Clasificación mecánica de tablas de pinos resinosos cultivados en el nordeste de Argentina
Keywords:
Clasificación por resistencia, madera aserrada, Pinus taeda, Pinus eliottii, resistencia, rigidez, sawn timber, strength grading, strength, stiffness.Abstract
En este artículo se presentan y discuten los resultados de una investigación orientada al análisis de modelos mecánicos para clasificar por resistencia tablas de pino resinoso cultivado en el nordeste de Argentina. El programa experimental se llevó a cabo según los lineamientos de las normas europeas EN sobre una muestra de 233 tablas de tamaño estructural ensayadas a flexión y sobre otra conteniendo 100 tablas ensayadas en tracción paralela a las fibras. Se diseñaron dos modelos, uno empleando el módulo de elasticidad global como parámetro simple y otro basado en un parámetro combinado que incluyó al módulo de elasticidad junto a la densidad y la nudosidad. Los resultados mostraron una mayor eficiencia en los modelos desarrollados que en el método visual adoptado por la norma IRAM. Esa mayor eficiencia se puso de manifiesto en i) el alcance de los valores característicos adoptados para las propiedades principales en la normativa vigente; ii) un aumento del rendimiento en los grados estructurales y, iii) una disminución de la dispersión en los valores del módulo de elasticidad dentro de cada clase resistente, lo cual permite estar en línea con la variabilidad adoptada por las reglas de diseño estructural del país.
The present paper reports the results of an investigation regarding the analysis of models for machine strength grading boards of resinous pine cultivated in the northeast of Argentina. An empirical research project with one sample containing 233 boards in structural sizes subjected to static bending and one sample enclosing 100 boards subjected to tension was carried out according to the European standards. One model based on a single parameter (modulus of elasticity) and another one based on a combined parameter (modulus of elasticity + density + knot ratio) were designed. Results showed that the efficiency of both models was higher than that of the visual method adopted by the standard IRAM. The high efficiency of both models was made evident by: i) the achievement of the characteristic values adopted by standards for the main properties; ii) an increase of the yield in the structural grades and, iii) a decrease of the spread results for modulus of elasticity within each strength class, which makes it possible to satisfy the variability requirements adopted by the national design rules.
Downloads
References
American Institute of Timber Construction. AITC 117. 2010. Standard Specifications for Structural Glued Laminated Timber. Centennial, CO.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. ABNT. 2010. Projeto de revisão NBR 7190 - Projeto de estruturas de madeira. Río de Janeiro, Brasil.
Ballarin, A.; Lara Palma, H. 2003. Propriedades de resistência e rigidez da madeira juvenil e adulta de Pinus taeda L. Revista Árvore 27(3): 371-380.
Blaß, H.; Görlacher, R. 1996. Visuelle und maschinelle Festigkeitssortierung von Vollholz. Mikado 5:64-71.
Burger, N.; Glos, P. 1995. Verhältnis zwischen Zug- und Biege-Elastizitätsmoduln von Vollholz. Holz als Roh- und Werkstoff 53: 73-74.
Cagno, M; Cardoso, A.; O´Neill, H.; Moya, L. 2014. Relación entre módulos de elasticidad dinámico y estático, y entre resistencia a flexión para piezas de madera de pinos de tamaño estructural. XIV Encontro Brasileiro em Madeiras e em Estructuras de Madeira, Natal, Brasil, 9 pp.
Carballo, J.; Hermoso, E.; Fernández-Golfín, J. 2009. Mechanical properties of structural maritime pine sawn timber from Galicia (Pinus pinaster Ait. ssp. atlantica). Investigación Agraria: Sistemas y Recursos Forestales 18(2): 152-158.
Cave, I.; Walker, J. 1994. Stiffness of wood in fast-grown plantation softwoods: the influence of microfibril angle. Forest Products Journal 44(5): 43-48.
Chifarelli, D. 2008. El Modelo de Monocultivos de Coníferas a Gran Escala. Análisis de Sustentabilidad en el Alto Paraná Misionero. IX Congreso Argentino de Antropología Social, Posadas, Misiones, Argentina, 21 pp.
CIRSOC 601. 2016. Reglamento argentino de estructuras de madera. Disposiciones generales y requisitos para el diseño y la construcción de estructuras de madera en edificaciones. Instituto Nacional de Tecnología Industrial, Buenos Aires, Argentina. [Disponible en] <https://goo.gl/hwYYIA> [acceso el 23/12/2016].
Colling, F. 1995. Glued laminated timber - Production and strength classes. Timber Engineering STEP 1, pp. A8/1-A8/8. Centrum Hout, The Netherlands.
Dávalos-Sotelo, R.; Limón-Godina, R. 2009. Efecto de los nudos sobre la resistencia y rigidez en flexión de la madera de pino. Revista Ciencia Forestal en México 34(106): 205-212.
Denzler, J.; Weidenhiller, A. 2014. New perspectives in machine strength grading: or how to identify a top rupture. Materials and Joints in Timber Structures 9: 761-771.
Diebold, R.; Glos, P. 1994. Verbesserte Holznutzung durch neuartige maschinelle Festigkeitssortierung. Holz als Roh- und Werkstoff 52:222-222.
Diebold, R. 1997. Möglichkeiten der maschinellen Holzsortierung mit dem Euro-GreComat. In Grazer Holzbau-Fachtagung, Sortierung und Festigkeit. B/1:1-19.
DIN 4074-1. 2008. Sortierung von Holz nach der Tragfähigkeit - Teil 1: Nadelschnittholz. Deutsches Institut für Normung e.V., Berlin.
Dirección de Producción Forestal. 2016. Argentina: Plantaciones forestales y gestión sostenible. 15p. [Disponible en] <https://goo.gl/064alb> [acceso 23/12/2016].
Donaldson, L. 2008. Microfibril angle: measurement, variation and relationships - a review. IAWA Journal 29(4): 345-386.
Dowse, G.; Wessels, C. 2013. The structural grading of young South African grown Pinus patula sawn timber. Southern Forests: a Journal of Forest Science 75(1): 7-17.
Ehrhart, T.; Fink, G.; Steiger, R.; Frangi, A. 2016. Strength grading of European beech lamellas for the production of GLT & CLT. International Network on Timber Engineering Research. Meeting 49. Graz, Austria, 14 pp.
EN 384. 2010. Structural timber. Determination of characteristic values of mechanical properties and density. European Committee for Standardization, Brussels.
EN 408. 2010. Timber structures. Structural timber and glued laminated timber. Determination of some physical and mechanical properties. European Committee for Standardization, Brussels.
EN 14080. 2013. Timber structures - Glued laminated timber and glued solid timber - Requirements. European Committee for Standardization, Brussels.
EN 14081-1. 2006. Timber structures - Strength graded structural timber with rectangular cross section - Part 1: General requirements. European Committee for Standardization, Brussels.
Fank, P.; Stefani, P.; Piter, J.C. 2014. Resistencia y rigidez de tablas destinadas a la fabricación de madera laminada encolada estructural. Análisis comparativo entre el pino resinoso (Pinus taeda/elliottii) y el álamo (Populus deltoides ‘Australiano 129/60’ y ‘Stoneville 67’). IV Congreso Internacional de las Salicáceas en Argentina-Jornadas de Salicáceas 2014. La Plata, Argentina, 8 pp.
Fernández-Golfín Seco, J.; Diéz Barra, M. 1996. Growth rate as a predictor of density and mechanical quality of sawn timber from fast growing species. Holz als Roh- und Werkstoff 54:171-174.
Fernández-Golfín Seco, J.; Diéz Barra, M.; Hermoso Prieto, E. 2001. Análisis y estado del arte de la técnica de clasificación mecánica por máquina de la madera aserrada estructural. Investigación Agraria, Sistemas y Recursos Forestales 10(1): 5-19.
Glos, P. 1995. Strength grading. Basis of design, material properties, structural components and joints. Timber Engineering STEP 1, pp: A6/1-A6/8. Centrum Hout, The Netherlands.
Glos, P.; Diebold, R. 1994. Verfahrensentwicklung und Erprobung zur maschinellen Schnittholzsortierung. Abschlußbericht 89505, Institut für Holzforschung der Universität München.
Glos, P.; Lederer, B. 2000. Sortierung von Buchen- und Eichenschnittholz nach der Tragfähigkeit und Bestimmung der zugehörigen Festigkeits- und Steifigkeitskennwerte. Bericht Nr. 98508, Institut für Holzforschung, München.
Görlacher, R. 1984. Ein neues Messverfahren zur Bestimmung des Elastizitätsmoduls von Holz. Holz als Roh- und Werkstoff 42:219-222.
Görlacher, R. 1990. Sortierung von Brettschichtholzlamellen nach DIN 4074 durch Messung von Longitudinalschwingungen. Bauingenieur 65:517-522.
Görlacher, R. 1997. Möglichkeiten der maschinellen Holzsortierung mit dem GradeMaster 403. In Grazer Holzbau-Fachtagung, Sortierung und Festigkeit B/2:1-10.
Green, D.; Kretschmann, D. 1997. Properties and grading of southern pine timbers. Forest Products Journal 47(9): 78-85.
Guillaumet, A.; Filippetti, M.; Acuña Rello, L.; Piter, J.C. 2014. Utilización de la madera de álamo en elementos estructurales. XXXVI Jornadas Sudamericanas de Ingeniería Estructural (XXXVI JSAIE).
Montevideo, Uruguay, 19 al 21 de noviembre de 2014. Publicado completo en formato electrónico con el código 269 en 14 pág. Pdf, resumen en anales pág. 104.
Hanhijärvi, A.; Ranta-Maunus, A. 2008. Development of strength grading of timber using combined measurement techniques. Report of the Combigrade - project - phase 2. VTT Publications 686, 60 pp.
Hermoso Prieto, E. 2001. Caracterización mecánica de la madera estructural de Pinus sylvestris L. Tesis Doctoral, Universidad Politécnica de Madrid, Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Montes, 253 pp. Madrid, España.
Hoffmeyer, P. 1995. Wood as a building material. Timber Engineering. Basis of design, material properties, structural components and joints. STEP 1: pp. A4/1-A4/21. Centrum Hout, The Netherlands.
Ilic, J. 2001. Relationship among the dynamic and static elastic properties of air-dry Eucalyptus delegatensis R. Baker. Holz als Roh- und Werkstoff 59:169-175.
Instituto Argentino de Normalización y Certificación. IRAM 9660-1. 2015. Vigas laminadas de madera. Parte 1: Clases de resistencia y requisitos de fabricación y de control. Instituto Argentino de Normalización y Certificación, Buenos Aires, Argentina.
Instituto Argentino de Normalización y Certificación. IRAM 9660-2. 2015. Vigas laminadas de madera. Parte 2: Métodos de ensayo. Buenos Aires, Argentina.
Instituto Argentino de Normalización y Certificación. IRAM 9661. 2015. Madera laminada encolada estructural. Requisitos de los empalmes por unión dentada., Buenos Aires, Argentina.
Instituto Argentino de Normalización y Certificación. IRAM 9662-1. 2015. Madera laminada encolada estructural. Clasificación visual de las tablas por resistencia. Parte 1: Tablas de pino Paraná (Araucaria angustifolia). Buenos Aires, Argentina.
Instituto Argentino de Normalización y Certificación. IRAM 9662-2. 2015. Madera laminada encolada estructural. Clasificación visual de las tablas por resistencia. Parte 2: Tablas de eucalipto (Eucalyptus grandis). Buenos Aires, Argentina.
Instituto Argentino de Normalización y Certificación. IRAM 9662-3. 2015. Madera laminada encolada estructural. Clasificación visual de las tablas por resistencia. Parte 3: Tablas de pino taeda y ellioti (Pinus taeda y elliottii). Buenos Aires, Argentina.
Instituto Argentino de Normalización y Certificación. IRAM 9662-4. 2015. Madera laminada encolada estructural. Clasificación visual de las tablas por resistencia. Parte 4 - Tablas de álamo (Populus deltoides ‘Australiano 129/60’ y ‘Stoneville 67’). Buenos Aires, Argentina.
Instituto Argentino de Normalización y Certificación. IRAM 9663. 2013. Estructuras de madera. Madera aserrada y madera laminada encolada para uso estructural. Determinación de las propiedades físicas y mecánicas. Buenos Aires, Argentina.
Instituto Argentino de Normalización y Certificación. IRAM 9664. 2013. Madera estructural. Determinación de los valores característicos de las propiedades mecánicas y la densidad. Buenos Aires, Argentina.
International Organization for Standardization. ISO 3130. 1975. Wood. Determination of moisture content for physical and mechanical tests.
International Organization for Standardization. ISO 3131. 1975. Wood. Determination of density for physical and mechanical tests.
Johansson, C.; Brundin, J.; Gruber, R. 1992. Stress Grading of Swedish and German Timber, a comparison of machine stress grading and three visual grading systems. SP Report 1992:23, Swedish National Testing and Research Institute, Sweden.
Moya, L.; Cardoso, A.; Cagno, M.; O´Neill, H. 2015. Caracterización estructural de madera aserrada de pinos cultivados en Uruguay. Maderas. Ciencia y tecnología 17(3): 597- 612.
Piter, J.C.; Cotrina, A.D.; Sosa, Zitto, M.A.; Stefani, P.M.; Torrán, E.A. 2007. Determination of characteristic strength and stiffness values in glued laminated beams of Argentinean Eucalyptus grandis according to European standards. Holz als Roh- und Werkstoff 65(4): 261-266.
Piter, J.C.; Zerbino R. L.; Blaβ H.J. 2004. Visual strength grading of Argentinean Eucalyptus grandis. Strength, stiffness and density profiles and corresponding limits for the main grading parameters. Holz als Roh- und Werkstoff 62(1): 1-8.
Ramos, R.; Villalba, D.; Gómez, R.; Sosa Zitto, A.; Torrán, E.; Piter, J. 2015. Comportamiento mecánico y densidad de la madera de pino resinoso cultivado en Entre Ríos. Análisis comparativo de los resultados obtenidos para 2 plantaciones de distinta edad. XXIX Jornadas Forestales de Entre Ríos. Concordia, E.R., Argentina, 5p.
Roblot, G.; Bléron, L.; Mériaudeau, F.; Marchal, R. 2010. Automatic computation of the knot area ratio for machine strength grading of Douglas-fir and Spruce timber. European Journal of Environmental and Civil Engineering 14(10): 1317-1332.
Sauter, U.; Diebold, R. 1997. Steigerung der Ausbeute von Kiefern-Brettlamellen hoher Tragfähigkeit durch maschinelle Festigkeitsortierung. Holz als Roh- und Werkstoff 55:237-244.
Stöd, R.; Verkasalo, E.; Heinonen, J. 2016. Quality and bending properties of sawn timber from commercial thinnings of Scots Pine (Pinus sylvestris L.). Baltic Forestry 22(1): 148-162.
Yin, Y; Bian, M.; Song, K.; Xiao, F.; Xiaomei, J. 2011. Influence of microfibril angle on withintree variations in the mechanical properties of Chinese fir (Cunninghamia lanceolata). IAWA Journal 32(4): 431-442.