Técnicas vibratorias aplicadas a madera estructural de Populus x euramericana

Transcripción

1 Técnicas vibratorias aplicadas a madera estructural de Populus x euramericana Autor. Milagros Casado Sanz Otros autores. Iván Escudero, Luis Acuña, Daniel Vecilla, Alfonso Basterra, Gemma Ramón, Gamaliel López, Enrique Relea. 22 de septiembre de Ávila

2 Técnicas vibratorias aplicadas a madera estructural de Populus x euramericana Autor: Milagros Casado Sanz INTRODUCCIÓN El cultivo del chopo va en aumentado a nivel mundial por su rápido crecimiento, su capacidad de adaptación y ser una de las especies europeas de mayor fijación de CO2 (1Ha fija 10 Tm al año). En España hay más de Ha y Castilla y León es la primera comunidad en cuanto a producción de madera de chopo (62%). El principal destino en la actualidad de la madera de chopo a nivel nacional es la industria de desenrollo. La madera de chopo no es una desconocida en aplicaciones estructurales: La Alhambra de Granada, Castello del Valentino (Italia), Teatro Verdi (Italia) más actualmente en casas unifamiliares en Norteamética y como nuevos paneles estructurales LVL, OSB, LSL. 2/20

3 Técnicas vibratorias aplicadas a madera estructural de Populus x euramericana Autor: Milagros Casado Sanz OBJETIVOS ü Estudiar la clasificación mecánica de madera estructural de Populus x euramericana I-214. ü Analizar la técnica de vibraciones inducida en madera estructural de chopo. ü Comprobar la eficacia de la clasificación visual y el método de vibraciones inducidas para la clasificación de madera estructural de chopo. 3/20

4 2/20 MATERIAL Y MÉTODOS Revilla de Collazos 77 piezas Palencia. Chopera de 18 años 5 cm 300 cm 15 cm

5 MATERIAL Y MÉTODOS CLASIFICACIÓN VISUAL UNE 56544:1997 y NF B52-001:2007 ENSAYOS DE VIBRACIONES INDUCIDAS (PLG) ENSAYOS DE FLEXIÓN EN MÁQUINA UNIVERSAL (UNE-EN 408:2004) OBTENCIÓN DE MUESTRAS O PROBETAS ME 1, ME2 ST II, ST III. FRECUENCIA, MOE dinámico MÓDULO DE ELASTICIDAD GLOBAL DE CANTO A FLEXIÓN (MOEGTO) RESISTENCIA A LA FLEXIÓN ESTÁTICA (MOR C ) DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS UNE-EN 408:2004, EN /AC:2004 ASIGNACIÓN DE UNA CLASE RESISTENTE UNE-EN 338:2004 DENSIDAD HUMEDAD VALOR CARACTERÍSTICO DE DENSIDAD VALOR CARACTERÍSTICO DEL MOR C VALOR MEDIO DEL MOE

6 MATERIAL Y MÉTODOS CLASIFICACIÓN VISUAL (UNE-EN 56544:1997) Gemas Nudos Especie ME-1 ME-2 Populus xeuramericana I-124 C18 C14

7 2/20 MATERIAL Y MÉTODOS CLASIFICACIÓN VISUAL (NF B52-001:2007) f f f f f f f f Longitud mm 40 Longitud CRITERIOS DE CALIDAD ST-II ST-III Anillos de crecimiento (mm) NUDOS Fendas Entrecasco Desviación de la fibra - Local - General Gemas - Longitud - Anchura En la cara 1/3 L 3/4 L En el canto 2/3 e 2/3 e Transversales No transversales Curvatura (mm/2m) - Flecha de cara - Flecha de canto - Alabeo -Tuilage ½ veces la longitud de la pieza ½ veces la longitud de la pieza 1:4 1:6 No admisible 600 mm No limitada < 1/3 de la longitud de la pieza y < 100 cm < 1/3 del espesor del canto < 10 < 8 1mm/ 25mm Sin restricción < 20 < 12 2mm/ 25mm Sin restricción Especie ST-II ST-III Populus xeuramericana I-124 C24 C18

8 MATERIAL Y MÉTODOS METODO DE VIBRACIONES INDUCIDAS. Portable Lumber Grader (Universidad de Western, Sopron (Hungría) 1995 Valora la calidad de la madera mediante la medida de la frecuencia de una onda de vibración provocada por un impacto

9 MATERIAL Y MÉTODOS METODO DE VIBRACIONES INDUCIDAS E dyn = 0,92 r 2 æ ö ( 2 L f ) 1+ ø 1 ç è DH 50 E dync = E dyn 6,2 CKDR CLASE RESISTENTE Clasificación C14 C16 C18 C22 C24 C27 C30 MOE (N/mm 2 ) r media(kg/m 3 )

10 MATERIAL Y MÉTODOS ENSAYOS A FLEXIÓN CON MÁQUINA UNIVERSAL (UNE-EN 408:2004) Probeta de ensayo OBTENCIÓN DE PROBETAS: Densidad y Humedad ü Determinación del módulo de Elasticidad Global de canto a flexión (MOEGCTO) ü Determinación de la Resistencia a Flexión Estática (MOR) 10 cm

11 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ENSAYOS DE FLEXIÓN Y DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD Ensayo de flexión EN 408 Densidad EN 408 Humedad EN Variables Nº datos Media Coef. varia. (%) MOE (N/mm 2 ) ,5 14,9 MOR C (N/mm 2 ) (valor característico)* Densidad (k/m 3 ) (valor característico)* Humedad (%) 71 43,7 (25,9)* ,2 (308,0)* 22,1 5, ,1 4,8 Según el criterio de clasificación de la norma EN 338 el lote sería de clase resistente C14 debido a su baja elasticidad

12 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ENSAYOS DE VIBRACIONES INDUCIDAS CON PLG. Variables Nº datos Media Coef. varia. (%) Densidad (k/m 3 ) ,4 5,07 Frecuencia (Hz) ,9 5,35 Velocidad (m/s) ,2 5,28 MOE dinámico ,8 11,39 Según el MOE dinámico aplicando un coeficiente de 0,76 y sin corregir con el factor CKDR el lote tiene una clase resistente C14

13 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Clasificación en calidades según valores de máquina, clasificación visual UNE 56544, NF B y Método de vibraciones inducidas MAQUINA PLG NFB :2007 UNE 56544:1997 ME-1 (C 18) 2 (2,6%) 0 (0%) 1 (1,3%) C18 0 (0%) ME-2 (C 14) 31 (40,3%) 46(59,7%) 3 (3,9%) C24 7 (9,1%) Rechazo 44 (57,1%) 31(40,3%) 73 (94,8%) 70 (90,9%) Clasificación Estructural C18 C14 Rech. C18 C14 Rech. ME-1 ME-2 Rech. ST-II ST-III Rech. MAQUINA PLG UNE56.544:1997 NFB :2007

14 RESULTADOS Y DISCUSIÓN UNE 56544: % Gemas Entrecasco 7% 0% Nudos 73% Nudos Gemas Entrecasco Deformaciones

15 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Variable Dependient Parámetros P- Valor R 2 Ecuación del modelo MOE MOE d PLG 0,000 61,47 MOE = -174, ,989344*MOEplg MOE Velocidad Diámetros Densidad 0,000 64,9 MOE = ,1 + 2,68725*Vplg ,62*DNc + 212,064*DNh + 23,6174*DENplg MOR MOE dplg 0,000 44,7 MOR= -15, , *MOEplg El MOE dinámico que se obtuvo con el método de vibraciones inducidas es un buen estimador del comportamiento a flexión en la madera analizada con un R 2 = 64,9%.

16 Técnicas vibratorias aplicadas a madera estructural de Populus x euramericana Autor: Milagros Casado Sanz CONCLUSIONES! La clase resistente del lote de chopo ensayado es C14.! Las normas de clasificación visual aplicadas infravaloran la calidad de la madera de chopo, se deberían definir criterios mejor adaptados para esta especie.!se demuestra la eficacia de la técnica de vibraciones inducidas (a través del PLG) como predictora del MOE teniendo en cuenta las siguientes consideraciones: J aplicar un coeficiente para el clon ensayado de 0,76. J no aplicar el factor CKDR sino el diámetro relativo máximo en cara y canto.

17 CONTINUACIÓN DE LAS INVESTIGACIONES! Clasificación por métodos de vibraciones inducidas y ultrasonidos en las principales especies de madera de uso estructural.! Diagnóstico no destructivo de elementos estructurales de madera en el patrimonio histórico mediante termografía infrarroja.! Estudio de técnicas de ensayo NDT y pseudo- no destructivas (resistógrafo y extractor de tornillos) en el diagnostico y la evaluación del estado de los elementos estructurales de madera en el patrimonio histórico cultural español.

18 Agradecimientos. Daniel, Rebeca, Iván, Javier, Julián, Rafael, Isabel, María, Ángela y Patricia alumnos de último curso de la titulación de Montes en la E.T.S. Ingenierías Agrarias de Palencia y la Junta de Castilla y León que financia el proyecto del que forma parte este trabajo. Contacto. milac@iaf.uva.es