FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL TESIS: EVALUACION COMPARATIVA DE LOS EFECTOS QUE PRODUCE EL ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Y COLA SINTETICA BLANCA EN LAS PROPIEDADES FISICO MECANICAS DE LA MADERA EUCALIPTO GLOBULUS CON CONTENIDO DE HUMEDAD SECO PROCEDENTE DE LA ZONA DE PAUCARTAMBO-CUSCO APLICADA POR INMERSION PROLONGADA PARA USO ESTRUCTURAL Presentado por los bachilleres: Valencia Pezo, Jackeline Dayana Sánchez Quispe, Brayan Para obtener el Título Profesional de Ingeniero Civil Asesor: Ing. Heiner Soto Flórez Cusco – Perú 2017 DEDICATORIA A DIOS, por guiarnos y acompañarnos en este largo camino para llegar a ser profesionales. Dedico este trabajo a mis padres Aydee Pezo Diaz y Julio Valencia Jiménez; quienes con su amor y compresión me acompañaron y apoyaron siempre en todo momento de mi vida y me enseñaron todos los valores para ser la persona que ahora soy. A mis hermanos Alvaro Valencia Pezo y Luz Estrella Valencia Pezo; que en ocasiones me acompañaron por las noches al momento de realizar la presente investigación. También agradezco a mi prima Ninoska Morales Pezo; por su apoyo incondicional, su exigencia constante y todos los consejos que siempre me ha dado en todo el transcurso para realizar mi investigación. JACKELINE DAYANA VALENCIA PEZO Dedico este trabajo a: A mis Abuelos Benita Alvarez y Manuel Quispe que desde el cielo me guiaron y protegieron. A mis Padres Herminia Quispe y William Sanchez, con especial afecto a mi Madre con su amor y ejemplo forjarme en la persona que soy. A mi Hermano Yezen por su apoyo y consejos en mi vida, ellos son los que me dieron grandes enseñanzas y los principales protagonistas de este “sueño alcanzado”. BRAYAN SANCHEZ QUISPE i AGRADECIMIENTOS Expresamos sincero agradecimiento a nuestro asesor: Ing. Heiner Soto Florez por su desinteresada colaboración y apoyo para el desarrollo de la presente investigación. Así mismo nuestro reconocimiento y agradecimiento a nuestra alma mater, Universidad Andina del Cusco, la cual está representada la Escuela Profesional de Ingeniería Civil. De igual manera agradecer al Ing. Alfredo Curo Gómez, Docente de Laboratorio, por su apoyo permanente y desinteresado para el desarrollo de los ensayos en el transcurso de nuestra investigación. Agradecer a nuestros familiares, y en especial a nuestros padres, Aydee Pezo, Julio Valencia, Herminia Quispe y William Sanchez que hicieron que sea posible cumplir con nuestra meta de ser profesionales. Agradecer a nuestros amigos: Marquinho del Pezo, Fabiola Alcazar, Hussein Vallenas, Richard Valencia, Diego Neira, Edgar Marquina, Victor Polo; que estuvieron presentes en el cumplimento de este objetivo de manera incondicional. ii RESUMEN La presente tesis se enmarca en la ciudad de Cusco, la investigación tiene por objetivo evaluar los efectos que producen el aceite requemado automotriz y la cola sintética blanca en las propiedades físico mecánicas de la madera Eucalipto Globulus con contenido de humedad seco procedente de Paucartambo – Cusco aplicada por inmersión prolongada para uso estructural. Las propiedades físico-mecánicas que se ensayaron fueron: Densidad básica, Dureza, Cizallamiento paralelo al grano, Compresión axial o paralela al grano, Compresión perpendicular y Flexión estática, para lo cual se utilizó un total de 360 probetas elaboradas de 5 árboles extraídos de la zona de Paucartambo, se utilizaron 20 probetas por ensayo dando un total de 120 probetas por tratamiento con cola sintética blanca, 120 con tratamiento de aceite requemado automotriz y 120 probetas sin tratamiento. Se utilizó criterios estadísticos, entre ellos Chauvenet el cual sirvió para aprobar o descartar los datos obtenidos, también se utilizó un límite de exclusión al 5%; para obtener este dato representativo, se utilizó la función probabilística Student (t) a un percentil 5 a un nivel de confianza del 95%. El Eucalipto Globulus de la zona de Paucartambo al ser tratada tanto con cola sintética blanca como con aceite requemado automotriz; mejora sus características para poder ser empleado estructuralmente, cabe resaltar que los resultados obtenidos en los ensayos mecánicos para el Eucalipto Globulus en estado anhidro , tratado con cola sintética blanca y aceite requemado automotriz fueron superior a los resultados obtenidos en la madera Eucalipto Globulus sin tratamiento. Palabras clave: Madera, tratamiento, inmersión, aceite automotriz, cola sintética. iii ABSTRACT The present thesis was elaborated in the city of Cusco, the objective of this research is to evaluate the effects of the burned motor oil and the white synthetic glue on the mechanical properties of the Globulus Eucalyptus wood with dry moisture content from Paucartambo - Cusco applied by extended immersion for structural use. The physical-mechanical properties tested were: Basic Density, Hardness, Parallel shear to grain, Axial or Parallel Compression to grain, Perpendicular Compression and Static Flexion, for which a total of 360 specimens made from 5 trees extracted from the 20 specimens per test were used, giving a total of 120 specimens per treatment with white synthetic glue, 120 with autoclaved oil treatment and 120 specimens without treatment. Statistical criteria were used, including Chauvenet, which was used to approve or discard the data obtained; a 5% exclusion limit was also used; to obtain this representative data, the Student's probability function (t) was used at a percentile 5 at a 95% confidence level. Based on the results obtained, Chapter IV presents the conclusions and recommendations, showing that the Eucalyptus Globulus of the area of Paucartambo when treated with both white synthetic glue and burned motor oil; improves its characteristics to be able to be used structurally, it is important be noted that the results obtained in the mechanical tests for Eucalyptus globulus in the anhydrous state, treated with white synthetic glue and automated oil, were superior to the results obtained in the Globulus Eucalyptus wood without treatment. Keywords: Wood, treatment, inmersion, synthetic glue, motor oil. iv INTRODUCCION La madera es un material duro y resistente que se produce mediante la transformación del árbol. Es un recurso forestal disponible que se ha utilizado durante mucho tiempo como material de construcción. Es uno de los elementos constructivos más antiguos que el hombre ha utilizado para la construcción de sus viviendas y otras edificaciones. Pero para lograr un resultado excelente en su trabajabilidad hay que tener presente ciertos aspectos relacionados con la forma de corte, curado y secado. La utilización de la madera como sistema constructivo o como elemento estructural ha acompañado al hombre a lo largo de toda la historia. Al principio, junto a la piedra, era el principal elemento constructivo. Posteriormente aparecieron nuevos materiales que relegaron su utilización. Actualmente la evolución de su tecnología permite obtener productos estructurales más fiables y económicos, y su mejor conocimiento, tanto desde el punto de vista estructural como ecológico y medioambiental, le permite competir con el resto de los materiales estructurales. La presente investigación consiste en la evaluación comparativa de los efectos que produce el aceite requemado automotriz y cola sintética blanca en las propiedades físico mecánicas de la madera Eucaliptpo Globulus con contenido de humedad seco procedente de la zona de Paucartambo-Cusco aplicada por inmersiÓn prolongada para uso estructural, que permitirán reivindicar su importancia y tener un registro cuantificable de las características de la especie, evitando así la selectividad de los usuarios hacia una o pocas especies conocidas, cuando existen otras de características similares. De esta manera se podrá dar a conocer su calidad y a partir de esta, asignar una mejor utilización como material estructural. Las propiedades físico-mecánicas que se determinaron fueron: densidad básica, dureza, flexión estática, compresión paralela al grano, compresión perpendicular al grano y corte o cizallamiento paralelo al grano, todo esto para un estado anhidro con tratamiento y sin tratamiento. Los aditivos utilizados para su tratamiento están dirigidos a la forma de comercialización de nuestra región por lo cual, se utilizaron 120 probetas para los ensayos sin tratamiento, 120 probetas para los ensayos con aceite requemado automotriz y 120 probetas para los ensayos con cola sintética blanca. Estos ensayos se realizaron en la Universidad Andina del Cusco. v INDICE GENERAL DEDICATORIA ...................................................................................................................... i AGRADECIMIENTOS ......................................................................................................... ii RESUMEN ........................................................................................................................... iii ABSTRACT ........................................................................................................................... iv INTRODUCCION .................................................................................................................. v INDICE GENERAL .............................................................................................................. vi INDICE DE FIGURAS .......................................................................................................... x INDICE DE TABLAS ........................................................................................................ xiii INDICE DE GRAFICOS .................................................................................................. xviii CAPITULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ....................................................... 1 Identificación del problema ......................................................................................... 1 Descripción del Problema ................................................................................. 1 Formulación de problemas ................................................................................ 2 Justificación ................................................................................................................. 3 Justificación técnica .......................................................................................... 3 Justificación social ............................................................................................ 4 Justificación por viabilidad ............................................................................... 4 Justificación por relevancia .............................................................................. 5 Limitaciones de la investigación .................................................................................. 5 Limitación de lugar ........................................................................................... 5 Limitaciones de materiales ............................................................................... 5 Limitaciones de ensayos ................................................................................... 6 Objetivos de la investigación ....................................................................................... 6 Objetivo general ................................................................................................ 6 vi Objetivos específicos ........................................................................................ 6 Hipótesis ...................................................................................................................... 7 Hipótesis general ............................................................................................... 7 Sub hipótesis ..................................................................................................... 7 Variables ...................................................................................................................... 8 Variables dependientes ..................................................................................... 8 Indicadores de las variables dependientes ........................................................ 9 Variables independientes .................................................................................. 9 Indicadores de las variables independientes ..................................................... 9 CAPITULO II: MARCO TEÓRICO DE LA TESIS............................................................ 11 Antecedentes de la tesis ............................................................................................. 11 Antecedentes nacionales ................................................................................. 11 Antecedentes a nivel internacional ................................................................. 12 Base teórico científicas .............................................................................................. 14 Generalidades de la madera ............................................................................ 14 Propiedades de la madera ............................................................................... 24 Eucalytus Globulus ......................................................................................... 43 Influencia del contenido de humedad ............................................................. 51 Patología de la madera .................................................................................... 51 Protección de la madera .................................................................................. 53 Durabilidad natural e impregnabilidad ........................................................... 59 Clases de riesgo .............................................................................................. 60 Revisión de las medidas constructivas ............................................................ 60 Productos protectores ...................................................................................... 61 Método de tratamiento .................................................................................... 64 vii Elección del tipo de protección ....................................................................... 67 Vida útil de la madera tratada ......................................................................... 68 Teoría de resistencia de materiales ................................................................. 69 Criterios estadísticos ....................................................................................... 70 CAPITULO III: METODOLOGIA ...................................................................................... 74 Metodología de la investigación ................................................................................ 74 Tipo de investigación ...................................................................................... 74 Nivel de la investigación ................................................................................. 74 Método de la investigación ............................................................................. 74 Diseño de la investigación ......................................................................................... 75 Diseño metodológico ...................................................................................... 75 Diseño de ingeniería ....................................................................................... 75 Población y muestra ................................................................................................... 77 Población ........................................................................................................ 77 Muestra ........................................................................................................... 77 Criterios de inclusión ...................................................................................... 79 Instrumentos ............................................................................................................... 80 Instrumentos metodológicos o instrumentos de recolección de datos ............ 81 Instrumentos de Ingeniería .............................................................................. 94 Procedimientos de Recolección de Datos .................................................................. 98 Selección y colección de muestras (NTP 251.008) ........................................ 98 Método de protección y tratamiento de las probetas .................................... 101 Métodos para determinar el contenido de humedad (NTP 251.009) ............ 102 Método para determinar la densidad (NTP 251.011) ................................... 103 Método para determinar la Dureza (ASTM E10-Metodo de Brinell) .......... 107 viii Método para determinar el esfuerzo al corte por cizallamiento paralelo al grano (NTP 251.013) ............................................................................................................ 110 Método para determinar la compresión axial o paralela al grano (NTP 251.014) ...................................................................................................................... 114 Método para determinar la compresión perpendicular al grano (NTP 251.016) ...................................................................................................................... 117 Método para determinar la flexión estática (NTP 251.017) ......................... 121 Procedimientos de Análisis de datos ....................................................................... 125 Densidad ....................................................................................................... 125 Dureza ........................................................................................................... 129 Resistencia al corte por cizallamiento paralelo al grano ............................... 133 Resistencia a la compresión axial o paralela al grano. ................................. 137 Resistencia a la compresión perpendicular al grano. .................................... 141 Resistencia a la flexión estática. ................................................................... 145 Análisis estadístico ....................................................................................... 149 Límite de Confianza (t de Student) ............................................................... 171 Esfuerzos admisibles ..................................................................................... 173 CAPITULO IV: RESULTADOS ....................................................................................... 175 Resultados de los ensayos de las Propiedades Físicas ............................................. 176 Resultados del ensayo de densidad básica .................................................... 176 Resultados del ensayo de dureza de Brinell .................................................. 177 Resultados de los ensayos de las Propiedades Mecánicas ....................................... 178 Resultados del ensayo de Corte por cizallamiento paralelo al grano ........... 178 Resultados del ensayo de Compresión axial o paralela al grano .................. 179 Resultados del ensayo de Compresión perpendicular al grano ..................... 180 Resultados del ensayo de Flexión estática .................................................... 181 ix CAPITULO V: DISCUSIÓN ............................................................................................. 182 GLOSARIO ........................................................................................................................ 187 CONCLUSIONES .............................................................................................................. 190 RECOMENDACIONES ..................................................................................................... 192 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ............................................................................... 193 ANEXOS ............................................................................................................................ 195 a) Anexo fotográfico .................................................................................................... 195 b) Función t de Student ................................................................................................ 207 c) Matriz de consistencia ............................................................................................. 208 d) Normas ..................................................................................................................... 209 INDICE DE FIGURAS Figura N° 1: Zonas boscosas de Paucartambo ....................................................................... 1 Figura N° 2: Forestación con eucalipto en la zona de Paucartambo- Cusco ................... 2 Figura N° 3: Partes de la madera .......................................................................................... 17 Figura N° 4: Proceso de obtención de la madera. ................................................................. 18 Figura N° 5: Secado de madera al aire ................................................................................. 19 Figura N° 6: Sentidos del eje del árbol ................................................................................. 25 Figura N° 7: Eje tangencial de una pieza de madera ............................................................ 25 Figura N° 8: Eje radial de una pieza de madera ................................................................... 26 Figura N° 9: Eje longitudinal en una pieza de madera ......................................................... 26 Figura N° 10: Madera sobre el psf. presencia de agua libre y agua ligada ........................... 28 Figura N° 11: Madera verde y madera seca .......................................................................... 29 Figura N° 12: Efectos de la contracción en la madera. ........................................................ 31 Figura N° 13: Carga-deformación ........................................................................................ 33 Figura N° 14: Esquema de ensayo de compresión perpendicular al grano .......................... 35 Figura N° 15: Esquema de ensayo de compresión paralela al grano .................................... 36 Figura N° 16:Esquema de ensayo de flexión estática ........................................................... 37 x Figura N° 17: Esquema de ensayo de resistencia al cizalle paralelo a las fibras .................. 38 Figura N° 18:Términos relativos a la geometría de una pieza .............................................. 39 Figura N° 19: Medición de agujero y/o nudo suelto en el borde .......................................... 40 Figura N° 20:Medición de la longitud de la zona afectada por la rajadura .......................... 41 Figura N° 21: Medición de grietas........................................................................................ 41 Figura N° 22: Medición de la desviación de la fibra ............................................................ 42 Figura N° 23:Acanaladura, alabeo de las caras en la dirección ............................................ 42 Figura N° 24: Medición de la arista faltante o canto muerto ................................................ 43 Figura N° 25: Listones de madera eucalipto ......................................................................... 44 Figura N° 26: Uso de la madera Eucalipto ........................................................................... 48 Figura N° 27: Características de la madera Eucalipto .......................................................... 49 Figura N° 28: Tratamiento por pincelado en madera ........................................................... 64 Figura N° 29: Tratamiento por pulverización en madera ..................................................... 65 Figura N° 30: Tratamiento por inmersión breve ................................................................... 65 Figura N° 31: Tratamiento por inmersión prolongada.......................................................... 66 Figura N° 32: Cilindro autoclave para tratamiento de madera ............................................. 67 Figura N° 33: Esfuerzos simples .......................................................................................... 69 Figura N° 34: Diagrama esfuerzo deformación .................................................................... 70 Figura N° 35: Flujograma del diseño de ingenieria .............................................................. 76 Figura N° 36: Ficha de recolección de datos de compresión paralela .................................. 82 Figura N° 37: Ficha de recolección de datos de compresión axial paralela al grano .......... 83 Figura N° 38: Ficha de recolección de datos de compresión perpendicular ......................... 84 Figura N° 39: Ficha de recolección de datos de compresión perpendicular al grano ........... 85 Figura N° 40: Ficha de recolección de datos de flexión estática .......................................... 86 Figura N° 41: Ficha de recolección de datos de flexión estática .......................................... 87 Figura N° 42: Ficha de recolección de datos de cizallamiento paralelo al grano ................. 88 Figura N° 43: Ficha de recolección de datos de cizallamiento paralela al grano ................. 89 Figura N° 44: Ficha de recolección de datos de densidad básica ......................................... 90 Figura N° 45: Ficha de recolección de datos de densidad básica ......................................... 91 Figura N° 46: Ficha de recolección de datos de dureza de Brinell ....................................... 92 Figura N° 47: Ficha de recolección de datos de dureza de Brinell ....................................... 93 xi Figura N° 48: Maquina de compresión digital ..................................................................... 94 Figura N° 49: Maquina de estabilidad marshall ................................................................... 95 Figura N° 50: Maquina de dureza Brinell ............................................................................. 96 Figura N° 51: Vernier ........................................................................................................... 96 Figura N° 52: Balanza........................................................................................................... 97 Figura N° 53: Horno ............................................................................................................. 97 Figura N° 54: Higrómetro ..................................................................................................... 98 Figura N° 55: Selección de la zona de extracción de la muestra .......................................... 99 Figura N° 56: Medición para el trozado ............................................................................. 100 Figura N° 57: Corte de las probetas .................................................................................... 100 Figura N° 58: Proceso de secado a intemperie después del tratamiento ............................ 101 Figura N° 59: Verificación de peso constante sin variación. .............................................. 102 Figura N° 60: Proceso de secado en el horno ..................................................................... 104 Figura N° 61: Verificación que ya no varié el peso ............................................................ 104 Figura N° 62: Proceso del ensayo de dureza de Brinell ..................................................... 108 Figura N° 63: Proceso del ensayo de corte por cizallamiento ............................................ 111 Figura N° 64: Falla de la probeta del ensayo de corte por cizallamiento ........................... 111 Figura N° 65: Proceso del ensayo de compresión axial...................................................... 115 Figura N° 66: Probetas después de ser ensayadas .............................................................. 115 Figura N° 67: Proceso del ensayo de compresión perpendicular ....................................... 119 Figura N° 68: Probeta sometida al ensayo de compresión perpendicular .......................... 119 Figura N° 69: Proceso del ensayo de flexión estática ......................................................... 123 Figura N° 70: Datos de la probeta ...................................................................................... 133 xii INDICE DE TABLAS Tabla 1: Cuadro de operacionalización de variables ............................................................ 10 Tabla 2: Agrupamiento por Densidad ................................................................................... 23 Tabla 3 : Esfuerzos admisibles ............................................................................................. 24 Tabla 4 : Calculo del contenido de humedad de la madera .................................................. 27 Tabla 5 Contracción de la madera secada al aire y en cámara ............................................. 30 Tabla 6 Propiedades físicas de la madera Eucalipto Glóbulos ............................................. 50 Tabla 7 Propiedades mecánicas de la madera Eucalipto Glóbulos ....................................... 50 Tabla 8 Condiciones de desarrollo de los distintos tipos de agentes bióticos ...................... 53 Tabla 9 Tabla resumen de las clases de riesgo ..................................................................... 60 Tabla 10 Tipo de protección y método de tratamiento. ........................................................ 68 Tabla 11 Cantidad de muestras por ensayo .......................................................................... 78 Tabla 12 Datos obtenidos del ensayo de densidad básica en estado anhidro sin tratamiento ............................................................................................................................................ 105 Tabla 13 Datos obtenidos del ensayo de densidad básica en estado anhidro tratado con cola sintética blanca .................................................................................................................... 105 Tabla 14 Datos obtenidos del ensayo de densidad básica en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz ........................................................................................................ 106 Tabla 15 Datos obtenidos del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro sin tratamiento ............................................................................................................................................ 108 Tabla 16 Datos obtenidos del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro tratado con cola sintética blanca .................................................................................................................... 109 Tabla 17 Datos obtenidos del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz ........................................................................................................ 110 Tabla 18 Datos obtenidos del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro sin tratamiento .......................................................................................................................... 112 Tabla 19 Datos obtenidos del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ......................................................................................... 112 Tabla 20 Datos obtenidos del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz ........................................................................... 113 xiii Tabla 21 Datos obtenidos del ensayo de compresión axial en estado anhidro sin tratamiento ............................................................................................................................................ 116 Tabla 22 Datos obtenidos del ensayo de compresion axial en estado anhidro tratado con cola sintética blanca .................................................................................................................... 116 Tabla 23 Datos obtenidos del ensayo de compresion axial en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz ........................................................................................................ 117 Tabla 24 Datos obtenidos del ensayo de compresión paralela en estado anhidro sin tratamiento .......................................................................................................................... 120 Tabla 25 Datos obtenidos del ensayo de densidad paralela en estado anhidro tratado con cola sintética blanca .................................................................................................................... 120 Tabla 26 Datos obtenidos del ensayo de densidad paralela en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz .............................................................................................. 121 Tabla 27 Datos obtenidos del ensayo de flexión estática en estado anhidro sin tratamiento ............................................................................................................................................ 123 Tabla 28 Datos obtenidos del ensayo de flexión estática en estado anhidro tratado con cola sintética blanca .................................................................................................................... 124 Tabla 29 Datos obtenidos del ensayo de flexión estática en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz ........................................................................................................ 125 Tabla 30 Resultados obtenidos del ensayo de densidad básica en estado anhidro sin tratamiento .......................................................................................................................... 126 Tabla 31 Resultados obtenidos del ensayo de densidad básica en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ............................................................................................................ 127 Tabla 32 Resultados obtenidos del ensayo de densidad básica en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz .............................................................................................. 128 Tabla 33 Resultados obtenidos del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro sin tratamiento .......................................................................................................................... 130 Tabla 34 Resultados obtenidos del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ............................................................................................................ 131 Tabla 35 Resultados obtenidos del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz .............................................................................................. 132 xiv Tabla 36 Resultados obtenidos del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro sin tratamiento ....................................................................................................... 134 Tabla 37 Resultados obtenidos del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ............................................................................ 135 Tabla 38 Resultados obtenidos del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz .............................................................. 136 Tabla 39 Resultados obtenidos del ensayo de compresión axial en estado anhidro sin tratamiento .......................................................................................................................... 138 Tabla 40 Resultados obtenidos del ensayo de compresión axial en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ............................................................................................................ 139 Tabla 41 Resultados obtenidos del ensayo de compresión axial en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz .............................................................................................. 140 Tabla 42 Resultados obtenidos del ensayo de compresión perpendicular en estado anhidro sin tratamiento ..................................................................................................................... 142 Tabla 43 Resultados obtenidos del ensayo de compresión perpendicular en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ......................................................................................... 143 Tabla 44 Resultados obtenidos del ensayo de compresión perpendicular en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz ........................................................................... 144 Tabla 45 Resultados obtenidos del ensayo de flexión estática en estado anhidro sin tratamiento .......................................................................................................................... 146 Tabla 46 Resultados obtenidos del ensayo de flexión estática en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ............................................................................................................ 147 Tabla 47 Resultados obtenidos del ensayo de flexión estática en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz .............................................................................................. 148 Tabla 48 Análisis estadístico del ensayo de densidad básica en estado anhidro sin tratamiento ............................................................................................................................................ 150 Tabla 49 Análisis estadístico del ensayo de densidad básica en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ............................................................................................................ 150 Tabla 50 Análisis estadístico del ensayo de densidad básica Corregido tratado con cola sintética blanca .................................................................................................................... 151 xv Tabla 51 Análisis estadístico del ensayo de densidad básica en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz .............................................................................................. 152 Tabla 52 Análisis estadístico del ensayo de densidad básica corregido en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz ........................................................................... 152 Tabla 53 Análisis estadístico del ensayo de densidad básica segunda corrección en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz .............................................................. 153 Tabla 54 Análisis estadístico del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro sin tratamiento .......................................................................................................................... 154 Tabla 55 Análisis estadístico del ensayo de dureza de Brinell corregido en estado anhidro sin tratamiento .......................................................................................................................... 155 Tabla 56 Análisis estadístico del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ............................................................................................................ 155 Tabla 57 Análisis estadístico del ensayo de dureza de Brinell corregido en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ......................................................................................... 156 Tabla 58 Análisis estadístico del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz .............................................................................................. 157 Tabla 59 Análisis estadístico del ensayo de dureza de Brinell corregido en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz ........................................................................... 157 Tabla 60 Análisis estadístico del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro sin tratamiento ..................................................................................................................... 158 Tabla 61 Análisis estadístico del ensayo de cizallamiento paralelo al grano corregido en estado anhidro sin tratamiento ............................................................................................ 159 Tabla 62 Análisis estadístico del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ......................................................................................... 159 Tabla 63 Análisis estadístico del ensayo de cizallamiento paralelo al grano corregido en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ................................................................. 160 Tabla 64 Análisis estadístico del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz ........................................................................... 161 Tabla 65 Análisis estadístico del ensayo de cizallamiento paralelo al grano corregido en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz ................................................... 161 xvi Tabla 66 Análisis estadístico del ensayo de cizallamiento paralelo al grano segunda corrección en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz ............................ 162 Tabla 67 Análisis estadístico del ensayo de compresión axial en estado anhidro sin tratamiento .......................................................................................................................... 163 Tabla 68 Análisis estadístico del ensayo de compresión axial en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ............................................................................................................ 163 Tabla 69 Análisis estadístico del ensayo de compresión axial corregido en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ......................................................................................... 164 Tabla 70 Análisis estadístico del ensayo de compresión axial en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz .............................................................................................. 165 Tabla 71 Análisis estadístico del ensayo de compresión perpendicular en estado anhidro sin tratamiento .......................................................................................................................... 165 Tabla 72 Análisis estadístico del ensayo de compresión perpendicular corregido en estado anhidro sin tratamiento ....................................................................................................... 166 Tabla 73 Análisis estadístico del ensayo de compresión perpendicular en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ......................................................................................... 167 Tabla 74 Análisis estadístico del ensayo de compresión perpendicular corregido en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ............................................................................ 167 Tabla 75 Análisis estadístico del ensayo de compresión perpendicular en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz ........................................................................... 168 Tabla 76 Análisis estadístico del ensayo de flexión estática en estado anhidro sin tratamiento ............................................................................................................................................ 169 Tabla 77 Análisis estadístico del ensayo de flexión estática en estado anhidro tratado con cola sintética blanca .................................................................................................................... 169 Tabla 78 Análisis estadístico del ensayo de flexión estática corregido en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ......................................................................................... 170 Tabla 79 Análisis estadístico del ensayo de flexión estática en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz .............................................................................................. 171 Tabla 80 Limite de confianza (PER 5%) para cada ensayo ................................................ 172 Tabla 81 Coeficientes de reducción, seguridad y duración de la carga .............................. 173 xvii Tabla 82 Resultados del cálculo del coeficientes de reducción, seguridad y duración de la carga .................................................................................................................................... 174 Tabla 83 Resumen de los resultados obtenidos de las propiedades evaluadas ................... 175 Tabla 84 : Esfuerzos admisibles ......................................................................................... 175 Tabla 85 Análisis comparativo de los resultados del ensayo de densidad básica ............... 176 Tabla 86 Análisis comparativo de los resultados del ensayo de dureza de Brinell ............ 177 Tabla 87 Análisis comparativo de los resultados del ensayo de cizallamiento paralelo .... 178 Tabla 88 Análisis comparativo de los resultados del ensayo de compresión axial ............ 179 Tabla 89 Análisis comparativo de los resultados del ensayo de compresión perpendicular ............................................................................................................................................ 180 Tabla 90 Análisis comparativo de los resultados del ensayo de flexión estática ............... 181 Tabla 91 Análisis comparativo de los resultados y su porcentaje de aumento ................... 183 Tabla 92 : Esfuerzos admisibles ......................................................................................... 184 INDICE DE GRAFICOS Grafico 1 Resultados obtenidos del ensayo de densidad básica sin tratamiento ................ 126 Grafico 2 Resultados del ensayo de densidad básica tratado con cola sintética blanca ..... 127 Grafico 3 Resultados del ensayo de densidad básica tratado con aceite requemado automotriz ............................................................................................................................................ 128 Grafico 4 Resultados del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro sin tratamiento 130 Grafico 5 Resultados del ensayo de dureza de Brinell tratado con cola sintética blanca .. 131 Grafico 6 Resultados del ensayo de dureza tratado con aceite requemado automotriz ..... 132 Grafico 7 Resultados del ensayo de cizallamiento paralelo al grano sin tratamiento ......... 134 Grafico 8 Resultados obtenidos del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ............................................................................ 135 Grafico 9 Resultados obtenidos del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz .............................................................. 136 Grafico 10 Resultados del ensayo de compresión axial en estado anhidro sin tratamiento 138 xviii Grafico 11 Resultados obtenidos del ensayo de compresión axial en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ..................................................................................................... 139 Grafico 12 Resultados obtenidos del ensayo de compresión axial en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz ....................................................................................... 140 Grafico 13 Resultados obtenidos del ensayo de compresión perpendicular en estado anhidro sin tratamiento ..................................................................................................................... 142 Grafico 14 Resultados obtenidos del ensayo de compresión perpendicular en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ......................................................................................... 143 Grafico 15 Resultados obtenidos del ensayo de compresión perpendicular en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ......................................................................................... 144 Grafico 16 Resultados obtenidos del ensayo de flexión estática en estado anhidro sin tratamiento .......................................................................................................................... 146 Grafico 17 Resultados obtenidos del ensayo de flexión estática en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ............................................................................................................ 147 Grafico 18 Resultados obtenidos del ensayo de flexión estática en estado anhidro tratado con cola sintética blanca ............................................................................................................ 148 Grafico 19 Gráfico comparativo de los resultados del ensayo de densidad básica ........... 176 Grafico 20 Gráfico comparativo de los resultados del ensayo de dureza de Brinell ......... 177 Grafico 21 Gráfico comparativo de los resultados del ensayo de cizallamiento paralelo . 178 Grafico 22 Gráfico comparativo de los resultados del ensayo de compresión axial ......... 179 Grafico 23 Gráfico comparativo de los resultados del ensayo de compresión perpendicular ............................................................................................................................................ 180 Grafico 24 Gráfico comparativo de los resultados del ensayo de flexión estática ............ 181 xix CAPITULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Identificación del problema Descripción del Problema La industria de la construcción representa una de las que generan mayor impacto ambiental, razón por la que es necesario el producir y utilizar materiales y componentes constructivos de baja energía incorporada y fácil reintegración al medio ambiente al final de su vida útil como son las diferentes especies maderables. En la región del Cusco encontramos 116,754.53 Ha. boscosas con una variedad de especies maderables, la explotación es puramente selectiva y recae en tres especies: Tornillo, Cedro y Eucalipto; y el uso de la madera en la región como material de construcción, está restringida por factores como el limitado conocimiento de sus propiedades físico - mecánicas las cuales limitan sus aplicaciones en el ámbito estructural por otro lado tampoco encontramos estudios referentes al tratamiento de la madera para la mejora de sus características estructurales. Figura N° 1: Zonas boscosas de Paucartambo Fuente: Servicio Nacional Forestal y de Fauna Silvestre (Serfor) 1 Figura N° 2: Forestación con eucalipto en la zona de Paucartambo- Cusco Fuente: Servicio Nacional Forestal y de Fauna Silvestre (Serfor) Actualmente el uso de la madera en la construcción está abocado en vigas, columnas, pilares y cerchas de forma empírica. Estudios sobre el mejoramiento de este material tales como un registro de sus propiedades físico–mecánicas, resultan de gran valor para el consumidor, la industria maderera y para el uso de diseños estructurales. Formulación de problemas Problema General ¿Cuál será la evaluación comparativa de los efectos que produce el aceite requemado automotriz y la cola sintética blanca en las propiedades físico mecánicas de la madera Eucalipto Globulos con contenido de humedad seco procedente Paucartambo – Cusco aplicada por inmersión prolongada para uso estructural? 2 Problemas Específicos 1. ¿Cuáles son las características físicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco? 2. ¿Cuáles son las propiedades mecánicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco? 3. ¿Qué efectos produce en las características físicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco al sumergir en aceite requemado automotriz? 4. ¿Qué efectos produce en las propiedades mecánicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco al sumergir en aceite requemado automotriz? 5. ¿Qué efectos produce en las características físicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco al sumergir en cola sintética blanca? 6. ¿Qué efectos produce en las propiedades mecánicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco al sumergir en cola sintética blanca? Justificación Justificación técnica El siguiente trabajo de investigación se desarrolló en el campo de la Ingeniería Civil, dentro de la especialidad de Ingeniería de Materiales y Estructuras; se realiza para poder tener un alcance real de las características del Eucalipto Globulos y de las características después de ser mejorada, se propone una herramienta de información la cual facilite el uso de dicho material para su uso y su máxima eficiencia en construcción, ya que la ciudad del Cusco presenta una demanda de nuevos materiales que se obtenga en abundancia, de muy fácil traslado y a bajo costo. Dada la situación nos vemos en la necesidad de evaluar las características físico-mecánicas del eucalipto mejorado con aceite requemado automotriz y cola sintética blanca y proponer como nuevo material en construcción, mediante ensayos de laboratorios debidamente normados, para tener parámetros de seguridad los cuales nos 3 ayudaran a tener un mejor control y uso de dicho material. Cabe destacar que la presente investigación representa un aporte al constante proceso de innovación en materiales, y procesos de implementación de maderas en la construcción. Justificación social En la medida que se logre el mejoramiento de las características resistentes de la madera y sean difundidas, será utilizada en primer lugar directamente por los alumnos de ingeniería civil de la Universidad Andina del Cusco, esta investigación también trata de dar una herramienta de información sobre las características y el mejoramiento de dicha madera para la comunidad de ingenieros y población , la ampliación del conocimiento sobre el mejoramiento de las características de un material tan abundante en la zona favorece para proveer una herramienta de información actualizada sobre dicha madera, y en la medida que este estudio se socialice a pobladores y a los distribuidores menores los cuales tendrán libre acceso a dicha información, la investigación adecuada hará que la madera vuelva a retomar un papel importante en la construcción de viviendas en zonas rurales ya que tiene un rol importante en la construcción sostenible, las cuales deben estar de acuerdo a las características y necesidades económicas, sociales y ambientales para lo cual ha sido mejorada; por otro lado tener parámetros de resistencia del material ayuda también a su adecuado uso, la seguridad del usuario al implementarla en su estructura y su máxima eficiencia hacia este. Justificación por viabilidad Los investigadores contaron con todo el tiempo necesario para el logro de la investigación, así como para la adquisición de materiales y herramientas, la Universidad Andina del Cusco cuenta con los equipos necesarios para la realización de la totalidad de ensayos pertinentes. Se contó con las normas necesarias para la realización de los ensayos necesarios y se encuentran basados en la Norma Técnica Peruana de la Madera E.010, NTP 251.008 (Selección y colección de muestras), NTP251.009 (Acondicionamiento de las maderas destinadas a los ensayos físicos y mecánicos), NTP251.010 (Métodos para determinar el contenido de humedad), NTP251.011 (Método para determinar la densidad), NTP251.013 (Método para determinar el cizallamiento paralelo al grano), NTP251.014 (Método para determinar la compresión axial o paralela al grano), NTP 251.016 (Método para determinar 4 la compresión paralela al grano), NTP 251.017 (Método para determinar la flexión estática) y MTC E804 (Ensayo de dureza de Brinell) . La adquisición de los materiales fue viable ya que se puede encontrar la variedad de madera requerida (eucalipto) en gran cantidad y de distintos distribuidores artesanales. La zona tentativa para la extracción no se encuentra muy lejos de la ciudad del Cusco y el traslado de las muestras no trajo mayor inconveniente ya que se cuenta con vías para su fácil acceso. Justificación por relevancia La importancia de la presente investigación es innovar en el uso de nuevas tecnologías en materiales de construcción con opciones de menor costo y bajo impacto ambiental específicamente aportar conocimiento en el mejoramiento de dicha madera con cola sintética blanca y aceite requemado automotriz, los que produjeron una variación en sus propiedades físico- mecánicas de la madera en su estado natural, optimizará la funcionalidad estructural en la Provincia del Cusco; además se cuenta con los parámetros de propiedades físico- mecánicas obtenidos en laboratorio tras una serie de ensayos. Limitaciones de la investigación Limitación de lugar Los resultados de los parámetros obtenidos serán válidos para la región del Cusco. Se considera solo al eucalipto de la provincia de Paucartambo, ya que es la zona de extracción de las muestras para esta investigación. Se realizó los ensayos en el Laboratorio de concreto y materiales y el Laboratorio de suelos y pavimentos de la Universidad Andina del Cusco, en el cual se utilizaron los siguientes equipos: Equipo de compresión digital, Equipo de estabilidad Marshall y Balanza digital. Limitaciones de materiales El porcentaje de humedad será anhidro (0% contenido de agua), ya que no se tomará en cuenta el porcentaje de la madera en estado verde debido a que para el tratamiento a realizar es necesario que la madera se encuentre sin contenido de humedad. 5 Limitaciones de ensayos El estudio y los ensayos solo van dirigidos a las propiedades físico mecánicas de la madera, los cuales son: • Propiedades Físicas: Contenido de Humedad (%), Densidad (gr/cm3) (NTP 251.011), y Dureza (kg/mm2) • Propiedades Mecánicas: Resistencia a la compresión paralela al grano (kg/cm2) (NTP 251.014), Resistencia a la compresión perpendicular al grano (kg/cm2) (NTP 251.016), Resistencia a la flexión (kg/cm2) (NTP 251.017), Resistencia al corte por cizallamiento (kg/cm2) (NTP 251.013). Objetivos de la investigación Objetivo general Evaluar comparativamente los efectos que producen el aceite requemado automotriz y la cola sintética blanca en las propiedades físico mecánicas de la madera Eucalipto Globulus con contenido de humedad seco procedente de Paucartambo – Cusco aplicada por inmersión prolongada para uso estructural. Objetivos específicos 1. Determinar las características físicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco. 2. Determinar las propiedades mecánicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco. 3. Determinar los efectos que produce en las características físicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco al sumergir en aceite requemado automotriz. 4. Determinar los efectos que produce en las propiedades mecánicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco al sumergir en aceite requemado automotriz. 5. Determinar los efectos que produce en las características físicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco al sumergir en cola sintética blanca. 6 6. Determinar los efectos que produce en las propiedades mecánicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco al sumergir en cola sintética blanca. Hipótesis Hipótesis general La madera Eucalipto Globulus para uso estructural con contenido de humedad seco al ser sumergida en aceite requemado automotriz produce un mayor incremento en las magnitudes de las propiedades físico mecánicas, en comparación a madera sumergida en cola sintética blanca. Sub hipótesis 1. Las características físicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco de acuerdo a la norma E-0.10. se encuentran en los parámetros permisibles para su uso estructural. 2. Las propiedades mecánicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco de acuerdo a la norma E-0.10. se encuentran en los parámetros permisibles para su uso estructural. 3. Se mejora las características físicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco al sumergir en aceite requemado automotriz. 4. Se produce un incremento en la magnitud de las propiedades mecánicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco al sumergir en aceite requemado automotriz en el ámbito estructural. 5. Mejora las características físicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco al sumergir en cola sintética blanca. 6. Produce un incremento en la magnitud de las propiedades mecánicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco al sumergir en cola sintética blanca en el ámbito estructural. 7 Variables Variables dependientes Propiedades físicas.  Porcentaje de humedad (CH) Es la cantidad de agua contenida en la madera, generalmente expresada como un porcentaje de la masa de la madera seca a la estufa, es una de las variables más importante que afectan a las propiedades de la madera.  Densidad db (gr/cm3) Es la razón entre el peso y el volumen de la madera a un determinado contenido de humedad.  Dureza (kg/mm2) La dureza es una condición de la superficie del material, no representa ninguna propiedad de la materia y está relacionada con las propiedades elásticas y plásticas del material. Propiedades mecánicas.  Resistencia compresión paralela fc// (kg/cm2) Esfuerzo que es perpendicular al plano sobre el que se aplica la fuerza de compresión y paralelo a las fibras de la madera ensayada, que es distribuido de manera uniforme por toda su superficie.  Resistencia compresión perpendicular fd (kg/cm2) Esfuerzo que es perpendicular al plano sobre el que se aplica la fuerza de compresión y perpendicular a las fibras de la madera ensayada, que es distribuido de manera uniforme por toda su superficie.  Resistencia flexión fm (kg/cm2) La resistencia a la flexión en los materiales está regida por una serie de comportamientos físicos y mecánicos de éstos, en ingeniería se denomina flexión al tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal.  Resistencia al corte por cizallamiento fv (kg/cm2) 8 La resistencia al cizallamiento puede ser definida como la carga necesaria para producir una fractura en la interface de unión entre dos materiales cuando se aplican fuerzas paralelas de sentido contrario. Indicadores de las variables dependientes  Porcentaje de humedad (%)  Densidad db (gr/cm3)  Dureza (kg/mm2)  Resistencia compresión paralela fc// (kg/cm2)  Resistencia compresión perpendicular fd (kg/cm2)  Resistencia flexión fm (kg/cm2)  Resistencia al corte por cizallamiento fv (kg/cm2) Variables independientes  Madera Eucalipto Globulus proveniente de la zona de Paucartambo – Cusco. El Eucalipto Globulus es actualmente el árbol de mayor tamaño que se puede encontrar en las regiones de clima frío en los Andes tropicales, se caracteriza y reconoce fácilmente por su corteza, se desprende en tiras tras permanecer colgado del árbol durante un cierto tiempo  Aceite requemado automotriz. El aceite requemado es el líquido aceitoso, pardo a negro, que se remueve del motor de un automóvil cuando se cambia el aceite. Es similar al aceite que no ha sido usado excepto que contiene productos químicos adicionales a causa de su uso como lubricante del motor.  Cola sintética blanca. Es un adhesivo en emulsión acuosa en base a polivinilacetato, desarrollado para el armado de muebles en trabajos de carpintería. Se recomienda usarlos cuando se requiere rápido secado y buena resistencia mecánica. Indicadores de las variables independientes  Edad de la madera (años).  Cantidad de aceite requemado automotriz (galones).  Cola sintética (litros). 9 Tabla 1: Cuadro de operacionalización de variables TIPO DE DENOMINACION VARIABLE DE LA DESCRIPCION NIVELES INDICADOR INSTRUMENTOS VARIABLE METODOLOGICOS Básicamente las propiedades físicas de la madera están determinadas por los factores Propiedades Físicas 1) Contenido de Humedad(%) 1) Fichas Dependientes Propiedades físicas inherentes a su organización estructural, sin identificadas de acuerdo a estudios anteriores y 2) Densidad db (gr/cm3) 2)Hojas de cálculo producir ninguna modificación química en su presentes en Normas 3)Dureza ( Kg/mm2) 3)Normativa estructura. 1) Resistencia Flexión f´m (kg/cm2) Las propiedades mecánicas son las 2) Resistencia Compresión Paralela características inherentes, que permiten Análisis de flexión f´c// (kg/cm2) Dependientes Propiedades diferenciar un material de otro, son diferentes Análisis de fibras paralelas 3) Resistencia Compresión 1) Fichas mecánicas en función de la dirección considerada. En Análisis de fibras Perpendicular fd (kg/cm2) 2)Hojas de cálculo general se suelen considerar la dirección de perpendiculares 4) Resistencia Corte por 3)Normativa la fibra y la perpendicular Análisis en corte cizallamiento Paralelo fc (kg/cm2) Altura de extracción, La madera Eucalipto Globulus se clasificara Dimensiones en cuanto a Independientes Listones de Madera de acuerdo a la edad que esta posea, la altura su ancho, espesor y Edad 1) Edad (años) 1) Fichas y su volumen para poder sacar las muestras de la madera de acuerdo al 2) Altura (metros) 2)Hojas de cálculo necesarias para su respectivo estudio. número de anillos que esta 3) Volumen (m3) 3)Normativa posee hasta la extracción. Aceite automotriz el cual se deshecha y Independientes Aceite Requemado forma parte de la contaminación, el cual se Volumen necesario para la Cantidad de Aceite Requemado Automotriz usara como aditivo natural para el inmersión de la madera automotriz el cual será utilizado ( Fichas de Información tratamiento de la madera Eucalipto Globulus. Galón) Pegamento con composición química que será utilizado como aditivo para el Independientes Cola sintética blanca tratamiento de la madera Eucalipto Globulus Volumen necesario para la Cantidad de Cola Sintética Blanca Fichas de Información y ver las reacciones que ocasionara en sus inmersión de la madera para madera ( Galón) propiedades físico- mecánicas Fuente Propia. 10 CAPITULO II: MARCO TEÓRICO DE LA TESIS Antecedentes de la tesis Antecedentes nacionales a) Título: “Características Fisico-Químicas de la madera de once especies forestales de la Amazonia Peruana” Autores: Rivera Inga Pepe, Castillo Uceda Manuel Institución: Facultad de Ciencias Forestales Universidad Agraria La Molina Nivel: Pre-grado Año: 2009 Resumen: Las características físico-químicas de la madera y el carbón de once especies maderables procedentes de Madre de Dios, Perú, fueron determinadas mediante el análisis del contenido de humedad, densidad y análisis químico de la madera. Del carbón se determinó el rendimiento, contenido de humedad, densidad y análisis químico. Comentario: Este trabajo de alcances sobre las características Fisico Químicos de once especies maderables procedentes de Madre de Dios, Perú, que fueron determinadas mediante el análisis del contenido de humedad, densidad y análisis químicos de la madera. b) Título: “Características de preservación de 30 maderas” Autor: Leticia Guevara Salnicov Institución: Folia Amazónica. Año: 1996 Resumen: En el Proyecto Estudios Básicos y Tecnológicos de Maderas, que ejecuta el Convenio IIAP-INIA se estudiaron las propiedades tecnológicas de 30 maderas provenientes de la zona de Colonia Angamos-Río Yavarí, Región Loreto. Entre otros, se efectuaron ensayos de preservación por tres métodos: inmersión prolongada a temperatura ambiente con solución acuosa de sales CCB al 5%; baño caliente frío con solución oleosa de pentaclorofenol al 5% en petróleo; y en vacío presión con solución acuosa de sales CCA al 2,8% . Se utilizaron probetas de 5 x 5 x 50 cm, libres de defectos y de signos de biodeterioro, cepilladas en caras y cantos, procedentes de cinco árboles distintos y diez repeticiones por 11 árbol. Se utilizó la metodología descrita por Aróstegui et. al. (1970). Los resultados obtenidos en absorción líquida y penetración indican que por inmersión prolongada cuatro maderas son fáciles de tratar y dos son moderadamente tratables; por baño caliente frío, catorce maderas son fáciles de tratar y siete son moderadamente tratables; por impregnación a presión, quince maderas son fáciles de tratar y seis son moderadamente tratables. Comentario: El presente trabajo tuvo como objetivo determinar las características de preservación de 30 maderas de los bosques de Colonia Angamos - Río Yavarí - Jenaro Herrera, Loreto. Se ensayaron tres tratamientos: inmersión prolongada a temperatura ambiente con sales CCB; vacío-presión con sales CCA; y baño caliente frío con pentaclorofenol. Se utilizó la metodología establecida por Aróstegui et. al. (1970). Bases teóricas. Antecedentes a nivel internacional a) Título: “Manual para la protección contra el deterioro de la madera” Autor: Dr. José Cruz de León. Institución: Facultad de Ingeniería en Tecnología de la Madera, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo País: México Año: 2010 Resumen: La madera se puede deteriorar por diferentes causas, como el exceso de humedad, la aparición de hongos, insectos, daños por raíces de plantas y por ejecutar mal la obra. Este manual ofrece información técnico-científica para usar e instalar con calidad y garantía la madera de bienes muebles y la madera estructural para la construcción, así como la destinada a la renovación, rehabilitación, restauración, protección y mantenimiento de edificaciones. La conservación de la madera debe entenderse como la aplicación a bienes muebles o a la madera instalada de sustancias químicas por diversos métodos, con el fin de disminuir el efecto de los agentes de deterioro. En la conservación de la madera no se puede garantizar una penetración total de la sustancia ni el porcentaje de protección de la misma, tampoco un tiempo de duración de la sustancia en la madera. Normalmente la permanencia de la sustancia en la madera es de uno a tres años, por lo que deben repetirse las aplicaciones. 12 La preservación de la madera consiste en aplicar mediante ciertos métodos sustancias a la madera antes de instalarse. Si se hace correctamente, se puede alargar el tiempo de vida útil de la madera. Una madera con protección certificada es la que ha sido sometida a un proceso de preservación en una institución reconocida para ello, lo que implica que es una madera garantizada, protegida contra agentes de deterioro y sin defectos considerables que disminuyan su resistencia mecánica. Comentario: Es un compendio de diversos autores sobre la protección de la madera y presenta técnicas y procedimientos para mantener su resistencia portante, impedir el daño por agentes de deterioro y para conservar y/o mejorar su estado actual. Es un documento base para el análisis, diagnóstico, evaluación, renovación, instalación y uso de la madera. Contribuir a la conservación y preservación de la madera en bienes muebles y en madera estructural en edificios. Contribuir a la conservación de los bosques en México, ya que al proteger la madera evitamos que más árboles sean derribados. Para fines de este documento, la conservación y preservación de la madera se consideran como dos conceptos diferentes para definir y entender ciertas acciones que se llevan a cabo. Su conceptualización está basada sólo en la aplicación de sustancias químicas a la madera y en la experiencia práctica. En la actualidad, el uso de la madera para hacer muebles y en la construcción de casas es muy conveniente, pues su producción requiere poca energía en comparación con la de otros materiales, lo que reduce daños al medio ambiente. Sin embargo, para mejorar la durabilidad de la madera, es necesario aplicar medidas de protección. b) Título: “Estudio de propiedades físico mecánicas (corte y flexión) de la especie de madera tropical teca (tectona grandis) en el sistema de laminado pegado estructural”. Autor: José Sediel Barreto Castañeda Institución: Universidad Nacional de Colombia Facultad de Artes Maestría en Construcción País: Colombia Nivel: Maestría Año: 2013 13 Resumen: En el país existen una gran variedad de especies de madera tropical o latifoliadas que no han sido estudiadas en el sistema de madera laminada pegada estructural, una de ellas es la teca, que por sus características físicas, presenta ventajas en comparación a las especies de coníferas que habitualmente se utilizan por la industria; por esto, con ensayos mecánicos de corte de MLPE en teca se verificaron que no existen problemas con la utilización de adhesivos estructurales utilizados para los laminados en madera, y por medio de pruebas de flexión se obtuvieron valores por encima de las resistencias admisibles de la normativa internacional, lo cual avalaría un posible uso de la teca en este sistema constructivo, lo que ampliaría las posibilidades , para que arquitectos y constructores colombianos utilicen la madera tropicales, no solamente para usos decorativos, si no que pueden ser elementos importantes dentro de las estructuras de edificaciones. Comentario: Con esta investigación se propuso analizar el comportamiento de una especie de madera tropical en el sistema de laminado pegado estructural. Para lograr este propósito se escogio dentro este grupo, una sola especie, Teca (tectona grandis), su selección se basó en sus características físicas y la determinante de que es una especie reforestada. Teniendo en cuenta la falta de normativa en Colombia acerca de los procesos de fabricación de MLPE, se utilizó la normativa chilena, NCh 2148-2006 (madera laminada encolada – requisitos e inspección), este documento se utilizó como guía para la elaboración de cada una de las probetas que se utilizaron para el desarrollo del trabajo de grado. Base teórico científicas Generalidades de la madera Conceptos generales de la madera La madera se define como la sustancia vegetal más o menos dura, compacta y fibrosa que se extrae del tronco, ramas y raíces de las plantas leñosas. Es una agrupación de células deformas muy variadas de diferentes tamaños y características. Por lo tanto, la madera no es un material homogéneo, o sea, no tiene una estructura uniforme y debe cumplir en el árbol o vegetal vivo tres funciones: la conducción de la savia, o sea agua y sustancias disueltas, la transformación y almacenamiento de sustancias de reserva y el sostenimiento o resistencia mecánica del vegetal. 14 Según (Wavedeck, 2008) la madera es un tejido vegetal , cuyo nombre técnico es xylema, formado por una masa fibrosa compuesta de pequeñas células alargadas de forma tubular, paralelas al tronco del árbol y de milésimas de centímetros por sección que se extienden unos pocos milímetros a lo largo de su eje. Los árboles al crecer absorben del aire dióxido de carbono, y del suelo agua y minerales que se convierten, por el proceso de fotosíntesis, en carbohidratos, componentes básicos para la producción de células de madera. La anatomía de la madera Según (Mangium, 1994) menciona que la anatomía de la madera comprende el estudio de características generales y estructuras macro y microscópicas. Se divide en dos partes: anatomía sistemática, la cual permite establecer una clave de identificación, de acuerdo a sus propiedades anatómicas; y la anatomía aplicada, que estudia la influencia anatómica en las propiedades tecnológicas de la madera. De acuerdo a (Perez., 1986). Indica que la anatomía de la madera permite recabar información fundamental sobre la estructura de maderas de una localidad o región determinada mediante la elaboración de claves, descripciones o su incorporación a un banco de datos. Zobel y Van Buijtenen, citados por (Perez., 1986), señalan que la estructura de la madera es el resultado de la influencia de factores intrínsecos (genéticos) y extrínsecos (ambientales). La naturaleza e intensidad de la influencia de estos factores sobre los elementos anatómicos pueden diferir según la especie o el género. Agregan Pérez y De la Paz, citados por Silva (2005), que existen variaciones por interacción entre el carácter genético y medio ambiente, los cuales repercuten en las características anatómicas. Costa, citado por (Voigt, 2006) menciona que factores como la sequía, inundación, altitud, latitud, formación de suelo, estadios sucesionales de vegetación y la contaminación pueden alterar significativamente la estructura anatómica del xilema. Según indica (Perez., 1986), la anatomía de la madera es importante en la identificación ordinaria de maderas por los siguientes aspectos: De interés para el comerciante de maderas, ya que mediante los servicios del anatomista de madera (si éste dispone de una buena xiloteca), se puede obtener la identidad botánica de la madera. Maderas pertenecientes a especies, géneros, y aun familias diferentes pueden ser confundidas a simple vista. 15 De utilidad en el control de explotación, importación y exportación de maderas. Con cierta frecuencia, principalmente en el mercado internacional, se habla de fraudes por envíos de madera involuntaria o deliberadamente confundidas. También pueden ocurrir que durante el transporte de maderas comerciales se extravíen las señales de identificación. Para recabar información fundamental sobre la estructura de las maderas de una localidad o región determinada, mediante la elaboración de claves, descripciones o su incorporación a un banco de datos. (Espinoza, 2001) Mencionan que mediante el conocimiento de la estructura anatómica de la madera se pueden hacer inferencias sobre las propiedades físicas y mecánicas, técnicas de procesamiento y utilización de la madera. Resaltan que la densidad tiene una relación directa con el espesor de fibras y que es la característica anatómica de mayor influencia en las propiedades de resistencia mecánica de la madera. Otras características que afectan la densidad y resistencia mecánica de forma inversa son el diámetro de poros y frecuencia, altura y anchura de radios y parénquima. Pérez (1986) resalta que la anatomía de maderas puede ser útil en actividades e indagaciones dendrocronológicas, pues los anillos de crecimiento tienen características que los convierten en una valiosa y excepcional fuente de información paleoclimática; tales como: El ancho de los anillos de crecimiento es fácilmente medible por una secuencia continua de años, y estas medidas pueden ser calibradas con datos del clima. Los anillos de crecimiento pueden ser fechados para los años específicos en los cuales ellos fueron formados, de manera que la información climática es precisamente ubicada en el tiempo. Partes de la madera 1. La corteza: Es la capa más externa del árbol y está formada por las células muertas del árbol. Esta capa es la protección contra los agentes atmosféricos. 2. El cambium: Es la capa que sigue a la corteza y se divide en dos capas denominadas: La capa interior o capa de xilema que forma la albura explicada en el siguiente punto y una capa exterior o capa de floema que se coloca formando la corteza. 3. La albura: Es la madera de más reciente formación y por ella viajan la mayoría de los vasos de la savia que se parecerían a nuestro sistema sanguíneo. Los vasos transportan la savia que es una sustancia azucarada que la hace vulnerable a los ataques de los 16 insectos. Es una capa más blanca por que por ahí viaja más savia que por el resto de la madera. 4. El duramen: Es la madera dura y consistente, propiamente dicha, está formada por unas células que no funcionan y se encuentra en el centro del árbol. Las diferencias con la albura son que es más oscura y no circula la savia, de ahí sale lo del color más oscuro. Figura N° 3: Partes de la madera Fuente: ((La madera), http://www.cepazahar.org/, 2013) La edad del árbol se verifica si contamos los anillos que existen al hacerle un corte transversal al tronco y este nos dirá los años que tiene, esos anillos se forman por el crecimiento de una nueva capa de xilema. La madera dura tiene los anillos más cercanos en comparación de la madera blanda. Algunos periodos climáticos, si están muy junto indican un periodo de sequía y en la cual el xilema no ha podido crecer demasiado y si por lo contrario ha llovido bien los anillos estarán más separados. (Perez., 1986). 17 Proceso de obtención de la madera Apeo corte y tala En este proceso intervienen los leñadores o la cuadrilla de operarios que suben al monte y con hachas o ahora motosierras eléctricas o de gasolina cortan el árbol y le quitan las ramas, raíces y empiezan a quitarle la corteza para que empiece a secarse. Figura N° 4: Proceso de obtención de la madera. Fuente: ((La madera), http://www.cepazahar.org/, 2013) Secado El secado de la madera es un proceso que se justifica para toda pieza que tenga uso definitivo en el interior de la vivienda (queda incorporada a la vida útil de ésta), sea con fines estructurales o de terminación (Fritz, 2004). La utilización de madera seca aporta una serie de beneficios, entre los que se destaca: 1. Mejora sus propiedades mecánicas: la madera seca es más resistente que la madera verde. 2. Mejora su estabilidad dimensional. 3. Aumenta la resistencia al ataque de agentes destructores (hongos). 4. Aumenta la retención de clavos y tornillos. 5. Disminuye considerablemente su peso propio, abarata el transporte y facilita la manipulación de herramientas. 6. Mejora la resistencia de adhesivos, pinturas y barnices. 18 7. Mejora su ductilidad, facilidad para cortar y pulir. 8. Mejora la absorción de preservantes líquidos aplicados con presión. 9. Aumenta la resistencia de las uniones de maderas encoladas. Secado al aire Se efectúa simplemente encastillando la madera bajo cubiertas protectoras contra el sol directo, permitiendo la circulación de aire en forma expedita y, según las condiciones de temperatura y humedad relativa del ambiente, el secado de la madera. Tiene la desventaja de ser un proceso lento y poco efectivo (Fritz, 2004). Los principales factores que influyen en un buen secado al aire son: Disponer de una cancha o patio que permita exponer la madera al aire, y que el encastillado sea efectuado de modo que el aire circule envolviendo cada una de las piezas de madera. El mejor sistema de encastillamiento para un secado rápido con el mínimo de agrietamiento y torceduras, es el apilado plano. Figura N° 5: Secado de madera al aire Fuente: Manual de construcción viviendas en madera - Corma. Secado convencional en horno Consiste en secar la madera en cámaras especiales (hornos), en los cuales se manejan variables de presión, humedad y temperatura (100 a 103 ºC), la madera aserrada deberá estar seca a un contenido de humedad en equilibrio con el ambiente donde va ser instalada y en ningún caso se excederá de un contenido de humedad del 22% (Norma ITINTEC251.104). 19 Este proceso tiene la ventaja de ser rápido, además de establecer el grado de humedad deseado Tiene la desventaja de ser un proceso que puede provocar fisuras, grietas, arqueaduras y torceduras en la madera, dependiendo del procedimiento y la especie. Defectos por secado Los defectos por secado se producen cuando se realiza un proceso que genera tensiones internas a nivel de estructura de la madera, siendo los más frecuentes: 1. Arqueaduras 2. Acanaladura 3. Encorvadura 4. Torcedura 5. Colapso Composición química de la madera La composición química de la madera es del 50% de carbono, 6% de hidrógeno, 42 % de oxígeno, 1 % de nitrógeno y 1 % de cenizas. El 50 % de la madera está formada por celulosa, el 30 % por lignina, más rica en carbono y de carácter aromático, y el resto por la hemicelulosas, materias tánicas, colorantes, resinas y albúminas. Recurso forestal Según OSINFOR-Perú (Organismo de Supervisión de los Recursos Forestales y de Fauna Silvestre), los bosques son el recurso natural renovable más importante del Perú tanto por su extensión como por su importancia económica. Con una superficie boscosa de cerca de 73 millones de ha (57% del territorio nacional) el país ocupa el 2° lugar en América del Sur. Los bosques existentes en el país se pueden clasificar de varias maneras: 1. Por su origen: 1. Bosques naturales: de origen natural. Cubren 72,8 millones de ha. 2. Bosques cultivados: sembrados o reforestados. Cubren unas 300 000 ha. 2. Por regiones naturales: 20 1. Costa: bosques naturales (1,87 millones de ha); bosques cultivados (12 mil ha). 2. Sierra: bosques naturales (0,7 millones de ha); bosques cultivados (270 mil ha). 3. Selva: bosques naturales (70,2 millones de ha); bosques cultivados (18 mil ha). 3. Por la composición de especies: 1. Heterogéneos: con una alta diversidad de especies por hectárea. Cubren 65,5 millones de ha. Son los bosques amazónicos en su mayor parte. 2. Homogéneos: con una composición bastante uniforme de pocas especies. Cubren un total de 7,3 millones de ha. Pertenecen a este grupo los manglares (5 000 ha), los bosques secos (1, 1 millones de ha), los quinuales y quishuares (30 000 ha), los bosques de romerillo (700 000 ha), y los aguajales (5,5 millones de ha). 4. Por su aptitud: Aptos para la extracción de madera, o sea, cuyas condiciones posibilitan las actividades forestales maderables. Cubren 39,3 millones de ha. No operables, o sea, donde las condiciones de pendiente y otras no favorecen las actividades forestales maderables. Cubren 26,2 millones de hectáreas. Estos bosques se ubican en tierras de protección donde las actividades humanas (agricultura, ganadería, forestales) deben ser evitadas para no destruir otros recursos (cuencas, aguas, suelos, diversidad biológica, etc.). La importancia de los bosques es económica, social y ambiental o ecológica. 5. La importancia económica está dada por los numerosos productos que se obtienen de ellos tanto maderables (unos 8 millones de M3 de madera/año) y no maderables (leña, plantas medicinales, alimentos vegetales, carne de monte, fibras, tintes, etc.). En el Perú se usan unas 4400 especies de plantas para 48 fines distintos y que representan un valor de US$ 4 000 millones al año. El potencial maderero total del país se calcula en 5 600 millones de m3 de los cuales se aprovechan 8 millones al año. 21 6. La importancia social está en la alta dependencia de grupos humanos de los recursos forestales tanto para la obtención de diversos productos (leña, alimentos, medicinas, fibras, etc.) como para su subsistencia cultural, como las comunidades indígenas amazónicas, que viven en y del bosque. 7. La importancia ambiental o ecológica consiste en los servicios ambientales que prestan los bosques como la conservación del agua y de las cuencas de los ríos, la conservación de los suelos, la conservación de la diversidad biológica (especies de flora, fauna, rnicroorganisrnos y recursos genéticos). La conservación de los bosques es de alta prioridad. Los efectos ambientales y sociales, como son la deforestación y la degradación de los recursos forestales producen una constante pérdida de biodiversidad y de fertilidad de los suelos; una drástica disminución de la capacidad de las montañas y bosques como fuente de generación y mecanismo de regulación y la desertificación de extensas áreas. La producción está conformada en su mayoría por las siguientes especies forestales según el departamento: Todas estas especies son utilizadas para los diferentes elementos de la construcción, ya sean estructuras, pisos, puerta, ventanas, encofrado y en si todo tipo de acabado, dependiendo del costo de las maderas. El eucalipto y el pino son las especies que tiene mayor demanda para la construcción debido a sus propiedades y sobre todo a su precio. Agrupación de maderas en grupos estructurales Según la Junta del Acuerdo de Cartagena PADT-REFORT, el número de especies de madera de la Subregión Andina que pueden ser adecuadas para la construcción es muy grande, mucho mayor que el número de especies que actualmente se conocen y destinan a esta aplicación. Para evitar la selectividad de los usuarios hacia una o pocas especies conocidas cuando existen otras de características similares, se ha considerado apropiado agrupar a las especies en tres grupos estructurales. Esto debe permitir mayor flexibilidad en el uso de las maderas tropicales, evitando preferencias injustificadas que incrementan los precios del material. 22 Las propiedades mecánicas, especialmente el esfuerzo de rotura en flexión (módulo de rotura MOR), están correlacionados con la densidad básica. Por lo tanto, el agrupamiento de las especies en tres grupos está basado generalmente en las densidades. Los límites entre grupos han sido establecidos considerando tanto las características de resistencia como de rigidez. Según la Norma Técnica Peruana E.010, se denomina A al grupo de maderas de mayor resistencia, las densidades básicas de este grupo están por lo general en el rango de 0.71 a 0.90; B al grupo intermedio con una densidad entre 0.56 y 0.70 y las del grupo C de menor resistencia con una densidad básica entre 0.40 y 0.55. Cualquier especie de las ubicadas en un grupo estructural determinado se considera que reúne por igual las características de resistencia y rigidez asignadas al grupo. Desde el punto de vista de comportamiento estructural es indiferente usar cualquiera de ellas una vez seleccionado el grupo. Sin embargo, debe tomarse en cuenta que las maderas del mismo grupo estructural no siempre tienen características similares de trabajabilidad y durabilidad natural. Tabla 2: Agrupamiento por Densidad Fuente: Norma Técnica Peruana E.010 23 Tabla 3 : Esfuerzos admisibles ESFUERZOS ADMISIBLES MPa (KG/CM2) GRUPO FLEXIÓN TRACCIÓN COMPRESIÓN COMPRESIÓN CORTE (fm) (ft) PARALELA PERPENDICULAR PARALELO (fc//) (fc┴) (fv) A 20.6(210) 14.2 (145) 14.2 (145) 3.9 (40) 1.5 (15) B 14.7 (150) 10.3 (105) 10.8 (110) 2.7 (28) 1.2 (12) C 9.8 (100) 7.8 (80) 7.8 (80) 1.5 (15) 0.8 (8) Fuente: Norma Técnica Peruana E.010 Propiedades de la madera La madera elaborada a través de un proceso de aserrío se denomina pieza de madera y posee propiedades definidas. Propiedades básicas Según (Pérez Galaz, 2005), independientemente de la especie, la madera puede ser considerada como un material biológico, anisotrópico e higroscópico. Material biológico Porque está compuesto principalmente por moléculas de celulosa y lignina, por ello puede ser un material biodegradado por el ataque de hongos e insectos xilófagos, como la polilla. Debido a esto la madera debe tener un especial tratamiento de protección que garanticen su durabilidad en el tiempo en relación con los otros materiales inorgánicos (ladrillo, acero, hormigón entre otros) Material anisotrópico Según sea el plano o dirección que se considere respecto a la dirección longitudinal de sus fibras y anillos de crecimiento, el comportamiento tanto físico como mecánico del material, presenta resultados dispares y diferenciados. Para tener una idea de cómo se comporta, la madera resiste entre 20 y 200 veces más en el sentido del eje del árbol, que en el sentido transversal. Debido a este comportamiento estructural tan desigual, se ha hecho necesario establecer: 1. Eje tangencial 24 2. Eje radial y 3. Eje axial o longitudinal Figura N° 6: Sentidos del eje del árbol Fuente: Wagner, J; “House Framing”, Creative Homeowner, Nueva Jersey, EE.UU., 1998. El eje tangencial, como su nombre lo indica, es tangente a los anillos de crecimiento y perpendicular al eje longitudinal de la pieza. Figura N° 7: Eje tangencial de una pieza de madera Fuentes: Manual de construcción viviendas en madera - Corma. El eje radial es perpendicular a los anillos de crecimiento y al eje longitudinal. 25 Figura N° 8: Eje radial de una pieza de madera Fuentes: Manual de construcción viviendas en madera - Corma. El eje longitudinal es paralelo a la dirección de las fibras y por ende, al eje longitudinal del tronco. Forma una perpendicular respecto al plano formado por los ejes tangencial y radial. Figura N° 9: Eje longitudinal en una pieza de madera Fuentes: Manual de construcción viviendas en madera - Corma. Material higroscópico Tiene la capacidad de captar y ceder humedad en su medio, proceso que depende de la temperatura y humedad relativa del ambiente. Este comportamiento es el que determina y provoca cambios dimensionales y deformaciones en la madera. Propiedades físicas Contenido de humedad La estructura de la madera almacena una importante cantidad de humedad. Esta se encuentra como agua ligada (savia embebida) en las paredes celulares y como agua libre, en el interior de las cavidades celulares. Para determinar la humedad en la madera, se establece una 26 relación entre masa de agua contenida en una pieza y masa de la pieza anhidra, expresada en porcentaje. A este cociente se le conoce como contenido de humedad (Ananias, 1993). Tabla 4 : Calculo del contenido de humedad de la madera Fuente: Elaboración Propia El porcentaje de agua que contiene la madera ya sea en forma natural o por exposición a condiciones del medio ambiente, puede variar principalmente debido a la humedad y temperatura que predomine en el lugar donde se la utiliza. Al cortar un árbol, la madera contiene gran volumen de agua en sus cavidades y paredes celulares, humedad que oscila alrededor del 80%. En algunos casos, puede ser superior al 100%, es decir, el peso del agua contenida en el volumen de madera es superior al peso de ésta anhidra, la madera secada al aire contiene del 10 al 15% de su peso de agua. Dependiendo de las condiciones ambientales, la madera entrega al medio agua libre contenida en sus cavidades la cual desparece totalmente, quedando además del agua de constitución, el agua de saturación correspondiente a la humedad de la atmosfera que rodea a la madera . La humedad de la madera varía entre límites muy amplios. En la madera recién cortada fluctúa entre 50 y 60% y por absorción puede llegar hasta el 250 y 300% (Ananias, 1993). Se dice que la madera ha alcanzado un punto denominado humedad de equilibrio, cuando el intercambio de humedad que produce el medio ambiente cesa, diciéndose que la madera esta secada al aire. Se denomina, entonces, humedad de equilibrio al porcentaje de agua que alcanza una madera sometida durante un lapso determinado a condiciones de temperatura y humedad en su medio ambiente. Los cambios climáticos del aire que se suceden continuamente, día y noche según las estaciones, hacen que la humedad de la madera también cambie, aunque en valores pequeños (Ananias, 1993). 27 Dicha condición se produce en casi todas las especies cuando el agua libre ha sido entregada al ambiente, permaneciendo con agua sólo las paredes celulares. A este punto de humedad se le denomina punto de saturación de la fibra (PSF). Desde este punto porcentual y sobre él, la madera tiene las dimensiones de la madera verde. Figura N° 10: Madera sobre el psf. presencia de agua libre y agua ligada Fuente: Manual de construcción viviendas en madera - Corma. Cuando la madera tiene un contenido de humedad bajo (el punto de saturación de las fibras es menor al 30%), se habla de madera seca. Sin embargo, para ser utilizada como material de construcción, y específicamente con fines estructurales, el contenido de humedad debe ser inferior al 15% (Kollmann 1959). Densidad de la madera La densidad de un cuerpo es el cociente formado por masa y volumen. En la madera, por ser higroscópica, la masa y el volumen varían con el contenido de humedad; por lo que resulta importante expresar la condición bajo la cual se obtiene la densidad (Ananias, 1993). Esta es una de las características físicas más importantes, ya que está directamente relacionada con las propiedades mecánicas y durabilidad de la madera. Se puede determinar la densidad, estableciendo las siguientes densidades de la madera, determinadas a partir del contenido de humedad de la pieza (Fritz, 2004): 28 1. Densidad Anhidra donde se relaciona la masa y el volumen de la madera anhidra (completamente seca). 2. Densidad Normal es aquella que relaciona la masa y el volumen de la madera con un contenido de humedad del 12%. 3. Densidad Básica que relaciona la masa anhidra de la madera y su volumen con humedad igual o superior al 30%. 4. Densidad Nominal es la que relaciona la masa anhidra de la madera y su volumen con un contenido de humedad del 12%. 5. Densidad de Referencia: Aquella que relaciona la masa y el volumen de la madera ambos con igual contenido de humedad. Las maderas se clasifican por su densidad aparente en pesadas si el valor es mayor de 0,8; ligeras, si está comprendida entre 0,5 y 0,7 y muy ligeras las menores de 0,5. Densidad Básica = Peso anhidro Volumen Volumen = Largo x Ancho x Espesor Contracción de la madera La madera cambia de volumen según la humedad que contiene. El secado de la madera por debajo del punto de saturación de la fibra, provoca pérdida de agua en las paredes celulares, lo que a su vez produce contracción de la madera. Cuando esto ocurre se dice que la madera “trabaja” (Ananias, 1993). Figura N° 11: Madera verde y madera seca Fuente: Manual de construcción viviendas en madera - Corma. 29 Las dimensiones de la madera comienzan a disminuir en los tres ejes tangencial, radial y longitudinal. Sin embargo, en este proceso la contracción tangencial es mayor a la que se produce en un árbol y varía entre el 5 y 11,5%, luego le sigue la radial de 1 al 7,8% que es menor, pero significativa sobre todo en la deformación de la pieza, finalmente la contracción longitudinal es prácticamente despreciable sobretodo en madera estructural, esta no pasa del 0,8%. El punto de saturación de la fibra es una variable muy importante dentro del comportamiento de la madera, cuando se encuentra sobre él, la madera no varía sus características, ni su comportamiento físico o mecánico, pero cuando la madera se encuentra bajo este punto, sufre cambios en su dimensión y volumen que podría variar de leves a drásticos. Las consecuencias de dicho proceso en beneficio de las propiedades resistentes de la madera, dependerán de las condiciones y método de secado aplicado (al aire o en cámara). La contracción es mayor en la albura que en el corazón, originándose tensiones por desecamiento que agrietan y alabean la madera, estando la convexidad en el duramen y si una pieza de madera contiene corazón, duramen y albura esta se contrae más por los extremos. Sin embargo con un adecuado método, los efectos son beneficiosos sobre las propiedades físicas y mecánicas de la madera (Ananias, 1993). Tabla 5 Contracción de la madera secada al aire y en cámara Fuente: Elaboración Propia 30 Figura N° 12: Efectos de la contracción en la madera. Fuente: Manual de construcción viviendas en madera - Corma. Hinchamiento de la madera El hinchamiento se produce cuando la pieza de madera absorbe humedad. La madera sumergida aumenta poco de volumen en sentido longitudinal o de las fibras y más en el perpendicular o radial con más o menos 2,5 y 6%; pero el peso de una madera sumergida si puede variar entre un 50 y 150%. La madera aumenta de peso hasta llegar a un punto llamado punto de saturación a partir del cual el volumen se estabiliza en un 20 y 25 % de agua, aunque siga absorbiéndola. Debido a estos cambios de volumen en las piezas que están sometidas a cambios de sequedad y humedad, es preciso dejar las holguras necesarias para no afectar la estabilidad de la estructura (Ananias, 1993). Hendibilidad Es la propiedad que tiene la madera de resistir a la rajadura o corte en sentido de sus fibras, paralelos al eje del tronco, El rajado es más fácil en sentido de los radios, por ello mientras más dura, densa, carezca de nudos, tenga fibras rectas, la madera es más hendible Dureza La resistencia al desgaste, rayado, clavado, corte con herramientas, etc., varía según la especie del árbol. La madera del duramen es más dura que la de la albura. La madera seca es más dura que la verde. Según su dureza, la madera se clasifica en: 31 1. Maderas duras: son aquellas que proceden de árboles de un crecimiento lento, de hoja caduca, por lo que son más densas. 2. Maderas blandas: las maderas de coníferas son más livianas y menos densas que las duras. 3. Maderas semiduras: Muchas maderas no se las puede clasificar en las categorías anteriores por tener una densidad y resistencia variadas. Algunas maderas de especies duras o blandas presentan mayor o menor resistencia y características que las hacen más fácil o difícil de trabajar, por lo que la clasificación es en la práctica referida a la facilidad o dificultad que en general presentan las maderas para el trabajo con herramientas. Dureza de Brinell La dureza de Brinell determina la resistencia a la penetración, usando una máquina que incrusta una esfera dura bajo condiciones específicas dentro de la superficie ensayada, midiendo luego el diámetro de la impresión resultante cuando se ha removido la carga. 2F Dureza = . D . (D - √(D² - d²)) Siendo: • F: Fuerza aplicada • D: Diámetro de la billa • d: Diámetro de la huella Propiedades mecánicas Las propiedades mecánicas de la madera determinan la capacidad o aptitud para resistir fuerzas externas. Se entiende por fuerza externa cualquier solicitación que, actuando exteriormente, altere su tamaño, dimensión o la deforme. El conocimiento de las propiedades mecánicas de la madera se obtiene a través de la experimentación, mediante ensayos que se aplican al material, y que determinan los diferentes valores de esfuerzos a los que puede estar sometida. El esfuerzo que soporta un 32 cuerpo por unidad de superficie es la llamada tensión unitaria. Cuando la carga aplicada a un cuerpo aumenta, se produce una deformación que se incrementa paulatinamente. Esta relación entre la carga aplicada y la deformación que sufre un cuerpo se puede representar gráficamente por una recta (Figura 11), hasta el punto donde se inicia el límite elástico del material ensayado. Si se sigue aumentando la carga, se logra la rotura del material. El límite elástico se define como el esfuerzo por unidad de superficie, en que la deformación aumenta en mayor proporción que la carga que se aplica. El esfuerzo necesario para solicitar un material hasta el límite elástico, determina la tensión en el límite de proporcionalidad, que es la carga máxima a que se puede someter sin que se produzcan deformaciones permanentes. La rigidez de un cuerpo se define como la propiedad que tiene para resistir la deformación al ser solicitado por fuerzas externas. La medida de rigidez de la madera se conoce como módulo de elasticidad o coeficiente de elasticidad, calculado por la razón entre esfuerzo por unidad de superficie y deformación por unidad de longitud. Cuando la carga resulta mayor a la del límite elástico, la pieza continúa deformándose hasta llegar a colapsar, obteniendo la tensión de rotura de la pieza de madera (Fritz, 2004). Figura N° 13: Carga-deformación Fuente: Manual de construcción viviendas en madera - Corma. 33 ENSAYOS Los ensayos se realizan en dos estados de contenido de humedad, uno con probetas de humedad 12% (estado húmedo), y el segundo con probetas de humedad 0% (estado seco) (Fritz, 2004). Compresión perpendicular al grano (f|c) Las fibras están sometidas a un esfuerzo perpendicular a su eje y que tiende a comprimir las pequeñas cavidades contenidas en ellas. Esto permite que se pueda cargar la madera sin que ocurra una falla claramente distinguible. Al incrementarse la magnitud de la carga la pieza se va comprimiendo (aplastando los pequeños cilindros que semejan las fibras), aumentando su densidad y también su misma capacidad para resistir mayor carga. La resistencia está caracterizada por el esfuerzo al límite proporcional. Este varía entre 1/4 a 1/5 del esfuerzo al límite proporcional en compresión paralela. Este tipo de esfuerzo es característico de las zonas de apoyo de las vigas, donde se concentra toda la carga en pequeñas superficies que deben ser capaces de transmitir la reacción sin sufrir deformaciones importantes o aplastamiento (Cartagena., 1984). E sfuerzo de rotura= Pmax kg/cm2 Area Donde: Pmax: Carga última de ruptura Área: Ancho x Espesor 34 Figura N° 14: Esquema de ensayo de compresión perpendicular al grano Fuente: Manual de construcción viviendas en madera - Corma. Compresión axial o paralela al grano (fc//) La madera presenta gran resistencia a los esfuerzos de compresión paralela a sus fibras. Esto proviene del hecho que las fibras están orientadas con su eje longitudinal en esa dirección y que a su vez coincide, o está muy cerca de la orientación de las microfibrillas que constituyen la capa media de la pared celular. Esta es la capa de mayor espesor de las fibras. Los esfuerzos de trabajo que se dan para la compresión paralela al hilo se aplican a postes, columnas y puntales. La resistencia a la compresión paralela a las fibras en la madera es aproximadamente la mitad que su resistencia a la tracción. Para comprender el comportamiento mecánico de la madera es preciso tener presente la constitución anatómica de la misma. El ensayo principal en la madera es el de compresión, del cual se pueden deducir las demás características mecánicas en forma simplificada E(Csfaurteargzeon a., d1e9 84)r. o tura= Pmax Área kg/cm2 Donde: Pmax: Carga última de ruptura Área: Ancho x Espesor 35 Figura N° 15: Esquema de ensayo de compresión paralela al grano Fuente: Manual de construcción viviendas en madera - Corma. Flexión estática (fm) Es la resistencia de la viga a una carga puntual, aplicada en el centro de la luz, determinando la tensión en el límite de proporcionalidad, tensión de rotura y el módulo de elasticidad. Los esfuerzos en flexión se producen en cuerpos de gran longitud respecto a las dimensiones de su sección transversal, cuando estos son sometidos a la acción de cargas transversales o normales de su eje longitudinal, de tal manera que tiendan a producir una arqueadura del elemento. Un caso típico es el de la viga (Cartagena., 1984). El ensayo de flexión estática mide la resistencia que opone una viga a una carga puntual aplicada en el centro de la luz o distancia entre apoyos, aplicada en la cara radial de la probeta (ECsafurteargzeon ad.,e 1 9r8o4tu).r a = 2*A3 n*c Phmo*a x(A *l tLuurza )² kg/ 2 Donde: Pmax: Carga última de ruptura 36 Luz: distancia entre apoyos Figura N° 16:Esquema de ensayo de flexión estática Fuente: Manual de construcción viviendas en madera - Corma. La flexión es una combinación de tres esfuerzos, tracción, compresión y cizalle. Estas causan la curvatura o deformación del cuerpo, con la parte superior cóncava (en compresión), la inferior convexa (en tracción) y el plano neutro tendiendo a resbalar entre las dos fuerzas opuestas (en cizalle) (Karsulovic, 1982; Campos, et al, 1990; Cuevas, 2003) Cizallamiento paralelo al grano (fv) En elementos constructivos el esfuerzo por corte o cizallamiento se presenta cuando las piezas están sometidas a flexión (corte por flexión). Los análisis teóricos de esfuerzos indican que en un punto dado los esfuerzos de corte son iguales tanto a lo largo como perpendicularmente al eje del elemento. Como la madera no es homogénea, sino que sus fibras se orientan por lo general con el eje longitudinal de la pieza, presenta distinta resistencia al corte en estas dos direcciones. Perpendicularmente a las fibras la resistencia es de tres a cuatro veces mayor que en la dirección paralela. En elementos a escala natural hay una disminución por la presencia de defectos como por la influencia del tamaño de las piezas. Por otro lado este esfuerzo casi siempre se presenta combinado con otros lo que puede resultar en menores valores (Cartagena., 1984). 37 Esfuerzo al cizallamie n t o = P max ( H pbta x Epbta) kg/cm2 Dónde: Pmax : Carga última de ruptura Figura N° 17: Esquema de ensayo de resistencia al cizalle paralelo a las fibras Fuente: Manual de construcción viviendas en madera - Corma. GEOMETRÍA DE UNA PIEZA DE MADERA 1. Arista: Línea recta de intersección de las superficies que forman dos lados adyacentes. 2. Cabeza: Sección transversal de cada extremo de una pieza. 3. Cantos: Superficies planas, menores y normales a las caras paralelas entre sí y al eje longitudinal de una pieza. 4. Caras: Superficies planas mayores, paralelas entre sí y al eje longitudinal de una pieza o cada una de las superficies planas de una pieza de sección cuadrada. 5. Borde de una cara: Zona de la superficie de una cara que abarca todo el largo de una pieza y que queda limitada en el ancho, por una arista y por una línea imaginaria 38 paralela a la arista y a una distancia de ésta igual a la cuarta parte del ancho de la pieza. 6. Zona central de una cara: Zona de la superficie de una cara que abarca todo el largo de una pieza que queda comprendida entre los bordes de la cara. El ancho de esta zona es igual a la mitad del ancho de la pieza (Durán, 2004). Figura N° 18:Términos relativos a la geometría de una pieza Fuente: Manual de construcción viviendas en madera - Corma. Factores que afectan las propiedades mecánicas La estructura natural de la madera puede verse afectada en sus propiedades mecánicas debido a una serie de factores: Defectos de la madera Recibe este nombre cualquier irregularidad física, química o físicoquímica de la madera, que afecte los aspectos de resistencia o durabilidad, determinando generalmente una limitante en su uso o aplicación. 39 El identificar los defectos de la madera permite clasificarla por aspecto o resistencia. Se distinguen, además, defectos por manipulación de la madera (secado y elaboración) y los inherentes a ella, los cuales influyen al momento de clasificarla por aspecto y por resistencia (Fritz, 2004). Defectos propios de la madera Los defectos que más perjudican a la durabilidad y resistencia son: 1. Nudos sueltos Los nudos son los tejidos que forman las ramas las cuales sufren desviaciones, provocando diferente textura y heterogeneidad en la resistencia, los cuales al desecarse se desprenden dejando huecos en la madera de sección relativamente circularlos nudos se denominan vivos o muertos, según que las ramas que los han formado así lo estén cuando se tala el árbol. Los primeros son de color claro y están adherentes, y los segundos y generalmente pueden estar podridos. Los agujeros y/o nudos sueltos se pueden ubicar en la arista, en el borde de la cara, en el canto o en la zona central de la cara. La posición de este defecto es determinante en la magnitud de la alteración que causará en las propiedades resistentes. Así, un agujero en el canto afecta la resistencia de tracción y compresión de una pieza por esfuerzo de flexión. En cambio, un agujero en el centro de la cara alterará más su resistencia de cizalle, cuando se aplica a ella el mismo esfuerzo de flexión. Figura N° 19: Medición de agujero y/o nudo suelto en el borde Fuente: Manual de construcción viviendas en madera - Corma. 40 2. Rajaduras Separación de fibras en la madera que afecta dos superficies opuestas o adyacentes de una pieza. Figura N° 20:Medición de la longitud de la zona afectada por la rajadura Fuente: Manual de construcción viviendas en madera - Corma. 3. Grietas Separación de elementos constitutivos de la madera, cuyo desarrollo no alcanza a afectar dos superficies opuestas o adyacentes de una pieza. Figura N° 21: Medición de grietas Fuente: Manual de construcción viviendas en madera - Corma. 41 4. Fibra inclinada Desviación angular que presentan los elementos longitudinales de la madera, con respecto al eje longitudinal de la pieza. Figura N° 22: Medición de la desviación de la fibra Fuente: Manual de construcción viviendas en madera - Corma. 5. Perforación Galería u otro tipo de orificio producido por la presencia de insectos taladradores. En cualquier caso, la madera con este defecto debe ser desechada. 6. Alabeos Deformación que puede experimentar una pieza de madera en la dirección de sus ejes, longitudinal y transversal o ambos a la vez, pudiendo tener diferentes formas: acanaladura, arqueadura, encorvadura y torcedura. Estos son defectos típicos por secado inadecuado, tema que se trata más adelante. Figura N° 23:Acanaladura, alabeo de las caras en la dirección Fuente: Manual de construcción viviendas en madera - Corma. 42 7. Colapso Reducción de las dimensiones de la madera durante el proceso de secado, sobre el punto de saturación de las fibras, y se debe al aplastamiento de sus cavidades celulares. Este defecto no es admisible en la madera, puede afectar la resistencia y además su presencia. 8. Canto muerto Se conoce por canto muerto o arista faltante a la falta de madera en una o más aristas de una pieza. Se mide en la arista, su largo o suma de largos en mm, mayor dimensión en el canto (x) y mayor dimensión en la cara (y). Figura N° 24: Medición de la arista faltante o canto muerto Fuente: Manual de construcción viviendas en madera - Corma. Eucalytus Globulus Descripción El Eucalyptus globulus Labillardiere introducido en otras partes del mundo, existe una gran diversidad de eucalipto, se habla entre 500 y 700 especies, cuyas maderas tienen diferentes propiedades físicas, mecánicas y de apariencia. Según Villamor, el eucalipto es, hoy en día, el más difundido por la región andina en países como Colombia, Ecuador y Perú. El árbol es originario de Australia y es cultivado ampliamente por su rápido crecimiento, su tamaño y su madera que, aunque no es de la mejor calidad y se raja con facilidad, es empleada para la elaboración de vigas, columnas, tablas y otros elementos de construcción. La madera del eucalipto también es empleada para la 43 elaboración de postes, pulpa de papel y como leña. Eucalyptus globulus es actualmente el árbol de mayor tamaño que se puede encontrar en las regiones de clima frío en los Andes tropicales; un ejemplar maduro puede superar los 50 metros de altura y tener un tronco de más de 3 metros de diámetro. Se caracteriza y reconoce fácilmente por su corteza, que se desprende en tiras que, tras permanecer colgado del árbol durante un cierto tiempo, acaban por caer al suelo tras las ventoleras, dejando ver al exterior una nueva corteza de color blanco-plateado o azulado- pruinoso. Figura N° 25: Listones de madera eucalipto Fuente: Manual de la madera Eucalipto Globulus El eucalipto ha estado envuelto en una gran polémica acerca de las extensas plantaciones que de ella se han realizado y sus efectos sobre el medio ambiente. En efecto, los monocultivos de eucaliptos resecan el suelo e impiden el desarrollo de muchas plantas nativas debido a su agresivo crecimiento y a los aceites esenciales esterilizantes (eucaliptol) que secretan los árboles. Por otro lado, no se puede negar que estas plantaciones han provisto de madera y de leña de rápido crecimiento a las poblaciones humanas que habitan en los Andes, evitando una mayor tala de los bosques y matorrales nativos que aún quedan. En la búsqueda de una sostenibilidad ambiental sería importante recordar que el problema quizás no sean los eucaliptos en sí, sino el modelo de producción uniforme que los seres humanos hemos impuesto sobre la naturaleza y sobre los mismos eucaliptos (Directorio Forestal Maderero, 2015). 44 Una de sus características más llamativas es su "heterofilia", es decir el hecho de presentar en el mismo árbol distintos y diferentes sus hojas jóvenes (opuestas, dentadas y acorazonadas) respecto de las adultas (alternas, pecioladas, falciformes y acuminadas). Las hojas que se agrupan agolpadas en los extremos de las ramillas, producen una copa de aspecto poco frondoso. Contienen abundantes aceites esenciales, usados en la industria química y farmacéutica y en confitería, por lo que suelen destilarse tras los cortes cuando éste aprovechamiento económico resulta rentable. Tienen cualidades medicinales, usándose en las enfermedades de las vías respiratorias. Es muy utilizado en jardinería especialmente a costa de su fácil cultivo, rápido crecimiento y espectacularidad de su floración, así como por la magnificencia de sus grandes píes adultos aislados. Es una planta melífera, con flores blanquecinas, que son productos de abundante miel de elevada calidad y que se transforman finalmente en un fruto grueso y abotonado, portador de las semillas. Tiene una raíz muy poderosa y apresiva (aunque menos que la del Eucalyptus Cameldulensis), que cuida muy bien al árbol frente a los agentes atmósfericos. No obstante, el árbol puede resultar poco resistente frente al viento si la planta de la que procede se ha repicado deficientemente en vivero, de aquí la conveniencia de utilizar siempre en sus plantaciones la planta adecuada, y también la necesidad de cultivarla en los envases más apropiados. La conservación de su capacidad natural para rehacer el eje central pivotante de la raíz principal resulta en este sentido fundamental. En especie intolerante, es decir, que soporta mal la cubierta o la competencia de otras especies, por lo que su enraizamiento inicial y sus rendimientos posteriores mejoran con la ausencia de la seria competencia vegetal que realizan contra él los sotobosques densos. Copa muy poco espesa, que deja pasar abundante luz y que por tanto da escasa sombra. El nuevo regenerado, que frecuentemente aparece bajo las copas tras la diseminación de las semillas, no soporta la competencia de su sotobosque y muere prácticamente en todos los casos, con la sola excepción de cuando el terreno ha sufrido incendios o arrastres recientemente. Puede vivir más de 100 años (Directorio Forestal Maderero, 2015). . 45 Clima Prefiere los climas húmedos y sin heladas. Se ha implantado, erróneamente, en zonas de menores precipitaciones, en los que sufre fuertes ataques de Phoracantha cuando aparecen años de veranos muy secos. Se presentan frecuentemente daños por heladas por debajo de unos -3ºC (especialmente si las heladas se producen cuando el árbol está brotando) y siempre si las temperaturas descienden de -5ºC. Si bajan de -6ºC a -8ºC es posible que el arbolado llegue incluso a morir, especialmente si son prolongados (no suele soportar más de 10 días de heladas por año). Si se producen en tiempo de sequía o en periodo de actividad vegetativa (heladas primaverales tardías). Son muy sensibles a las heladas las plantas más jóvenes. La resistencia a las heladas aumenta al alcanzar los dos o tres años de edad. Puede soportar máximas temperaturas de hasta 40ºC. Sus limitaciones térmicas estivales le obligan a una distribución más bien costera, en la que además disfruta de mejor humedad relativa en el aire. El eucalipto, al ser tenue su sombra, y especialmente en plantaciones realizadas con espaciamiento amplio, puede producir pastos abundantes. El pastoreo en él puede ayudar a controlar el matorral y el riego de incendios, tener interés económico o social y cooperar al enriquecimiento y mantenimiento del suelo con el abonado del estiércol y de los orinas animales El eucalipto es uno de los árboles que menos agua consume por unidad de materia seca producida, pero que sus errores de crecimientos le llevan a consumos finalmente muy elevados. Este mismo elevado consumo y su capacidad de resistir encharcamientos temporales le permiten ser utilizado en la depuración de aguas residuales domésticas o en la finalización de la depresión de otras aguas. En éstos filtros verdes puede combinarse una elevada producción de madera con una intensa depuración, a causa de la elevada actividad microbiológica de los suelos regados con ésta agua fecal. (Villamor, 2017) 46 Aplicaciones o usos de la madera de eucalipto El primer destino de la madera de eucalipto blanco, como así se denomina comercialmente a la especie Eucalyptus globulus es la pasta de celulosa, es una materia prima excelente, tanto por su rendimiento como por la calidad de la fibra obtenida. También desde hace muchos años se ha utilizado esta madera para fabricar tableros de fibras duros. La gran propagación de la especie en perjuicio de otras como el Pino ha despertado en los últimos años el interés de la industria de transformación mecánica por utilizar el eucalipto blanco como madera sólida, y actualmente hay ya una referencia, que no es puntual, de fábricas de chapa de madera y aserraderos que fabrican productos destinados principalmente a parquet, utensilios, mueble, construcción y embalajes. Actualmente es un objetivo de política forestal la diversificación del uso del eucalipto para llegar a una cadena forestal-madera más equilibrada y estable, que asegure el desarrollo adecuado de los sectores. Su durabilidad es de clase 2 en contacto con el suelo (de 5 a 15 años) y de clase 3 en exterior y sin contacto con el suelo (de 15 a 40 años). Estas características han animado a emplear la madera de eucalipto en puertas, perfiles laminados para ventanas, mobiliario de cocina, tableros contrachapados y parqué machihembrado. (Bermudez, 2009) En la región Cusco la madera Eucalipto Globulus ha sido utilizado por mucho tiempo en diferentes actividades, como la producción de antisépticos y aromatizantes; pero principalmente en el área de la construcción, para la elaboración puntales, cerchas, vigas, machihembrados, encofrados, etc. Debido a que el Eucalipto Globulus es un árbol retoñable, en la actualidad se vienen reforestando grandes hectáreas de suelo en la región Cusco para su utilización. 47 Figura N° 26: Uso de la madera Eucalipto Fuente: Manual de la madera Eucalipto Globulus • Madera usada en construcción, por ejemplo, para elaborar columnas, vigas, puntales, cerchas y tablas. • Con la madera se hacen durmientes para ferrocarril. • Con la madera se elabora pulpa de papel. • Con la madera se hacen postes para cercas. • Madera usada como leña. • De las hojas se extrae el aceite de eucalipto, aromático y antiséptico, usado en perfumería, confitería y medicina. • La infusión de las hojas se usa, en baños de vapor, para tratar la tos, la gripa y el resfriado. En todos los casos, las técnicas de aserrado y secado son fundamentales para que la madera conserve su calidad. La primera minimiza los efectos negativos de las tensiones de crecimiento, mientras que la segunda evita la deformación que provoca la humedad. Los mejores resultados se obtienen cuando es sometida a tratamientos con vapor. Al ser una madera nerviosa, debe secarse con cuidado para que la humedad no altere sus propiedades. 48 Características de la madera de eucalipto blanco. Figura N° 27: Características de la madera Eucalipto Fuente: Manual de la madera Eucalipto Globulus Ahora bien, la utilización de la madera de eucalipto glóbulus no está exenta de dificultad puesto que sus propiedades físicas y mecánicas están marcadas por una fuerte anisotropía y heterogeneidad, además de la presencia de tensiones internas de crecimiento, que son especialmente grandes en árboles jóvenes que tuvieron un desarrollo muy rápido. La corteza externa es de color café plomizo y de consistencia escamosa. La corteza interna es de color café claro y de consistencia lisa, las hojas cuando jóvenes son opuestas y con ramas angulares, pero adultas son alternas, lanceoladas, coriáceas y de color verde azulado, las flores son de color blanco y amarilloso, el fruto es una capsula que se abre en el ápice. La albura es de color marrón muy pálido, poco diferenciada del duramen, con matiz rosado grisáceo. Olor y sabor característicos a eucaliptol. Brillo mediano. Grano de recto a ligero entrecruzado. Textura mediana. Veteado en líneas verticales, satinado y poco pronunciado. Es moderadamente difícil de aserrar y trabajar en las diferentes máquinas debido al grano que posee, lo cual hace que después de su procesamiento la madera tienda a agrietarse en los extremos. Se comporta bien al cepillado, torneado y taladrado, y regular al moldurado. Haremos un breve repaso de sus características que nos situarán en el punto de partida para proponer métodos fiables de procesado de a madera. Desde el punto de vista de la apariencia, se trata de una madera clara con color y tono parecidos a los del roble, de ahí que en el mercado internacional se la conozca también por el nombre de "Tasrnanian oak" (roble de Tasmania), aunque los radios no sean visibles, ni los vasos se agrupen en anillos. (Bermudez, 2009) 49 • Propiedades físicas. Tabla 6 Propiedades físicas de la madera Eucalipto Glóbulos Fuente: Eucalipto, Villamor • Propiedades mecánicas. Tabla 7 Propiedades mecánicas de la madera Eucalipto Glóbulos Fuente: Eucalipto, Villamor Características sobresalientes del árbol. Eucalipto Globulus es actualmente el árbol de mayor tamaño que se puede encontrar en las regiones de clima frío en los Andes tropicales; un ejemplar maduro puede alcanzar los 100 metros de altura y tener un tronco de más de 3 metros de diámetro, tronco reto y cilíndrico con raíz pivotante que puede penetrar hasta 10 metros de profundidad; así mismo desarrolla numerosas y robustas raíces laterales que se extienden ampliamente. (Bermudez, 2009) 50 Influencia del contenido de humedad Según el Manual de Maderas para el Grupo Andino (1987), dice que la madera pierde resistencia cuando aumenta el contenido de humedad, a mayor contenido de humedad mucha menor resistencia. El valor de contenido de humedad óptimo es el 12% el cual se considera como el valor que define la madera seca al aire y el punto de saturación de las fibras se puede considerar igual al 30%. Patología de la madera Generalidades Desde tiempos remotos el hombre ha utilizado la madera para construir sus casa y elaborar utensilios que pudieran hacer su vida más llevadera, los tipos de construcciones variaban de acuerdo localización geográfica, al clima a la disponibilidad de vegetación; pero el criterio básico era único: utilizar un material fácil de encontrar, transportable y cómodo de trabajar. Con el paso de los años el primitivo interés de la madera no desapareció, más bien se incrementó ya que la madera presentaba a más de las características mencionadas una gran resistencia mecánica, presentaba condiciones acústicas y térmicas buenas y además presentaba una gran resistencia a la degradación debido al paso del tiempo, es decir el tiempo por sí solo no juega un papel importante en las modificaciones de las características materiales de la madera (Fritz, 2004). Más bien la degradación de la madera se debe a condiciones no inherentes a su estructura y composición, sino más bien a la acción de agentes exteriores tanto de naturaleza abiótica pero principalmente biótica. Las causas de las patologías pueden ser directas o indirectas: Las causas directas pueden ser también físicas, mecánicas y químicas. Físicas producidas por agentes atmosféricos o contaminación atmosférica; las mecánicas se producen por esfuerzos mecánicos imprevistos en los elementos y las causas químicas cuando existen interacciones con otros materiales o por la contaminación. Las causas indirectas se dan por diseño constructivo, ejecución, material en el proyecto; las cuales se producen por errores en la selección o calidad del material, por falta de especificaciones adecuadas del mismo, error en la disposición o armado de los elementos constructivos o contrario a las especificadas en el proyecto (Fritz, 2004). 51 Agentes destructores de la madera La madera por ser un elemento natural es un material biodegradable y aún más por la acción de agentes bióticos o abióticos, efectos en el diseño y/o ejecución o alteraciones estáticas. Agentes abióticos de la degradación de la madera Daños producidos por el agua El agua en contacto con la madera, penetra a través de las fibras saturando los poros tubulares y cuando alcanza grados de humedad entre el 25 – 35% produce cambios dimensionales como hinchazón y deformación. Afecta al duramen y solo en algunas ocasiones a la albura, creando las condiciones idóneas para la aparición de hongos de pudrición y manteniendo las condiciones de hábitat de insectos xilófagos, termitas y carcoma fundamentalmente; la humedad excesiva en la madera influye en su degradación superficial, debido a las microfisuras que aparecen como consecuencia de los repetidos hinchamientos y retracciones que se producen con la variación higrométrica (Fritz, 2004). Daños producidos por variaciones de temperatura La humedad atmosférica produce deterioro por los repetidos cambios de dimensiones que se producen en las capas superficiales de las piezas que se encuentran a la intemperie. La madera soporta los cambios de temperatura siempre que estos se presenten en forma lentas y progresiva, caso contrario se presentas grietas y fisuras, originado así vías de entrada de humedad y favoreciendo a la aparición de hongos. Se puede concluir que el daño esperado se concentra en las capas externas de la madera, ya que se producen tensiones alternas de compresión y dilatación que se traducen en una desintegración mecánica de las capas superficiales (Fritz, 2004). Para que los agentes biológicos se desarrollen y subsistan se requiere que existan ciertas condiciones como son: 1. Fuente de material alimenticio para su nutrición. 2. Temperatura para su desarrollo. El intervalo de temperatura es de 3º a 50º, siendo el óptimo alrededor de los 37 ºC. 3. Humedad entre el 20 % y el 140 %, para que la madera pueda ser susceptible de ataques de hongos. Por debajo del 20 %, el hongo no puede desarrollarse y por sobre 140 % de humedad, no existe el suficiente oxígeno para que pueda vivir. 52 4. Una fuente de oxígeno suficiente para la subsistencia de los microorganismos. Agentes bióticos de degradación de la madera Los agentes de degradación de la madera son principalmente bióticos, o sea vinculados a organismos vivos. Estos agentes generalmente aparecen vinculados con agentes abióticos, principalmente con la humedad, ya que facilita su desarrollo y difusión; se debe al ataque de organismos biológicos destructores como son los hongos y los insectos xilófagos principalmente, estos destruyen las células que la componen, afectando sus propiedades físicas y químicas; aunque puede existir la acción de plagas como la de los roedores o aves que degradan de igual manera a la madera (Fritz, 2004). • Hongos de pudrición o xilófagos • Mohos • Insectos de la madera • Termitas • Lictidos o polillas Tabla 8 Condiciones de desarrollo de los distintos tipos de agentes bióticos Fuente: Manual de la Corma de construcción en madera Protección de la madera La madera como material de origen orgánico (compuesta fundamentalmente por celulosa y lignina) es especialmente estable, no obstante, por su propia naturaleza constituye la base de alimentación de organismos vivos del reino vegetal (hongos) y del reino animal (insectos, moluscos, crustáceos, aves); así mismo puede ser atacada por algunos compuestos químicos; y la existencia de carbono en la celulosa hace que sea un material combustible. La protección 53 de la madera se debe considerar como algo natural, sin olvidar que casi todos los materiales necesitan una protección. Su principal objetivo es ampliar las aplicaciones de los productos de madera. Lo más importante es tratar que permanezca seca y después el empleo de productos protectores que permiten utilizarla en una gran variedad de condiciones de servicio.( Peraza, 2006) La información sobre este tema se ha organizado en los siguientes bloques informativos: • Agentes degradadores • Durabilidad natural e impregnabilidad • Protección contra organismos xilófagos • Protección contra el fuego • Protección superficial Agentes degradadores Un agente degradador es toda causa que directa o indirectamente interviene en el deterioro o alteración de la madera. Los agentes se han agrupado de la siguiente forma: • atmosféricos o meteorológicos - xilófagos • hongos xilófagos • insectos xilófagos: de ciclo larvario y sociales • xilófagos marinos • fuego • compuestos químicos Agentes atmosféricos o meteorológicos Los principales agentes atmosféricos son el sol y la lluvia, que actúan sobre la superficie de la madera al exterior y/o sobre la protección superficial de ésta. Hay que destacar que el sol y la lluvia actúan en tiempos diferentes. La radiación solar actúa principalmente a través de los rayos ultravioleta y de los rayos infrarrojo. Los ultravioleta no penetran profundamente en la madera, su acción se centra en la superficie de la madera provocando que se degrade la lignina, que se pierda cohesión entre las fibras, y que tome un color grisáceo. Cuando la madera incorpora una protección superficial degradan progresivamente las resinas de los productos de acabado, sobre todo aquellos que no están protegidos por pigmentos. 54 Los rayos infrarrojos provocan un calentamiento de la zona donde inciden provocando la aparición de fendas en la superficie y la subida de resinas, debido al recalentamiento que producen. Cuando la madera incorpora una protección superficial, la acción del calor, originada por los rayos infrarrojos, acelera el envejecimiento de la resina del producto. Su acción es muy perjudicial porque tarde o temprano provocan la aparición de grietas en la superficie de la madera y a pesar de la flexibilidad que tenga el revestimiento, éste no puede resistir su aparición y se acaba rompiendo. La acción de la lluvia sobre la madera desnuda produce un efecto parecido pero inverso al de los rayos infrarrojos. Cuando la madera incorpora una protección superficial, esta resistirá durante bastante tiempo a la acción exterior de la lluvia mientras que el agua no alcance la madera, que se producirá cuando se rompa o desaparezca la protección superficial. (Infomadera, 2017) AGENTES XILÓFAGOS Los principales agentes bióticos destructores de la madera pertenecen tanto al reino vegetal (hongos xilófagos) como al reino animal (insectos xilófagos y xilófagos marinos). La acción de los hongos se origina principalmente en la madera en contacto con el suelo, como postes, traviesas de ferrocarril, etc, o cuando se humedece debido a errores constructivos como por ejemplo la cabezas de vigas empotradas en muros. La acción de los insectos xilófagos se puede producir en una gran variedad de situaciones y de contenidos de humedad de la madera. Según su ciclo de vida y la forma de su ataque distinguiremos a los insectos de ciclo larvario, a los insectos sociales y a los xilófagos marinos. Los xilófagos marinos actúan sobre la madera que se utiliza en agua de mar. Hongos xilófagos Los hongos que se relacionan directamente con la madera son los mohos, los hongos cromógenos y los hongos de pudrición. Su ciclo biológico queda definido por las esporas, las hifas, el micelio y los cuerpos de fructificación. Las esporas de los hongos se encuentran en todas partes y en gran cantidad, y son arrastradas por el viento, el agua o los animales. El ciclo se inicia cuando encuentran unas condiciones favorables para su germinación (maderas con un contenido de humedad superior al 22%). De las esporas emergen las hifas que son células muy finas, solamente visibles con el microscopio, que se introducen en la madera. 55 Las hifas se alimentan de las sustancias de reserva del interior de las células y/o segregan enzimas que producen la descomposición de la pared celular y que permiten que puedan ser asimiladas por éstas; son las que realizan la función degradadora en la madera. Las hifas van aumentando su tamaño y su número, y terminan formando lo que se denomina "micelio", en donde se forman los cuerpos de fructificación, que son visibles y que vuelven a emitir esporas al exterior cerrando de esta forma el ciclo. Los factores que tienen mayor influencia en el desarrollo de los hongos son la humedad, la temperatura y la presencia de aire (oxígeno). La humedad es de vital importancia para la fisiología de los hongos y es indispensable para la germinación de las esporas, la digestión de la madera por las enzimas, el transporte de las sustancias de alimentación y la realización de todas las funciones vitales. Su óptimo se sitúa entre el 35 y el 50%, el límite inferior entre el 20% - 22% y el superior alrededor del 175%. Los mohos se alimentan de las materias almacenadas en el interior de las células de la madera (lumen). Son incapaces de alimentarse de los principales componentes de la pared celular de las células (celulosa o lignina), por lo que no producen pérdidas significativas en la resistencia de la madera. Se detectan cuando se forman esporas en la superficie de la madera (color oscuro) o cuando el cuerpo de fructificación forma sobre la superficie una especie de pelusilla (proliferaciones algodonosas) transparente, o con tonalidades que van desde el color blanco al negro. Los hongos cromógenos al igual que los mohos sólo se alimentan del contenido celular de las células de la madera, tampoco producen degradaciones en su pared celular y apenas afectan a las propiedades físico - mecánicas de la madera. Se caracterizan porque producen decoloraciones en la madera, como el azulado, la coloración verde, el corazón rojo del haya y la madera pasmada también del haya. Los hongos de pudrición producen una degradación más importante ya que alteran las paredes de las células de la madera. La pudrición no es fácil de reconocer en sus etapas iniciales ya que las hifas permanecen ocultas en su interior. Según va desarrollándose la pudrición se va acentuando el cambio de color, rojizas - pardas o a veces claras, y la madera empieza a peder peso y aumentar su contenido de humedad. En la fase final del proceso se llega a la disgregación total de la estructura de la madera con una pérdida importante de sus características físico - mecánicas. 56 La clasificación de las pudriciones es difícil de realizar ya que no existen parámetros fijos en los que nos podamos apoyar, la más aceptada es la que conjuga el color de la madera atacada junto el aspecto que presenta, aunque sigue siendo imperfecta. Los tipos o clases de pudrición serían las pudriciones pardas (su ataque se centra en la celulosa), las pudriciones blancas (su ataque se centra en la lignina) y las pudriciones blandas (su ataque se produce cuando existen altas condiciones de humedad, tanto en el ambiente como en la madera). Insectos xilófagos Los insectos de forma individual no causan problemas, el problema aparece cuando se tiene en cuenta su capacidad de reproducción y de reinfección de la madera atacada. Se pueden clasificar por su ciclo biológico en insectos de ciclo larvario y en insectos sociales, entre los primeros tendríamos por ejemplo a las carcomas y entre los segundos a las termitas. El ciclo biológico de cada uno de ellos es diferente. El ciclo de vida de los insectos xilófagos larvarios se caracteriza por su cambio de forma, que se denomina "metamorfosis", pasando por cuatro estados sucesivos de desarrollo: huevo, larva, pupa e insecto adulto o imago. El tiempo requerido para el cumplimiento de todos los estados se conoce com "duración de la generación", el cuál es diferente para cada especie. Los estados de huevo, pupa e imago son por lo general de corta duración y varían desde varios días hasta semanas; el tiempo más largo del ciclo de vida corresponde al estado larvario, etapa durante la cuál lleva a cabo la degradación de la madera para satisfacer sus necesidades alimenticias. Su desarrollo está influido por diferentes condiciones, entre las que se destacan: la especie de madera (existen insectos especializados en madera de frondosas, otros en maderas de coníferas y otros que atacan indistintamente a ambas); el contenido de humedad de la madera (algunos sólo atacan maderas secas, otros maderas muy húmedas y otros que atacan maderas con cualquier contenido de humedad); la temperatura (los insectos no pueden regular la temperatura de su cuerpo, por tanto dependen de los cambios que se producen en el medio ambiente); y la presencia de hongos de pudrición: (algunos de ellos van siempre asociados a los hongos). El tamaño y la forma de las galerías y de los orificios de salida junto con el tipo de serrín, la especie de madera y su contenido de humedad son las principales características que sirven para identificarlos. 57 Los insectos xilófagos sociales se caracterizan por constituir agrupaciones de individuos en la que los distintos tipos o castas, incapaces de vivir solitariamente, desempeñan diferentes cargos o funciones en el desarrollo de la colonia. El ciclo de vida de una colonia empieza con el vuelo en forma de enjambre de los individuos sexuados, que en ciertos días del año salen en gran cantidad del antiguo nido y buscan un lugar apropiado para el futuro nido, abriendo una cavidad (cámara nupcial) en la que realizan la copulación. Los huevos que pone la reina se convierten en ninfas que pueden dar lugar a 3 castas o individuos morfológicamente distintos: individuos sexuados, distinguiendose los reyes alados (pareja real fundadora de la colonia) y los reyes secundarios o de sustitución; soldados, cuya misión es la defensa de la colonia; obreros, cuya misión es buscar alimento y alimentar a los demás individuos de la colonia, cuidar a la pareja real y construir, reparar y limpiar el nido. (Infomadera, 2017) Fuego La madera, al estar formada por carbono, es un material combustible y susceptible de ser degradada por el fuego. La degradación se produce mediante reacciones químicas (combustión) que disminuyen paulatinamente su sección resistente y pueden provocar su total destrucción, en función de la duración de su exposición al fuego. La combustión de la madera se produce al combinarse, mediante la acción del calor, sus principales componentes, el carbono y el hidrógeno, con el oxígeno para producir, respectivamente, anhídrido carbónico y agua. (Infomadera, 2017) Degradación producida por compuestos químicos • La madera es un material muy resistente a un gran número de compuestos químicos. En la industria de fabricación de elementos químicos es uno de los materiales preferido para numerosas aplicaciones que van desde depósitos o contenedores de productos hasta edificios de madera en donde se guardan los productos químicos. Un ejemplo clásico son los depósitos de sal que se utilizan para eliminar la nieve y el hielo de las carreteras. La madera de duramen es, en general, más resistente que la de albura, debido a que es más difícil que penetren en ella. Los compuestos químicos pueden modificar la resistencia de la madera de dos formas diferentes: • Aumentando sus dimensiones o hinchazón (el aumento de su contenido de humedad origina la disminución de sus propiedades resistentes), cuya acción es reversible. En 58 este grupo incluiríamos el agua, los alcoholes y otros líquidos orgánicos (por ejemplo, las acetonas) que no reaccionan químicamente con la madera. • Produciendo cambios permanentes e irreversibles en la estructura de la madera debido a la modificación de alguno de sus componentes. (Infomadera, 2017) Durabilidad natural e impregnabilidad La durabilidad natural se define como la resistencia intrínseca de la madera frente degradaciones que pueden producir los agentes destructores de la madera. Dentro del tejido leñoso pueden diferenciarse dos zonas: el duramen, en el interior del tronco, y la albura, en el exterior. La formación del duramen se caracteriza por modificaciones anatómicas y químicas. Las modificaciones anatómicas, tanto en las frondosas como en las coníferas, se traducen en una obturación total o parcial de los tejidos encargados de transportar la savia. Las modificaciones químicas tienen lugar al impregnarse las células con otros productos naturales producidos por el árbol (resinas, aceites, taninos, gomas, sustancias solubles, hidratos de carbono polisacáridos, alcaloides, etc) que al oxidarse le suelen dar un característico color oscuro, que se suele apreciar con más claridad en algunas coníferas. La duraminización protege a la madera contra los ataques de los hongos e insectos xilófagos, por el taponamiento e impregnación de los tejidos de la madera con sustancias que tienen un cierto valor antiséptico. La madera de duramen no sólo es más oscura (en la mayoría de las especies), sino que también es más densa y resistente a los ataques de origen biológico; mientras que la madera de albura suele ser más clara, generalmente blanco amarillenta, más porosa y blanda, y menos valiosa para algunas aplicaciones. Sin embargo, desde el punto de vista de los tratamientos, la albura suele ser más fácil de tratar y de trabajar en la mayor parte de los procesos de elaboración y desintegración mecánica. La impregnabilidad de una especie evalúa la capacidad que presenta para que un líquido (por ejemplo un protector) pueda entrar en su interior. En todos los sistemas de tratamiento, con la excepción del de difusión que utiliza como vehículo el agua que contiene la madera, la cantidad de producto que entra en la pieza está muy relacionada con su estructura anatómica (la dimensión, la forma y el número de células por unidad de volumen; y la habilidad de las mismas para transportar líquidos). En general la madera de albura se impregna con más facilidad independientemente del comportamiento que tenga su madera de duramen; aunque 59 existen casos puntuales en los que es muy difícil impregnar la madera de albura. (Peraza, 2006) Clases de riesgo Las clases de riesgo intentan valorar el riesgo de ataque del elemento de madera por los agentes xilófagos en función del lugar donde se va a instalar. Dependen principalmente del grado de humedad que puede alcanzar la madera durante su vida de servicio (inferior al 18%, ocasionalmente superior al 20%, frecuentemente superior al 20% y permanentemente superior al 20%). Las clasificaciones no son siempre perfectas y debido a la cantidad de utilizaciones que puede tener la madera, existirán situaciones que se solapen varias clases de riesgo. Las clases de riesgo que se definen a continuación, están armonizadas con las clases de servicio definidas en el Eurocódigo 5 y se desdoblan para elementos de madera maciza y para los tableros derivados de la madera. (Peraza, 2006) Tabla 9 Tabla resumen de las clases de riesgo CLASE SITUACIÓN EXPOSICIÓN A LA CONTENIDO DE DE INTEMPERIE HUMEDAD DE LA RIESGO MADERA 1 Cubierto y sin contacto con el suelo Permanentemente máxima 18-20% seco 2 Cubierto y sin contacto con el suelo, con Humectaciones en alguna ocasión > riesgo de humedades ocasionales 20% 3 Al exterior no cubierto y sin contacto Humectaciones frecuentemente > con el suelo frecuentes 20% 4 En contacto con el suelo o con agua Humectaciones permanentemente > dulce permanentes 20% 5 En contacto con agua salada Humectaciones permanentemente > permanentes 20% Fuente (Peraza, 2006) Revisión de las medidas constructivas Estas medidas de tipo constructivo están enfocadas a evitar un aumento perjudicial del contenido de humedad de la madera y a evitar la acción directa del sol y de la lluvia. La primera consideración que se debe tener en cuenta cuando se utilice madera en la 60 construcción es que su contenido de humedad sea el correspondiente al de su lugar de aplicación. Como regla general la madera debe permanecer con el contenido de humedad adecuado y estar ventilada. Además, hay que tener siempre presente que si su contenido de humedad es superior al 20-22%, existe la posibilidad de un ataque por hongos de pudrición y/o de termitas. Estas medidas hacen referencia a las eliminaciones de humedades procedentes de precipitaciones atmosféricas (cubiertas - aleros - carpintería exterior), de los materiales colindantes (piezas de madera próximas o en contacto con el suelo o muros), y de la formación de condensaciones y aportes accidentales de humedad (fugas, filtraciones, goteras etc). El objetivo general es la eliminación de todas las fuentes de humedad no controladas, incluso aquellas que se encuentran alejadas de la madera afectada, ya que algunos agentes xilófagos pueden transportarla. (Peraza, 2006) Las posibles medidas se enfocan a resolver adecuadamente las siguientes acciones: • Precipitaciones atmosféricas: • Cubiertas y aleros. • Carpintería exterior de madera: recubrimientos, suelos, ventanas, balcones y puertas. • Paso de humedad de los materiales colindantes: • A través del suelo. • A través del muro (apoyo de vigas). • Formación de condensaciones. • Aportes accidentales de humedad (fugas, filtraciones, goteras, etc.). • Saneamiento y disposiciones constructivas en la lucha contra las termitas. Productos protectores Los protectores de la madera están compuestos por materias activas, productos fijadores y solventes. Las materias o los principios activos tienen propiedades insecticidas o fungidas y se fijan en la madera por medio de los productos fijadores, ambos productos se introducen en el interior de la madera a través del solvente . Sus principales características son las siguientes: • Registro del producto en el Ministerio de Sanidad que especifica sus aplicaciones y los posibles riesgos derivados de una incorrecta manipulación o la forma de manipularlos para evitar esos riesgos. 61 • Efectividad frente al agente degradador, que queda definida en las correspondientes normas de ensayo y de especificaciones, y ha de estar refrendada por el correspondiente informe de ensayo emitido por laboratorios de reconocido prestigio. Normalmente se especifica la cantidad de producto necesaria y el método de tratamiento. • Permanencia del producto: Los productos deben proteger la madera durante un cierto tiempo. Sobre este punto hay que tener en cuenta que existen productos que comunican una protección temporal de la madera, como por ejemplo los que se utilizan para evitar que la madera aserrada se azule; y otros que comunican una protección de mayor duración como es el caso de las sales hidrosolubles aplicadas con tratamientos de vacío - presión. Debido a la gran cantidad de variables que intervienen o definen un producto protector como pueden ser su composición, forma de presentación (líquida, polvo, pasta, cartuchos, gas, etc.), campo de aplicación, efectividad, métodos de tratamientos, manipulación, compatibilidades con otros productos, etc.; el fabricante debe aportar la máxima información sobre dicho producto avalada con los correspondientes informes. (Infomadera, 2017) Los productos protectores se pueden clasificar en función de su composición química (principios activos, solventes y productos fijadores) en los siguientes: • Protectores hidrosolubles (sus principios activos son sales minerales, que se disuelven en una solución acuosa a una concentración determinada) • Protectores en disolvente orgánico (sus principios activos son compuestos orgánicos de síntesis, a los que se añaden resinas, que van disueltos en disolventes orgánicos) • Protectores hidrodispersables (sus principios activos son compuestos orgánicos de síntesis no solubles en agua a los que se añade un emulgente para producir una buena dispersión en agua) • Protectores mixtos (sus principios activos son mezclas sales minerales con productos de síntesis que se disuelven en agua). • Protectores orgánicos naturales (normalmente hacen referencia a las creosotas). 62 Aceite Requemado Automotriz El aceite requemado es el líquido aceitoso, pardo a negro, que se remueve del motor de un automóvil cuando se cambia el aceite. Es similar al aceite que no ha sido usado excepto que contiene productos químicos adicionales a causa de su uso como lubricante del motor. Los productos químicos en el aceite consisten de hidrocarburos, que son destilados del petróleo crudo y de varios aditivos que mejoran el rendimiento del aceite. El aceite usado también contiene productos químicos formados cuando el aceite es expuesto a altas temperaturas y presión dentro del motor. También contiene ciertos metales de partes del motor y pequeñas cantidades de gasolina, anticongelante, y sustancias químicas que provienen de la gasolina cuando ésta se enciende dentro del motor. Los productos químicos encontrados en el aceite usado de cárter varían dependiendo de la marca o del tipo de aceite, de si se usó gasolina o aceite diesel, de la condición del motor de dónde provino el aceite, y de la cantidad de uso entre cambios de aceite. El aceite usado no ocurre naturalmente en el ambiente. (Alonso, 2005) Se utiliza: • Para la protección de durmientes de tren • Para protección de vías pavimentadas • Para protección de maderas en general Cola sintética Blanca Es un adhesivo en emulsión acuosa en base a polivinilacetato, desarrollado para el armado de muebles en trabajos de carpintería. Se recomienda usarlos cuando se requiere rápido secado y buena resistencia mecánica. Se utiliza en procesos de encolado utilizando prensado en frío. Las uniones de madera pegada con cola de carpintería no se abren por la presencia de alta humedad. Además, no produce manchas en la madera. Las superficies al ser encoladas deben estar completamente limpias y secas. El porcentaje de humedad de la madera debe ser menor al 22 %. Aplicar 150-200 g/m2 de cola de carpintería en una de las superficies de la madera, dependiendo esto de la temperatura ambiente la cual debe estar comprendida entre 12 y 32°C. Puede ser aplicado manualmente, con rodillo, brocha o espátula, así como también por medios mecánicos. Después se debe dejar por 24 horas hasta lograr que el adhesivo alcance su máxima resistencia, para luego proceder al 63 maquinado de la madera. El material utilizado que ha entrado en contacto con cola de carpintería se lava con agua preferentemente tibia. Debe ser conservado bien cerrado en su envase original y en un lugar fresco, protegido a la intemperie, calor o frio excesivo. Bajo condiciones normales de almacenamiento, la vida útil es de 6 meses a 25°C. Se recomienda agitar el producto antes de usarlo. (Jimenez, 2000) Método de tratamiento El método de tratamiento es el procedimiento por el que se aplica un protector a la madera. Su objetivo es conseguir introducir la cantidad definida de producto en un volumen de madera determinado y que este alcance la penetración especificada. Se pueden distinguir dos formas o procedimientos para tratar la madera. La primera se podría denominar pasiva, ya que se basa en la capacidad natural de la madera para recibir o absorber el protector, la cantidad de producto absorbida es irregular y no controlable; incluiría al pincelado, la pulverización y la inmersión breve. La segunda se podría denominar activa, ya que se basa en métodos artificiales (técnicas de vacío-presión), la cantidad de producto absorbida por la madera se puede controlar con mayor precisión e incluiría a todos los métodos que utilizan el autoclave. Relación de métodos de tratamiento - penetración • Pincelado: se consigue una protección superficial contra la acción de agentes bióticos y contra la fotodegradación. Figura N° 28: Tratamiento por pincelado en madera Fuente: PROTECMA- Sistemas de protección de madera 64 • Pulverización: se consigue una protección superficial contra la acción de agentes bióticos y contra la fotodegradación. La pulverización es más eficaz que el pincelado. Figura N° 29: Tratamiento por pulverización en madera Fuente: PROTECMA- Sistemas de protección de madera • Inmersión breve (período de tiempo entre algunos 10 segundos y 10 minutos). Se consigue una protección superficial contra la acción de agentes bióticos. Figura N° 30: Tratamiento por inmersión breve Fuente: PROTECMA- Sistemas de protección de madera 65 • Inmersión prolongada (período de tiempo superior a 10 minutos). Se consigue una protección media contra la acción de agentes bióticos y contra la fotodegradacion. El tratamiento por inmersión prolongada es un método de muy sencilla ejecución que consiste en sumergir la madera en el protector durante un tiempo superior a 10 minutos, generalmente más de una hora, pudiendo llegar a días e incluso a semanas dependiendo de la especie de madera, dimensiones de la misma, contenido de humedad, tipo de protector utilizado, grado de protección exigida, etc. Figura N° 31: Tratamiento por inmersión prolongada Fuente: PROTECMA- Sistemas de protección de madera • Tratamientos con vacío - presión (realizados con autoclave: un cilindro metálico cerrado en el que se introduce la madera y el protector de la madera. Mediante la aplicación de vacío, extraemos el aire de la madera, y mediante la aplicación de presión, conseguimos forzar la entrada del producto en el interior de la madera). Se consigue una protección profunda contra la acción de agentes bióticos. En función de los vacíos y presiones que se realicen y de sus tiempos de aplicación se clasifican en: Sistema de célula llena: su objetivo es conseguir la máxima retención del protector en la madera tratada. Sistema de célula vacía: su objetivo es conseguir que el producto protector penetre profundamente en la madera. Doble vacío: su objetivo es proteger perimetralmente la pared celular 66 Figura N° 32: Cilindro autoclave para tratamiento de madera Fuente: Maderas Aguirre • Madera termo tratada: la madera se somete a unas determinadas temperaturas (alrededor de los 200º C) durante un cierto periodo de tiempo. Elección del tipo de protección El tipo de protección a elegir dependerá de la clase de riesgo en la que se encuentre el elemento de madera y de su durabilidad natural. La elección del tipo de protección puede tener dos enfoques. El primero se basa en las especificaciones de las nuevas normativas europeas y el segundo en aspectos más prácticos y sencillos extraídos de la experiencia. Ambos enfoques llegan a las mismas conclusiones. (Infomadera, 2017) Sólo se especifica la penetración, pero la empresa que realiza el tratamiento debe certificar la retención (como mínimo, la de los resultados de ensayo para cada una de las clases de riesgo). 67 Tabla 10 Tipo de protección y método de tratamiento. Tipo Penetración Método tratamiento Superficial la penetración media alcanzada por el protector Pincelado es de 3 mm, siendo como mínimo de 1 mm en Pulverización cualquier parte de la superficie tratada Inmersión breve Se corresponde con P1 P2 y P3 Media la penetración media alcanzada por el protector Inmersión prolongada es superior a 3 mm en cualquier zona tratada, Difusión sin llegar al 75% del volumen impregnable Autoclave vacío - vacío Se corresponde con P4, P5, P6 y P7 Autoclave vacío - presión Profunda es aquella en que la penetración media - Autoclave vacío - vacío alcanzada por el protector es igual o superior - Autoclave vacío - presión al 75% del volumen impregnable Se corresponde con P8 y P9 Fuente: Enfoque de las normas europeas (Norma de referencia: UNE EN 351-1) Vida útil de la madera tratada La “vida útil o la durabilidad” de la madera tratada es una información útil que no es fácil de obtener. A continuación, se exponen algunos datos orientativos procedentes de experiencias reales y basados en que el tratamiento se ha realizado correctamente. (Infomadera, 2017) • En principio para todas las aplicaciones de interiores, la madera tratada permanecerá protegida para siempre. • En el caso de la madera exterior que se ha protegido mediante técnicas de vacíopresión con productos hidrosolubles, siguiendo las indicaciones del fabricante, se puede alcanzar una vida útil, dependiendo de la especie de madera, de 50 años (otros fabricantes y técnicos la rebajan a 20 años). Esta estimación también se puede ampliar a la madera utilizada al exterior en contacto con el suelo. • En el caso de la madera utilizada en carpintería exterior sin contacto con el suelo que se haya protegido mediante técnicas de vacío - vacío, tanto con productos orgánicos como hidrosolubles (especiales para este tipo de tratamientos), siguiendo las indicaciones del fabricante, se puede alcanzar una vida útil, dependiendo de la especie de madera, de 60 años (otros fabricantes y técnicos la rebajan a 25 años). 68 Teoría de resistencia de materiales Esfuerzos normales Según (Singer Ferdinand L., 1994), cuando una fuerza P actúa a lo largo de una barra su efecto sobre la misma depende no solo del material sino de la sección transversal que tenga la barra, de tal manera que a mayor sección mayor será la resistencia de la misma. Se define entonces el esfuerzo axial o normal como la relación entre la fuerza aplicada y el área de la sección sobre la cual actúa. O en otros términos como la carga que actúa por unidad de área del material. Figura N° 33: Esfuerzos simples Fuente: Resistencia de Materiales Singer y Pytel /A (N/m2) Siendo P: Fuerza axial (N) A: Sección transversal (m2) Diagrama esfuerzo deformación Según (Singer Ferdinand L., 1994), la resistencia de un material no es el único criterio que debe utilizarse al diseñar estructuras. Frecuentemente la rigidez suele tener la misma mayor importancia. En menor grado otras propiedades tales como la dureza, la tenacidad y ductilidad también influyen en la elección de un material. Estas propiedades se determinan mediante pruebas, comparando los resultados obtenidos con patrones establecidos. 69 Ley de Hooke Según (Singer Ferdinand L., 1994), relaciona fuerzas y deformaciones. Para estudiar las propiedades de un material, deben relacionarse cantidades unitarias de esfuerzo y deformación de tal manera que en la ley queden obviadas el área y la longitud de la probeta ensayada. Figura N° 34: Diagrama esfuerzo deformación Fuente: Resistencia de Materiales Singer y Pytel Esfuerzo cortante o cizallamiento Según (Singer Ferdinand L., 1994), el esfuerzo cortante o de cizallamiento, a diferencia de compresión, es producido por fuerzas que actúan paralelamente al plano que las resiste, mientras que los de tensión o de compresión lo son por fuerzas normales al plano en que actúan. Por esta razón, los esfuerzos de tensión y compresión se llaman también esfuerzos normales, mientas que el esfuerzo cortante también puede denominarse esfuerzo tangencial. Criterios estadísticos Media aritmética Según (Lages Elon, 2000), la media aritmética (también llamada promedio o simplemente media) de un conjunto finito de números es el valor característico de una serie de datos cuantitativos objeto de estudio que parte del principio de la esperanza matemática o valor esperado, se obtiene a partir de la suma de todos sus valores dividida entre el número de sumandos. Cuando el conjunto es una muestra aleatoria recibe el nombre de media muestra siendo uno de los principales estadísticos muéstrales. 70 X prom = N(cantidad dΣe muestras) Σ = Sumatoria de datos N = Numero de datos Varianza Según (Lages Elon, 2000), la varianza es aquella medida de dispersión que ostenta una variable aleatoria respecto a su esperanza. La varianza se relaciona con la desviación típica o desviación estándar, la cual se denota a través de la letra griega denominada sigma y que será la raíz cuadrada de la varianza. Para calcular la varianza será necesario seguir los siguientes pasos: primero deberemos calcular la media, es decir, el promedio de los números, luego, por cada número, deberemos restar la media y elevar el resultado al cuadrado y finalmente la media de esas diferencias al cuadrado. La principal función y utilidad que se le puede encontrar a la varianza es que nos permite saber y determinar qué es normal, qué es grande, qué es pequeño, aquello que es extra grande o bien aquello que es extra pequeño. ² =Varianza Xμi =Variable o Dato estadístico = Promedio aritmético N = Numero de datos Desviación estándar De acuerdo a (Lages Elon, 2000), la desviación típica o desviación estándar es una medida de dispersión para variables de razón (variables cuantitativas o cantidades racionales) y de intervalo. Se define como la raíz cuadrada de la varianza de la variable. 71 Para conocer con detalle un conjunto de datos, no basta con conocer las medidas de tendencia central, sino que necesitamos conocer también la desviación que presentan los datos en su distribución respecto de la media aritmética de dicha distribución, con objeto de tener una visión de los mismos más acorde con la realidad al momento de describirlos e interpretarlos. = √∑( − μ)² =Desviación Estándar Xμi =Variable o Dato estadístico = Promedio aritmético N = Numero de datos Coeficiente de variación De acuerdo a (Lages Elon, 2000), el coeficiente de variación es una medida de dispersión que describe la cantidad de variabilidad en relación con la media. Puesto que el coeficiente de variación no se basa en unidades, se puede utilizar en lugar de la desviación estándar para comparar la dispersión de los conjuntos de dat=os que tienen diferentes unidades o diferentes medias. CV S/μ μS == Desviación estándar Media aritmetica CRITERIO DE CHAUVENET Según (Sales de Lopez, 2005), el criterio de Chauvenet es un método para calcular si un dato experimental, de un conjunto de datos experimentales, es probablemente un valor atípico. Para aplicar el Criterio de Chauvenet, primero se ha de calcular la media y la desviación estándar (típica) de la información observada. Basándose en cuánto difiere el valor dudoso 72 de la media, se utiliza la función de distribución normal (o la tabla de la misma) para determinar la probabilidad de que una dato dado sea del valor del dato dudoso. ( X i − μ ) ≤ 2.0 Xμi = Variable o Dato estadístico S = Desviación estándar = Promedio aritmético ABS = Valor absoluto VALOR REPRESENTATIVO DE LA MUESTRA El manual de maderas para el grupo andino (1987) propone que el valor correspondiente al 5% de exclusión, se tome como dato representativo del ensayo. Para obtener el percentil 5 se puede utilizar la función probabilista (t) Student. La función (t) de student es muy parecida a la función normal, pero se aplica mucho para muestras pequeñas, de datos o ensayos. (Spiegel, 1973). PRUEBA DE T DE STUDENT Una variable con distribución t de Student se define como el cociente entre una variable normal estandarizada y la raíz cuadrada positiva de una variable 2 dividida por sus grados de libertad. Se aplica cuando la población estudiada sigue una distribución normal pero el tamaño muestra es demasiado pequeño como para que el estadístico en el que está basada la inferencia esté normalmente distribuido, utilizándose una estimación de la desviación típica en lugar del valor real. PER 5% = μ ± t0.95 (S/√(N−1)) N= Numero de datos S= Desviación estándar μ= Media aritmética 73 CAPITULO III: METODOLOGIA Metodología de la investigación Tipo de investigación Nuestra investigación tiene enfoque cuantitativo, dado que, en sus características, hacemos un análisis de las variables que se obtiene de la construcción de instrumentos de medición para la verificación de la hipótesis, se establece la hipótesis y procedimientos antes de llevar acabo el estudio, así mismo la investigación tiene un proceso secuencial, deductivo y probatorio para luego ser analizada y obtener resultados objetivos y Tiene finalidad aplicativa debido a que aplicamos conocimientos y métodos de la ingeniería en la realización de la investigación (Roberto Hernández Sampieri, 2010.p.4,116) Nivel de la investigación El nivel de la investigación se determinó como descriptivo con alcance relacional, debido a que medimos y recogemos información acerca de las propiedades físicas y mecánicas de la madera tratada y describimos los fenómenos suscitados con cada tratamiento realizado (Roberto Hernández Sampieri, 2010,p.80,82). Método de la investigación De acuerdo a (SAMPIERI, 1991) el método de la investigación fue Hipotético Deductivo porque en la tesis se plantea la hipótesis general y sub hipótesis con respecto a las características físico mecánicas admisibles para el uso normado y cumpliendo los requisitos de resistencia, cuyas afirmaciones son verificadas por medio de ensayos en laboratorio, siendo finalmente elaboradas conclusiones que respondan a la hipótesis de la investigación. El método de nuestra investigación es hipotético deductivo porque este procedimiento es el que seguiremos para hacer una práctica científica. Ya que a través de observaciones realizadas de un caso particular se plantea un problema. Este lleva a un proceso de inducción que remite el problema a una teoría para formular una hipótesis, que a través de un razonamiento deductivo intenta validar la hipótesis (Bernal, 2000, p.135). Aplicado de la siguiente manera como dice Xavier Laborda Gil: El método hipotético-deductivo se aplica en cinco momentos: a) Registro de los hechos que exigen explicación. b) Enunciación de 74 hipótesis para explicar los hechos observados. c) Enunciación de un lenguaje simbólico con el que se pueda operar, dado un sistema de reglas de deducción. d) Interpretación de la deducción, enunciando la previsión de unos hechos determinados. e) Verificación de los hechos previstos y determinación de la verosimilitud de las hipótesis (Gil, 1978,p.295). Diseño de la investigación Diseño metodológico La investigación tiene un diseño experimental ya que manejamos la variable independiente y la manipulamos de manera intencional que para este caso es la madera Eucalipto Globulus, este tipo de diseño se utiliza cuando se tiene que probar la efectividad o efectos adversos de la manipulación de una variable (Roberto Hernández Sampieri, 2010,p. 119,149,151). Diseño de ingeniería 75 Figura N°35: Flujograma de diseño de ingeniería D INICIO C A B Secado de las probetas, hasta que su contenido de humedad sea 0% CRITERIOS DE TESIS: “ EVALUACION COMPARATIVA DE LOS EFECTOS QUE CHAUVENET PRODUCE EL ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Y COLA SINTETIC A BLANCA EN LAS PROPIEDADES FISICO MECANICAS CLASIFICACION DE LAS DE LA M ADERA EUCALIPTO GLOBULUS CON CONTENIDO DE PROBETAS PARA EMPEZAR EL Ensayo de HUMEDAD SECO PROCEDENTE DE LA ZONA DE METODO POR INMERSION Ensayo de CON COLA SINTETICA BLANCA Densidad Dureza de PAU CARTAMBO-CUSCO APLICADA POR INMERSION Básica (NTP NO CUMPLE PROLONGADA PARA USO ESTRUCTURAL” Y ACEITE REQUEMADO Brinell AUTOMOTRIZ 251.011) (ATSM E10) SI CUMPLE SELECCIÓN DE LA SUB ZONA DE EXTRACCION NO CUMPLE SEGÚN NTP 251.008 ELABORACION DE LAS Ensayos de: Compresión paralela a las fibras (NTP APLICAR COEFICIENTES DE NO SE PROBETAS EN ESTADO 251.014), Compresión perpendicular a las fibras SEGURIDAD PARA HALLAR CONSIDERA NATURAL. COMO DATO. DIVISION DE SECTORES (NTP 251.016), Ensayo de Flexión (NTP 251.017) y ESFUERZOS ADMISIBLES. DENTRO DE LA SUB ZONA SEGÚN NTP 251.008 ELABORACION DE LAS ELABORACION DE LAS PROBETAS Cizallamiento Paralela (NTP 251.013) PROBETAS POR EL METODO POR EL METODO DE INMERSION DE INMERSION PROLONGADA PROLONGADA CON ACEITE CON COLA SINTETICA BLANCA REQUEMADO AUTOMOTRIZ APLICACIÓN DE LA DIVISION DE LOS BLOQUES Toma de Datos: Deformaciones, DISTRIBUCION DENTRO DE LOS SECTORES SI CUMPLE Módulos de ruptura y cargas. SEGÚN LA NTP 251.008 ESTADISTICANDDE STUDENT Para realizar los ensayos de: SELECCIÓN DE LOS BLOQUES MAS CERCANOS A LA CARRETERA AL  Densidad Básica. (NTP 251.011) Calculo de Promedio Aritméticos AZAR SEGÚN NTP 251.008  Compresión paralela a sus fibras. (NTP 251.014) EVALUACION Y COMPARACION DE LOS RESULTADOS  Compresión perpendicular a sus fibras. (NTP 251.016) CON ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Y COLA  Flexión estática. (NTP 251.017) SINTETICA BLANCA CON EL ESTADO NATURAL. SELECCIÓN DE LOS 5 ARBOLES DENTRO DEL BLOQUE SEGÚN  Cizallamiento paralelo al grano (NTP 251.013) CALCULO DE DESVIACION ESTANDAR LA NTP 251.008  Dureza de Brinell (ASTM E-10) Y COEFICIENTE DE VARIACION ELABORACION DE UN CUADRO FINAL CON LOS RESULTADOS OBTENIDOS CON COLA SINTETICA BLANCA, ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ, Y SELECCIÓN DE LA EN ESTADO NATURAL. TROZA EN LOS ARBOLES Inmersión de las probetas SEGÚN LA NTP 251.008 por un periodo de 1 día CONCLUSIONES Y FIN RECOMENDACIONES 76 Población y muestra Población Descripción de la población Dicha población estuvo constituida por los árboles de Eucalipto Globulus de la zona de Cusco de los cuales se obtuvieron probetas de madera Eucalipto que fueron estudiadas mediante ensayos que determinaron sus propiedades: densidad básica (NTP 251.011), cizallamiento paralelo al grano (NTP 251.013), compresión paralela al grano (NTP 251.014), compresión, perpendicular al grano (NTP 251.016) y flexión estática (NTP 251.017). Cuantificación de la población Se consideraron las especies arbóreas de Eucalipto Globulus de la zona de Paucartambo Cusco que están dispersas en un área de 6295 km2. Muestra Descripción de la muestra La muestra estuvo constituida por los Eucaliptos Globulus de la zona de Paucartambo Cusco que cumplieron con una altura mínima de 6 metros y el tronco recto. Cuantificación de la muestra La muestra estuvo constituida por los troncos de Eucaliptos Globulus que serán evaluados, para lo cual se aplicó como criterio de evaluación la fabricación de probetas que se consigna en el siguiente cuadro. 77 Tabla 11 Cantidad de muestras por ensayo Ensayo Tipo de Tratamiento Cantidad sin tratamiento 20 DENSIDAD BÁSICA sumergido en cola sintética blanca 20 sumergido en aceite requemado automotriz 20 sin tratamiento 20 DUREZA DE BRINELL sumergido en cola sintética blanca 20 sumergido en aceite requemado automotriz 20 sin tratamiento 20 CIZALLAMIENTO PARALELO AL GRANO sumergido en cola sintética blanca 20 sumergido en aceite requemado automotriz 20 sin tratamiento 20 COMPRESION AXIAL sumergido en cola sintética blanca 20 sumergido en aceite requemado automotriz 20 sin tratamiento 20 COMPRESION PERPENDICULAR sumergido en cola sintética blanca 20 sumergido en aceite requemado automotriz 20 sin tratamiento 20 FLEXION ESTATICA sumergido en cola sintética blanca 20 sumergido en aceite requemado automotriz 20 Fuente: Propia Método de muestreo El método de muestreo que se utilizó en la investigación fue no probabilístico específicamente censal o por conveniencia debido a que se seleccionó los 5 troncos dentro de un bloque de árboles dada la conveniencia de accesibilidad y el buen estado de los árboles. Criterio de evaluación de la muestra Se realizaran 360 probetas a partir de 5 troncos según la NTP 251.008, para evaluar las propiedades físico-mecánicas, las cuales se repartieron en 3 grupos por el tipo de tratamiento, es decir se tuvo 120 probetas para las no tratadas, 120 probetas para las probetas tratadas con cola sintética blanca y 120 probetas para las probetas tratadas con aceite requemado automotriz, de las cuales cada 20 probetas por grupo fueron evaluados para los siguientes ensayos: densidad básica (NTP 251.011), cizallamiento paralelo al grano (NTP 251.013), compresión paralela al grano (NTP 251.014), compresión perpendicular al grano (NTP 251.016) y flexión estática (NTP 251.017). Las probetas fueron secadas en horno hasta alcanzar un estado anhidro. Examinándose 20 por tipo de tratamiento para los siguientes 78 ensayos: densidad básica, flexión estática, compresión paralela, compresión perpendicular y corte paralelo. Las probetas fueron evaluadas mediante los ensayos de: cizallamiento paralelo al grano (NTP 251.013), compresión paralela al grano (NTP 251.014), compresión perpendicular al grano (NTP 251.016) y flexión estática (NTP 251.017), para hallar los esfuerzos básicos, mientras que para hallar la densidad se evaluaran mediante el ensayo de densidad básica (NTP 251.011). Criterios de inclusión Probetas sin tratamiento • Las probetas se encuentran en estado anhidro, lo que significa que su contenido de humedad es 0%, secado en el horno de laboratorio a una temperatura de 103± 2ºC. • Las probetas fueron protegidas de acuerdo a lo indicado en la NTP 251.009 hasta el día de su ensayo. • Las probetas tuvieron que estar libres de los defectos consignados en el ITEM 2.2.3.8.1. • Las probetas tuvieron que estar libres de los agentes destructores consignados en el ITEM 2.2.4.2. • Para la aceptación de las probetas se debía cumplir con las dimensiones estipuladas en la NTP 251.011 (densidad), ASTM E10 (Método de Brinell dureza), NTP 251.013 (corte paralelo), NTP 251.014 (compresión paralela), NTP 251.016 (compresión perpendicular) y NTP 251.017 (flexión estática). Probetas tratadas con cola sintética blanca • Las probetas fueron sumergidas en la cola sintética blanca por un periodo de un día, seguidamente se sacó, se llevó al horno donde será secada hasta llegar a estado anhidro. • El secado al horno fue a una temperatura de 103 ± 2 °C. • Las probetas fueron protegidas de acuerdo a lo indicado en la NTP 251.009 hasta el día de su ensayo. 79 • Las probetas tuvieron que estar libres de los defectos consignados en el ITEM 2.2.3.8.1. • Las probetas tendrán que estar libres de los agentes destructores consignados en el ITEM 2.2.4.2. • Para la aceptación de las probetas se debía cumplir con las dimensiones estipuladas en la NTP 251.011 (densidad), ASTM E10 (Método de Brinell dureza), NTP 251.013 (corte paralelo), NTP 251.014 (compresión paralela), NTP 251.016 (compresión perpendicular) y NTP 251.017 (flexión estática). Probetas tratadas con aceite requemado automotriz • Las probetas fueron sumergidas en aceite requemado automotriz por un periodo de un día, seguidamente se sacó, se llevó al horno donde será secada hasta llegar a estado anhidro. • El secado al horno fue a una temperatura de 103 ± 2 °C. • Las probetas fueron protegidas de acuerdo a lo indicado en la NTP 251.009 hasta el día de su ensayo. • Las probetas tuvieron que estar libres de los defectos consignados en el ITEM 2.2.3.8.1. • Las probetas tendrán que estar libres de los agentes destructores consignados en el ITEM 2.2.4.2. • Para la aceptación de las probetas se debía cumplir con las dimensiones estipuladas en la NTP 251.011 (densidad), ASTM E10 (Método de Brinell dureza), NTP 251.013 (corte paralelo), NTP 251.014 (compresión paralela), NTP 251.016 (compresión perpendicular) y NTP 251.017 (flexión estática). 80 Instrumentos Se utilizaron una serie de instrumentos para la recolección de datos en laboratorio para su respectivo procesamiento en gabinete para los ensayos de: Densidad básica, compresión paralela al grano, compresión perpendicular al grano, cizallamiento paralelo al grano y flexión estática. Instrumentos metodológicos o instrumentos de recolección de datos 81 Figura N° 36: Ficha de recolección de datos de compresión paralela UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL METODO PARA DETERMINAR LA COMPRESION AXIAL O PARALELA AL GRANO Formato Nº 01 TESIS:” EVALUACION COMPARATIVA DE LOS EFECTOS QUE PRODUCE EL ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Y COLA SINTETICA BLANCA EN LAS PROPIEDADES FISICO MECANICAS DE LA MADERA EUCALIPTPO GLOBULUS CON CONTENIDO DE HUMEDAD SECO PROCEDENTE DE LA ZONA DE PAUCARTAMBO-CUSCO APLICADA POR INMERSION PROLONGADA PARA USO ESTRUCTURA.” Lugar: Laboratorio de concreto y materiales de la Universidad Andina del Cusco TESISTAS: VALENCIA PEZO, JACKELINE DAYANA SANCHEZ QUISPE, BRAYAN EQUIPO UTILIZADO: FECHA: N.º DE PROBETA: Natural ESTADO C/Cola sintética blanca C/Aceite requemado automotriz CARGA (kg) DEFORMACION (mm) 1 2 DATOS DE LA PROBETA LUZ (cm) 3 ANCHO (cm) 4 ESPESOR (cm) 5 P' (kg) 6 P (kg) 7 CALCULOS NUMERICOS RESULTADOS 8 Esfuerzo de rotura (kg/cm2) 9 Esf/ Limit. Propor. (kg/cm2) 10 Fuente: Elaboración Propia 82 Figura Nº37: Ficha de recolección de datos de compresión axial al grano UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL METODO PARA DETERMINAR LA COMPRESION AXIAL O PARALELA AL GRANO Formato Nº 02 TESIS:” EVALUACION COMPARATIVA DE LOS EFECTOS QUE PRODUCE EL ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Y COLA SINTETICA BLANCA EN LAS PROPIEDADES FISICO MECANICAS DE LA MADERA EUCALIPTPO GLOBULUS CON CONTENIDO DE HUMEDAD SECO PROCEDENTE DE LA ZONA DE PAUCARTAMBO-CUSCO APLICADA POR INMERSION PROLONGADA PARA USO ESTRUCTURA.” Lugar: Laboratorio de concreto y materiales de la Universidad Andina del Cusco TESISTAS: VALENCIA PEZO, JACKELINE DAYANA SANCHEZ QUISPE, BRAYAN ENSAYO COMPRESION PARALELA AL GRANO CARGAS Nº DE PROBETA LARGO ANCHO ESPESOR P (kg) Fuente: Elaboración Propia 83 Figura N° 38: Ficha de recolección de datos de compresión perpendicular UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL METODO PARA DETERMINAR LA COMPRESION PERPENDICULAR AL GRANO Formato Nº 03 TESIS:” EVALUACION COMPARATIVA DE LOS EFECTOS QUE PRODUCE EL ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Y COLA SINTETICA BLANCA EN LAS PROPIEDADES FISICO MECANICAS DE LA MADERA EUCALIPTPO GLOBULUS CON CONTENIDO DE HUMEDAD SECO PROCEDENTE DE LA ZONA DE PAUCARTAMBO-CUSCO APLICADA POR INMERSION PROLONGADA PARA USO ESTRUCTURA.” Lugar: Laboratorio de concreto y materiales de la Universidad Andina del Cusco TESISTAS: VALENCIA PEZO, JACKELINE DAYANA SANCHEZ QUISPE, BRAYAN EQUIPO UTILIZADO: FECHA: N.º DE PROBETA: Natural ESTADO C/Cola sintética blanca C/Aceite requemado automotriz DATOS DE LA PROBETA CARGA (kg) DEFORMACION (mm) LUZ (cm) 1 ANCHO (cm) 2 ESPESOR (cm) 3 P' (kg) 4 P (kg) 5 CALCULOS NUMERICOS RESULTADOS 6 Esfuerzo de rotura (kg/cm2) 7 Esf/ Limit. Propor. (kg/cm2) 8 9 10 P (kg) max. Fuente: Elaboración Propia 84 Figura N° 39: Ficha de recolección de datos de compresión perpendicular UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL METODO PARA DETERMINAR LA COMPRESION PERPENDICULAR AL GRANO Formato Nº 04 TESIS:” EVALUACION COMPARATIVA DE LOS EFECTOS QUE PRODUCE EL ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Y COLA SINTETICA BLANCA EN LAS PROPIEDADES FISICO MECANICAS DE LA MADERA EUCALIPTPO GLOBULUS CON CONTENIDO DE HUMEDAD SECO PROCEDENTE DE LA ZONA DE PAUCARTAMBO-CUSCO APLICADA POR INMERSION PROLONGADA PARA USO ESTRUCTURA.” Lugar: Laboratorio de concreto y materiales de la Universidad Andina del Cusco TESISTAS: VALENCIA PEZO, JACKELINE DAYANA SANCHEZ QUISPE, BRAYAN ENSAYO COMPRESION PERPENDICULAR AL GRANO CARGAS Nº DE PROBETA LARGO ANCHO ESPESOR P (kg) Fuente: Elaboración Propia 85 Figura Nº40: Ficha de recoleccion de datos de flexión estática UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL METODO PARA DETERMINAR LA FLEXION ESTATICA Formato Nº 05 TESIS:” EVALUACION COMPARATIVA DE LOS EFECTOS QUE PRODUCE EL ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Y COLA SINTETICA BLANCA EN LAS PROPIEDADES FISICO MECANICAS DE LA MADERA EUCALIPTPO GLOBULUS CON CONTENIDO DE HUMEDAD SECO PROCEDENTE DE LA ZONA DE PAUCARTAMBO-CUSCO APLICADA POR INMERSION PROLONGADA PARA USO ESTRUCTURA.” Lugar: Laboratorio de concreto y materiales de la Universidad Andina del Cusco TESISTAS: VALENCIA PEZO, JACKELINE DAYANA SANCHEZ QUISPE, BRAYAN EQUIPO UTILIZADO: FECHA: N.º DE PROBETA: Natural ESTADO C/Cola sintética blanca C/Aceite requemado automotriz DATOS DE LA PROBETA CARGA (kg) DEFORMACION (mm) LUZ (cm) 1 ANCHO (cm) 2 ESPESOR (cm) 3 P' (kg) 4 P (kg) 5 CALCULOS NUMERICOS RESULTADOS 6 Esfuerzo de rotura (kg/cm2) 7 Esf/ Limit. Propor. (kg/cm2) 8 9 10 Fuente: Elaboración Propia 86 Figura N° 41: Ficha de recolección de datos de flexión estática UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL METODO PARA DETERMINAR LA FLEXION ESTATICA Formato Nº 06 TESIS:” EVALUACION COMPARATIVA DE LOS EFECTOS QUE PRODUCE EL ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Y COLA SINTETICA BLANCA EN LAS PROPIEDADES FISICO MECANICAS DE LA MADERA EUCALIPTPO GLOBULUS CON CONTENIDO DE HUMEDAD SECO PROCEDENTE DE LA ZONA DE PAUCARTAMBO-CUSCO APLICADA POR INMERSION PROLONGADA PARA USO ESTRUCTURA.” Lugar: Laboratorio de concreto y materiales de la Universidad Andina del Cusco TESISTAS: VALENCIA PEZO, JACKELINE DAYANA SANCHEZ QUISPE, BRAYAN ENSAYO FLEXION ESTATICA CARGAS Nº DE PROBETA LARGO ANCHO ESPESOR P (kg) Fuente: Elaboración Propia 87 Figura Nº42: Ficha de recolección de datos de cizallamiento paralelo al grano UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL METODO PARA DETERMINAR EL CIZALLAMIENTO PARALELO AL GRANO Formato Nº 07 TESIS:” EVALUACION COMPARATIVA DE LOS EFECTOS QUE PRODUCE EL ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Y COLA SINTETICA BLANCA EN LAS PROPIEDADES FISICO MECANICAS DE LA MADERA EUCALIPTPO GLOBULUS CON CONTENIDO DE HUMEDAD SECO PROCEDENTE DE LA ZONA DE PAUCARTAMBO-CUSCO APLICADA POR INMERSION PROLONGADA PARA USO ESTRUCTURA.” Lugar: Laboratorio de concreto y materiales de la Universidad Andina del Cusco TESISTAS: VALENCIA PEZO, JACKELINE DAYANA SANCHEZ QUISPE, BRAYAN EQUIPO UTILIZADO: FECHA: N.º DE PROBETA: Natural ESTADO C/Cola sintética blanca C/Aceite requemado automotriz DATOS DE LA PROBETA CARGA (kg) DEFORMACION (mm) H1 Pbta (cm) 1 H2 Pbta (cm) 2 Peso Húmedo (gr.) Peso Seco (gr.) 3 CALCULOS NUMERICOS RESULTADOS 4 Resistencia al cizallamiento 5 (kg/cm2) 6 7 P (kg) max. 8 9 10 Fuente: Elaboración Propia 88 Figura N° 43: Ficha de recolección de datos de cizallamiento paralela al grano UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL METODO PARA DETERMINAR EL CIZALLAMIENTO PARALELA AL GRANO Formato Nº 08 TESIS:” EVALUACION COMPARATIVA DE LOS EFECTOS QUE PRODUCE EL ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Y COLA SINTETICA BLANCA EN LAS PROPIEDADES FISICO MECANICAS DE LA MADERA EUCALIPTPO GLOBULUS CON CONTENIDO DE HUMEDAD SECO PROCEDENTE DE LA ZONA DE PAUCARTAMBO-CUSCO APLICADA POR INMERSION PROLONGADA PARA USO ESTRUCTURA.” Lugar: Laboratorio de concreto y materiales de la Universidad Andina del Cusco TESISTAS: VALENCIA PEZO, JACKELINE DAYANA SANCHEZ QUISPE, BRAYAN ENSAYO CIZALLAMIENTO PARALELA AL GRANO CARGAS Nº DE PROBETA H pbta (cm) E pbta ( cm) AREA P (kgf) Fuente: Elaboración Propia 89 Figura N° 44: Ficha de recolección de datos de densidad básica UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL METODO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD BASICA Formato Nº 09 TESIS:” EVALUACION COMPARATIVA DE LOS EFECTOS QUE PRODUCE EL ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Y COLA SINTETICA BLANCA EN LAS PROPIEDADES FISICO MECANICAS DE LA MADERA EUCALIPTPO GLOBULUS CON CONTENIDO DE HUMEDAD SECO PROCEDENTE DE LA ZONA DE PAUCARTAMBO-CUSCO APLICADA POR INMERSION PROLONGADA PARA USO ESTRUCTURA.” Lugar: Laboratorio de concreto y materiales de la Universidad Andina del Cusco TESISTAS: VALENCIA PEZO, JACKELINE DAYANA SANCHEZ QUISPE, BRAYAN EQUIPO UTILIZADO: FECHA: N.º DE PROBETA: Natural ESTADO C/Cola sintética blanca C/Aceite requemado automotriz DATOS DE LA PROBETA Luz (cm) Ancho (cm) Espesor (gr.) CALCULOS NUMERICOS RESULTADOS Peso anhidro (gr.) Volumen (cm3) Densidad Básica (gr/cm3) Fuente: Elaboración Propia 90 Figura N° 45: Ficha de recolección de datos de densidad basica UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL METODO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD BASICA Formato Nº 10 TESIS:” EVALUACION COMPARATIVA DE LOS EFECTOS QUE PRODUCE EL ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Y COLA SINTETICA BLANCA EN LAS PROPIEDADES FISICO MECANICAS DE LA MADERA EUCALIPTPO GLOBULUS CON CONTENIDO DE HUMEDAD SECO PROCEDENTE DE LA ZONA DE PAUCARTAMBO-CUSCO APLICADA POR INMERSION PROLONGADA PARA USO ESTRUCTURA.” Lugar: Laboratorio de concreto y materiales de la Universidad Andina del Cusco TESISTAS: VALENCIA PEZO, JACKELINE DAYANA SANCHEZ QUISPE, BRAYAN ENSAYO DENSIDAD BASICA Nº DE PROBETA LUZ (cm) ANCHO ( cm) ESPESOR (cm) VOLUMEN (cm3) DENSIDAD BASICA Fuente: Elaboración Propia 91 Figura N° 46: Ficha de recolección de datos de dureza de Brinell UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL METODO PARA DETERMINAR LA DUREZA DEL BRINELL Formato Nº 11 TESIS:” EVALUACION COMPARATIVA DE LOS EFECTOS QUE PRODUCE EL ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Y COLA SINTETICA BLANCA EN LAS PROPIEDADES FISICO MECANICAS DE LA MADERA EUCALIPTPO GLOBULUS CON CONTENIDO DE HUMEDAD SECO PROCEDENTE DE LA ZONA DE PAUCARTAMBO-CUSCO APLICADA POR INMERSION PROLONGADA PARA USO ESTRUCTURA.” Lugar: Laboratorio de concreto y materiales de la Universidad Andina del Cusco TESISTAS: VALENCIA PEZO, JACKELINE DAYANA SANCHEZ QUISPE, BRAYAN EQUIPO UTILIZADO: FECHA: N.º DE PROBETA: Natural ESTADO C/Cola sintética blanca C/Aceite requemado automotriz DATOS DE LA PROBETA Diamentro de la huella (cm) Carga (cm) Fuente: Elaboración Propia 92 Figura N° 47: Ficha de recolección de datos de dureza de Brinell UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL METODO PARA DETERMINAR LA DUREZA DE BRINELL Formato Nº 12 TESIS:” EVALUACION COMPARATIVA DE LOS EFECTOS QUE PRODUCE EL ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Y COLA SINTETICA BLANCA EN LAS PROPIEDADES FISICO MECANICAS DE LA MADERA EUCALIPTPO GLOBULUS CON CONTENIDO DE HUMEDAD SECO PROCEDENTE DE LA ZONA DE PAUCARTAMBO-CUSCO APLICADA POR INMERSION PROLONGADA PARA USO ESTRUCTURA.” Lugar: Laboratorio de concreto y materiales de la Universidad Andina del Cusco TESISTAS: VALENCIA PEZO, JACKELINE DAYANA SANCHEZ QUISPE, BRAYAN ENSAYO DUREZA DE BRINELL DIAMENTRO DE LA Nº DE PROBETA HUELLA (cm) CARGA (P) DUREZA (HB) Fuente: Elaboración Propia 93 Instrumentos de Ingeniería Los instrumentos de ingeniería utilizados en la siguiente investigación son los siguientes: Máquina de compresión digital Se denomina máquina de compresión, a una máquina semejante a una prensa con la que es posible someter materiales a ensayos de compresión para medir sus propiedades. La presión se logra mediante prensas con un rotulo en los extremos. Esta máquina es utilizada tanto para ensayos de compresión, así como para ensayos de flexión. Figura N° 48: Maquina de compresión digital Fuente: Propia 94 Máquina de estabilidad Marshall Ensayo para determinar valores de estabilidad y deformabilidad, usualmente utilizada para ensayos en pavimentos asfálticos. Figura N° 49: Maquina de estabilidad marshall Fuente: Propia Máquina de Dureza Brinell Ensayo para determinar valores de dureza, con el uso de una prensa que deja huella en el material mediante el uso de una billa. 95 Figura N° 50: Maquina de dureza Brinell Fuente: Propia VERNIER. Vernier es una segunda escala auxiliar que tienen algunos instrumentos de medición, que permite apreciar una medición con mayor exactitud al complementar las divisiones de la regla o escala principal del instrumento de medida. Figura N° 51: Vernier Fuente: Propia 96 BALANZA. Las balanzas nos indicaron el peso que un cuerpo posee, en el laboratorio de tecnología del concreto, de acuerdo a su cantidad máxima de peso, y sensibilidad adecuada, dependiendo al ensayo a realizar. Figura N° 52: Balanza Fuente: Propia HORNO. El horno nos permitió evaporar la humedad que contiene un cuerpo, de forma que, para el cálculo de pesos, contemos con un peso efectivo del material a evaluar, libre de humedad (anhidro). El horno es cuenta con un circulante de aire, termostáticamente controlado para una temperatura de 105ºC±5ºC. Figura N° 53: Horno Fuente: Propia. 97 HIGROMETRO. El higrómetro es un instrumento que se utiliza para medir el grado de humedad sirviéndose de sensores que perciben e indican su magnitud. Figura N° 54: Higrómetro Fuente: Propia. Procedimientos de Recolección de Datos Selección y colección de muestras (NTP 251.008) Instrumentos  Motosierra  Wincha  Sogas Procedimiento Se hizo una selección de la zona para lo cual se tuvo q tener conocimiento con anterioridad del volumen de madera existente de la especie en dicho lugar, en nuestro caso la localidad de Paucartambo-Cusco con un área de Km2. Dentro de la sub-Zona se seleccionó un bloque, dicho bloque era el más cercano a la trocha, del cual se extrajo la cantidad de árboles requeridos. 98 La cantidad de árboles seleccionados dependió del grado de precisión que se deseó lograr, en nuestro caso se trabajó con una seguridad estadística del 95% y un intervalo de confianza de más o menos 15%, para lo cual la NTP 251.008 nos indica que debemos tomar como mínimo 5 árboles. Para la selección de árboles se caminó en una dirección determinada y se escogió a los arboles con un mínimo de 6m de altura y un diámetro de 25 a 30cm libres de imperfecciones. Se procedió a su tala y a su corte en trozas de 1.0 m de longitud teniendo un promedio de 10 trozas por árbol cortado. Seguidamente se cortaron piezas del medio de cada una de la troza, con un espesor y ancho según lo requerido para cada probeta. De dichas piezas se fabricaron la cantidad de probetas requeridas con los tamaños especificados para cada ensayo. Figura N° 55: Selección de la zona de extracción de la muestra Fuente: Propia. 99 Figura N° 56: Medición para el trozado Fuente: Propia. Figura N° 57: Corte de las probetas Fuente: Propia. 100 Método de protección y tratamiento de las probetas Instrumentos  Medidor electrónico de Humedad  Horno Procedimiento El muestreo se realizó de acuerdo a la NTP 251.008 y NTP 251.009. El tipo de protección a elegir dependerá de la clase de riesgo en la que se encuentre el elemento de madera y de su durabilidad natural. (Infomadera, 2017) El tipo de protección utilizada es por inmersión prolongada la cual alcanza hasta una penetración del 75%. y describimos con más detalle en el capítulo 2. Después de preparar las probetas según las especificaciones para cada ensayo, se procede a sumergir las probetas con un numero de 20 por ensayo para cada tipo de tratamiento. Según la consideración del método de tratamiento se sumergir las probetas por un lapso de un día para alcanzar una penetración óptima. Se procede a retirar las probetas ya sea del aceite requemado automotriz o de la cola sintética blanca, eliminando el exceso superficial, para finalizar se deja secando a intemperie para poder ensayarlas. Figura N° 58: Proceso de secado a intemperie después del tratamiento Fuente: Propia. 101 Métodos para determinar el contenido de humedad (NTP 251.009) Instrumentos  Medidor electrónico de Humedad  Horno Procedimiento Se determinó el porcentaje de humedad de las 60 probetas con contenido de humedad natural con ayuda del medidor electrónico de humedad para el caso de las probetas de densidad. Así también se determinó el porcentaje de humedad de las 300 probetas sin tratamiento y con tratamiento, después de haber pasado por el horno a una temperatura de 103°C, con ayuda del mismo medidor electrónico de humedad antes de cada ensayo, para este caso se corroboro que las probetas se encuentren en estado de humedad anhidro y que al ingresar al horno su peso se mantenga constante sin variación, así como la lectura con higrómetro sea 0%. Figura N° 59: Verificación de peso constante sin variación. Fuente: Propia. 102 Método para determinar la densidad (NTP 251.011) Instrumentos  Balanza  Wincha  Horno Procedimiento El muestreo se realizó de acuerdo a la NTP 251.008 y NTP 251.009. Se prepararon 60 probetas de 3cm por 3cm de sección transversal y 10cm de longitud para este ensayo. Enseguida se llevaron las 60 probetas al horno para tenerlas en un contenido de humedad seco, el horno estuvo a una temperatura 103 °C. Al alcanzar el porcentaje de humedad requerido se retiró las 60 probetas del horno y se procedió a su pesaje. Se registró el peso de las 60 probetas y se verifico que se encuentren en estado anhidro. Se midieron las 60 probetas utilizando un vernier, registrando los datos necesarios de las cuales 20 estaban en estado anhidro sin tratamiento y las otras 40 en estado anhidro con tratamiento. El volumen se determinó de manera directa tomando medición con la precisión requerida, siendo ancho (b) en cm, la altura (h) en cm y la longitud (l) en cm. El valor del volumen se obtuvo aplicando la siguiente formula: V= b * h * l (cm3). Se determinó su porcentaje de humedad con la ayuda de un medidor electrónico de humedad para maderas. Enseguida las 40 probetas ensayadas se pusieron en bandejas y se llevaron al horno, para someterlas a un secado a una temperatura de 103 °C, hasta que alcanzaran un peso constante, aumentando la temperatura gradualmente (40 °C, 60 °C, 80 °C, 103 °C). Después de alcanzar un peso constante, se pesaron las 40 probetas dándonos el peso de la probeta en estado anhidro. Para finalizar 20 probetas se sumergieron en aceite requemado automotriz y 20 en cola sintética blanca por un periodo de un día, después del secado se pesaron las 40 probetas. 103 Figura N° 60: Proceso de secado en el horno Fuente: Propia. Figura N° 61: Verificación que ya no varié el peso Fuente: Propia. 104 Toma de datos Tabla 12 Datos obtenidos del ensayo de densidad básica en estado anhidro sin tratamiento # PROBETA Largo (cm) Ancho (cm) Espesor % de Peso Peso Anhidro (cm) humedad Húmedo (gr) (gr) 1 10.19 3.01 2.95 39.00% 88.52 71.40 2 10.16 2.98 2.96 37.00% 95.15 76.09 3 9.98 2.95 3.03 39.00% 95.23 78.72 4 10.1 3.01 3.02 37.00% 89.73 72.77 5 9.97 3.05 2.95 40.00% 93.46 79.18 6 10.07 2.98 3.00 40.00% 91.59 79.63 7 10.08 3.10 2.91 39.00% 92.15 77.69 8 10.13 3.02 2.94 39.00% 89.94 72.43 9 9.99 3.06 2.95 37.00% 92.95 71.82 10 9.95 3.13 2.91 36.00% 84.31 73.57 11 10.11 2.98 2.99 40.00% 90.92 75.17 12 10.08 3.02 3.00 38.00% 89.95 73.11 13 10.05 3.00 3.05 41.00% 92.57 79.41 14 10.08 2.95 3.01 39.00% 92.56 76.66 15 9.93 3.09 3.02 41.00% 85.62 73.68 16 10.02 3.02 3.01 40.00% 91.88 78.03 17 10.01 3.03 3.05 38.00% 94.61 82.04 18 10.06 3.01 2.96 41.00% 92.00 71.74 19 10.08 2.93 3.11 38.00% 92.80 74.60 20 10.02 3.02 2.99 40.00% 93.51 80.66 Fuente: Elaboración propia. Tabla 13 Datos obtenidos del ensayo de densidad básica en estado anhidro tratado con cola sintética blanca Peso Peso # Largo Ancho Espesor % de Humedo Anhidro Peso tratado PROBETA (cm) (cm) (cm) humedad (gr) (gr) (gr) 1 10.14 3.02 3.00 38.00% 98.00 81.85 86.54 2 10.06 3.01 2.95 37.00% 94.69 74.01 84.47 3 10.16 3.05 2.93 39.00% 91.25 71.94 84.96 4 10.08 2.96 3.02 41.00% 86.37 77.04 78.85 5 10.17 3.05 2.95 40.00% 87.32 78.49 80.21 6 10.10 2.98 3.01 42.00% 86.82 81.87 73.15 7 10.07 2.95 3.05 38.00% 82.97 68.50 77.65 8 9.91 3.09 3.00 38.00% 90.95 80.40 83.28 9 9.98 3.02 3.01 39.00% 92.90 80.55 83.60 10 9.87 3.09 2.95 37.00% 88.66 74.59 81.48 11 10.06 2.99 3.03 38.00% 88.33 73.67 84.97 105 Peso Peso # Largo Ancho Espesor % de Humedo Anhidro Peso tratado PROBETA (cm) (cm) (cm) humedad (gr) (gr) (gr) 12 10.21 3.00 2.98 41.00% 92.05 81.72 85.58 13 10.11 2.94 3.03 39.00% 83.29 76.35 80.50 14 10.06 2.98 3.08 36.00% 96.37 76.22 92.08 15 9.89 3.03 2.96 42.00% 92.33 75.38 86.11 16 10.06 2.91 3.11 38.00% 90.45 78.37 85.79 17 10.02 3.03 2.99 36.00% 87.36 77.06 78.30 18 10.08 2.96 3.05 38.00% 93.61 73.52 80.48 19 9.85 3.11 3.00 38.00% 92.86 72.00 82.79 20 10.12 2.99 2.95 41.00% 92.59 75.66 81.86 Fuente: Elaboración propia. Tabla 14 Datos obtenidos del ensayo de densidad básica en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz Peso Peso Largo Ancho Espesor % de Humedo Anhidro Peso tratado # PROBETA (cm) (cm) (cm) humedad (gr) (gr) (gr) 1 10.11 2.96 3.02 36.00% 93.12 78.10 84.00 2 10.08 3.11 2.95 38.00% 85.92 77.86 78.96 3 9.89 2.99 3.01 39.00% 80.65 79.68 73.70 4 10.06 2.91 3.13 41.00% 88.05 71.35 81.73 5 10.21 2.99 3.03 42.00% 94.34 73.59 80.36 6 10.06 3.03 2.96 40.00% 92.74 68.51 81.56 7 10.08 3.08 2.87 40.00% 81.46 69.18 82.72 8 9.93 3.02 3.06 39.00% 93.01 74.11 78.73 9 9.99 2.96 3.10 38.00% 96.08 74.56 83.42 10 9.95 3.11 2.97 38.00% 85.78 73.19 75.52 11 10.11 2.99 3.03 37.00% 84.52 76.29 83.09 12 10.08 3.02 3.02 36.00% 92.47 76.96 73.94 13 10.02 2.99 2.95 40.00% 93.80 72.67 81.60 14 10.08 3.03 2.98 39.00% 88.27 82.73 81.44 15 9.85 2.91 3.03 38.00% 90.40 80.49 77.90 16 10.21 2.89 3.06 41.00% 88.28 79.57 78.57 17 10.13 2.94 3.00 39.00% 89.98 71.51 77.24 18 10.05 2.95 3.10 40.00% 87.01 82.00 79.08 19 10.12 2.91 3.06 40.00% 85.49 73.70 77.81 20 9.97 2.99 2.99 36.00% 89.95 80.96 87.60 Fuente: Elaboración propia. 106 Método para determinar la Dureza (ASTM E10-Metodo de Brinell) Instrumentos  Balanza  Equipo de dureza Brinell Procedimiento El muestreo se realizó de acuerdo a la NTP 251.008 y NTP 251.009. Se prepararon 60 probetas de 2cm por 2cm de sección transversal y 6cm de longitud para este ensayo de las cuales 20 estaban en estado anhidro sin tratamiento y las otras 40 en estado anhidro con tratamiento. Enseguida se llevaron las 60 probetas al horno para tenerlas en un contenido de humedad seco, el horno estuvo a una temperatura 103 °C. Al alcanzar el porcentaje de humedad requerido se retiró las 60 probetas del horno y se procedió a su pesaje. Se registró el peso de las 60 probetas y se verifico que se encuentren en estado anhidro. Se midieron las 60 probetas utilizando un vernier, registrando los datos necesarios. En el método Brinell: la dureza, se determinó mediante la huella dejada por una esfera de acero, de diámetro D (generalmente de 10 mm), al ser sometida a una carga F, que varía según la densidad de la madera (10 kp para densidades menores de 0,3 g/cm³; 50 kp para densidades comprendidas entre 0,3 y 0,7 g/cm³; y 100kp para densidades superiores a 0,7 g/cm³. La carga máxima se alcanzó en 15 segundos, permaneció constante durante 30 segundos y volvió a 0 en otros 15 segundos. Para finalmente utilizar el equipo de medición de huella y registrar el diámetro de la huella dejado en las probetas. 107 Figura N° 62: Proceso del ensayo de dureza de Brinell Fuente: Autor Toma de datos Tabla 15 Datos obtenidos del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro sin tratamiento # PROBETA D (cm) d(cm) P (kgf) 1 10.00 5.10 100 2 10.00 4.80 100 3 10.00 4.70 100 4 10.00 5.00 100 5 10.00 4.90 100 6 10.00 5.00 100 7 10.00 5.20 100 108 # PROBETA D (cm) d(cm) P (kgf) 8 10.00 4.70 100 9 10.00 5.00 100 10 10.00 4.70 100 11 10.00 5.10 100 12 10.00 5.10 100 13 10.00 4.70 100 14 10.00 5.70 100 15 10.00 4.80 100 16 10.00 5.00 100 17 10.00 5.00 100 18 10.00 5.70 100 19 10.00 5.20 100 20 10.00 5.10 100 Fuente: Autor Tabla 16 Datos obtenidos del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro tratado con cola sintética blanca # PROBETA D(cm) d(cm) P (kgf) 1 10.00 5.10 100 2 10.00 4.70 100 3 10.00 4.60 100 4 10.00 5.00 100 5 10.00 5.10 100 6 10.00 5.30 100 7 10.00 4.70 100 8 10.00 5.20 100 9 10.00 5.20 100 10 10.00 4.80 100 11 10.00 5.10 100 12 10.00 4.90 100 13 10.00 5.20 100 14 10.00 4.30 100 15 10.00 4.70 100 16 10.00 4.60 100 17 10.00 4.80 100 18 10.00 4.70 100 19 10.00 5.10 100 20 10.00 4.90 100 Fuente: Elaboración propia. 109 Tabla 17 Datos obtenidos del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz # PROBETA D(cm) d(cm) P (kgf) 1 10.00 4.80 100 2 10.00 4.70 100 3 10.00 4.50 100 4 10.00 4.80 100 5 10.00 5.20 100 6 10.00 4.90 100 7 10.00 4.85 100 8 10.00 5.10 100 9 10.00 4.90 100 10 10.00 4.60 100 11 10.00 4.80 100 12 10.00 4.60 100 13 10.00 5.10 100 14 10.00 4.60 100 15 10.00 4.70 100 16 10.00 5.10 100 17 10.00 4.20 100 18 10.00 4.70 100 19 10.00 4.80 100 20 10.00 5.20 100 Fuente: Elaboración propia. Método para determinar el esfuerzo al corte por cizallamiento paralelo al grano (NTP 251.013) Instrumentos  Maquina universal para ensayo de materiales  Cizalla  Wincha  Vernier Procedimiento El muestreo se realizó de acuerdo a la NTP 251.008 y NTP 251.009. Se prepararon 60 probetas de 5 cm x 5cm x 6.3cm, recortadas en una de sus caras tal como lo indica en la Figura n°41. 110 Enseguida se llevaron las 60 probetas al horno para tenerlas en un contenido de humedad seco, el horno estuvo a una temperatura 103 °C. Al alcanzar el porcentaje de humedad requerido se retiró las 60 probetas del horno y se procedió a su pesaje. Se registró el peso de las 60 probetas y se verifico que se encuentren en estado anhidro. Se midieron las 60 probetas utilizando un vernier, registrando los datos necesarios de las cuales 20 estaban en estado anhidro sin tratamiento y las otras 40 en estado anhidro con tratamiento. Seguidamente se ensayaron 20 probetas directamente y las otras se ensayaron después del tratamiento, para este ensayo se utilizó la máquina de compresión digital se acoplo una cizalla en la parte superior y una placa soldada para evitar el deslizamiento en la base con un espacio de 3mm del medio de la probeta. Se registró la carga máxima soportada por las probetas hasta el momento de su falla o ruptura según no requerido por la NTP 251.0 Figura N° 63: Proceso del ensayo de corte por cizallamiento Fuente: Propia. Figura N° 64: Falla de la probeta del ensayo de corte por cizallamiento 111 Fuente: Propia. Toma de datos Tabla 18 Datos obtenidos del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro sin tratamiento # PROBETA H pbta (cm) E pbta (cm) P (kgf) 1 4.92 4.91 3418 2 4.94 4.88 2890 3 4.96 4.91 3275 4 5.05 4.80 3094 5 5.03 4.89 3499 6 5.02 4.95 2928 7 4.59 4.82 3148 8 4.86 4.75 3418 9 4.86 4.91 3194 10 4.91 4.90 3684 11 4.91 4.91 3514 12 4.90 4.94 3437 13 4.96 5.05 3110 14 4.90 4.72 3564 15 4.91 5.05 3148 16 4.94 5.03 3256 17 5.05 5.02 3580 18 4.72 4.59 3919 19 4.96 4.86 3364 20 4.78 4.96 3021 Fuente: Elaboración propia. 112 Tabla 19 Datos obtenidos del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro tratado con cola sintética blanca # PROBETA H pbta (cm) E pbta (cm) P (kgf) 1 4.67 4.91 3342 2 4.98 4.91 3672 3 4.97 4.86 3488 4 4.70 4.82 3697 5 4.91 4.89 3522 6 4.84 4.75 3997 7 5.12 4.84 3796 8 4.94 4.91 3440 9 5.06 5.06 2568 10 4.85 4.95 3381 11 4.99 4.84 4027 12 4.85 4.91 3620 13 4.98 4.91 3928 14 5.02 4.95 3140 15 4.97 4.99 3274 16 4.93 4.82 3363 17 4.89 4.80 3064 18 4.86 4.93 3714 19 4.95 4.71 3556 20 5.03 4.76 3873 Fuente: Elaboración propia. Tabla 20 Datos obtenidos del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz # PROBETA H pbta (cm) E pbta (cm) P (kgf) 1 4.98 4.90 3021 2 5.01 4.88 3551 3 5.00 4.87 4554 4 5.01 4.95 3515 5 5.03 4.98 3843 6 4.91 4.91 3636 7 4.91 4.85 3798 8 5.00 4.94 3460 9 4.73 4.90 3460 10 4.92 4.96 3086 11 4.97 4.97 4216 12 4.84 5.03 3944 13 4.98 4.90 4388 113 # PROBETA H pbta (cm) E pbta (cm) P (kgf) 14 4.86 4.98 4105 15 5.03 4.96 3747 16 4.94 5.00 3873 17 5.03 4.98 4080 18 4.94 4.88 3460 19 4.85 4.91 3440 20 4.99 4.97 3964 Fuente: Elaboración propia. Método para determinar la compresión axial o paralela al grano (NTP 251.014) Instrumentos  Maquina universal para ensayo de materiales  Reloj comparador  Wincha  Vernier Procedimiento El muestreo se realizó de acuerdo a la NTP 251.008 y NTP 251.009. Se prepararon 60 probetas de 5cm por 5cm de sección transversal y 20cm de longitud para este ensayo. Enseguida se llevaron las 60 probetas al horno para tenerlas en un contenido de humedad seco, el horno estuvo a una temperatura 103 °C. Al alcanzar el porcentaje de humedad requerido se retiró las 60 probetas del horno y se procedió a su pesaje. Se registró el peso de las 60 probetas y se verifico que se encuentren en estado anhidro. Se midieron las 60 probetas utilizando un vernier, registrando los datos necesarios de las cuales 20 estaban en estado anhidro sin tratamiento y las otras 40 en estado anhidro con tratamiento. Seguidamente se ensayaron 20 probetas directamente y las otras se ensayaron después del tratamiento, en la máquina de compresión axial, se aplicó la carga hasta que la muestra falle y registre la carga máxima. 114 Se acoplo un reloj comparador a la máquina de compresión axial el cual registro las deformaciones durante el ensayo de compresión paralela, para poder producir la curva Carga- Deformación. Se registraron los datos de carga y deformación, así también se registró el tipo de falla de la probeta según lo requerido por la NTP 251.014. Figura N° 65: Proceso del ensayo de compresión axial Fuente: Propia. Figura N° 66: Probetas después de ser ensayadas Fuente: Propia. 115 Toma de datos Tabla 21 Datos obtenidos del ensayo de compresión axial en estado anhidro sin tratamiento # PROBETA Largo (cm) Ancho(cm) Espesor (cm) P (kg) 1 19.90 4.98 4.96 8360 2 20.05 4.86 4.85 7820 3 19.62 5.03 4.94 8700 4 20.02 4.94 4.90 8140 5 21.05 5.03 4.96 7430 6 20.10 4.94 4.90 7680 7 20.03 4.85 4.88 8090 8 19.98 4.99 4.87 6860 9 20.05 4.91 4.95 6820 10 20.08 5.00 4.98 7860 11 20.00 4.73 4.91 5990 12 20.09 4.92 4.91 7040 13 20.05 4.97 4.97 9030 14 20.06 4.84 5.03 6970 15 20.05 4.98 4.90 7620 16 20.02 5.01 4.98 7210 17 20.02 5.00 4.96 7530 18 9.93 5.01 5.00 6860 19 20.05 5.03 4.98 6860 20 19.92 4.91 4.88 5960 Fuente: Autor Tabla 22 Datos obtenidos del ensayo de compresión axial en estado anhidro tratado con cola sintética blanca # PROBETA Largo (cm) Ancho (cm) Espesor (cm) P (kg) 1 20.03 4.61 5.07 8640 2 20.12 4.88 4.75 8230 3 19.95 4.91 4.98 9340 4 20.10 4.84 4.74 7810 5 20.08 4.99 4.71 8580 6 20.01 4.60 4.93 8150 7 19.89 4.69 4.95 7860 8 19.93 4.64 4.86 7160 9 19.89 4.79 4.75 8680 10 19.99 4.87 4.91 8310 11 20.09 4.82 4.90 9050 12 19.99 4.96 4.90 8870 13 20.03 4.90 4.92 8040 116 # PROBETA Largo (cm) Ancho (cm) Espesor (cm) P (kg) 14 20.04 4.91 4.94 6000 15 20.08 4.94 4.96 7900 16 20.05 5.05 5.05 9410 17 20.05 4.72 5.03 8460 18 20.10 4.96 5.02 9180 19 19.82 4.78 4.59 6870 20 20.02 4.68 4.86 7650 Fuente: Elaboración propia. Tabla 23 Datos obtenidos del ensayo de compresion axial en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz # PROBETA Largo (cm) Ancho (cm) Espesor (cm) P (kg) 1 20.04 5.06 4.98 10170 2 20 4.95 5.02 8730 3 20.10 4.84 4.97 7840 4 20.08 4.91 4.93 9560 5 20.01 4.91 4.89 9120 6 20.02 4.71 5.06 8920 7 20.07 4.81 4.85 8070 8 19.89 4.89 4.99 9510 9 20.02 4.75 4.85 8170 10 20.06 4.84 4.67 8450 11 20.09 4.91 4.98 9290 12 19.97 4.91 4.97 9080 13 20.04 4.91 4.70 9380 14 20.02 4.86 4.91 8170 15 20.05 4.82 4.84 8870 16 20.05 4.80 5.12 8290 17 20.02 4.93 4.94 8870 18 20.13 4.71 4.86 7540 19 19.89 4.76 4.95 8500 20 19.85 4.62 5.03 8030 Fuente: Elaboración propia. Método para determinar la compresión perpendicular al grano (NTP 251.016) Instrumentos  Maquina universal para ensayo de materiales  Máquina de ensayo universal  Reloj comparador  Wincha 117  Vernier Procedimiento El muestreo se realizó de acuerdo a la NTP 251.008 y NTP 251.009. Se prepararon 60 probetas de 5cm por 5cm de sección transversal y 15cm de longitud construidas de tal manera que sean perpendiculares al grano. Enseguida se llevaron las 60 probetas al horno para tenerlas en un contenido de humedad seco, el horno estuvo a una temperatura 103 °C. Al alcanzar el porcentaje de humedad requerido se retiró las 60 probetas del horno y se procedió a su pesaje. Se registró el peso de las 60 probetas y se verifico que se encuentren en estado anhidro. Se midieron las 60 probetas utilizando un vernier, registrando los datos necesarios de las cuales 20 estaban en estado anhidro sin tratamiento y las otras 40 en estado anhidro con tratamiento. Seguidamente se ensayaron 20 probetas directamente y las otras se ensayaron después del tratamiento, en la máquina de compresión axial, se aplicó la carga hasta que la muestra falle y registre la carga máxima. Se acoplo un accesorio que consistió en una pieza metálica maciza en forma de dado de 5cm x 5cm x 5cm con un pequeño brazo soldado Así mismo, se acoplo un reloj comparador a la máquina de compresión axial el cual registro las deformaciones durante el ensayo de compresión paralela, para poder fabricar la curva Carga-Deformación. Se registraron los datos de carga y deformación, así también se registró el tipo de falla de la probeta según lo requerido por la NTP 251.016. 118 Figura N° 67: Proceso del ensayo de compresión perpendicular Fuente: Propia. Figura N° 68: Probeta sometida al ensayo de compresión perpendicular Fuente: Propia. 119 Toma de datos Tabla 24 Datos obtenidos del ensayo de compresión paralela en estado anhidro sin tratamiento # PROBETA Largo (cm) Ancho (cm) Espesor (cm) P (kg) 1 14.70 5.06 5.09 3940 2 14.23 5.08 4.96 3490 3 14.36 5.12 5.00 3290 4 14.76 5.15 4.94 3670 5 14.83 4.93 5.03 3960 6 14.61 5.18 4.95 3780 7 14.41 5.13 4.98 4020 8 14.27 5.33 4.41 4150 9 13.96 5.21 4.87 3910 10 13.45 5.18 4.85 4090 11 13.28 5.13 4.50 3990 12 14.23 5.31 4.86 3910 13 14.50 5.08 5.02 3860 14 13.52 5.20 5.07 3500 15 13.97 5.09 4.63 3820 16 13.70 5.08 4.81 3790 17 13.88 5.01 4.93 4180 18 13.65 5.10 4.94 3660 19 13.85 5.12 4.85 3590 20 13.37 5.18 5.03 4120 Fuente: Elaboración propia. Tabla 25 Datos obtenidos del ensayo de densidad paralela en estado anhidro tratado con cola sintética blanca # PROBETA Largo (cm) Ancho (cm) Espesor (cm) P (kg) 1 14.35 5.16 4.92 4610 2 14.83 5.14 4.80 5050 3 14.14 5.05 4.88 4475 4 14.93 5.04 4.96 4790 5 14.49 5.26 5.03 3590 6 14.48 5.08 5.09 4500 7 14.11 5.22 4.93 4240 8 14.55 5.20 4.68 4750 9 15.00 5.23 5.14 4920 10 15.02 5.15 5.03 4230 11 15.00 5.00 4.94 4350 12 15.00 5.08 4.94 4710 120 # PROBETA Largo (cm) Ancho (cm) Espesor (cm) P (kg) 13 15.00 5.34 4.69 4340 14 15.00 5.07 4.85 3950 15 15.00 5.00 5.02 4820 16 15.00 4.76 5.00 3720 17 15.00 4.83 5.00 4760 18 14.90 4.94 4.89 3910 19 15.00 4.79 4.94 4750 20 14.68 4.82 4.99 4420 Fuente: Elaboración propia. Tabla 26 Datos obtenidos del ensayo de densidad paralela en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz # PROBETA Largo (cm) Ancho (cm) Espesor (cm) P (kg) 1 14.77 5.08 4.89 4260 2 14.65 5.34 4.94 3960 3 13.63 5.07 4.79 4090 4 14.46 5.09 4.84 4120 5 14.88 4.93 5.09 4360 6 14.39 4.68 5.02 3820 7 14.53 5.14 5.00 3790 8 14.85 5.12 4.91 4150 9 14.64 5.40 4.74 3690 10 14.81 5.10 4.94 3780 11 14.63 5.23 4.69 4090 12 15.05 5.15 4.85 4180 13 14.75 5.02 4.76 3920 14 14.92 5.25 4.83 4090 15 15.07 5.04 5.10 3960 16 14.69 5.26 4.77 3760 17 14.87 5.08 4.86 3590 18 14.99 5.07 4.94 3940 19 14.89 5.29 4.79 3790 20 14.41 5.04 4.82 3490 Fuente: Elaboración propia. Método para determinar la flexión estática (NTP 251.017) Instrumentos  Máquina de estabilidad Marshall  Reloj comparador 25/02/16 121  Wincha  Vernier Procedimiento El muestreo se realizó de acuerdo a la NTP 251.008 y NTP 251.009. Se prepararon 40 probetas de 2.5cm por 2.5cm de sección transversal y 41cm de longitud fabricadas de tal manera que las caras sean paralelas al grano. Enseguida se llevaron las 60 probetas al horno para tenerlas en un contenido de humedad seco, el horno estuvo a una temperatura 103 °C. Al alcanzar el porcentaje de humedad requerido se retiró las 60 probetas del horno y se procedió a su pesaje. Se registró el peso de las 60 probetas y se verifico que se encuentren en estado anhidro. Se midieron las 60 probetas utilizando un vernier, registrando los datos necesarios de las cuales 20 estaban en estado anhidro sin tratamiento y las otras 40 en estado anhidro con tratamiento. La carga se aplicó en el centro de cada muestra para lo cual se puso una distancia entre los soportes de 17.5cm y así mismo se marcó esta distancia en cada una de las 40 probetas. Seguidamente se ensayaron 20 probetas directamente y las otras se ensayaron después del tratamiento en el equipo Marshall, se acoplo los accesorios para realizar el ensayo de flexión de la máquina de ensayos universal. Se acoplo un reloj comparador al equipo de Marshall el cual registro las deformaciones durante el ensayo de flexión estática, para poder fabricar la curva Carga- Deformación. Se registraron los datos de carga y deformación, así también se registró el tipo de falla de la probeta según lo requerido por la NTP 251.017. 122 Figura N° 69: Proceso del ensayo de flexión estática Fuente: Elaboración propia. Toma de datos Tabla 27 Datos obtenidos del ensayo de flexión estática en estado anhidro sin tratamiento Espesor # PROBETA Largo (cm) Luz (cm) Ancho (cm) (cm) P(lbf) 1 41.04 17.5 2.51 2.51 744 2 40.86 17.5 2.51 2.50 726 3 41.10 17.5 2.50 2.51 844 4 40.84 17.5 2.50 2.51 988 5 40.80 17.5 2.51 2.50 934 6 41.10 17.5 2.51 2.50 1069 7 40.22 17.5 2.50 2.49 916 8 41.04 17.5 2.51 2.51 943 9 43.15 17.5 2.51 2.49 1133 10 41.21 17.5 2.51 2.49 1151 11 41.06 17.5 2.51 2.51 1214 12 40.96 17.5 2.50 2.51 898 123 Espesor # PROBETA Largo (cm) Luz (cm) Ancho (cm) (cm) P(lbf) 13 41.10 17.5 2.51 2.50 1178 14 41.16 17.5 2.51 2.50 934 15 41.00 17.5 2.50 2.51 808 16 41.18 17.5 2.50 2.51 1015 17 41.10 17.5 2.49 2.50 1051 18 41.12 17.5 2.51 2.51 1024 19 41.10 17.5 2.49 2.51 988 20 41.04 17.5 2.49 2.51 979 Fuente: Elaboración propia. Tabla 28 Datos obtenidos del ensayo de flexión estática en estado anhidro tratado con cola sintética blanca Espesor # PROBETA Largo (cm) Luz (cm) Ancho (cm) (cm) P(lbf) 1 41.18 17.5 2.51 2.51 952 2 40.98 17.5 2.50 2.50 1187 3 41.06 17.5 2.50 2.51 1060 4 41.08 17.5 2.51 2.51 898 5 41.16 17.5 2.51 2.50 907 6 41.21 17.5 2.51 2.50 1069 7 41.16 17.5 2.51 2.51 826 8 41.02 17.5 2.51 2.49 898 9 40.77 17.5 2.48 2.50 934 10 40.86 17.5 2.50 2.51 844 11 40.77 17.5 2.50 2.51 1123 12 40.98 17.5 2.52 2.50 1006 13 40.90 17.5 2.49 2.51 1015 14 41.21 17.5 2.51 2.50 1069 15 41.16 17.5 2.51 2.51 997 16 41.02 17.5 2.50 2.51 1024 17 40.77 17.5 2.49 2.50 808 18 40.86 17.5 2.49 2.52 1006 19 40.77 17.5 2.49 2.49 1051 20 40.98 17.5 2.50 2.48 943 Fuente: Elaboración propia. 124 Tabla 29 Datos obtenidos del ensayo de flexión estática en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz Espesor # PROBETA Largo (cm) Luz (cm) Ancho (cm) (cm) P(lbf) 1 40.98 17.5 2.50 2.51 1114 2 40.77 17.5 2.51 2.49 1015 3 40.86 17.5 2.51 2.50 1403 4 41.18 17.5 2.50 2.50 889 5 40.98 17.5 2.49 2.52 1151 6 41.06 17.5 2.49 2.49 1060 7 41.08 17.5 2.49 2.51 1358 8 41.16 17.5 2.50 2.51 1105 9 41.21 17.5 2.50 2.48 1394 10 41.16 17.5 2.52 2.50 1078 11 41.02 17.5 2.49 2.50 871 12 40.77 17.5 2.51 2.50 1142 13 40.86 17.5 2.51 2.52 1394 14 40.77 17.5 2.52 2.49 916 15 40.98 17.5 2.49 2.48 1169 16 40.90 17.5 2.48 2.51 1033 17 41.21 17.5 2.51 2.51 1376 18 41.16 17.5 2.52 2.51 907 19 41.02 17.5 2.49 2.50 1205 20 40.77 17.5 2.48 2.49 1178 Fuente: Elaboración propia. Procedimientos de Análisis de datos Densidad Procesamiento o cálculo de la prueba. PDaeran shiadllaard d Benássidicaad b =á sica se utilizó la fórmula: Peso anhidro Volumen Volumen = Largo x Ancho x Espesor Diagramas y tablas 125 Tabla 30 Resultados obtenidos del ensayo de densidad básica en estado anhidro sin tratamiento # PROBETA Volumen Peso Anhidro Densidad (cm3) (gr) Básica (gr/cm3) 1 90.482 71.40 0.789 2 89.619 76.09 0.849 3 89.206 78.72 0.882 4 91.811 72.77 0.793 5 89.705 79.18 0.883 6 90.026 79.63 0.885 7 90.932 77.69 0.854 8 89.942 72.43 0.805 9 90.180 71.82 0.796 10 90.628 73.57 0.812 11 90.082 75.17 0.834 12 91.325 73.11 0.801 13 91.958 79.41 0.864 14 89.505 76.66 0.856 15 92.665 73.68 0.795 16 91.084 78.03 0.857 17 92.507 82.04 0.887 18 89.631 71.74 0.800 19 91.852 74.60 0.812 20 90.479 80.66 0.892 Fuente: Elaboración propia. Grafico 1 Resultados obtenidos del ensayo de densidad básica sin tratamiento PROBETAS SIN TRATAMIENTO 0.900 0.885 0.887 0.8920.882 0.883 0.880 0.864 0.860 0.849 0.854 0.856 0.857 0.840 0.834 0.820 0.805 0.812 0.812 0.801 0.800 0.789 0.793 0.796 0.795 0.800 0.780 0.760 0.740 0.720 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n° de Probeta Fuente: Elaboración propia. 126 Densidad basica (gr/cm3) Tabla 31 Resultados obtenidos del ensayo de densidad básica en estado anhidro tratado con cola sintética blanca Densidad Volumen Peso Anhidro tratada # PROBETA (cm3) (gr) (gr/cm3) 1 91.868 81.85 0.942 2 89.328 74.01 0.946 3 90.795 71.94 0.936 4 90.107 77.04 0.875 5 91.505 78.49 0.877 6 90.595 81.87 0.807 7 90.605 68.50 0.857 8 91.866 80.40 0.907 9 90.720 80.55 0.922 10 89.970 74.59 0.906 11 91.141 73.67 0.932 12 91.277 81.72 0.938 13 90.062 76.35 0.894 14 92.335 76.22 0.997 15 88.701 75.38 0.971 16 91.044 78.37 0.942 17 90.778 77.06 0.863 18 91.002 73.52 0.884 19 91.901 72.00 0.901 20 89.263 75.66 0.917 Fuente: Elaboración propia. Grafico 2 Resultados del ensayo de densidad básica tratado con cola sintética blanca PROBETAS TRATADAS CON COLA SINTETICA BLANCA 0.997 1.000 0.980 0.9710.946 0.960 0.942 0.936 0.938 0.942 0.940 0.922 0.932 0.917 0.920 0.907 0.906 0.877 0.900 0.894 0.901 0.884 0.875 0.880 0.857 0.863 0.860 0.840 0.820 0.807 0.800 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n° de Probeta Fuente: Elaboración propia. 127 Densidad basica (gr/cm3) Tabla 32 Resultados obtenidos del ensayo de densidad básica en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz Densidad # PROBETA Volumen Peso Anhidro tratada (cm3) (gr) (gr/cm3) 1 90.375 78.10 0.929 2 92.479 77.86 0.854 3 89.009 79.68 0.828 4 91.629 71.35 0.892 5 92.500 73.59 0.869 6 90.226 68.51 0.904 7 89.103 69.18 0.928 8 91.765 74.11 0.858 9 91.668 74.56 0.910 10 91.905 73.19 0.822 11 91.594 76.29 0.907 12 91.934 76.96 0.804 13 88.381 72.67 0.923 14 91.016 82.73 0.895 15 86.850 80.49 0.897 16 90.291 79.57 0.870 17 89.347 71.51 0.865 18 91.907 82.00 0.860 19 90.115 73.70 0.863 20 89.133 80.96 0.983 Fuente: Elaboración propia. Grafico 3 Resultados del ensayo de densidad básica tratado con aceite requemado automotriz PROBETAS TRATADAS CON ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ 1.000 0.983 0.980 0.960 0.940 0.929 0.928 0.923 0.920 0.904 0.910 0.907 0.897 0.900 0.892 0.895 0.870 0.869 0.865 0.8630.880 0.860 0.854 0.858 0.860 0.840 0.828 0.822 0.820 0.804 0.800 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n° de Probeta Fuente: Elaboración propia. 128 Densidad basica (gr/cm3) Análisis de la prueba Se observa una variación favorable en la magnitud de la densidad en las probetas al ser tratadas por el método de inmersión prolongada con aceite requemado automotriz y cola sintética blanca, esto nos da la certeza que las probetas absorbieron de manera satisfactoria los aditivos. Dureza Procesamiento o cálculo de la prueba. El valor de la dureza se expresa mediante la fórmula: Dureza = P / S (kp/mm²) Siendo: S la superficie esférica del casquete esférico que penetra en la madera. Por tanto, si se llama d al diámetro de la huella, la fórmula anterior se puede expresar de la siguiente forma: Dureza = 2P . D . (D - √(D² - d²)) Siendo: • P: Fuerza aplicada • D: Diámetro de la billa • d: Diámetro de la huella Diagramas y tablas 129 Tabla 33 Resultados obtenidos del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro sin tratamiento # PROBETA D (cm) d (cm) P (kgf) Dureza (kg/mm2) 1 10.00 5.10 100 4.5530 2 10.00 4.80 100 5.1871 3 10.00 4.70 100 5.4257 4 10.00 5.00 100 4.7518 5 10.00 4.90 100 4.9628 6 10.00 5.00 100 4.7518 7 10.00 5.20 100 4.3654 8 10.00 4.70 100 5.4257 9 10.00 5.00 100 4.7518 10 10.00 4.70 100 5.4257 11 10.00 5.10 100 4.5530 12 10.00 5.10 100 4.5530 13 10.00 4.70 100 5.4257 14 10.00 5.70 100 3.5694 15 10.00 4.80 100 5.1871 16 10.00 5.00 100 4.7518 17 10.00 5.00 100 4.7518 18 10.00 5.70 100 3.5694 19 10.00 5.20 100 4.3654 20 10.00 5.10 100 4.5530 Fuente: Elaboración propia Grafico 4 Resultados del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro sin tratamiento PROBETAS SIN TRATAMIENTO 6.0 5.5 5.426 5.426 5.426 5.4265.187 5.187 4.963 5.0 4.752 4.752 4.752 4.553 4.752 4.752 4.553 4.553 4.553 4.5 4.365 4.365 4.0 3.569 3.569 3.5 3.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n° de Probeta Fuente: Elaboración propia. 130 Dureza (kg/mm2) Tabla 34 Resultados obtenidos del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro tratado con cola sintética blanca # PROBETA D (cm) d (cm) P (kgf) Dureza (kg/mm2) 1 10.00 5.10 100 4.5530 2 10.00 4.70 100 5.4257 3 10.00 4.60 100 5.6800 4 10.00 5.00 100 4.7518 5 10.00 5.10 100 4.5530 6 10.00 5.30 100 4.1882 7 10.00 4.70 100 5.4257 8 10.00 5.20 100 4.3654 9 10.00 5.20 100 4.3654 10 10.00 4.80 100 5.1871 11 10.00 5.10 100 4.5530 12 10.00 4.90 100 4.9628 13 10.00 5.20 100 4.3654 14 10.00 4.30 100 6.5515 15 10.00 4.70 100 5.4257 16 10.00 4.60 100 5.6800 17 10.00 4.80 100 5.1871 18 10.00 4.70 100 5.4257 19 10.00 5.10 100 4.5530 20 10.00 4.90 100 4.9628 Fuente: Elaboración propia. Grafico 5 Resultados del ensayo de dureza de Brinell tratado con cola sintética blanca PROBETAS TRATADAS CON COLA SINTETICA BLANCA 7.0 6.552 6.5 6.0 5.680 5.680 5.5 5.426 5.426 5.426 5.4265.187 5.187 5.0 4.752 4.963 4.963 4.553 4.553 4.365 4.553 4.553 4.5 4.365 4.3654.188 4.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n° de Probeta Fuente: Elaboración propia. 131 Dureza (kg/mm2) Tabla 35 Resultados obtenidos del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz # PROBETA D (cm) d (cm) P (kgf) Dureza (Kg/mm2) 1 10.00 4.80 100 5.1871 2 10.00 4.70 100 5.4257 3 10.00 4.50 100 5.9513 4 10.00 4.80 100 5.1871 5 10.00 5.20 100 4.3654 6 10.00 4.90 100 4.9628 7 10.00 4.85 100 5.0732 8 10.00 5.10 100 4.5530 9 10.00 4.90 100 4.9628 10 10.00 4.60 100 5.6800 11 10.00 4.80 100 5.1871 12 10.00 4.60 100 5.6800 13 10.00 5.10 100 4.5530 14 10.00 4.60 100 5.6800 15 10.00 4.70 100 5.4257 16 10.00 5.10 100 4.5530 17 10.00 4.20 100 6.8842 18 10.00 4.70 100 5.4257 19 10.00 4.80 100 5.1871 20 10.00 5.20 100 4.3654 Fuente: Elaboración propia Grafico 6 Resultados del ensayo de dureza tratado con aceite requemado automotriz PROBETAS TRATADAS CON ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ 7.5 7.0 6.884 6.5 5.951 6.0 5.680 5.680 5.680 5.426 5.426 5.426 5.5 5.187 5.187 5.073 5.187 5.187 4.963 4.963 5.0 4.553 4.553 4.553 4.5 4.365 4.365 4.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n° de Probeta Fuente: Elaboración propia. 132 Dureza (kg/mm2) Análisis de la prueba Se observa una variación favorable en la magnitud de la Dureza en las probetas al ser tratadas por el método de inmersión prolongada con aceite requemado automotriz y cola sintética blanca. Resistencia al corte por cizallamiento paralelo al grano Procesamiento o cálculo de la prueba. Para hallar el cizallamiento p a r a l e l o a l g r a n o s e utilizó la fórmula: E s f u e r z o a l c i z a l l a miento = (Hpb t P am xa Ex p bta) kg/cm2 Dónde: Pmax : Carga ultima de ruptura en la figura n°70 observamos de donde obtener los datos Figura N° 70: Datos de la probeta Fuentes: Manual de la Corma de construcción en madera Diagramas y tablas 133 Tabla 36 Resultados obtenidos del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro sin tratamiento Resistencia al # PROBETA H pbta (cm) E pbta (cm) P (kgf) cizallamiento (kg/cm2) 1 4.92 4.91 3418 141.4812 2 4.94 4.88 2890 119.8695 3 4.96 4.91 3275 134.4861 4 5.05 4.80 3094 127.6452 5 5.03 4.89 3499 142.2429 6 5.02 4.95 2928 117.8491 7 4.59 4.82 3148 142.2931 8 4.86 4.75 3418 148.0524 9 4.86 4.91 3194 133.8623 10 4.91 4.90 3684 153.1094 11 4.91 4.91 3514 145.7651 12 4.90 4.94 3437 141.9919 13 4.96 5.05 3110 124.1430 14 4.90 4.72 3564 154.1159 15 4.91 5.05 3148 126.9611 16 4.94 5.03 3256 131.0338 17 5.05 5.02 3580 141.2024 18 4.72 4.59 3919 180.8789 19 4.96 4.86 3364 139.5462 20 4.78 4.96 3021 127.4172 Fuente: Elaboración propia Grafico 7 Resultados del ensayo de cizallamiento paralelo al grano sin tratamiento PROBETAS SIN TRATAMIENTO 185 180.879 175 165 153.109 155 154.116148.052 145.765 145 141.481 142.243 142.293 141.992 141.202 139.546 134.486 133.862 135 131.034127.645 126.961 127.417124.143 125 119.869 117.849 115 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n° de Probeta Fuente: Elaboración propia. 134 Resist. al corte por cizallamiento (Kg/cm2) Tabla 37 Resultados obtenidos del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro tratado con cola sintética blanca Resistencia al # PROBETA H pbta (cm) E pbta (cm) P (kgf) cizallamiento (kg/cm2) 1 4.67 4.91 3342 145.7519 2 4.98 4.91 3672 150.1543 3 4.97 4.86 3488 144.3864 4 4.70 4.82 3697 163.2038 5 4.91 4.89 3522 146.6800 6 4.84 4.75 3997 173.8479 7 5.12 4.84 3796 153.1686 8 4.94 4.91 3440 141.8434 9 5.06 5.06 2568 100.2794 10 4.85 4.95 3381 140.8126 11 4.99 4.84 4027 166.7267 12 4.85 4.91 3620 152.0227 13 4.98 4.91 3928 160.6546 14 5.02 4.95 3140 126.3553 15 4.97 4.99 3274 131.9976 16 4.93 4.82 3363 141.5435 17 4.89 4.80 3064 130.5342 18 4.86 4.93 3714 155.0237 19 4.95 4.71 3556 152.5234 20 5.03 4.76 3873 161.7466 Fuente: Elaboración propia Grafico 8 Resultados obtenidos del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro tratado con cola sintética blanca PROBETAS TRATADAS CON COLA SINTETICA BLANCA 185 173.848 175 163.204 166.727 165 160.655 155.024 161.747 150.154 153.169 155 152.023 152.523145.752 144.386 146.680 145 141.843 140.813 141.544 135 131.998 130.534 126.355 125 115 105 100.279 95 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n° de Probeta Fuente: Elaboración propia. 135 Resist. al corte por cizallamiento (Kg/cm2) Tabla 38 Resultados obtenidos del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz Resistencia al # PROBETA H pbta (cm) E pbta (cm) P (kgf) cizallamiento (kg/cm2) 1 4.98 4.90 3021 123.7997 2 5.01 4.88 3551 145.2223 3 5.00 4.87 4554 187.0281 4 5.01 4.95 3515 141.7451 5 5.03 4.98 3843 153.4178 6 4.91 4.91 3636 150.8309 7 4.91 4.85 3798 159.4740 8 5.00 4.94 3460 140.0700 9 4.73 4.90 3460 149.2743 10 4.92 4.96 3086 126.4518 11 4.97 4.97 4216 170.6914 12 4.84 5.03 3944 161.9987 13 4.98 4.90 4388 179.8092 14 4.86 4.98 4105 169.6199 15 5.03 4.96 3747 150.1956 16 4.94 5.00 3873 156.8131 17 5.03 4.98 4080 162.8806 18 4.94 4.88 3460 143.5144 19 4.85 4.91 3440 144.4373 20 4.99 4.97 3964 159.8393 Fuente: Elaboración propia. Grafico 9 Resultados obtenidos del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz PROBETAS TRATADAS CON ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ 195 187.028 185 179.809 175 170.691 169.620 165 153.418 159.474 161.999 162.881156.813 159.839 155 150.831 149.274 150.196 144.437 145.222 143.514 145 141.745 140.070 135 123.800 126.452 125 115 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n° de Probeta Fuente: Elaboración propia. 136 Resist. al corte por cizallamiento (Kg/cm2) Análisis de la prueba Se observa una variación favorable en la magnitud de la resistencia al corte por cizallamiento paralelo al grano en las probetas al ser tratadas por el método de inmersión prolongada con aceite requemado automotriz y cola sintética blanca, comparadas con las muestras sin tratamiento en estado anhidro. Resistencia a la compresión axial o paralela al grano. Procesamiento o cálculo de la prueba. Para hallar el esfuerzo de rotura de compresión axial o paralela al grano se utilizó la fórmula: Esfuerzo de rotura= Pmax kg/cm2 Area Donde: Pmax: Carga ultima de ruptura Area: Ancho x Espesor Diagramas y tablas 137 Tabla 39 Resultados obtenidos del ensayo de compresión axial en estado anhidro sin tratamiento # PROBETA Área (cm2) P (kg) Esf de rotura (kg/cm2) 1 24.701 8360 338.4506 2 23.571 7820 331.7636 3 24.848 8700 350.1260 4 24.206 8140 336.2803 5 24.949 7430 297.8099 6 24.206 7680 317.2767 7 23.668 8090 341.8117 8 24.301 6860 282.2894 9 24.305 6820 280.6065 10 24.900 7860 315.6627 11 23.224 5990 257.9195 12 24.157 7040 291.4245 13 24.701 9030 365.5737 14 24.345 6970 286.2987 15 24.402 7620 312.2695 16 24.950 7210 288.9803 17 24.800 7530 303.6290 18 25.050 6860 273.8523 19 25.049 6860 273.8589 20 23.961 5960 248.7396 Fuente: Elaboración propia Grafico 10 Resultados del ensayo de compresión axial en estado anhidro sin tratamiento PROBETAS SIN TRATAMIENTO 365.574 365 350.126 338.451 345 341.812331.764 336.280 325 317.277 315.663 312.269 305 297.810 282.289 303.629 291.425 286.299 288.980 273.859 285 280.606 273.852 265 257.920 248.740 245 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n° de Probeta Fuente: Elaboración propia. 138 Resist. a la compresión axial (Kg/cm2) Tabla 40 Resultados obtenidos del ensayo de compresión axial en estado anhidro tratado con cola sintética blanca # PROBETA Área (cm2) P (kg) Esf de rotura (kg/cm2) 1 23.373 8640 369.6620 2 23.180 8230 355.0475 3 24.452 9340 381.9760 4 22.942 7810 340.4296 5 23.503 8580 365.0613 6 22.678 8150 359.3791 7 23.216 7860 338.5669 8 22.550 7160 317.5110 9 22.753 8680 381.4965 10 23.912 8310 347.5286 11 23.618 9050 383.1823 12 24.304 8870 364.9605 13 24.108 8040 333.4993 14 24.255 6000 247.3676 15 24.502 7900 322.4174 16 25.503 9410 368.9834 17 23.742 8460 356.3366 18 24.899 9180 368.6865 19 21.940 6870 313.1239 20 22.745 7650 336.3406 Fuente: Elaboración propia Grafico 11 Resultados obtenidos del ensayo de compresión axial en estado anhidro tratado con cola sintética blanca PROBETAS TRATADAS CON COLA SINTETICA BLANCA 400 381.976 365.061 381.497 383.182 380 369.662 364.961 368.983 368.687 360 355.047 359.379 356.337 340.430 347.529338.567 333.499 336.341340 317.511 322.417 320 313.124 300 280 260 247.368 240 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n° de Probeta Fuente: Elaboración propia. 139 Resist. a la compresión axial (Kg/cm2) Tabla 41 Resultados obtenidos del ensayo de compresión axial en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz # PROBETA Área (cm2) P (kg) Esf de rotura (kg/cm2) 1 25.199 10170 403.5906 2 24.849 8730 351.3220 3 24.055 7840 325.9225 4 24.206 9560 394.9385 5 24.010 9120 379.8433 6 23.833 8920 374.2773 7 23.329 8070 345.9288 8 24.401 9510 389.7365 9 23.038 8170 354.6392 10 22.603 8450 373.8475 11 24.452 9290 379.9311 12 24.403 9080 372.0900 13 23.077 9380 406.4653 14 23.863 8170 342.3768 15 23.329 8870 380.2167 16 24.576 8290 337.3210 17 24.354 8870 364.2082 18 22.891 7540 329.3929 19 23.562 8500 360.7504 20 23.239 8030 345.5458 Fuente: Elaboración propia Grafico 12 Resultados obtenidos del ensayo de compresión axial en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz PROBETAS TRATADAS CON ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ 420 410 403.591 406.465 400 394.939 389.737 390 379.931379.843 380.217 380 374.277 373.847 372.090 370 364.208 360.750 360 351.322 354.639 350 345.929 342.377 345.546 340 337.321 330 325.922 329.393 320 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n° de Probeta Fuente: Elaboración propia. 140 Resist. a la compresión axial (Kg/cm2) Análisis de la prueba Se observa una variación favorable en la magnitud de la resistencia a compresión axial o paralela al grano en las probetas al ser tratadas por el método de inmersión prolongada con aceite requemado automotriz y cola sintética blanca, comparadas con las muestras sin tratamiento en estado anhidro. Resistencia a la compresión perpendicular al grano. Procesamiento o cálculo de la prueba. Para hallar el esfuerzo de rotura de compresión axial o paralela al grano se utilizó la fórmula: Esfuerzo de rotura= Pmax kg/cm2 Área Donde: Pmax: Carga ultima de ruptura Área: Ancho x Espesor Diagramas y tablas 141 Tabla 42 Resultados obtenidos del ensayo de compresión perpendicular en estado anhidro sin tratamiento Esfuerzo de # PROBETA Área (cm2) P (kg) rotura (σR)(kg/cm2) 1 25.7554 3940 152.978 2 25.1968 3490 138.510 3 25.6 3290 128.516 4 25.441 3670 144.255 5 24.7979 3960 159.691 6 25.641 3780 147.420 7 25.5474 4020 157.355 8 23.5053 4150 176.556 9 25.3727 3910 154.103 10 25.123 4090 162.799 11 23.085 3990 172.840 12 25.8066 3910 151.512 13 25.5016 3860 151.363 14 26.364 3500 132.757 15 23.5667 3820 162.093 16 24.4348 3790 155.107 17 24.6993 4180 169.236 18 25.194 3660 145.273 19 24.832 3590 144.572 20 26.0554 4120 158.125 Fuente: Elaboración propia. Grafico 13 Resultados obtenidos del ensayo de compresión perpendicular en estado anhidro sin tratamiento PROBETAS SIN TRATAMIENTO 176.556 175 172.840 169.236 165 162.799159.691 162.093157.355 151.512 158.125 155 152.978 154.103 155.107 151.363 147.420 145.273 144.255 144.572 145 138.510 135 132.757 128.516 125 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n° de Probeta Fuente: Elaboración propia. 142 Resist. a la comprecion perpendicular (Kg/cm2) Tabla 43 Resultados obtenidos del ensayo de compresión perpendicular en estado anhidro tratado con cola sintética blanca # PROBETA Área (cm2) P (kg) Esfuerzo de rotura (σR)(kg/cm2) 1 25.3872 4610 181.588 2 24.672 5050 204.685 3 24.644 4475 181.586 4 24.9984 4790 191.612 5 26.4578 3590 135.688 6 25.8572 4500 174.033 7 25.7346 4240 164.759 8 24.336 4750 195.184 9 26.8822 4920 183.021 10 25.9045 4230 163.292 11 24.7 4350 176.113 12 25.0952 4710 187.685 13 25.0446 4340 173.291 14 24.5895 3950 160.638 15 25.1 4820 192.032 16 23.8 3720 156.303 17 24.15 4760 197.101 18 24.1566 3910 161.861 19 23.6626 4750 200.739 20 24.0518 4420 183.770 Fuente: Elaboración propia. Grafico 14 Resultados obtenidos del ensayo de compresión perpendicular en estado anhidro tratado con cola sintética blanca PROBETAS TRATADAS CON COLA SINTETICA BLANCA 210 204.685 200.739 200 195.184 197.101 191.612 192.032 190 187.685 181.588 181.586 183.021 183.770 180 174.033 176.113 173.291 170 164.759 163.292 160.638 161.861 160 156.303 150 140 135.688 130 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n° de Probeta Fuente: Elaboración propia. 143 Resist. a la comprecion perpendicular (Kg/cm2) Tabla 44 Resultados obtenidos del ensayo de compresión perpendicular en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz Esfuerzo de # PROBETA Área (cm2) P (kg) rotura (σR)(kg/cm2) 1 24.8412 4260 171.489 2 26.3796 3960 150.116 3 24.2853 4090 168.415 4 24.6356 4120 167.238 5 25.0937 4360 173.749 6 23.4936 3820 162.597 7 25.7 3790 147.471 8 25.1392 4150 165.081 9 25.596 3690 144.163 10 25.194 3780 150.036 11 24.5287 4090 166.743 12 24.9775 4180 167.351 13 23.8952 3920 164.050 14 25.3575 4090 161.294 15 25.704 3960 154.062 16 25.0902 3760 149.859 17 24.6888 3590 145.410 18 25.0458 3940 157.312 19 25.3391 3790 149.571 20 24.2928 3490 143.664 Fuente: Elaboración propia. Grafico 15 Resultados obtenidos del ensayo de compresión perpendicular en estado anhidro tratado con cola sintética blanca PROBETAS TRATADAS CON ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ 175 173.749171.489 168.415 167.351 170 167.238 165.081 166.743 165 162.597 164.050161.294 160 157.312 155 154.062 150.116 150.036 149.859 149.571 150 147.471 144.163 145.410 145 143.664 140 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n° de Probeta Fuente: Elaboración propia. 144 Resist. a la comprecion perpendicular (Kg/cm2) Análisis de la prueba Se observa una variación favorable en la magnitud de la resistencia a compresión perpendicular al grano en las probetas al ser tratadas por el método de inmersión prolongada con aceite requemado automotriz y cola sintética blanca, comparadas con las muestras sin tratamiento en estado anhidro. Resistencia a la flexión estática. Procesamiento o cálculo de la prueba. EPasrfua ehrazlola rd eel reosftuuerraz o= d e rotu3r a* Pdme aflxe *x Lióunz estátickag s/e ut2ilizó la fórmula: 2*Ancho* (Altura )² Donde: Pmax: Carga ultima de ruptura Luz: distancia entre apoyos Diagramas y tablas 145 Tabla 45 Resultados obtenidos del ensayo de flexión estática en estado anhidro sin tratamiento # Altura (cm) CARGAS Esfuerzo de PROBETA Luz (cm) Ancho (cm) rotura P(lbf) P (kgf) (kg/cm2) 1 17.5 2.51 2.51 744 339.2045 565.611 2 17.5 2.51 2.50 726 330.9979 552.205 3 17.5 2.50 2.51 844 384.7965 642.274 4 17.5 2.50 2.51 988 450.4490 751.488 5 17.5 2.51 2.50 934 425.8293 713.609 6 17.5 2.51 2.50 1069 487.3785 813.905 7 17.5 2.50 2.49 916 417.6227 706.543 8 17.5 2.51 2.51 943 429.9326 715.469 9 17.5 2.51 2.49 1133 516.5574 872.619 10 17.5 2.51 2.49 1151 524.7639 887.823 11 17.5 2.51 2.51 1214 553.4869 922.919 12 17.5 2.50 2.51 898 409.4162 680.312 13 17.5 2.51 2.50 1178 537.0738 897.340 14 17.5 2.51 2.50 934 425.8293 713.970 15 17.5 2.50 2.51 808 368.3834 615.801 16 17.5 2.50 2.51 1015 462.7588 770.482 17 17.5 2.49 2.50 1051 479.1719 807.836 18 17.5 2.51 2.51 1024 466.8621 775.378 19 17.5 2.49 2.51 988 450.4490 756.009 20 17.5 2.49 2.51 979 446.3457 749.127 Fuente: Elaboración propia. Grafico 16 Resultados obtenidos del ensayo de flexión estática en estado anhidro sin tratamiento PROBETAS SIN TRATAMIENTO 922.919 930 887.823 897.340 880 872.619 807.836 830 813.905 775.378 770.482 756.009 780 751.488 715.469 749.127 730 713.609 706.543 713.970 680.312 680 642.274 630 615.801565.611 580 552.205 530 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n° de Probeta Fuente: Elaboración propia. 146 Resist. a la flexión (Kg/cm2) Tabla 46 Resultados obtenidos del ensayo de flexión estática en estado anhidro tratado con cola sintética blanca # CARGAS Esfuerzo de PROBETA Luz (cm) Ancho Altura (cm) rotura (cm) P(lbf) P (kgf) (kg/cm2) 1 17.5 2.51 2.51 952 434.0358 723.019 2 17.5 2.50 2.50 1187 541.1770 909.632 3 17.5 2.50 2.51 1060 483.2752 802.640 4 17.5 2.51 2.51 898 409.4162 680.987 5 17.5 2.51 2.50 907 413.5194 691.253 6 17.5 2.51 2.50 1069 487.3785 815.123 7 17.5 2.51 2.51 826 376.5899 626.699 8 17.5 2.51 2.49 898 409.4162 691.988 9 17.5 2.48 2.50 934 425.8293 720.449 10 17.5 2.50 2.51 844 384.7965 641.955 11 17.5 2.50 2.51 1123 511.9982 851.191 12 17.5 2.52 2.50 1006 458.6555 768.249 13 17.5 2.49 2.51 1015 462.7588 775.501 14 17.5 2.51 2.50 1069 487.3785 813.095 15 17.5 2.51 2.51 997 454.5522 756.817 16 17.5 2.50 2.51 1024 466.8621 780.031 17 17.5 2.49 2.50 808 368.3834 621.064 18 17.5 2.49 2.52 1006 458.6555 763.293 19 17.5 2.49 2.49 1051 479.1719 818.439 20 17.5 2.50 2.48 943 429.9326 733.611 Fuente: Elaboración propia. Grafico 17 Resultados obtenidos del ensayo de flexión estática en estado anhidro tratado con cola sintética blanca PROBETAS TRATADAS CON COLA SINTETICA BLANCA 909.632 910 860 851.191 802.640 815.123 813.095 818.439 810 775.501 768.249 780.031756.817 763.293 760 723.019 720.449 733.611 691.253 710 680.987 691.988 660 641.955626.699 621.064 610 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n° de Probeta Fuente: Elaboración propia. 147 Resist. a la flexión (Kg/cm2) Tabla 47 Resultados obtenidos del ensayo de flexión estática en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz CARGAS Esfuerzo de # PROBETA Luz (cm) Ancho (cm) Altura (cm) rotura P(lbf) P (kgf) (kg/cm2) 1 17.5 2.50 2.51 1114 507.8949 849.861 2 17.5 2.51 2.49 1015 462.7588 782.147 3 17.5 2.51 2.50 1403 639.6558 1068.203 4 17.5 2.50 2.50 889 405.3129 678.548 5 17.5 2.49 2.52 1151 524.7639 875.936 6 17.5 2.49 2.49 1060 483.2752 818.843 7 17.5 2.49 2.51 1358 619.1394 1035.525 8 17.5 2.50 2.51 1105 503.7916 837.132 9 17.5 2.50 2.48 1394 635.5525 1085.582 10 17.5 2.52 2.50 1078 491.4818 819.126 11 17.5 2.49 2.50 871 397.1063 669.480 12 17.5 2.51 2.50 1142 520.6606 867.753 13 17.5 2.51 2.52 1394 635.5525 1048.738 14 17.5 2.52 2.49 916 417.6227 704.807 15 17.5 2.49 2.48 1169 532.9705 914.001 16 17.5 2.48 2.51 1033 470.9654 794.022 17 17.5 2.51 2.51 1376 627.3459 1041.397 18 17.5 2.52 2.51 907 413.5194 684.737 19 17.5 2.49 2.50 1205 549.3836 927.141 20 17.5 2.48 2.49 1178 537.0738 919.185 Fuente: Elaboración propia. Grafico 18 Resultados obtenidos del ensayo de flexión estática en estado anhidro tratado con cola sintética blanca PROBETAS TRATADAS CON ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ 1100 1068.203 1085.582 1035.525 1048.738 1041.3971050 1000 927.141 950 914.001 919.185 900 875.936849.861 867.753 850 818.843 837.132 819.126 782.147 794.022800 750 704.807 700 678.548 669.480 684.737 650 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n° de Probeta Fuente: Elaboración propia. 148 Resist. a la flexión (Kg/cm2) Análisis de la prueba Se observa una variación favorable en la magnitud de la resistencia al corte por cizallamiento paralelo al grano en las probetas al ser tratadas por el método de inmersión prolongada con aceite requemado automotriz, comparadas con las muestras sin tratamiento en estado anhidro. En las muestras sumergidas en cola sintética blanca no se observó una variación en la magnitud de la resistencia a flexión comparada con las muestras sin tratamiento. Análisis estadístico Procesamiento o cálculo de la prueba. Para cada ensayo realizado aplicamos el criterio de Chauvenet y verificamos si el criterio se cumpla, si no fuera así, los datos que no cumplan con el criterio son descartados y se realiza de nuevo el cálculo para corroborar los datos restantes; para ello se utilizó las siguientes formulas la desviación estándar (S) y el coeficiente de variación (Cv) utilizando las siguientes formulas. Criterio d(eX Ci−hμau) v enet: ≤ 2.0 S= C V = S μ Σ μ = N Σ: Sumatorio de todos los esfuerzos de rotura N: Numero de datos μ: Media aritmética S: Desviación estándar Diagramas y tablas Densidad 149 Tabla 48 Análisis estadístico del ensayo de densidad básica en estado anhidro sin tratamiento Densidad ABS((X- probeta (gr/cm3) Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 0.7891 -0.0482 0.0023 1.328267 OK 2 0.8490 0.0117 0.0001 0.322346 OK 3 0.8824 0.0451 0.0020 1.242962 OK 4 0.7926 -0.0447 0.0020 1.230968 OK 5 0.8826 0.0453 0.0021 1.248325 OK 6 0.8846 0.0473 0.0022 1.301728 OK 7 0.8544 0.0171 0.0003 0.470022 OK 8 0.8053 -0.0321 0.0010 0.882570 OK 9 0.7965 -0.0408 0.0017 1.124743 OK 10 0.8118 -0.0255 0.0007 0.702600 OK 11 0.8345 -0.0028 0.0000 0.077574 OK 12 0.8006 -0.0367 0.0013 1.011264 OK 13 0.8635 0.0262 0.0007 0.721513 OK 14 0.8565 0.0192 0.0004 0.528123 OK 15 0.7952 -0.0421 0.0018 1.160047 OK 16 0.8567 0.0194 0.0004 0.534503 OK 17 0.8868 0.0495 0.0025 1.363523 OK 18 0.8004 -0.0369 0.0014 1.016379 OK 19 0.8122 -0.0251 0.0006 0.691866 OK 20 0.8915 0.0542 0.0029 1.493232 OK Σ 0.0264 Σ 16.7460 s 0.0363 Xprom (μ) 0.8373 cv 0.043371 Fuente: Elaboración propia. Tabla 49 Análisis estadístico del ensayo de densidad básica en estado anhidro tratado con cola sintética blanca probeta Densidad Xi-μ)R (Xi-μ)R² ABS((X-(gr/cm3) u)/S)>2.0 Cumple 1 0.9420 0.0314 0.0010 0.743545 OK 2 0.9457 0.0351 0.0012 0.829866 OK 3 0.9357 0.0251 0.0006 0.594703 OK 4 0.8751 -0.0355 0.0013 0.840257 OK 5 0.8766 -0.0340 0.0012 0.805985 OK 6 0.8074 -0.1032 0.0106 2.442358 DESCARTAR 7 0.8570 -0.0536 0.0029 1.269140 OK 8 0.9066 -0.0040 0.0000 0.095796 OK 9 0.9215 0.0109 0.0001 0.258315 OK 10 0.9056 -0.0050 0.0000 0.119110 OK 150 probeta Densidad (gr/cm3) Xi-μ)R (Xi-μ)R² ABS((X- u)/S)>2.0 Cumple 11 0.9323 0.0217 0.0005 0.513946 OK 12 0.9376 0.0270 0.0007 0.638650 OK 13 0.8939 -0.0167 0.0003 0.396474 OK 14 0.9973 0.0867 0.0075 2.051807 DESCARTAR 15 0.9707 0.0601 0.0036 1.423214 OK 16 0.9423 0.0317 0.0010 0.749837 OK 17 0.8626 -0.0481 0.0023 1.137497 OK 18 0.8844 -0.0262 0.0007 0.621364 OK 19 0.9009 -0.0097 0.0001 0.229573 OK 20 0.9171 0.0065 0.0000 0.153674 OK Σ 0.0357 Σ 18.2123 s 0.0422 Xprom (μ) 0.9106 cv 0.046390 Fuente: Elaboración propia. Tabla 50 Análisis estadístico del ensayo de densidad básica Corregido tratado con cola sintética blanca probeta Densidad (gr/cm3) Xi-μ)R (Xi-μ)R² ABS((X- u)/S)>2.0 Cumple 1 0.9420 0.0305 0.0009 0.977470 OK 2 0.9457 0.0341 0.0012 1.094359 OK 3 0.9357 0.0242 0.0006 0.775920 OK 4 0.8751 -0.0364 0.0013 1.167191 OK 5 0.8766 -0.0350 0.0012 1.120784 OK 6 7 0.8570 -0.0545 0.0030 1.747952 OK 8 0.9066 -0.0050 0.0000 0.159101 OK 9 0.9215 0.0100 0.0001 0.320410 OK 10 0.9056 -0.0059 0.0000 0.190671 OK 11 0.9323 0.0208 0.0004 0.666565 OK 12 0.9376 0.0261 0.0007 0.835429 OK 13 0.8939 -0.0177 0.0003 0.566255 OK 14 15 0.9707 0.0592 0.0035 1.897825 OK 16 0.9423 0.0308 0.0009 0.985990 OK 17 0.8626 -0.0490 0.0024 1.569692 OK 18 0.8844 -0.0272 0.0007 0.870784 OK 19 0.9009 -0.0106 0.0001 0.340251 OK 20 0.9171 0.0056 0.0000 0.178713 OK Σ 0.0175 Σ 16.4075 s 0.0312 Xprom (μ) 0.9115 cv 0.034224 Fuente: Elaboración propia. 151 Tabla 51 Análisis estadístico del ensayo de densidad básica en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz probeta Densidad (gr/cm3) Xi-μ)R (Xi-μ)R² ABS((X- u)/S)>2.0 Cumple 1 0.9294 0.0464 0.0021 1.124342 OK 2 0.8538 -0.0293 0.0009 0.709981 OK 3 0.8281 -0.0550 0.0030 1.334941 OK 4 0.8920 0.0089 0.0001 0.215836 OK 5 0.8687 -0.0144 0.0002 0.348299 OK 6 0.9039 0.0209 0.0004 0.505915 OK 7 0.9283 0.0452 0.0020 1.096844 OK 8 0.8580 -0.0251 0.0006 0.609773 OK 9 0.9101 0.0270 0.0007 0.653940 OK 10 0.8217 -0.0613 0.0038 1.488069 OK 11 0.9071 0.0240 0.0006 0.582796 OK 12 0.8043 -0.0788 0.0062 1.911227 OK 13 0.9233 0.0402 0.0016 0.975924 OK 14 0.8948 0.0117 0.0001 0.282922 OK 15 0.8969 0.0138 0.0002 0.334620 OK 16 0.8702 -0.0129 0.0002 0.313072 OK 17 0.8645 -0.0186 0.0003 0.450580 OK 18 0.8605 -0.0226 0.0005 0.548845 OK 19 0.8635 -0.0196 0.0004 0.475696 OK 20 0.9827 0.0997 0.0099 2.417345 DESCARTAR Σ 0.0340 Σ 17.6618 s 0.0412 Xprom (μ) 0.8831 cv 0.046684 Fuente: Elaboración propia. Tabla 52 Análisis estadístico del ensayo de densidad básica corregido en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz probeta Densidad (gr/cm3) Xi-μ)R (Xi-μ)R² ABS((X- u)/S)>2.0 Cumple 1 0.9294 0.0516 0.0027 1.465969 OK 2 0.8538 -0.0240 0.0006 0.682580 OK 3 0.8281 -0.0498 0.0025 1.414597 OK 4 0.8920 0.0141 0.0002 0.401833 OK 5 0.8687 -0.0091 0.0001 0.258941 OK 6 0.9039 0.0261 0.0007 0.741603 OK 7 0.9283 0.0505 0.0025 1.433760 OK 8 0.8580 -0.0199 0.0004 0.565206 OK 9 0.9101 0.0322 0.0010 0.914985 OK 152 probeta Densidad (gr/cm3) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² ABS((X- u)/S)>2.0 Cumple 10 0.8217 -0.0561 0.0031 1.593956 OK 11 0.9071 0.0293 0.0009 0.831654 OK 12 0.8043 -0.0735 0.0054 2.089603 DESCARTAR 13 0.9233 0.0455 0.0021 1.292126 OK 14 0.8948 0.0169 0.0003 0.480410 OK 15 0.8969 0.0190 0.0004 0.540965 OK 16 0.8702 -0.0077 0.0001 0.217678 OK 17 0.8645 -0.0133 0.0002 0.378742 OK 18 0.8605 -0.0174 0.0003 0.493841 OK 19 0.8635 -0.0144 0.0002 0.408160 OK 20 Σ 0.0235 Σ 16.6791 s 0.0352 Xprom (μ) 0.8778 cv 0.040094 Fuente: Elaboración propia. Tabla 53 Análisis estadístico del ensayo de densidad básica segunda corrección en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz probeta Densidad (gr/cm3) Xi-μ)R (Xi-μ)R² ABS((X- u)/S)>2.0 Cumple 1 0.9294 0.0516 0.0027 1.465969 OK 2 0.8538 -0.0240 0.0006 0.682580 OK 3 0.8281 -0.0498 0.0025 1.414597 OK 4 0.8920 0.0141 0.0002 0.401833 OK 5 0.8687 -0.0091 0.0001 0.258941 OK 6 0.9039 0.0261 0.0007 0.741603 OK 7 0.9283 0.0505 0.0025 1.433760 OK 8 0.8580 -0.0199 0.0004 0.565206 OK 9 0.9101 0.0322 0.0010 0.914985 OK 10 0.8217 -0.0561 0.0031 1.593956 OK 11 0.9071 0.0293 0.0009 0.831654 OK 12 13 0.9233 0.0455 0.0021 1.292126 OK 14 0.8948 0.0169 0.0003 0.480410 OK 15 0.8969 0.0190 0.0004 0.540965 OK 16 0.8702 -0.0077 0.0001 0.217678 OK 17 0.8645 -0.0133 0.0002 0.378742 OK 18 0.8605 -0.0174 0.0003 0.493841 OK 19 0.8635 -0.0144 0.0002 0.408160 OK 20 Σ 0.0181 Σ 15.8748 s 0.0317 Xprom (μ) 0.8819 cv 0.035984 Fuente: Elaboración propia. 153 Dureza Tabla 54 Análisis estadístico del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro sin tratamiento Dureza ABS((X- probeta (kg/mm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 4.5530 -0.1911 0.0365 0.364598 OK 2 5.1871 0.4431 0.1963 0.845539 OK 3 5.4257 0.6817 0.4647 1.300925 OK 4 4.7518 0.0078 0.0001 0.014850 OK 5 4.9628 0.2188 0.0479 0.417574 OK 6 4.7518 0.0078 0.0001 0.014850 OK 7 4.3654 -0.3786 0.1434 0.722552 OK 8 5.4257 0.6817 0.4647 1.300925 OK 9 4.7518 0.0078 0.0001 0.014850 OK 10 5.4257 0.6817 0.4647 1.300925 OK 11 4.5530 -0.1911 0.0365 0.364598 OK 12 4.5530 -0.1911 0.0365 0.364598 OK 13 5.4257 0.6817 0.4647 1.300925 OK 14 3.5694 -1.1746 1.3797 2.241555 DESCARTAR 15 5.1871 0.4431 0.1963 0.845539 OK 16 4.7518 0.0078 0.0001 0.014850 OK 17 4.7518 0.0078 0.0001 0.014850 OK 18 3.5694 -1.1746 1.3797 2.241555 DESCARTAR 19 4.3654 -0.3786 0.1434 0.722552 OK 20 4.5530 -0.1911 0.0365 0.364598 OK Σ 5.49 Σ 94.8803 s 0.5240 Xprom (μ) 4.7440 cv 0.110459445 Fuente: Elaboración propia. 154 Tabla 55 Análisis estadístico del ensayo de dureza de Brinell corregido en estado anhidro sin tratamiento Dureza ABS((X- probeta (kg/mm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 4.5530 -0.3216 0.1034 0.875947369 OK 2 5.1871 0.3126 0.0977 0.851421235 OK 3 5.4257 0.5512 0.3038 1.501446833 OK 4 4.7518 -0.1227 0.0151 0.334316948 OK 5 4.9628 0.0883 0.0078 0.240536513 OK 6 4.7518 -0.1227 0.0151 0.334316948 OK 7 4.3654 -0.5091 0.2592 1.386896048 OK 8 5.4257 0.5512 0.3038 1.501446833 OK 9 4.7518 -0.1227 0.0151 0.334316948 OK 10 5.4257 0.5512 0.3038 1.501446833 OK 11 4.5530 -0.3216 0.1034 0.875947369 OK 12 4.5530 -0.3216 0.1034 0.875947369 OK 13 5.4257 0.5512 0.3038 1.501446833 OK 14 15 5.1871 0.3126 0.0977 0.851421235 OK 16 4.7518 -0.1227 0.0151 0.334316948 OK 17 4.7518 -0.1227 0.0151 0.334316948 OK 18 19 4.3654 -0.5091 0.2592 1.386896048 OK 20 4.5530 -0.3216 0.1034 0.875947369 OK Σ 2.4259 Σ 87.7415 s 0.3671 Xprom (μ) 4.8745 cv 0.075312 Fuente: Elaboración propia. Tabla 56 Análisis estadístico del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro tratado con cola sintética blanca Dureza ABS((X- probeta (kg/mm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 5.1871 -0.0274 0.0007 0.046223 OK 2 5.4257 0.2112 0.0446 0.356588 OK 3 5.9513 0.7368 0.5429 1.243769 OK 4 5.1871 -0.0274 0.0007 0.046223 OK 5 4.3654 -0.8491 0.7210 1.433276 OK 6 4.9628 -0.2516 0.0633 0.424780 OK 7 5.0732 -0.1412 0.0199 0.238408 OK 8 4.5530 -0.6615 0.4376 1.116648 OK 9 4.9628 -0.2516 0.0633 0.424780 OK 10 5.6800 0.4655 0.2167 0.785793 OK 155 Dureza ABS((X- probeta (kg/mm2) Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 11 5.1871 -0.0274 0.0007 0.046223 OK 12 5.6800 0.4655 0.2167 0.785793 OK 13 4.5530 -0.6615 0.4376 1.116648 OK 14 5.6800 0.4655 0.2167 0.785793 OK 15 5.4257 0.2112 0.0446 0.356588 OK 16 4.5530 -0.6615 0.4376 1.116648 OK 17 6.8842 1.6697 2.7879 2.818446 DESCARTAR 18 5.4257 0.2112 0.0446 0.356588 OK 19 5.1871 -0.0274 0.0007 0.046223 OK 20 4.3654 -0.8491 0.7210 1.433276 OK Σ 7.02 Σ 104.29 s 0.5924 Xprom (μ) 5.21 cv 0.113609945 Fuente: Elaboración propia. Tabla 57 Análisis estadístico del ensayo de dureza de Brinell corregido en estado anhidro tratado con cola sintética blanca Dureza ABS((X- probeta (kg/mm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 5.1871 0.0605 0.0037 0.130475 OK 2 5.4257 0.2991 0.0895 0.645151 OK 3 5.9513 0.8247 0.6801 1.778711 OK 4 5.1871 0.0605 0.0037 0.130475 OK 5 4.3654 -0.7612 0.5795 1.641777 OK 6 4.9628 -0.1638 0.0268 0.353211 OK 7 5.0732 -0.0534 0.0028 0.115082 OK 8 4.5530 -0.5736 0.3291 1.237218 OK 9 4.9628 -0.1638 0.0268 0.353211 OK 10 5.6800 0.5534 0.3062 1.193550 OK 11 5.1871 0.0605 0.0037 0.130475 OK 12 5.6800 0.5534 0.3062 1.193550 OK 13 4.5530 -0.5736 0.3291 1.237218 OK 14 5.6800 0.5534 0.3062 1.193550 OK 15 5.4257 0.2991 0.0895 0.645151 OK 16 4.5530 -0.5736 0.3291 1.237218 OK 17 18 5.4257 0.2991 0.0895 0.645151 OK 19 5.1871 0.0605 0.0037 0.130475 OK 20 4.3654 -0.7612 0.5795 1.641777 OK Σ 4.08 Σ 97.4053 s 0.4637 Xprom (μ) 5.1265 cv 0.090441 Fuente: Elaboración propia. 156 Tabla 58 Análisis estadístico del ensayo de dureza de Brinell en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz Dureza ABS((X- probeta (kg/mm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 4.5530 -0.4552 0.2072 0.777355 OK 2 5.4257 0.4176 0.1744 0.713234 OK 3 5.6800 0.6719 0.4514 1.147494 OK 4 4.7518 -0.2563 0.0657 0.437761 OK 5 4.5530 -0.4552 0.2072 0.777355 OK 6 4.1882 -0.8199 0.6722 1.400276 OK 7 5.4257 0.4176 0.1744 0.713234 OK 8 4.3654 -0.6427 0.4131 1.097712 OK 9 4.3654 -0.6427 0.4131 1.097712 OK 10 5.1871 0.1790 0.0320 0.305678 OK 11 4.5530 -0.4552 0.2072 0.777355 OK 12 4.9628 -0.0453 0.0021 0.077337 OK 13 4.3654 -0.6427 0.4131 1.097712 OK 14 6.5515 1.5434 2.3821 2.635985 DESCARTAR 15 5.4257 0.4176 0.1744 0.713234 OK 16 5.6800 0.6719 0.4514 1.147494 OK 17 5.1871 0.1790 0.0320 0.305678 OK 18 5.4257 0.4176 0.1744 0.713234 OK 19 4.5530 -0.4552 0.2072 0.777355 OK 20 4.9628 -0.0453 0.0021 0.077337 OK Σ 6.86 Σ 100.16 s 0.5855 Xprom (μ) 5.01 cv 0.116914241 Fuente: Elaboración propia. Tabla 59 Análisis estadístico del ensayo de dureza de Brinell corregido en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz Dureza ABS((X- probeta (kg/mm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 4.5530 -0.3739 0.1398 0.781553 OK 2 5.4257 0.4988 0.2488 1.042656 OK 3 5.6800 0.7531 0.5672 1.574111 OK 4 4.7518 -0.1751 0.0307 0.365952 OK 5 4.5530 -0.3739 0.1398 0.781553 OK 6 4.1882 -0.7387 0.5456 1.543895 OK 7 5.4257 0.4988 0.2488 1.042656 OK 8 4.3654 -0.5615 0.3153 1.173611 OK 9 4.3654 -0.5615 0.3153 1.173611 OK 10 5.1871 0.2602 0.0677 0.543882 OK 11 4.5530 -0.3739 0.1398 0.781553 OK 157 Dureza ABS((X- probeta (kg/mm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 12 4.9628 0.0360 0.0013 0.075141 OK 13 4.3654 -0.5615 0.3153 1.173611 OK 14 15 5.4257 0.4988 0.2488 1.042656 OK 16 5.6800 0.7531 0.5672 1.574111 OK 17 5.1871 0.2602 0.0677 0.543882 OK 18 5.4257 0.4988 0.2488 1.042656 OK 19 4.5530 -0.3739 0.1398 0.781553 OK 20 4.9628 0.0360 0.0013 0.075141 OK Σ 4.3491 Σ 93.6107 s 0.4784 Xprom (μ) 4.9269 cv 0.097107 Fuente: Elaboración propia. Resistencia al corte por cizallamiento paralelo al grano Tabla 60 Análisis estadístico del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro sin tratamiento probeta Esfuerzo (kg/cm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² ABS((X- u)/S)>2.0 Cumple 1 141.4812 2.7838 7.7497 0.199323 OK 2 119.8695 -18.8279 354.4886 1.348079 OK 3 134.4861 -4.2112 17.7346 0.301526 OK 4 127.6452 -11.0521 122.1493 0.791334 OK 5 142.2429 3.5456 12.5711 0.253863 OK 6 117.8491 -20.8482 434.6487 1.492737 OK 7 142.2931 3.5958 12.9298 0.257460 OK 8 148.0524 9.3550 87.5166 0.669822 OK 9 133.8623 -4.8350 23.3773 0.346187 OK 10 153.1094 14.4121 207.7084 1.031908 OK 11 145.7651 7.0677 49.9529 0.506051 OK 12 141.9919 3.2945 10.8539 0.235888 OK 13 124.1430 -14.5544 211.8299 1.042096 OK 14 154.1159 15.4186 237.7337 1.103975 OK 15 126.9611 -11.7362 137.7384 0.840314 OK 16 131.0338 -7.6635 58.7295 0.548709 OK 17 141.2024 2.5051 6.2756 0.179367 OK 18 180.8789 42.1816 1779.2832 3.020206 DESCARTAR 19 139.5462 0.8488 0.7205 0.060776 OK 20 127.4172 -11.2801 127.2412 0.807659 OK Σ 3901.2328 Σ 2773.9466 s 13.9664 Xprom (μ) 138.6973 cv 0.100697302 Fuente: Elaboración propia. 158 Tabla 61 Análisis estadístico del ensayo de cizallamiento paralelo al grano corregido en estado anhidro sin tratamiento probeta Esfuerzo ABS((X-(kg/cm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 141.4812 5.0039 25.0392 0.484306 OK 2 119.8695 -16.6078 275.8186 1.607393 OK 3 134.4861 -1.9912 3.9647 0.192716 OK 4 127.6452 -8.8320 78.0049 0.854813 OK 5 142.2429 5.7657 33.2427 0.558032 OK 6 117.8491 -18.6281 347.0079 1.802935 OK 7 142.2931 5.8159 33.8245 0.562893 OK 8 148.0524 11.5751 133.9832 1.120303 OK 9 133.8623 -2.6149 6.8378 0.253087 OK 10 153.1094 16.6322 276.6292 1.609753 OK 11 145.7651 9.2878 86.2635 0.898926 OK 12 141.9919 5.5146 30.4108 0.533734 OK 13 124.1430 -12.3343 152.1348 1.193781 OK 14 154.1159 17.6387 311.1236 1.707170 OK 15 126.9611 -9.5161 90.5565 0.921022 OK 16 131.0338 -5.4434 29.6310 0.526846 OK 17 141.2024 4.7252 22.3275 0.457330 OK 18 19 139.5462 3.0689 9.4182 0.297026 OK 20 127.4172 -9.0600 82.0843 0.876881 OK Σ 2028.3030 Σ 2593.0677 s 10.3321 Xprom (μ) 136.4772 cv 0.075705 Fuente: Elaboración propia. Tabla 62 Análisis estadístico del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro tratado con cola sintética blanca Esfuerzo ABS((X- probeta (kg/cm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 145.7519 -1.2110 1.4664 0.075444 OK 2 150.1543 3.1915 10.1858 0.198832 OK 3 144.3864 -2.5764 6.6378 0.160510 OK 4 163.2038 16.2410 263.7694 1.011819 OK 5 146.6800 -0.2828 0.0800 0.017620 OK 6 173.8479 26.8850 722.8048 1.674947 OK 7 153.1686 6.2058 38.5116 0.386622 OK 8 141.8434 -5.1195 26.2088 0.318944 OK 9 100.2794 -46.6834 2179.3441 2.908396 DESCARTAR 10 140.8126 -6.1502 37.8250 0.383160 OK 11 166.7267 19.7639 390.6106 1.231296 OK 159 Dureza ABS((X- probeta (kg/mm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 12 152.0227 5.0599 25.6028 0.315235 OK 13 160.6546 13.6918 187.4658 0.853005 OK 14 126.3553 -20.6075 424.6706 1.283857 OK 15 131.9976 -14.9653 223.9589 0.932341 OK 16 141.5435 -5.4193 29.3688 0.337624 OK 17 130.5342 -16.4286 269.8993 1.023509 OK 18 155.0237 8.0608 64.9769 0.502193 OK 19 152.5234 5.5605 30.9195 0.346423 OK 20 161.7466 14.7837 218.5590 0.921032 OK Σ 5152.87 Σ 2939.2566 S 16.0513 Xprom (μ) 146.9628 CV 0.109219937 Fuente: Elaboración propia. Tabla 63 Análisis estadístico del ensayo de cizallamiento paralelo al grano corregido en estado anhidro tratado con cola sintética blanca Esfuerzo ABS((X- probeta (kg/cm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 145.7519 -3.6680 13.4542 0.299028098 OK 2 150.1543 0.7345 0.5395 0.059878208 OK 3 144.3864 -5.0334 25.3353 0.410342431 OK 4 163.2038 13.7840 189.9974 1.12371786 OK 5 146.6800 -2.7398 7.5067 0.223362023 OK 6 173.8479 24.4280 596.7275 1.991459366 OK 7 153.1686 3.7487 14.0531 0.305611317 OK 8 141.8434 -7.5765 57.4030 0.617662027 OK 9 10 140.8126 -8.6072 74.0844 0.701692288 OK 11 166.7267 17.3068 299.5270 1.410916854 OK 12 152.0227 2.6029 6.7751 0.2121973 OK 13 160.6546 11.2348 126.2206 0.915900911 OK 14 126.3553 -23.0646 531.9739 1.880306315 OK 15 131.9976 -17.4223 303.5359 1.420327297 OK 16 141.5435 -7.8763 62.0364 0.642106086 OK 17 130.5342 -18.8856 356.6672 1.539625302 OK 18 155.0237 5.6038 31.4026 0.4568424 OK 19 152.5234 3.1035 9.6317 0.253009002 OK 20 161.7466 12.3267 151.9480 1.004918648 OK Σ 2858.8196 Σ 2838.9772 S 12.2664 Xprom (μ) 149.4199 CV 0.082093 Fuente: Elaboración propia. 160 Tabla 64 Análisis estadístico del ensayo de cizallamiento paralelo al grano en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz probeta Esfuerzo (kg/cm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² ABS((X- u)/S)>2.0 Cumple 1 123.7997 -30.0560 903.3632 1.933116 OK 2 145.2223 -8.6334 74.5357 0.555276 OK 3 187.0281 33.1724 1100.4103 2.133556 DESCARTAR 4 141.7451 -12.1106 146.6668 0.778920 OK 5 153.4178 -0.4379 0.1917 0.028163 OK 6 150.8309 -3.0248 9.1491 0.194544 OK 7 159.4740 5.6183 31.5654 0.361354 OK 8 140.0700 -13.7856 190.0436 0.886653 OK 9 149.2743 -4.5814 20.9892 0.294662 OK 10 126.4518 -27.4038 750.9699 1.762536 OK 11 170.6914 16.8357 283.4411 1.082825 OK 12 161.9987 8.1430 66.3087 0.523736 OK 13 179.8092 25.9535 673.5858 1.669257 OK 14 169.6199 15.7643 248.5119 1.013912 OK 15 150.1956 -3.6601 13.3960 0.235405 OK 16 156.8131 2.9574 8.7464 0.190214 OK 17 162.8806 9.0249 81.4488 0.580456 OK 18 143.5144 -10.3413 106.9422 0.665122 OK 19 144.4373 -9.4184 88.7065 0.605766 OK 20 159.8393 5.9837 35.8044 0.384853 OK Σ 4834.7768 Σ 3077.1134 s 15.5480 Xprom (μ) 153.8557 cv 0.101055445 Fuente: Elaboración propia. Tabla 65 Análisis estadístico del ensayo de cizallamiento paralelo al grano corregido en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz probeta Esfuerzo (Xi-μ)R (Xi-μ)R² ABS((X-(kg/cm2) u)/S)>2.0 Cumple 1 123.7997 -28.3101 801.4608 2.035184 DESCARTAR 2 145.2223 -6.8875 47.4375 0.495135 OK 3 4 141.7451 -10.3647 107.4268 0.745107 OK 5 153.4178 1.3080 1.7110 0.094034 OK 6 150.8309 -1.2788 1.6354 0.091934 OK 7 159.4740 7.3642 54.2318 0.529407 OK 8 140.0700 -12.0397 144.9547 0.865523 OK 9 149.2743 -2.8355 8.0399 0.203839 OK 10 126.4518 -25.6579 658.3285 1.844522 OK 11 170.6914 18.5816 345.2768 1.335815 OK 161 Dureza ABS((X- probeta (kg/mm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 12 161.9987 9.8889 97.7910 0.710906 OK 13 179.8092 27.6994 767.2595 1.991286 OK 14 169.6199 17.5102 306.6063 1.258789 OK 15 150.1956 -1.9141 3.6639 0.137606 OK 16 156.8131 4.7034 22.1215 0.338119 OK 17 162.8806 10.7708 116.0105 0.774303 OK 18 143.5144 -8.5954 73.8804 0.617912 OK 19 144.4373 -7.6725 58.8672 0.551568 OK 20 159.8393 7.7296 59.7466 0.555673 OK Σ 3676.4502 Σ 2890.0853 s 13.9103 Xprom (μ) 152.1098 cv 0.091449322 Fuente: Elaboración propia. Tabla 66 Análisis estadístico del ensayo de cizallamiento paralelo al grano segunda corrección en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz probeta Esfuerzo ABS((X-(kg/cm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 2 145.2223 -6.8875 47.4375 0.495135 OK 3 4 141.7451 -10.3647 107.4268 0.745107 OK 5 153.4178 1.3080 1.7110 0.094034 OK 6 150.8309 -1.2788 1.6354 0.091934 OK 7 159.4740 7.3642 54.2318 0.529407 OK 8 140.0700 -12.0397 144.9547 0.865523 OK 9 149.2743 -2.8355 8.0399 0.203839 OK 10 126.4518 -25.6579 658.3285 1.844522 OK 11 170.6914 18.5816 345.2768 1.335815 OK 12 161.9987 9.8889 97.7910 0.710906 OK 13 179.8092 27.6994 767.2595 1.991286 OK 14 169.6199 17.5102 306.6063 1.258789 OK 15 150.1956 -1.9141 3.6639 0.137606 OK 16 156.8131 4.7034 22.1215 0.338119 OK 17 162.8806 10.7708 116.0105 0.774303 OK 18 143.5144 -8.5954 73.8804 0.617912 OK 19 144.4373 -7.6725 58.8672 0.551568 OK 20 159.8393 7.7296 59.7466 0.555673 OK Σ 2874.9894 Σ 2766.2856 s 12.6381 Xprom (μ) 153.6825 cv 0.082235 Fuente: Elaboración propia. 162 Resistencia a la compresión axial o paralela al grano. Tabla 67 Análisis estadístico del ensayo de compresión axial en estado anhidro sin tratamiento Esfuerzo ABS((X- probeta (kg/cm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 338.4506 33.7194 1136.9986 1.080802 OK 2 331.7636 27.0324 730.7529 0.866466 OK 3 350.1260 45.3948 2060.6877 1.455031 OK 4 336.2803 31.5491 995.3454 1.011237 OK 5 297.8099 -6.9213 47.9037 0.221846 OK 6 317.2767 12.5455 157.3906 0.402120 OK 7 341.8117 37.0806 1374.9681 1.188536 OK 8 282.2894 -22.4417 503.6318 0.719321 OK 9 280.6065 -24.1247 582.0009 0.773264 OK 10 315.6627 10.9315 119.4973 0.350385 OK 11 257.9195 -46.8117 2191.3315 1.500445 OK 12 291.4245 -13.3067 177.0673 0.426516 OK 13 365.5737 60.8426 3701.8168 1.950175 OK 14 286.2987 -18.4324 339.7545 0.590811 OK 15 312.2695 7.5383 56.8263 0.241624 OK 16 288.9803 -15.7509 248.0907 0.504860 OK 17 303.6290 -1.1021 1.2147 0.035327 OK 18 273.8523 -30.8789 953.5047 0.989755 OK 19 273.8589 -30.8723 953.0996 0.989544 OK 20 248.7396 -55.9916 3135.0546 1.794687 OK Σ 19466.9377 Σ 6094.6233 S 31.1985 Xprom (μ) 304.7312 CV 0.102380 Fuente: Elaboración propia. Tabla 68 Análisis estadístico del ensayo de compresión axial en estado anhidro tratado con cola sintética blanca Esfuerzo ABS((X- probeta (kg/cm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 369.6620 22.0842 487.7122 0.714712 OK 2 355.0475 7.4696 55.7952 0.241740 OK 3 381.9760 34.3981 1183.2317 1.113229 OK 4 340.4296 -7.1482 51.0971 0.231338 OK 5 365.0613 17.4835 305.6727 0.565819 OK 6 359.3791 11.8013 139.2707 0.381926 OK 7 338.5669 -9.0109 81.1968 0.291621 OK 8 317.5110 -30.0668 904.0146 0.973055 OK 9 381.4965 33.9187 1150.4786 1.097713 OK 10 347.5286 -0.0492 0.0024 0.001593 OK 11 383.1823 35.6045 1267.6794 1.152270 OK 12 364.9605 17.3827 302.1571 0.562556 OK 13 333.4993 -14.0786 198.2064 0.455626 OK 163 Dureza ABS((X- probeta (kg/mm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 14 247.3676 -100.2102 10042.0916 3.243109 DESCARTAR 15 322.4174 -25.1604 633.0476 0.814269 OK 16 368.9834 21.4056 458.1997 0.692751 OK 17 356.3366 8.7587 76.7152 0.283459 OK 18 368.6865 21.1087 445.5777 0.683142 OK 19 313.1239 -34.4540 1187.0766 1.115036 OK 20 336.3406 -11.2372 126.2751 0.363671 OK Σ 19095.4986 Σ 6951.5567 S 30.8994 Xprom (μ) 347.5778 CV 0.088899 Fuente: Elaboración propia. Tabla 69 Análisis estadístico del ensayo de compresión axial corregido en estado anhidro tratado con cola sintética blanca Esfuerzo ABS((X- probeta (kg/cm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 369.6620 16.8100 282.5756 0.778960 OK 2 355.0475 7.4696 55.7952 0.101733 OK 3 381.9760 34.3981 1183.2317 1.349576 OK 4 340.4296 -7.1482 51.0971 0.575645 OK 5 365.0613 17.4835 305.6727 0.565767 OK 6 359.3791 11.8013 139.2707 0.302459 OK 7 338.5669 -9.0109 81.1968 0.661961 OK 8 317.5110 -30.0668 904.0146 1.637673 OK 9 381.4965 33.9187 1150.4786 1.327360 OK 10 347.5286 -0.0492 0.0024 0.246683 OK 11 383.1823 35.6045 1267.6794 1.405477 OK 12 364.9605 17.3827 302.1571 0.561094 OK 13 333.4993 -14.0786 198.2064 0.896792 OK 14 15 322.4174 -25.1604 633.0476 1.410315 OK 16 368.9834 21.4056 458.1997 0.747513 OK 17 356.3366 8.7587 76.7152 0.161469 OK 18 368.6865 21.1087 445.5777 0.733756 OK 19 313.1239 -34.4540 1187.0766 1.840969 OK 20 336.3406 -11.2372 126.2751 0.765125 OK Σ 8848.2703 Σ 6704.1891 S 21.5800 Xprom (μ) 352.8521 CV 0.061159 Fuente: Elaboración propia. 164 Tabla 70 Análisis estadístico del ensayo de compresión axial en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz Esfuerzo ABS((X- probeta (kg/cm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 403.5906 37.9734 1441.9817 1.639684 OK 2 351.3220 -14.2952 204.3536 0.617264 OK 3 325.9225 -39.6947 1575.6721 1.714009 OK 4 394.9385 29.3213 859.7383 1.266086 OK 5 379.8433 14.2261 202.3820 0.614280 OK 6 374.2773 8.6600 74.9962 0.373938 OK 7 345.9288 -19.6884 387.6336 0.850141 OK 8 389.7365 24.1193 581.7414 1.041466 OK 9 354.6392 -10.9780 120.5173 0.474029 OK 10 373.8475 8.2303 67.7374 0.355381 OK 11 379.9311 14.3139 204.8882 0.618071 OK 12 372.0900 6.4728 41.8966 0.279492 OK 13 406.4653 40.8481 1668.5672 1.763811 OK 14 342.3768 -23.2404 540.1180 1.003517 OK 15 380.2167 14.5995 213.1458 0.630403 OK 16 337.3210 -28.2962 800.6777 1.221825 OK 17 364.2082 -1.4090 1.9852 0.060840 OK 18 329.3929 -36.2244 1312.2044 1.564159 OK 19 360.7504 -4.8669 23.6863 0.210150 OK 20 345.5458 -20.0714 402.8627 0.866680 OK Σ 10726.7858 Σ 7312.3443 S 23.1590 Xprom (μ) 365.6172 CV 0.063342 Fuente: Elaboración propia. Resistencia a la compresión perpendicular al grano. Tabla 71 Análisis estadístico del ensayo de compresión perpendicular en estado anhidro sin tratamiento Esfuerzo ABS((X- probeta (kg/cm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 152.9776 -0.2752 0.0757 0.022669 OK 2 138.5097 -14.7432 217.3613 1.214419 OK 3 128.5156 -24.7372 611.9294 2.037642 DESCARTAR 4 144.2553 -8.9975 80.9549 0.741138 OK 5 159.6909 6.4381 41.4493 0.530317 OK 6 147.4201 -5.8327 34.0202 0.480447 OK 7 157.3546 4.1017 16.8242 0.337866 OK 8 176.5559 23.3031 543.0342 1.919512 OK 9 154.1026 0.8498 0.7222 0.070000 OK 10 162.7990 9.5462 91.1299 0.786335 OK 11 172.8395 19.5867 383.6378 1.613385 OK 165 Dureza ABS((X- probeta (kg/mm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 12 151.5116 -1.7412 3.0318 0.143426 OK 13 151.3631 -1.8898 3.5713 0.155664 OK 14 132.7568 -20.4960 420.0877 1.688291 OK 15 162.0931 8.8403 78.1508 0.728189 OK 16 155.1067 1.8538 3.4366 0.152702 OK 17 169.2356 15.9827 255.4478 1.316523 OK 18 145.2727 -7.9801 63.6827 0.657337 OK 19 144.5715 -8.6813 75.3651 0.715093 OK 20 158.1246 4.8718 23.7342 0.401296 OK Σ 2947.6473 Σ 3065.0566 s 12.1401 Xprom (μ) 153.2528 cv 0.079216 Fuente: Elaboración propia. Tabla 72 Análisis estadístico del ensayo de compresión perpendicular corregido en estado anhidro sin tratamiento Esfuerzo ABS((X- probeta (kg/cm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 152.9776 -1.5772 2.4874 0.143238 OK 2 138.5097 -16.0451 257.4464 1.214419 OK 3 4 144.2553 -10.2995 106.0787 0.741138 OK 5 159.6909 5.1362 26.3801 0.530317 OK 6 147.4201 -7.1346 50.9031 0.480447 OK 7 157.3546 2.7998 7.8387 0.337866 OK 8 176.5559 22.0011 484.0500 1.919512 OK 9 154.1026 -0.4522 0.2044 0.070000 OK 10 162.7990 8.2442 67.9675 0.786335 OK 11 172.8395 18.2847 334.3309 1.613385 OK 12 151.5116 -3.0432 9.2608 0.143426 OK 13 151.3631 -3.1917 10.1872 0.155664 OK 14 132.7568 -21.7980 475.1528 1.688291 OK 15 162.0931 7.5383 56.8265 0.728189 OK 16 155.1067 0.5519 0.3046 0.152702 OK 17 169.2356 14.6808 215.5252 1.316523 OK 18 145.2727 -9.2821 86.1575 0.657337 OK 19 144.5715 -9.9833 99.6657 0.715093 OK 20 158.1246 3.5698 12.7436 0.401296 OK Σ 2303.5111 Σ 2936.5410 s 11.0108 Xprom (μ) 154.5548 cv 0.071242 Fuente: Elaboración propia. 166 Tabla 73 Análisis estadístico del ensayo de compresión perpendicular en estado anhidro tratado con cola sintética blanca Esfuerzo ABS((X- probeta (kg/cm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 181.5876 3.3386 11.1462 0.197684 OK 2 204.6855 26.4365 698.8883 1.565349 OK 3 181.5858 3.3368 11.1343 0.197578 OK 4 191.6123 13.3633 178.5774 0.791262 OK 5 135.6878 -42.5612 1811.4561 2.520120 DESCARTAR 6 174.0328 -4.2162 17.7765 0.249649 OK 7 164.7587 -13.4902 181.9868 0.798780 OK 8 195.1841 16.9351 286.7980 1.002756 OK 9 183.0207 4.7718 22.7697 0.282544 OK 10 163.2921 -14.9569 223.7084 0.885622 OK 11 176.1134 -2.1356 4.5609 0.126454 OK 12 187.6853 9.4363 89.0441 0.558740 OK 13 173.2908 -4.9581 24.5830 0.293579 OK 14 160.6377 -17.6113 310.1582 1.042795 OK 15 192.0319 13.7829 189.9682 0.816108 OK 16 156.3025 -21.9465 481.6470 1.299486 OK 17 197.1014 18.8525 355.4157 1.116286 OK 18 161.8605 -16.3885 268.5813 0.970388 OK 19 200.7387 22.4897 505.7884 1.331655 OK 20 183.7700 5.5211 30.4820 0.326911 OK Σ 5704.4703 Σ 3564.9796 s 16.8886 Xprom (μ) 178.2490 cv 0.094747 Fuente: Elaboración propia. Tabla 74 Análisis estadístico del ensayo de compresión perpendicular corregido en estado anhidro tratado con cola sintética blanca Esfuerzo ABS((X- probeta (kg/cm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 181.5876 1.0985 1.2068 0.077702 OK 2 204.6855 24.1964 585.4673 1.711470 OK 3 181.5858 1.0967 1.2028 0.077575 OK 4 191.6123 11.1232 123.7261 0.786771 OK 5 6 174.0328 -6.4563 41.6835 0.456667 OK 7 164.7587 -15.7303 247.4427 1.112642 OK 8 195.1841 14.6950 215.9444 1.039415 OK 9 183.0207 2.5317 6.4095 0.179073 OK 10 163.2921 -17.1969 295.7351 1.216380 OK 11 176.1134 -4.3757 19.1466 0.309502 OK 12 187.6853 7.1963 51.7861 0.509008 OK 13 173.2908 -7.1982 51.8140 0.509145 OK 167 Dureza ABS((X- probeta (kg/mm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 14 160.6377 -19.8514 394.0769 1.404134 OK 15 192.0319 11.5428 133.2369 0.816451 OK 16 156.3025 -24.1865 584.9878 1.710769 OK 17 197.1014 16.6124 275.9721 1.175034 OK 18 161.8605 -18.6285 347.0216 1.317638 OK 19 200.7387 20.2497 410.0494 1.432307 OK 20 183.7700 3.2810 10.7649 0.232072 OK Σ 3797.6744 Σ 3429.2918 s 14.1378 Xprom (μ) 180.4890 cv 0.078331 Fuente: Elaboración propia. Tabla 75 Análisis estadístico del ensayo de compresión perpendicular en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz Esfuerzo ABS((X- probeta (kg/cm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 171.4893 13.5058 182.4072 1.403654 OK 2 150.1160 -7.8675 61.8973 0.817664 OK 3 168.4146 10.4312 108.8090 1.084106 OK 4 167.2377 9.2542 85.6398 0.961783 OK 5 173.7488 15.7653 248.5450 1.638482 OK 6 162.5975 4.6140 21.2889 0.479530 OK 7 147.4708 -10.5127 110.5161 1.092577 OK 8 165.0808 7.0973 50.3724 0.737625 OK 9 144.1632 -13.8203 191.0015 1.436341 OK 10 150.0357 -7.9478 63.1669 0.826007 OK 11 166.7434 8.7600 76.7370 0.910420 OK 12 167.3506 9.3671 87.7432 0.973522 OK 13 164.0497 6.0662 36.7988 0.630458 OK 14 161.2935 3.3100 10.9562 0.344009 OK 15 154.0616 -3.9219 15.3810 0.407597 OK 16 149.8593 -8.1242 66.0022 0.844342 OK 17 145.4101 -12.5734 158.0908 1.306750 OK 18 157.3118 -0.6717 0.4511 0.069807 OK 19 149.5712 -8.4123 70.7662 0.874283 OK 20 143.6640 -14.3195 205.0485 1.488221 OK Σ 1851.6190 Σ 3159.6696 s 9.6219 Xprom (μ) 157.9835 cv 0.060904 Fuente: Elaboración propia. 168 Resistencia a la flexión estática. Tabla 76 Análisis estadístico del ensayo de flexión estática en estado anhidro sin tratamiento Esfuerzo ABS((X- probeta (kg/cm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 565.6108 -179.9252 32373.0836 1.768272 OK 2 552.2050 -193.3311 37376.8965 1.900022 OK 3 642.2745 -103.2616 10662.9545 1.014836 OK 4 751.4878 5.9518 35.4238 0.058493 OK 5 713.6092 -31.9269 1019.3257 0.313771 OK 6 813.9051 68.3690 4674.3256 0.671918 OK 7 706.5433 -38.9927 1520.4330 0.383213 OK 8 715.4692 -30.0669 904.0181 0.295492 OK 9 872.6192 127.0832 16150.1342 1.248950 OK 10 887.8225 142.2865 20245.4390 1.398365 OK 11 922.9187 177.3827 31464.6226 1.743284 OK 12 680.3119 -65.2242 4254.1907 0.641011 OK 13 897.3398 151.8037 23044.3773 1.491899 OK 14 713.9702 -31.5658 996.3999 0.310223 OK 15 615.8012 -129.7349 16831.1333 1.275010 OK 16 770.4819 24.9459 622.2977 0.245164 OK 17 807.8363 62.3002 3881.3155 0.612275 OK 18 775.3783 29.8422 890.5575 0.293284 OK 19 756.0087 10.4726 109.6756 0.102923 OK 20 749.1274 3.5913 12.8977 0.035295 OK Σ 207069.5017 Σ 14910.7210 S 101.7520 Xprom (μ) 745.5360 CV 0.136482 Fuente: Elaboración propia. Tabla 77 Análisis estadístico del ensayo de flexión estática en estado anhidro tratado con cola sintética blanca Esfuerzo ABS((X- probeta (kg/cm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 723.0186 -26.2331 688.1748 0.353011 OK 2 909.6322 160.3805 25721.9124 2.158194 DESCARTAR 3 802.6398 53.3881 2850.2916 0.718428 OK 4 680.9875 -68.2643 4660.0090 0.918612 OK 5 691.2535 -57.9983 3363.7989 0.780466 OK 6 815.1229 65.8712 4339.0125 0.886409 OK 7 626.6988 -122.5530 15019.2269 1.649159 OK 8 691.9881 -57.2636 3279.1222 0.770580 OK 9 720.4486 -28.8031 829.6206 0.387595 OK 10 641.9548 -107.2970 11512.6358 1.443864 OK 11 851.1907 101.9389 10391.5462 1.371762 OK 169 Dureza ABS((X- probeta (kg/mm2) Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 12 768.2486 18.9969 360.8821 0.255636 OK 13 775.5009 26.2492 689.0190 0.353227 OK 14 813.0952 63.8435 4075.9940 0.859123 OK 15 756.8165 7.5648 57.2263 0.101797 OK 16 780.0313 30.7796 947.3822 0.414192 OK 17 621.0640 -128.1877 16432.0958 1.724985 OK 18 763.2926 14.0409 197.1460 0.188944 OK 19 818.4389 69.1872 4786.8702 0.931032 OK 20 733.6109 -15.6408 244.6345 0.210474 OK Σ 110446.6013 Σ 14985.0344 S 74.3124 Xprom (μ) 749.2517 CV 0.099182 Fuente: Elaboración propia. Tabla 78 Análisis estadístico del ensayo de flexión estática corregido en estado anhidro tratado con cola sintética blanca Esfuerzo ABS((X- probeta (kg/cm2) (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 723.0186 -26.2331 688.1748 0.266438 OK 2 3 802.6398 53.3881 2850.2916 0.925903 OK 4 680.9875 -68.2643 4660.0090 0.895862 OK 5 691.2535 -57.9983 3363.7989 0.742127 OK 6 815.1229 65.8712 4339.0125 1.112839 OK 7 626.6988 -122.5530 15019.2269 1.708845 OK 8 691.9881 -57.2636 3279.1222 0.731126 OK 9 720.4486 -28.8031 829.6206 0.304925 OK 10 641.9548 -107.2970 11512.6358 1.480384 OK 11 851.1907 101.9389 10391.5462 1.652960 OK 12 768.2486 18.9969 360.8821 0.410888 OK 13 775.5009 26.2492 689.0190 0.519492 OK 14 813.0952 63.8435 4075.9940 1.082474 OK 15 756.8165 7.5648 57.2263 0.239691 OK 16 780.0313 30.7796 947.3822 0.587336 OK 17 621.0640 -128.1877 16432.0958 1.793227 OK 18 763.2926 14.0409 197.1460 0.336671 OK 19 818.4389 69.1872 4786.8702 1.162497 OK 20 733.6109 -15.6408 244.6345 0.107817 OK Σ 84724.6889 Σ 14075.4021 S 66.7772 Xprom (μ) 740.8106 CV 0.090141 Fuente: Elaboración propia. 170 Tabla 79 Análisis estadístico del ensayo de flexión estática en estado anhidro tratado con aceite requemado automotriz Esfuerzo ABS((X- probeta (kg/cm2)4 (Xi-μ)R (Xi-μ)R² u)/S)>2.0 Cumple 1 849.8606 -21.2477 451.4633 0.162777 OK 2 782.1469 -88.9613 7914.1159 0.681527 OK 3 1068.2028 197.0946 38846.2891 1.509929 OK 4 678.5482 -192.5600 37079.3719 1.475190 OK 5 875.9363 4.8280 23.3099 0.036987 OK 6 818.8431 -52.2651 2731.6459 0.400400 OK 7 1035.5255 164.4172 27033.0309 1.259589 OK 8 837.1321 -33.9761 1154.3759 0.260289 OK 9 1085.5815 214.4733 45998.7904 1.643065 OK 10 819.1257 -51.9825 2702.1828 0.398235 OK 11 669.4800 -201.6283 40653.9573 1.544661 OK 12 867.7529 -3.3553 11.2584 0.025705 OK 13 1048.7382 177.6300 31552.4021 1.360811 OK 14 704.8067 -166.3015 27656.1847 1.274025 OK 15 914.0009 42.8927 1839.7809 0.328598 OK 16 794.0215 -77.0867 5942.3552 0.590556 OK 17 1041.3975 170.2892 28998.4249 1.304574 OK 18 684.7373 -186.3709 34734.1077 1.427775 OK 19 927.1415 56.0332 3139.7230 0.429267 OK 20 919.1854 48.0772 2311.4167 0.368316 OK Σ 340774.1870 Σ 17422.1644 S 130.5324 Xprom (μ) 871.1082 CV 0.149846 Fuente: Elaboración propia. Análisis de la prueba Se encontró resultados que no cumplían el criterio de chauvenet, por tanto, estas fueron descartadas; y se procedió con el cálculo estadístico aplicando el criterio de chauvenet con los datos que cumplieron el primer análisis. Límite de Confianza (t de Student) Procesamiento o cálculo de la prueba. Para escoger el dato representativo de la muestra se aplicó la distribución estadística de Student (t) especial para pequeñas muestras, se escoge el límite inferior, y con V=N-1 y t 0.95 entramos a la tabulación de la función (t) en el anexo. 171 El Percentil 5% equivale a un límite de confianza correspondiente al 95% de la función de Student (t) y está dado por la siguiente fórmula: PER 5% = μ ± t0.95 (S/√(N−1)) N= Numero de datos S= Desviación estándar μ= Media aritmética Ahora calculamos el límite inferior para los resultados de todos los ensayos: Diagramas y tablas Tabla 80 Limite de confianza (PER 5%) para cada ensayo Ensayo Tipo de Tratamiento Magnitud N V=N-1 S t0.95 PER 5% sin tratamiento 0.8373 20 19 0.03631 1.73 0.8229 DENSIDAD sumergido en cola sintética BÁSICA (gr/cm3) blanca 0.9115 18 17 0.03120 1.74 0.8983 sumergido en aceite requemado automotriz 0.8819 18 17 0.03174 1.74 0.8685 sin tratamiento 4.8745 18 17 0.36711 1.74 4.7196 DUREZA DE sumergido en cola sintética BRINELL blanca 5.1265 19 18 0.46365 1.73 4.9374 (kg/mm2) sumergido en aceite requemado automotriz 4.9269 19 18 0.47844 1.73 4.7318 sin tratamiento 136.4772 19 18 10.33212 1.73 132.2642 CIZALLAMIENTO PARALELO AL sumergido en cola sintética GRANO blanca 149.4199 19 18 12.26638 1.73 144.4181 (kg/cm2) sumergido en aceite requemado automotriz 153.6825 18 17 12.63810 1.74 148.3491 sin tratamiento 304.7312 20 19 31.19851 1.73 292.3488 COMPRESION sumergido en cola sintética AXIAL blanca 352.8521 19 18 21.58005 1.73 344.0525 (kg/cm2) sumergido en aceite requemado automotriz 365.6172 20 19 23.15900 1.73 356.4256 sin tratamiento 154.5548 19 18 11.01079 1.73 150.0650 COMPRESION sumergido en cola sintética PERPENDICULAR blanca 180.489 19 18 14.13781 1.73 174.7241 (kg/cm2) sumergido en aceite requemado automotriz 157.9835 20 19 9.62190 1.73 154.1647 sin tratamiento 745.536 20 19 101.75203 1.73 705.1517 FLEXION sumergido en cola sintética ESTATICA blanca 740.8106 19 18 66.77720 1.73 713.5812 (kg/cm2) sumergido en aceite requemado automotriz 871.1082 20 19 130.53241 1.73 819.3013 Fuente: Elaboración propia. 172 Esfuerzos admisibles Procesamiento o cálculo de la prueba. Los esfuerzos admisibles se calcularon de acuerdo a lo consignado en la NTP E.010 y se aplicó la siguiente expresión: ESFUERZOS ADMISBLES = F.C. x F.T. x Esfuerzos Básicos / F.S. x F.D.C. F.C.= Coeficiente de reducción por calidad (defectos) F.T.= Coeficiente de reducción por tamaño F.S.= Coeficiente de seguridad F.D.C.= Coeficiente de duración de carga Los valores de cada coeficiente se consignan en la Tabla N° Tabla 81 Coeficientes de reducción, seguridad y duración de la carga COMPRESION CORTE COMPRESION FLEXION PARALELA PARALELO PERPENDICULAR F.C. 0.80 * * * F.T. 0.90 * * * F.S. 2.00 1.60 4.00** 1.60 F.D.C. 1.15 1.25 * * (*) Incluido en F.S. (**) Incluye un coeficiente por concentración de esfuerzos = 2.00 debido a la posible presencia de rajaduras por secado en los extremos de la pieza Fuente: Norma Técnica Peruana E.010 Diagramas y tablas 173 Tabla 82 Resultados del cálculo del coeficientes de reducción, seguridad y duración de la carga Esfuerzo Ensayo Tipo de Tratamiento per 5% F.C. F.T. F.S. F.D.C. Admisible CIZALLAMIENTO sin tratamiento 132.2642 * * 4.00** * 33.07 PARALELO AL sumergido en cola sintética blanca 144.4181 GRANO * * 4.00** * 36.10 sumergido en aceite (kg/cm2) requemado automotriz 148.3491 * * 4.00** * 37.09 sin tratamiento 292.3488 * * 1.6 1.25 146.17 COMPRESION AXIAL sumergido en cola (kg/cm2) sintética blanca 344.0525 * * 1.6 1.25 172.03 sumergido en aceite requemado automotriz 356.4256 * * 1.6 1.25 178.21 sin tratamiento 150.0650 * * 1.6 * 93.79 COMPRESION sumergido en cola PERPENDICULAR sintética blanca 174.7241 * * 1.6 * 109.20 (kg/cm2) sumergido en aceite requemado automotriz 154.1647 * * 1.6 * 96.35 sin tratamiento 705.1517 0.8 0.9 2 1.15 220.74 FLEXION ESTATICA sumergido en cola (kg/cm2) sintética blanca 713.5812 0.8 0.9 2 1.15 223.38 sumergido en aceite requemado automotriz 819.3013 0.8 0.9 2 1.15 256.48 Fuente: Elaboración propia. 174 CAPITULO IV: RESULTADOS En la Tabla 83, se muestra el resumen de los resultados obtenidos de las propiedades evaluadas. Tabla 83 Resumen de los resultados obtenidos de las propiedades evaluadas Ensayo Tipo de Tratamiento Magnitud Unidades sin tratamiento 0.8228 DENSIDAD BÁSICA sumergido en cola sintética blanca 0.8983 (gr/cm3) sumergido en aceite requemado automotriz 0.8685 sin tratamiento 4.7195 DUREZA DE BRINELL sumergido en cola sintética blanca 4.9374 (kg/mm2) sumergido en aceite requemado automotriz 4.7318 CIZALLAMIENTO sin tratamiento 33.07 PARALELO AL sumergido en cola sintética blanca 36.10 (kg/cm2) GRANO sumergido en aceite requemado automotriz 37.09 sin tratamiento 146.17 COMPRESION AXIAL sumergido en cola sintética blanca 172.03 (kg/cm2) sumergido en aceite requemado automotriz 178.21 sin tratamiento 93.79 COMPRESION sumergido en cola sintética blanca 109.20 (kg/cm2) PERPENDICULAR sumergido en aceite requemado automotriz 96.35 sin tratamiento 220.74 FLEXION ESTATICA sumergido en cola sintética blanca 223.38 (kg/cm2) sumergido en aceite requemado automotriz 256.48 Fuente: Elaboración propia. Tabla 84 : Esfuerzos admisibles ESFUERZOS ADMISIBLES MPa (KG/CM2) GRUPO FLEXIÓN TRACCIÓN COMPRESIÓN COMPRESIÓN CORTE (fm) (ft) PARALELA PERPENDICULAR PARALELO (fc//) (fc┴) (fv) A 20.6(210) 14.2 (145) 14.2 (145) 3.9 (40) 1.5 (15) B 14.7 (150) 10.3 (105) 10.8 (110) 2.7 (28) 1.2 (12) C 9.8 (100) 7.8 (80) 7.8 (80) 1.5 (15) 0.8 (8) Fuente: Norma Técnica Peruana E.010 175 Resultados de los ensayos de las Propiedades Físicas Resultados del ensayo de densidad básica Tabla 85 Análisis comparativo de los resultados del ensayo de densidad básica MUESTRAS MUESTRA CON MUESTRA CON NO COLA ACEITE TRATADAS SINTETICA REQUEMADO BLANCA AUTOMOTRIZ MEDIA ARITMETICA gr/cm3 0.8373 0.9115 0.8819 DESVIACION ESTANDAR gr/cm3 0.03631 0.03120 0.03120 COEFICIENTE DE VARIACION gr/cm3 0.043371 0.034224 0.035984 PER 5% gr/cm3 0.8229 0.8983 0.8685 Fuente: Elaboración propia. Grafico 19 Gráfico comparativo de los resultados del ensayo de densidad básica 0.92 0.9115 0.8983 0.9 0.8819 0.88 0.8685 0.86 0.8373 0.84 0.8229 0.82 0.8 0.78 0.76 MEDIA ARITMETICA PER 5% MUESTRA SIN TRATAMIENTO MUESTRA CON COLA SINTETICA BLANCA MUESTRA CON ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Fuente: Elaboración propia. 176 gr/cm3 Resultados del ensayo de dureza de Brinell Tabla 86 Análisis comparativo de los resultados del ensayo de dureza de Brinell Brinell MUESTRAS MUESTRA CON MUESTRA CON NO COLA ACEITE TRATADAS SINTETICA REQUEMADO BLANCA AUTOMOTRIZ MEDIA ARITMETICA Kg/mm2 4.8745 5.1265 4.9269 DESVIACION ESTANDAR Kg/mm2 0.36711 0.46365 0.47844 COEFICIENTE DE VARIACION Kg/mm2 0.075312 0.090441 0.097107 PER 5% Kg/mm2 4.7196 4.9374 4.7318 Fuente: Elaboración propia. Grafico 20 Gráfico comparativo de los resultados del ensayo de dureza de Brinell 5.2 5.1265 5.1 5 4.9269 4.9374 4.9 4.8745 4.8 4.7196 4.7318 4.7 4.6 4.5 MEDIA ARITMETICA PER 5% MUESTRA SIN TRATAMIENTO MUESTRA CON COLA SINTETICA BLANCA MUESTRA CON ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Fuente: Elaboración propia. 177 Kg/mm2 Resultados de los ensayos de las Propiedades Mecánicas Resultados del ensayo de Corte por cizallamiento paralelo al grano Tabla 87 Análisis comparativo de los resultados del ensayo de cizallamiento paralelo MUESTRAS MUESTRA CON MUESTRA CON NO COLA ACEITE TRATADAS SINTETICA REQUEMADO BLANCA AUTOMOTRIZ MEDIA ARITMETICA Kg/cm2 136.4772 149.4199 153.6825 DESVIACION ESTANDAR Kg/cm2 10.33212 12.26638 12.63810 COEFICIENTE DE 0.075705 0.082093 0.082235 VARIACION Kg/cm2 PER 5% Kg/cm2 132.26 144.42 148.35 ESFUERZO ADMISIBLE Kg/cm2 33.07 36.10 37.09 Fuente: Elaboración propia. Grafico 21 Gráfico comparativo de los resultados del ensayo de cizallamiento paralelo 180.0000 160.0000 153.6825149.4199 144.42 148.35 140.0000 136.4772 132.26 120.0000 100.0000 80.0000 60.0000 33.07 36.10 37.0940.0000 20.0000 0.0000 MEDIA ARITMETICA PER 5% ESFUERZO ADMISIBLE MUESTRA SIN TRATAMIENTO MUESTRA CON COLA SINTETICA BLANCA MUESTRA CON ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Fuente: Elaboración propia. 178 Kg/cm2 Resultados del ensayo de Compresión axial o paralela al grano Tabla 88 Análisis comparativo de los resultados del ensayo de compresión axial MUESTRAS MUESTRA CON MUESTRA CON NO COLA ACEITE TRATADAS SINTETICA REQUEMADO BLANCA AUTOMOTRIZ MEDIA ARITMETICA Kg/cm2 304.7312 352.8521 365.6172 DESVIACION ESTANDAR Kg/cm2 31.19851 21.58005 23.15900 COEFICIENTE DE VARIACION Kg/cm2 0.102380 0.061159 0.063342 PER 5% Kg/cm2 292.35 344.05 356.43 ESFUERZO ADMISIBLE Kg/cm2 146.17 172.03 178.21 Fuente: Elaboración propia. Grafico 22 Gráfico comparativo de los resultados del ensayo de compresión axial 400 365.6172 352.8521 356.43 350 344.05 304.7312 292.35 300 250 200 172.03 178.21 146.17 150 100 50 0 MEDIA ARITMETICA PER 5% ESFUERZO ADMISIBLE MUESTRA SIN TRATAMIENTO MUESTRA CON COLA SINTETICA BLANCA MUESTRA CON ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Fuente: Elaboración propia. 179 Kg/cm2 Resultados del ensayo de Compresión perpendicular al grano Tabla 89 Análisis comparativo de los resultados del ensayo de compresión perpendicular MUESTRAS MUESTRA CON MUESTRA CON NO COLA ACEITE TRATADAS SINTETICA REQUEMADO BLANCA AUTOMOTRIZ MEDIA ARITMETICA Kg/cm2 154.5548 180.489 157.9835 DESVIACION ESTANDAR Kg/cm2 11.01079 14.13781 9.62190 COEFICIENTE DE VARIACION Kg/cm2 0.071242 0.078331 0.060904 PER 5% Kg/cm2 150.06 174.72 154.16 ESFUERZO ADMISIBLE Kg/cm2 93.79 109.20 96.35 Fuente: Elaboración propia. Grafico 23 Gráfico comparativo de los resultados del ensayo de compresión perpendicular 200 180.489 180 174.72 160 154.5548 157.9835 150.06 154.16 140 120 109.20 100 93.79 96.35 80 60 40 20 0 MEDIA ARITMETICA PER 5% ESFUERZO ADMISIBLE MUESTRA SIN TRATAMIENTO MUESTRA CON COLA SINTETICA BLANCA MUESTRA CON ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Fuente: Elaboración propia. 180 Kg/cm2 Resultados del ensayo de Flexión estática Tabla 90 Análisis comparativo de los resultados del ensayo de flexión estática MUESTRAS MUESTRA CON MUESTRA CON NO COLA ACEITE TRATADAS SINTETICA REQUEMADO BLANCA AUTOMOTRIZ MEDIA ARITMETICA Kg/cm2 745.536 740.8106 871.1082 DESVIACION ESTANDAR Kg/cm2 101.75203 66.77720 130.53241 COEFICIENTE DE VARIACION Kg/cm2 0.136482 0.090141 0.149846 PER 5% Kg/cm2 705.15 713.58 819.30 ESFUEZO ADMISIBLE Kg/cm2 220.74 223.38 256.48 Fuente: Elaboración propia. Grafico 24 Gráfico comparativo de los resultados del ensayo de flexión estática 1000 900 871.1082 819.30 800 745.536 740.8106 705.15 713.58 700 600 500 400 300 220.74 223.38256.48 200 100 0 MEDIA ARITMETICA PER 5% ESFUERZO ADMISIBLE MUESTRA SIN TRATAMIENTO MUESTRA CON COLA SINTETICA BLANCA MUESTRA CON ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ Fuente: Elaboración propia. 181 Kg/cm2 CAPITULO V: DISCUSIÓN Al ser tratada la madera con cola sintética blanca y aceite requemado automotriz. ¿Cuál de los 2 tratamientos beneficio más a la madera? El tratamiento más beneficioso para la madera fue la de inmersión en aceite requemado automotriz, ya que con este tratamiento se evidenció un mayor incremento en las magnitudes de las propiedades mecánicas comparado con el tratamiento en cola sintética blanca; el uso de este aditivo resulta más económico en comparación al tratamiento que se realizo con la cola sintética blanca ya que este es un material reutilizado; por otro lado con la aplicación de este aditivo disminuimos la contaminación del agua y el suelo ya que normalmente el aceite requemado es desechado irresponsablemente y este produce un impacto ambiental negativo. ¿Por qué razón se utiliza el método de Inmersión prolongada en el tratamiento de la madera eucalipto? Para la presente investigación, se eligió el método de inmersión prolongado debido a que este método es el de mayor viabilidad en cuanto a su eficiencia y costo; ya que se obtiene una penetración muy alta a un bajo costo. No se consideró realizar el tratamiento de la madera con una maquina autoclave, debido al alto costo del tratamiento y que no se encuentra disponible en nuestro medio. ¿Por qué razón se utilizó como aditivos para el tratamiento de la madera, la cola sintética blanca y el aceite requemado automotriz? Se eligió la cola sintética blanca como aditivo para el tratamiento de la madera porque actualmente este material se utiliza para el tratamiento superficial contra agentes externos y la preservación en el tiempo de la madera. Se eligió el aceite requemado automotriz como aditivo para el tratamiento de la madera porque este, además de ser un elemento desechable que contamina el medio ambiente (el agua) y no tiene costo para adquirirlo; el aceite requemado automotriz posee propiedades anticorrosivas, así como también es un aislante de la humedad, por lo que ayudan a la madera a proteger de bichos e insectos por un lado y se comprobó que mejora las propiedades tanto físicas como mecánicas de la madera. 182 Al realizar el tratamiento en cola sintética blanca y aceite requemado automotriz ¿En qué porcentaje aumentaron las magnitudes de las propiedades con respecto a las probetas que no fueron tratadas? En la siguiente tabla podemos evidenciar los porcentajes de aumento en todas las propiedades que se evaluaron tanto para las probetas tratadas como para las probetas no tratadas, interpretado de la siguiente manera: Tabla 91 Análisis comparativo de los resultados y su porcentaje de aumento Ensayo Tipo de Tratamiento Magnitud % de incremento Unidades sin tratamiento 0.8228 100.00% DENSIDAD BÁSICA sumergido en cola sintética blanca 0.8983 109.18% (gr/cm3) sumergido en aceite requemado automotriz 0.8685 105.55% sin tratamiento 4.7195 100.00% DUREZA DE BRINELL sumergido en cola sintética blanca 4.9374 104.62% (kg/mm2) sumergido en aceite requemado automotriz 4.7318 100.26% sin tratamiento 33.07 100.00% CIZALLAMIENTO PARALELO AL sumergido en cola sintética blanca 36.1 109.16% (kg/cm2) GRANO sumergido en aceite requemado automotriz 37.09 112.16% sin tratamiento 146.17 100.00% COMPRESION AXIAL sumergido en cola sintética blanca 172.03 117.69% (kg/cm2) sumergido en aceite requemado automotriz 178.21 121.92% sin tratamiento 93.79 100.00% COMPRESION PERPENDICULAR sumergido en cola sintética blanca 109.2 116.43% (kg/cm2) sumergido en aceite requemado automotriz 96.35 102.73% sin tratamiento 220.74 100.00% FLEXION ESTATICA sumergido en cola sintética blanca 223.38 101.20% (kg/cm2) sumergido en aceite requemado automotriz 256.48 116.19% Fuente: Elaboración propia. 183 Tabla 92 : Esfuerzos admisibles ESFUERZOS ADMISIBLES MPa (KG/CM2) GRUPO FLEXIÓN TRACCIÓN COMPRESIÓN COMPRESIÓN CORTE (fm) (ft) PARALELA PERPENDICULAR PARALELO (fc//) (fc┴) (fv) A 20.6(210) 14.2 (145) 14.2 (145) 3.9 (40) 1.5 (15) B 14.7 (150) 10.3 (105) 10.8 (110) 2.7 (28) 1.2 (12) C 9.8 (100) 7.8 (80) 7.8 (80) 1.5 (15) 0.8 (8) Fuente: Norma Técnica Peruana E.010 Por ser el mejor tratamiento con aceite requemado automotriz realizado por el método de inmersión prolongada; en caso se utilice este procedimiento para construcciones estructurales ¿Qué pasaría en caso hubiera un incendio? En caso se utilice la madera con aceite requemado automotriz para uso estructural, no se recomienda para construcciones las cuales sean propensas constantemente a incendios como pueden ser fábricas, laboratorios, etc., debido a que el aceite es un elemento combustible, al igual que la madera. Por otro lado la madera tiene un buen comportamiento frente al fuego gracias a su forma de arder, la carbonización de la madera es la principal estrategia, dificulta la transmisión de la temperatura hacia el interior de la pieza sirviendo como retardante, además, mientras su contenido de densidad sea más alto de la madera, arden con más dificultad y su combustión es más lenta. Pese a esto como está tratado con aceite requemado automotriz, se recomienda en caso se utilice para usos estructurales la aplicación de aditivos retardantes de fuego como barnices especiales, pinturas, etc. Los tratamientos realizados en la madera para esta investigación ¿Se puede afirmar que también ayuda a preservar en el tiempo? La cola sintética blanca ayuda a la madera a preservar en el tiempo por las propiedades que esta posee, al ser tratada por el método de inmersión prolongada , la madera duerme durante varios días en cola , lo cual al momento de sacarlas y ponerlas a secar, se endurecen formando visiblemente una capa superficial, el cual ayuda a no solo proteger a agentes externos la 184 madera sino también a preservar y conservar en el tiempo de la misma, muy aparte que también mejora las propiedades físicas y mecánicas de la madera. El aceite requemado automotriz por su lado trabaja de la misma manera, a diferencia de la cola, este no forma una capa dura superficial, pero si una capa aceitosa que por los antecedentes leídos también ayuda a preservar en el tiempo. ¿Cuáles fueron los grupos en los que se clasifico el eucalipto globulus según los resultados de esfuerzos admisibles? El Eucalipto Globulus sin tratamiento se clasifico en: • Cizallamiento Párelo al Grano 34.119 kg/cm2, grupo “A”. • Compresión Axial o Paralela al Grano 152.3656 kg/cm2, grupo “A”. • Compresión Perpendicular al Grano 96.5967 kg/cm2, grupo “A”. • Flexión Estática 233.385 kg/cm2, grupo “A”. Mientras que el Eucalipto Globulus tratado con cola sintética blanca se clasifico en: • Cizallamiento Párelo al Grano 37.3549 kg/cm2, grupo “A”. • Compresión Axial o Paralela al Grano 176.426 kg/cm2, grupo “A”. • Compresión Perpendicular al Grano 112.8056 kg/cm2, grupo “A”. • Flexión Estática 231.9059 kg/cm2, grupo “A”. Mientras que el Eucalipto Globulus tratado con aceite requemado automotriz se clasifico en: • Cizallamiento Párelo al Grano 38.4206 kg/cm2, grupo “A”. • Compresión Axial o Paralela al Grano 182.8086 kg/cm2, grupo “A”. • Compresión Perpendicular al Grano 98.7396 kg/cm2, grupo “A”. • Flexión Estática 272.6947 kg/cm2, grupo “A”. De acuerdo a la norma E-010 para que la madera se clasifique dentro del grupo “A” tiene que encontrarse por encima de los siguientes valores: • Cizallamiento Párelo al Grano >15.00 kg/cm2. 185 • Compresión Axial o Paralela al Grano >145.00 kg/cm2. • Compresión Perpendicular al Grano > 40.00 kg/cm2. • Flexión Estática > 210.00 kg/cm2. POR TANTO, LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN LA INVESTIGACION DE ACUERDO A LOS VALORES PERTENECEN AL GRUPO “A” ¿Por qué utilizamos como métodos estadísticos el criterio de Chauvenet y la distribución t de Stundent? Ya que el criterio de Chauvenet es un método para calcular si un dato experimental de un conjunto de datos experimentales, es probable que sea un valor atípico, de esta manera eliminamos datos que eran muy dispersos. El manual de maderas para el grupo andino (1987) propone que el valor de exclusión sea de 5%, para obtener el percentil 5% en nuestra investigación se utilizó la función probabilística (t) Student, el percentil 5% quiere decir que se espera que de toda la población existente de dicha especie solamente el 5% tenga una resistencia menor que este valor. ¿Por qué motivo no se consideró el cálculo del Módulo de Elasticidad en esta investigación? En un inicio se registró los datos de deformación utilizando el dial del Laboratorio de Concreto y Materiales, y al procesar los datos se observó que los datos de deformación no eran coherentes debido a que el instrumento se encuentra descalibrado, por tanto, no se consideró realizar el cálculo del Módulo de Elasticidad. ¿Por qué no se consideran en los antecedentes alguna fuente en las que se hayan realizado mejoramiento estructural en madera? No se encontró una fuente que haya realizado alguna investigación en el tratamiento de madera para uso estructural, ya que el tratamiento en madera se realiza normalmente para protegerla de agentes externos; por esta razón los antecedentes que se tomaron en cuenta para la investigación se refieren en cómo realizar el tratamiento y la forma como aplicarla en diferentes tipos de madera. 186 GLOSARIO ANISOTRÓPICO: Que tiene propiedades diferentes en diferentes ejes. ACANALADURA: O abarquillado es un alabeo en dirección transversal a las fibras. ASTM: Es una norma propuesta, en sus abreviaciones es Sociedad Americana para prueba de Materiales Es la mayor organización científica y técnica para el establecimiento y la difusión de normas relativas a las características y prestaciones de materiales, productos, sistemas, servicios y publicaciones de ingeniería. BLOQUE: Es la superficie mínima que constituye el centro de actividad, del cual serán seleccionados los arboles CONÍFEROS: Arboles con estructuras reproductivas denominadas conos o más comúnmente piñas. Las plantas que forman esta colección son las especies forestales dominantes en los climas fríos y de altas montañas. DENDROCRONOLOGÍA: Parte de la botánica que establece la edad de un árbol y los cambios climáticos a los que ha estado sometido mediante la observación de los anillos de crecimiento anual. ESFUERZOS BÁSICOS: Es el esfuerzo mínimo obtenido de ensayos de propiedades mecánicas que sirven de base para la determinación de esfuerzos admisibles. ESFUERZOS ADMISIBLES: Son los esfuerzos de diseño del material para cargas de servicio, definidos para los grupos estructurales. ENCORVADURA: O curvatura lateral corresponde al alabeo de los cantos en el sentido de las fibras. FUERZA DE ROTURA: carga aplicada sobre la probeta con un coeficiente de corrección que relaciona la distancia entre apoyos y el ancho de la probeta. HIGROSCÓPICO: Sustancias que cambian como un resultado directo de atraer y absorber agua. HEMICELULOSAS: Cualquier elemento de un grupo de polisacáridos que constituyen la parte principal de los componentes esqueléticos de las paredes celulares de las plantas y se parecen a la celulosa. 187 HUMEDAD DE EQUILIBRIO: Se denomina, al porcentaje de agua que alcanza una madera sometida durante un lapso determinado a condiciones de temperatura y humedad en su medio ambiente. 191 ISOTRÓPICO: Que tiene propiedades que son idénticas en todas direcciones. LIGNINA: Es una sustancia que aparece en los tejidos leñosos de los vegetales y que mantiene unidas las fibras de celulosa que los componen, la lignina constituye el 25% de la madera. MADERA SECA: Es aquella cuyo contenido de humedad es menor o igual que el correspondiente al equilibrio higroscópico. MADERA HÚMEDA: Es aquella cuyo contenido de humedad es superior al del equilibrio higroscópico. MADERA CON CONTENIDO DE HUMEDAD NATURAL: Madera que no ha sufrido ningún proceso de secado. MADERA CON CONTENIDO DE HUMEDAD SECO: Madera que ha sido secado por algún proceso más o menos controlado. MADERA ASERRADA: Piezas de madera maciza obtenidas por aserrado del árbol, generalmente escuadradas, es decir con caras paralelas entre sí y cantos perpendiculares a las mismas. MATERIAL HOMOGÉNEO: Es el que presenta una composición uniforme, en la cual no se pueden distinguir a simple vista sus componentes; en muchos casos, no se distinguen ni con instrumentos como el microscopio. MADERA VERDE: Madera con un contenido de humedad por encima del punto de saturación de fibra. MADERA ANHIDRA: Es aquella en la que se ha eliminado todo su contenido de humedad NTP: Norma Técnica Peruana. PARAMETRO: Se conoce como parámetro al dato que se considera como imprescindible y orientativo para lograr evaluar o valorar una determinada situación. A partir de un parámetro, una cierta circunstancia puede comprenderse o ubicarse en perspectiva. PROPIEDADES FÍSICAS: Son aquellas que se pueden medir sin que se afecte la composición o la identidad de la sustancia. 188 PROPIEDADES MECÁNICAS: Son aquellas propiedades de los sólidos que se manifiestan cuando aplicamos una fuerza, se refieren a la capacidad de los mismos de resistir acciones de cargas: las cargas o fuerzas actúan momentáneamente, tienen carácter de choque. PUNTO DE SATURACIÓN DE LA FIBRA: Estado de humedad de la madera, en el cual las paredes celulares se encuentran saturadas de agua. Oscila entre 28 y el 40% según las especies, aunque a efectos prácticos se puede tomar el 30%. PROBETA: Es la pieza de dimensiones y formas especificadas que se preparan a partir de la vigueta seleccionada para el estudio de las propiedades de la madera. TORCEDURA: O revirado es el alabeo helicoidal en dirección longitudinal y transversal de las fibras. TROZA: Es la parte del fuste de longitud variable y libre de ramas obtenida por corte transversal. VIGUETA: Es la parte seleccionada de la troza de sección suficiente a partir de la cual se preparan las probetas. XILEMA: Tejido especializado en la conducción de agua y minerales desde la raíz al resto de la planta. 189 CONCLUSIONES CONCLUSIÓN N° 1 Se demostró parcialmente la Hipótesis General que enuncia que “La madera eucalipto Globulus para uso estructural con contenido de humedad seco al ser sumergida en aceite requemado automotriz produce un mayor incremento en las magnitudes de las propiedades físico mecánicas, en comparación a madera sumergida en cola sintética blanca.”, ya que según la tabla N° 83 (pag. 168), Las probetas sumergidas en aceite requemado automotriz obtuvieron mejores resultados en las magnitudes de las propiedades mecánicas en comparación con las probetas sumergidas en cola sintética blanca, a excepción del ensayo a compresión perpendicular al grano, en el cual se obtuvo un mejor resultado en las probetas sumergidas en cola sintética blanca; por otro lado en cuanto a las magnitudes de las características físicas de la madera se obtuvo un mejor resultado en las probetas sumergidas en cola sintética blanca. CONCLUSIÓN N° 2 Se logró demostrar la Sub Hipótesis N°1 que indica “Las características físicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco de acuerdo a la norma e-0.10. se encuentran en los parámetros permisibles para su uso estructural.” ya que mediante la tabla N° 02 (pag. 23) y N° 83 (pag. 168), al realizar los diferentes ensayos, la magnitud que alcanzaron las características físicas de la madera, están dentro de los parámetros permisibles para el uso estructural de acuerdo a la norma e – 010. CONCLUSIÓN N° 3 Se logró demostrar la Sub Hipótesis N°2 que indica “Las propiedades mecánicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco de acuerdo a la norma e-0.10. se encuentran en los parámetros permisibles para su uso estructural.” ya que mediante la tabla N° 03 (pag. 24) y N° 83 (pag. 168), al realizar los diferentes ensayos, la magnitud que alcanzaron las características físicas de la madera, están dentro de los parámetros permisibles para el uso estructural de acuerdo a la norma e – 010. CONCLUSIÓN N° 4 Se demostró parcialmente la Sub Hipótesis N°3 que indica “Mejora las características físicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con 190 contenido de humedad seco al sumergir en aceite requemado automotriz.”, ya que mediante la tabla N° 84 (pag. 169) y 85 (pag. 170), se observa que las características de la madera tratada con aceite requemado automotriz no mejoran en todos los casos, la magnitud de la densidad se apega a este postulado, por otro lado, la propiedad de dureza no mejora de manera considerable. CONCLUSIÓN N° 5 Se demostró parcialmente la Sub Hipótesis N°4 que indica “Produce un incremento en la magnitud de las propiedades mecánicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco al sumergir en aceite requemado automotriz en el ámbito estructural.”, ya que mediante la tabla N° 86 (pag. 171), N° 87 (pag. 172), N° 88 (pag. 173) y N° 89 (pag. 174), se observa que las propiedades mecánicas de la madera tratada con aceite requemado automotriz no mejoran en todos los casos, la mayoría de propiedades se apega a este postulado, a excepción de la resistencia a compresión perpendicular, la cual no aumenta de manera considerable frente a la madera eucalipto no tratada. CONCLUSIÓN N° 6 Se logra demostrar la Sub Hipótesis N°5 que indica “Mejora las características físicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco al sumergir en cola sintética blanca”., ya que mediante la tabla N° 84 (pag. 169) y 85 (pag. 170), se observa que las características de la madera tratada con cola sintética blanca mejora, aumentando de forma considerable frente a la madera no tratada. CONCLUSIÓN N° 7 Se demostrar parcialmente la Sub Hipótesis N°6 que indica “Produce un incremento en la magnitud de las propiedades mecánicas de la madera Eucalipto Globulus procedente de la zona de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco al sumergir en cola sintética blanca en el ámbito estructural.”, ya que mediante la tabla N° 86 (pag. 171), N° 87 (pag. 172), N° 88 (pag. 173) y N° 89 (pag. 174), se observa que las propiedades mecánicas de la madera tratada con cola sintética blanca no mejoran en todos los casos, la mayoría de propiedades se apega a este postulado, a excepción de la resistencia a flexión estática, el cual no aumenta de manera considerable frente a la madera eucalipto no tratada. 191 RECOMENDACIONES RECOMENDACIÓN N° 01 Se recomienda el uso de nuestra tesis, para futuras referencias con respecto al tratamiento de maderas para uso estructural, dado que en nuestra tesis especificamos la forma de trabajo óptima respecto al método por inmersión prolongada. RECOMENDACIÓN N° 02 Se recomienda para futuras investigación realizar el cálculo de módulo de elasticidad para la madera tratada para uso estrutural. RECOMENDACIÓN N° 03 Se recomienda probar otros métodos para el tratamiento de madera, como hubiera sido la autoclave para saturar los poros de la madera; ya que este método es el más efectivo. RECOMENDACIÓN N° 04 Se recomienda secar la madera a una temperatura no mayor de 103 °C para así evitar abarquillamientos y resquebrajamientos en las probetas. RECOMENDACIÓN N° 05 Se recomienda preservar las trozas de madera en un ambiente fresco donde no haya mucha humedad, no llegue el sol y cubrirlas las trozas con plástico, antes de cortar las probetas necesarias. RECOMENDACIÓN N° 06 Se recomienda la madera tratada con aceite requemado automotriz para el uso en elementos estructurales sometidos a cargas de compresión y flexión, ya que en este tipo de tratamiento se obtuvieron los mejores resultados. RECOMENDACIÓN N° 07 Se recomienda para el manejo del aceite requemado automotriz en el tratamiento de la madera usar los siguientes equipos de protección personal: gafas de seguridad (protección de ojos y la cara), guantes protectores impermeables de PVC (Protección de la piel), mascarilla (protección respiratoria) y mameluco. 192 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS • American Society for Testing and Materials. (1995). Annual book of ASTM standards, • Estados Unidos • Ananías, (1993), “Apuntes de Anatomía de la madera”, Universidad del Bío-Bío, • Bernal Torres, C. (2006). Metodología de la investigación. México D. F: Pearson. • Departamento de ingeniería en maderas, facultad de ingeniería. • Comisión Panamericana De Normas Técnicas. (1972). Maderas: Métodos para realizar el análisis estadístico de las propiedades de las maderas. Esquema 1º de Norma COPANT 30:1-012. 8 p. • Díaz-Vaz, J; Cuevas, H. (1982). Ensayos mecánicos de la madera. Valdivia, Chile. Universidad Austral de Chile. Facultad de ciencias Forestales. 44p. • Fritz, (2004), Manual de construcción viviendas en madera – Corma, Chile. Corporación Chilena de la Madera, Cap. 1 y 2. • Junta del Acuerdo de Cartagena PADT-REFORT (1984). Manual de Diseño Para Maderas del Grupo Andino. Lima, Sección 1, Capitulo 1 1-21 p. • Gil, X. L. (1978). La gramática de port-royal: fuentes, contenido e interpretación. Barcelona:: Universidad de Barcelona. • J. D. Bermúdez (2002). Manual de la madera de Eucalipto Glóbulos. Madrid. • Karsulovic, J. (1982). Propiedades mecánicas de la madera. Santiago, Chile. Editorial Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Agrarias, Veterinarias y Forestales, departamento de Tecnología de la Madera. 101p. • Keyser, C. (1972). Ciencia de materiales para ingeniería. México: Editorial Limusa S.A. . • Kollmann, F. (1959). Tecnología de la madera y sus aplicaciones. Física de la madera. Teoría de la impregnación de maderas a presión, capítulo 3.3.5. 675 p. • Lages Elon [2000], La matemática de la Enseñanza media • León, W. y Espinoza, N. (2001). Anatomía de la Madera. Universidad de los Andes. Consejo de Publicaciones. Consejo de Desarrollo Científico Humanístico y Tecnológico. Mérida-Venezuela. 396 p. • Mangium, A. (1994). Comportamiento Potencial en Panamá. Panamá. • Norma E.010 (2006). Estructuras: Norma Técnica E.010. Lima: El Peruano. 1-5 p. 193 • Norma Técnica Peruana 251.008 (2015), Selección y colección de muestras. • Norma Técnica Peruana 251.009 (2015), Acondicionamiento de las maderas destinadas a los ensayos físicos y mecánicos. 198 • Norma Técnica Peruana 251.010 (2015), Métodos para determinar el contenido de humedad. • Norma Técnica Peruana 251.011 (2015), Métodos para determinar la densidad. • Norma Técnica Peruana 251.013 (2015), Método para determinar el cizallamiento paralelo al grano. • Norma Técnica Peruana 251.014 (2015), Método para determinar la compresión axial o paralela al grano. • Norma Técnica Peruana 251.016 (2015), Método para determinar la compresión perpendicular al grano. • Norma Técnica Peruana 251.017 (2004), Método para determinar la flexión estática. • Pérez., A. (1986). Apuntes de anatomía de la madera Universidad Nacional de los Andrés. Mérida Venezuela. • Sales de Lopez (2005). Estadística del conteo Radiactivo. Tucumán: UNT. • Sampieri Hernandez, R. (2010). Metodología de la investigación. Mexico: McGRAW- HILL. • SAMPIERI. (1991). Metodología de la Investigación. • SPIEGEL, M. R. 1973. Estadística, México, Libros McGRAW-HILL DE México. • Singer Ferdinand L., Pytel Andrew (1994). Resistencia de Materiales. New York: Oxford University Press. • Voigt A. (2006). Anatomia comparada do lenho da especie. • Wavedeck, S. (2008). Madera. Toronto Ontario: West 8. 194 ANEXOS a) Anexo fotográfico ENSAYOS PARA DENSIDAD PROBETAS EN ESTADO NATURAL PROBETAS TRATADAS CON COLA SINTETICA BLANCA 195 ENSAYOS PARA DENSIDAD PROBETAS TRATADAS CON ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ 196 ENSAYOS PARA DUREZA DE BRINELL PROBETAS EN ESTADO NATURAL PROBETAS TRATADAS CON COLA SINTETICA BLANCA 197 ENSAYOS PARA DUREZA DE BRINELL PROBETAS TRATADAS CON ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ 198 ENSAYOS PARA COMPRESION PARALELA AL GRANO PROBETAS EN ESTADO NATURAL PROBETAS TRATADAS CON COLA SINTETICA BLANCA 199 ENSAYOS PARA COMPRESION PARALELA AL GRANO PROBETAS TRATADAS CON ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ 200 ENSAYOS PARA COMPRESION PERPENDICULAR AL GRANO PROBETAS EN ESTADO NATURAL PROBETAS TRATADAS CON COLA SINTETICA BLANCA 201 ENSAYO PARA COMPRESION PERPENDICULAR AL GRANO PROBETAS TRATADAS CON ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ 202 ENSAYO PARA CORTE POR CIZALLAMIENTO PARALELO AL GRANO PROBETAS EN ESTADO NATURAL PROBETAS TRATADAS CON COLA SINTETICA BLANCA 203 ENSAYO PARA CORTE POR CIZALLAMIENTO PARALELO AL GRANO PROBETAS TRATADAS CON ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ 204 ENSAYOS PARA FLEXION PROBETAS EN ESTADO NATURAL PROBETAS TRATADAS CON COLA SINTETICA BLANCA 205 ENSAYOS PARA FLEXION PROBETAS TRATADAS CON ACEITE REQUEMADO AUTOMOTRIZ 206 b) Función t de Student 207 c)Matriz de concistencia Tabla 93: Matriz de concistencia Tesis: Evaluación comparativa de los efectos que produce el aceite requemado automotriz y la cola sintética blanca en las propiedades físico mecánicas de la madera Eucaliptpo Glóbulos con contenido de humedad seco procedente de la zona de Paucartambo-Cusco aplicada por inmersión prolongada para uso estructural PROBLEMA OBJETIVO HIPÓTESIS VARIABLES INDICADOR INSTRUMENTO PROBLEMA GENERAL OBJETIVO GENERAL HIPOTESIS GENEARL VARIABLES INDEPENDIENTES ¿Cual sera la evaluacion comparativa de los Evaluar comparativamente los efectos que La madera eucalipto Globulus para uso estructural • Listones de madera 1) Edad (años) 1)Guías de observación efectos que produce el aceite requemado produce el aceite requemado automotriz y con contenido de humedad seco al ser sumergida en eucalipto Globulus 2) Altura (metros) de campo automotriz y la cola sintetica blanca en las la cola sintetica blanca en las propiedades aceite requemado automotriz produce un mayor proveniente de 3) Volumen (m3). 2)Normativa propiedades físico mecánicas de la madera físico mecánicas de la madera Eucalipto incremento en las magnitudes de las propiedades Paucartambo – Cusco. • Cantidad de aceite Eucalipto Globulus con contenido de Globulus con contenido de humedad seco físico mecánicas, en comparación a madera • Aceite requemado requemado automotriz humedad seco procedente Paucartambo – procedente de Paucartambo – Cusco sumergida en cola sintética blanca. automotriz. (galones). Cusco apliacada por inmersion prolongada realizada por el metodo de inmersion • Cola sintética blanca. • Cola sintética (litros). para uso estructural? prolongada para uso estructural. PROBLEMAS ESPECÍFICOS OBJETIVOS ESPECIFICOS HIPÓTESIS ESPECÍFICO VARIABLES DEPENDIENTES 1. ¿Cuáles son las características físicas de la 1.Determinar las características físicas de la 1.Las características físicas de la madera Eucalipto • Propiedades físicas. • Cantidad de agua 1) Fichas madera Eucalipto Globulus procedente de la madera Eucalipto Globulus procedente de Globulus procedente de Paucartambo – Cusco de encontrada en la muestra 2)Hojas de calculo zona de Paucartambo – Cusco con contenido Paucartambo – Cusco con contenido de acuerdo a la Normativa, se encuentran en los (%) 3)Normativa de humedad seco? humedad seco. parámetros permisibles para su uso estructural. • Densidad db (gr/cm3) • Dureza (kg/mm2) 2.¿Cuáles son las propiedades mecánicas de la 2.Determinar las propiedades mecánicas de 2.Las propiedades mecánicas de la madera Eucalipto madera Eucalipto Globulus procedente de la la madera Eucalipto Globulus procedente de Globulus procedente de Paucartambo – Cusco de zona de Paucartambo – Cusco con contenido Paucartambo – Cusco con contenido de acuerdo a la normativa. se encuentran en los • Propiedades mecánicas. • Resistencia Compresión de humedad seco? humedad seco. parámetros permisibles para su uso estructural. Paralela fc// (kg/cm2) • Resistencia Compresión 3.¿Qué efectos produce en las características 3.Determinar los efectos que produce en las 3.Se mejora las características físicas de la madera Perpendicular fd (kg/cm2) físicas de la madera Eucalipto Globulus características físicas de la madera Eucalipto Eucalipto Globulus procedente de Paucartambo – • Resistencia Flexión fm procedente de Paucartambo – Cusco con Globulus procedente de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco al sumergir (kg/cm2) contenido de humedad seco al sumergir en Cusco con contenido de humedad seco al en aceite requemado automotriz. • Resistencia Corte Paralelo aceite requemado automotriz? sumergir en aceite requemado automotriz. fv (kg/cm2) 4.¿Qué efectos produce en las propiedades 4.Determinar los efectos que produce en las 4.Se produce un incremento en la magnitud de las mecánicas de la madera Eucalipto Globulus propiedades mecánicas de la madera propiedades mecánicas de la madera Eucalipto procedente de Paucartambo – Cusco con Eucalipto Globulus procedente de Globulus procedente de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco al sumergir en Paucartambo – Cusco con contenido de contenido de humedad seco al sumergir en aceite aceite requemado automotriz? humedad seco al sumergir en aceite requemado automotriz en el ámbito estructural. requemado automotriz. 5.¿Qué efectos produce en las características 5.Determinar los efectos que produce en las 5.Mejora las características físicas de la madera físicas de la madera Eucalipto Globulus características físicas de la madera Eucalipto Eucalipto Globulus procedente de Paucartambo – procedente de Paucartambo – Cusco con Globulus procedente de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco al sumergir contenido de humedad seco al sumergir en Cusco con contenido de humedad seco al en cola sintética blanca. cola sintética blanca? sumergir en cola sintética blanca. 6.¿Qué efectos produce en las propiedades 6.Determinar los efectos que produce en las 6.Produce un incremento en la magnitud de las mecánicas de la madera Eucalipto Globulus propiedades mecanicas de la madera propiedades mecánicas de la madera Eucalipto procedente de Paucartambo – Cusco con Eucalipto Globulus procedente de Globulus procedente de Paucartambo – Cusco con contenido de humedad seco al sumergir en Paucartambo – Cusco con contenido de contenido de humedad seco al sumergir en cola cola sintética blanca? humedad seco al sumergir en cola sintética sintética blanca en el ámbito estructural. blanca. Fuente propia 208 d) Normas 209