Comportamiento estructural de la madera de Álamo (Populus deltoides ´Australiano 129/60´ y ´Stoneville 67´) cultivado en el delta del río Paraná

Abstract

En objetivo principal de esta tesis es conocer las principales propiedades mecánicas y físicas de la madera aserrada de los clones de Populus deltoides ´Australiano 129/60´ y ´Stoneville 67´ cultivados en el delta del río Paraná . Se diseñó un amplio programa experimental que incluyó: diez muestras para ensayos de flexión, dos muestras para ensayos de compresión paralela a las fibras, dos muestras para ensayos de compresión perpendicular a las fibras y dos muestras para ensayos de tracción paralela a las fibras, integradas por 889, 100, 143 y 130 probetas respectivamente. Para el desarrollo de este programa se respetaron los lineamientos de la normativa europea: UNE EN 408 (2011), UNE EN 384 (2010) y UNE EN 338 (2010) como base. Se evaluó la incidencia de las singularidades de apreciación visual en las propiedades mecánicas. En primer lugar, se analizó la influencia del ataque del insecto Megaplatypus Mutatus, se definieron 4 grados de ataque. Se confirmó el alto impacto negativo que posee en la resistencia pero se alcanzaron resultados que alientan a profundizar este estudio con el objetivo de confirmar la posibilidad de utilizar, para uso estructural, las piezas que presenten un grado de ataque leve. Por otro lado, se ratificó la importancia como parámetros para una clasificación visual de la nudosidad y de la presencia de médula, y en menor medida de la inclinación de las fibras. Se debe destacar la baja nudosidad que presentaron las piezas. Se analizaron diferentes perfiles de resistencia, rigidez y densidad, con los correspondientes límites para los principales parámetros visuales en línea con el sistema internacional de clases resistentes establecido en la norma europea EN 338 (2010). Se confirmó la razonabilidad de tratar a los dos clones en conjunto y utilizar un método de clasificación único para tablas y vigas, se concluyó que el método propuesto por la norma IRAM 9662-4 (2015) es el que ofrece las mayores ventajas técnicas y económicas. Se realizaron estudios complementarios que permiten profundizar el comportamiento de la especie como material estructural: i) resistencia y rigidez en compresión paralela y perpendicular a las fibras y su relación con el comportamiento a flexión y la densidad, ii) resistencia en tracción paralela a las fibras y su relación con la resistencia a flexión, iii) influencia de la altura de la sección en la resistencia a flexión y aplicabilidad de la fórmula de ajuste propuesta en la norma UNE EN 384 (2010), iv) relación entre el módulo de elasticidad local y global, v) relación entre el módulo de elasticidad dinámico (métodos de ultrasonido y vibraciones inducidas) con los módulos local y global. Los resultados obtenidos demuestran que la madera de esta especie de rápido crecimiento ofrece un muy buen comportamiento en los aspectos estructurales estudiados y que constituye una alternativa interesante para el proyectista de estructuras de madera, tanto como madera aserrada como en vidas laminadas encoladas (IRAM 9660-1 2015). Al mismo tiempo, se pone en evidencia la necesidad de profundizar algunos de los aspectos estudiados y otros nuevos, por ejemplo, estudios para obtener aquellas propiedades mecánicas indispensables para la aplicación de modelos numéricos.

The main objective of this thesis is to learn the main physical and mechanical properties of sawn wood from Populus deltoides ‘Australian 129/60’ and ‘Stoneville 67’ clones cultivated in the Parana River delta. A large experimental program was designed which included: ten samples for bending tests, two samples for compression tests parallel to the grain, two samples for compression tests perpendicular to the grain and two samples for tension tests parallel to the grain. In total, it is composed of 889, 100, 143 and 130 specimens respectively. For the development of this program, the European regulation guidelines were followed: UNE EN 408 (2011), UNE EN 384 (2010) and UNE EN 338 (2010) as a base. The incidence of the singularities of visual appreciation in the mechanical properties was evaluated. First, the influence of the attack of the insect Megaplatypus Mutatus was assessed and four levels of attack were defined. It was confirmed that it has a high negative impact on resistance, but results were obtained that encourage further study with the aim of confirming the possibility of using, for structural use, the pieces that present a degree of mild attack. On the other hand, it was confirmed the importance of knot ratio and the presence of pith, and to lesser extent the inclination of the grain, as parameters for visual classification. It should be underscored the low knot ratio in the samples. Different profiles of strength, stiffness and density were assessed, with the corresponding limits for the main visual parameters, aligned with the international strength class system established in the European standard EN 338 (2010). It was agreed to treat both clones together and use a single classification method for boards and beams, and it was concluded that the method suggested in standard IRAM 9662-4 (2015) offers the best technical and economic advantages. Complementary studies were conducted that allow to deepen on the specie behavior as structural material: i) the strength and stiffness in compression parallel and perpendicular to the grain and their relation to the flexural behavior and density, ii) the tensile strength parallel to the grain and its relation to flexural strength, iii) the influence of the section’s height on the flexural strength and applicability of the adjustment formula proposed in standard UNE EN 384 (2010), iv) the relationship between the local and global modulus of elasticity, v) the relationship between the dynamic modulus of elasticity (ultrasound methods and induced vibration ) with the local and global modules. The results achieved show that the timber from this fast-growing species behaves very well in the structural aspects analyzed and that it serves as an interesting alternative for structural use, both as sawn wood and as glued laminated beams (IRAM 9660-1 2015). At the same time, the need to make further progress on some studied aspects or new ones becomes evident, for example, studies to obtain the mechanical properties essential for the implementation of numerical modelling.