Caracterización no destructiva de madera estructural de Pinus sylvestris mediante técnicas ultrasónica
DOI:
https://doi.org/10.22320/s0718221x/2025.42Keywords:
Ensayos no destructivos, módulo de elasticidad, Pinus sylvestris, equipos ultrasónicos, Sylvatest 4.0, ultrasonido en madera estructuralAbstract
La caracterización de madera estructural mediante la medición de la velocidad de ultrasonidos ha adquirido una importancia creciente. Sin embargo, existen dudas sobre la precisión real de estos equipos, su idoneidad para caracterizar madera en condiciones de obra y su aplicabilidad frente a los métodos estándar, así como la necesidad de generar nuevas ecuaciones de correlación que permitan mejorar su uso en la práctica y en la investigación. Este estudio tiene como objetivo evaluar la efectividad y precisión del equipo Sylvatest 4.0 en la determinación de las propiedades mecánicas de la madera estructural de Pinus sylvestris (pino silvestre), comparando sus resultados con los obtenidos mediante ensayos normalizados en máquina y con el equipo Fakopp MST. Se realizó un análisis en 13 vigas previamente clasificadas según la norma europea, centrado en la correlación entre la velocidad de propagación de la onda ultrasónica y el módulo de elasticidad real u obtenido en máquina. El estudio también examinó el impacto de la aplicación de gel de acoplamiento en la precisión de las mediciones, así como la efectividad de los métodos de medición indirecta, comúnmente utilizados en madera puesta en obra. El análisis estadístico demostró que las mediciones indirectas utilizando el Fakopp MST proporcionan la aproximación más cercana a los valores del módulo de elasticidad de referencia obtenidos en máquina, al igual que las mediciones indirectas con el Sylvatest 4.0 sin gel de acoplamiento. En conjunto, los resultados indican que el Fakopp MST, pese a ser una tecnología anterior, ofrece la estimación más fiable y un uso más seguro en obra, frente al Sylvatest 4.0, cuyo sistema de acoplamiento presenta mayor holgura y por tanto riesgo de caída.
Downloads
References
AENOR. 2011. Clasificación visual de la madera aserrada para uso estructural. Madera de coníferas. Spanish Standard UNE 56.544. AENOR: Madrid, Spain. https://www.une.org/encuentra-tu-norma/busca-tu-norma/norma?c=N0048310
Acuña, L.; Martínez, R.; Spavento, E.; Casado, M.; Álvarez-Martínez, J.; O’Ceallaigh, C.; Harte, A. M.; Balmori, J. A. 2023. Modulus of elasticity prediction through transversal vibration in cantilever beams and ultrasound technique of different wood species. Construction and Building Materials 37: 35-40. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.130750 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.130750
Arriaga, F.; Monton, J.; Segues, E.; Íñiguez-Gonzalez, G. 2014. Determination of the mechanical properties of radiata pine timber by means of longitudinal and transverse vibration methods. Holzforschung 68(3): 299-305. https://doi.org/10.1515/hf-2013-0087 DOI: https://doi.org/10.1515/hf-2013-0087
Arriaga, F.; Llana, D. F.; Esteban, M.; Íñiguez-González, G. 2017. Influence of length and sensor positioning on acoustic time-of-flight (ToF) measurement in structural timber. Holzforschung 71(9): 713-723. https://doi.org/10.1515/hf-2016-0214 DOI: https://doi.org/10.1515/hf-2016-0214
Bucur, V.; Böhnke, I. 1994. Factors affecting ultrasonic measurements in solid wood. Ultrasonics 32(5): 385-390. https://doi.org/10.1016/0041-624X(94)90109-0 DOI: https://doi.org/10.1016/0041-624X(94)90109-0
Bucur, V. 2006. Theory of and experimental methods for the acoustic characterization of wood. In: Acoustics of Wood. 2nd edition. Springer Series in Wood Science. Springer: Berlin, Germany, pp. 39-104. https://doi.org/10.1007/3-540-30594-7 DOI: https://doi.org/10.1007/3-540-30594-7_4
Casado, M.; Acuña, L.; Basterra, L.A.; Ramón-Cueto, G.; Vecilla, D. 2012. Grading of structural timber of Populus × euramericana clone I-214. Holzforschung 66(5): 633-638. https://doi.org/10.1515/hf-2011-0153 DOI: https://doi.org/10.1515/hf-2011-0153
Divos, F.; Tanaka, T. 1997. Lumber strength estimation by multiple regression. Holzforschung 51(5): 467-471. https://doi.org/10.1515/hfsg.1997.51.5.467 DOI: https://doi.org/10.1515/hfsg.1997.51.5.467
European Committee for Standardization. CEN. 2012. Timber structures. Structural timber and glued laminated timber. Determination of some physical and mechanical properties. European Standard EN 408. CEN: Brussels, Belgium. https://www.une.org/encuentra-tu-norma/busca-tu-norma/norma?c=N0049928
European Committee for Standardization. CEN. 2012. Structural Timber. Strength classes. Assignment of visual grades and species. European Standard EN 1912. CEN: Brussels, Belgium. https://www.une.org/encuentra-tu-norma/busca-tu-norma/norma?c=N0049485
França, F.J.N.; Seale, R.D.; Shmulsky, R.; França, T.S.F.A. 2019. Assessing southern pine 2 x 4 and 2 x 6 lumber quality: longitudinal and transverse vibration. Wood and Fiber Science 51(1): 2-15. https://doi.org/10.22382/wfs-2019-002. DOI: https://doi.org/10.22382/wfs-2019-002
Hassan, K.T.S.; Horáček, P.; Tippnera, J. 2013. Evaluation of stiffness and strength of scots pine wood using resonance frequency and ultrasonic techniques. BioResources 8(2): 1634-1645. https://doi.org/10.15376/biores.8.2.1634-1645 DOI: https://doi.org/10.15376/biores.8.2.1634-1645
Llana, D.F.; Iñiguez-Gonzalez, G.; Arriaga, F.; Wang, X. 2016. Time-of-Flight adjustment procedure for acoustic measurements in structural timber. BioResources 11(2): 3303-3317. https://doi.org/10.15376/biores.11.2.3303-3317 DOI: https://doi.org/10.15376/biores.11.2.3303-3317
Llana, D.F.; Íñiguez-González, G.; Díez, M.R.; Arriaga, F. 2020. Nondestructive testing used on timber in Spain: A literature review. Maderas. Ciencia y Tecnología 22(2): 133-156. https://doi.org/10.4067/S0718-221X2020005000201 DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-221X2020005000201
Montero, M.J.; de La Mata, J.; Esteban, M.; Hermoso, E. 2015. Influence of moisture content on the wave velocity to estimate the mechanical properties of large cross-section pieces for structural use of scots pine from Spain. Maderas. Ciencia y Tecnología 17(2): 407-420. https://doi.org/10.4067/S0718-221X2015005000038 DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-221X2015005000038
Osuna-Sequera, C.; Llana, D.F.; Hermoso, E.; Arriaga, F. 2021. Acoustic wave velocity in long pieces of Salzmann pine for in-situ structural assessment. Construction and Building Materials 269. e121256. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121256 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121256
Ross, R.J. (Ed.). 2015. Nondestructive evaluation of wood. 2nd edition. USDA Forest Service, Forest Products Laboratory General Technical Report FPL-GTR-238. https://doi.org/10.2737/FPL-GTR-238 DOI: https://doi.org/10.2737/FPL-GTR-238
Yang, T.; Wang, S.; Lin, C.; Tsai, M. 2008. Evaluation of the mechanical properties of Douglas-fir and Japanese cedar lumber and its structural glulam by nondestructive techniques. Construction and Building Materials 22: 487-493. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2006.11.012 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2006.11.012
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Los autores/as conservarán sus derechos de autor y garantizarán a la revista el derecho de primera publicación de su obra, el cuál estará simultáneamente sujeto a la Licencia de Reconocimiento de Creative Commons CC-BY que permite a terceros compartir la obra siempre que se indique su autor y su primera publicación esta revista.
