CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA …glifos.concyt.gob.gt/digital/fodecyt/fodecyt...

CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA -CONCYT-

SECRETARIA NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA -SENACYT-

FONDO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA -FONACYT-

FACULTAD DE INGENIERIA USAC

INFORME FINAL

“Evaluación de la influencia del tiempo de vaporizado y tiempo de prensado en el

proceso de curvado a vapor de madera sólida, de Teca (Tectona grandis) y Melina

(Gmelina arbórea) del primer raleo, como alternativa tecnológica para el desarrollo

agroindustrial”

PROYECTO FODECYT No. 025-2010

Inga. Ericka Johanna Cano Díaz

Investigador Principal

GUATEMALA, JUNIO 2013

AGRADECIMIENTOS:

La realización de este trabajo, ha sido posible gracias al apoyo financiero dentro

del Fondo Nacional de Ciencia y Tecnología, -FONACYT-, otorgado por la

Secretaría Nacional de Ciencia y Tecnología -SENACYT- y al Consejo Nacional

de Ciencia y Tecnología -CONCYT-.

AGRADECIMIENTOS A OTRAS INSTITUCIONES Y EMPRESAS

La realización de esta investigación, ha sido posible también gracias al apoyo

financiero del Centro de Investigaciones de Ingeniería de la Facultad de

Ingeniería de la Universidad de San Carlos de Guatemala y de la Facultad de

Agronomía de la Universidad de San Carlos de Guatemala.

También se agradece al propietario de la Finca Santa Fé del municipio de San

Andrés Villa Seca, Retalhuleu, quien proveyó la materia prima para el

estudio.

Al señor Alejandro Contreras Blanco (Q.E.P.D) por todo su apoyo y

colaboración en la instalación eléctrica llevada a cabo en el Laboratorio

Multipropósitos de la Sección de Tecnología de la Madera, con lo que fue

posible el desarrollo de la parte experimental para poder echar a andar toda la

maquinaria y equipo adquirido en el proyecto.

Al departamento técnico de la SENACYT, Dr. Luis Ricardo Alvarez y Licda.

Mercedes Orozco por su apoyo en el desarrollo de todas las actividades del

proyecto.

BREVE BIOGRAFÍA ACADÉMICA DEL AUTOR O AUTORES

INVESTIGADORA PRINCIPAL

Ingeniera Industrial Ericka Johanna Cano Díaz

Ingeniera Industrial de la Universidad de San Carlos de Guatemala. Profesora Titular

III, Catedrática del departamento de Matemáticas de la Facultad de Ingeniería de la

Universidad de San Carlos de Guatemala. Actualmente Jefa de la Sección de

Tecnología de la Madera del Centro de Investigaciones de Ingeniería, ha participado

como Investigadora asociada en diversidad de proyectos de investigación en la

temática de aceites esenciales, oleorresinas, taninos, colorantes naturales y su

aplicación en la industria.

INVESTIGADOR ASOCIADO

Ingeniero Civil Pablo Christian de León Rodríguez.

Investigador Docente. Ingeniero Civil de la Universidad de San Carlos de Guatemala.

M.Sc. en Energía y Ambiente. Jefe de la Sección de Metales y Productos

Manufacturados del Centro de Investigaciones de Ingeniería. Consultor e

Investigador Asociado en proyectos de investigación relacionados con la

Caracterización Mecánicas de Diferentes Especies Forestales, Investigaciones en

Vivienda de Interés Social y Proyectos de Energía en General.


Ingeniero Agrónomo Marino Barrientos García. MSc. En Estadística Aplicada.

Ingeniero Agrónomo de la Universidad de San Carlos de Guatemala. Maestro en

Ciencias en Estadística Aplicada. Universidad de los Andes, Mérida, Venezuela.

Profesor Titular X, Catedrático del Departamento de Estadística de la Facultad de

Agronomía de la Universidad de San Carlos de Guatemala. Ha desempeñado

funciones de docencia, asesoría y consultoría en investigación y aplicaciones de la

estadística, en diversas unidades de la Universidad de San Carlos de Guatemala,

Organismos Internacionales, Instituciones del Sector Público y en Empresas Privadas.

Investigador asociado en diversos proyectos de investigación relacionados con

Obtención y Caracterización de aceites esenciales, oleorresinas y caracterización de

colorantes naturales de diversas especies vegetales

INVESTIGADORA ASOCIADA

Ingeniera Química Adela María Marroquín González

Ingeniera Química de la Universidad de San Carlos de Guatemala. Profesora Interina,

Facultad de Ingeniería de la Universidad de San Carlos de Guatemala, Actualmente

Investigadora de la Sección de Tecnología de la Madera del Centro de Investigaciones

de Ingeniería. Ha participado como Investigadora Asociada en proyectos de

investigación en la temática de aceites esenciales, oleorresinas y taninos.


Ingeniero Civil Fredy Alexander Contreras Castañaza

Ingeniero Civil de la Universidad de San Carlos de Guatemala. Profesor Interino,

Facultad de Odontología y Facultad de Ingeniería de la Universidad de San Carlos de

Guatemala. Actualmente Investigador de la Sección de Tecnología de la Madera del

Centro de Investigaciones de Ingeniería.


Ingeniero Químico Jorge Emilio Godínez Lemus

Ingeniero Químico de la Universidad de San Carlos de Guatemala. Profesor Titular II,

Facultad de Ingeniería de la Universidad de San Carlos de Guatemala. Actualmente

Investigador de la Sección de Tecnología de la Madera del Centro de Investigaciones

de Ingeniería. Ha participado como Investigador Asociado en proyectos de

investigación en la temática de aceites esenciales, oleorresinas y taninos.

AUXILIAR DE INVESTIGACIÓN

Br. Jesiel Salomon Enríquez Custodio

Estudiante de la carrera de Ingeniería Civil e Ingeniería Electrónica, Facultad de

Ingeniería, Universidad de San Carlos de Guatemala. Actualmente auxiliar de

investigación en la Sección de Tecnología de la Madera del Centro de Investigaciones

de Ingeniería. Ha participado como Auxiliar de Investigación en proyectos de

investigación en la temática de estudios sobre madera.

i

TABLA DE CONTENIDOS

INDICE

Tabla de Contenidos

Lista de Fotografías

i

v

Lista de Figuras vi

Lista de Cuadros

Lista de Gráficas

vii

xi

Lista de abreviaturas xii

Glosario xiv

RESUMEN xviii

ABSTRACT xix

PARTE I 1

I.1 INTRODUCCIÓN 1

I.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 3

I.2.1 Antecedentes 3

I.2.2 Justificación del trabajo de investigación 8

I.3

OBJETIVOS E HIPÓTESIS

10

I.3.1 Objetivos 10

I.3.1.1 General 10

I.3.1.2 Específicos 10

I.3.1.3 Hipótesis 10

I.4 Metodología 11

I.4.1 Localización 11

I.4.2 Las Variables 13

I.4.2.1 Variables dependientes 13

I.4.2.1.1 Variables respuesta 12

I.4.2.2 Variable Independientes 12

I.4.3 Indicadores 12

I.4.4 Estrategia Metodológica 13

I.4.4.1 Población y muestra 13

I.4.4.1.1 Descripción de la Forma de Recolección 14

I.4.4.1.2 Identificación de la Especie Forestal 15

I.4.4.1.3 Selección y Número de Árboles 15

I.4.4.1.4 Selección y Número de Trozas 16

I.4.4.1.5 Corte y Preparación de las Trozas 17

I.4.4.1.6 Aserrado y almacenamiento de la materia prima 17

I.4.4.1.7 Procesado de la materia prima y fabricación de

probetas

18

ii

I.4.5 El Método 18

I.4.5.1 Metodología para la determinación de las propiedades

Fisicomecánicas 18

I.4.5.1.1 Descripción y Procedimiento de los Ensayos

Mecánicos Realizados

18

I.4.5.1.2 Flexión Paralela a la Fibra 19

I.4.5.1.3 Mediciones Microscópicas 21

I.4.5.1.4 Tensión Perpendicular a la Fibra

I.4.5.1.5 Compresión Paralela a la Fibra

22

22

I.4.5.2 Proceso de Curvado de piezas de madera

28

I.4.5.2.1 Proceso de vaporizado de las probetas 28

I.4.5.2.2 Tiempos de vaporizado 29

I.4.5.2.3 Proceso de curvado 30

I.4.5.2.3.1 Colocación de probetas en moldes 30

I.4.5.2.3.2 Curvado de probetas 30

I.4.5.2.3.3 Prensado de probetas

I.4.5.2.3.4 Medición de radios de curvatura

31

32

I.4.5.3 Determinación de la resistencia de las piezas de madera

curvada

33

I.4.6 La Técnica Estadística

33

I.4.7 Los Instrumentos a utilizar 34

I.4.7.1 Equipo utilizado para la determinación de las propiedades

fisicomecanicas y determinación de la resistencia mecánica

de las piezas curvadas

34

I.4.7.2 Equipo utilizado para fabricación y curvado de piezas 34

PARTE II

MARCO TEÓRICO

II.1 Curvado de Madera 35

II.1.1 Calentamiento 36

II.1.2 Principios del curvado de madera 36

II.1.3 Pre-tratamientos de la madera para el proceso de curvado 40

II.1.3.1 Vaporizado 40

II.2 Tipos de Curvado 41

II.2.1 Curvado en frío 41

II.2.2 Curvado en caliente sin apoyo 42

II.2.3 Curvado en caliente con apoyo 44

II.3 Formas y mecanismos de curvado 44

II.3.1 Curvatura en “U” sencilla 44

II.3.2 Curvatura en dos planos 48

iii

II.4 Mecánica del curvado de madera 49

II.5 Descripción de la madera a utilizar en el proceso de curvado 55

II.5.1 Melina 55

II.5.2 Teca 56

PARTE III

III.1 Resultados de la evaluación de las propiedades físicas y

mecánicas de la madera de teca (Tectona grandis) y melina

(Gmelina arbórea) producto de primer raleo que fue sometida al

proceso de curvado

64

III. 2 Análisis estadistico de los resultados de los ensayos para la

determinacion de las propiedades de madera de teca (Tectona

grandis), y melina (Gmelina arbórea). de primer raleo sometida

al proceso de curvado

68

III. 2. 1 Análisis estadistico de los resultados de los ensayos para la

determinacion de las propiedades de madera de teca (Tectona

grandis)

69

III. 2.2 Análisis estadistico de los resultados de los ensayos para la

determinacion de las propiedades de madera de melina (Gmelina

arbórea) de primer raleo sometida al proceso de curvado

72

III.3 Evaluación del proceso de curvado de madera sólida de teca

(Tectona grandis), producto de primer raleo, mediante la

influencia del tiempo de vaporizado y tiempo de prensado en los

radios de curvatura obtenidos y resistencia mecánica de las piezas

de madera curvada

75

III.3.1 Evaluación del proceso de curvado de madera sólida de teca




de madera curvada en “U”

75

III.3.2 Evaluación del proceso de curvado de madera sólida de teca




de madera curvada en “L”

82

III.4. Evaluación del proceso de curvado de madera sólida de melina

(Gmelina arborea), producto de primer raleo, mediante la



de madera curvada.

88

iv

III.4.1 Evaluación del proceso de curvado de madera sólida de melina




de madera curvada en “U”.

89

III.4.2 Evaluación del proceso de curvado de madera sólida de melina




de madera curvada en “L”.

95

III.5 Desarrollo, evaluación, y transferencia de la técnica de curvado

de madera sólida para el aprovechamiento de madera sólida

producto de primer raleo.

101

III.6 Propuesta de posibles usos para la madera obtenida de primer

raleo de Teca (Tectona grandis) y Melina (Gmelina arbórea),

generando productos a partir de piezas de madera curvada que

puedan implementarse en la industria del mueble.

103

III.7 Divulgación de la información obtenida de la investigación 108

PARTE IV CONCLUSIONES 109

IV.1 Conclusiones 109

IV.2 RECOMENDACIONES 112

IV.3 REFERENCIA BIBLIOGRÁFICAS 114

IV.4 ANEXOS 117

IV.4.1

IV.4.2

IV.4.3

I.V.4.4

I.V.4.5

Anexo 1 Mesa de Moldes para curvado elaborado con

hierro en toda la estructura

Anexo 2 Cámara de Vaporizado y medición de temperatura en

piezas de madera

Anexo 3 Proceso del curvado de la pieza de madera

en la mesa de moldes

Anexo 4 Obtención de la pieza curvada a temperatura ambiente

Anexo 5 Aleatorización para los tiempos de prensado de las

Piezas de Melina (Gmelina arbórea) y Teca (Tectona grandis)

118

119

120

121

122

PARTE V

V.1 INFORME FINANCIERO 126

v

LISTA DE FOTOGRAFÍAS

Fotografía 1 Talado y desramado de árboles de Teca 14

Fotografía 2 Curado de trocillas de Melina con pintura alquidalica 15

Fotografía 3 Dimensionado de trozas 16

Fotografía 4 Corte y dimensionados de probetas para curvado 18

Fotografía 5 Ensayo a Flexión 20

Fotografía 6 Proceso de vaporizado de probetas 29

Fotografía 7 Sujeción inicial de probetas de madera en moldes de curvado 30

Fotografía 8 Probeta de madera sujetada a molde de curvado 31

Fotografía 9 Probeta de madera de Melina prensada 32

Fotografía 10 Medición de radios de curvatura despues del prensado 32

Fotografía 11 Determinación de la resistencia mecánica de las piezas curvadas 33

Fotografía 12 Participantes en la transferencia y evaluación de pruebas de

curvado

102

Fotografía 13 Pedestales para la colocación de Instrumentos de cuerda 103

Fotografía 14 Sillas de descanso para uso en exteriores 104

Fotografía 15 Banco de doble propósito para uso en interiores/exteriores 104

Fotografía 16 Mesa de centro vista lateral 105

Fotografía 17 Mesa de centro vista frontal 105

Fotografía 18 Silla mecedora vista frontal 106

Fotografía 19 Silla mecedora vista lateral 106

Fotografía 20 Piezas curvadas para implementación en mueble

combinación con otros materiales

107

Fotografía 21 Muebles en conjunto fabricados con piezas curvadas 107

Fotografía 22 Socialización de información con actores sociales e instituciones

interesadas

108

vi

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Puntos de toma de humedad 17

Figura 2 Probeta para ensayo a flexión 19

Figura 3 Probeta para ensayo de tensión paralela a la fibra. Dimensiones en

metros

21

Figura 4 Probeta para ensayo de tensión perpendicular a la fibra.

Dimensiones en centímetros

22

Figura 5 Probeta para ensayo de compresión paralela a la fibra. Medidas en

centímetros

23

Figura 6 Probeta para ensayo de compresión perpendicular a la fibra 24

Figura 7 Dirección de aplicación de la carga 25

Figura 8 Probeta para ensayo de corte 26

Figura 9 Probeta para ensayo de clivaje 27

Figura 10 Probeta para ensayo de dureza 28

Figura 11 Piezas de madera curvada 36

Figura 12 Efecto de la temperatura en la posición de la línea neutra 37

Figura 13 Rotura de piezas de madera a compresión 39

Figura 14 Estufa de Vaporización 40

Figura 15 Curvado en molde compuesto por macho y hembra 42

Figura 16 Curvado con molde de meta 42

Figura 17 Fabricación de aros 43

Figura 18 Curvado con placas posteriores y sin ellas 45

Figura 19 Dispositivo para hacer una curva 45

Figura 20 Colocación de la banda, pinzas y topes ajustables para el moldeo

de cercos de asientos redondos

46

Figura 21 Tope desmontable y ajustable 47

Figura 22 Tope desmontable y ajustable vista en sección 48

Figura 23 Cámara de Vaporización 48

Figura 24 Disposición inicial para curvar en dos planos 48

Figura 25 Banda especial para curvar en dos planos 49

Figura 26 Prueba de esfuerzo a la pieza curvada 51

vii

LISTA DE CUADROS

Cuadro 1 Tiempos de vaporizado de probetas según especie 29

Cuadro 2 Especies aprovechadas por medio de exentos 60

Cuadro 3 Volumen por tipo de actividad y producto en aprovechamientos

exentos

61

Cuadro 4 Especies latifoliadas con mayor extensión plantada 1998-2004 62

Cuadro 5 Incremento en volumen para las principales especies plantadas en

PINFOR, densidad de las principales especies plantadas en

PINFOR

63

Cuadro 6 Valores calculados de resistencia a Tensión paralela en probetas

de Teca

64

Cuadro 7 Valores calculados de resistencia a Compresión paralela en

probetas de Teca

64

Cuadro 8 Valores calculados de resistencia a Tensión perpendicular en

probetas de Teca

65


probetas de Teca

65

Cuadro 10 Valores calculados de resistencia a Clivaje en probetas de Teca 65

Cuadro 11 Valores calculados de resistencia a Flexión en probetas de Teca 66

Cuadro 12 Valores calculados de resistencia a Tensión paralela en probetas

de Melina

66

Cuadro 13 Valores calculados de resistencia a Compresión paralela en

probetas de Melina

66

Cuadro 14 Valores calculados de resistencia a Compresión perpendicular en

probetas de Melina

67


probetas de Melina

67

Cuadro 16 Valores calculados de resistencia a Clivaje en probetas de Melina 67

Cuadro 17 Valores calculados de resistencia a Flexión en probetas de

Melina

68

Cuadro 18 Análisis estadístico de los valores obtenidos para la resistencia a

tensión paralela de madera de Teca

69


compresión paralela de madera de Teca

69


compresión perpendicular de madera de Teca

70


tensión perpendicular de madera de Teca

70


clivaje de madera de Teca

71


flexión de madera de Teca

71


tensión paralela de madera de Melina

72


compresión paralela de madera de Melina

72


compresión perpendicular de madera de Melina

73

viii


tensión perpendicular de madera de Melina

73


clivaje de madera de Melina

74


flexión de madera de Melina

74

Cuadro 30 Análisis de Varianza en función del radio inicial para piezas de

madera de Teca Curvadas en “U”

76

Cuadro 31 Prueba de Tukey HSD comparación de variable radio

inicial para determinar la influencia del tiempo de prensado para

piezas de madera de Teca Curvadas en “U”

76

Cuadro 32 Prueba de Tukey HSD comparación de variable radio inicial para

determinar la influencia del tiempo de vaporizado para piezas de

madera de Teca curvadas en “U”

76

Cuadro 33 Prueba de Tukey HSD para comparar la interacción de

variable radio iniicial y la influencia ante el tiempo de prensado

y tiempo de vaporizado ara piezas de madera de Teca curvadas

en “U”

77

Cuadro 34 Análisis de Varianza en función del radio final de piezas para

probetas de madera de Teca Curvadas en “U”

77

Cuadro 35 Prueba de Tukey HSD comparación de variable radio final para

determinar la influencia del tiempo de prensado para

probetas de madera de Teca Curvadas en “U”

78


determinar la influencia del tiempo de vaporizado para piezas

de madera de Teca Curvadas en “U”

78

Cuadro 37 Prueba de Tukey HSD para comparar la interacción de variable

radio final y la influencia ante el tiempo de prensado y

tiempo de vaporizado para piezas de madera de Teca

78

Cuadro 38 Análisis de Varianza en función de la Resistencia Mecánica

Rkg para piezas de madera de Teca Curvadas en “U”

79

Cuadro 39 Prueba de Tukey HSD comparación de variable de la Resistencia

Mecánica para determinar la influencia del tiempo de

prensado para piezas de madera de Teca Curvadas en “U”

79

Cuadro 40 Prueba de Tukey HSD comparación de variable de la Resistencia

Mecánica para determinar la influencia del tiempo de

vaporizado para piezas de madera de Teca Curvadas en “U”

79

Cuadro 41 Análisis de Varianza en función del radio inicial de piezas de

madera de Teca curvadas en “L”

82

Cuadro 42 Prueba de Tukey HSD comparación de variable Radio

inicial para determinar la influencia del tiempo de prensado

para piezas de madera de Teca curvadas en “L”

82

Cuadro 43 Prueba de Tukey HSD comparación de variable radio inicial

para determinar la influencia del tiempo de vaporizado para

piezas de madera de Teca curvadas en “L”

83


radio inicial y la influencia ante el tiempo de prensado y

tiempo de vaporizado para piezas de madera de Teca curvadas

en “L”

83

ix

Cuadro 45 Análisis de Varianza en función del radio final para


83


determinar la influencia del tiempo de prensado de piezas de


84


determinar la influencia del tiempo de vaporizado de piezas de


84


radio final y la influencia ante el tiempo de prensado y tiempo de

vaporizado para piezas de madera de Teca curvadas en “L”

85

Cuadro 49 Análisis de Varianza en función de la Resistencia Mecánica para


85

Cuadro 50 Prueba de Tukey HSD comparación de variable Resistencia

Mecánica para determinar la influencia del tiempo de prensado


85


Mecánica para determinar la influencia del tiempo de vaporizado


86

Cuadro 52 Análisis de Varianza en función del radio inicial para piezas

curvadas en “U” de Melina

89


determinar la influencia del tiempo de prensado inicial para

probetas curvadas en “U” de Melina

89


determinar la influencia del tiempo de vaporizado para probetas


90


radio inicial y la influencia ante el tiempo de prensado y tiempo

de vaporizado para probetas curvadas en “U” de Melina

90

Cuadro 56 Análisis de Varianza en función del radio final para piezas

curvadas en “U”de Melina

91


determinar la influencia del tiempo de prensado para piezas


91


determinar la influencia del tiempo de vaporizado para probetas


91


radiofinal y la influencia ante el tiempo de prensado y tiempo de

vaporizado para piezas curvadas en “U” de Melina

92

Cuadro 60 Análisis de Varianza en función de la Resistencia Mecánica para

piezas curvadas en “U” de Melina

92



para piezas curvadas en “U” de Melina

92



para piezas en “U” de Melina

93

x

Cuadro 63 Análisis de Varianza en función del radio inicial para piezas

curvadas en“L” de Melina

95

Cuadro 64 Prueba de Tukey HSD comparación de variable radio

inicial para determinar la influencia del tiempo de prensado

inicial para piezas curvadas en “L” de Melina

95



curvadas en “L” de Melina

95


radio inicial y la influencia ante el tiempo de prensado y

tiempo de vaporizado para

piezas curvadas en “L” de Melina

96

Cuadro 67 Análisis de Varianza en función del radio final para probetas


96


determinar la influencia del tiempo de prensado para piezas


97




97


radio final y la influencia ante el tiempo de prensado y tiempo de

vaporizado para piezas curvadas en “L” de Melina

97

Cuadro 71 Análisis de Varianza en función de la Resistencia Mecánica

para piezas curvadas en “L” de Melina

98




98




98

Cuadro 74 Aleatorización de probetas de Melina para 40 minutos de

vaporizado

122


vaporizado

122


vaporizado

123


vaporizado

123

Cuadro 78 Aleatorización de probetas de Teca para 15 minutos de

vaporizado

124


vaporizado

124


vaporizado

125


vaporizado

125

xi

LISTA DE GRÁFICAS

Gráfica 1 Diferencia de comportamiento mecánico de la madera a

temperatura ambiente (fría) y temperatura mayor a 80 0C

(caliente)

38

Gráfica 2 Especies forestales con mayor volumen aprovechado en

Guatemala

59

Gráfica 3 Valores medios obtenidos para la interacción de las

variables tiempo de prensado y tiempo de vaporizado en el

radio de curvatura “U” inicial obtenido en piezas de teca

80

Gráfica 4 Valores medios obtenidos para la interacción de las

variables tiempo de prensado y tiempo de vaporizado en el radio

de curvatura “U” final obtenido en piezas de teca

80

Gráfica 5 Valores medios obtenidos para la interacción de las variables

tiempo de prensado y tiempo de vaporizado en la resistencia

mecánica de las piezas curvadas en “U” de teca

81


tiempo de prensado y tiempo de vaporizado en el radio de

curvatura “L” inicial obtenido en piezas de teca

86



curvatura “L” final obtenido en probetas de teca

87

Gráfica 8 Valores medios obtenido s para la interacción de las variables


mecánica de las pieza curvadas en “L” de teca

87


tiempo deprensado y tiempo de vaporizado en el radio de

curvatura “U” inicial obtenido en piezas de Melina

93



curvatura “U” final obtenido en piezas de Melina

94



mecánica de las piezas curvadas en “U” de Melina

94



curvatura “L” inicial obtenido en piezas de Melina

99



curvatura “L” final obtenido en piezas de Melina

99



mecánica de las piezas curvadas en “L” de Melina

100

xii

LISTA DE ABREVIATURAS

ASTM American Society for Testing and Materials

A Área

ANDEVA Análisis de Varianza

BTU Unidad de energía inglesa. Es la abreviatura de British

Thermal Unit

ch longitud de probeta a humedad constante

Cv contracción volumétrica total en porcentaje

cm Centímetro

C Centroide de la probeta (igual al radio)

CM cuadrado medio

cH longitud de la probeta saturada

DHS Diferencia Honesta Significativa

Fo Fisher observada

F Fisher tabulada

Grados de libertad

g gramos

Ho Hipótesis nula

Ha Hipótesis alternativa

ha Hectárea

H% Contenido de humedad en porcentaje

I Inercia de la probeta

Kg/cm^2 Unidad de Fuerza: Kilogramo sobre centímetro cuadrado

L Longitud

Msnm Metros sobre el nivel del mar

M_max Momento máximo

ml mililitros

m Metros

mm Milímetros

mH es la masa de la probeta saturada

mh es la masa de la probeta a humedad constante

n Repeticiones u observaciones

N Total de observaciones

μi Media para cada parámetro

L Litros

pH Potencial de hidrógeno

P1 es la masa inicial de las probetas

P2 es la masa de la probeta en estado anhidro

q Carga

R Radio

r Radio interno

SSA Suma de cuadrados para tratamientos o regiones.

SSE Suma de cuadrados para el error.

SST Suma de cuadrados total.

Varianza muestral

Variabilidad sin fuente definida

xiii

Efecto de los tratamientos (especies)

Π Valor igual a 3.1416 (adimensional)

Dato fila „i‟, columna „j‟

Yi Sumatoria de los totales de las observaciones

y Sumatoria de los promedios de las observaciones

Valor promedio

Dato fila „i‟, columna „j‟

σ Esfuerzo

% Porcentaje

°C Grado Celsius

Σ Sumatoria

Media general

Efecto de las corridas

Error experimental

densidad básica

s densidad de saturación

xiv

GLOSARIO

ASTM

Biomolécula

American Society fot Testing Materials, es un organismo de

normalización de los Estados Unidos de America

Las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los seres

vivos. Están constituidas principalmente por carbono e hidrógeno,

aunque también pueden Sestar presentes oxígeno, nitrógeno,

fósforo y azufre.

Cámara de

Vaporizado

Curvado

Estructura rectangular de acero inoxidable, con resistencias

eléctricas para generación de vapor de agua, en la cual se

introducen probetas de madera, para posteriormente curvar la

madera.

Operación en la cual una estructura rígida o recta es doblada a un

ángulo determinado, previo de un tratamiento de ablandamiento

de la pieza.

Curvado en frío

Técnicamente se trata de “doblar” una pieza de madera maciza a

temperatura ambiente.

Curvado en

caliente

Técnicamente se trata de “doblar” una pieza de madera maciza

aplicándole calor, de manera que sus fibras cedan y permitan el

moldeado. Para ello se emplea calor seco, sistema muy antiguo y

tradicional en la elaboración de instrumentos musicales como

guitarras y violines, y que consiste en calentar un tubo metálico

por dentro -utilizando un soplete- para dar con él forma a la pieza.

Curvado en

caliente sin

apoyo

Proceso de curvado, donde la pieza se sujeta en un molde

compuesto por macho y hembra adecuados; o también se puede

realizar forzando a la pieza a tomar la forma de un molde de

madera o, preferiblemente metal.

Curvado en

caliente con

apoyo

Curvatura en

“U” sencilla

Proceso de curvado, donde la pieza se sujeta en un molde

compuesto por macho y hembra adecuados; es necesario el

empleo de bandas de apoyo para evitar roturas. Estas bandas se

hacen de flejes de acero inoxidable. Las bandas de 1,2 mm de

espesor son adecuadas para curvar piezas de 38 mm.; las de 2 mm

valdrán para cualquier material más grueso.

Para producir curvaturas en “U” o en horquilla es normal sujetar

primeramente la sección de la pieza y de la banda sobre el molde

y luego curvar las dos mitades simultáneamente alrededor del

mismo. El dispositivo puede ser un molde de metal.

xv

Curvatura en

dos planos

Carga

Proceso de curvado en el cual las curvas pueden estar situadas en

más de un plano, las bandas deben disponerse de modo que las

partes curvadas de la madera estén cubiertas por su cara convexa

con independencia del plano de la curva.

Presión soportada por un cuerpo.

Elastómero

Son aquellos polímeros que muestran un comportamiento elástico.

El término, que proviene de polímero elástico, es a veces

intercambiable con el término goma, que es más adecuado para

referirse a vulcanizados. Cada uno de los monómeros que se unen

entre sí para formar el polímero está normalmente compuesto de

carbono, hidrógeno, oxígeno o silicio. Los elastómeros son

polímeros amorfos que se encuentran sobre sutemperatura de

transición vítrea o Tg.

Evaporación

Acto o efecto de producir vapor de agua si es el solvente, por

medio de la ebullición del estado líquido el cual se calienta a

100 °C y una atmósfera de presión, o fuera de esa temperatura de

cambio de estado, cuando el agua se encuentra, a cualquier

temperatura por debajo de la crítica, a una presión por debajo de

su presión de vapor a esa temperatura

Falla de una

probeta

Es la que se manifiesta en el punto de mayor esfuerzo soportado

por una probeta.

Higroscópico

Que tiene la propiedad de ceder o ganar humedad en intercambio

con la humedad existente en el medio ambiente que la rodea,

hasta alcanzarse un estado de equilibrio entre el valor de humedad

relativa del aire y el contenido de humedad de madera.

Momento de

Inercia

Suma de los productos que resultan de multiplicar la masa década

elemento de un cuerpo por el cuadrado de su distancia a un eje de

rotación.

Momento

Magnitud resultante del producto del valor de una fuerza por su

distancia a un punto de referencia.

Prensa

Universal Equipo para realizar ensayos a tensión, compresión y flexión.

Plasticidad

Es la propiedad mecánica de un material anelástico, natural,

artificial, biológico o de otro tipo, de deformarse permanente e

irreversiblemente cuando se encuentra sometido atensiones por

encima de su rango elástico, es decir, por encima de su límite

elástico.

http://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmero

http://es.wikipedia.org/wiki/Elasticidad_(mec%C3%A1nica_de_s%C3%B3lidos)

http://es.wikipedia.org/wiki/Vulcanizado

http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_transici%C3%B3n_v%C3%ADtrea

http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_transici%C3%B3n_v%C3%ADtrea

http://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_agua

http://es.wikipedia.org/wiki/Ebullici%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Grado_Celsius

http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_de_vapor

http://es.wikipedia.org/wiki/Anelasticidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Deformaci%C3%B3n#Deformaciones_el.C3.A1stica_y_pl.C3.A1stica

http://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_mec%C3%A1nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Elasticidad_(mec%C3%A1nica_de_s%C3%B3lidos)

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADmite_el%C3%A1stico

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADmite_el%C3%A1stico

xvi

Polímero

Son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la

unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.

El almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de

polímeros naturales, entre los más comunes de estos y entre los

polímeros sintéticos encontramos el nailon, el polietileno y

la baquelita.

Polimerización

La reacción por la cual se sintetiza un polímero a partir de sus

monómeros se denomina polimerización. Según el mecanismo por

el cual se produce la reacción de polimerización para dar lugar al

polímero, ésta se clasifica como "polimerización por pasos" o

como "polimerización en cadena". En cualquier caso, el tamaño

de la cadena dependerá de parámetros como la temperatura o el

tiempo de reacción, teniendo cada cadena un tamaño distinto y,

por tanto, una masa molecular distinta, de ahí que se hable de

masa promedio del polímero.

Presión de

vapor

Es la presión de la fase gaseosa o vapor de un sólido o un líquido

sobre la fase líquida, para una temperatura determinada, en la que

la fase líquida y el vapor se encuentra en equilibrio dinámico; su

valor es independiente de las cantidades de líquido y vapor

presentes mientras existan ambas.

Punto Crítico

Es aquel límite para el cual el volumen de un líquido es igual al de

una masa igual de vapor o, dicho de otro modo, en el cual

las densidades del líquido y del vapor son iguales. Si se miden las

densidades del líquido y del vapor en función de la temperatura y

se representan los resultados, puede determinarse la temperatura

crítica a partir del punto de intersección de ambas curvas.

Temperatura y presión por encima de la cual no se puede

condensar un gas.

Punto de

ebullición

Es aquella temperatura en la cual la presión de vapor del líquido

iguala a la presión de vapor del medio en el que se encuentra.

Coloquialmente, se dice que es la temperatura a la cual la materia

cambia del estado líquido al estado gaseoso. La temperatura de

una sustancia o cuerpo depende de la energía cinética media de

las moléculas. A temperaturas inferiores al punto de ebullición,

sólo una pequeña fracción de las moléculas en la superficie tiene

energía suficiente para romper la tensión superficial y escapar.

Este incremento de energía constituye un intercambio de calor que

da lugar al aumento de la entropía del sistema (tendencia al

desorden de las partículas que lo componen su cuerpo).

http://es.wikipedia.org/wiki/Macromol%C3%A9cula

http://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula_org%C3%A1nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Mon%C3%B3mero

http://es.wikipedia.org/wiki/Almid%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Celulosa

http://es.wikipedia.org/wiki/Seda

http://es.wikipedia.org/wiki/ADN

http://es.wikipedia.org/wiki/Nailon

http://es.wikipedia.org/wiki/Polietileno

http://es.wikipedia.org/wiki/Baquelita

http://es.wikipedia.org/wiki/Masa_molecular

http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquido

http://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_(estado)

http://es.wikipedia.org/wiki/Equilibrio_din%C3%A1mico

http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_(f%C3%ADsica)

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquido

http://es.wikipedia.org/wiki/Masa

http://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_(estado)

http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad_(f%C3%ADsica)


http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_cr%C3%ADtica



http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula

http://es.wikipedia.org/wiki/Ebullici%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_superficial

http://es.wikipedia.org/wiki/Calor

http://es.wikipedia.org/wiki/Entrop%C3%ADa_(termodin%C3%A1mica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula_puntual

xvii

Radio

Distancia del centro a un punto de una circunferencia.

Vapor

Es la fase gaseosa de una sustancia cuando ésta se encuentra por

debajo de su temperatura crítica; el estado de vapor es un estado

de agregación de la materia en el que las moléculas intereaccionan

sólo débilemente entre sí, sin formar enlaces

moleculares adoptando la forma y el volumen del recipiente que

las contiene y tendiendo a separarse, esto es, expandirse, todo lo

posible.

Vapor

Sobrecalentado

Es el gas que se encuentra por encima de su temperatura crítica

pero por debajo de su presión crítica.

Vaporizado

El Vaporizado y el hervido son los métodos más comunes. El

método de vaporizado se realiza en una cámara rectangular

hermética, a alta temperatura es obtenida por el incremento de

vapor y presión; de este modo el tiempo de tratamiento es menor.

En el método de hervido se debe necesariamente elevar la

temperatura, este método es mas es fácil porque es lento.

http://es.wikipedia.org/wiki/Gas


http://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n_de_la_materia

http://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n_de_la_materia

http://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula

http://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_qu%C3%ADmico#Enlace_intermolecular

http://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_qu%C3%ADmico#Enlace_intermolecular

xviii

RESUMEN

La evaluación de la influencia del tiempo de vaporizado y tiempo de prensado

en el proceso de curvado a vapor de madera sólida, de Teca (Tectona grandis) y

Melina (Gmelina arbórea) del primer raleo, desarrollada en este proyecto, muestra

una alternativa tecnológica para el desarrollo agroindustrial, a través de la utilización

de piezas de madera sólida de pequeñas dimensiones provenientes de madera juvenil

que tienen poco o ningún valor comercial, para el desarrollo de diversas aplicaciones

que resultan rentables para la industria del mueble fomentando el uso racional de los

bosques dándole valor al producto del manejo silvicultural de los mismos.

La madera utilizada como materia prima para el desarrollo experimental de

este proyecto fue recolectada en la Finca Santa Fe, ubicada en la aldea El Flor,

municipio de San Andrés Villa Seca del departamento de Retalhuleu a lo largo de

plantaciones que se encuentran adscritas al programa de incentivos forestales en

119.46 hectáreas de la especie Gmelina arbórea, y 37.26 hectáreas de la especie

Tectona Grandis del mismo año. Se seleccionó una muestra de 100 árboles tomados

al azar de las parcelas listas para el raleo de ambas especies. Los árboles fueron

dimensionados en secciones rectas, con dimensiones entre 4 y 6 pies. Para mantener

inalterada la muestra, se identificaron y se trasladaron al laboratorio Multipropósitos

de la Sección Tecnología de la Madera, del Centro de Investigaciones de Ingeniería,

de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de San Carlos, donde fueron aserrados

y procesados para la fabricación de piezas que se utilizaron como unidades

experimentales dentro del proceso de curvado a vapor.

Paralelo al proceso de fabricación de unidades experimentales, se realizó la

determinación de características resistentes de la madera que sería sometida al

proceso de curvado; tales determinaciones fueron realizadas bajo normativa ASTM,

en el laboratorio del Centro de Investigaciones de Ingeniería de la Universidad de San

Carlos.

Para darle cumplimiento a los objetivos del proyecto, se desarrolló una

metodología para el curvado de piezas, utilizando máquinas y herramientas que

puedan estar disponibles en talleres de comunidades silvicultoras, para que por medio

de una sencilla transformación, se puedan utilizar piezas de madera producto de podas

y raleos, aplicando un proceso de inclusión de vapor saturado de agua.

Dentro del proceso de curvado a vapor se evaluó la influencia del tiempo de

vaporizado y tiempo de prensado en la resistencia de piezas de madera curvada con el

objetivo de determinar si las piezas son aptas para su uso en la industria del mueble,

de acuerdo a la hipótesis de investigación planteada. Los resultados de las dichas

pruebas fueron satisfactorios, desarrollando como producto final diversos muebles,

que tienen como características particulares el ser innovadores y de gran valor estético

al estar conformados de arcos de madera con distintos radios de curvatura obtenidos

según los tratamientos planteados en el diseño experimental.

xix

ABSTRACT

The evaluation of the influence of time steaming and pressing time in the

process of steam bending solid wood, Teak (Tectona grandis) and Melina (Gmelina

arborea) the first thinning, developed in this project, shows a technological

alternative for agribusiness development, through the use of solid wood pieces from

small juvenile wood that have little or no commercial value to the development of

various applications that are profitable for the furniture industry by promoting rational

use of forests adding value to the product of silvicultural handling thereof.

The wood used as raw material for the experimental development of this

project was collected at the Finca Santa Fe, located in the aldea El Flor, municipality

of San Andres Villa Seca Retalhuleu department, along plantations that are included

in the nacional program of incentives 119.46 hectares of forest in the species Gmelina

arborea, and 37.26 hectares of the species Tectona Grandis of the same years. A

sample of 100 trees was taken at random from the parcels ready for thinning of both

species. The trees were sized on straight sections, with dimensions between 4 and 6

feet. To maintain the same sample, were identified and moved to the laboratorio

Multipropósitos de la Sección Tecnología de la Madera, del Centro de Investigaciones

de Ingeniería, de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de San Carlos, where

they were processed timber for manufacturing parts were used as experimental units

within the bending process steam.

Parallel to the manufacturing process of experimental units, was conducted to

determine the strength characteristics of wood that would be subjected to the bending

process, such determinations were performed under ASTM standards, in the

laboratory of Centro de Investigaciones de Ingeniería, de la Facultad de Ingeniería de

la Universidad de San Carlos .

As part of the project's objectives, a methodology was developed for bending

parts, using machines and tools that may be available in workshops in foresters

communities, so that by means of a simple transformation, we can use pieces of wood

product pruning and thinning, using a process of inclusion of saturated steam.

Inside the steam bending process was evaluated the influence of steaming time

and pressing time in the resistance of curved wooden pieces with the aim of

determining whether the parts are suitable for use in the furniture industry. The results

of these tests were satisfactory final product developed as many furniture, which have

the characteristics of being innovative and aesthetic value to be shaped wooden arches

with different radios of curvature that offer great resistance to them.

1

PARTE I

I.1 INTRODUCCIÓN

La madera de primer raleo obtenida del manejo silvicultural de bosques, es una

materia prima que a lo largo de mucho tiempo no ha sido utilizada en la industria, debido

al rendimiento en metros cúbicos de madera que se producen al hacer los raleos, ya que

solo se generan pequeñas piezas que para el sector comercial poseen poco o ningún valor.

La madera de primer raleo por tratarse de madera joven, posee características de

flexibilidad y resistencia suficiente para ser sometida a cambios de temperatura y

saturación de agua propios del proceso de vaporizado, lo que brinda la posibilidad de ser

usada como materia prima para llevar a cabo distintas aplicaciones, siendo la principal el

curvado de piezas que puedan ser utilizadas en la industria del mueble, en donde la

limitación es la imaginación propia del diseñador.

La obtención de materia prima para el desarrollo experimental del proyecto

provino de árboles de Teca (Tectona grandis) y Melina (Gmelina arbórea), realizando

una recolección de 100 árboles de cada especie completamente al azar, a lo largo de

aproximadamente 156 hectáreas de bosque manejado adscrito al programa de incentivos

forestales del INAB. Los arboles seleccionados se extrajeron de parcelas de la Finca

Santa Fé, ubicada en la aldea El Flor de San Andrés Villa Seca, Retalhuleu; que estaban

preparadas para el primer raleo. Los arboles fueron identificados y dimensionados en

campo preparándolos para su traslado al laboratorio Multipropósitos de la Sección de

Tecnología de la Madera, donde sufrieron el proceso de transformación necesaria para la

fabricación de probetas y piezas que fueron utilizadas como unidades experimentales en

el desarrollo del proyecto

Para llevar a cabo el desarrollo experimental del proyecto fue necesario conocer

las características y propiedades resistentes de la madera con las que se realizaron las

unidades que fueron sometidas a los procesos experimentales de vaporizado, curvado y

prensado durante el desarrollo del proyecto; dichas determinaciones se realizaron en los

laboratorios del Centro de Investigaciones de Ingeniería, de la Facultad de Ingeniería, de

la Universidad de San Carlos, bajo normativa ASTM; los resultados de las

determinaciones fueron analizados estadísticamente bajo la prueba de Tukey.

2

Dentro del proceso de curvado se evaluaron cuatro tiempos de vaporizado y tres

tiempos de prensado, para cada una de las especies en estudio, con el fin de determinar la

interrelación de estos parámetros y conocer la posible influencia de estas variables de

proceso en la resistencia mecánica final de las piezas sometiéndolas a cargas de

compresión con las que se determinó la fuerza necesaria para la restitución o falla de los

arcos generados con las piezas curvadas. Los datos producto de estos ensayos fueron

sometidos a la prueba de f dentro de un análisis de varianza.

Como parte de los objetivos del proyecto, se desarrolló una metodología para el

curvado de piezas, utilizando máquinas y herramientas que puedan estar disponibles en

talleres de comunidades silvicultoras, para que por medio de una sencilla transformación,

se puedan utilizar piezas de madera producto de podas y raleos, aplicando un proceso de

inclusión de vapor saturado de agua a través del uso de tecnología apropiada.

La madera juvenil, producto del primer raleo, tanto de Teca (Tectona grandis)

como de Melina (Gmelina arbórea), brindó resistencias mecánicas aceptables y un buen

grado de trabajabilidad durante los distintos procesos, por lo que se sugiere el uso de ésta

como materia prima, para la generación de piezas que sean sometidas al proceso de

curvado a vapor; mostrando como producto final de la investigación, distintos diseños de

muebles en los que se pueden implementar las piezas de madera curvadas a vapor,

combinando piezas de madera Teca (Tectona grandis) y Melina (Gmelina arbórea),

aprovechando las características no sólo de resistencia sino de belleza estética que cada

una de las piezas aporta como lo son la orientación de las fibras, la beta e incluso los

nudos en cada una de las especies.

3

I.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

I.2.1 Antecedentes

El Centro de Investigaciones de Ingeniería es una unidad de la Facultad de

Ingeniería dedicada a la docencia e investigación, enfocada a temas de interés

considerando la problemática nacional forestal e industrial. La sección de “Tecnología

de la Madera” del Centro de Investigaciones de Ingeniería es una sección que surge en

base a la necesidad de incursionar en problemas relacionados con el ámbito de la madera,

tanto en el sector comercial, forestal, como industrial en sus distintas ramas.

El Sector Forestal constituye para Guatemala uno de los sectores con más

oportunidades de desarrollo. Los bosques en Guatemala abarcan el 42% del Territorio

nacional, según el estudio de dinámica de la cobertura forestal de la República de

Guatemala 1991/93 – 2001. El mismo reporta una pérdida anual de 73148 hectáreas,

siendo El Petén el departamento que perdió mayor cobertura dada su extensión,

representado el 64.8% del total perdido anualmente a nivel nacional, contrario a lo

anterior, Retalhuleu, fue el departamento que ganó mayor cobertura forestal con un

0.46% respecto del bosque existente en el año en el que se inicio dicho estudio. (Boletín

de estadística forestal, INAB 2005). La ley Forestal emitida en (1998), por medio del

Decreto Legislativo No 101-96, es el instrumento legal por medio del cual se pueden

implementar iniciativas que desarrollen el potencial del sector. Otro factor que en

acciones que han dado mayor impulso al cultivo de bosque lo constituye el Programa

PINFOR, sin embargo al estar en áreas protegidas, el administrador es el CONAP, y su

énfasis es el manejo de recursos naturales, bosques vírgenes en áreas protegidas y así

generar un ciclo para mejorar la vida del bosque.

Durante el año de (1989), se promulgó el Decreto 70-89, el cual suprimió al

INAFOR, y automáticamente creó a la Dirección General de Bosques y Vida Silvestre –

DIGEBOS-, como una Dirección administrativa, adscrita al Ministerio de Agricultura.

Este mismo Decreto, emite la siguiente Ley Forestal, que se constituye en la quinta de la

historia de Guatemala, que en sus aspectos más importantes referentes al manejo forestal,

lo constituye la declaración del enunciado de “promover el manejo forestal en forma

racional y sostenible”, aunque en las fincas, las actividades de manejo forestal se

orientaron principalmente al aprovechamiento selectivo de las masas existentes no al

manejo de la mismas, lo que motivó una degradación cualitativa de ciertos bosques del

país.

4

Finalmente, en (1996), se emitió el Decreto 101-96, actual Ley Forestal, en la que

se declara de urgencia nacional y de interés social la reforestación y conservación de los

bosques, para lo cual se propiciará el desarrollo forestal y su manejo sostenible, mediante

el cumplimiento de algunos objetivos como: “Incrementar la productividad de los

bosques existentes, sometiéndolos a manejo racional y sostenido de acuerdo a su

potencial biológico y económico”, “Conservar los ecosistemas forestales del país, a

través del desarrollo de programas y estrategias que promuevan el cumplimiento de la

legislación respectiva”.

Son muchos los esfuerzos que ha habido para poder recopilar toda la información

referente a los recursos forestales en Guatemala porque la misma es de valioso interés

tanto para las instituciones nacionales como organismos internacionales. Esta

información sirve de base para la fundamentación de muchos proyectos de desarrollo

para el país. Sin embargo en muchos casos no se ha podido obtener todo lo existente ya

que mucha de ella no ha sido procesada de una forma adecuada o en el peor de los casos

se ha perdido.

Actualmente la información acerca de los recursos forestales, se ha ido fortaleciendo

debido al interés de muchas instituciones para que la misma sea confiable. De tal forma

que se han desarrollado diferentes bases de datos para irlas alimentando con información

actualizada.

La sección de “Tecnología de la Madera” del Centro de Investigaciones de

Ingeniería pretende ser un ente que ayude a generar información en el campo de la

madera, en cooperación con las Facultades de Agronomía, Ciencias Químicas y Farmacia

e instituciones que estén relacionadas con el tema.

En Guatemala han sido estudiadas las características tecnológicas de la madera de

especies tanto coníferas como latifoliadas, sin embargo estos estudios se han desarrollado

aisladamente y no incluyen la totalidad de información tecnológica.

En los últimos años se han realizado diversas investigaciones, en lo que a

propiedades físicas y extraíbles como taninos se refiere, los equipos de investigación han

sido conformados por Profesionales de los Institutos de Investigación de las Facultades

de Ingeniería y Agronomía de la Universidad de San Carlos de Guatemala, así como por

estudiantes de la Escuela de Ingeniería Química de la Facultad de Ingeniería de ésta

Universidad.

5

Canessa E., Sáenz Marta M. (2001). BIODETERIORO Y PRESERVACION DE

MADERA DE TECA (TECTONA GRANDIS) DE PLANTACIONES DE

GUATEMALA, COSTA RICA Y PANAMÁ. Este trabajo presenta resultados sobre las

características de la madera joven estudiada de los distintos países mencionados. En

Guatemala, se estudio madera de Teca (Tectona grandis), de seis años proveniente de el

municipio de Livingston del departamento de Izabal, cerca de la vertiente del Atlántico.

Se realizaron ensayos acelerados de resistencia al ataque de hongos de pudrición y se

analizaron tres sistemas de tratamiento químico a saber: sistema a presión célula llena,

sistema de inmersión-difusión con boratos y sistema inmersión prolongada con acetato de

cobre, acetato de zinc y boro. En cuanto a los sistemas preservantes ensayados, el de

vacío-presión (célula llena), fue más eficiente con la teca de plantación de 6 años de

Guatemala que con la teca de Costa Rica y Panamá, debido principalmente a la presencia

de un alto porcentaje de albura en el primer caso. Para el caso de Teca de Guatemala, el

duramen clasificó como categorías B y C, resistente a moderadamente resistente tanto en

los ensayos agar-bloque, como en los de suelo-bloque. Por otro lado, la albura se ubica

entre resistente a moderadamente resistente en la mayoría de los casos con ambos tipos

de ensayos. De nuevo, la excepción es la teca joven de Guatemala, con pérdidas de peso

superiores al 40%, que la ubican dentro de las categorías de moderadamente resistente a

no resistente en casi todos los ensayos, menos en la utilización del hongo P. ostreatus,

para los cuales, la pérdida de peso fue de un 11%.

En mayo del 2004, Equité de León, realizó el trabajo de investigación:

“Determinación del contenido de taninos en el extracto tánico de la corteza de gmelina

(Gmelina arbórea roxb), utilizando dos métodos de extracción a nivel laboratorio”, en

este proyecto se determinó el contenido de taninos en extracto tánico de corteza de

gmelina arbórea, partiendo de tres diferentes alturas del árbol, por medio de dos métodos

de extracción, utilizando agua como solvente para el primer método y solución acuosa de

sulfito de sodio al 2% para el segundo método. Utilizó muestras de corteza proveniente

de las alturas promedio de 1.30 m, 4.83 m, y 11.16 m. La corteza fue sometida a tres

extracciones para cada método utilizado. La mayor recuperación de extracto tánico se

observó en las extracciones con solución acuosa de sulfito de sodio al 2% para 1.3 m, y el

mayor porcentaje de ácido tánico se dio al utilizar el agua como solvente para la altura de

1.3 m. Las concentraciones altas de taninos en especies forestales, resultan de gran

importancia para la industria del mueble, ya que la hacen resistentes a agentes patógenos.

6

Saravia, M. (2009). ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES DE LA MADERA DE

PRIMER RALEO DE TECA, GMELINA, CIPRES Y PALO BLANCO, PARA

DETERMINAR SU POTENCIAL INDUSTRIAL. Este proyecto se desarrollo con el fin

de promover el uso de la madera joven de esas especies y desarrollar un mercado para

productos del primer raleo para mejorar el flujo de caja de los proyectos forestales. Se

determinaron las propiedades anatómicas, físicas, químicas y mecánicas de la madera

usando normas ASTM. El presente proyecto contempló un estudio de las propiedades

anatómicas, físicas químicas y mecánicas de la madera de cuatro especies importantes

en los programas de reforestación en Guatemala, con el propósito de determinar las

propiedades anatómicas, físicas, mecánicas y químicas importantes para ampliar el uso

industrial de la madera del primer raleo de Teca (Tectona grandis L. f. ), Melina

(Gmelina arbórea Roxb.), Ciprés (Cupressus lusitánica Mill), y Palo Blanco (Cybistax

donnel-smithii Seibert).

Se determinaron las propiedades anatómicas, para caracterizar la estructura y

organización de cada una de las maderas. Con la determinación de las propiedades físicas

es posible encontrar más y mejores usos y lograr productos finales de mejor calidad, para

hacerlos más competitivos en los mercados externo e interno; con la determinación de la

composición química se pretendió separar y cuantificar los componentes de la madera

entre ellos: celulosa, hemicelulosas, lignina, taninos y extraíbles; y, la determinación de

las propiedades mecánicas de la madera permitió evaluar las posibilidades estructurales

de ese material. Las diferentes evaluaciones se fundamentaron en las normas de la

ASTM.

De acuerdo a los resultados obtenidos, tanto Teca (Tectona grandis) como

Melina (Gmelina Arborea), presentan el mayor grosor de pared celular y la densidad

básica. Este hecho está en estrecha relación con el mejor comportamiento que la madera

juvenil de ambas especies tienen con respecto a las características físicas y mecánicas en

general. La densidad básica de la madera y la compresión paralela tienen relación

directamente proporcional, de manera que, Teca (Tectona grandis) y Melina (Gmelina

arborea), tienen similitud, mientras que Palo Blanco y Ciprés presentan valores bajos.

La densidad básica y contenido de humedad se relacionan inversamente proporcional.

Así, Teca tiene mayor densidad básica que las demás especies y el menor porcentaje de

humedad. Por el contrario, el Ciprés tiene el menor valor de densidad básica y el mayor

de porcentaje de humedad. Se observa que Melina (Gmelina arborea), tiene el más alto

valor de taninos, lo cual es de esperarse, le de mayor resistencia al ataque de

microorganismos y plagas. Las maderas juveniles de Ciprés, en primer lugar, así como de

Palo Blanco y Melina (Gmelina arborea), se clasifican, según los coeficientes de

calidad, como muy buenas para usar como materia prima para pulpa de papel. La madera

juvenil de Ciprés presenta características anatómicas, químicas y físicas óptimas para su

uso en la fabricación de papel. Siguen en calidad, Melina (Gmelina arborea), y Palo

Blanco, ésta última con el problema de tener una fibra muy corta. La madera juvenil de

Teca es la menos recomendable para su uso en la producción de papel.

7

Las maderas juveniles de Teca (Tectona grandis) y Melina (Gmelina arborea),

presentan las mejores características anatómicas, químicas, mecánicas y físicas para su

uso en la industria del aserrío de la madera. Le siguen, Ciprés y Palo Blanco.

8

I.2.2 Justificación del trabajo de investigación

Con la aplicación de los incentivos para la reforestación, contenidos en el decreto

Legislativo 101 – 97 se planta un promedio de 2000 has /año. Los rodales establecidos a

partir de 1998, en la actualidad, con una edad de 7 años los más viejos, precisan de un

primer aclareo o raleo para dirigir la competencia mediante la redistribución del espacio

aéreo.

La madera obtenida del primer raleo se caracteriza por tener diámetros reducidos

y estar conformada principalmente por madera juvenil.

Un indicador importante que da valor a la madera es su producción energética. En

Guatemala, la madera contribuye con el 80 % de la energía que se consume; como fuente

de biomasa, siendo en su mayoría madera de primer raleo. En el boletín de estadística

forestal del año 2,005 del INAB, de los 824,726 metros cúbicos de madera producida,

552,907 metros cubicos son utilizados para leña.

Algunos usos para la madera joven son la producción de pulpa, aglomerados y

tableros; no obstante, para desarrollar esos productos se requiere de tecnología de alto

costo y es imprescindible conocer el comportamiento anatómico, químico, físico y

mecánico de la madera. La información con la que comunidades dedicadas al cultivo de

bosques cuentan es de tipo básico y es de poca utilidad para aplicaciones tecnológicas y

desarrollo de productos.

Se espera que con la caracterización física y mecánica y del estudio del

comportamiento de estas especies ante el curvado, se contribuya al desarrollo de

productos y procesos que mejoren el mercado de las maderas de pequeñas dimensiones

obtenidas en los primeros raleos de las plantaciones comerciales tanto de Teca (Tectona

grandis) como de Melina (Gmelina arbórea).

Con la información generada en este estudio, las comunidades forestales

conocerán las virtudes de su producto y del potencial con el que cuentan, para ser

utilizadas en la industria del mueble. También se tendrá información valiosa para la toma

de decisiones relacionadas con las calidades de los materiales producidos.

Por medio de los resultados obtenidos en este proyecto, el equipo de investigación

y las instituciones involucradas en el mismo, están en capacidad de asesorar a personas

particulares, cooperativas, organizaciones no gubernamentales y empresas de productos

forestales en el aprovechamiento industrial de los recursos forestales del primer raleo.

La ejecución del presente proyecto contribuirá al enriquecimiento y fortalecimiento de la

investigación de productos agroindustriales generados a partir de madera proveniente de

primer raleo de especies forestales cultivadas en Guatemala.

9

Las instituciones involucradas en este proyecto pueden ofrecer al sector

agroindustrial de Guatemala y a las comunidades silvicultoras una alternativa de

industrialización que sustituya a la tradicional explotación del bosque y utilizar los

recursos poco aprovechables, producto del primer raleo.

Con los resultados de este proyecto se espera ofrecer a las comunidades

silvicultoras, empresarios forestales, así como a Instituciones públicas y privadas que se

dedican a la reforestación, opciones que permitan una mayor valorización de la primera

cosecha de las plantaciones de Teca (Tectona grandis) y Melina (Gmelina arbórea);

además, el involucramiento de dichas comunidades en proyectos de investigación de la

madera les permitirá apreciar de una mejor forma ese recurso con lo cual tendrán un

mejor manejo sostenible del bosque.

Por otra parte, el aprovechamiento de la madera proveniente de primer estimula la

reforestación puesto que se genera mayores ingresos para los involucrados en

reforestación. La valorización y aprovechamiento de la madera producto de primer raleo,

genera ocupación y trabajo para los habitantes de las comunidades silviculturales,

mejorando su nivel de vida.

10

I.3 OBJETIVOS E HIPOTESIS

I.3.1 Objetivos

I.3.1.1 General

Evaluar la influencia del tiempo de vaporizado y tiempo de prensado en el

proceso de curvado a vapor de madera solida, de Teca (Tectona grandis) y Melina

(Gmelina arbórea) del primer raleo, como alternativa tecnológica para el desarrollo

agroindustrial”

I.3.1.2 Específicos

I.3.1.2.1 Determinar y evaluar las propiedades físicas y mecánicas de la madera

de Teca (Tectona grandis) y Melina (Gmelina arbórea) producto de primer raleo

que será sometida al proceso de curvado.

I.3.1.2.2 Evaluar el proceso de curvado de madera sólida de Teca (Tectona

grandis), producto de primer raleo, mediante la influencia del tiempo de

vaporizado y tiempo de prensado en los radios de curvatura obtenidos y

resistencia mecánica de las piezas de madera curvada.

I.3.1.2.3 Evaluar el proceso de curvado de madera sólida de Melina (Gmelina

arbórea), producto de primer raleo, mediante la influencia del tiempo de

vaporizado y tiempo de prensado en los radios de curvatura obtenidos y

resistencia mecánica de las piezas de madera curvada.

I.3.1.2.4 Desarrollar, evaluar, transferir y promover la técnica de curvado de

madera sólida a las comunidades silvicultoras para el aprovechamiento de madera

sólida producto de primer raleo.

I.3.1.2.5 Establecer y proponer posibles usos para la madera obtenida de primer

raleo de Teca (Tectona grandis) y Melina (Gmelina arbórea), generando

productos a partir de piezas de madera curvada que puedan implementarse en la

industria del mueble.

I.3.1.2.6 Divulgar a las autoridades, actores sociales e instituciones en el campo

de su competencia la información obtenida de la investigación

11

I.3.1.3 Hipótesis

Hi: Hipótesis nula: No existen diferencias significativas en los radios de curvatura

obtenidos de las especies a evaluar en función del tiempo de vaporizado y tiempo de

prensado.

Ho: Hipótesis alternativa: Si existen diferencias significativas en los radios de

curvatura de las especies a evaluar en función del tiempo de vaporizado y tiempo de

prensado.

12

I.4 METODOLOGIA

I.4.1 Localización

La obtención de las muestras de las especies de Teca (Tectona grandis) y Melina

(Gmelina arbórea), se llevó a cabo en la Finca Santa Fe en la aldea El Flor, municipio de

San Andrés Villa Seca del departamento de Retalhuleu. Localizada en los paralelos

14° 18' latitud norte y 91° 42 longitud oeste a una altitud media de 200 msnm. El área

total es de 492 ha y dista del Municipio de Cuyotenango (Suchitepéquez)

aproximadamente 54 km y de la ciudad Capital 222 km. La finca se encuentra en la zona

de vida bosque húmedo subtropical cálido (Bh-Sc), con una precipitación anual promedio

de 2000 mm, distribuidos en 200 días aproximadamente. La temperatura promedio es de

27° C. Los suelos pertenecen al grupo litoral del pacífico, sub grupo A, serie Chocolá,

material madre ceniza volcánica cementada de color claro (aluvión), relieve casi plano,

drenaje interno de regular a bueno. El pH promedio es de 6.5, el suelo es de color café

oscuro de textura franco arcillosa y franco limosa y su profundidad varía de 1 a 2 metros

La parte experimental de la investigación se llevó a cabo en la Universidad de San

Carlos de Guatemala, coordenadas geográficas: latitud norte 14º 35’ 17.46”, longitud

oeste 90º 33’6.25”, en condiciones ambientales de temperatura de 25º C y presión

atmosférica de 640 mm Hg, en las siguientes dependencias:

I.4.1.1 Laboratorio Multipropósito de la Sección de Tecnología de la madera,

ubicado en el área de tecnología de materiales del Centro de investigaciones de

Ingeniería (área de prefabricados).

I.4.1.2 Laboratorio de la Sección de Metales y Productos Manufacturados del

Centro de investigaciones de Ingeniería.

13

I.4.2 Las Variables

I.4.2.1 Variables dependientes

I.4.2.1.1 Variables respuesta

Radios de curvatura

Resistencia mecánica

I.4.2.2 Variables Independientes

I.4.2.2.1 Especies Teca (Tectona grandis)

Melina (Gmelina arbórea)

I.4.3 Indicadores

Valores continuos sometidos a un diseño experimental.

14

I.4.4 Estrategia Metodológica

I.4.4.1 Población y Muestra

I.4.4.1.1. Descripción de la Forma de Recolección

Los árboles que fueron recolectados son producto del primer raleo de las

plantaciones, y para su tala se hizo en las siguientes etapas:

Sentido de la tala: En función de la inclinación del árbol, la dirección del viento y

minimizando el daño para otros árboles.

Limpieza del área a talar: Eliminar todo lo que pueda entorpecer la tala o causar

accidentes.

Talado: Generalmente la tala inicia con el corte de gambas, continúa con corte de cuñas.

Para talarlos únicamente se aserró la parte baja del tronco, (45º aproximadamente) en el

lado de la dirección de caída.

Una vez fueron talados los árboles, se retiraron las ramas y se cortaron las trozas.

Fotografía 1 Talado y desramado de árboles de Teca

Fuente: FODECYT 025-2010

15

Las trozas fueron dimensionadas en secciones rectas, con dimensiones entre 4 y 6

pies. Para mantener inalterada la muestra y que la madera en trocilla no sufra de pandeos,

grietas o rajaduras, se aplicó abundante pintura alquidalica en los extremos.

Fotografía 2 Curado de trocillas de Melina con pintura alquidalica


I.4.4.1.2 Identificación de la Especie Forestal

Dentro de la Finca Santa Fé se realizan diversas actividades agroforestales; sin

embargo las plantaciones forestales en aprovechamiento están perfectamente

identificadas ya que están adscritas al programa de incentivos forestales, tanto para la

especie Gmelina arbórea, como para la especie Tectona grandis, por lo que para el

desarrollo experimental del proyecto de investigación se dió la recolección de muestras,

avanzando por las distintas parcelas de las plantaciones.

I.4.4.1.3 Selección y Número de Árboles

Según información proporcionada por el Ingeniero Carlos De León Prera,

propietario de las plantaciones, se encuentran adscritas al programa de incentivos

forestales 119.46 hectáreas de la especie Gmelina arbórea, y 37.26 hectáreas de Teca del

mismo año. Se seleccionó una muestra de 100 árboles tomados a azar de las parcelas

listas para el raleo de ambas especies. Los árboles se seleccionaron de acuerdo a las

disposiciones de los silvicultores de la finca Santa Fé.

16

I.4.4.1.4 Selección y Número de Trozas

Debido que las plantaciones en estudio son plantaciones jóvenes, la mayoría de

los árboles presentaban ramas a una altura promedio de 3.8 metros, por lo que se tomó

de una a dos trozas de cada árbol, con una longitud aproximadamente de 1.5 metros.

Fotografía 3 Dimensionado de trozas


17

I.4.4.1.5 Corte y Preparación de las Trozas

Antes de preparar las trozas fue necesario conocer la humedad de corte en los

árboles, para ello se realizaron 5 diferentes lecturas en cada tronco con un Higrómetro, de

acuerdo con la siguiente figura:

Figura 1 Puntos de toma de humedad


La toma de humedad inicial, se realizó en campo con un higrómetro digital. Es

importante indicar que el extremo A de los árboles se refiere a la parte basal, y el

extremo B, a la parte superior respectivamente. Para la toma de humedad primero se

marcaron los puntos en la parte media del árbol, a 15 cm y 20 cm en cada extremo (figura

anterior). Se tomaron las siguientes lecturas.

I.4.4.1.6 Aserrado y almacenamiento de la materia prima

Antes de ser aserradas, se midieron los diámetros de ambos extremos de cada

troza; en todos los casos se tomó el menor diámetro como referencia para eliminar la

corteza y escuadrar los bordes de tal manera que cada troza procesada tenga una sección

transversal cuadrada o rectangular constante.

Luego de ser aserrada la madera, se prepararon trozas de 2”x2” para la

elaboración de las probetas.

18

Posterior a ser procesadas las trozas en la Sección de Tecnología de la Madera del

Centro de Investigaciones de Ingeniería, se procedió a almacenar en un lugar en donde

estuviera protegida de excesivo sol, lejos de la lluvia y con suficiente circulación de aire.

Las trozas fueron apiladas sobre polines para permitir una mejor circulación del aire.

I.4.4.1.7 Procesado de la materia prima y fabricación de probetas

La materia prima fue escuadrada, cortada y dimensionada en el laboratorio

multipropósitos de la sección Tecnología de la Madera del Centro de Investigaciones de

Ingeniería, con el fin de fabricar las probetas que fueron utilizadas como unidades

experimentales durante el desarrollo del proyecto. Una vez transformada la materia

prima, se realizaron distintas pruebas para determinar largo para el curvado de las piezas

tanto en “U” como en “L”.

Fotografía 4 Corte y dimensionados de probetas para curvado


Las probetas para el curvado, tanto de Teca como de Melina se dimensionaron con un

espesor de 3cm por 5cm de ancho y aproximadamente 150cm de largo.

19

I.4.5 El Método

I.4.5.1 Metodología para la determinación de las propiedades fisicomecánicas

Los ensayos realizados para conocer las características físicas y las propiedades

mecánicas se realizaron en piezas pequeñas y libres de defectos como se especifica en la

norma ASTM D-143.

La norma ASTM D-143 detalla las especificaciones que deben cumplir las

probetas para ser ensayadas, (dimensiones, calidad de la madera) así como las

especificaciones de cada uno de los ensayos (precisión, velocidad de aplicación de la

carga.)

I.4.5.1.1 Descripción y Procedimiento de los Ensayos Mecánicos Realizados

De acuerdo con las especificaciones de la norma ASTM D 143 las probetas

ensayadas se realizaron a partir de barras de 0.05*0.05*0.75 m.

Las probetas ensayadas tenían una humedad controlada del 12%, con la madera

secada al aire durante 102 días desde su corte en la localización de la finca antes

mencionada.

I.4.5.1.2 Flexión Paralela a la Fibra

Las dimensiones de las probetas a utilizar para dicho ensayo deberán ser de

2*2*30 pulgadas como se observa en la figura, que además del peso, deben ser

registradas antes de realizar el ensayo.

Figura 2 Probeta para ensayo a flexión


20

Los soportes fueron colocados a una longitud libre de 70 cm, la carga se aplica

continuamente a la probeta con una velocidad constante de 1,25 Kg /segundo ó de 2,5

mm/min.

Para cada intervalo de carga (ejemplo: cada 100 Kg) se miden las deflexiones al

centro de la probeta por medio de un deflectómetro como se muestra en la figura

siguiente.

Fotografía 5 Ensayo a Flexión


Con los valores obtenidos, se determinó la carga al límite elástico, el esfuerzo

máximo o módulo de rotura y el módulo de elasticidad a flexión.

El esfuerzo máximo se determina con la fórmula

Donde:

Fb Esfuerzo último de tensión

P Carga última (Kg)

L Longitud libre (cm)

b Ancho (5 cm)

h Largo (5 cm

Esta fórmula únicamente es válida para el rango elástico del material sin embargo

se acepta debido a la aplicación de factores de reducción que colocan al material dentro

de un rango seguro.

21

El módulo de elasticidad se determina por:

Donde:

E Módulo de elasticidad a flexión (Kg/cm2)

P Cualquier carga de trabajo del límite elástico (Kg)

ε Deformación para la carga P (cm)

b Ancho (5 cm)

h Largo (5 cm)

I Momento de inercia

I.4.5.1.3 Tensión Paralela a la Fibra

Las dimensiones de la probeta deberán ser 5*5*45 cm como se observa en la

figura.

Figura 3 Probeta para ensayo de tensión paralela a la fibra. Dimensiones en

metros


22

I.4.5.1.4 Tensión Perpendicular a la Fibra

Las dimensiones de la probeta deberán ser 5*5*7.5 cm como se observa en la

figura a continuación.

Figura 4 Probeta para ensayo de tensión perpendicular a la fibra. Dimensiones en

centímetros


I.4.5.1.5 Compresión Paralela a la Fibra

La madera, en la dirección de las fibras, resiste menos a compresión que a

tracción, siendo la relación del orden de 0,50, aunque variando de una especie a otra de

0,25 a 0,75.

La forma y dimensiones de las probetas son como se muestran en la figura. Antes

de realizar el ensayo correspondiente se determinan el peso y las dimensiones reales de la

probeta.

23

Figura 5 Probeta para ensayo de compresión paralela a la fibra. Medidas en

centímetros


Todas las caras de la probeta deben formar ángulos rectos entre sí, para que de

esta manera la carga pueda estar centrada y no ocurran problemas de ladeo que arrojen

resultados incorrectos.

La carga se aplica en forma continua de 200 Kg a una velocidad constante la

cabeza de 0,003 cm/min.

El esfuerzo de compresión paralelo último que se toma como:

Donde:

Esfuerzo último de compresión paralela

P Carga última

A Área de compresión (25 cm2)

24

El módulo de elasticidad a compresión paralela se calcula con

Donde:

P Cualquier carga abajo del límite elástico

L Longitud efectiva (15 cm aprox.)

A Área de compresión (25 cm2)

ε Deformación para la carga P

I.4.5.1.6 Compresión Perpendicular a la Fibra

Para la realización de este ensayo no se alcanzan altas lecturas de deformaciones

pero además de aplicarse fuerza a la probeta longitudinalmente, también se aplica de

forma radial y tangencial.

Las dimensiones de las probetas para esta prueba son de 5 x 5 x 15 cm. Antes de

efectuar el ensayo se determinan las dimensiones reales y el peso de la probeta.

Figura 6 Probeta para ensayo de compresión perpendicular a la fibra.


25

Figura 7 Dirección de aplicación de la carga.


La carga es aplicada a la probeta por medio de una placa de apoyo, metálica, (área

de 25 cm2) y usando un dispositivo especial para la prueba. La carga debe aplicarse en

forma continua a una velocidad de 0,3 mm/min.

Se mide la carga que produce una deformación de 2,5 mm, en la probeta y se

detiene la prueba. Esta se toma como la carga máxima, a menos que la falla ocurriera

antes de esa deformación.

El máximo esfuerzo se toma como:

I.4.5.1.7 Corte

Es la resistencia ofrecida frente a una fuerza que tiende a desgajar o cortar la

madera en dos partes cuando la dirección del esfuerzo es perpendicular a la dirección de

las fibras

Las probetas para ensayo se obtienen por pares, una de ellas es para ser probada

en la dirección radial y la otra para ser probada en la dirección tangencial.

26

Figura 8 Probeta para ensayo de corte.


La carga se aplica continuamente a la probeta con una velocidad constante de la

cabeza móvil de 0,06 cm/min. La probeta se introduce dentro de un dispositivo diseñado

especialmente para provocar el corte.

Se lee la carga para la cual la probeta es fallada, se toma una muestra de la pieza

para determinar el contenido de humedad y se dibuja en una hoja de datos la forma de la

falla.

Fv Esfuerzo de corte

P Carga máxima

A Área de corte (25 cm2)

27

I.4.5.1.8 Clivaje

Es la resistencia ofrecida frente a la acción de una fuerza que tiende a desgajar o

cortar la madera en dos partes cuando la dirección de los esfuerzos es paralela a la

dirección de las fibras.

La madera tiene cierta facilidad para hendirse o separarse en el sentido de las

fibras. Una cuña, penetra fácilmente en la madera, al vencer por presión la fuerza de

cohesión de las fibras (no las corta). La madera verde es más hendible que la seca.

Cuando se van a realizar uniones de piezas de madera por medio de tornillos o

clavos nos interesa que la madera que vamos a usar tenga una gran resistencia a la

hienda.

Para realizar esta prueba se escogen 6 barras en una forma similar a la prueba de

corte paralelo para obtener 12 probetas de prueba por cada troza. Estas probetas se

obtienen por pares, una de ellas para ser probada en la dirección radial y la otra en la

dirección tangencial.

Las probetas deben tener una dimensión de 5*5*7.62 cm y la forma que se

observa en la figura siguiente:

Figura 9 Probeta para ensayo de clivaje.


La velocidad de aplicación de la carga se mantiene en 0,25 cm/min. Se utiliza un

dispositivo especial para clivaje se falla la probeta por desgarre y se lee la carga máxima

para cuando esto ocurre.

28

I.4.5.1.9 Dureza

La probeta para ensayo debe ser una pieza de 5*5*15 cm como se observa en la

figura 10.

Figura 10 Probeta para ensayo de dureza.


I.4.5.2. Proceso de Curvado de piezas de madera

I.4.5.2.1 Proceso de vaporizado de las probetas

Las probetas fueron sometidas al proceso de vaporizado, en la cámara adquirida

para tal propósito dentro del proyecto. A través de distintas pruebas preliminares se

determinaron los 4 posibles tiempos de vaporizado para cada una de las especies. Las

probetas fueron ingresadas a la cámara de vaporizado en bloques de cuatro probetas por

especie, para cumplir con los requerimientos del diseño experimental.

29

Fotografía 6 Proceso de vaporizado de probetas


I.4.5.2.2 Tiempos de vaporizado

Según las pruebas preliminares desarrolladas, los tiempos de vaporizado

seleccionados son los que se muestran a continuación:

Cuadro 1 Tiempos de vaporizado de probetas según especie

Especie Tiempo 1 Tiempo 2 Tiempo 3 Tiempo 4

Gmelina arborea 40 min 60 min 80 min 100 min

Tectona grandis 15 min 25 min 35 min 45 min


30

I.4.5.2.3 Proceso de curvado

I.4.5.2.3.1 Colocación de probetas en moldes

Luego de ser sometidas al proceso de vaporizado, las piezas extraídas se colocaron en los

moldes diseñados para tal efecto, sujetando inicialmente las piezas con sargentos de

apriete rápido al final de la curvatura, como se muestra en la siguiente fotografía

Fotografía 7 Sujeción inicial de probetas de madera en moldes de curvado


I.4.5.2.3.2 Curvado de probetas

Luego de ser sujetadas inicialmente las probetas, las piezas se van ajustando

progresivamente a los moldes de curvado utilizando sargentos con gatillo de apriete

rápido con un espaciamiento aproximado de 2 pulgadas para evitar concentraciones de

esfuerzos que puedan hacer que las probetas fallen. Es importante mencionar que en

probetas con nudos, se debe de tener cuidado de colocarlas del lado de la compresión

(cara interna de las probetas pegada al molde de curvado), para evitar una ruptura debido

a las tensiones inducidas por el curvado en las piezas de madera.

31

Fotografía 8 Probeta de madera sujetada a molde de curvado


I.4.5.2.3.3 Prensado de probetas

Luego del curvado de las piezas de madera en los moldes, tanto en “U” como en “L”, se

procedió a sujetar los extremos de las probetas curvadas con un sargento de tornillo, lo

suficientemente pesado para evitar la restitución de la pieza ya curvada.

Los tiempos de prensado tanto para probetas de Tectona grandis, como de Gmelina

arbórea fueron de 1, 2 y 3 horas. Dichos tiempos fueron seleccionados debido a que son

los tiempos en los que las probetas presentan enfriamiento significativo y se espera

conserven la deformación inducida a través del curvado.

32

Fotografía 9 Probeta de madera de Melina prensada


I.4.5.2.3.4 Medición de radios de curvatura

Una vez transcurrido el tiempo de prensado se procedió a retirar el sargento de tornillo

para medir la diferencia de radios. El radio inicial es constante para todas las probetas es

el del molde de curvado, como se muestra en la fotografía de abajo.

Fotografía 10 Medición de radios de curvatura despues del prensado


33

I.4.5.3 Determinación de la resistencia de las piezas de madera curvada

La determinación de la resistencia mecánica de las piezas de madera curvada de las dos

especies, tanto en “U” como “L” se realizó en los laboratorios de la Sección de Metales y

Productos Manufacturados del Centro de investigaciones de Ingeniería.

La aplicación de carga en las piezas curvadas se realizó por medio de la Maquina

Universal de Ensayos, registrando las cargas máximas en las cuales las probetas fallaban

al tratar de restituir la deformación lograda mediante el proceso de curvado, lo cual se

ilustra en la fotografía siguiente:

Fotografía 11 Determinación de la resistencia mecánica de las piezas curvadas


I.4.6 La Técnica Estadística

Para la evaluación estadística se utilizó un diseño estratificado o en bloques al azar, la

variable de respuesta fue el radio de curvatura obtenido. Se realizaró un experimento

factorial para dos especies de madera, Teca (Tectona grandis) y Melina (Gmelina

arbórea), con tres tiempos de prensado, a cuatro tiempos de vaporizado, realizando 3

repeticiones para cada una de las combinaciones.

Los resultados fueron sometidos a un análisis de varianza utilizando el paquete

estadístico SAS y se comprobarán los resultados bajo la prueba de Tukey, la prueba f en

análisis de varianza.

34

I.4.7 Los Instrumentos a utilizar

I.4.7.1 Equipo utilizado para la determinación de las propiedades físicomecánicas y

determinación de la resistencia mecánica de las piezas curvadas

Norma utilizada: ASTM D-143

Instrumentos de medición para longitud

Flexómetro, precisión 0.001 m

Vernier digital, precisión 0.0005 pulgadas

Instrumento de medición de deformación

Deformómetro análogo, precisión 0.001 pulgadas

Máquinas para aplicación de carga:

Prensa Universal Baldwin Lima Hamilton,

o Escala de 12 000 kg, precisión 10.0 kg

o Escala de 3 000 kg, precisión 2.5 kg

o Escala de 600 kg, precisión 0.5 kg

I.4.7.2 Equipo utilizado para fabricación y curvado de piezas

Cámara de vaporizado con las siguientes características:

Dimensiones de 2.40 Mts de Largo x 1 Mts de Ancho x 1 Mts de Alto

Termómetro con vástago de 4” rango de -20 a 120ºC

Unidad de Control de Humedad Relativa Interna

Termostato de control de temperatura

Unidad de generación de Vapor 220 Volts 1 PH 60 a 12 Lbs./min

Sargentos con tornillo de sujeción diferentes dimensiones

Sargentos de apriete rápido diferentes dimensiones

Prensas tipo “C” de diferentes dimensiones

Termómetros digital

Cronómetros

Cintas métricas

En la elaboración de probetas de curvado se utilizaron:

fresas para router, atornilladora inalámbrica, barreno, brocas, sargentos con

tornillo de sujeción, sierra de banco, canteadora y lijadora de banco.

35

PARTE II

MARCO TEÓRICO

II.1 Curvado de Madera

Aunque el curvado de la madera es una técnica muy antigua y altamente valorada,

son pocas las empresas, diseñadores y fabricantes de muebles que la utilizan. Su

complejidad en términos de proceso y altas demandas de tiempo la han minado las

vitrinas populares. Es otra forma distinta, poco convencional y muy bella de concebir el

diseño. (Colorado Castro, Alexandra. (2010)).

Originalmente para elaborar piezas curvadas se usaba un bloque de madera sólida a

la que se le daba la forma curva deseada mediante cortes; esta técnica hasta la fecha es

utilizada por los constructores de muebles. Otro método es el ensamble de piezas

siguiendo la forma de la curva que se quiere obtener, a las cuales se les hacen los cortes

necesarios. En ocasiones a estas piezas se le ponía una capa de chapa de madera fina,

práctica que se encuentra documentada desde 1600. También a pequeñas piezas de

madera sólida se les corta una ligera curvatura y se unen mediante una ranura con

lengüeta, hasta formar la pieza con la forma requerida. (Colorado Castro, Alexandra.

(2010)).

Un innovador en el campo de la madera curvada fue Michael Thonet (1796-1871),

quien nace en Alemania y en 1830 inicia sus primeros experimentos realizando piezas

decorativas. En 1836 aplica el doblado a productos fabricando dos modelos de sillas y

continúa desarrollando esta actividad hasta 1841 cuando patenta su invención. (Colorado

Castro, Alexandra. (2010)).

El acto de curvar madera pareciera un “atentado” contra la estructura rígida e

imponente de cualquier pieza maderable, sin embargo, su versatilidad casi ilimitada le

permite retar las leyes de la lógica, adoptar formas altamente estilizadas, estéticamente

esculturales y visualmente sorprendentes. (Colorado Castro, Alexandra. (2010)).

La técnica, cuyo principio básico propone curvar piezas de madera compuestas por

láminas o macizas, sin quebrarlas, estirando sus fibras hacia el lado convexo y

comprimiéndolas hacia el cóncavo, es una práctica antigua empleada en la fabricación de

instrumentos musicales, que con el tiempo abarcó exitosamente los campos de la

carpintería y la ebanistería. (Colorado Castro, Alexandra. (2010)).

36

Calentamiento

Técnicamente se trata de “doblar” una pieza de madera maciza aplicándole calor,

de manera que sus fibras cedan y permitan el moldeado. Para ello se emplea calor seco,

sistema muy antiguo y tradicional en la elaboración de instrumentos musicales como

guitarras y violines, y que consiste en calentar un tubo metálico por dentro -utilizando un

soplete- para dar con él forma a la pieza. (Colorado Castro, Alexandra. (2010)).

Existen dos formas principales de curvar madera: El calentamiento de piezas

sólidas, utilizando principalmente agua hirviendo, vapor de agua o calor seco, y el

laminado en el que se aprovecha la flexibilidad del material, cortando y pegando láminas

de espesor delgado. (Colorado Castro, Alexandra. (2010)).

Principios del curvado de madera

En el curvado de la madera, como en el de otros materiales elásticos, supone que

las secciones planas transversales permanecen planas y perpendiculares a las fibras

longitudinales de las caras cóncavas y convexa dejan de ser iguales. La diferencia es

producida por tensiones de compresión, que acortan las fibras en la cara cóncava y

tensiones de tracción que las alargan en la convexa. Algunas formas de curvado

obtenidas, son las siguientes:

Figura 11 Piezas de madera curvada

Fuente: (Araya López, Cristian Martín. (2005))

La madera en estado natural presenta propiedades elásticas en cierto intervalo.

Dentro del mismo la deformación es proporcional a la tensión. Cuando la fuerza que

origina la tensión desaparece, la deformación también se anula y la pieza recupera sus

medidas iniciales. Sin embargo, cuando el valor de la tensión es mayor que el límite

superior del intervalo, la deformación deja de ser proporcional a ella. Al desaparecer la

tensión quedará una deformación permanente. Si la tensión sigue creciendo, la pieza

llegará a romperse, empezando la rotura por la cara convexa. Las máximas tensiones se

producirán en los extremos de la pieza y se incrementarán al disminuir el radio de

curvatura. Se deduce que el radio límite depende de la magnitud de las tensiones que

puedan producirse sin causar roturas. (Araya López, Cristian Martín. (2005))

37

La mayoría de las maderas en estado natural no pueden doblarse con radio

relativamente pequeño sin que aparezcan roturas o sin que recuperen pronto su forma

primitiva al quitar la fuerza de curvado. Sin embargo, algunas especies al someterlas al

calor en presencia de vapor (Vaporizado o hervido) se vuelven semi-plásticas

aumentando considerablemente su compresibilidad. En este estado, tensiones

relativamente pequeñas pueden producir deformaciones apreciables sin rotura. (Araya

López, Cristian Martín. (2005))

Este tratamiento tiene poca influencia en la resistencia a la tracción, por lo que el

radio de curvatura dependerá de las tensiones admisibles a tracción y de la deformación

de las fibras en la cara convexa. A pesar de esto, el radio de curvatura puede ser mucho

menos que antes de aplicar el tratamiento. En una pieza sin tratar curvada, la línea neutra,

en la que no hay variación de longitud, se encuentra aproximadamente equidistante de las

caras cóncava y convexa. En la madera tratada hay una tendencia muy pronunciada a

que la línea neutra se aproxime a la cara convexa. De este modo, la parte de madera

sometida a tracción se reduce considerablemente. (Araya López, Cristian Martín (2005)).

Figura 12 Efecto de la temperatura en la posición de la línea neutra

Fuente: Vignote Peña, Santiago e Martínez Rojas, Isaac. (2006).

Otro factor debido al tratamiento es la fuerte tendencia de la madera semiplástica a

retener su forma después del curvado, especialmente si seca mientras la pieza está sujeta

y se deja enfriar posteriormente en las mismas condiciones. (Araya López, Cristian

Martín. (2005)).

El fenómeno de la deformación plástica de la madera tratada con calor no está

completamente explicado, ni se ha podido aclarar con certeza porqué algunas especies

son mucho más susceptibles de plastificado que otras. En general la mayoría de las

especies frondosas de las zonas templadas responden favorablemente al tratamiento, pero

muchas frondosas tropicales y la mayoría de coníferas son refractarias a él.

Instituto de Investigación forestal de Chile. (Marzo 2007).

38

La reacción al tratamiento de una especie fácilmente curvable, como el fresno, se

refleja en las relaciones tensión-deformación antes y después del vaporizado. De ellas se

deduce claramente que las consecuencias del tratamiento son:

La deformación por compresión se incremente rápidamente con la tensión por

encima de cierto valor.

La deformación máxima por compresión ser incrementa considerablemente.

Gráfica 1 Diferencia de comportamiento mecánico de la madera a temperatura

ambiente (fría) y temperatura mayor a 80 0C (caliente).

Fuente: Vignote Peña, Santiago e Martínez Rojas, Isaac. (2006).

Los cambios en la resistencia a la tracción son comparativamente muy pequeños.

Se ha indicado ya que la tensión admisible a tracción limita el radio de curvatura,

ya que la rotura se inicia en la cara convexa, que es donde se encuentran las fibras

sometidas a tracción. Si fuera posible aplicar la compresión en la cara concava,

sin inducir tales tensiones en la convexa, se podría reducir aún más el radio de

curvatura. Esto es lo que se pretende con el método de curvado mediante el

empleo de bandas de apoyo. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

En el desarrollo normal de este método, la cara convexa se sujeta mediante una

banda de acero o de otro material adecuado, de manera que la deformación se

limita mediante su sujeción mecánica. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

39

El tipo más sencillo consiste en una tira estrecha de acero con topes en los

extremos que se ajusten perfectamente a las testas de la pieza. Despreciando el

alargamiento del acero y suponiendo que los topes están bien colocados desde el

principio, se deduce que durante el curvado no puede haber alargamiento de las

fibras, por lo que el radio de curvatura dependerá sólo de la resistencia a la

compresión. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

En la práctica, la tracción no es nula y hay que utilizar diversos dispositivos para

regularla. Naturalmente la tensión de rotura no debe alcanzarse en ningún caso.

Una rotura típica se produce por falta del apoyo adecuado. (Araya López, Cristian

Martín. (2005)).

La rotura por exceso se compresión. El menor radio de curvatura posible se

alcanza cuando ambas caras alcanzan la tensión de rotura. (Araya López, Cristian

Martín. (2005)).

Figura 13 Rotura de piezas de madera a compresión

Fuente: Araya López, Cristian Martín. (2005).

40

Pre-tratamientos de la madera para el proceso de curvado

Vaporizado

El Vaporizado y el Hervido son los métodos más comunes. El método de

vaporizado se realiza en una cubeta, la alta temperatura es obtenida por el incremento de

vapor y presión; de este modo el tiempo de tratamiento es menor. En el método de

hervido se debe necesariamente elevar la temperatura, este método es mas es fácil porque

es lento. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

La superficie de la madera, antes de curvarse debe ser perfectamente lisa, no sólo

porque es más fácil su mecanización antes de doblarse, sino porque irregularidades de

superficie pueden inducir a la formación de rugosidades en la madera. Preparada la

madera se puede aplicar el método de curvado por vaporizado. (Araya López, Cristian

Martín. (2005)).

El método de vaporizado se realiza introduciendo la madera ya preparada en una

estufa de vapor, como lo indica la Figura 2. En esta estufa se inyecta vapor a una

temperatura de 100°C, manteniéndola por un tiempo de aproximadamente 1,8 minutos

por cada mm de espesor que tenga la madera. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

Figura 14 Estufa de Vaporización.

Fuente: (Araya López, Cristian Martín (2005)).

41

A temperaturas superiores a los 100°C, no se obtienen mejores condiciones de

curvado, tampoco proporcionando presión a la estufa, todo lo contrario, complica tanto la

estufa como el procedimiento, y por último, mantener por más tiempo la madera en estas

condiciones tampoco mejora el curvado. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

Para hacer que las maderas se vuelvan plásticas y compresibles es preciso tratarlas

con vapor y calor. Ya se ha indicado que la madera con un 25 a 30 % de humedad

contiene el agua necesaria para ser compresible cuando se la calienta; además el agua

contenida facilita el calentamiento interno de la pieza. (Araya López, Cristian Martín.

(2005)).

La mayoría de los ensayos de laboratorio muestran que no se mejoran las

cualidades de curvado por encima de la temperatura de ebullición del agua (100°C).

Probablemente el método más común y más adecuado para obtener las condiciones

requeridas es someter la madera a la acción de vapor saturado a la presión atmosférica en

una estufa (figura 2). Lo esencial de la estufa es que entre vapor suficiente para mantener

una temperatura media de 100°C y que existan dispositivos para introducir y retirar

rápidamente la madera. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

La madera dentro de la estufa se coloca en estanques. Conviene recordar que

algunas maderas, como el roble, en contacto con el hierro o el acero se manchan. Para

economizar vapor, la estufa debe estar aislada térmicamente. No interesa emplear vapor a

gran presión, ya que las propiedades de curvado no se mejoran realmente por encima de

la presión atmosférica. La alta presión tiene además varios inconvenientes. La estufa debe

ser mucho más fuerte; antes de abrir la puerta hay que asegurarse de que la presión ha

descendido a 1 atmósfera, lo que obliga a perder tiempo; además se ha comprobado que

las altas presiones dañan a algunas maderas e incluso las manchan. (Araya López,

Cristian Martín. (2005)).

II.2 Tipos de curvado

Curvado en frío

El método de curvado más sencillo es el que se hace con madera sin tratar, en

estado natural o seca, aunque el radio de curvatura que se puede obtener sin rotura es

muy pequeño. Para la mayoría de las especies está dado por la fórmula R = 50 S, en la

que R es el radio de curvatura y S el espesor de la pieza. De ella se deduce por ejemplo,

que una pieza de madera sin tratar de 25 mm. de espesor no puede curvarse con radio

menor de 1,25 m. Esta madera posee toda su elasticidad, por lo que habrá que sujetar la

pieza rígidamente a una estructura que contenga la curva deseada. Como ejemplo de este

trabajo se pueden citar las planchas que constituyen el casco de una barca, que a veces se

curvan en frío y se sujetan con marcos. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

42

Cuando las consideraciones de resistencia son de poca importancia y sólo será

visible una cara del conjunto, el espesor de la pieza puede reducirse en determinados

puntos para facilitar el curvado mediante cortes con sierra, separados por distancias

convenientes. Este método se emplea en muebles tapizados y en carpintería para

pasamanos. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

Curvado en caliente sin apoyo.

Para curvas de radio pequeño que deban conservarse sin sujeción de la pieza, es

preciso ablandar la madera calentándola, como se ha dicho. (Araya López, Cristian

Martín. (2005)).

Para curvar sin apoyo madera vaporizada se, emplean los siguientes métodos:

a) La pieza se sujeta en un molde compuesto por macho y hembra adecuados. Según la

figura siguiente.

Figura 15 Curvado en molde compuesto por macho y hembra.

Fuente: (Araya López, Cristian Martín (2005)).

b) Se fuerza a la pieza a tomar la forma de un molde de madera o, preferiblemente metal

y se la sujeta sobre él (Figura 4) Fuente: (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

Figura 16 Curvado con molde de metal.

Fuente: (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

43

El primer método tiene el inconveniente de que es difícil secar la madera, por lo

que se suele usar el segundo. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

Los bastones hechos de brotes de cepa de castaño, fresnos y avellano, se pueden

curvar con este método. Si la curva tiene 180°, la sujeción puede ser simplement una

cuerda atada transversal mente al mango. Estas piezas se pueden sacar del molde

inmediatamente después de atar. Hay muchas aplicaciones específicas de este método,

por ejemplo, para piezas de muebles y de cascos de embarcaciones. (Araya López,


Otra aplicación de este método en la fabricación de aros para barriles, cedazos, etc.,

se realiza con la ayuda de una máquina accionada a mano (Figura 5). Consiste en curvar

tiras delgadas del material vaporizado hasta un diámetro menor que el requerido. La

máquina lleva dos rodillos y una banda de acero de 1,2 mm de espesor sujeta al superior.

Sobre la banda se coloca la tira de madera, ya dimensionada en longitud y con sus

extremos ligeramente afilados. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

Uno de ellos debe quedar sujeto entre el rodillo superior y la banda. Luego se pone

en marcha la máquina, enrollando la tira de madera al rodillo. Inmediatamente después se

quita de la máquina y se sujeta con la mano para evitar que se estire. También se puede

colocar dentro de un aro metálico, cuyo diámetro interior sea igual al exterior del aro de

madera. Los extremos de éste se clavan uno con otro. Finalmente se procede al secado y

enfriamiento. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

Figura 17 Fabricación de aros.


44

Curvado en caliente con apoyo

Cuando el espesor de la pieza y el radio de curvatura son superiores a los que se

deducen de la fórmula citada, es necesario el empleo de bandas de apoyo para evitar

roturas. Estas bandas se hacen de flejes de acero inoxidable. Las bandas de 1,2 mm de

espesor son adecuadas para curvar piezas de 38 mm.; las de 2 mm. valdrán para cualquier

material más grueso. Debe evitarse el empleo de acero quebradizo ya que no es adecuado

para este trabajo y es peligroso para el operario. Se debe emplear en cambio acero de

gran resistencia a la tracción. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

Para evitar que el acero manche algunas maderas, es aconsejable recubrir la banda

por su cara interior con una hoja delgada de aluminio, que se sujeta con un simple doblez

alrededor de los bordes de la banda. Esta lleva en sus extremos unos bloques de madera o

metal ajustables, que actúan como topes, sujetando a la pieza firmemente y manteniendo

tirante el fleje. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

Los moldes para curvar pueden hacerse de madera o de metal. La madera se emplea

para las formas más sencillas y para pequeñas series. Los moldes de metal se emplean

para formas más complicadas y para grandes producciones. Las ventajas del metal son

que la sujeción se simplifica y que los moldes no se deforman si el secado se hace con la

pieza sujeta. La superficie interna de los moldes conviene que esté recubierta por una fina

capa (0,56 mm) de aluminio para facilitar la limpieza y la separación de las piezas de

madera. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

II.3 Formas y mecanismos de curvado

Curvatura en “U” sencilla

Para producir curvaturas en U o en horquilla es normal sujetar primeramente la

sección de la pieza y de la banda sobre el molde y luego curvar las dos mitades

simultáneamente alrededor del mismo. El dispositivo para realizar esta operación se

muestra en la Figura 6, en la que se puede ver el molde sujeto sobre una mesa y la pieza

con la banda colocada y sujeta mediante un pistón neumático. La banda se tensa al

principio mediante topes metálicos. El curvado se realiza empujando los brazos alrededor

del molde. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

La banda está provista en ambos extremos de placas atornilladas firmemente a los

topes. Estas placas pueden ser de metal o de madera y deben ser bastante fuertes para

contrarrestar la tendencia de los topes a girar hacia atrás cuando se aplica la presión. Sin

ellas se produciría el fenómeno indicado en la figura 6, que separaría la pieza de la banda.

La falta de estas placas o su dimensionado insuficiente son causa de muchos fallos.

(Araya López, Cristian Martín. (2005)).

45

La curva terminada se mantiene en posición a mano o mediante una barra de

sujeción que una las testas durante el secado y enfriado. Un dispositivo de sujeción

adecuado se compone de pistones neumáticos, ocultos bajo la mesa durante el curvado y

elevados al terminar la operación. Figura 6 muestra una barra de sujeción consistente en

dos ganchos con un tensor de tornillos entre ellos. Después de colocada la sujeción, la

pieza con la banda de apoyo y todos los accesorios pueden retirarse del molde. (Araya

López, Cristian Martín. (2005)).

Figura 18 Curvado con placas posteriores y sin ellas.


Figura 19 Dispositivo para hacer una curva.


46

Para muchas curvas de este tipo puede ser innecesario mantener la barra unida a la

pieza durante el secado y enfriado. Sin embargo, aunque se quite la banda, es preciso

mantener sujetas las testas de la pieza, lo que puede hacerse clavando un listón entre

ellas. De todas maneras al secar aumenta el peligro de rotura. Asimismo el clavado daña

las piezas y, cuando la producción sea grande, esta operación requerirá mucho tiempo.

Por ello, es preferible mantener las piezas sujetas con las bandas. (Araya López, Cristian

Martín. (2005)).

Si la curva no es simétrica, se producirá probablemente al quitar la pieza del molde

un cambio apreciable de forma. Por ello, el secado deberá hacerse con la pieza sujeta al

molde. Cuando la sección transversal de la pieza es pequeña en relación con su longitud,

las partes que no están en contacto con el molde tienden a doblarse hacia afuera debido a

la presión longitudinal, lo que puede producir el alabeo de la pieza y la aparición de

roturas. Esta tendencia debe contrarrestarse con placas traseras. Sin embargo, en algunos

casos esto tampoco es suficiente. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

Otro método puede consistir en permitir a la cara convexa alargarse, sin sobrepasar

un 2 % de la longitud de la pieza, para evitar roturas por exceso de tracción. Este método

sólo debe aplicarse cuando sea absolutamente necesario, ya que las tracciones deben

evitarse. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

Para aplicarlo los topes serán ajustables (Figura 7). La banda se tensa fuertemente

al principio. Una vez conseguida la forma, se puede aflojar accionando los tornillos

tensores. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

Otro método para minimizar las distorsiones consiste en el empleo de piezas

horizontales y verticales (figura 8), pero, a menos que sean absolutamente indispensables,

no deben utilizarse, si se quiere mantener alta velocidad de fabricación. (Araya López,


En las figuras 20 y 21 se ven modelos de topes ajustables para mantener la banda

en posición y evitar que se produzcan roturas al sacar la pieza del molde. (Araya López,


Figura 20 Colocación de la banda, pinzas y topes ajustables para el moldeo de cercos

de asientos redondos.


47

Figura 21 Tope desmontable y ajustable.


Figura 22 Tope desmontable y ajustable vista en sección


Cuando se desea curvar sólo una parte de la pieza, permaneciendo el resto recto,

por ejemplo, en respaldos de sillas Windsor, solamente se debe vaporizar la zona que es

preciso ablandar para hacer la curva. En estos casos habrá que emplear estufas adecuadas,

que permitan mantener fuera las partes que permanecerán rectas.


48

Figura 23 Cámara de Vaporización


Curvatura en dos planos.

Para curvas que estén situadas en más de un plano, las bandas deben disponerse de

modo que las partes curvadas de la madera estén cubiertas por su cara convexa con

independencia del plano de la curva. En la figura 12 se ve una disposición de este tipo

antes de curvar en dos planos. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

Figura 24 Disposición inicial para curvar en dos planos.


49

La primera parte del curvado se hace del modo ordinario, empleando si es necesario

pinzas o sargentos intermedios para reducir el riesgo de contra curvado y de alabeo que

separe la pieza de la banda. Tan pronto como se ha realizado esta parte, se sujeta la pieza

al molde y se quitan los topes. Es importante no retirarles hasta que no esté bien sujeta la

pieza, para evitar que se deslice la banda a lo largo de la pieza, causando roturas, por

tracción. Los dos cabos sueltos de la banda, unidos a la parte principal mediante ángulos

rectos de metal, se colocan después a lo largo de la madera, poniendo los topes, que se

quitaron, en sus extremos. Estas bandas se tensan mediante tornillos.


De este modo la madera quedará curvada en ángulo recto, conteniendo uno de los

planos la otra curva. A lo largo de la pieza puede ser necesario poner sargentos o pinzas,

según la naturaleza de la madera, medidas, etc. La pieza curvada se suele dejar sujeta al

molde durante el secado. Otro dispositivo más sencillo, pero eficaz, para curvar en dos

planos se ve en la figura siguiente. Fuente: (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

Figura 25 Banda especial para curvar en dos planos.


En él solamente la parte central de la banda es de fleje continuo de acero. En sus

extremos se disponen angulares de metal de los que salen las bandas secundarias y unas

cadenas o cables, que van sujetas a los topes fijos. Una vez se ha hecho la curva central,

se sujeta firmemente la pieza al molde. Luego se doblan los brazos con las bandas

secundarias. Los moldes para las dobles curvaturas deben ser metálicos, dado que el

secado y el enfriado se hacen con la pieza sujeta al molde.


50

II.4 Mecánica del curvado de madera

El éxito en el curvado de la madera depende de que no se produzcan esfuerzos de

tracción que tienden a rajarla. Para ello es necesario regular adecuadamente la presión en

las testas de la pieza mediante mordazas de las mismas y bandas adosadas para guiar el

curvado, La importancia de estas preocupaciones se pone de manifiesto analizando las

fuerzas que aparecen durante el curvado. La figura (1) representa una probeta de madera

que se está curvando. Su Grosor es “h” y el último punto de contacto con la matriz es 0.

El curvado se ha realizado totalmente ya a la izquierda de 0. La banda de guía, de grosor

“f” está firmemente sujeta a la mordaza “m”. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

La probeta de madera se apoya a través de una placa en un punto de giro que lleva

la mordaza. El esfuerzo de curvado P es perpendicular a la probeta de madera.

Considerando un plano que pase por 0 y por el centro de curvatura de la matriz, la acción

de la parte de la banda y de la probeta de madera a la izquierda de este plano puede

definirse mediante los siguientes parámetros: (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

T: tensión en la banda que actúa en el centro de su sección y perpendicularmente al plano

citado.

C: suma de tensiones en la probeta de madera, que actúa perpendicularmente al plano.

P: esfuerzo de compresión en la testa de la probeta.

Igualando los momentos internos y externos respecto de la intersección de la línea de

acción de C el plano, se tiene

P(x+L) = Ta (1)

En donde “a” es la distancia entre las líneas de acción de T y de C. Igualando los

momentos respecto de 0´ (intersección del eje de la banda con el plano de la cara exterior

de la placa que lleva la probeta de madera en la testa) se tiene

PX=P´b (2)

En donde “b” es la distancia entre la línea de acción de P´ y el eje de la banda.

P se elimina dividiendo (1) por (2) obteniéndose

X = L / (Ta/P´b) – 1 (3)

P´debe ser igual a la tensión en la banda en el punto 0´. La tensión en este punto es

igual a T (tensión 0) reducida por el rozamiento entre la banda y la madera. Este depende

del coeficiente de rozamiento entre ambos materiales y de la presión de la banda sobre la

probeta de madera. La presión es función del ángulo bajo el cual se va doblando la

madera. Dado de éste suele ser pequeño, el rozamiento también lo es.

51

Por tanto, la tensión en 0´ es aproximadamente igual a T. se deduce que P´= T,

pudiéndose escribir la ecuación (3) del siguiente modo:

( X/L)=[1/ (a/b)-1] = b / (a-b) (4)

Figura 26 Prueba de esfuerzo a la pieza curvada


En la parte convexa de la pieza debe haber pocos esfuerzos. En cambio el

acortamiento máximo se producirá en la cara situada junto la matriz. (Araya López,

Cristian Martín (2005)).

Si las tensiones en el punto 0. Si las tensiones fueran proporcionales a las

deformaciones, su resultante C actuaría a una distancia igual a dos tercios de h a partir de

la cara interior de la banda. Sin embargo, dado que la madera se deforma más allá del

límite elástico. (Araya López, Cristian Martín (2005)).

52

Las tensiones no son proporcionales a las deformaciones, por lo que C actuará a

una distancia algo menor. Será, no obstante, mayor que la mitad de “h” ya que si no fuera

así, no habría curvado. Si fuese menor que la mitad de “h”, la deformación sería en

sentido contrario. El peligro de aplastamiento en la testa de la probeta de madera será

menor si P´ se aplica en su punto medio. Es decir, si se cumple que:

B= (h/2) + (f/2)

La ecuación (4) indica que

X/L

Será mínimo cuando “a” sea máximo. Admitiendo que la distancia de C a la cara interior

de la banda no pasa de dos tercios de “h”,

a=(2h/3) + (f/2)

Sustituyendo en (4) resulta

(X/L)= 3 + 3 (t/h) (5)

Esta ecuación indica que para mantener aproximadamente la tensión adecuada en la testa,

X debe ser al menos tres veces mayor que L. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

X no puede mantenerse constante, pero debe disminuir a la vez que L. A esta

misma conclusión se llega considerando en el análisis el efecto del rozamiento. Sin

embargo, X puede mantenerse constante haciendo variar “b” durante el curvado.

La fuerza P no está sujeta a variación, porque fijando la X, el valor de P en

cualquier fase de la operación está determinado por el momento necesario para doblar la

madera en el punto de contacto con la matriz. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

Suponiendo que la curva de tensiones en la madera es una recta, que la banda

metálica no se desliza sobre la madera y que el bloque de testa está en buen contacto con

la probeta de madera al empezar el curvado, la posición de la línea neutra se obtiene

mediante la fórmula: (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

C= (f2Ec+2htEw + h

2Ew) / (2tEs +2hEw) (6)

53

Siendo

C: distancia de la línea neutra a la cara exterior de la banda.

F: grosor de la banda

H: grosor de la probeta

Ew: módulo de elasticidad de la madera vaporizada

Es: módulo de elasticidad de la banda

El esfuerzo de tracción máximo en la madera es:

(h2Ew – f

22EsEw)/2(hEw + t Es r) (7)

Siendo r el radio del molde.


Si no hay esfuerzo de tracción en la madera, se verificará la siguiente relación:

f= h [√(Ew/Es) ] (8)

Los esfuerzos de tracción en la banda y su grosor serán menores que los obtenidos

por la fórmula (8), ya que la curva de tensiones en la madera no es una recta como se ha

supuesto. Por eso el valor de “C” es demasiado grande. (Araya López, Cristian Martín.

(2005)).

Cuando se emplea un bloque de testa con palanca, la fuerza requerida para curvar la

probeta de madera puede aplicarse en cualquier punto situado delante de este en forma

tangencial a la madera con la matriz. La presión total aplicada en la testa de la probeta

de madera a través de la placa es igual a la suma algebraica de las tensiones que aparecen

en toda la sección del mismo. Por otra parte, es también igual a la tensión en la banda

metálica. Prescindiendo del grosor de ésta, la fuerza de curvado será:


P= C.a /S (9)

Siendo:

P: fuerza de curvado

S: distancia desde el punto de aplicación de P hasta el de tangencia de la probeta de

madera con la matriz.

C: esfuerzo total del compresión

a: dos tercios del grosor del palo.


54

Si se conoce el esfuerzo a la ruptura de la madera plastificada, no es necesario

calcular la presión, ya que los valores de compresibilidad y flexion axial pueden ser

indicadores de la cualidad del curvado de una madera. Mediante estos valores se puede

obtener un aproximado del radio de curvatura que puede alcanzarse con cada especie de

madera plantificándola convenientemente. (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

Los valores de compresibilidad axial pueden obtenerse usando la siguiente formula,

para determinar el radio mínimo que se puede alcanzar sin riesgo de ruptura de las piezas

a curvar: (Araya López, Cristian Martín. (2005)).

r = 1

)1(

ecet

ech

r: radio de la matriz

h: grosor de la pieza

ec: esfuerzo de compresión

et: esfuerzo de tension a ruptura

ec1: esfuerzo de corte inducido por el doblado (puede considerarse cero)

(Agriculture Handbook número 125, U.S Department of Agriculture)

55

II.5 Descripción de la madera a utilizar en el proceso de curvado

II.5.1 Melina

Nombre común: Melina

Nombre científico: Gmelina arbórea Roxb.

Familia: Verbenaceae

Distribución geográfica: Arbol exótico, originario de la India. Se distribuye en el

bosque tropical semi-siempreverde, en el bosque tropical húmedo decíduo y en el

bosque seco tropical; las mejores condiciones climáticas para la melina se

encuentra entre 1.700 - 2.300 mm. de precipitación y una marcada estación seca

Morfología

Porte: Arbol de hasta 30 m de altura. De fuste recto y cónico.

Copa: Ancha e irregular.

Corteza: De color pardo -gris a ceniza, lisa y suberosa.

Raíz: Desarrolla un sistema radicular grande y relativamente poco profundo.

Identificación botánica

Hojas: Simples, opuestas y enteras, grandes. Son alternas, sin vello,

digitadamente compuestas, con 5 hojuelas, de 5 a 25 cm de largo y de 8 a 20 cm

de ancho.

Flores: Son campanuladas, grandes, en grupos de inflorescencias terminales

(panículas), de 5 a 12 cm de largo, de color amarillo claro, muy vistosas con

líneas rojas en el cuello. Hermafroditas, dispuestas encimas o grupos terminales y

de color amarillo.

Frutos: Drupas ovoides, medianas (de 2 - 3 cm. de largo), carnosos, de color o

maduro en cápsulas cilíndricas, angostas, de 11 a 35 cm de largo, dehiscentes

longitudinalmente.

Semillas: Grandes, con 2 semillas por fruto y 1.500 - 2.000 por kg. Aladas,

aplanadas, de 1.5 a 2 cm de largo y 1 cm de ancho, de color gris plateado.

Fenología

Floración: Ocurre entre febrero - marzo.

Fructificación: Ocurre entre abri1- junio, normal mente muy abundante.

56

Características organolépticas de la Madera

Color: Amarillo claro hasta blanco cremoso.

Olor: Ausente o no distintivo.

Sabor: Ausente o no distintivo.

Veteado: Ausente o poco conspicuo.

Aspectos silviculturales

Propagación: Se reproduce por semillas (propagación sexual) y por estacas (propagación

asexual o vegetativa). (INAB. (2005). Boletín de estadística forestal).

Tratamiento de la semilla: Sumergir la semilla en agua durante 24 - 48 horas a

temperatura ambiente La melina tiene una alta capacidad germinativa (semillas frescas)

pero después de un año decrece de 90 a 30%. (INAB.(2005). Boletín de estadística

forestal).

Método de plantación: Planta con bola de tierra (cepellón) para zonas secas y Stump

(tocón corto de 2 - 3 cm. la parte aérea y 10 - 20 cm. de raíz). (INAB. (2005). Boletín de

estadística forestal).

Exigencia a la luz: Requiere luz (árbol heliófilo) durante todo el período de su vida.

Exigencias de suelo: Se desarrolla bien en suelos arenosos y de texturas medias, pero con

preferencia en suelos fértiles, tolera cierto grado de mal drenaje.

Distanciamiento: Se recomienda un distanciamiento para plantaciones de 2,5 m x2,5 m,

para una densidad inicial de 1.600árb/ ha. Crecimiento: Rápido, con incrementos medios

anuales de 2,03 cm. en diámetro; 1,50 m. en altura, y 11,5 m3/ha en volumen, con una

producción al final del turno (15 años) de 172,5 m3/ha, en condiciones favorables.

Obregón Sánchez, C. (2002).

Turno de aprovechamiento: A partir de los 7 años, dependiendo de los objetivos de

industrialización, de aca la necesidad de buscar un uso para árboles jóvenes.

Enemigos naturales: Es atacada por pocos insectos como hormigas defoliadoras y en

algunos casos también por hongos. (INAB. (2005). Boletín de estadística forestal).

Otras características: Es muy resistente a los incendios y sensible a la competencia

herbácea. (INAB. (2005). Boletín de estadística forestal).

Importancia económica: Ofrece buen potencial como productor de materia prima para

aglomerados y pulpa en turnos cortos (7 - 8 años), también es usada para tableros de

partículas, madera para contrachapados, muebles, madera para cerillos (fósforos) y

madera aserrada. Junto con la Teca, esta especie ofrece amplias perspectivas para el

establecimiento de plantaciones comercial.

57

II.5.2 Teca

Nombre común: Teca

Nombre científico: Tectona grandis.

Familia: Verbenaceae

Distribución geográfica:

Es nativo de la India, Myanmar, Laos y Tailandia, tiene una larga historia de

ordenación sistemática. Se introdujo en Indonesia (Java) hace cientos de años y las más

antiguas plantaciones de teca en Sri Lanka se han documentado a fines del siglo XVII.

Los primeros sistemas intensivos de ordenación de los bosques naturales se desarrollaron

hace unos 150 años en Myanmar, desde donde la ordenación activa de la especie pasó a

la India y Tailandia durante un período de unos 40 años. Hoy día se encuentra la teca en

muchos otros países en regiones entre 0 y 1200 msn, en asia, y extensas plantaciones se

han establecido también en África y América Central y del Sur. (Vaides Lopez Edwin.

(2004)).

Morfología

Porte: Arbol frondoso de hasta 30 m de altura. De fuste recto y cónico.

Copa: Ancha e irregular.

Corteza: De color broncineo -gris a ceniza, lisa y suberosa.

Raíz: Pivotante delgada y larga con raices laterales.

Requerimientos

Su crecimiento puede darse en variadas condiciones, pero si se desea una madera

de alta calidad deben de darse las siguientes condiciones:

Altura: entre los 0 y 800 msnm (metros sobre el nivel del mar)

Suelos: ricos en calcio, planos y con un buen drenaje.

En la temporada lluviosa: entre 1.500 a 2.500 mm de precipitación anual.

En la temporada seca: entre 10 y 50 mm de lluvia y con una duración máxima

de 3 meses. (Vaides Lopez Edwin. (2004)).

Requiere de climas con una estación seca bien definida (3 a 5 meses), con

temperaturas medias anuales entre 22 y 28 °C, una precipitación media anual de 1250 a

2500 mm y altitudes entre los 0 y 1000 msnm. (Vaides Lopez Edwin. (2004)).

http://es.wikipedia.org/wiki/India

http://es.wikipedia.org/wiki/Myanmar

http://es.wikipedia.org/wiki/Laos

http://es.wikipedia.org/wiki/Tailandia

http://es.wikipedia.org/wiki/Indonesia

http://es.wikipedia.org/wiki/Sri_Lanka

http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XVII

http://es.wikipedia.org/wiki/Tailandia

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81frica

http://es.wikipedia.org/wiki/Am%C3%A9rica_Central

http://es.wikipedia.org/wiki/Msnm

http://es.wikipedia.org/wiki/Calcio

http://es.wikipedia.org/wiki/Mm

58

Entre los factores limitantes más importantes para la especie se consideran los

suelos poco profundos, compactados o arcillosos, con bajo contenido de calcio o

magnesio, con pendiente, mal drenaje y altitudes mayores a 1000 msnm. (Vaides Lopez

Edwin. (2004)). Si estas condiciones no se cumplen, se obtiene una madera de menor

calidad y menor valor comercial. Las mejores maderas de teca provienen de árboles

"viejos" (por encima de 20 años de edad al ser cortados). (Vaides Lopez Edwin. (2004)).

La teca tiene una alta capacidad de rebrote, lo que la hace resistente a incendios

forestales; por su alta densidad y dureza las termitas no la penetran. (Vaides Lopez

Edwin. (2004)).

Multiplicación

En el área centroamericana, por ejemplo, inicia la floración entre los cinco y los

ocho años, a partir de esta fecha comienza a producir semilla fértil, la cual generalmente

presenta latencia, por lo que requiere de tratamientos de escarificación. Es una especie

muy resistente a plagas y enfermedades. (Vaides Lopez Edwin. (2004)).

La madera de teca es de albura blanquecina y duramen amarillento, aspecto

grasiento, vetas rectas y peso específico entre 0,55 y 0,8 con humedad del 12%, muy

dura, elástica e incorruptible. Es tan resistente que se usa para muebles de jardín que se

mojan frecuentemente, y con madera de teca no se desgastan tanto, como para veleros de

gran tamaño, pues la madera debe ser buena para estar mojada todo el tiempo y para

aguantar mucho peso.

La madera posee gran resistencia al ataque de hongos e insectos; por sus excelentes

características, se considera como una de las más valiosas del mundo.

(http://es.wikipedia.org/wiki/Tectona_grandis).

Según datos obtenidos del INAB, estas son dos de las especies de latifoliadas

autorizadas que poseen desde el año 1999 hasta la fecha un alto volumen de

aprovechamiento de madera como lo muestra la gráfica siguiente:

http://es.wikipedia.org/wiki/Albura

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Duramen&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Peso_espec%C3%ADfico

http://es.wikipedia.org/wiki/Tectona_grandis

59

Gráfica 2 Especies forestales con mayor volumen aprovechado en Guatemala

Fuente: INAB, Boletín de estadística forestal. 2005.

La melina (Gmelina árborea) y la Teca (Tectona grandis) son especies que

figuran entre el aprovechamiento de bosques exentos, que tienen varias finalidades

dentro de las cuales destacan la obtención de productos para autoconsumo, desombres o

descombres de cultivos y aprovechamiento de plantaciones, entre otros, obteniendo como

principal producto, la leña. Es por ello que las especies aprovechadas para cada uno

difieren notablemente. En el cuadro siguiente se presentan las diferentes especies

aprovechadas por la modalidad de licencias y exentos durante el año 2005. (INAB.

Boletín de estadística forestal. 2005).

60

Cuadro 2 Especies aprovechadas por medio de exentos

Fuente: INAB,(2005). Boletín de estadística forestal.

El cuadro siguiente se muestra el volumen registrado por tipo de actividad en

aprovechamientos exentos y la cantidad en metros cúbicos para los principales productos

que se obtienen de estos permisos.

61

Cuadro 3 Volumen por tipo de actividad y producto en aprovechamientos exentos

Fuente: INAB. (2005). Boletín de estadística forestal.

Según datos del PINFOR, el manejo de bosque natural con fines de producción

presenta menor extensión que el manejo con fines de protección, aunque se pensaría que

es una mejor opción en términos de rentabilidad, ya que aparte del incentivo, se perciben

ingresos por la venta de la madera derivada del aprovechamiento forestal sostenible, pero

son pocos los usuarios atraídos por este tipo de incentivo.

62

Cuadro 4 Especies latifoliadas con mayor extensión plantada 1998-2004

Fuente: INAB (2005). Boletín de estadística forestal.

Es importante mencionar que de las dos especies a estudiar, la Teca (Tectona

grandis), es la que presenta la mayor cantidad de incremento en volumen de metros

cúbicos por hectárea, así también figura como una de las especies con mayor densidad de

árboles por hectárea de bosques suscritos al programa PINFOR, como se muestra en los

cuadros siguientes:

63

Cuadro 5 Incremento en volumen para las principales especies plantadas en PINFOR,

densidad de las principales especies plantadas en PINFOR.

Fuente: INAB. (2005). Boletín de estadística forestal.

64

PARTE III

RESULTADOS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS

III. 1 RESULTADOS DE LA EVALUACION DE LAS PROPIEDADES FISICAS Y

MECANICAS DE LA MADERA DE TECA (Tectona grandis) Y MELINA (Gmelina

arbórea) PRODUCTO DE PRIMER RALEO QUE FUE SOMETIDA AL PROCESO

DE CURVADO

En los cuadros que se muestran a continuación se detallan los valores calculados

para las propiedades consideradas críticas en el comportamiento de la madera de Teca

(Tectona grandis), que fue sometida al proceso de curvado.

Cuadro 6 Valores calculados de resistencia a Tensión paralela en probetas de Teca

Tensión Paralela

No. Área Carga Esfuerzo

cm2 Kg kg/cm2

1 0.57 350 618.39

2 0.46 550 1189.63

3 0.57 450 784.66 Fuente: FODECYT 025-2010

Cuadro 7 Valores calculados de resistencia a Compresión paralela en probetas de

Teca

Compresión Paralela


cm2 Kg kg/cm2

1 24.81 8820 355.50

2 25.58 9000 351.79

3 25.02 8930 356.92 Fuente: FODECYT 025-2010

65

Cuadro 8 Valores calculados de resistencia a Compresión perpendicular en probetas

de Teca

Compresión Perpendicular


cm2 Kg kg/cm2

1 25.26 3700 146.48

2 25.21 3700 146.80

3 25.18 3700 146.97


Cuadro 9 Valores calculados de resistencia a Tensión perpendicular en probetas de

Teca

Tensión Perpendicular


cm2 kg kg/cm2

1 11.68 590 50.52

2 11.80 675 57.19

3 11.82 680 57.55 Fuente: FODECYT 025-2010

Cuadro 10 Valores calculados de resistencia a Clivaje en probetas de Teca

Clivaje

No. longitud Carga Esfuerzo

cm kg kg/cm

1 5.029 650 129.25

2 5.088 675 132.67

3 5.078 675 132.93 Fuente: FODECYT 025-2010

66

Cuadro 11 Valores calculados de resistencia a Flexión en probetas de Teca

Flexión

No. Área Carga M.R.

cm2 kg kg/cm2

1 25.14 1375 1645.51

2 26.18 1175 1333.67

3 26.24 1250 1416.57 Fuente: FODECYT 025-2010

En los cuadros mostrados a continuación se detallan los valores calculados para

las propiedades que son consideradas críticas en el comportamiento de la madera de

Melina (Gmelina arbórea), que fue sometida al proceso de curvado.

Cuadro 12 Valores calculados de resistencia a Tensión paralela en probetas de Melina

Tensión Paralela


cm2 Kg kg/cm2

1 0.57 425 751.59

2 0.47 410 880.54

3 0.54 450 838.77 Fuente: FODECYT 025-2010

Cuadro 13 Valores calculados de resistencia a Compresión paralela en probetas de

Melina

Tensión Paralela

No. Area Carga Esfuerzo

cm2 kg kg/cm2

1 25.31 8420 332.64

2 24.85 8325 335.05

3 24.92 8250 331.10 Fuente: FODECYT 025-2010

67

Cuadro 14 Valores calculados de resistencia a Compresión perpendicular en probetas

de Melina

Compresión Perpendicular


cm2 kg kg/cm2

1 25.15 3200 127.24

2 25.06 3250 129.69

3 25.18 3200 127.11 Fuente: FODECYT 025-2010

Cuadro 15 Valores calculados de resistencia a Tensión perpendicular en probetas de

Melina

Tensión Perpendicular


cm2 kg kg/cm2

1 11.55 585 50.66

2 11.73 650 55.42

3 11.86 655 55.24


Cuadro 16 Valores calculados de resistencia a Clivaje en probetas de Melina

Clivaje

No. Espesor Carga Esfuerzo

cm kg kg/cm

1 5.13 595 116.01

2 5.11 580 113.15

3 5.10 585 114.21


68

Cuadro 17 Valores calculados de resistencia a Flexión en probetas de Melina

Flexión

No. Sección Carga M.R.

cm2 Kg kg/cm2

1 25.66 1120 1299.13

2 26.27 1150 1300.70

3 26.09 1200 1367.92 Fuente: FODECYT 025-2010

III. 2 ANALISIS ESTADISTICO DE LOS RESULTADOS DE LOS ENSAYOS

PARA LA DETERMINACION DE LAS PROPIEDADES DE MADERA DE TECA

(Tectona grandis), Y MELINA (Gmelina arbórea). DE PRIMER RALEO SOMETIDA

AL PROCESO DE CURVADO

En los cuadros detallados a continuación, se presenta los análisis de los datos de

los distintos ensayos a los que fue sometida la madera con la que se fabricaron las piezas

de curvado, tanto para la especie Teca (Tectona grandis) como para Melina (Gmelina

arbórea)

69

III. 2. 1 ANALISIS ESTADISTICO DE LOS RESULTADOS DE LOS ENSAYOS

PARA LA DETERMINACION DE LAS PROPIEDADES DE MADERA DE TECA

(Tectona grandis)

Cuadro 18 Análisis estadístico de los valores obtenidos para la resistencia a tensión

paralela de madera de Teca



compresión paralela de madera de Teca

Esfuerzo a compresión paralela

Media 354.737171

Error típico 1.52984447

Mediana 355.500581

Desviación estándar 2.64976835

Varianza de la muestra 7.02127232

Rango 5.13192954

Mínimo 351.7895

Máximo 356.92143

Suma 1064.21151

Cuenta 3

Nivel de confianza (95.0%) 6.58238949


Esfuerzo a tensión paralela

Media 864.224707


Mediana 784.655623



Rango 571.234418

Mínimo 618.392039

Máximo 1189.62646

Suma 2592.67412

Cuenta 3


70


compresión perpendicular de madera de Teca

Esfuerzo a compresión perpendicular

Media 146.748038


Mediana 146.796271



Rango 0.49455868

Mínimo 146.476643

Máximo 146.971202

Suma 440.244115

Cuenta 3




perpendicular de madera de Teca

Esfuerzo a tensión perpendicular

Media 55.0861561


Mediana 57.1876099



Rango 7.0211576

Mínimo 50.5248504

Máximo 57.546008

Suma 165.258468

Cuenta 3



71

Cuadro 22 Análisis estadístico de los valores obtenidos para la resistencia a clivaje de

madera de Teca

Resistencia a clivaje

Media 131.61393


Mediana 132.665094



Rango 3.67600097

Mínimo 129.250348

Máximo 132.926349

Suma 394.841791

Cuenta 3



Cuadro 23 Análisis estadístico de los valores obtenidos para la resistencia a flexión de

madera de Teca

Resistencia a Flexión

Media 1465.24753


Mediana 1416.56752



Rango 311.844983

Mínimo 1333.66505

Máximo 1645.51003

Suma 4395.7426

Cuenta 3



72

III. 2.2 ANALISIS ESTADISTICO DE LOS RESULTADOS DE LOS ENSAYOS

PARA LA DETERMINACION DE LAS PROPIEDADES DE MADERA DE MELINA

(Gmelina arbórea) DE PRIMER RALEO SOMETIDA AL PROCESO DE CURVADO


paralela de madera de Melina

Esfuerzo a tensión paralela

Media 823.632184 Error típico 37.9855147 Mediana 838.769804 Desviación estándar 65.7928414 Varianza de la muestra 4328.69798 Rango 128.947079 Mínimo 751.589834 Máximo 880.536913 Suma 2470.89655 Cuenta 3




compresión paralela de madera de Melina

Esfuerzo a compresión paralela

Media 332.930102 Error típico 1.15086573 Mediana 332.636403 Desviación estándar 1.99335791 Varianza de la muestra 3.97347578 Rango 3.9541278 Mínimo 331.099887 Máximo 335.054015 Suma 998.790306 Cuenta 3 Nivel de confianza (95.0%) 4.95177557


73

Cuadro 26 Análisis estadístico de los valores obtenidos para la resistencia a compresión

perpendicular de madera de Melina



perpendicular de madera de Melina

Esfuerzo a tensión perpendicular

Media 53.7734534


Mediana 55.2419276



Rango 4.75553669

Mínimo 50.661448

Máximo 55.4169847

Suma 161.32036

Cuenta 3



Compresión perpendicular

Media 128.011852


Mediana 127.236581



Rango 2.57851861

Mínimo 127.110228

Máximo 129.688747

Suma 384.035556

Cuenta 3


74

Cuadro 28 Análisis estadístico de los valores obtenidos para la resistencia a clivaje de

madera de Melina

Resistencia a Clivaje

Media 114.45629 Error típico 0.83404297 Mediana 114.213198 Desviación estándar 1.44460479 Varianza de la muestra 2.086883 Coeficiente de asimetría 0.73579927 Rango 2.85836499 Mínimo 113.148654 Máximo 116.007019 Suma 343.368871 Cuenta 3 Nivel de confianza (95.0%) 3.58859724


Cuadro 29 Análisis estadístico de los valores obtenidos para la resistencia a flexión de

madera de Melina

Resistencia a Flexión

Media 1322.58369


Mediana 1300.70292



Rango 68.7917886

Mínimo 1299.12819

Máximo 1367.91997

Suma 3967.75108

Cuenta 3



75

III. 3 EVALUACIÓN DEL PROCESO DE CURVADO DE MADERA SÓLIDA DE

TECA (Tectona grandis), PRODUCTO DE PRIMER RALEO, MEDIANTE LA

INFLUENCIA DEL TIEMPO DE VAPORIZADO Y TIEMPO DE PRENSADO EN

LOS RADIOS DE CURVATURA OBTENIDOS Y RESISTENCIA MECÁNICA DE

LAS PIEZAS DE MADERA CURVADA

Para la evaluación de la influencia del tiempo de vaporizado y tiempo de

prensado en los radios de curvatura obtenidos y resistencia mecánica de las piezas de

madera curvada se realizaron distintos ensayos en los cuales se determinaron los

siguientes parámetros:

Radio Inicial de curvado (Ro): Los moldes de curvado poseen un radio Inicial de

curvado de 18 cm. Fue importante medir esta característica pues no todas las piezas de

madera de Teca lograron ajustarse completamente al molde existiendo una diferencia de

aproximadamente 1cm.

Radio Final de curvado (Rf): se midió este parámetro en las piezas curvadas de Teca al

final de cada uno de los tiempos de prensado planteados en el diseño experimental, tanto

para curvatura “U” como “L”. Para obtener el radio de curvatura final se calculó la

diferencia entre el radio inicial y cada uno de los radios obtenidos para cada uno de los

tiempos de prensado.

Resistencia Mecánica (Rkg): La resistencia mecánica fue determinada

experimentalmente a nivel laboratorio, para cada una de las combinaciones tiempo de

prensado y tiempo de vaporizado dados en el diseño experimental.

Con todos los parámetros anteriormente descritos se realizó un análisis de

varianza para determinar la interacción e influencia de las variables del proceso de

curvado. Esta posible interacción se midió mediante la determinación de medias

marginales y prueba F para el análisis de varianza.

III. 3.1 EVALUACIÓN DEL PROCESO DE CURVADO DE MADERA SÓLIDA DE




LAS PIEZAS DE MADERA CURVADA EN “U”

En los cuadros y graficas mostrados a continuación se detalla el análisis de las

variables medidas en el proceso de curvado de piezas de madera de Teca (Tectona

grandis), curvadas en “U”.

76

Cuadro 30 Análisis de Varianza en función del radio inicial para piezas de madera de

Teca Curvadas en “U”

Fuente de variación DF SS MS F P

prensado 2 0.4033 0.2017 0.29 0.7495

vaporizado 3 45.6107 15.2036 22.00 0.0000

prensado*vaporizado 6 0.8597 0.1433 0.21 0.9710



determinar la influencia del tiempo de prensado para piezas de madera

de Teca Curvadas en “U”

Prensado Media Grupos Homogeneos

3 20.000 A

2 21.337 A

1 20.667 A


Cuadro 32 Prueba de Tukey HSD comparación de variable radio inicial para determinar

la influencia del tiempo de vaporizado para piezas de madera de Teca

curvadas en “U”.

Tiempo vaporizado Media Grupos Homogéneos

25 19.444 A

35 19.222 A

45 19.778 A

15 20.556 A


77

Cuadro 33 Prueba de Tukey HSD para comparar la interacción de variable radio

inicial y la influencia ante el tiempo de prensado y tiempo de vaporizado

para piezas de madera de Teca curvadas en “U”.

Prensado vaporizado Media Grupos Homogéneos

1 25 20.667 A

2 25 20.667 A

1 35 21.333 A

2 35 21.333 A

1 45 20.000 A

2 45 20.000 A

3 25 20.000 A

3 35 20.000 A

1 15 20.667 A

3 15 20.667 A

2 15 21.333 A

3 45 21.333 A


Cuadro 34 Análisis de Varianza en función del radio final de piezas para probetas de


Fuente de Variación DF SS MS F P

prensado 2 549.070 274.535 88.34 0.0000

vaporizado 3 1.573 0.524 0.17 0.9164


Media 32.285 Coeficiente de Variación 5.46


78

Cuadro 35 Prueba de Tukey HSD comparación de variable radio final para determinar

la influencia del tiempo de prensado para probetas de madera de Teca

Curvadas en “U”

Tiempo prensado Media Grupos Homogéneos

1 36.333 A

2 33.521 B

3 27.000 C



la influencia del tiempo de vaporizado para piezas de madera de Teca

Curvadas en “U”

Tiempo Vaporizado Media Grupos Homogéneos

35 32.500 A

45 32.444 A

15 32.222 A

25 31.972 A


Cuadro 37 Prueba de Tukey HSD para comparar la interacción de variable radio final y

la influencia ante el tiempo de prensado y tiempo de vaporizado

para piezas de madera de Teca

Tiempo prensado vaporizado Media Grupos Homogéneos

1 45 37.000 A

1 25 36.667 A

1 35 36.667 A

1 15 35.000 A

2 25 34.250 A

2 35 33.500 AB

2 45 33.333 AB

2 15 33.000 AB

3 15 28.667 BC

3 35 27.333 C

3 45 27.000 C

3 25 25.000 C


79

Cuadro 38 Análisis de Varianza en función de la Resistencia Mecánica Rkg para

piezas de madera de Teca Curvadas en “U”


Prensado 2 3.12 1.562 1.00 0.4219

vaporizado 3 1534.37 511.458 327.33 0.0000



Cuadro 39 Prueba de Tukey HSD comparación de variable de la Resistencia Mecánica

Para determinar la influencia del tiempo de prensado para piezas de


Tiempo prensado Media Grupos Homogeneos

1 45.000 A

2 44.375 A

3 43.750 A


Cuadro 40 Prueba de Tukey HSD comparación de variable de la Resistencia Mecánica

para determinar la influencia del tiempo de vaporizado para piezas de



15 60.000 A

25 50.000 B

35 37.500 C

45 30.000 D


80

Grafica 3 Valores medios obtenidos para la interacción de las variables tiempo de

prensado y tiempo de vaporizado en el radio de curvatura “U” inicial

obtenido en piezas de teca



prensado y tiempo de vaporizado en el radio de curvatura “U” final obtenido

en piezas de teca


81


prensado y tiempo de vaporizado en la resistencia mecánica de las piezas

curvadas en “U” de teca


82





LAS PIEZAS DE MADERA CURVADA EN “L”


variables medidas en el proceso de curvado de piezas de madera de Teca (Tectona

grandis), curvadas en “L”.

Cuadro 41 Análisis de Varianza en función del radio inicial de piezas de madera de

Teca curvadas en “L”.


prensado 2 1.1667 0.58333 1.05 0.3655

vaporizado 3 4.4444 1.48148 2.67 0.0706




Cuadro 42 Prueba de Tukey HSD comparación de variable Radio inicial para

determinar la influencia del tiempo de prensado para piezas de madera de



1 19.167 A

2 19.083 A

3 18.750 A


83


determinar la influencia del tiempo de vaporizado para piezas de madera

de Teca curvadas en “L”.


25 19.444 A

35 19.222 A

45 18.778 A

15 18.556 A


Cuadro 44 Prueba de Tukey HSD para comparar la interacción de variable radio inicial

y la influencia ante el tiempo de prensado y tiempo de vaporizado para

piezas de madera de Teca curvadas en “L”.

Prensado vaporizado Media Grupos Homogéneos

1 25 19.667 A

2 25 19.667 A

1 35 19.333 A

2 35 19.333 A

1 45 19.000 A

2 45 19.000 A

3 25 19.000 A

3 35 19.000 A

1 15 18.667 A

3 15 18.667 A

2 15 18.333 A

3 45 18.333 A


Cuadro 45 Análisis de Varianza en función del radio final para piezas de

madera de Teca curvadas en “L”.


prensado 2 14.3889 7.19444 9.25 0.0011

vaporizado 3 0.5278 0.17593 0.23 0.8772




84


la influencia del tiempo de prensado de piezas de madera de Teca curvadas

en “L”.


1 26.500 A

2 26.083 A

3 25.000 B



la influencia del tiempo de vaporizado de piezas de madera de Teca

curvadas en “L”.


45 26.000 A

15 25.889 A

25 25.889 A

35 25.667 A


85

Cuadro 48 Prueba de Tukey HSD para comparar la interacción de variable radio final


piezas de madera de Teca curvadas en “L”.

Tiempo prensado Tiempo vaporizado Media Grupos Homogéneos

1 25 26.667 A

1 45 26.667 A

2 15 26.667 A

1 15 26.333 A

1 35 26.333 A

2 45 26.333 A

2 25 25.667 A

2 35 25.667 A

3 25 25.333 A

3 35 25.000 A

3 45 25.000 A

3 15 24.667 A


Cuadro 49 Análisis de Varianza en función de la Resistencia Mecánica para piezas de

madera de Teca curvadas en “L”.


prensado 2 1.04167 0.52083 0.43 0.6699

vaporizado 3 9.89583 3.29861 2.71 0.1377



Cuadro 50 Prueba de Tukey HSD comparación de variable Resistencia Mecánica para

determinar la influencia del tiempo de prensado para piezas de madera de


Tiempo prensado Media Grupos Homogeneos

1 31.250 A

2 31.250 A

3 30.625 A


86


determinar la influencia del tiempo de vaporizado para piezas de madera

de Teca curvadas en “L”.

Tiempo vaporizado Media Grupos homogeneos

45 32.500 A

25 30.833 A

35 30.833 A

15 30.000 A



prensado y tiempo de vaporizado en el radio de curvatura “L” inicial

obtenido en piezas de teca


87


prensado y tiempo de vaporizado en el radio de curvatura “L” final

obtenido en probetas de teca




curvadas en “L” de teca


88

III. 4 EVALUACIÓN DEL PROCESO DE CURVADO DE MADERA SÓLIDA DE

MELINA (Gmelina arborea), PRODUCTO DE PRIMER RALEO, MEDIANTE LA



LAS PIEZAS DE MADERA CURVADA

Para la evaluación de la influencia del tiempo de vaporizado y tiempo de

prensado en los radios de curvatura obtenidos y resistencia mecánica de las piezas de

madera curvada se realizaron distintos ensayos en los cuales se determinaron los

siguientes parámetros:

Radio Inicial de curvado (Ro): Los moldes de curvado poseen un radio Inicial de

curvado de 18 cm. Fue importante medir esta característica pues no todas las piezas de

Madera de Melina lograron ajustarse completamente al molde existiendo una diferencia

de aproximadamente 1cm.

Radio Final de curvado (Rf): se midió este parámetro en las piezas curvadas de Melina

al final de cada uno de los tiempos de prensado planteados en el diseño experimental,

tanto para curvatura “U” como “L”. Para obtener el radio de curvatura final se calculó la

diferencia entre el radio inicial y cada uno de los radios obtenidos para cada uno de los

tiempos de prensado.

Resistencia Mecánica (Rkg): La resistencia mecánica fue determinada

experimentalmente a nivel laboratorio, para cada una de las combinaciones tiempo de

prensado y tiempo de vaporizado dados en el diseño experimental.

Con todos los parámetros anteriormente descritos se realizó un análisis de

varianza para determinar la interacción e influencia de las variables del proceso de

curvado. Esta posible interacción se midió mediante la determinación de medias

marginales y prueba F para el análisis de varianza.

89





LAS PIEZAS DE MADERA CURVADA EN “U”


variables medidas en el proceso de curvado de piezas de madera de Melina (Gmelina

arborea), curvadas en “U”.

Cuadro 52 Análisis de Varianza en función del radio inicial para piezas curvadas

en “U” de Melina


Prensado 2 2.000 1.0000 3.60 0.0429

Vaporizado 3 102.444 34.1481 122.93 0.0000

Prensado*vaporizado 6 2.889 0.4815 1.73 0.1564

Media 21.00 Coeficiente de variación 2.51



determinar la influencia del tiempo de prensado inicial para probetas



3 21.167 A

2 21.167 A

1 20.667 A


90


la influencia del tiempo de vaporizado para probetas curvadas en “U” de

Melina


40

60

80

100

21.111

18.222

22.111

22.556

B

C

A

A




probetas curvadas en “U” de Melina

Prensado Vaporizado Media Grupos Homogéneos

2

3

3

1

2

1

2

3

1

1

2

3

100

80

100

100

80

80

40

40

40

60

60

60

22.667

22.667

22.667

22.333

22.000

21.667

21.667

21.333

20.333

18.333

18.333

18.000

A

A

A

A

A

AB

AB

AB

B

C

C

C


91

Cuadro 56 Análisis de Varianza en función del radio final para piezas curvadas en “U”

de Melina


prensado 2 18.389 9.1944 3.89 0.0343

vaporizado 3 177.417 59.1389 25.05 0.0000





la influencia del tiempo de prensado para piezas curvadas en “U” de Melina


2 35.750 A

1 34.833 AB

3 34.000 B



la influencia del tiempo de vaporizado para probetas curvadas en “U” de

Melina

Tiempo Vaporizado Media Grupos Homogéneos

40 36.667 A

100 36.333 A

80 35.333 A

60 31.111 B


92

Cuadro 59 Prueba de Tukey HSD para comparar la interacción de variable radio

final y la influencia ante el tiempo de prensado y tiempo de vaporizado

para piezas curvadas en “U” de Melina

Tiempo prensado Tiempo vaporizado Media Grupos Homogéneos

1 40 37.667 A

2 100 37.667 A

2 40 36.333 A

3 40 36.000 A

1 100 35.667 A

3 100 35.667 A

1 80 35.333 A

2 80 35.333 A

3 80 35.333 A

2 60 33.667 AB

1 60 30.667 BC

3 60 29.000 C


Cuadro 60 Análisis de Varianza en función de la Resistencia Mecánica para piezas



prensado 2 29.167 14.583 2.33 0.1780

vaporizado 3 975.000 325.000 52.00 0.0001




determinar la influencia del tiempo de prensado para piezas curvadas en

“U” de Melina


2 61.250 A

1 58.750 A

3 57.500 A


93


determinar la influencia del tiempo de vaporizado para probetas curvadas en “U” de

Melina


40 71.667 A

60 63.333 B

80 53.333 C

100 48.333 C



prensado y tiempo de vaporizado en el radio de curvatura “U” inicial

obtenido en piezas de Melina


94


prensado y tiempo de vaporizado en el radio de curvatura “U” final







95





LAS PIEZAS DE MADERA CURVADA EN “L”

En los cuadros y graficas mostrados a continuación se detalla el análisis de las variables

medidas en el proceso de curvado de piezas de madera de Melina (Gmelina arborea),

curvadas en “L”.

Cuadro 63 Análisis de Varianza en función del radio inicial para piezas curvadas en

“L” de Melina


prensado 2 0.694 0.3472 0.13 0.8745

vaporizado 3 45.167 15.0556 5.83 0.0015





determinar la influencia del tiempo de prensado inicial para piezas



3 20.167 A

1 19.958 A

2 19.958 A



la influencia del tiempo de vaporizado para piezas curvadas en “L” de

Melina


80

100

40

60

20.611 A

20.500 A

20.333 A

18.667 B


96




prensado vaporizado Media Grupos Homogéneos

3 80 21.000 A

1 100 20.500 A

3 100 20.500 A

2 40 20.500 A

2 80 20.500 A

2 100 20.500 A

3 40 20.500 A

1 80 20.333 A

1 40 20.000 A

1 60 19.000 A

3 60 18.667 A

2 60 18.333 A


Cuadro 67 Análisis de Varianza en función del radio final para probetas curvadas en

“L” de Melina


prensado 2 17.0556 8.52778 10.96 0.0004

vaporizado 3 0.5278 0.17593 0.23 0.8772




97

Cuadro 68 Prueba de Tukey HSD comparación de variable radio final para determinar la

influencia del tiempo de prensado para piezas curvadas en “L” de Melina


2 27.667 A

1 26.250 B

3 26.167 B



la influencia del tiempo de vaporizado para piezas curvadas en “L” de

Melina


80 26.889 A

100 26.667 A

40 26.667 A

60 26.556 A


Cuadro 70 Prueba de Tukey HSD para comparar la interacción de variable radio final



Tiempo prensado vaporizado Media Grupos Homogéneos

2 80 28.000 A

2 40 27.667 AB

2 100 27.667 AB

2 60 27.333 AB

1 100 27.000 AB

3 40 27.000 AB

1 80 26.667 AB

3 60 26.333 AB

1 60 26.000 AB

3 80 26.000 AB

3 100 25.333 B

1 40 25.333 B


98

Cuadro 71 Análisis de Varianza en función de la Resistencia Mecánica para piezas



prensado 2 4.1667 2.0833 1.00 0.4219

vaporizado 3 56.2500 18.7500 9.00 0.0122




determinar la influencia del tiempo de prensado para piezas curvadas en

“L” de Melina


3 28.750 A

1 27.500 A

2 27.500 A



determinar la influencia del tiempo de vaporizado para piezas curvadas en

“L” de Melina


60 30.000 A

80 30.000 A

40 26.667 AB

100 25.000 B


99


prensado y tiempo de vaporizado en el radio de curvatura “L” inicial




prensado y tiempo de vaporizado en el radio de curvatura “L” final



100





101

III. 5 DESARROLLO, EVALUACIÓN, Y TRANSFERENCIA DE LA TÉCNICA

DE CURVADO DE MADERA SÓLIDA PARA EL APROVECHAMIENTO DE

MADERA SÓLIDA PRODUCTO DE PRIMER RALEO.

Se desarrolló la metodología de curvado de piezas de madera sólida utilizando

máquinas y herramientas sencillas, con el fin de poder transferir y promover la técnica

del curvado a comunidades que cuenten con herramienta básica de carpintería, siendo

peculiar únicamente la utilización de sargentos de apriete rápido.

Toda la metodología se describe en los incisos I.4.5.2.1, I.4.5.2.2, I.4.5.2.3,

I.4.5.2.3.1, hasta el numeral, I.4.5.2.3.4. Las imágenes que detallan el proceso se

muestran en el anexo 3.

La técnica de curvado para el desarrollo experimental del proyecto fue

desarrollada a través de distintas pruebas experimentales en las que se seleccionaron los

mejores tiempos de vaporizado así como la mejor forma de traccionar las piezas según la

especie a curvar. Es importante mencionar que cada especie de madera se comporta de

distinta forma por lo que resulta importante el poder evaluar distintas especies que sean

prioritarias para la industria del mueble, y que puedan ser utilizadas como base o

complemento para la diversificación e innovación en el campo del diseño y fabricación

del mueble.

Como parte de la evaluación de la técnica de curvado, se involucraron a

estudiantes, personal operativo y profesionales que laboran en el Centro de

Investigaciones de Ingeniería, para validar la metodología ya que todos los involucrados

seleccionados poseían poco o casi ningún conocimiento sobre el trabajo con herramienta

y equipo para transformación de madera. Durante el proceso de curvado se observaron

las posibles dificultades que se podían presentar para el curvado de piezas, por lo que se

hicieron las correcciones posibles para mejorar el proceso.

En el conjunto de fotografías siguiente se muestra algunas de los involucrados

dentro del desarrollo de pruebas en el Laboratorio Multipropósitos de la Sección

Tecnología de la Madera, en donde se capacitó a diversas personas interesadas en la

técnica. Se espera capacitar a posibles capacitadores para que la técnica tenga un efecto

multiplicador y se puedan brindar capacitaciones y asesorías a personas que deseen

incursionar en el curvado de madera sólida.

La herramienta y maquinaria básica adquirida en el proyecto homologa la que se

encuentre disponible en cualquier taller de carpintería, es importante tener en cuenta que

para el proceso de vaporizado se debe contar con equipo de protección y seguridad

personal, ya que se trabaja con vapor saturado de agua y se manejan probetas sobre los

moldes de curvado con temperaturas entre 50 y 60 grados Celsius.

102

Fotografía 12 Participantes en la transferencia y evaluación de pruebas de curvado


103

III. 6 Propuesta de posibles usos para la madera obtenida de primer raleo de Teca

(Tectona grandis) y Melina (Gmelina arbórea), generando productos a partir de piezas

de madera curvada que puedan implementarse en la industria del mueble.

Durante el proceso de curvado de piezas fabricadas con madera de Teca (Tectona

grandis) y Melina (Gmelina arbórea), obtenida de primer raleo, tanto de pruebas

preliminares como de unidades experimentales producto de la evaluación y validación de

la metodología de curvado, se generaron piezas con radio de curvatura en 18 y 36 cm

para ambas especies.

Los resultados de los diversos ensayos de laboratorio dieron como resultado

piezas con resistencia mecánica entre 30 y 60 kilogramos. La resistencia determinada en

los ensayos fue a punto de ruptura o de restitución de los arcos de madera curvados, por

lo que se consideró aplicar un factor de 2 para los valores promedio obtenidos.

Con las consideraciones anteriores y teniendo presente el poder desarrollar

aplicaciones fáciles de replicar a través del uso de tecnología apropiada, desarrollada con

maquinas y herramientas sencillas, se desarrollaron las siguientes aplicaciones para su

implementación en la industria del mueble:

Fotografía 13 Pedestales para la colocación de Instrumentos de cuerda


104

Fotografía 14 Sillas de descanso para uso en exteriores


Fotografía 15 Banco de doble propósito para uso en interiores/exteriores


105

Fotografía 16 Mesa de centro vista lateral


Fotografía 17 Mesa de centro vista frontal


106

Fotografía 18 Silla mecedora vista frontal


Fotografía 19 Silla mecedora vista lateral


107

Fotografía 20 Piezas curvadas para implementación en muebles en

combinación con otros materiales


Fotografía 21 Muebles en conjunto fabricados con piezas curvadas


108

III. 6 Divulgación de la información obtenida de la investigación.

Luego de concluir con el desarrollo de la parte experimental y de hacer el análisis

correspondiente de datos generados, se socializaron los datos obtenidos con

profesionales de las diversas carreras de Ingeniería y Agronomía, así como con

estudiantes y trabajadores que laboran en el área de talleres de la Facultad de

Ingeniería.

Debido al interés que despierta el aprovechamiento de madera producto de la

madera obtenida de primer raleo, se han tenido diversos acercamientos con personal

del Instituto Nacional de Bosques, en los cuales se ha expuesto los distintas

aplicaciones que giran en torno al aprovechamiento de piezas de madera de pequeñas

dimensiones a través de la transformación de las mismas por medio de distintos

procesos que se validan a nivel laboratorio, y que se pueden replicar a escala

industrial. Uno de estos procesos es el curvado de madera sólida utilizando vapor

saturado, con el cual se obtienen diversos arcos de madera resistente para ser

implementados en diseño de muebles innovadores como los mostrados en el numeral

III. 4.

Como parte de los productos generados, se diseñaron y fabricaron muebles

mostrados en las fotografías de la 13 a la 20, los cuales fueron expuestos en el evento

conocido como Feria de la Proveeduría, desarrollado por Agexport, en el Expocenter

de Grand Tikal Futura Hotel, como parte de los objetivos planteados de transferir y

promover la técnica del curvado hacia personas y actores sociales en el ámbito del

aprovechamiento de la madera.

Fotografía 22 Socialización de información con actores sociales e instituciones

interesadas


109

PARTE IV

IV.1 CONCLUSIONES

IV.1 CONCLUSIONES GENERALES

1. Se determinó y evaluó las propiedades físicas y mecánicas de la madera de Teca

(Tectona grandis) producto de primer raleo que fue sometida al proceso de

curvado se describe en los cuadros 5 al 10. El análisis estadístico de los resultados

se muestra en los cuadros 17 al 22. Se observa que los valores de resistencia de la

madera de Teca (Tectona grandis) producto de primer raleo que fue sometida al

proceso de curvado, es mayor a la de la madera de Melina (Gmelina arbórea)

producto de primer raleo que fue sometida al proceso de curvado.

2. Se determinó y evaluó las propiedades físicas y mecánicas de la madera de Melina

(Gmelina arbórea) producto de primer raleo que fue sometida al proceso de

curvado se describe en los cuadros 11 al 16. El análisis estadístico de los

resultados se muestra en los cuadros 23 al 28. Se observa que los valores de

resistencia de la madera de Melina (Gmelina arbórea) producto de primer raleo

que fue sometida al proceso de curvado, es menor a la de la madera de Teca

(Tectona grandis) producto de primer raleo que fue sometida al proceso de

curvado.

3. Se evaluó el proceso de curvado de madera sólida de Teca (Tectona grandis),

comprobando la hipótesis alternativa planteada, debido a que el tiempo de

prensado influye significativamente (p<0.0500) en el Radio final (Rf), para las

piezas de madera de Teca (Tectona grandis) curvada tanto en “U” como en “L”;

por lo que se concluye que a mayor tiempo de prensado se obtendrá mejores

resultados en la curvatura final obtenida para las dos formas de curvatura

propuesta, se observa también que el efecto del tiempo de vaporizado no es

influenciado por el tiempo de prensado.

4. Se evaluó el proceso de curvado de madera sólida de Melina (Gmelina arbórea)

comprobando la hipótesis alternativa planteada, debido a que el tiempo de

vaporizado influye significativamente (p<0.0500) en el Radio Inicial (Ro), para

las piezas de madera curvada de Melina (Gmelina arbórea) tanto en “U” como

en “L”; no así el tiempo de prensado, por lo que se concluye que no hay

interacción entre el tiempo de prensado y el de vaporizado para las dos formas de

curvatura propuesta, es decir que el efecto del tiempo de vaporizado no es


110


comprobando la hipótesis alternativa planteada ya que la variable tiempo de

prensado influye significativamente (p<0.0500) en el Radio final (Rf), para las

piezas de madera curvada de Melina (Gmelina arbórea), tanto en “U” como en

“L”; por lo que se concluye que a mayor tiempo de prensado se obtendrá

mejores resultados en la curvatura final obtenida para las dos formas de curvatura

propuesta, se observa también que el efecto del tiempo de vaporizado no es


6. Se evaluó el proceso de curvado de madera sólida de Teca (Tectona grandis),

comprobando la hipótesis alternativa planteada ya que en la variable tiempo de

vaporizado influye significativamente en la resistencia de las piezas de madera

curvada de Teca (Tectona grandis), tanto en “U” como en “L”, lo que se observa

en las gráficas 5 y 8 respectivamente. Se concluye que a menor tiempo de

vaporizado se obtendrá mayor resistencia en piezas de madera para las distintas

formas de curvatura propuesta. El tiempo de prensado no influye en la resistencia

mecánica de las piezas de madera curvada.


comprobando la hipótesis alternativa planteada ya que la variable tiempo de

vaporizado influye significativamente en la resistencia de las piezas de madera

curvada de Melina (Gmelina arbórea), tanto en “U” como en “L”, lo que se

observa en las gráficas 11 y 14 respectivamente. Se concluye que a menor tiempo

de vaporizado se obtendrá mayor resistencia en piezas de madera para las distintas

formas de curvatura propuesta. El tiempo de prensado no influye en la resistencia

mecánica de las piezas de madera curvada.

8. Se desarrolló, evaluó, transfirió y promovió la técnica de curvado de madera

sólida en el evento conocido como Feria de la Proveeduría, desarrollado por

Agexport, en el Expocenter de Grand Tikal Futura Hotel, donde la técnica del

curvado hacia personas de diversas comunidades dedicadas al manejo

silvicultural, así como a actores sociales en el ámbito del aprovechamiento de la

madera. Se desarrollaron talleres con trabajadores de la madera y estudiantes de

distintas carreras de Ingeniería con el fin validar la técnica de curvado y definir la

forma correcta de transferirla para personas con mucho o poco conocimiento del

trabajo en madera.

9. Se establecieron y se propusieron posibles usos para la madera obtenida del

primer raleo de Teca (Tectona grandis) y Melina (Gmelina arbórea), generando

productos a partir de piezas de madera curvada que puedan implementarse en la

industria del mueble, los cuales se muestran en las fotografías 13 a la 21. Dichos

muebles se fabricaron combinando piezas de las dos especies, colocando en las

zonas más esforzadas piezas de Teca (Tectona grandis), debido a que son las que

presentan mayor resistencia mecánica.

111

10. Se divulgó la información del proyecto con profesionales de las diversas carreras

de Ingeniería y Agronomía, así como con estudiantes y trabajadores que laboran

en el área de talleres de la Facultad de Ingeniería. Se presentaron los resultados

del proyecto en el marco del seminario de “Metodología de la Investigación en el

área tecnológica e investigación”, realizado en la facultad de ingeniería durante el

mes de mayo del 2013. Además los resultados se socializaron en la Feria de la

Proveeduría evento desarrollado por Agexport, en el Expocenter del hotel Tikal

Futura.

112

IV.2 RECOMENDACIONES

1. Se recomienda dar continuidad al estudio del comportamiento de piezas de

madera sólida sometida al proceso de curvado a vapor, en distintas especies

forestales que sean prioritarias para la industria del mueble; ya que pruebas

preliminares desarrolladas a lo largo del proceso de la presente investigación

demuestran que cada especie forestal presenta distinto comportamiento ante los

cambios de temperatura e inclusión de vapor saturado de agua.

2. Se recomienda dar continuidad al estudio del comportamiento de piezas de

madera sólida sometida al proceso de curvado a vapor haciendo un análisis de

penetración de calor en función de las características anatómicas de la madera ya

que se considera que son variables importantes para lograr la utilización de piezas

de madera bajo efectos de vapor saturado de agua.

3. Se recomienda someter las piezas de madera solida al proceso de curvado, con

moldes cuyos radios sean mayores a 20cm, esto con el fin de reducir los esfuerzos

inducidos en la zona de tensión de piezas de madera con espesores mayor a

2.5cm; esto para evitar contracciones o rupturas en las piezas curvadas.

4. Se recomienda que las piezas de madera que sean sometidas al proceso de

curvado a vapor sean seleccionadas con la menor cantidad de nudos posibles, y de

poseer nudos, por tratarse de piezas obtenidas con madera de primer raleo, se deje

en donde las piezas experimenten zonas de compresión (lejos del centro de las

piezas) o no tengan esfuerzos críticos como lo son los extremos de las piezas

curvadas.

5. Se recomienda el uso de piezas de madera curvada tanto de Teca (Tectona

grandis) y Melina (Gmelina arbórea), producto de primer raleo, para ser

implementadas en el diseño y fabricación de productos para la industria del

mueble, debido a su comportamiento mecánico y al aporte estético que cada una

de las especies aportan.

6. Se recomienda el uso de piezas de madera curvada tanto de Teca (Tectona

grandis) y Melina (Gmelina arbórea), producto de primer raleo, para ser

implementadas en el diseño y fabricación de productos en combinación con

diversos herrajes y otros materiales como metal, vidrio y aluminio ya que aportan

gran valor estético y resistencia a diversas aplicaciones por tratarse de arcos de

madera curvada.

113

7. Se recomienda el estudio de nuevas metodologías para curvar piezas de madera

solida con vapor de agua, utilizando distintas tecnologías en las que se

implementen máquinas eléctricas e hidráulicas para realizar la tracción al

momento de curvar las piezas; esto si se desea hacer aplicaciones a nivel

industrial, ya que la metodología mostrada en esta investigación es para realizar el

curvado de piezas de madera sólida, con el fin de transferir esta técnica a través

del uso de tecnología apropiada en comunidades silvicultoras para el

aprovechamiento de madera de pequeñas dimensiones, producto de raleos.

114

IV.3 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Araya López, Cristian Martín 2005. Determinación de características de

curvado de madera sólida para las especies Nothofagus pumpillo (lenga) y

Laurella philpiana (Tepa). Universidad Tecnológica Metropolitana,

Facultad de Ingeniería. Escuela de Industria de la Madera, Carrera de

Ingeniería en Industria de la Madera. Santiago, Chile.

2. American Society for Testing and Materials, ASTM D143-94 Standard Test

Methods for Small clear specimens of Timber. (2003). Volumen 04.10

Estados Unidos de America: 31 págs.

3. Briscoe, C.H. 1995. Silvicultura y manejo de Teca, Melina y Pochote.

Informe técnico. Turrialba Costa Rica.

4. Cannessa A. Sáenz M. 2001. Biodeterioro y preservación de madera de Teca

(Tectona Grandis), de plantaciones de Guatemala, Costa Rica y Panamá.

Fundación Tecnológica de Costa Rica. ITCR, Cartago. Costa Rica.

5. Centro de alta tecnología en madera. Agosto 2007. Proyecto: “Articulación

de la formación técnica del sector forestal”. Catem. Universidad de Bio-

Bio. Chile.

6. Colorado Castro, Alexandra 2010. El curvado… La madera al limite. Revista

del Mueble y la Madera. Revista online M&M. http://www.revista-

mm.com/ com.

7. Curvado de piezas de madera unidas a tope para asientos http://infomadera.net/uploads/articulos/archivo_1344_17219.pdf?PHPSES

SID=dd387d2489cf2dafef9d8b30238f3efc. (sitio consultado 12 de

Febrero de 2010).

8. Prugger, Candidus. George Prugger. 2010 Historia de la Madera curvable http://www.candidus-prugger.com/content.asp?L=5&IdMen=153 (sitio

consultado 18 de febrero de 2010).

9. INAB.(2005). Boletín de estadística forestal. Instituto Nacional de Bosques.

10. Instituto de Investigación forestal de Chile. Marzo 2007.Curvado Industrial

de maderas sólidas con vapor: una técnica que incorpora valor agregado a

la pequeña y mediana industria del mueble. Innova-Bio Bio- Infor- Catem.

Chile.

http://www.revista-mm.com/

http://www.revista-mm.com/

http://infomadera.net/uploads/articulos/archivo_1344_17219.pdf?PHPSESSID=dd387d2489cf2dafef9d8b30238f3efc

http://infomadera.net/uploads/articulos/archivo_1344_17219.pdf?PHPSESSID=dd387d2489cf2dafef9d8b30238f3efc

http://www.candidus-prugger.com/content.asp?L=5&IdMen=153

115

11. Lopez M. 2006. Aportes para mejorar el manejo y aprovechamiento de

plantaciones forestales en Fray Bartolomé de las Casas, Alta Verapaz.

Guatemala. USAC. Tesis de grado.

12. Manual de productos de melina http://www.fonafolio.com/text_files/Manual/prod/Melina/ (sitio

consultado 9/feb/2010)

13. Obregón Sánchez, C. 2002. Gmelina Arborea. Versatilidad, renovación y

productividad para el futuro. Informe anual CONIF. Bogota, Colombia.

14. Packaking Research Division. U.S. Department of Agriculture. Bending Solid

Wood to form. Agriculture hand book No. 125.

15. Piedra Santa M. Humberto. 2002. Costos e Ingresos de la aplicación de tres

16. intensidades en el segundo aclareo de Melina (Gmelina arbórea), en San Andrés

Villa Seca, Retalhuleu. Facultad de Agronomía. USAC. Guatemala.

17. Universidad de San Carlos de Guatemala. Informe sobre las plantaciones de

Melina (Gmelina arbórea) establecidas por la empresa forestal Simpson en el

departamento de Izabal. Guatemala USAC. Facultad de Agronomía.

18. Vaides Lopez Edwin. 2004. “Características de sitio que determinan el

crecimiento y productividad de teca (Tectona grandis L. f.), en

plantaciones forestales de diferentes regiones en Guatemala”. Tesis de

maestría. Centro Agronómico Tropical de Investigación y enseñanza,

Escuela de Posgrado. Costa Rica.

19. Resistencia mecánica de pequeños arcos de Madera curvada http://www.ingenieria.uady.mx/revista/volumen12/resistencia_mecanica.p

df (sitio consultado 21 de Febrero de 2010).

20. Artículo sobre curvado de madera

http://www.revista-mm.com/rev46/herramientas.pdf (sitio consultado 22

de Febrero de 2010).

21. Muebles elaborados con piezas pequeñas de madera curvada

http://1.bp.blogspot.com/_nEZddcafnkk/SustZry1muI/AAAAAAAAQNA/

Zes4oCq1VkE/s1600-h/sillon-madera-Contemporaneo-2.jpg (sitio

consultado 24 de Mayo de 2010).

22. Uso, origen y requerimientos de la Tectona grandis

http://es.wikipedia.org/wiki/Tectona_grandis.

http://www.fonafolio.com/text_files/Manual/prod/Melina/%20(sitio

http://www.ingenieria.uady.mx/revista/volumen12/resistencia_mecanica.pdf

http://www.ingenieria.uady.mx/revista/volumen12/resistencia_mecanica.pdf

http://www.revista-mm.com/rev46/herramientas.pdf

http://1.bp.blogspot.com/_nEZddcafnkk/SustZry1muI/AAAAAAAAQNA/Zes4oCq1VkE/s1600-h/sillon-madera-Contemporaneo-2.jpg

http://1.bp.blogspot.com/_nEZddcafnkk/SustZry1muI/AAAAAAAAQNA/Zes4oCq1VkE/s1600-h/sillon-madera-Contemporaneo-2.jpg

http://es.wikipedia.org/wiki/Tectona_grandis

116

23. Características, origen y requerimientos de la Gmelina

http://es.wikipedia.org/wiki/Gmelina.

24. Vignote Peña, Santiago e Martínez Rojas, Isaac. 2006. Tecnología de la

madera. 3ra. Edición. editorial MP.

25. Wilson, Jerry D. y Buffa, Anthony J. 2003. Física. 5a. Ed. Editorial Pearson

Educación. México.

http://es.wikipedia.org/wiki/Gmelina

117

IV.4 ANEXOS

118

IV.4 .1 Anexo 1 Mesa de Moldes para curvado elaborado con hierro en

toda la estructura

En la fotografía superior izquierda se observa la vista completa de la mesa de hierro con

un área de 4pies x 8pies. En la fotografía superior derecha se observa la parte superior de

la mesa con los seis moldes, en los extremos moldes circulares y en el centro moldes en

media circunferencia o en “L”. En la fotografía inferior izquierda se observa la vista

ampliada del molde circular con diámetros iguales de 22cms a 24cms y en la fotografía

inferior derecha se observa los moldes en “L” o en media circunferencia.

119

IV.4.2 Anexo 2 Cámara de Vaporizado y medición de temperatura en piezas de

madera

En la fotografía superior izquierda se observa la cámara de vaporizado, finalizado el

proceso de saturación de una pieza de Teca; mientras que en la fotografía contigua se

abre la misma y se observa el vapor que sale, donde se toma inmediatamente la

temperatura, como se visualiza en la fotografía inferior derecha, y se procede a sacar la

pieza de madera, anotando su temperatura como se ve en la fotografía inferior derecha,

para luego se trasladado al molde de curvado.

120

IV.4.3 Anexo 3 Proceso del curvado de la pieza de madera en la mesa

de moldes

En la fotografía superior izquierda se muestra que inmediatamente después de sacada la

pieza de la cámara de vaporizado, se traslada y coloca en la mesa de hierro donde se

encuentran los moldes como se muestra en la fotografía superior derecha se coloca la

pieza en el molde circular e inmediatamente se colocan los sargentos de apriete rápido,

mientras se le va dando vuelta a la pieza y colocando los sargentos como se muestra en la

fotografía inferior izquierda. Para finalizar el proceso de curva sobre la mesa del molde

en la punta de ambos lados de la probeta se coloca un sargento el cual sostiene la pieza

hasta que se estabilice la temperatura de la pieza a la del ambiente.

121

IV.4.4 Anexo 4 Obtención de la pieza curvada a temperatura ambiente

En la fotografía superior izquierda se puede visualizar el proceso de curvado de la pieza

después de siete minutos en el molde circular. En la fotografía superior derecha se

observa la pieza curvada sostenida con un solo sargento en los extremos aún sobre el

molde. En la fotografía inferior izquierda se observa el molde sostenido y ajustando

para esperar sobre base plana una, dos y hasta tres horas previo a hacer las aplicaciones

respectivas.

122

IV.4.5 Anexo 5 Aleatorización para los tiempos de prensado de las

piezas de Melina (Gmelina arbórea) y Teca (Tectona grandis)

En los cuadros que se presentan a continuación se muestra la aleatorización para los

distintos tiempos de prensado de las probetas tanto de Melina (Gmelina arbórea), como

de Teca (Tectona grandis) sometidas al proceso de vaporizado. El proceso de

aleatorización fue importante para no incluir errores sistemáticos en el proceso de

curvado.

Cuadro 74 Aleatorización de probetas de Melina para 40 minutos de vaporizado

Especie Curvada: Melina (Gmelina arborea)

No. Identificación Tiempo de Vaporizado

Tiempo de prensado

1 2-5-M 40 min 3 horas

2 16-5-M 40 min 1 hora

3 18-5-M 40 min 2 horas

4 24-5-M 40 min 1 hora

5 25-5-M 40 min 3 horas

6 30-5-M 40 min 2 horas


8 7-5-M 40 min 1 hora

9 13-5-M 40 min 2 horas Fuente: FODECYT 025-2010




Tiempo de prensado


2 4-5-M 60 min 1 hora



5 9-5-M 60 min 1 hora

6 14-5-M 60 min 3 horas

7 29-5-M 60 min 2 horas

8 31-5-M 60 min 1 hora


123




Tiempo de prensado


2 10-5-M 80 min 2 horas

3 11-5-M 80 min 1 hora

4 12-5-M 80 min 3 horas

5 19-5-M 80 min 1 hora

6 21-5-M 80 min 1 hora

7 23-5-M 80 min 2 horas

8 36-5-M 80 min 2 horas





Tiempo de prensado

1 15-5-M 100 min 3 horas

2 17-5-M 100 min 2 horas

3 22-5-M 100 min 3 horas

4 26-5-M 100 min 1 hora

5 32-5-M 100 min 3 horas

6 27-5-M 100 min 2 horas

7 28-5-M 100 min 1 hora

8 33-5-M 100 min 2 horas

9 34-5-M 100 min 1 hora Fuente: FODECYT 025-2010

124

Cuadro 78 Aleatorización de probetas de Teca para 15 minutos de vaporizado

Especie Curvada: Teca (Tectona grandis)

No. de probeta Identificación

tiempo de vaporizado

tiempo de prensado

1 7-5-T 15 min 1 hora

2 9-5-T 15 min 1 hora

3 11-5-T 15 min 3 horas

4 14-5-T 15 min 2 horas

5 24-5-T 15 min 3 horas

6 25-5-T 15 min 2 horas

7 28-5-T 15 min 1 hora

8 32-5-T 15 min 3 horas

9 34-5-T 15 min 2 horas Fuente: FODECYT 025-2010





tiempo de prensado

1 3-5-T 25 min 3 horas


3 12-5-T 25 min 1 hora

4 13-5-T 25 min 2 horas

5 18-5-T 25 min 3 horas

6 20-5-T 25 min 2 horas

7 21-5-T 25 min 1 hora

8 23-5-T 25 min 1 hora


125





tiempo de prensado

1 2-5-T 35 min 1 hora


3 16-5-T 35 min 2 horas

4 17-5-T 35 min 3 horas

5 29-5-T 35 min 1 hora

6 30-5-T 35 min 2 horas

7 31-5-T 35 min 1 hora

8 35-5-T 15 min 3 horas






tiempo de prensado


2 4-5-T 45 min 1 hora

3 5-5-T 45 min 1 hora

4 10-5-T 45 min 2 horas

5 15-5-T 45 min 3 horas

6 19-5-T 45 min 3 horas

7 22-5-T 45 min 2 horas

8 33-5-T 45 min 1 hora


126

PARTE V

V.1 INFORME FINANCIERO

Ficha de Ejecución presupuestaria

CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA …glifos.concyt.gob.gt/digital/fodecyt/fodecyt...

Documents

Transcript of CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA …glifos.concyt.gob.gt/digital/fodecyt/fodecyt...