Estimación de las propiedades mecánicas de madera de pino por métodos no destructivos /
por Marimar Hernández Santos y Olga Valerio Marin; director de tesis Marcos Miguel González Peña; secretario Mario Fuentes Salinas; vocal Albetro Zorrilla Sánchez; suplente David García Cintora; suplente Mireya Contreras Lezama.
- 1 recurso en línea (84 páginas): cuadros, figuras.
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El objetivo del presente trabajo fue analizar el potencial de los métodos no destructivos para la caracterización física y mecánica de la madera de pino. Se suministraron once tablones de pino con diferentes densidades, de donde se cortaron los especímenes para el estudio. Se determinaron diez parámetros no destructivos: velocidad de transmisión del sonido en dirección axial, tangencial y radial, la primera vibración fundamental en un análisis vibroacústico, las durezas Janka, Brinell y Monnin, el contenido de humedad en equilibrio, el número de anillos de crecimiento por centímetro, y la proporción de la madera tardía en la sección transversal. Con los parámetros no destructivos, se calcularon tres módulos de elasticidad dinámicos: el MOEd, computado a partir de la velocidad de transmisión del sonido, el MOED, computado a partir de la primera vibración fundamental, y el MOEN, computado con una ecuación que incluye tanto la velocidad de transmisión del sonido como la frecuencia fundamental de la vibración, pero sin la necesidad de medir la densidad del material. Por otro lado, se realizaron los ensayos mecánicos destructivos en flexión, compresión axial, y tracción axial de acuerdo con la norma ASTM D143, y de impacto de acuerdo con la norma DIN 522189. Se determinaron además las siguientes propiedades físicas de los especímenes: densidades verde, normal, anhidra y básica, contracciones lineales en las tres direcciones típicas, contracción volumétrica, relación de anisotropía de las contracciones lineales, y el punto de saturación de la fibra teórico de los especímenes. En el ensayo de flexión, no se encontró una diferencia significativa entre las medias del módulo de elasticidad estático (MOE), y el MOED y el MOEN, mientras el MOEd fue significativamente menor. En el ensayo de compresión axial no se encontró diferencia significativa entre el MOE, y los tres módulos dinámicos. En el ensayo de tracción axial no se encontró una diferencia significativa entre las medias del MOE, el MOED y el MOEN, mientras el MOEd fue significativamente mayor. Los parámetros no destructivos mostraron una alta capacidad predictiva del MOE, especialmente en el ensayo de flexión, donde el mejor modelo de regresión múltiple alcanzó un R² = 0.932, y se pudo clasificar correctamente el 97% de las probetas en su cuartil correspondiente de elasticidad. En lo que respecta a la resistencia mecánica, las mejores estimaciones para el módulo de ruptura (MOR) en flexión tuvieron un R2 = 0.374 para el modelo de regresión simple, con MOEN como regresor, y de R2 = 0.701 para el modelo de regresión lineal múltiple. En cuanto a los mejores modelos de regresión múltiple para estimar el esfuerzo al límite de proporcionalidad, la resiliencia y la tenacidad del ensayo de flexión, estos tuvieron R² de 0.516, 0.446 y 0.461 en ese orden. Los mejores modelos de regresión múltiple para estimar la resistencia a la compresión y a la tracción axial tuvieron R² de 0.830 y 0.702, respectivamente. La resistencia al impacto no pudo predecirse con ninguno de los parámetros no destructivos estudiados. Finalmente, se encontraron modelos de regresión múltiple significativos para estimar las propiedades físicas de la madera con los parámetros no destructivos, como la densidad básica (R² = 0.825), la contracción volumétrica (R2 = 0.429), y el punto de saturación de la fibra (R2 = 0.365).
Pino (madera)--Propiedades físicas Pino (madera)--Propiedades mecánicas Madera--Propiedades y usos