Mejora de la predicción de la resistencia y rigidez de la madera estructural con el método de ultrasonidos combinado con parámetros de clasificación visual
DOI:
https://doi.org/10.3989/mc.2007.v57.i288.64Palabras clave:
ultrasonidos, madera, clasificación visual, propiedades mecánicas, ensayos no destructivosResumen
Se analiza la posibilidad de aplicar la técnica de transmisión longitudinal de ultrasonidos para la evaluación de la resistencia y módulo de elasticidad a flexión de la madera estructural de las dos especies de mayor interés constructivo y más amplia presencia en obras de rehabilitación: el pino silvestre (Pinus sylvestris L.) y el pino laricio (Pinus nigra Arn.).
Trabajando sobre un total de 1.305 vigas de pino silvestre y 852 de pino laricio se concluye que por sí sola la velocidad de transmisión de ultrasonidos no es un buen predictor ni de la resistencia ni del módulo de elasticidad en flexión, necesitando el complemento de otras variables predictoras.
Se proponen diversos modelos basados en la medición de la velocidad de transmisión de ultrasonidos, de los diámetros relativos del nudo máximo de cara y de canto, de la longitud y de la densidad. Los modelos se proponen tanto a nivel especie como global, comprobándose que es posible emplear un modelo único para ambas especies.
Los modelos propuestos son capaces de explicar entre el 63 y el 73% de la variabilidad de la resistencia y módulo de elasticidad a flexión.
Descargas
Citas
(1) Brashaw, B. K.; Vatalaro, R.; Wacker, J. y Ross, R.: “Condition Assessment of Timber Bridges: part 2. Evaluation of Several Stress- Wave Timer Devices”, Gen. Tech. Report FPL–GTR–160. Madison, WI : U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory, 2005, 12 pp.
(2) Pellerin, R. y Ross, R.: Nondestructive evaluation of wood. USDA Forest Service, Forest Products Laboratory, Madison WI. Forest Products Society. ISBN 1-892529-26-2, 2002, 209 pp.
(3) Hermoso Prieto, E.: Caracterización mecánica de la madera estructural de Pinus sylvestris L. Tesis Doctoral. Universidad Politécnica de Madrid (UPM), España, 2001.
(4) Fujii, Y.: “Using acoustic emission monitoring to detect termite activity in wood”, Forest Prod. Journal, vol. 40, nº 1 (1990), pp. 34-36.
(5) Fuller, J. J.; Ross, R. J. y Dramm, J. R.: Honeycomb and surface check detection using ultrasonic nondestructive evaluation. Res. Note FPL-RN-0261. Madison, WI: US. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory, 1994, 6 pp.
(6) Karsulovic, J. T.; León, L. A.; Gaete, L.: “Ultrasonic detection of knots and annual ring orientation in Pinus radiata lumber”, Wood and Fiber Science, 32 (3) (2000), pp. 278-286.
(7) Bucur, V.: “Relationship between grain angle of wood specimens and ultrasonic velocity”, Catgut Acoustical Society Inc., 41 (1984), pp. 30-35.
(8) Kabir, M. F.: “Prediction of ultrasonic properties from grain angle”, Journal of the Institute of Wood Science, vol. 15, nº 5 (89) (2001), pp. 235-246.
(9) Sandoz, J. L.; Benoit, Y. y Demay, L.: “Wood testing using acousto-ultrasonic”, 12th International Symposium on Nondestructive Testing of Wood, 2000, pp. 97-104.
(10) Reiterer, A.; Stanzl-Tschegg, E. y Tschegg, K.: 2000. “Mode I fracture and acoustic emission of softwood and hardwood”, Wood Science and Technology, 34 (2000), pp. 417-430. doi:10.1007/s002260000056
(11) Beall, F. C.; Tiitta, M. y Biernacki, J. M.: “The use of acousto-ultrasonics to detect biodeterioration in structural wooden members”, Proceedings of the Nondestructive Testing and Evaluation of Infraestructure, vol. 2 (1998), Am. Soc. for Nondestructive Testing, Columbus, OH, pp. 181-206.
(12) Németh, L.: “Evaluation of built-in timbers by non-destructive testing”, 12th International Symposium on Nondestructive Testing of Wood, 2000, pp. 457-461.
(13) Clausen, A.; Ross, R. J.; Forsman, J. W.; Balachowski, J. D.: “Condition assessment of roof trusses of Quincy Mine Blacksmith Shop in Keweenaw National Historical Park”, USDA Forest Service, Forest Products Laboratory. Research Note FPL-RN-0281, 2001, 4 pp.
(14) Ross, R. J. y Hunt, M. O.: Stress wave timing non-destructive evaluation tools for inspecting historic structures. A guide for use and interpretacion, Gen. Tech. Rep. FPL-GTR-119. Madison, WI: US. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory, 2000, 15 pp.
(15) Ross, R. J.; Pellerin, R. F.; Forsman J. W.; Erickson, J. R. y Lavinder, J. A.: Relationship between stress wave transmission time and compressive properties of timbers removed from service.
(16) Esteban, M.: Determinación de la capacidad resistente de la madera estructural de gran escuadría y su aplicación en estructuras existentes de madera de coníferas. Tesis Doctoral. Universidad Politécnica de Madrid (UPM), España, 2003.
(17) Arriaga, F.; Esteban, M. y Relea, E.: “Evaluation of the load carrying capacity of large cross section coniferous timber in standing structures”, Mater. Construcc., vol. 55 (280) (2005), pp. 43-52.
(18) Wang, X.; Ross, R. J.; Mattson, J. A.; Erickson, J. R.; Forsman, J. W.; Geske, E. A.; Wehr, M. A.: Several nondestructive evaluation techniques for assessing stiffness and MOE of small-diameter logs. Res. Paper FPL-RP-600. Madison, WI: US. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory, 2001, 12 pp.
(19) Arriaga, F.; Íñiguez, G. y Esteban, M.: “Assessment of strength and stiffness properties using longitudinal stress wave on structural gross cross section timber of radiata pine”, 14th International Symposium on Nondestructive Testing of Wood. Eberswalde, Germany, 2005. ISBN 3-8322-3949-9.
(20) Arriaga, F.; Íñiguez, G.; Esteban, M. y Fernández-Golfín, J. I.: “Structural Tali timber (Erythrophleum ivorense A. Chef., Erythrophleum suavolens Brenan.): Assesment of strength and stiffness properties using visual and ultrasonic methods”, Holz als Roh und Werkstoff, 64 (2006), pp. 357-362. doi:10.1007/s00107-006-0100-5
(21) Fernández-Golfín, J. I.; Díez, M. R. y Hermoso, E.: “Relationships between grade determining properties of Spanish Scots and Laricio pine structural timber”, Mater. Construcc., 270 (53) (2003), pp. 45-55.
(22) Hermoso, E; Fernández-Golfín, J. I. y Díez, M. R.: “Evaluación de la clasificación resistente de la madera estructural mediante ultrasonidos”, 10º Congreso Nacional de Ensayos No Destructivos, Cartagena, España, actas, 2003, pp. 187-195.
(23) Machado, J. S.; Sardinha, R. y Cruz, H.: “Evaluation of lengthwise variation of mechanical properties by ultrasounds”, Proceedings of the 5th Conference on Timber Engineering, Montreaux (Switzerland), vol. 2 (1998), pp. 304-311.
(24) Kessel, M. H.; Plinke, B.; Augustin, R.; Huse, M.: “Strength grading of construction timber with large cross sections”, Proceedings of the 5th Conference on Timber Engineering, Montreaux (Switzerland), vol. 1 (1998), pp. 557-562.
(25) Kuklik, P. y Dolejs, J.: “Nondestructive evaluation of structural timber”, Proceedings of the 5th Conference on Timber Engineering, Montreaux (Switzerland), vol. 1 (1998), pp. 692-699.
(26) Kazemi Najafi, S. y Ebrahimi, Gh.: “Three methods for the prediction of longitudinal ultrasonic wave velocity in particleboard and fiberboard”, Proceedings of the 14th International Symposium on Nondestructive Testing of Wood. Eberswalde, Germany, 2005, ISBN 3- 8322-3949-9.
(27) Beall, F. C.: “Overview of the use of ultrasonic technologies in research on wood properties”, Wood Sci. and Technol., 36 (2002), pp. 197-212. doi:10.1007/s00226-002-0138-4
(28) Sandoz, J. L.: “Grading of construction timber by ultrasound”, Wood Science and Technology, 23 (1989), pp. 95-108. doi:10.1007/BF00350611
(29) Conde García, M.: Caracterización de la madera estructural de Pinus nigra Subsp. Salzmannii. Tesis Doctoral. Universidad Politécnica de Madrid (UPM), España, 2005.
(30) UNE-EN 408 (30):2004: Timber structures. Structural timber and glued laminated timber. Determination of some physical and mechanical properties.
(31) UNE-EN 384 (29):2004: Structural timber. Determination of characteristic values of mechanical properties and density.
(32) UNE 56.544:2003: Visual grading for structural sawn timber. Coniferous timber.
(33) UNE-EN 14081-1 (33):2005. Timber structures. Strength graded structural timber with rectangular cross section. Part 1: General requirements.
(34) UNE-EN 1310 (32):1997. Madera aserrada y en rollo. Método de medida de las singularidades.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2007 Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
© CSIC. Los originales publicados en las ediciones impresa y electrónica de esta Revista son propiedad del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, siendo necesario citar la procedencia en cualquier reproducción parcial o total.
Salvo indicación contraria, todos los contenidos de la edición electrónica se distribuyen bajo una licencia de uso y distribución “Creative Commons Reconocimiento 4.0 Internacional ” (CC BY 4.0). Consulte la versión informativa y el texto legal de la licencia. Esta circunstancia ha de hacerse constar expresamente de esta forma cuando sea necesario.
No se autoriza el depósito en repositorios, páginas web personales o similares de cualquier otra versión distinta a la publicada por el editor.
