol), por alguno de los métodos

indicados en capítulo 7. Secar las probetas hasta masa constante y pesar con una precisión de

0.01gr.

6.4.- Determinación de la densidad nominal

Determinar el volumen de la probeta al contenido de humedad de 12%, por alguno de los

métodos indicados en el punto 7. Secar las probetas hasta masa constante y pesar con una

precisión de 0.01gr.

6.5.- Determinación de la densidad de referencia

Determinar la masa y el volumen de la probeta al contenido de humedad H, según lo indicado

en párrafo 6.1.

6.6.- Determinación de la densidad normal

Determinar la masa y el volumen de la probeta al contenido de humedad de 12%, según lo

indicado en párrafo 6.1.

7.- DETERMINACION DEL VOLUMEN

El volumen de la probeta puede determinarse por alguno de los métodos siguientes:

7.1.- Por medición directa

Este método es aplicable a probetas de cualquier tamaño, de forma regular, cuyas esquinas

presenten ángulos rectos, y cuyas superficies sean lisas. Medir la longitud “λ”, el ancho “a” y el

espesor “e”, con una precisión de +/- 0.3%. Efectuar por lo menos tres mediciones en cada

dirección, aunque en probetas pequeñas es suficiente una o dos mediciones.

7.2.- Por inmersión de agua

Estos métodos son aplicables a probetas de forma irregular o de superficie rugosa. La madera

seca debe sellarse previamente sumergiendo la probeta en cera de parafina caliente. En

madera verde no es necesario este sellado. En los siguientes puntos se describen dos métodos

alternativos.

a) Colocar la probeta en un recipiente de volumen conocido y agregar agua hasta llenar el

recipiente. Sacar la probeta del agua y determinar el volumen remanente. El volumen del

recipiente lleno menos el volumen de agua remanente corresponde al volumen de la

probeta.

b) Llenar con agua una probeta hasta una de las graduaciones principales y registrar este

volumen. Colocar la probeta en el cilindro y hundirla con ayuda de una varilla delgada.

Registrar el nuevo volumen. La diferencia entre los dos volúmenes corresponde al volumen

de la probeta.

7.3.- Por inmersión en mercurio

Este método es aplicable a probetas de tamaño reducido, de cualquier forma, densidad y

contenido de humedad. No es necesario sellar la probeta con parafina, excepto si presenta

poros o huecos muy abiertos en los cuales podría quedar atrapado mercurio, provocando una

medición errónea.

El procedimiento empleado es igual al de inmersión en agua.

8.- CALCULO Y EXPRESION DE RESULTADOS

8.1.- La densidad anhidra, P0, de cada probeta, en kilogramos por metro cúbico (o gramos por

centímetro cúbico) está dada por la fórmula:

P0 = M0 / V0

En que:

M0 = es la masa, en kilogramos (o gramos) de la probeta en la condición anhidra

V0 = es el volumen en metros cúbicos (o centímetros cúbicos) de la probeta en la condición

anhidra

8.2.- La densidad básica, Pb, de cada probeta, en kilogramos por metro cúbico (o gramos por


Pb = M0 / Vv

En que:


Vv = es el volumen en metros cúbicos (o centímetros cúbicos) de la probeta en estado verde

8.3.- La densidad nominal, Pn3, de cada probeta en kilogramos por metro cúbico (o gramos por


Pn = M0 / VH

En que:


VH = es el volumen en metros cúbicos (o centímetros cúbicos) de la probeta al contenido

de humedad H.

En este caso la medición del volumen se hace generalmente a un contenido de humedad de

12%.

8.4.- La densidad de referencia, PH, de cada probeta en kilogramos por metro cúbico (o gramos

por centímetro cúbico) está dada por la fórmula:

PH = MH / VH

En que:

MH = es la masa, en kilogramos (o gramos) de la probeta al contenido de humedad H

VH = es el volumen en metros cúbicos (o centímetros cúbicos) de la probeta al contenido de

humedad H.

8.5.- La densidad normal, P12, de cada probeta, en kilogramos por metro cúbico (o gramos por


P12 = M12 / V12

En que:

M12 = es la masa, en kilogramos (o gramos) de la probeta al contenido de humedad H = 12%

V12 = es el volumen en metros cúbicos (o centímetros cúbicos) de la probeta al contenido de

humedad H=12%.

8.6.- Precisión

Expresar los resultados individuales de cada probeta con una aproximación de 5 kg/m3 (0.005

gr/cm3).

8.7.- Calcular con una precisión de 10 kg/m3 (ó 0.01 gr/cm3) el promedio aritmético de los

resultados obtenidos en las probetas individuales e informar este valor como el promedio de

densidad de las probetas.

DETERMINACION DE LA CONTRACCION RADIAL Y TANGENCIAL


1.- Alcance y campo de aplicación

Esta norma establece métodos para determinar la contracción y el colapso lineal, en la dirección

radial, tangencial, y longitudinal de la madera y un procedimiento de cálculo para determinar la

contracción volumétrica.

2.- Principios

Determinación de la disminución de las dimensiones lineales de la madera en la dirección

radial, tangencial y longitudinal, mediante medición de probetas al estado verde, a 18% de

contenido de humedad, a 12% de contenido de humedad y al estado anhídrido.

3.- Definiciones

Contracción normal: disminución de dimensiones que sufre la madera al perder humedad bajo

el punto de saturación de las fibras, expresada como porcentaje de la dimensión de la madera

al estado verde.

Colapso: disminución irregular de dimensiones que sufre la madera de algunas especies al

perder humedad en las primeras etapas de secado sobre el punto de saturación de las fibras,

que se caracteriza por el aplastamiento de las paredes celulares.

Contracción total: suma de la contracción normal más el colapso

Punto de intersección de la contracción: corresponde, en un gráfico de porcentaje de

contracción versus contenido de humedad, al punto en que la prolongación de la porción recta

de la curva de contracción intercepta al eje de las abscisas (0% de contracción).

Coeficiente de contracción: variación de las dimensiones lineales o del volumen, al variar en

1% el contenido de humedad de la madera. Equivale a la pendiente de la porción recta de la

curva de contracción correspondiente.

4.- APARATOS

• Micrómetro con dial, capaz de medir con una precisión de 0.01 mm

• Estufa, para secar madera, regulable a 103 +/- 2°C

• Desecador, provisto de un deshidratante adecuado (cloruro de calcio, ácido sulfúrico)

• Balanza, con precisión de 0.01 gr.

5.- PREPARACION DE LAS PROBETAS

Las probetas deben tener forma de prismas rectangulares, de acción cuadrada de 25 mm por

lado y una longitud en la dirección de la fibra de 100 mm. Los anillos de crecimiento deben ser

paralelos a dos caras opuestas de la probeta.

6.- PROCEDIMIENTO

a) El contenido de humedad inicial de las probetas debe ser aquel correspondiente a la

madera recién cortada.

b) Pesar las probetas al contenido de humedad máxima. Marcar tres puntos en una cara radial

y en una cara tangencial y hacer la medición en cada uno de estos puntos, obteniendo en

cada caso el valor promedio.

c) Acondicionar las probetas a una humedad relativa de 85 +/- 5% y a una temperatura de 25

+/- 2°C, con el objeto de lograr un contenido de humedad cercano a 18%.

d) Pesar y medir las probetas a este contenido de humedad según letra b)

e) Acondicionar las probetas a una humedad relativa de 65 +/- 5% y a una temperatura de 28

+/- 2°C con el objeto de lograr un contenido de humedad cercano a 12%

f) Pesar y medir las probetas a este contenido de humedad según letra b)

g) Reacondicionar probetas en ambiente de vapor saturado (humedad relativa 100 +/- 5%,

temperatura 100 +/-2°C) durante 2 hr., con el objeto de eliminar el posible fenómeno de

colapso.

h) Acondicionar las probetas a una humedad relativa de 65 +/- 5% y a una temperatura de 20

+/- 2°C con el objeto de lograr nuevamente un contenido de humedad cercano a 12%

i) Pesar y medir las probetas a este contenido de humedad según letra b)

j) Secar las probetas a 103 +/- 2°C hasta estado anhídrido

k) Pesar y medir las probetas a este contenido de humedad según letra b)

7.- CALCULO Y EXPRESION DE RESULTADOS

Calcular la contracción y el colapso lineal, en las direcciones tangencial, radial y longitudinal,

mediante las siguientes fórmulas:

a) Ct18 = ((lmax – l18) / lmax) * 100

b) Ct12 = C12AR = ((lmax – l12AR) / lmax) * 100

c) Cn12 = C12DR = ((lmax – l12DR) / lmax) * 100

d) Cnmax = ((lmax – lo) / lmax) * 100

e) Colapso = C12AR - C12DR

f) Ct = Cn + Colapso

Ct18: contracción total a 18% de humedad

Ct12:contracción total a 12% de humedad, la contracción obtenida después del

reacondicionamiento de las probetas

Cnmax: contracción normal máxima, es decir, la contracción de la probeta desde el contenido

máximo de humedad hasta alcanzar el estado anhídrido.

lmax: dimensión de la probeta, en milímetros, al contenido de humedad máximo

l18: dimensión de la probeta, en milímetros, al contenido de humedad de 18%

l12AR: dimensión de la probeta, en milímetros, al contenido de humedad de 12% sin

reacondicionamiento

l0: dimensión de la probeta, en milímetros, en la condición anhídrida

El valor obtenido de la contracción corresponde al de contracción volumétrica y la fórmula

aplicada fue la siguiente:

Cmax = ((emax – eo) / emax) * 100

DETERMINACION DE LAS PROPIEDADES MECANICAS – ENSAYO DE COMPRESION

PARALELA

Norma Chilena Nch 973. Of 86

1.- ALCANCE

a) Esta norma establece métodos para realizar el ensayo de compresión paralela a las fibras

de la madera.

b) Esta norma establece las propiedades resistentes que se determinan del ensayo de

compresión paralela a las fibras.

c) Esta norma se aplica a probetas libres de defectos con un contenido de humedad superior

al punto de saturación de las fibras (estado verde) y/o a probetas con un contenido de

humedad de 12 +/- 1% (estado seco).

2.- DEFINICIONES

• Límite de proporcionalidad: punto del gráfico carga – deformación, en el cual la curva se

desvía de la línea recta inicial.

• Módulo de elasticidad: medida de la resistencia a la deformación axial de la probeta de

ensayo cuando se la somete a una carga de dirección paralela a las fibras de la madera. Se

determina como la pendiente de la zona lineal del gráfico carga – deformación por debajo

del límite de proporcionalidad.

• Tensión máxima o de rotura: carga máxima por unidad de superficie, soportada por la

probeta cuando de le aplica una carga de compresión, de dirección paralela a las fibras de

la madera.

3.- UNIDADES

Las tensiones y los módulos se deben expresar en Megapascal (Mpa), cuya equivalencia con

otras unidades de presión se incluye en el anexo de esta norma.

4.- RESUMEN DEL METODO

Principio

El método se basa en aplicar, sobre una sección transversal extrema de la probeta, una carga

continua de dirección paralela a las fibras de la madera, midiendo las deformaciones producidas

por la aplicación de dicha carga hasta llegar al punto de falla de la probeta.

5.- CONDICIONES GENERALES PARA LOS ENSAYOS

Las condiciones generales para efectuar los ensayos, en relación con la calibración de

aparatos, extracción y protección de las muestras, preparación de las probetas, ambiente de

ensayo, mediciones y pesadas, se deben ajustar a lo establecido en Nch 969.

6.- APARATOS

a) Máquina de ensayo para compresión, con dispositivo para regular la velocidad de ensayo y

con cabezal rotulado de modo que permita una distribución uniforme de la carga sobre la

probeta.

b) Extensómetro, con sensibilidad de 0.2 mm

c) Aparatos para medir humedad y densidad citados en Nch 176/1 y Nch 176/2.

7.- SELECCIÓN DE MUESTRAS Seleccionar las muestras para ensayos mecánicos de acuerdo a la norma Nch 968.

8.- PROBETAS

a) No deben presentar fallas ni defectos.

b) Las secciones transversales extremas de la probeta deben ser paralelas entre sí y

perpendiculares a su eje longitudinal.

c) La probeta debe tener su eje longitudinal paralelo a la dirección de la fibra con dos de sus

caras opuestas paralelas a los anillos de crecimiento.

9.- PROCEDIMIENTO

a) Medir el ancho, a, y el espesor, e, de la probeta en ambos extremos y en el centro de ella

(ver figura 2).

b) Aplicar la carga en forma continua con una velocidad del cabezal de la máquina de 0.6

mm/min, no variando más allá de un 25%.

c) Medir las deformaciones por compresión paralela, δ, que se producen en el tramo central (L

= 150 mm) de la probeta (ver figura 1).

d) Medir las deformaciones con una precisión de 0.002 mm, para cargas progresivas, con

intervalos de carga convenientemente elegidos, de modo que las lecturas que así se

obtengan permitan efectuar la determinación del límite de proporcionalidad, P1p, en el

gráfico carga – deformación.

e) Anotar la carga máxima, Q, obtenida durante el ensayo de la probeta.

f) Para obtener resultados uniformes y satisfactorios es necesario que las roturas no se

produzcan en los extremos de la probeta.

g) Después del ensayo, extraer de las cercanías de la zona de falla de la probeta, una muestra

de 25 mm de longitud y de la misma sección transversal de la probeta, a fin de determinar

en ella el contenido de humedad y la densidad mediante el procedimiento indicado en Nch

176/1 y Nch1 76/2.

10.- EXPRESION DE RESULTADOS

a) Con las cargas, P, y las deformaciones, δ, dibujar un gráfico carga (ordenada) versus

deformación (abscisa) en el cual se determina el límite de proporcionalidad de la curva

conjuntamente con la carga, P1P, y la deformación, δ1P, que a él le corresponda.

b) Determinar para cada probeta la tensión de compresión paralela en el límite de

proporcionalidad, fc, lp, mediante la fórmula:

Fc,lp = Plp / (ā * ē )

En que:




NOTA: En las fórmulas no se señalan unidades con el fin de usar aquellas que mas acomoden

y, posteriormente, hacer las conversiones que se requieran.

c) Determinar para cada probeta la tensión máxima o de rotura de compresión paralela,


Rc = Q / (ā * ē )

En que:

Q = carga máxima aplicada



d) Determinar para cada probeta el módulo de elasticidad de compresión paralela, Ec,


Ec = (Plp * L) / (δlp * ā * ē)

En que:

L = tramo central de la probeta, de 150 mm de longitud, en el cual se han medido las

deformaciones.




11.- METODO SECUNDARIO

a) Se puede usar este método secundario cuando sólo se dispone de árboles relativamente

pequeños (diámetros menores que 300 mm) y cuando en ellos se dificulta la extracción de

las probetas señaladas en el punto 8, debido a la presencia de fibras torcidas, nudos,

curvaturas u otros defectos similares.

b) Siempre que sea posible se debe usar el método señalado en los puntos 8 y 9, cualquiera

sea el tamaño de los árboles.

c) Probetas

• Las probetas deben ser paralelepípedos rectos de 25 x 25 x 100 mm, medidos con una

precisión de +/ - 0.3%

• No deben presentar fallas ni defectos

• Se deben confeccionar según lo señalado en párrafos 8.3 y 8.4

d) Procedimiento

• Medir el ancho, a, y el espesor, e, de la probeta en ambos extremos y en el centro de ella.

• Aplicar la carga en la forma señalada en párrafo 9.b)

• Medir las compresiones por compresión paralela, δ, que se producen en el tramo central (L

= 50 mm) de la probeta

• Efectuar las deformaciones de deformación axial, de humedad y de densidad en la forma

señalada en los párrafos 9.d), 9.e), 9.f) y 9.g).

• Anotar la carga máxima, Q, obtenida durante el ensayo de la probeta.

e) Expresión de resultados

• Expresar los resultados en la forma especificada en el punto 10.

FIGURA 1.- Ensayo de compresión paralela a las fibras

FIGURA 2.- Probeta utilizada para el ensayo de compresión paralela a las fibra

ENSAYO DE FLEXION ESTATICA

Norma Chilena Nch 987. Of 86

1.- ALCANCE

1.1.- Esta norma establece el método para realizar el ensayo de flexión estática en la madera.

1.2.- Esta norma establece las propiedades resistentes que se determinan del ensayo de

flexión estática

1.3.- Esta norma se aplica a probetas libres de defectos con un contenido de humedad

superior al punto de saturación de las fibras (estado verde) y/o a probetas con un

contenido de humedad de 12 +/- 1% (estado seco).

2.- DEFINICIONES

2.1.- Límite de proporcionalidad: punto del gráfico carga – deformación, en el cual la carga

se desvía de la línea recta inicial.

2.2.- Módulo de rotura: medida de la máxima capacidad resistente que tiene la probeta de

ensayo para soportar una carga aplicada en forma gradual durante un periodo corto de

tiempo. Es un criterio de resistencia aceptado mundialmente, aún cuando no

corresponde a una tensión real, debido a que la fórmula con la cual él se determina

solamente es válida en la zona elástica.

2.3.- Módulo de elasticidad: medida de la resistencia a la deflexión de la probeta de ensayo

(deformación vertical). El valor determinado en el ensayo de flexión estática incluye la

deflexión debido al cizalle o esfuerzo de corte.

3.- UNIDADES

Las tensiones y los módulos se deben expresar en unidades más convenientes.

4.- RESUMEN DEL METODO

4.1.- Principio

El método se basa en aplicar una carga continua, a una velocidad constante, en la mitad de la

luz de la probeta, midiendo las deformaciones producidas pro la aplicación de dicha carga hasta

llegar al punto de rotura de la probeta.

5.- CONDICIONES GENERALES

Las condiciones generales para efectuar los ensayos, en relación con la calibración de aparatos

extracción y protección de las muestras, preparación de las probetas, ambiente de ensayo,

mediciones y pesadas, se deben ajustar a lo establecido en Nch 969.

6.- APARATOS

6.1.- Máquina de ensayos para flexión

6.2.- Extensómetro, con sensibilidad de 0.01 mm

6.3.- Aparatos para medir humedad y densidad citados en Nch 176/1 y Nch 176/2.

7.- PROBETAS

7.1.- Las probetas deben ser paralelepípedos rectos de 50 x 50 x 760 mm medidas con una

precisión de +/- 3%.

7.2.- No deben presentar fallas ni defectos.

7.3.- La probeta debe tener su eje longitudinal paralelo a la dirección de la fibra con dos de

sus caras opuestas paralelas a los anillos de crecimiento.

8.- PROCEDIMIENTO

8.1.- Medir el ancho b y la altura h de la probeta en el centro de su longitud l.

8.2.- Utilizar una luz L de ensayo de 700 mm y aplicar la carga en el centro de la luz.

8.3.- Apoyar la probeta de tal manera que sus extremos sean capaces de seguir libremente

los efectos de la deflexión y que en ellos no se origine roce u otra solicitación que sea

ajena a la flexión.

8.4.- Usar como elemento de carga un cabezal de madera dura o de metal, de la forma y

tamaño que se indican en la figura 1del presente anexo.

8.5.- Colocar la probeta sobre los apoyos de modo que la carga sea aplicada en el plano

tangencial mas cercano a la médula.

8.6.- Aplicar la carga en forma continua con una velocidad de ensayo de 2.5 mm/min no

variando mas allá de un 25%.

8.7.- Medir la deflexión,δ, producida en la mitad de la luz, para cargas progresivas, con

intervalos de carga convenientemente elegidos, de modo que las lecturas que así se

obtengan permitan efectuar la determinación del límite de proporcionalidad, Plp, en el

gráfico carga – deformación.

8.8.- Medir las deflexiones (δ) con una precisión de 0.01 mm.

8.9.- Anotar la carga máxima, Q, obtenida durante el ensayo de la probeta.

8.10.- Después del ensayo, extraer las cercanías de la zona de falla de la probeta, una muestra

de 25 mm de longitud y de la misma sección transversal de la probeta, a fin de

determinar en ella el contenido de humedad y la densidad mediante el procedimiento

indicado en Nch 176/1 y Nch 176/2.

9.- EXPRESION DE RESULTADOS

9.1.- Con las cargas, P, y las deflexiones, δ, dibujar un gráfico carga (ordenada) versus

deformación (abscisa) en el cual se determina el limite de proporcionalidad de la curva

conjuntamente con la carga, Plp, y la deflexión, δlp, que a él le corresponda.

9.2.- Determinar para cada probeta la tensión unitaria de flexión en el límite de

proporcionalidad, flp, mediante la fórmula:

flp= (3*Plp*L)/(2*b*h2)

En que:


L = luz de ensayo

b = ancho de la probeta

h = altura de la probeta

9.3.- Determinar para cada probeta el módulo de rotura a la flexión, Rf, mediante la fórmula:

Rf= (3*Q*L)/(2*b*h2)

En que:

Q = carga máxima obtenida


9.4.- Determinar para cada probeta el módulo de elasticidad a la flexión, Ef, mediante la

fórmula:

Ef= (Plp*L3)/(4*δlp*b*h3)

En que:


δlp = deflexión en el límite de proporcionalidad


10.- METODO SECUNDARIO

10.1.- Se puede usar este método secundario cuando solo se dispone de árboles relativamente

pequeños (diámetros menores que 300 mm) y cuando en ellos se dificulta la extracción de las

probetas señaladas en el punto 7, debido a la presencia de fibras torcidas, nudos, curvaturas u

otros defectos similares.

10.2.- Siempre que sea posible se debe usar el método señalado en los puntos 7 y 8,

cualquiera sea el tamaño de los árboles.

10.3.- Probetas

10.3.1.- Las probetas deben ser paralelepípedos rectos de 25 x 25 x 410 mm medidas con una

precisión de +/- 0.3%.

10.3.2.- No deben presentar fallas ni defectos

10.3.3.- La probeta debe tener su eje longitudinal paralelo a la dirección de la fibra con dos de

sus caras opuestas, paralelas a los anillos de crecimiento.

10.4.- Procedimiento

10.4.1.- Medir el ancho b y la altura h de la probeta en el centro de su longitud l.

10.4.2.- Utilizar una luz L de ensayo de 350 mm y aplicar la carga en el centro de la luz.

10.4.3.- Apoyar la probeta en la forma señalada en párrafo 8.3.

10.4.4.- Usar como elemento de carga un cabezal de madera dura de la forma y tamaño que se

indican en figura 1.

10.4.5.- Aplicar la carga sobre la probeta en la forma señalada en párrafo 8.5.

10.4.6.- Aplicar la carga en forma continua con una velocidad de ensayo de 1.3 mm/min no variando mas allá de

un 25%.

10.4.7.- Efectuar las mediciones de deformación de carga, de humedad y de densidad en la

forma señalada en párrafos 8.7; 8.8; 8.9 y 8.10.

10.5.- Expresión de resultados

10.5.1.- Expresar los resultados en la forma especificada en el capítulo 9.

FIGURA N°1: Cabezal metálico utilizo en el ensayo de flexión

FIGURA N°2: Medidas y sección de las probetas que se utilizaron en el ensayo flexión

GLOSARIO

Canto: Superficie plana normal o las caras paralelas entre sí, y al eje longitudinal de una pieza.

Coníferas: Grupo botánico de árboles que, en casi todos los casos, llevan acículas u hojas en

forma de escamas; también se llama así a la madera producida por estos árboles.

Floreado: Corte plano longitudinal, tangente a los anillos de crecimiento. Se conoce también

como “corte tangencial”.

Grieta: Separación de la fibra de la madera que no alcanza a afectar dos caras de una pieza

aserrada o dos puntos opuestos de la superficie de una madera de sección transversal

aproximadamente circular.

Latifoliadas: Se denominan así las especies de árboles que tienen hojas anchas, en contraste

con las coníferas. Su madera se conoce como “madera de frondosas”, independiente de su

contextura.

Leño tardío: Parte mas densa de células mas pequeñas y de formación tardía de un anillo de

crecimiento (leño de verano)

Leño temprano: Parte menos densa de células mas grandes y de formación temprana de un

anillo de crecimiento (leño de primavera).

Nudos: Area de tejido leñoso resultante del desarrollo de una rama, cuyo aspectos y

propiedades mecánicas son diferentes a la madera circundante.

Pudrición: Es la descomposición del tejido leñoso por la acción de hongos xilófagos,

acompañado por un proceso gradual de cambio de características físicas, químicas y

mecánicas.

Troza: Secciones obtenidas por cortes transversales del fuste. Partes del fuste de longitud

variable libres de ramas, obtenidas por cortes transversales.

NOTA: las definiciones mencionadas en este capítulo fueron extraídas de Pérez, V. 1990.

ENTRAR

INDICE

DESCRIPCIÓN

OBJETIVOS

DESCRIPCIÓN GENERAL

PROPIEDADES

METODOLOGÍA

RESULTADOS

CONCLUSIONES

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

DESCRIPCION DEL PROYECTO

Dado que la madera es un material formado por fibras orientadas en una misma dirección, es un material anisótropo, es decir que sus propiedades físicas y mecánicas no son constantes en la misma pieza de la especie, si no que varían en función de la dirección en la que se aplique el esfuerzo.

Debido a lo anterior se propone determinar las propiedades físico-mecánicas de la madera Lenga, proveniente de los bosques Magallánicos, y obtener como resultados que ésta madera tenga propiedades físico-mecánicas reales, para ser utilizada como material que soporta esfuerzos en la construcción.

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Determinar las propiedades físicas y mecánicas de la Lenga y la influencia de estas propiedades para utilizarla como material estructural en edificación.

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Determinación de la densidad:

• Densidad anhidra• Densidad básica

Determinar la Contracción Radial de la Lenga.

Determinar el Módulo de Elasticidad de la Lenga en los ensayos de Compresión y Flexión.

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

Nombre común:Lenga

Nombre científico:Nothofagus pumilio

Familia:Fagaceae

Área de dispersión:Desde la VII Región hasta el Cabo de Hornos

DESCRIPCION GENERAL

VOLVER

DESCRIPCION GENERAL

DESCRIPCION GENERAL

CARACTERÍSTICAS GENERALES

CARACTERÍSTICAS DE LA MADERA

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

Altura promedio: Desde 4 mt a 35 mt

Diámetro promedio: Hasta 2 mt en la base

Conformidad: Buena

Color albura: Blanco rosada

Color duramen: Castaño rosado

Brillo: Suave

Olor: Ausente

Textura: Fina y homogénea

Grano: Derecho

Veteado: Suave

CARACTERÍSTICAS GENERALES

VOLVER

Características de la madera :Moderadamente durableFácil de trabajar

Propiedades físicas:Densidad anhidra: 0,529 (gr/cm3)Densidad básica: 0,478 (gr/cm3)Contracción radial: 4,28%Propiedades mecánicas:Tensión de rotura a la compresión: 213 (kg/cm2)Tensión de rotura a la flexión: 494 (kg/cm2)Flexión estática: 251 (kg/cm2)Módulo de elasticidad a la compresión: 88,2 (ton/cm2)Módulo de elasticidad a la flexión: 77,94 (ton/cm2)Aplicaciones y usos:Buena calidad para construccionesCarpintería de obraCarpintería navalPisosMueblesParquets

ATRAS

INDICE

SIGUIENTE

CARACTERÍSTICAS DE LA MADERA

VOLVER

PROPIEDADES FISICAS Y PROPIEDADES MECANICAS

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

PROPIEDADES FISICAS

PROPIEDADES MECANICAS

METODOLOGÍA DE LOS ENSAYOS

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

PROCESO DE OBTENCIÓN DE PROBETAS

ENSAYO DE DENSIDAD ANHIDRA YDENSIDAD BÁSICA

ENSAYO DE CONTRACCIÓN RADIAL

ENSAYO DE COMPRESIÓN PARALELA A LAS FIBRAS

ENSAYO DE FLEXIÓN ESTÁTICA

RESULTADOS DE LOS ENSAYOS

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

Ensayos Físicos

Ensayos Mecánicos

Resumen

CONCLUSIONES

Propiedades Físicas

Propiedades Mecánicas

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

Aplicaciones de la Lenga


INDICE

ATRAS SIGUIENTE

DENSIDAD ANHIDRA

DENSIDAD BASICA

(gr/cm3) (gr/cm3)Ensayos en Laboratorio 0.529 0.478Corporación de fomento de la Producción 0.522 0.464

Monografía de la Lenga 0.541 0.464

PROCEDENCIA

CONTRACCION (%)

Ensayos en Laboratorio 4.02Corporación de Fomento de la Producción 3.3

Monografía de la Lenga 3.3

PROCEDENCIA

Un factor importante que no debe dejarse de lado es el contenido de humedad, ya que éste hace variar el valor de los resultados de las propiedades.

VOLVER


INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

La densidad es el criterio más satisfactorio para determinar las características resistentes de la madera, pudiendo emplearse también como elemento de juicio en la selección de piezas de madera.

La contracción nos indica un parámetro de la estabilidad dimensional que posee la pieza de madera.

Luego de ensayar cada probeta, tabular los datos y confeccionar los diferentes gráficos, se puede concluir que:

Al analizar las trozas de corteza a corteza, los valores de densidades aumentaban en forma notoria en la parte central, es decir, en el núcleo del árbol.

Por otro lado, analizado las trozas de manera longitudinal, las densidades son mayores en la base y disminuyen a medida que nos acercamos a la copa del árbol.


VOLVER

INDICE

ATRAS SIGUIENTE


INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER


TENSION DE ROTURA

(ton/cm2) (kg/cm2)Ensayos en Laboratorio 88.20 213Manual de Cálculo de 87.9 216

PROCEDENCIA

Módulo de Elasticidad y Tensión de Rotura a la Compresión

FLEXION EN EL LP

TENSION DE ROTURA

MODULO DE ELASTICIDA

(kg/cm2) (kg/cm2) (ton/cm2)Ensayos en Laboratorio 251 494 77.94

Monografía de la Lenga 252 497 79.4

Manual de Cálculo de Construcciónen Madera

Tensiones y Módulo de Elasticidad a la Flexión

PROCEDENCIA

252 497 79.4


INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

Las propiedades mecánicas miden la disposición y cualidad que presenta la madera para soportar solicitaciones. Para el caso de la madera la compresión paralela a las fibras nos indica su aptitud para ser utilizada como columna. Por otro lado, los resultados que arrojaron los ensayos realizados a la flexión entregan una pauta para que esta madera pueda utilizarse como viga. Es necesario aclarar que estas aptitudes están muy influenciadas por los defectos que pudiesen encontrarse en la madera, que pueden reducir la resistencia considerablemente.


Con respecto al estudio realizado a la Lenga, se notó claramente que las propiedades físicas y mecánicas van aumentando a medida que nos acercamos a la base del árbol, por lo tanto, se recomienda que las piezas a utilizar en diversos sistemas estructurales se extraigan de esta zona, sobre todo en aquellos usos donde la madera estará sometida a esfuerzos de compresión, ya que, la Lenga se encuentra ubicada dentro de las especies con mayor resistencia a la compresión

VOLVER

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

Finalmente recomendamos el uso de la madera, como un material que tenga mayor influencia en la construcción, debido a que causa un menor impacto en el medio ambiente. Es el único material de construcción que es 100 por ciento renovable.


En estos tiempos se observa claramente como esta siendo desplazada la madera como material de empleo en la construcción, primero por el acero y posteriormente por el hormigón, materiales hechos por el hombre y sobre los que éste puede intervenir en su proceso de fabricación para mejorar sus características resistentes. Paralelamente con el desarrollo tecnológico de estos dos materiales existe un cierto abandono en el estudio de la madera. En compensación a lo anterior aparece la madera laminada que presenta un comportamiento excelente frente a ambientes corrosivos, húmedos, incendios, además de ser ligera, lo que facilita su transporte. Por lo tanto, con los datos que se obtuvieron luego del análisis de la Lenga se recomienda continuar con un estudio de mayor profundidad acerca de la utilización de esta especie en la construcción debido a las bondades que presenta.


INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

PROPIEDADES FISICASNos entregan valores que expresan las características propias de las distintas especies, como por ejemplo: la conductividad, densidad, contenido de humedad, color, olor, durabilidad, contracción, etc,

Densidad de la Madera:La densidad de un cuerpo, es el cuociente formado por la masa y su volumen. La densidad de la madera es el criterio más satisfactorio para determinar sus características resistentes.

Contracción de la Madera:Es una propiedad que frecuentemente no es entendida en forma correcta. Se presenta en dos etapas de la vida de la madera, que son:

Durante el secadoDurante el servicio

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

PROPIEDADES MECANICAS

Son los valores que indican la capacidad de los materiales de resistir fuerzas externas aplicadas, controlándose asi las formas de uso mas adecuadas.

El estudio de ésta tesis se basó principalmente en dos de sus propiedades:

Compresión paralela a la fibra yFlexión de la madera

En ambos ensayos se calculó el Módulo de Elasticidad.

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

APLICACIÓN DE LA MADERA EN LA CONSTRUCCIÓN

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

APLICACIÓN DE LA MADERA EN LA CONSTRUCCIÓN

SISTEMAS ESTRUCTURALES

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

TABIQUE LLENO

SISTEMAS DE ENTRAMADO

SISTEMA AMERICANO

SISTEMA BALOOM

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

TABIQUE LLENO

VOLVER

SISTEMA AMERICANO

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

SISTEMA BALOOM

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

PROCESO DE OBTENCIÓN DE PROBETAS

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

PASO 1 PASO 2

PASO 3 PASO 4

VOLVER

ENSAYO DE DENSIDAD ANHIDRA Y DENSIDAD BÁSICA

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

PRINCIPIO BÁSICO

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

Este método consiste en someter las probetas a un proceso constante de secado, con el cual se pretende eliminar el máximo contenido de humedad, dejándolas a masa constante, para finalmente obtener así las densidad.

PRINCIPIO BÁSICO

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

El ensayo consiste en medir los espesores de cada probeta en estado verde y estado anhidro, para posteriormente calcular el porcentaje de variación de estas medidas, el que corresponderá a la contracción que experimenta la madera.

PRINCIPIO BÁSICO

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

En resumen este método se basa en aplicar, sobre una sección transversal extrema de la probeta, una carga continua de direcc ión paralela a las fibras de la madera, midiendo las deformaciones producidas por la aplicación de dicha carga hasta llegar al punto de falla de la probeta.

ENSAYO DE COMPRESIÓN PARALELA A LAS FIBRAS

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

PRINCIPIO BÁSICO

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

El método se basa en aplicar una carga continua, a una velocidad constante, en la mitad de la luz de la probeta, midiendo las deformaciones producidas por la aplicación de dicha carga hasta llegar al punto de rotura de la probeta .

ENSAYO DE FLEXIÓN ESTÁTICA

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

OBJETIVO GENERAL

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

OBJETIVOS

OBJETIVO ESPECIFICO

RESULTADOS

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

Material Analizado

MATERIAL ENSAYADO(%)

1 784 83.422 735 83.133 735 83.174 869 85.00

TOTALES 3.123 84.00 (2.623)

TROZA

PROBETAS OBTENIDAS (unidades)

VOLVER

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

RESULTADOSResultados de Densidades

DENSIDAD DENSIDADANHIDRA BASICA(gr/cm3) (gr/cm3)

1 0.513 0.4612 0.542 0.4983 0.521 0.4864 0.539 0.466

PROMEDIOS 0.529 0.478

TROZA N°

VOLVER

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

RESULTADOS

Resultados de Contracción

TROZA CONTRACCIONN° (%)1 5.0052 4.0703 2.7864 4.249

PROMEDIO 4.028

VOLVER

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

RESULTADOSMaterial Analizado

PORCENTAJE DE MATERIAL ENSAYADO

(%)1 60 58.00 2 31 77.00 3 39 74.004 192 93.755 145 91.736 27 777 32 678 32 86

TOTALES 558 78.06

TROZA NUMERO TOTAL DE PROBERTAS

VOLVER

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

RESULTADOSResultados de Compresión

TROZA TENSION DE ROTURAN° (kg/cm2)1 2132 2103 216

PROMEDIO 213

VOLVER


ton/cm24 87.595 88.80

PROMEDIO 88.20

TROZA N°

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

RESULTADOSResultados de Flexión


TENSION DE ROTURA


(kg/cm2) (kg/cm2) (ton/cm2)1 253 495 78.032 250 493 78.073 250 495 77.73

PROMEDIO 251 494 77.94

TROZA

VOLVER

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

RESULTADOSAnálisis Transversal

VOLVER

0,512 gr/cm30,465 gr/cm3

86,86 ton/cm276,9 ton/cm2

CopaDensidad Anhidra:Densidad Básica:Modulo Elástico Compresión:Modulo Elástico Flexión:

BaseDensidad Anhidra:Densidad Básica:Modulo Elástico Compresión:Modulo Elástico Flexión:

0,542 gr/cm30,488 gr/cm3

89,08 ton/cm279,53 ton/cm2

CentroDensidad Anhidra:Densidad Básica:Modulo Elástico Compresión:Modulo Elástico Flexión:

0,524 gr/cm30,477 gr/cm3

87,65 ton/cm277,84 ton/cm2

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

RESULTADOSAnálisis Longitudinal

VOLVER

Densidad Anhidra:0.529 gr/cm3

Densidad Básica:0.478 gr/cm3

Contracción: 4.028 %

Módulo Elástico Compresión: 88.2 ton/cm2

Módulo Elástico Flexión: 77.94 ton/cm2

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

RESULTADOSComparación con otras Especies Madereras

VOLVER

FLEXION COMPRESION PARALELA

ESPECIE TENSIONEN LPkg/cm2

TENSIONDE

ROTURAkg/cm2

MODULO DEELASTICIDAD

ton/ cm2

TENSIONEN LPkg/cm2

TENSIONDE

ROTURAkg/cm2

MODULO DEELASTICIDAD

ton/ cm2Alamo * 188 353 50.6 78 162 68.5Alerce 380 649 57.7 293 435 39.7Araucaria 282 450 83.8 170 230 67.2Coigue de Magallanes 560 95.9 240Eucalytus Globulus * 386 778 120.2 242 363 141.6Laurel 225 392 66 147 189 81.8Lenga 251 494 77.94 213 88.2Lingue 294 505 81.5 180 231 100Olivillo 280 480 77 173 222 96.3Pino Oregón * 296 451 69.7 144 204 39.7Raulí 365 579 82.1 196 288 82.7Roble 359 531 87.7 157 263 110.9Tepa 256 524 81.9 162 214 85.5Ulmo 366 663 104.2 184 301 116.1

Ensayos Físicos

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

Material Analizado

Resultado de Densidades

Resultado de Contracción

Ensayos Mecánicos

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

Material Analizado

Resultado de Compresión

Resultado de Flexión

RESUMEN

Análisis Transversal

Análisis Longitudinal

Comparación Especies Madereras

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

VOLVER

FIN

INDICE

ATRAS SIGUIENTE

CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES Y APLICACIÓN DE...

Documents

Transcript of CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES Y APLICACIÓN DE...