UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO DIVISIÓN DE CIENCIAS …... · Gráfica carga-deformación de la madera de E. grandis (probeta 4) en ensayo de compresión paralela a la fibra

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO DIVISIÓN DE CIENCIAS FORESTALES

“CONTRIBUCIÓN AL CONOCIMIENTO TECNOLÓGICO DE LA

MADERA DE Eucalyptus grandis Hill ex Maiden y Eucalyptus urophylla S. T Blake PROVENIENTE DE PLANTACIONES FORESTALES

COMERCIALES DE 7 AÑOS DE EDAD DE LAS CHOAPAS, VERACRUZ, MEX.”

TESIS

Que como requisito parcial para obtener el Título de

INGENIERO FORESTAL INDUSTRIAL

PRESENTA

MARGARITO SILVESTRE MEJÍA

FRANCISCO TORRES CRUZ

Texcoco, Edo. de México Diciembre de 2003

AGRADECIMIENTOS.

A la División de Ciencias Forestales de la Universidad Autónoma Chapingo, por habernos

proporcionado los conocimientos y formarnos profesionalmente.

Al M. C. Francisco Ferreira de la Empresa Plantaciones Operativas de México, S. A. de C.

V., por el apoyo para la realización de este trabajo y el otorgamiento del material de

estudio.

Al Departamento de Materiales de la Universidad Autónoma Metropolitana Unidad

Azcapotzalco, y en especial al C. Arturo Quiroz Soto y Leopoldo Quiroz Soto por las

facilidades otorgadas en la realización de las pruebas mecánicas.

Al M. C. Mario Fuentes Salinas, por la dirección en el presente trabajo, así como sus

valiosas sugerencias y observaciones en la realización del mismo.

A la Dra. Amparo Borja de la Rosa por su apoyo y asesoria en la caracterización anatómica,

así como en la revisión del presente trabajo.

Al Dr. Leonardo Sánchez Rojas, por sus valiosas sugerencias y observaciones en la

realización del presente trabajo.

Al M. C. Eusebio Pedraza Ceron y al Ing. Roberto Machuca Velasco, por sus observaciones

y sugerencias al presente trabajo.

Al C. Francisco Pérez Cuevas y Rosario Cuevas Guzmán por su apoyo en la obtención y

preparación del material de estudio.

DEDICATORIA A mis padres Isabel Mejia Gutiérrez y Margarito Silvestre Tenango, por su cariño, amor,

apoyo, paciencia y comprensión, y sobre todo, el esfuerzo que han hecho para que

lograra las metas planteadas.

A mis hermanos Abel, Rafael, Paty y Miguel Ángel, por su cariño y apoyo incondicional,

y por toda la confianza que me han tenido así como por los momentos inolvidables que

he vivido con ellos.

A mis sobrinos: Luis A.,Kenia, Yasmín, Yesenia, Fátima Isabel, Daniel, Abelito y Karina.

Así también a mi cuñado que ha sido parte importante en la familia y a todas mis

cuñadas.

A mis primos y tíos que con sus consejos y amistad, han influido de forma importante en

mi vida y formación profesional.

A mis compañeros Teresa, José, Enrique, Luis y Francisco, con quienes compartí

momentos inolvidables, y con quienes estuve siempre unidos a pesar de la peripecias que

nos ofrecía el destino.

A mis amigos Rubiel, José Luis, Raúl, Bernardo, José Manuel, Jair, Arcin Antonio,

Saúl, Coache, Armando, Gustavo, Omar, Francisco Z., Alejandro Santillana, Alejandro

Rosas, Hugo a todos mis compañeros de Preparatoria, a mis amigas Adriana, Brisa,

Gisela.

A la Familia Millán Motolinia por su amistad y confianza brindada, y por todas las

atenciones que tuvieron para conmigo.

Margarito Silvestre Mejía.

DEDICATORIA

A Dios por haberme permitido vivir y llegar a donde estoy.

A mis padres Anita Cruz Díaz y Pascual Torres Gutiérrez, por su cariño, amor y

comprensión, así como sus valiosos consejos y haberme guiado en un buen camino.

A mis hermanos, Domingo, Maria, Juan, Magdalena, Sebastián y Pascual, por formar

parte de ellos.

A la Familia Reyes Baldomero, en especial a Guadalupe Reyes Baldomero por llegar a

mi vida y darme a dos seres tan lindos a quien Yo amo, Antonio y Saúl.

A la Sra. Carmen Reyes Bastiani por sus consejos y apoyo durante mi formación.

A la Familia Hernández J. En especial al Sr. Manuel Hernández (q.e.p.d.) y a la Sra.

Luz de Alba por haberme brindado su apoyo y hospedaje.

A la Familia Millán Motolinia, por su cariño y apoyo brindado.

A mis compañeros: Luis, José, Margarito, Enrique y Teresa por compartir su amistad

durante mis estancia en la Universidad.

A mis amigos, Alex Rosas, Arcin Antonio, Huchin, Mota, Rocío, Salvador, Lucio.

Francisco Torres Cruz.

CONTENIDO Pág.

ÍNDICE DE CUADROS............................................................................................. iii

ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................. iv

RESUMEN............................................................................................…………...... vii

SUMMARY................................................................................................................. viii

1. INTRODUCCIÓN................................................................................................... 1

2. OBJETIVOS............................................................................................................ 4

3. REVISIÓN DE LITERATURA.............................................................................. 5

4. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE COLECTA......................................................... 9

5. DESCRIPCIÓN DE LAS ESPECIES..................................................................... 11

5.1. Eucalyptus grandis Hill ex Maiden…………...……………………….. 11

5.2. Eucalyptus urophylla S. T . Blake........................................................... 13

6. MATERIALES Y MÉTODOS................................................................................ 15

6.1.Materiales y equipo.................................................................................... 15

6.2. Metodología.............................................................................................. 16

6.2.1. Colecta del material de estudio................................................... 16

6.2.2. Estudios anatómicos................................................................... 18

6.2.2.1. Caracterización macroscópica...................................... 20

6.2.2.2. Caracterización microscópica....................................... 20

6.2.2.3. Proporción de elementos constitutivos......................... 22

6.2.2.4. Dimensiones de elementos........................................... 23

6.2.3. Propiedades físicas ...................................................................... 24

6.2.3.1. Contenido de humedad verde....................................... 24

6.2.3.2. Densidades................................................................... 24

6.2.3.3. Contracciones e hinchamientos de la madera.............. 26

6.2.3.4. Punto de saturación de la fibra..................................... 28

6.2.3.5. Coeficiente de hinchamiento....................................... 28

6.2.3.6. Relación de anisotropía................................................. 29

6.2.4. Propiedades mecánicas................................................................ 29

6.2.4.1. Flexión estática............................................................. 29

6.2.4.2. Compresión paralela a las fibras................................... 32

6.2.4.3. Compresión perpendicular a las fibras.......................... 35

6.2.4.4 Cizalle o cortante............................................................ 36

6.2.4.5 Clivaje o rajado.............................................................. 38

6.2.4.6. Tensión perpendicular a las fibras................................. 40

6.2.4.7. Dureza Janka.................................................................. 42

7. RESULTADOS Y DISCUSIÓN............................................................................. 44

7.1. Características anatómicas....................................................................... 44

7.1.1. Descripción macroscópica......................................................... 44

7.1.2. Descripción microscópica.......................................................... 47

7.1.3. Proporción de elementos constitutivos....................................... 49

7.2. Propiedades físicas................................................................................... 51

7.2.1. Contenido de humedad verde..................................................... 51

7.2.2. Densidad de la madera............................................................... 52

7.2.3. Contracciones............................................................................. 54

7.2.4. Coeficiente de contracción volumétrica..................................... 56

7.2.5. Hinchamientos........................................................................... 56

7.2.6. Coeficiente de hinchamiento...................................................... 57

7.2.7. Relación de anisotropía ............................................................. 58

7.2.8. Punto de saturación de la fibra................................................... 60

7.3. Propiedades mecánicas............................................................................ 61

7.3.1. Flexión estática.......................................................................... 61

7.3.2. Compresión paralela a la fibra.................................................... 64

7.3.3. Compresión perpendicular a la fibra.......................................... 66

7.3.4. Cizalle......................................................................................... 69

7.3.5. Clivaje......................................................................................... 70

7.3.6. Tracción perpendicular............................................................... 71

7.3.7. Dureza........................................................................................ 72

8. CONCLUSIONES.................................................................................................. 78

9. RECOMENDACIONES........................................................................................ 80

10. LITERATURA CITADA..................................................................................... 81

11. ANEXOS.............................................................................................................. 85

iii

ÍNDICE DE CUADROS. Pág. Cuadro 1. Propiedades de la madera de “Lyptus”........................................................... 7

Cuadro 2. Superficies plantadas en México con especies de Eucalyptus....................... 8

Cuadro 3. Características anatómicas macroscópicas de E. grandis y E. urophylla..... 44

Cuadro 4. Características anatómicas microscópicas de E. grandis............................... 47

Cuadro 5. Clasificación de los elementos celulares de E. grandis.................................. 47

Cuadro 6. Características anatómicas microscópicas de E. urophylla............................ 48

Cuadro 7. Clasificación de los elementos celulares de E. urophylla............................ 48

Cuadro 8. Proporción de elementos constitutivos de E. grandis y E. urophylla............. 49

Cuadro 9. Contenidos de humedad verde de las maderas de E. urophylla y E. grandis.. 52

Cuadro 10. Valores de la densidad básica, normal y anhidra para la madera de

E. grandis y E. urophylla................................................................................

53

Cuadro 11. Valores de contracción de la madera de E. urophylla.................................. 54

Cuadro 12. Valores de contracción de la madera de E. grandis..................................... 55

Cuadro 13. Valores de coeficiente de contracción volumétrica de la madera de

E. grandis y E. urophylla..............................................................................

56

Cuadro 14. Valores de hinchamiento de la madera de E. grandis................................... 57

Cuadro 15. Valores de hinchamiento de la madera de E. urophylla................................ 57

Cuadro 16. Relación de anisotropía de las contracciones de E. urophylla y E. grandis. 58

Cuadro 17. Resultado de las pruebas de flexión estática realizadas para la madera de

E. grandis y E. urophylla................................................................................

61

Cuadro 18. Valores obtenidos en el ensayo de compresión paralela a la fibra en

E. grandis y E. urophylla en estado seco.......................................................

64

Cuadro 19. Valores obtenidos en el ensayo a compresión perpendicular a las fibras de

E. grandis y E. urophylla en estado seco.......................................................

67

Cuadro 20. Valores de cizalle obtenidos para la madera de E. grandis y E. urophylla

en estado seco...............................................................................................

69

Cuadro 21. Valores de clivaje obtenidos en maderas de E. grandis y E. urophylla....... 71

Cuadro 22. Valores de tracción obtenido en maderas de E. grandis y E. urophylla ..... 71

Cuadro 23. Valores obtenidos de dureza Janka en la madera de E. grandis y

E. urophylla....................................................................................................

72

iv

ÍNDICE DE FIGURAS Pág. Figura 1. Plantaciones de E. grandis y E. urophylla....................................................... 10

Figura 2. Localización del área de colecta...................................................................... 11

Figura 3. Plantaciones de E. grandis. ............................................................................ 13

Figura 4. Plantaciones de E. urophylla.......................................................................... 15

Figura 5. Diagrama de corte de trozas y rodajas de los árboles seleccionados.............. 17

Figura 6. Aserrado de las trozas....................................................................................... 18

Figura 7. Diagrama de corte de las probetas para caracterización microscópica (cortes

y material disociado), densidad básica y contracción volumétrica. ................

19

Figura 8. Probeta para el ensayo de flexión estática....................................................... 30

Figura 9. Máquina universal de pruebas mecánicas......................................................... 31

Figura 10. Ensayo de Flexión estática.............................................................................. 33

Figura 11. Probeta para el ensayo de compresión paralela a las fibras............................ 33

Figura 12. Ensayo de compresión paralela a la fibra....................................................... 35

Figura 13. Probeta para el ensayo de compresión perpendicular a las fibras................... 35

Figura 14. Ensayo de compresión perpendicular a la fibra.............................................. 37

Figura 15. Probeta para el ensayo de cizalle (cortante)................................................... 37

Figura 16. Probetas para el ensayo de cortante; a) en plano tangencial; b) en plano

radial...............................................................................................................

39

Figura 17. Probetas para el ensayo de rajado. a) Plano radial, b)Plano tangencial......... 40

Figura 18. Ensayo de clivaje o rajado............................................................................. 40

Figura 19. Ensayo de tracción perpendicular.................................................................. 40

Figura 20. Probeta para el ensayo de tensión perpendicular a las fibras......................... 41

Figura 21. Probetas para el ensayo de tensión perpendicular a las fibras: a) tensión

perpendicular radial, b) tensión perpendicular tangencial...............................

41

Figura 22. Probeta para el ensayo dureza Janka.............................................................. 42

Figura 23. Esfera utilizada para el ensayo de dureza Janka............................................. 42

Figura 24. Dirección de aplicación y planos para la evaluación de dureza Janka........... 43

Figura 25. Prueba de dureza Janka................................................................................... 43

Figura 26. Muestras de cortes macroscópicos de E. grandis........................................... 45

Figura 27. Muestras de cortes macroscópicos de E. urophylla....................................... 46

v

Figura 28. Características anatómicas de E. grandis: A) vasos, B) Fibras, C) tilosis

y D) puntuaciones. (Aumento de 10x)......................................................

49

Figura 29. Cortes microscópicos de la madera de E. grandis:A) Corte longitudinal

tangencial , B) Corte transversal, C) Corte longitudinal radial.

(Aumento de 4x)...........................................................................................

50

Figura 30. Características anatómicas de E. urophylla: A) vasos, B) Fibras, C) tilosis

y D) puntuaciones. (Aumento de 10x)......................................................

Figura 31. Cortes microscópicos de la madera de E. urophylla: A) Corte longitudinal

tangencial , B) Corte transversal, C) Corte longitudinal radial.

(Aumento de 4x)...........................................................................................

51

Figura 32. Densidad básica de 17 especies de eucalipto y su comparación con E.

grandis y E. urophylla de Las Choapas. (PFOM)...........................................

54

Figura 33. Diagrama de cortes típicos y mixtos............................................................. 59

Figura 34. Gráfica carga-deformación de la madera de E. grandis (probeta 1) en

ensayo de flexión estática..............................................................................

62

Figura 35. Gráfica carga-deformación de la madera de E. urophylla (probeta 2) en

ensayo de flexión estática.............................................................................

62

Figura 36. Módulo de ruptura a flexión estática de 22 especies de eucalipto y su

comparación con E. urophylla y E. grandis de Las Choapas (PFOM)...........

63

Figura 37. Módulo de elasticidad a flexión estática de 22 especies de eucalipto y su

comparación con E. urophylla y E. grandis de Las Choapas (PFOM)...........

63


ensayo de compresión paralela a la fibra......................................................

65


ensayo de compresión paralela a la fibra........................................................

65

Figura 40. Esfuerzo máximo de resistencia a esfuerzo de compresión paralela de 21

especies de eucalipto y su comparación con E. urophylla y E. grandis de

Las Choapas. (PFOM).....................................................................................

66

vi


ensayo de compresión perpendicular a la fibra...............................................

67


ensayo de compresión perpendicular a la fibra...............................................

68

Figura 43. Esfuerzo al límite de proporcionalidad a esfuerzo de compresión

perpendicular de 20 especies de eucalipto y su comparación con E.

urophylla y E. grandis de Las Choapas. (PFOM).........................................

68

Figura 44. Esfuerzo cortante paralelo de 20 especies de eucalipto y su comparación

con E. urophylla y E. grandis de Las Choapas. (PFOM)..............................

70

Figura 45. Esfuerzo de dureza lateral de 21 especies de eucalipto y su comparación

con E. urophylla y E. grandis de Las Choapas. (PFOM)..............................

73

vii

RESUM E N

La presente investigación se realizó con la finalidad de conocer las características y

propiedades tecnológicas de la madera de Eucalyptus grandis y Eucalyptus urophylla, a solicitud

de la empresa “Forestaciones Operativas de México S. A. de C. V.”, obteniendo los resultados

que a continuación se describen.

En las características anatómicas macroscópicas, la madera de E. grandis y E. urophylla

presentan un color rosa, siendo más resaltado en la primer especie, brillo alto, veteado suave a

pronunciado, textura media, hilo entrecruzado, con olor, sabor astringente y visibilidad de

elementos con lupa de 10x. En cuanto a las características anatómicas microscópicas estas

especies presentan, fibras cortas y finas; E. grandis presenta vasos numerosos, de diámetro

pequeño y cortos; E. urophylla presenta vasos poco numerosos, de diámetro mediano y cortos; la

primer especie presenta rayos muy numerosos, bajos y muy angostos, la segunda presenta rayos

numerosos, bajos y muy angostos; para ambos casos los rayos son homogéneos y uniseriados.

Para las propiedades físicas, la madera de E. grandis presentó una densidad básica de

0.43 g/cm3, así también, las contracciones fueron: volumétrica total de 12.64 %, tangencial total

de 7.79 % y radial total de 3.97 %; los hinchamientos son: volumétrico total de 14.72 %,

tangencial total de 8.48 % y radial total de 4.33 %; punto de saturación de la fibra de 34 %,

coeficiente de hinchamiento de 0.487 %, relación de anisotropía de 1.96. Mientras que la madera

de E. urophylla presentó una densidad básica de 0.54 g/cm3, en el caso de las contracciones

fueron: volumétrica total de 15.4 %, tangencial total de 9.86 % y radial total de 5.26 %; los

hinchamientos son: volumétrico total de 18.25 %, tangencial total de 10.03 % y radial total de

5.62 %; punto de saturación de la fibra de 32 %, coeficiente de hinchamiento de 0.417 %;

relación de anisotropía de 1.88.

En las propiedades mecánicas se obtuvieron los siguientes resultados, para E. grandis: en

flexión estática, compresión paralela, compresión perpendicular, clivaje y cizalle, se presentó una

resistencia media; en tracción perpendicular alta y una dureza alta. Mientras que E. urophylla en

flexión, compresión paralela y clivaje presentó resistencia media; en compresión perpendicular

muy alta, en cizalle y tracción perpendicular alta y una dureza semidura.

vii

SUMMARY

The present investigation was done with the purpose of knowing the characteristics and

tecnologics properties of the wood of Eucalyptus grandis y Eucalyptus urophylla, to request of

the company “Forestaciones Operativas de Mexico S. A. de C. V.”, obtaining the results that next

are described.

In the macroscopics anatomics characteristics, the wood of E. grandis and E. urophylla

present a pink color, but being stood out in the first species, high brightness, grained smooth to

pronouncing, texture medium, intercrossed thread, with scent, flavor astringent and visibility of

elements with magnifying glass of 10x . As far as the microscopics anatomics characteristics

these species present, short and fine fibers; E. grandis presents glasses numerous, of diameter

small and short; E. urophylla presents glasses numerous, of diameter medium and short little; the

first species presents very numerous, low and very narrow rays, second presents numerous, low

and very narrow rays; for both cases the rays are homogeneous and uniseriates.

For the fisics properties, the wood of E. grandis present a basic density of 0,43 g/cm3, asi

also, the contractions were: total volumetric of 12,64 %, tangential total of 7,79 % and radial total

of 3.97 %; the swellings are: total volumetric of 14,72 %, tangential total of 8,48 % and radial

total of 4.33 %; point of saturation of the fiber of 34 %, coefficient of swelling 0,487 %, relation

anisotropic of 1.96. Whereas the wood of E. urophylla present a basic density of 0,54 g/cm3, in

the case of the contractions they were: total volumetric of 15,4 %, tangential total of 9,86 % and

radial total of 5.26 %; the swellings are: total volumetric of 18,25 %, tangential total of 10,03 %

and radial total of 5.62 %; point of saturation of the fiber of 32 %, coefficient of swelling of

0.417 %; relation anisotropic of 1.88.

In the mecanics properties the following results werw obtained, for E. grandis: in flexion

estatic, parallel compression, perpendicular compression, cracked and it sharp present a medium

resistance; in high perpendicular traction and a high hardness. Whereas E. urophylla in flexion,

parallel compression and cracked present medium resistance; in very high perpendicular

compression, in it sharp high and high perpendicular traction and a semihard hardness.

9

1 . INTRODUCCI ÓN

A lo largo de la historia, y particularmente en la actualidad, los bosques han sido uno

de los recursos naturales fundamentales. Los bosques proporcionan madera, una de las fuentes

de energía y de materias primas más importantes en el planeta, y son clave en el suministro de

lo que hoy se denomina bienes y servicios ambientales (Daily et al, 1996), entre múltiples

funciones y usos.

Actualmente se estima que un tercio de la superficie terrestre continental (3 540

millones de ha) que aún se encuentra bajo cubierta forestal. La proporción bosque/población

humana, sin embargo, ha venido disminuyendo de 1.2 ha per cápita en 1960 a 0.6 ha per cápita

en 1995; la expectativa para 2025 es de 0.4 ha per cápita. Los últimos datos de la FAO (1999),

según CONABIO, documentan un incremento de las superficies forestales en los países del

Norte, mientras que en los países del Sur se registra un continuo proceso de deforestación.

Esta acelerada pérdida de los bosques conlleva a grandes problemas ambientales, entre los que

destacan las inundaciones, los deslizamientos de laderas, la pérdida de biodiversidad y por

ende de la productividad, y otros fenómenos que traen consecuencias graves para las

poblaciones humanas. El calentamiento global y sus repercusiones son resultado parcial de

estas tasas aceleradas de deforestación, que contribuyen con alrededor de un 25 % de las

emisiones de CO2 a la atmósfera, (CONABIO, 2003).

En la medida en que la industria papelera y farmacéutica ha ido en crecimiento a nivel

mundial, cada vez más las grandes empresas han implementado y se han ido expandiendo por

diversas partes del mundo a través de la siembra de diversas plantaciones para satisfacer sus

necesidades, en este sentido cobran énfasis la siembra y producción de eucaliptos y árboles de

coníferas.

Por otro lado, los bosques tropicales son sistemas complejos que se autorregeneran y

que incluye suelo, agua, microclima, energía y una amplia variedad de plantas y animales en

mutua relación. Una plantación comercial, es un área cultivada, cuyas especies y estructura

10

han sido dramáticamente simplificadas para producir unos cuántos productos, ya sea para

madera, leña, resina, aceite, frutas, etc. A diferencia de los bosques, en una plantación los

árboles tienden a pertenecer a una reducida variedad de especies y edades, requiriendo de una

constante y amplia intervención humana.

En este sentido, la producción de eucaliptos toma gran importancia a nivel

internacional. Existen diversas especies de eucaliptos, como son E. grandis, E. camaldulensis,

E. globulus, E. saligna, E. tereticornis, E. robusta, E. citriodora, E. urophylla, E. deglupta y

otros. El eucalipto es de origen australiano y se empezó a utilizar como una planta para la

reforestación de los bosques y no tenía ninguna finalidad comercial. Aunque la plantación de

Eucaliptos comenzó en Asia, África y América Latina en el Siglo XIX, las plantaciones y

producciones orientadas a la industrialización y comercialización, constituyen un fenómeno

del siglo XX. Las especies de eucaliptos que más se siembran son las de rápido crecimiento,

aptas para la industrialización de pulpa y papel y para otros productos. En el mundo existen

otras variedades de árboles destinados a la industrialización como pinos, cipreses, etc. siendo

el 70 % de las plantaciones orientadas a la industrialización de eucaliptos. (CIEPAC, 2002).

En México, se tiene conocimiento que empezó el cultivo industrial de eucalipto en la

década de los 80′s. Se planta actualmente en los estados de Oaxaca, Tabasco, Veracruz y

Chiapas. (CIEPAC, 2002).

El género Eucalyptus, es uno de los más complejos del reino vegetal al agrupar a un

número aproximado de 600 especies, procedentes en su mayoría de Australia y, en menor

proporción, de Nueva Guinea, Tasmania y Nueva Zelanda.

La palabra “Eucalyptus” se deriva de las raíces griegas: eu que significa bien, y

kalyptos, que significa cubierto, en referencia a la cobertura de las yemas florales por una

pestaña u “operculum” que cae cuando la yema brota en floración. Los Eucaliptos “Gum tres”

como se les denomina en su país de origen, Australia, constituyen allí los principales árboles

forestales, dadas no sólo sus cualidades peculiares de tamaño, longevidad, grandeza, dureza y

11

demás cualidades de su madera, sino también por el hecho de ser plantas genuinamente

nativas del continente Australiano y por el gran valor económico que representa su

explotación. (Gondelles, 1954)

Los Eucalyptus adquieren cada vez más importancia en el mundo, siendo prueba de

ello la existencia de más de 4 millones de hectáreas plantadas en más de 90 países. La gran

superficie plantada con Eucalyptus se debe fundamentalmente a los múltiples usos que se

pueden dar a la madera de sus especies, entre las que se encuentran: madera aserrada, tableros

aglomerados, aglomerados, postes, chapas, pulpa, etc.

El éxito de esta especie a nivel mundial se debe además, a la gran adaptabilidad que

posee, lo que ha permitido su desarrollo en una amplia gama de ambientes ecológicos, desde

desérticos hasta templado-fríos. Ello se une a una excelente combinación de: rápido

crecimiento, peso específico y producción volumétrica, que la define como una de las especies

más difundidas en el mundo. (Hernández, 2003).

En lo que se refiere a México, una de las empresas que han realizado plantaciones de

eucalipto es “Plantaciones Forestales Operativas de México S.A. de C.V.”, la cual cuenta con

plantaciones de siete años de edad en Las Choapas, Ver. Es precisamente ésta empresa la que

se ha interesado en conocer las características y propiedades de la madera que conforman estos

árboles, con el propósito de inferir sus más diversas aplicaciones y uso, así como el de

seleccionar el arbolado que, en base a las características de su madera, sea el adecuado para la

propagación vegetativa y/o mejoramiento genético.

Así, en este estudio se presentan las características y propiedades de la madera de

Eucalyptus urophylla S. T. Blake y Eucalyptus grandis Hill ex Maiden, de árboles de siete

años de edad, provenientes de las plantaciones comerciales de Las Choapas, Ver.

12

13

2. OBJETIVOS

Determinar los valores de las características anatómicas y propiedades físico-

mecánicas de la madera de Eucalyptus grandis Hill ex Maiden y Eucalyptus

urophylla S.T Blake de los árboles de mejor crecimiento proveniente de las

plantaciones forestales comerciales de 7 años de edad de la empresa “Forestaciones

Operativas de México, S. A. de C. V., que crecen en el municipio de Las Choapas,

Veracruz, México.

Comparar y clasificar los valores de las propiedades físicas y mecánicas registradas

para la madera de Eucalyptus grandis Hill ex Maiden y Eucalyptus urophylla S. T.

Blake de estas plantaciones, con las mismas propiedades para ésta y otras especies de

eucalipto reportadas en la bibliografía.

14

3. REVISIÓN DE LITERATURA

Bosque cordillera (2003), menciona las siguientes características de Eucalyptus

globulus Labiil: la madera posee albura color blanco crema y duramen blanco-rosáceo a

castaño claro, el brillo es mediano, no posee olor, la textura es fina y homogénea, el grano es

entrelazado y el veteado suave y espigado. Anillos de crecimiento bien visibles. El duramen es

impenetrable, pero la albura se impregna muy fácilmente. Madera pesada y moderadamente

durable. Posee una resistencia mecánica muy alta.

Por su gran resistencia mecánica la madera de E. globulus, es usada como puntales

para minas, postes, andamios y puentes. Además en durmientes y construcciones pesadas. Por

su elasticidad es muy adecuada para mangos de herramientas, cajones y envases. Por su dureza

y veteado es muy apreciada en la fabricación de parquets. También se emplea en la fabricación

de muebles, chapas, pulpa y papel.

Medina (2003), realizó un estudio de maquinado de E. grandis y E. urophylla,

obteniendo que el comportamiento de la madera de la primer especie se clasifica como buena

al cepillado (ángulo de corte de 30° y velocidad de alimentación de 7.5 m/min.), barrenado y

torneado (CH de 14.2 % y 13.8 %), excelente al lijado y regular al moldurado. El

comportamiento al maquinado de la madera de E. urophylla se clasifica como excelente en

todos los ensayos probados.

Sheh (1998), determinó la variación de producciones de componentes de aceites

esenciales en Eucalyptus urophylla que se presenta a partir de tiempos de la variación

estacional y de la destilación. La producción más alta se dió en la estación del verano con un

2.00 % , seguido por la estación de primavera con un 1.64 % y el otoño con un 1.62 % , por

último el invierno con un 1.11 % .

Digler (2003), menciona las siguientes características de Eucalyptus regnans: especie

originaria de Victoria y Tasmania, tiene una madera muy dura y resinosa. Es de desarrollo

muy rápido, se han detectado árboles que han crecido 30 metros en cinco años. Además tiene

15

la facultad de rebrotar de tocón. Su madera es excelente para la construcción y para pasta para

papel. Esto ha hecho que el gomero gigante se utilice en repoblaciones en todo el mundo.

Forestal “La Lonja” (2003), ésta empresa Argentina describe la madera de Eucalyptus

saligna, que es afín a Eucalyptus grandis, de la siguiente forma: es una madera entre blanda y

semidura, con una densidad de 0.8Kg/cm3. De color rosado claro, con vetas suaves. No es muy

estable, y se la utiliza para celulosa, cajones fruteros, postes (impregnados), carpintería de

obra y construcción.

Mangieri y Dimitri (1961), reportan la siguiente descripción botánica para E. grandis:

árbol de gran porte, de tronco recto, con la corteza que, al caer, deja al descubierto una

superficie blanquecina y lisa, a veces persistente en la base. Las hojas juveniles, aovado-

lanceoladas, son pecioladas; las adultas pueden ser lanceoladas, falcadas, de 10 a 20 cm de

largo, con los márgenes ondulados; las nervaduras secundarias divergen en ángulo de más o

menos 45º con la central. Los frutos son periformes, de unos 7 mm de diámetro, glaucos, con 4

a 6 valvas incurvadas.

E. grandis manifiesta un crecimiento rápido y sostenido y se le confunde

frecuentemente con E. saligna con el cual tiene mucha afinidad. Prefiere suelos de origen

limoso con cierto grado de humedad y fertilidad, siempre que no se encuentren sumergidos. La

madera es conocida en Australia como “Rose gum”. Es de hilo recto y fácil de trabajar.

(Mangieri y Dimitri, 1961)

Grupo Polanco (2003), esta empresa brasileña ha desarrollado un híbrido a partir de E.

grandis y E. urophylla llamado “Lyptus” del cual presentan la siguiente información: El

Lyptus es la madera dura del futuro, procedente de bosques de plantación que alcanza una

producción de 50,000-60,000 m3 anuales y que tiene una proyección prevista de 100,000 m3

para el año 2003.

Lyptus es una madera procedente de dos variedades de Eucalyptus. La familia de los

Eucalyptus consta de unas 600 especies. Para obtener un producto uniforme y limitado se creó

16

el Lyptus y también con el fin de evitar confusiones con un indeterminado eucalyptus. Las

plantaciones de eucaliptos se encuentran ubicadas en los estados brasileños de "Espirito

Santo" y "Bahía" y se encuentran creciendo entremezclados en 62,000 hectáreas de reservas de

bosques naturales sin explotar. Estas reservas naturales ayudan a mantener una saludable

biodiversidad. (Grupo Polanco, 2003)

El material usado hoy en día para obtener el Lyptus es un híbrido de E. grandis y E.

urophylla. El Lyptus se trata de una madera dura que puede ser comparada con el roble blanco

por su densidad y resistencia, cuya apariencia se asemeja al Cerezo, Aliso, Caoba, Lenga y

Jatoba. (Cuadro 1)

Las pruebas realizadas con varias industrias consumidoras europeas confirman que el

Lyptus es una madera fácil de trabajar, que presenta buena calidad y fácil recepción de

acabados, tales como lacas, tintas y ceras, haciendo recomendable su uso en la fabricación de

muebles. (Grupo Polanco, 2003)

Cuadro 1. Propiedades de la madera de “Lyptus” Propiedades de la madera.

Red Alder Maple duro

Lyptus Roble rojo

Cerezo Roble blanco

Abedul Poplar Caoba Haya Maple blando

Densidad a 12% de humedad (Kg/m3)

410 630 650 630 500 680 620 420 450 640 540

Densidad a 12 % de humedad (lb/FT3)

26 39 40 39 31 42 38 26 28 39 34

MOR a 12 % de humedad mPa

70 113 118 103 88 109 119 72 83 107 96

MOR a 12 % de humedad lb/in2

10 000 16 800 17 000 14 800 12 600 15 600 17 100 10 300 11 800 15 300 13 800

Textura Fina a media

Fina a media

Fina a media

Fina a media

Fina a media

Gruesa Fina a media

Fina a media

Fina a media Gruesa Fina a media

Grano Recto Recto Recto Recto Recto Recto Recto Entrelazado

Recto Recto Recto

Movimiento dimensional

Pequeño Medio Medio Pequeño Pequeño Medio Medio Pequeño Pequeño Medio Pequeño

Resistencia a la abrasión

Alto a moderado

Bajo Alto a moderado

Alto a moderado

Alto a moderado

Bajo Bajo Alto a moderado

Alto a moderado


Dureza Bajo Alto a moderado

Alto a moderado

Alto a moderado

Alto a moderado

Alto a moderado

Alto a moderado


Alto a moderado

Alto a moderado

durabilidad natural del duramen

No durable

No durable

Moderado a muy durable

No durable



No durable

No durable


No durable

No durable

Tratabilidad con conservantes o retardantes a fuego

Moderadamente difícil

Fácilmente tratable








Fácilmente tratable


Velocidad de secado

Rápida a moderada

Lenta a muy lenta

Lenta a muy lenta

Lenta a muy lenta

Rápida a moderada

Lenta a muy lenta

Rápida a moderada

Lenta a muy lenta

Rápida a moderada

Lenta a muy lenta

Lenta a muy lenta

17

Cuadro 1... continuación. Tendencia a rajarse durante el secado

Ausente o controlable

Controlable


Controlable


Controlable




Controlable

Controlable

Tendencia a doblarse durante el secado

Moderada Moderada Ausente o ligera

Moderada Ausente o ligera

Moderada Moderada Ausente o ligera

Ausente o ligera

Moderada Moderada

Maquinado Satisfactorio

Satisfactorio

Satisfactorio

Satisfactorio

Satisfactorio

Satisfactorio

Satisfactorio

Difícil Satisfactorio Satisfactorio

Satisfactorio

Efecto de desafilado de cuchillas

Ligero a moderado

Severo Ligero a moderado

Ligero a moderado

Ligero a moderado


Ligero a moderado


Ligero a moderado

Lijado Muy bueno

Muy bueno

Muy bueno

Muy bueno

Muy bueno

Muy bueno

Muy bueno

Muy bueno

Muy bueno Muy bueno

Muy bueno

Acabado con pinturas

Muy bueno

Muy bueno

Muy bueno

Muy bueno

Muy bueno

Muy bueno

Muy bueno

Muy bueno

Muy bueno Muy bueno

Muy bueno

Acabado con tintes

Muy bueno

Satisfactorio

Muy bueno

Muy bueno

Muy bueno

Muy bueno

Muy bueno

Satisfactorio

Muy bueno Muy bueno

Muy bueno

Tendencia a exudar resina

Ausente Ausente Ausente Ausente Ausente Ausente Ausente Ausente Ausente Ausente Ausente

Encolado Fácil Fácil Fácil Fácil Fácil Requiere atención especial

Fácil Fácil Fácil Fácil Requiere atención especial

Resistencia al clavado y atornillado.

Moderada Moderada Alta Moderada Moderada Moderada Alta Alta Moderada Alta Moderada

Tendencia a corroer metales


Manchado en contacto con metales


Manchas con materiales cercanos con manchas de color.


Fuente: Grupo Polanco (2003).

SEMARNAT (2003), a través de la Dirección de Plantaciones Comerciales, reporta las

estadísticas de las superficies con plantaciones comerciales de eucaliptos, la cual se muestra en

el cuadro 2.

Cuadro 2. Superficies plantadas en México con especies de Eucalyptus.

Estado Predio Municipio Especie (s), Objetivo de la plantación

Hectáreas(ha)

Baja California

Norte Innominado Mexicali

E. camaldulensis

Madera para celulosa 50

Chihuahua PIMSA- COPAMEX Ojinaga E. camaldulensis


Jalisco Industrias Emman de Ocotlán

Ocotlán, Tototlán y Poncitlán

Eucalyptus. spp

Astilla para aglomerados 473

18

El Tepehuaje Zaplotanejo Pinus douglasiana y E. camaldulensis

Madera para aserrío 3

Cuadro 2.... continuación.

Nayarit PIMSA-COPAMEX Acaponeta E. spp y Gmelina arborea


Michoacán CRISOBA Patzcuaro E. globulus


Oaxaca Plantaciones de Tehuantepec

San Juan Cotzocón y

Santiago Yaveo

E. grandis y E. urophylla

Madera para celulosa y aserrío

730

PIMSA-COPAMEX Escuimapa Eucalyptus. spp


Sinaloa Varios proyectos pequeños

propietarios

Culiacán, Elota, Mazatlán y Calomato

Eucalyptus. spp

Madera para celulosa y aserrío

59

Desarrollo forestal Balancán, Tierra

Nueva y Huimanguillo

E. urophylla y E. grandis


Tabasco

Planfosur Huimanguillo E. urophylla y E. grandis


Veracruz Planfosur

Las Choapas, Ixhuatlán del

Sureste, Molocán y Agua dulce

E. urophylla y E. grandis


Total 16,896

Fuente: SEMARNAT (2003)

Hasta la fecha no se han realizado estudios sobre la madera de E. grandis y E.

urophylla en México, que reporten datos tecnológicos de estas dos especies, por lo cual el

presente trabajo representa una gran importancia en el conocimiento de estas maderas.

4 . DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE COLECTA.

Las dos especies de eucalipto utilizadas en el presente estudio provienen de la empresa

Forestaciones Operativas de México S. A. de C.V., la cual es una empresa filial de la industria

Rexcel y subsidiaria del grupo Desc. La plantación (Figura 1) se encuentra ubicada en el

19

municipio de Las Choapas, estado de Veracruz, entre las coordenadas geográficas 17° 59’ y

17° 15’ de Latitud Norte y 93° 37’ y 94° 19’ de Longitud Oeste. Representa el 5.89 % de la

superficie del Estado y su altitud es de 10 msnm. Colinda al Norte con los municipios de

Moloacán, Agua Dulce y el estado de Tabasco; al Este con los estados de Tabasco y Chiapas;

al Sur con el Estado de Chiapas y el municipio de Minatitlán y al Oeste con los municipios de

Minatitlán y Moloacán.

Figura 1. Plantación de Eucalyptus grandis y Eucalyptus urophylla en Las Choapas, Ver.

El municipio de Las Choapas se encuentra ubicado en la zona limítrofe del sureste del

estado de Veracruz (Figura 2), en gran parte por la Sierra Madre Oriental, que procedente de

Chiapas y Oaxaca penetra a Veracruz precisamente por este Municipio, haciendo irregular su

topografía. Sus ríos principales son el Pedregal, Tonalá y Nanchital; tiene además las lagunas

de San Pedro y Tecuanapa, y los arroyos el Remolino y el Control. Su clima es cálido-regular

con una temperatura promedio de 27 ºC; su precipitación pluvial media anual es de 2,900 mm.

Los ecosistemas que existen en el municipio son los de selva baja perennifolia y caducifolia.

20

Figura 2. Localización del área de colecta.

5. DESCRIPCIÓN DE LAS ESPECIES 5.1. Eucalyptus grandis Hill ex Maiden (Cordero 2001).

Nombre vulgar: Eucalipto, “Rose gum”, “Floded gum”, “toolur”.

Distribución.

Regiones nativas: Norte de Nueva Gales del Sur y Sur de las áreas de la costa de Australia,

con dos presencias separadas en el centro y en el Norte de Queensland. La especie fue

introducida en varios países durante la última década del siglo XIX y las dos primeras décadas

del siglo XX.

21

Clima: Es una especie de clima subtropical con abundantes precipitaciones y mucha humedad,

sin temperaturas extremas, con la excepción de ligeras nevadas en los fondos de los valles.

Prefiere suelos de origen limoso con cierto grado de humedad y fertilidad siempre que no se

encuentran sumergidos.

Latitudes: De 16° a 35° Sur.

Altitud de 0 a 900 msnm. Con lluvias de verano, de 1000 a 1800 mm anuales y con

una estación seca de 3 meses, raramente rigurosa y temperatura media máxima del mes más

cálido de 29 a 32 ºC y media mínima del mes más frío de 5 a 6 ºC. No soporta las heladas ni

temperaturas inferiores a 0 ºC.

Características generales: Es un árbol con una altura en Australia de 40 a 65 m y de 1.20 a

1.80 m de diámetro; por lo general con un tronco excelente y una copa abierta bastante rala.

Su madera es rosada a pardo rojiza clara, con grano derecho, manejable, con textura gruesa,

moderadamente durable.

La densidad básica de la madera de Eucalyptus grandis obtenida en plantaciones varía

generalmente entre 0.40 a 0.55 g/cm3, con tendencia a que, tanto la densidad básica como el

largo de la fibra, aumenten con la distancia desde la médula. Es uno de los más importantes

eucaliptos exóticos, tanto por la amplitud de sus plantaciones como por su excelente

comportamiento de crecimiento.

Usos: La madera del Eucalyptus grandis es más ligera, más suave y se raja más que la de la

mayoría de los eucaliptos. Se emplea ampliamente en Australia en la construcción de

viviendas cuando la madera se corta de los árboles maduros. Los árboles inmaduros se

asierran para cajas de madera para fruta. La madera tiene la tendencia a curvarse en el secado,

especialmente cuando está aserrada de árboles de rápido crecimiento, pero tiene posibilidades

para elaboración de chapas. Se encuentra ya ampliamente en plantaciones que se extienden

rápidamente (Cordero 2001).

22

El Eucalyptus grandis se ha empleado en Brazil para una gran cantidad de propósitos,

entre ellos para producir pasta al sulfato. En este mismo país se utilizan también grandes

cantidades para carbón en fundiciones de hierro, ha sido muy empleado para leña, tanto para

usos domésticos como para el curado del tabaco. Además, se ha empleado para postes de

cercas, construcción, postes eléctricos y telefónicos, ademes para minas, tableros, etc. Puede

también ser usado para el aserrío, pero tiene una fuerte tendencia a rajarse. Se utiliza en

muchos países para cortinas de abrigo, rompevientos y plantaciones para esparcimiento

(Cordero, 2001).

La madera utilizada en este estudio proviene de árboles de 30 cm de diámetro y 25 m de altura

en promedio. En la Figura 3 se muestra el arbolado de donde se seleccionaron los eucaliptos

utilizados en este estudio.

Figura 3. Árboles de E. grandis en la plantación de Las Choapas, Ver.

5.2. Eucalyptus urophylla S.T. Blake (Cordero 2001).

Distribución.

23

Regiones nativas: No es una especie australiana, su origen se encuentra en Timor y otras islas

de la parte oriental del archipiélago de Indonesia. La textura de suelo que tolera es de ligero a

pesado, con un pH neutro a ácido y con drenaje libre. Su semilla fue por primera vez recogida

e introducida en Java por botánicos holandeses en 1890. La especie fue introducida en

Australia (Nueva Gales del Sur) en 1966.

Latitudes: De 6° a 17° Sur.

Altitud desde 300 hasta 3000 msnm. Con lluvias de verano, de 1000 a 2000 mm

anuales, con estación seca no rigurosa y temperatura media máxima del mes más cálido de 29

°C y media mínima del mes más frío de 8 a 12 °C y sin presencia de heladas, excepto en

elevaciones más altas.

Características generales: El árbol alcanza una altura en Timor de 15 a 50 m y un diámetro a

la altura del pecho de 60 a 80 cm. Su madera es rojiza, fuerte y durable. La albura es de color

rojizo-marrón claro y el duramen es más oscuro.

La densidad básica de la madera proveniente de los bosques naturales es de aproximadamente

0.9 a 1.0 g/cm3, mientras que la madera de plantaciones brasileñas es claramente más liviana,

variando su densidad básica entre 0.44 y 0.63 g/cm3.

Usos: Ampliamente empleada en la construcción pesada y puentes en Timor. También se

utiliza principalmente en la industria de pulpa y papel, pero cada vez adquiere mayor

importancia como productor de leña y de materia prima para carbón vegetal. La durabilidad

natural de la madera puede ser de baja a muy alta, dependiendo de la procedencia y las

condiciones medioambientales. Es uno de los mejores eucaliptos de baja latitud.

La madera utilizada en este estudio proviene de árboles de diámetros de 30 cm y alturas de 25

m en promedio. En la Figura 4 se muestra los árboles seleccionado para este estudio.

24

Figura 4. Árboles de E. urophylla de Las Choapas, Ver.

6. MATERIALES Y METODOLOGÍA.

6.1 Materiales y equipo Se utilizaron 2 árboles de la especie E. grandis con diámetros a la altura del pecho

(1.30 m) de 33.10 y 30.24 cm, con alturas de 26.22 y 27.9 m, respectivamente. Para el caso de

E. urophylla se usaron dos árboles con diámetros a la misma altura que la especie anterior de

26.10 y 24.20 cm, y alturas de 26.4 y 24.9 m, respectivamente. El equipo y reactivos utilizados

para el estudio fueron facilitados por el Laboratorio de Anatomía de la División de Ciencias

Forestales, a excepción de la máquina universal de pruebas mecánicas la cual es de la

Universidad Autónoma Metropolitana-Unidad Azcapotzalco, dicho equipo y reactivos se

enlistan a continuación.

• Microscopio de pantalla.

• Micrótomo marca Jung.

• Máquina universal de pruebas mecánicas.

• Balanza de precisión marca OHAUS.

• Estufa marca MAPSA, modelo HDP-334.

• Alcohol al 99 %

• Alcohol al 96 %

25

• Xilol

• Resina sintética.

• Agua destilada.

• Peróxido de hidrógeno.

• Ácido acético.

• Colorante.

• Portaobjetos.

• Cubreobjetos.

• Autoclave.

• Vasos de precipitado.

• Agujas de disección.

• Vernier

6.2 METODOLOGÍA. 6.2.1 Colecta del material de estudio.

Dados los objetivos de la empresa interesada y promotora del trabajo, se hizo un

muestreo dirigido para evaluar las características y propiedades de dos de los árboles de mejor

crecimiento y desarrollo dentro de la plantación, con fuste recto y sin ramificaciones a baja

altura, sanos y sin ningún defecto físico.

Se registraron todas las características de cada árbol, tales como altura total, diámetro,

conformación y características de la copa. Se levantaron datos de las características principales

del terreno en donde se encontró el árbol.

Seleccionados los dos árboles se procedió a derribarlos, las trozas se cortaron a partir

de los 30 cm de la base con una longitud de 1.5 m; entre cada troza se cortó una rodaja de 5

cm de espesor que se destinó a los estudios anatómicos y físicos (Figura 5). Las trozas se

aserraron, en el Laboratorio de Plantas Piloto de la División de Ciencias Forestales, de tal

forma que se obtuvieran barras de 6 X 6 cm con cortes típicos. De los cuadros centrales

26

cortados de las trozas se obtuvieron barras de 6 cm X 6 cm X 1.22 m que se utilizaron para la

obtención de las probetas para los ensayos mecánicos. De las trozas, una parte se utilizó para

obtener barras de las dimensiones antes mencionadas, otra parte para obtener tablas de 2 cm de

espesor con cortes típicos para analizar las características anatómicas macroscópicas, y las

esquinas de las trozas se cortaron transversalmente a un espesor de 2.5 cm, las cuales

sirvieron para la obtención de probetas para evaluar las contracciones, densidad y

características anatómicas microscópicas. (Figura 6)

1.50 m

1.50 m

1.50 m

0.30 mTocónR1R2

R3

R4

R6R5

T3

T2

T1

Árbol 1

1.50 m

0.30 m

Árbol 2

Tocón

1.50 m

T1

T2

1.50 mT3

R2R1

R3

R4

R5R6

Figura 5. Diagrama de corte de trozas y rodajas de los árboles seleccionados.

27

Donde: R1: rodaja 1. T1: troza 1.

R2: rodaja 2. T2: troza2. R3: rodaja 3. T3: troza 3. R4: rodaja 4. R5: rodaja 5. R6: rodaja 6.

Propiedades mecánicas

Propiedades físicas y anatómicas

Propiedades mecánicas

Figura 6. Diagrama de cortes de la troza. 6.2.2. Estudios anatómicos.

Para la caracterización anatómica microscópica, se elaboraron 45 preparaciones de

cortes típicos para cada especie provenientes de cubos de 1.5 cm de arista, tomados de cada

uno de los dos árboles de las partes central, media y periférica (Figura 7); además se

calcularon tamaños de muestra para fibras, vasos y rayos. En el caso de las fibras, se tomaron

secciones de 5 cm desde la médula hasta la corteza. En cada fibra se midió la longitud,

diámetro externo, diámetro del lumen y grosor de pared.

28

Figura 7. Diagrama de corte de las probetas para caracterización microscópica (cortes y material disociado), densidad básica y contracción volumétrica. donde:

A: Cubos de 2 cm para cortes microscópicos en xilotomo para la evaluación de porosidad, parénquima axial, proporción de elementos, inclusiones, tipos de rayos, tipos de punteadura y demás caracterización microscópica, además para la obtención de material disociado.

Db: cubos de 2.5 cm para la evaluación de la densidad básica, densidad anhidra, densidad normal, contracción volumétrica parcial, contracción volumétrica total, hinchamiento parcial, hinchamiento total y coeficiente de hinchamiento.

Para la evaluación de las características anatómicas macroscópicas, se cortaron y

seleccionaron tablillas de 1 X 7 X 15 cm para cada uno de los cortes típicos (longitudinal

radial, longitudinal tangencial y transversal).

Para la determinación de las propiedades físicas, se utilizaron 2 piezas por árbol de

tamaño arbitrario para obtener el contenido de humedad verde, 100 probetas de 8 cm3 para la

determinación de las densidades, la contracción volumétrica y el punto de saturación de la

fibra. Aparte se obtuvieron probetas de 2.5 X 2.5 X 10 cm para determinar contracciones

29

radial y tangencial, hinchamiento radial y tangencial, siendo la dimensión mayor en el sentido

de la contracción a evaluar en cada caso (radial y/o tangencial), como se indica en la norma

mexicana NOM-EE-167-1983. (SECOFI, 1983)

Las propiedades mecánicas se evaluaron con probetas libres de defectos para cada uno

de los ensayos. Cada ensayo mecánico se realizó siguiendo la metodología establecida en las

normas mexicanas que se indican en cada caso, así como en la norma estadounidense ASTM

D-143. (ASTM, 1992)

6.2.2.1 Caracterización Macroscópica

Se utilizaron las tablillas de dimensiones 1 X 7 X 15 cm de los tres cortes típicos, en

las cuales se realizaron observaciones a simple vista y además con la ayuda de una lupa. Las

características evaluadas fueron: color, olor, sabor, brillo, hilo, textura, veteado y porosidad;

para la determinación del color se utilizaron como referencia las tablas de Munsell.

6.2.2.2 Caracterización Microscópica

Para la obtención de los cortes anatómicos los cubos de 1.5 cm3 se sometieron a un

proceso de ablandamiento durante 20 minutos a 2 kg/cm2 de presión en agua destilada. Una

vez ablandados se obtuvieron en un micrótomo cortes típicos (transversal, longitudinal

tangencial y longitudinal radial) con un espesor de 20 µ, enseguida las secciones cortadas se

recogieron con un pincel empapado con una solución de alcohol y glicerina (en proporción

igual). Los cortes se tiñeron con colorante rojo dejándose durante 20 minutos

aproximadamente. Una vez teñidos los cortes se lavaron con agua destilada hasta eliminar el

exceso de colorante, posteriormente se deshidrataron con alcohol al 96 %, alcohol absoluto y

xilol, se hicieron las preparaciones utilizando resina sintética como sellador y finalmente se

realizó en ellas las evaluaciones de las características anatómicas a nivel microscópico.

30

En dichas preparaciones se observaron y midieron las siguientes características:

♦ Porciento de elementos constitutivos:

Elementos de vaso

Rayos uniseriados

Parénquima axial

Fibras

♦ Elementos de vaso:

Arreglo

Distribución

Diámetro tangencial

Diámetro radial

Abundancia o número por mm2 y lineal

Longitud

Tipo de placa

Tipo de puntuaciones

Contenidos celulares

♦ Parénquima axial:

Tipo de parénquima


♦ Rayos:

Número por mm2 y lineal

Altura

Anchura

Tipo de rayos


♦ Contenido de extractivos

31

6.2.2.3 Proporción de elementos constitutivos.

La metodología utilizada para determinar la proporción de elementos constitutivos,

fibras, rayos y parénquima de la madera de ambas especies se basa en Machuca (1995).

En cada de una de las 45 preparaciones de cada especie se midieron los elementos

constitutivos, tomando un campo por preparación, las mediciones se hicieron en el corte

transversal de la siguiente manera:

Proporción de rayos. Se determinó el número de rayos existentes en el campo y a cada uno se

le midió el largo y ancho, para determinar el área de rayos uniseriados presentes. La

proporción de rayos uniseriados (PRU) se calculó como sigue: (Machuca 1995).

PRU=(área de rayos uniseriados / área del campo)

Proporción de parénquima. En el campo proyectado en el microscopio de pantalla se

midieron el ancho y altura de las células de parénquima, con estos datos se calculó el área

existente de estas por campo. (Machuca 1995)

Se generó un Área de interés = (1-proporción de rayos uniseriados)

Se calculó la proporción de células de parénquima promedio en los campos (PPC) así:

PPC= APC / AI

donde:

APC= área de células de parénquima promedio por campo.

AI= área de interés.

Proporción de fibras. La proporción de fibras por campo (PF) se calculó de la siguiente

manera:

PF = (1- proporción de rayos- proporción de parénquima)

32

Los valores obtenidos se multiplicaron por 100 para expresarlos en porcentaje y la

clasificación de la proporción de elementos constitutivos se basó en Kollman (1959).

6.2.2.4 Dimensiones de elementos

Para la obtención del material disociado, de los cubos que se utilizaron para los cortes

típicos, se procedió a obtener pequeñas virutas, las cuales se colocaron en frascos junto con la

solución disociadora formada por 50 % de ácido acético glacial (al 20 %) y 50 % de peroxido

de hidrógeno (al 30 %), se sellaron y expusieron al calor en una estufa a 60 ± 5 ºC durante 48

horas. Los frascos se retiraron de la estufa y se eliminó la solución, posteriormente, las astillas

se lavaron con agua destilada hasta eliminar los residuos de la solución disociadora. Para

separar las fibras, se agitaron las astillas con agua hasta su disociación total. Se agregaron 5

gotas de Pardo de Bismark para teñir, finalmente se elaboraron preparaciones temporales, con

el fin de medir la longitud, grosor de pared y ancho de lumen de las fibras y en vasos: longitud

tipo de puntuaciones y de placa perforada.

Para la medición de las dimensiones de las fibras se realizó un premuestreo y con estos

datos se calculó el tamaño de la muestra mediante la siguiente expresión:

n =—————— S2n

donde: n: tamaño de la muestra t: t de tablas de estudent E: precisión S2n: varianza

t2α/2

E2

33

6.2.3 PROPIEDADES FÍSICAS. 6.2.3.1 Contenido de humedad verde (CHv).

El contenido de humedad de la madera se define como la cantidad de agua que

contiene una pieza de madera, expresada en porcentaje relacionado a su peso en estado

anhidro, y se puede determinar por la siguiente expresión (Fuentes s/f):

CH = ————— 100 donde: CH: contenido de humedad (%) Ph: peso inicial de la pieza húmeda (g) Po: peso de la pieza en estado anhidro (g)

Una vez obtenidas las muestras se procedió inmediatamente a pesarlas en una balanza

de precisión al centésimo de gramo, determinando así el peso húmedo o inicial (Ph).

Posteriormente, la muestra se colocó en la estufa a temperatura de 103 ± 2 ºC, se pesó varias

veces hasta obtener un peso constante, lo cual indicó que se ha eliminado toda el agua. La

muestra se sacó de la estufa y se colocó en un desecador con el fin de enfriarla. Una vez

enfriada la muestra, se pesó obteniendo así el peso anhidro (Po). Finalmente se aplicó la

fórmula de CH para calcular el porcentaje de humedad verde.

6.2.3.2 Densidades

La densidad es la cantidad de materia que existe en una pieza por unidad de volumen.

En el caso de la madera, esta propiedad se ve influenciada por el CH de la misma debido a

que es higroscópica, por esta razón se determinaron varios tipos de densidades. Las densidades

se evaluaron utilizando cubos de 2 X 2 X 2 cm. Las densidades que se determinaron fueron

tres, las cuales son:

Densidad básica (Db). Relaciona el peso anhidro de la probeta de madera por unidad de

volumen en estado verde. Se calculó con la siguiente expresión (Fuentes s/f):

Ph – Po

Po

34

Db = —— donde:

Db: densidad básica (g/cm3)

Po: peso anhidro (g)

Vv: volumen verde (cm3)

Densidad normal (Dh). Relaciona el peso normal de la madera a un contenido de humedad de

equilibrio o al 12%, por unidad de volumen a ese mismo contenido de humedad. Se calcula de

la siguiente forma (Fuentes s/f):

Dh = ———

donde:

Dh: densidad normal al h% de CH (g/cm3)

Ph: peso de la muestra al h% de CH (g)

Vh: volumen de la muestra al h% de CH (cm3)

Densidad anhidra (Do). Relaciona el peso anhidro de la madera por unidad de volumen

anhidro. Se expresa de la siguiente forma (Fuentes s/f):

Do = ———

donde:

Do: densidad anhidra (g/cm3)

Po: peso anhidro (g)

Vo: volumen anhidro (cm3)

Las probetas de 2 X 2 X 2 cm recién cortadas se pesaron en una balanza en estado

verde y se determinó su volumen por el método de desplazamiento en agua, para así obtener el

Po

Vv

Ph

Vh

Po

Vo

35

Pv y Vv. Posteriormente las muestras se expusieron al ambiente de manera que alcanzaran un

contenido de humedad en equilibrio (CHE), nuevamente se volvieron a pesar y se determinó

su volumen para obtener así Ph y Vh . Finalmente se colocaron en una estufa a 103 ºC ± 2 ºC,

hasta obtener un peso constante, el cual fue el peso anhidro; se determinó su volumen. Con

todo esto se obtuvieron los datos básicos para poder calcular las tres densidades.

6.2.3.3 Contracciones e hinchamientos de la madera.

Contracciones e hinchamientos volumétricos. Para evaluar la contracción volumétrica

parcial y total, así como el hinchamiento parcial y total, se utilizaron probetas de 2 X 2 X 2 cm

de arista. La contracción y el hinchamiento parcial se evaluaron hasta el contenido de

humedad en equilibrio de las probetas para las condiciones normales del laboratorio. Así

mismo, las contracciones e hinchamientos volumétricos se evaluaron aplicando las fórmulas

que a continuación se indican (Fuentes, s/f):

donde:

%βVt : contracción volumétrica total

%βVh : contracción volumétrica parcial al h% contenido de humedad

%αVt : hinchamiento volumétrico total

%αVh : hinchamiento volumétrico parcial al h% de contenido de humedad

Vv : volumen verde

Vh: volumen al h% de contenido de humedad

Vo: volumen anhidro

%βVt = ———— 100

Vv - Vo

Vv

%βVh = ———— 100

Vv - Vh

Vv

%αVt = ———— 100

Vv - Vo

Vo

%αVh = ———— 100

Vh - Vo

Vo

36

Contracciones e hinchamientos lineales. Las contracciones e hinchamientos radiales y

tangenciales, tanto totales como parciales, se evaluaron en probetas de 2.5 X 2.5 X 10 cm de

arista, siendo la dimensión mayor en dirección del tipo de contracción o hinchamiento a

evaluar en cada caso, es decir, radial o tangencial.

El ensayo se realizó siguiendo la metodología indicada por las normas ASTM D 143-83

(ASTM, 1992). Las ecuaciones que se aplicaron fueron las siguientes:

donde:

%βRt: contracción radial total

%βRh: contracción radial al h% de contenido de humedad

%βTt: contracción tangencial total

%βTh: contracción tangencial al h% de contenido de humedad

%αRt: hinchamiento radial total

%αRh: hinchamiento radial al h% de contenido de humedad

%αTt: hinchamiento tangencial total

%αTh: hinchamiento tangencial al h% de contenido de humedad

%βRt = ———— 100

Rv -Ro

Rv

%βRh = ———— 100

Rv -Rh

Rv

%βTt = ———— 100

Tv -To

Tv

%βTh = ———— 100

Tv -Th

Tv

%αRt = ———— 100

Rv -Ro

Ro %αRh = ———— 100

Rh -Ro

Ro

%αTt = ———— 100 Tv -To

To

%αTh = ———— 100

Th -To

To

37

6.2.3.4 Punto de saturación de la fibra (PSF)

El punto de saturación de la fibra corresponde al estado de humedad de la madera

cuando ya no contiene nada de agua libre, pero sus paredes celulares están saturadas de agua

higroscópica.

Para determinar el PSF se utilizaron los valores de densidad básica y contracción

volumétrica total, estos valores fueron sustituidos en la siguiente fórmula (Fuentes, 2000):

PSF = —————

donde:

PSF: punto de saturación de la fibra

% β Vt: contracción volumétrica total

Db : densidad básica

6.2.3.5 Coeficiente de hinchamiento

El coeficiente de hinchamiento corresponde al hinchamiento que experimenta la

madera por cada 1% de contenido de humedad que ésta aumenta, dentro del rango del agua

higroscópica, y refleja parte del grado de estabilidad dimensional que caracteriza a la madera o

especie en particular. Este valor se determinó con la siguiente fórmula (Fuentes, 1998):

υ = ———— donde:

ν = coeficiente de hinchamiento

%αVh = hinchamiento volumétrico al h% de contenido de humedad

h = contenido de humedad en que se evaluará el hinchamiento

% β Vt

Db * 0.9

%αVhh

38

6.2.3.6 Relación de anisotropía.

La relación de anisotropía es un valor que permite inferir el grado de estabilidad

dimensional de una especie de madera y representa la relación que existe entre la magnitud de

la contracción tangencial total (%βTt) y la magnitud de la contracción radial total (%βRt), de

manera que la relación de anisotropía (A) se expresa por la fórmula siguiente (Fuentes s/f):

A = ————

donde:

A: relación de anisotropía

%βTt : contracción tangencial total

%βRt: contracción radial total

6.2.4 PROPIEDADES MECÁNICAS.

Las propiedades mecánicas se refieren a la capacidad que tienen los materiales para

resistir fuerzas externas o aplicadas y se refieren básicamente a su resistencia, rigidez y

dureza. Mediante la medición de estos parámetros se pueden controlar las formas de uso más

adecuado en cualquier material. La madera se puede ver sometida a un gran número de

esfuerzos, debido a esto se realizaron los siguientes ensayos:

6.2.4.1 Flexión estática

Es el ensayo en el cual la madera se ve sometida a la aplicación de una carga

concentrada en el centro de su longitud cuando está apoyada en sus extremos. Este tipo de

carga se aplica en vigas, puentes, armaduras y aplicaciones equivalentes.

%βTt%βRt

39

Las características del ensayo están determinadas por la norma ASTM D-143-83

(ASTM, 1992), la cual señala que las dimensiones de las probetas deben de ser de 2” X 2”

30” (5 X 5 X 76.2 cm) y la velocidad de aplicación de la carga debe de ser de 2.5 mm/min.

Los apoyos se ubicaron a una distancia de 1” de los extremos. (Figura 8, 9 y 10).

Figura 8. Probeta para el ensayo de flexión estática.

Figura 9. Máquina universal de pruebas mecánicas.

5 cm

5 cm

76.2 cm

71.0 cm

40

Figura 10. Ensayo de flexión estática.

En este ensayo se determinó lo siguiente: Esfuerzo en el limite de proporcionalidad (ELP) ASTM D-143-83 (ASTM, 1992)

ELP = —————

donde:

ELP : Esfuerzo en el limite de proporcionalidad (kg/cm2)

QLP : Carga en el límite de proporcionalidad (kg)

L : Claro entre los apoyos (cm)

b : Base de la probeta (cm)

h : Peralte de la probeta (cm)

Modulo de ruptura (MOR) ASTM D-143-83 (ASTM, 1992)

MOR = —————

3QLP * L 2bh2

3Qr * L 2bh2

41

donde:

MOR: Módulo de ruptura (kg/cm2)

Qr : Carga máxima o de ruptura

Módulo de elasticidad (MOE) ASTM D-143-83 (ASTM, 1992).

MOE = —————

donde:

MOE: Módulo de elasticidad (kg/cm2)

δ: Flecha de deformación en el límite de proporcionalidad (cm)

La deformación δ fue la que se leyó en el eje de las abscisas de la gráfica carga-deformación

para ELP.

6.2.4.2 Compresión paralela a las fibras.

La compresión paralela a las fibras es la resistencia que opone una columna a una

carga convergente aplicada en el mismo sentido de la dirección de sus fibras. La norma ASTM

D-143-83 (ASTM, 1992) establece que las medidas de las probetas para este ensayo deben de

ser de 2” X 2” X 8” (Figura 11 y 12), y se debe aplicar una velocidad de carga de 0.57

mm/min ≈ 0.6 mm/min.

3QLP * L3

4δ * 2bh3

42

20 cm

Figura 11. Probeta para el ensayo de compresión paralela a las fibras

Figura 12. Ensayo de compresión paralela a la fibra.

5 cm

5 cm

43

Para este ensayo se determinaron las siguientes pruebas:

Esfuerzo en el límite de proporcionalidad (ELP) ASTM D-143-83 (ASTM, 1992)

ELP = ———

donde:

ELP: esfuerzo en el límite de proporcionalidad (kg/cm2)

QLP: carga aplicada en el límite de proporcionalidad (kg)

A: área de la sección (cm2)

Módulo de ruptura (MOR) ASTM D-143-83 (ASTM, 1992)

MOR = ————

donde:

MOR: módulo de ruptura a compresión

Qr: carga de ruptura (kg)

A: área de la sección (cm2)

Módulo de elasticidad a compresión paralela (MOE) ASTM D-143-83 (ASTM, 1992)

MOE = ————

donde:

MOE: Módulo de elasticidad (kg/cm2)

∆L: deformación en el límite de proporcionalidad (cm)

L: longitud original de la probeta (cm)

QLP

A

Qr A

QLP * L

∆L * A

44

6.2.4.3 Compresión perpendicular a las fibras

Es la resistencia que opone una madera a una carga aplicada en sentido perpendicular a

la dirección de las fibras en una cara radial de la probeta.

Para este ensayo, la norma ASTM D- 143-83 (ASTM, 1992) establece que las

dimensiones de la probeta deben ser de 2” X 2” X 6” (5 X 5 X 15 cm) y la velocidad de

aplicación de la carga debe de ser de 0.305 mm/min. En esta prueba se utilizó una placa

metálica, la cual hizo contacto directo como se ilustra en las Figuras 13 y 14:

15 cm

Figura 13. Probeta para el ensayo de compresión perpendicular a las fibras.

Figura 14. Ensayo de compresión perpendicular a la fibra.

Los parámetros a evaluar en esta prueba fueron:

5 cm

5 cm

Placa metálica

45

Esfuerzo en el límite de proporcionalidad (ELP) ASTM D-143-83 (ASTM, 1992)

Q LP

ELP = ——— c * a

donde:

ELP: esfuerzo en el límite de proporcionalidad (kg/cm2)

QLP: carga en el límite de proporcionalidad (kg)

c: ancho de la placa metálica (cm)

a: ancho de la probeta de madera (cm)

Módulo de ruptura a compresión perpendicular (MOR) ASTM D-143-83 (ASTM, 1992)

Qr

MOR = ———— c * A

donde:

MOR: módulo de ruptura a compresión perpendicular (kg/cm2)


6.2.4.4 Cizalle o cortante

Es la capacidad que tiene la madera para resistir fuerzas que tienden a causar el

deslizamiento de una sección sobre otra, adyacente a la anterior. La norma ASTM D 143-83

(ASTM, 1992) indica que las medidas de las probetas deben de ser de 2” X 2” X 2.5” y se

debe aplicar una velocidad de carga de 0.6 mm/min (Figura 15 y 16).

46

1½” ¾” ½” 2 ½”

Figura 15. Probeta para el ensayo de cizalle (cortante).

Figura 16. Probetas para el ensayo de cortante; a) en plano tangencial; b) en plano radial.

Esta prueba se puede efectuar en sentido paralelo o perpendicular a las fibras.

El esfuerzo cortante se desarrolló en dos formas:

a) Cortante paralelo o perpendicular tangencial

b) Cortante paralelo o perpendicular radial

Para cada caso se determinó la resistencia al cortante (Rc) con la siguiente ecuación:

2”Plano de falla

47

Qr Rc = ————

A donde:

Rc: esfuerzo máximo al cortante (kg/cm2)


A : área de la sección de falla (cm2)

6.2.4.5 Clivaje o rajado

El clivaje es la resistencia que ofrece la madera al rajado. La norma ASTM D 143-83

(ASTM,1992) indica que las medidas de las probetas deben de ser de 2” X 2” X ¾ “ (figura

siguiente) y se debe de aplicar una velocidad de carga de 2.5 mm/min.(Figuras 17 y 18)

Según la posición en que se encuentre el plano de falla respecto a los anillos de

crecimiento, se reconocen dos tipos de pruebas, las cuales son:

a) Clavilaje tangencial (Rcvt). Aquí el plano de falla es tangente a los anillos de

crecimiento.

b) Clavilaje radial (Rcvr). Es aquél en el que el plano de falla es perpendicular a los

anillos de crecimiento.

En ambos casos se determinó la resistencia al clivaje con la siguiente fórmula:

Q

Rcν = ———— ą

donde:

Rcν : Resistencia al clavilaje (kg/cm)

Q: Carga de ruptura (kg)

ą: ancho de la probeta en la línea de falla (cm)

48

Figura 17. Probetas para el ensayo de rajado. a) Plano radial, b)Plano tangencial.

a b

49

Figura 18. Ensayo de clivaje o rajado.

6.2.4.6 Tensión perpendicular a las fibras

Es la resistencia que opone la madera al ser sometida a cargas de efecto traccionante

que provocan un efecto de estiramiento en la pieza de madera sometida a tal prueba. Esta

prueba también se realizó de acuerdo a lo que indica la norma ASTM D 143-83 (ASTM,

1992), la cual señala que se debe aplicar la carga a una velocidad de 2.5 mm/min; la forma de

la probeta y sus medidas se muestran en las Figuras 19, 20 y 21.

Figura 19. Ensayo de tracción perpendicular.

50

P

P

2"

2" 1"

2 1/2"

1"

Figura 20. Probeta para el ensayo de tensión perpendicular a las fibras

P

P

P

P

Figura 21. Probetas para el ensayo de tensión perpendicular a las fibras

a) tensión perpendicular radial, b) tensión perpendicular tangencial 6.2.4.7 Dureza Janka

a b

51

Es la resistencia que ofrece la madera a la penetración de cuerpos que tengan mayor

solidez y consistencia que ella, generalmente de origen metálico. La norma ASTM D-143-83

(ASTM, 1992) establece que las probetas deben ser de 2” X 2” X 6” y la aplicación de carga

será de 6 mm/min.(Figura 22)

Dureza transversal Dureza lateral 5 cm 15 cm 5 cm

Figura 22. Probeta para el ensayo dureza Janka.

Para realizar este ensayo se utilizó una esfera de metal. La cual se introdujo hasta la

mitad de su diámetro en cada una de las seis caras de la probeta (Figura 23, 24 y 25).

Posteriormente se leyó la carga aplicada a ese momento y se registró como el valor de dureza.

Figura 23. Esfera utilizada para el ensayo de dureza Janka

52

Figura 24. Dirección de aplicación y planos para la evaluación de dureza Janka.

Figura 25. Prueba de dureza Janka

53

7 RESULTADOS Y DISCUSIÓN. 7.1 Características anatómicas. 7.1.1 Descripción anatómica macroscópica.

Los resultados de la caracterización macroscópica de ambas especies estudiadas se presenta en el Cuadro 3. Cuadro 3. Características anatómicas macroscópicas de Eucaliptus grandis y E. urophylla.

Descripción Característica E. grandis E. urophylla Color del duramen 5YR 8/4 Rosa HUE 7.5 YR 7/4 Rosa

Olor Sin olor Sin olor Sabor Astringente Astringente Brillo Alto Alto

Veteado Suave a pronunciado Suave a pronunciado Textura Media Media

Hilo Entrecruzado Entrecruzado Visibilidad de elementos

constitutivos Rayos, poros y parénquima;

visibles con lupa de 10x Rayos, poros y parénquima;

visibles con lupa de 10x.

Por las características anatómicas macroscópicas presentadas y con base en el estudio

realizado por Medina (2003) en cuanto al comportamiento de estos dos Eucalyptus al

maquinado, se recomienda a la madera de estas dos especies para la fabricación de muebles,

aunque se piense que su hilo entrecruzado sea una limitante que al cepillar la madera no se

puedan obtener superficies 100 % lisas, no es así, pues las pruebas hechas por Medina (2003)

con respecto a este proceso de maquinado y en todos los demás como: lijado, barrenado,

moldurado y torneado; se obtuvieron resultados de buenos a excelentes

Sin duda estas maderas se pueden recomendar para usos alternativos que no sea

celulosa y papel, y así dar mayor valor agregado a los productos obtenidos, como muebles de

alta calidad, molduras, elementos estructurales, entre otros.

En las Figuras 26 y 27 se observan los cortes macroscópicos de la madera de E.

grandis y E. urophylla respectivamente.

54

Figura 26. Cortes macroscópicos de E. grandis: (A) Corte transversal, (B) Corte longitudinal tangencial, (C) Corte longitudinal radial.

A

B C

55

Figura 27. Cortes macroscópicos de E. urophylla: (A) Corte transversal, (B) Corte longitudinal tangencial, (C) Corte longitudinal radial.

A

B C

56

7.1.2 Descripción anatómica microscópica

En los Cuadros 4 y 5 se presentan los resultados obtenidos de la caracterización

microscópica así como su clasificación para la madera de E. grandis, asimismo se presentan

las muestras de cortes microscópicos y algunas características anatómicas microscópicas en

las Figuras 27 y 28.

Cuadro 4. Características anatómicas microscópicas de E. grandis

POROS ELEMENTOS VASCULARES Contenido celular

Distribución Disposición No/mm2 Longitud (micras)

Diámetro tangencial (micras)

Diámetro radial

(micras) Puntuaciones Placa

perforada Vasos

Difusa Solitarios

Max.= 18 Med.= 11 Min.= 8

SD.= 1.98

Max.= 1000 Med.= 374.91 Min.= 166.66 SD.= 109.05

Max.= 133.33 Med.= 96.82

Min.= 50 SD.= 13.39

Max.= 216.66 Med.= 162.54

Min.= 100 SD.= 21.26

Alternas Simple Tilosis

PARÉNQUIMA

Axial Radial

Tipo Clase Tipo No./mm2 No./mm lineal Altura (micras)

Anchura (micras)

Paratraqueal vasicéntrico

Uniseriado Homogéneo

Max.= 59 Med.= 52 Min.= 40 SD= 4.53

Max.= 12 Med.= 10 Min.= 8

SD= 0.9586

Max.= 307.69 Med.= 199.89 Min.= 115.38

SD= 40.28

Max.= 25.64 Med.= 19.60 Min.= 12.82 SD.= 2.53

FIBRAS

Tipo Longitud (micras) Diámetro total (micras) Grosor de pared (micras) Contenido celular

Libriformes y

Fibrotraqueidas

Max.= 1096.77 Med.= 871.50 Min.= 645.16 SD= 129.75

Max.= 33.87 Med.= 24.14 Min.= 14.51

SD= 4.28

Max.= 8.87 Med.= 6

Min.= 4.032 SD= 1.15

No encontrado

Cuadro 5. Clasificación de los elementos celulares de E. grandis

Elementos celulares Característica considerada Magnitud Clasificación

(Tortorelli, 1956) No/mm2 11 Numerosos

Diámetro tangencial promedio 96.82µ Pequeños Vasos

Longitud promedio 162.54 µ Cortos Diámetro total promedio 24.14 µ Finas

Amplitud del lumen 12.14 µ ---------- Longitud promedio 871.50 µ Cortas Fibras

Grosor de pared 12.0 Gruesas No./mm2 52 Muy numerosos

Altura promedio 199.89 µ Bajos Rayos Anchura promedio 19.60 µ Muy angostos

57

En los Cuadros 6 y 7 se presentan los resultados obtenidos de la caracterización

microscópica así como su clasificación para la madera de E. urophylla, asimismo se presentan

las muestras de cortes microscópicos y algunas características anatómicas microscópicas en

las Figuras 29 y 30.

Cuadro 6. Características anatómicas microscópicas de E. urophylla.

POROS ELEMENTOS VASCULARES Contenido celular

Distribución Disposición No /mm2 Longitud (micras)

Diámetro Tangencial

(micras)

Diámetro radial (micras) Puntuaciones Placa

perforada Vasos

Difusa

Solitarios y agrupados

Max.= 13 Med.= 8 Min.= 5

SD.= 1.44

Max.= 269.23 Med.= 155.61 Min.= 76.92 SD.= 39.50

Max.= 166.66 Med.= 123.36

Min.= 6.66 SD.= 19.40

Max.= 266.66 Med.= 181.67 Min.= 86.66 SD.= 8.80

Alterno Simple Tilosis

PARÉNQUIMA Axial Radial

Tipo Clase Tipo No./mm2 No./mm lineal Altura (micras) Anchura (micras)

Paratraqueal, vasicéntrico

Uniseriados Homogéneo

Max.= 52 Med.= 43 Min.= 33 SD.= 3.65

Max.= 12 Med.= 9 Min.= 6

SD.= 1.675

Max.= 307.69 Med.= 211.70 Min.= 128.20 SD.= 36.76

Max.= 192.30Med.= 23.80 Min.= 14.10 SD.= 11.20

FIBRAS

Tipo Longitud (micras) Diámetro total (micras) Grosor de pared (micras) Contenido celular

Libriformes y

fibrotraqueidas

Max.= 1225.80 Med.= 876.86 Min.= 612.90 SD.= 118.015

Max.= 30.64 Med.= 22.14 Min.= 16.12 SD.= 3.12

Max.= 9.83 Med.= 5.79 Min.= 2.41 SD.= 1.44

No encontrado

Cuadro 7. Clasificación de los elementos celulares de Eucaliptus urophylla.

Elementos celulares Característica considerada Magnitud Clasificación

(Tortorelli, 1956) No./mm2 8 Poco numerosos

Diámetro tangencial promedio 123.36µ Medianos Vasos

Longitud promedio 155.61µ Cortos Diámetro total

promedio 22.14µ Finas

Amplitud del lumen 10.55µ -------- Longitud promedio 876.86µ Cortas

Fibras

Grosor de pared 11.58µ Gruesa No./mm2 43 Numerosos

Altura promedio 211.70µ Bajos Rayos Anchura promedio 23.80µ Muy angostos

58

7.1.3 Proporción de elementos constitutivos.

En el cuadro 8 se presentan los resultados obtenidos de la proporción de elementos

constitutivos de las maderas de E. grandis y E. urophylla y su clasificación.

Cuadro 8. Proporción de elementos constitutivos de E. grandis y E. urophylla.

E. grandis E. urophylla Parámetro Proporción Clasificación* Proporción Clasificación* Rayos 12.98 Media 9.31 Media Vasos 15.95 Media 19.27 Media Fibras 61.07 Mayor 59.42 Mayor

Parénquima 10.0 Media 12.0 Media *Kollman (1959).

Figura 28. Cortes microscópicos de E. grandis: A) vasos, B) Fibras, C) tilosis y D) puntuaciones. (Aumento de 10x).

A B

C D

59

Figura 29. Cortes microscópicos de la madera de E. grandis. A) Corte longitudinal

tangencial, B) Corte transversal, C) Corte longitudinal radial. (Aumento de 4x)

Figura 30. Cortes microscópicos de E. urophylla: A) vasos, B) Fibras, C)Tilosis y D) Puntuaciones. (Aumento de 10x)

A B C

A B

C D

60

Figura 31. Cortes microscópicos de la madera de E. urophylla. A) Corte longitudinal

tangencial, B) Corte transversal, C) Corte longitudinal radial. (Aumento de 4x)

7.2. PROPIEDADES FÍSICAS.

7.2.1. Contenido de humedad verde.

Es el contenido de humedad que posee la madera de una árbol recién derribado, este

depende del lugar de procedencia, época del año y la especie de que se esté tratando.

Dado que el contenido de humedad de las maderas está expresado como un porcentaje del

peso anhidro de las mismas, es importante considerar que el contenido de humedad verde que

presente cada especie será determinante en el peso de la carga de trocería, brazuelo, raja o

cualquier forma en que ésta, se presente.

Los contenidos de humedad verde (CHv) que presentaron las muestras de madera de E.

urophylla y E. grandis se presentan por separado, tanto para la madera de duramen como para

la madera de albura, así como el valor promedio general, en el Cuadro 9.

A B C

61

Cuadro 9. Contenidos de humedad verde de las maderas de E. urophylla y E. grandis.

Parámetros E. grandis Clasificación* E. urophylla Clasificación*

CH Duramen (%) Max.= 153.19 Med.= 128.09 Min.= 100.99

F Max.= 134.30 Med.= 116.76 Min.= 102.38

E

CH Albura (%) Max.= 118.36 Med.= 94.02 Min.= 72.95

D Max.= 96.72 Med.= 71.31 Min.= 83.44

D

CH Promedio (%) 114 E 103 E *Clase de humedad (Simpson, 1991)

De tales valores se desprende que la madera de duramen de ambas especies de

eucalipto presenta un contenido de humedad mayor que la albura. Así mismo, el CH de la

madera de E. grandis es ligeramente mayor que el CH de la madera de E. urophylla.

Considerando tales contenidos de humedad verdes (CHv) y las densidades básicas

(Db), se estima entonces que el peso verde de la madera recién cortada, por metro cúbico, es

de:

E. urophylla: 525 kg/m3 + 103 % = 525*2.03 = 1, 065.75 kg/m3 (Peso verde)

E. grandis : 488 kg/m3 + 114 % = 488*2.13 = 1, 039.44 kg/m3 (Peso verde)

7.2.2. Densidad de la madera.

La densidad básica de la madera es uno de los parámetros utilizados en la comparación

entre las diferentes especies maderables, radicando su importancia en la determinación de las

propiedades físicas y mecánicas.

Las densidades calculadas obtenidas para la madera de E. grandis y E. urophylla se

reportan en el Cuadro 10.

62

Cuadro 10. Valores de la densidad verde, básica, normal y anhidra para la madera de E. grandis y E. urophylla.

Densidad (g/cm3) Especie Verde (Dv) Básica (Db) Normal (Dh)* Anhidra (Do)

Clasificación de la Db

(Torelli, 1982)

E. grandis

Max. =1.25 Med.=1.14 Min.=1.10 S.D.=0.022

Max. =0.57Med.=0.43 Min.=0.34 S.D.=0.039

Max. =0.71 Med.=0.52 Min.=0.42 S.D.=0.053

Max. =0.68 Med.=0.49 Min.=0.39 S.D.=0.052

Media

E. urophylla

Max. =1.24 Med.=1.19 Min.=1.13 S.D.=0.014

Max. =0.63Med.=0.54 Min.=0.45 S.D.=0.034

Max. =0.81 Med.=0.69 Min.=0.55 S.D.=0.039

Max. =0.74 Med.=0.63 Min.=0.53 S.D.=0.038

Media

*Al 13.57 % para E. grandis y 14.83 % para E. urophylla

Souza et al. (1986), trabajaron con árboles de 7 años provenientes de plantaciones

comerciales en Brasil y encontraron una densidad media del árbol de 508 kg/m3 para la

especie de Eucalyptus saligna, y 441 kg/m3 para E. grandis.

Comparando las especies estudiadas y las reportadas por éstos autores, los resultados

de ambos estudios se asemejan, esto por ser plantaciones comerciales y de la misma edad en

los dos casos.

En la Figura 32 se muestra los valores de densidad básica de 17 especies de Eucalyptus

reportadas por Miller (2001) haciendo una comparación con las dos especies estudiadas. Se

puede observar en dicha figura que la densidad básica de las dos especies estudiadas está por

debajo de las reportadas, esto se debe a que la madera de las dos especies estudiadas proviene

de árboles de 7 años de edad, y las reportadas, de árboles maduros.

63

0.43

0.53 0.54 0.55

0.61 0.

64 0.65 0.67

0.67 0.68 0.69

0.69

0.69 0.

73 0.75 0.

79 0.81

0.91

0.91

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

E. g

rand

is

E. n

itens

E. u

roph

ylla

E. d

eglu

pta

E. o

bliq

uas

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loez

iana

E. a

lba

E. h

emip

hloi

a

Especie

Den

sida

d bá

sica

(g/c

m3)

Figura 32. Densidad básica de 17 especies de eucalipto y su comparación con E. grandis y E.

urophylla de Las Choapas. (PFOM) 7.2.3. Contracciones.

La madera se contrae a medida que el contenido de humedad disminuye por debajo del

punto de saturación de la fibra, lo cual se manifiesta en disminución de dimensiones y/o

volumen.

En los Cuadros 11 y 12 se presentan los valores de la magnitud de las contracciones

parciales y totales, tanto lineales en dirección radial y tangencial, como volumétrica, para las

especies E. urophylla (Cuadro 11) como para E. grandis (Cuadro 12).

Cuadro 11. Valores de contracción de la madera de E. urophylla. Parámetro βTh % βTt % βRh % βRt % βVh % βVt % Media 5.33 9.86 2.60 5.26 10.16 15.40 Máximo 9.90 14.55 3.85 7.13 17.87 22.43 Mínimo 2.93 5.99 1.82 0.21 4.29 9.90 S. D. 8.76 8.48 0.46 0.93 2.20 1.84 C. V. 1.44 0.86 0.18 0.17 0.22 0.12 CH (%) 14 0 14 0 14 0 Clasificación (Novelo s/f)

Alta Muy alta Media Muy alta Alta Alta

64

Cuadro 12. Valores de contracción de la madera de E. grandis.

Parámetro βTh βTt βRh βRt βVh βVt Media 5.26 7.79 2.43 3.97 6.93 12.64 Máximo 7.73 10.68 5.10 10.31 13.65 20.02 Mínimo 2.38 3.89 1.50 2.93 0.90 4.30 S. D. 1.05 1.19 0.62 1.26 1.72 1.97 C. V. 19.90 15.32 25.62 31.66 24.77 15.59 CH (%) 11 0 11 0 11 0 Clasificación (Novelo s/f)

Media Alta Media Media Media Media

donde:

βTh = Contracción Tangencial parcial (al 14 y/o 11 % de Cont. humedad) βTt = Contracción Tangencial total (Hasta estado anhidro). βRh = Contracción Radial parcial. βRt = Contracción Radial total. βVh = Contracción Volumétrica parcial. βVt = Contracción Volumétrica total. S. D. = Desviación estándar. C. V. = Coeficiente de variación. C. H. = Contenido de humedad hasta el cual se secaron las muestras en la evaluación de las contracciones.

La madera de E. urophylla manifestó un nivel de contracción volumétrica mayor que la

madera de E. grandis, en una proporción del 25 % con respecto a esta última, al grado tal que

las contracciones de la madera de E. urophylla se consideran como “muy altas” mientras que

para E. grandis caen en el rango de clasificación de “mediana” a “alta”; (Anexo 2).

Tal situación puede estar influida por la mayor densidad básica que presenta la madera de

E. urophylla, pues entre mayor sea la densidad de una madera mayor será la magnitud de sus

contracciones para iguales rangos de pérdida de humedad. Al respecto, la madera de E.

urophylla presentó una densidad básica (Db) de 0.54 g/cm3, mientras que E. grandis tiene 0.43

g/cm3 .

Comparando los resultados obtenidos en el presente estudio y los reportados por López

(2003) para E. camaldulensis, este último presentó contracciones muy altas, mientras que E.

grandis y E. urophylla presentaron contracciones de media y alta, respectivamente.

65

7.2.4. Coeficiente de contracción volumétrica (Vc).

Este coeficiente corresponde a la contracción que experimenta la madera por cada 1% de

contenido de humedad que ésta pierde, dentro del rango del agua higroscópica, y refleja parte

del grado de estabilidad dimensional que caracteriza a la madera o especie en particular. Los

valores obtenidos sobre el Vc se presentan en el Cuadro 13.

Cuadro 13. Valores de coeficiente de contracción volumétrica de la madera de E. grandis. y E. urophylla.

Especie Coeficiente de contracción volumétrica (Vc) Clasificación (Fuentes, 1998)

E. grandis 0.378 Bajo E. urophylla 0.481 Medio

Similar al comportamiento de las magnitudes de las contracciones parciales y totales,

resultó que la madera de E. urophylla manifiesta un coeficiente de contracción más alto, del

orden de un 29 % mayor comparativamente que E. grandis por cada 1 % de humedad que

pierden dentro del rango del agua higroscópica.

Concretando, la madera de E. urophylla es menos estable dimensionalmente que la

madera de E. grandis ante los cambios de humedad, aunque no necesariamente ello signifique

que tienda a deformarse más durante esos cambios dimensionales. Comparando estas dos

especies con la madera de E. camaldulensis reportada por López (2003), la cual presentó un

coeficiente de contracción clasificado como alto, siendo ésta, más inestable ante los cambios

de humedad.

7.2.5. Hinchamientos.

La madera se hincha a medida que el contenido de humedad aumenta hasta el punto de

saturación de la fibra, esto se manifiesta en aumento de dimensiones y/o volumen.

66

En los Cuadros 14 y 15 se presentan los valores de la magnitud de los hinchamientos

parciales y totales, tanto lineales en dirección radial y tangencial, como volumétrica, para las

especies de E. grandis (Cuadro 14) y E. urophylla (Cuadro 15).

Cuadro 14. Valores de hinchamiento de la madera de E. grandis. Parámetro αTh % αTt % αRh % αRt % αVh % αVt % Máxima 7.808 11.964 8.317 11.498 16.213 25.044 Media 2.793 8.488 1.784 4.330 6.793 14.722

Mínima 1.009 4.055 0.861 3.021 0.577 7.364 S. D. 0.978 1.380 0.879 1.222 1.742 2.393

Cuadro 15. Valores de hinchamiento de la madera de E.urophylla.

Parámetro αTh % αTt % αRh % αRt % αVh % αVt % Máxima 5.987 17.040 4.054 7.685 10.137 28.931 Media 4.195 10.032 2.872 5.626 6.184 18.256 Mínima 3.202 6.373 1.537 4.027 0.445 11 S. D. 0.536 1.983 0.445 0.825 1.080 2.624

donde:

αTh = Hinchamiento Tangencial parcial (al 14 y/o 11 % de Cont. humedad) αTt = Hinchamiento Tangencial total (Hasta estado anhidro). αRh = Hinchamiento Radial parcial. αRt = Hinchamiento Radial total. αVh = Hinchamiento Volumétrico parcial. αVt = Hinchamiento Volumétrico total. S. D. = Desviación estándar.

En E. urophylla el hinchamiento es mayor que en E. grandis, lo cual se debe a que en

la primer especie la densidad es mayor que en la segunda, por lo tanto sus paredes celulares

son más gruesas y retienen mayor cantidad de agua, la cual influye en la magnitud del

hinchamiento.

7.2.6. Coeficiente de hinchamiento.

El coeficiente de hinchamiento corresponde al hinchamiento que experimenta la

madera por cada 1 % de contenido de humedad que ésta aumenta, dentro del rango del agua

higroscópica, y refleja parte del grado de estabilidad dimensional que caracteriza a la madera o

especie en particular.

67

El resultado obtenido fue para E. grandis de 0.417 y para E. urophylla de 0.487. Esto

significa que la madera de la primer especie es menos susceptible a los cambios dimensionales

cuando la humedad relativa en el ambiente aumenta, en comparación con la segunda especie.

Por cada 1% de contenido de humedad que la madera de E. grandis gane (dentro del rango

higroscópico) su hinchamiento volumétrico será de 0.417 % y para E. urophylla de 0.487 %.

7.2.7. Relación de anisotropía

La madera, cuando se contrae, no lo manifiesta en igual magnitud en todas sus

direcciones, sino que en la dirección tangencial a los anillos o zonas de crecimiento siempre es

mayor que en dirección radial o en el sentido de la médula hacia la corteza. La diferencia que

existe en la magnitud de las contracciones en estas dos direcciones se refleja directamente en

la estabilidad o no de la madera, ya que entre mayor sea esta diferencia, una madera tenderá

más a deformarse durante el secado. A esta diferencia se le conoce como “relación de

anisotropía” y, como se indicó en la metodología, es la relación o índice de la contracción

tangencial con respecto a la radial.

Cuadro 16. Relación de anisotropía de las contracciones de E. urophylla y E. grandis.

Relación de Anisotropía (A) E. urophylla E. grandis

βTt/ βRt 9.866/5.256 = 1.88 7.788/3.967 = 1.96 Clasificación

(Ordóñez, 1990) Estable Estable

ΒTt = contracción tangencial total, βRt = contracción radial total.

En el Cuadro 16 se observa que aunque la madera de E. urophylla manifestó valores de

contracción más altos que E. grandis, su relación de anisotropía es menor que esta última, lo

que indica que aunque su reducción de dimensiones durante el secado es mayor, su tendencia a

la “deformación” es ligeramente menor que E. grandis.

La relación de anisotropía de estas dos especies se clasifica, considerando las

magnitudes entre las que se puede presentar en las diferentes maderas, como “estable” para

ambas especies (Anexo 2). En el caso de E. camaldulensis reportado por López (2003),

también presentó un clasificación estable para la relación de anisotropía, con un valor de 1.87.

68

Cabe aclarar que esta relación de anisotropía “A” (Relación en la magnitud de las

contracciones en dirección tangencial y radial), como se indicó, permite inferir la tendencia a

la deformación que puede experimentar la madera durante su secado. Esta situación se ilustra

en la Figura 33, en la cual se muestra una tabla de “corte tangencial” (pieza de la parte

superior dentro del diagrama) y como tiende a “acanalarse” cuando se contrae. En la misma

figura, en la parte media derecha, se ilustra como se comportaría una tabla de iguales

dimensiones pero cortada “radialmente”, donde su tendencia a la acanaladura propiamente

desaparece, aunque se trate de la misma madera.

Tabla “tangencial” (“T”) Tabla “radial” (“R”) Deformación de las piezas por la “diferencia” de contracciones tangencial – radial.

Figura 33. Diagrama de cortes típicos y mixtos.

De manera que, como se ha recalcado, entre mayor sea el valor de “A” mayor será la

tendencia a la deformación, entre más cerca esté ese valor de “1” menor será la tendencia a la

deformación y con ello se tendrá una pieza de madera más estable. Igualmente, para el caso de

madera tendientes a la deformación, se debe preferir en el proceso de asierre de las trozas el

“maximizar” la obtención de tablas de corte “radial” (piezas “R”) y minimizar las piezas que

salgan con corte “tangencial” (piezas “T”), por lo que se indica en la Figura 33.

69

7.2.8. Punto de Saturación de la Fibra (PSF)

El contenido de humedad máximo que puede alcanzar la madera cuando se coloca en

un ambiente saturado de humedad; el contenido de humedad al cual la madera teóricamente

inicia su proceso de contracción significativo en el proceso de secado y el punto de inflexión

donde el comportamiento fisicomecánico de la madera cambia, todo ello, está representado

por el PSF, de allí su importancia de determinarlo y conocerlo. El PSF de las especies

estudiadas se presenta en la siguiente relación:

PSF de E. urophylla: = 32 %

PSF de E. grandis: = 34 %

Estas dos especies se clasifican dentro del grupo 1 según Kollmann (1959), en el cual

la característica principal es la porosidad difusa (Anexo 2).

Comparando con el PSF de E. camaldulensis reportado por López (2003), el cual es de

31.6 %, no existe una amplia diferencia con las especies de este estudio.

70

7.3 PROPIEDADES MECÁNICAS.

7.3.1 Flexión estática.

Consiste en someter una barra apoyada en dos puntos a una carga lentamente creciente

aplicada en el centro de su longitud. En el Cuadro 17 se presentan los resultados de los

ensayos mecánicos junto con la clasificación correspondiente.

Cuadro 17. Resultado de las pruebas de flexión estática realizadas para la madera de E. grandis y E. urophylla .

Valor del ensayo (kg/cm2) Clasificación (Novelo 1964). Parámetro

E. grandis E. urophylla E. grandis E. urophyllaMax. = 881.37 Max. = 621.95 Med. = 588.6 Med. = 559.9 Min. = 462.65 Min. = 448.09

Esfuerzo en LP

(ELP) SD = 196.8 SD = 97

Max. = 1336.51 Max. = 997.49 Med. = 1007.4 Med. = 910.6 Min. = 802.91 Min. = 811.23

Módulo de

ruptura (MOR) SD = 230.9 SD = 94

Medio Medio

Max. = 116794.48 Max.= 110947.14 Med. = 90 448.5 Med.= 103 910.5 Min. = 77764.38 Min. = 95539.39

Módulo de elasticidad

(MOE) SD = 17 912.4 SD = 7 790

Bajo Medio

Max. = Máximo, Med. = Media, Mín. = Mínimo, SD = Desviación estándar.

Las dos especies se pueden considerar de resistencia media a la flexión estática. De

acuerdo a Echenique y Plumptre (1994), los límites de propiedades de elementos estructurales

para techos, muros y pisos son: MOR de 400 a 1350 Kg/cm2, MOE de 71, 000 a 150, 000

kg/cm2, por lo que se recomienda a la madera de estas dos especies como una alternativa para

este tipo de uso. Para el caso de usos en muebles de alta calidad y partes visibles de muebles

tapizados de alta calidad, estos mismos autores especifican las siguientes características: MOR

de 500 a 1350 kg/cm2, MOE de 85, 000 a 150, 000 kg/cm2, rango de densidad básica de 0.40-

0.65 g/cm3; considerando lo anterior además de sus características anatómicas hacen a la

madera de E. grandis y E. urophylla favorable para este uso.

71

En las Figuras 34 y 35 se muestra las gráficas de comportamiento carga-deformación

que siguieron las dos especies estudiadas al someterlas al ensayo de flexión estática.

Figura 34. Gráfica carga-deformación de la madera de E. grandis (probeta 1) en ensayo de

flexión estática.

Figura 35. Gráfica carga-deformación de la madera de E. urophylla (probeta 2) en ensayo de

flexión estática.

En las Figuras 36 y 37 se observa la comparación de estas dos especies con otras 22

reportadas por Miller (2001),respecto a su MOR y MOE.

72

910 10

05

1007

1034 1072

1076

1083

1097

1118

1139 11

81

1195

1202 12

44 1314

1329

1350 1385

1389

1392 14

62 1491

1498

1828

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

E. urop

hylla

(PFOM)

E. alba

E. gran

dis (P

FOM)

E. cam

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E. long

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E. deg

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E. st. J

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E. maid

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E. astr

ingen

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MO

R d

e fle

xión

(kg/

cm2)

Figura 36. Módulo de ruptura a flexión estática de 22 especies de eucalipto, y su comparación con E. urophylla y E. grandis de Las Choapas (PFOM).

De la Figura 36 se puede señalar que las dos especies estudiadas en el presente trabajo

presentan un MOR menor comparado con las especies reportadas por Miller (2001).

90

104 11

4 122 13

1

132

137

139

141

143

144 15

3

157

162

167

167

170

176

176 18

7

188

193

194 20

7

0

50

100

150

200

250

E. g

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E. u

roph

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aide

n

E. d

iver

sico

lor

E. s

t. Jh

onii

MO

E * 1

000

(kg/

cm2)

Figura 37. Módulo de elasticidad a flexión estática de 22 especies de eucalipto, y su comparación con E. urophylla y E. grandis de Las Choapas (PFOM)

73

Para el caso del MOE (Figura 37) es más evidente la diferencia entre los eucaliptos

estudiados y los reportados por Miller (2001), resultando los primeros con valores más bajos

que los segundos. Esto se debe a que las especies estudiadas son árboles de siete años de edad

provenientes de una plantación y las reportadas son árboles maduros, y por consiguiente de

mayor densidad, repercutiendo esto en mayor resistencia a esfuerzos mecánicos.

7.3.2 Compresión paralela a la fibra

La compresión paralela a las fibras es la resistencia que opone una columna a una

carga convergente aplicada en el mismo sentido de la dirección de sus fibras. Los valores

resultantes de los ensayos aplicados se muestran en el Cuadro 18.

Cuadro 18. Valores obtenidos en el ensayo de compresión paralela a la fibra en E. grandis y E. urophylla en estado seco.

Valor del ensayo (kg/cm2) Clasificación (Fuentes, 1998) Parámetro E. grandis E. urophylla E. grandis E. urophylla


Esfuerzo al LP (ELP)

SD = 67.9 SD = 69.7


Modulo de ruptura. (MOR)

SD = 63.7 SD = 74.6

Media

Media

Máx. = 184946 Max.= 265942 Med. = 144 886.4 Med.= 198205 Min. = 113567 Min. = 149173

Modulo de elasticidad. (MOE)

SD = 23844.1 SD = 44762


Observando el cuadro de resultados, se puede afirmar que las dos especies presentan

un MOR clasificado como medio, es decir, las dos especies presentan un comportamiento

similar al someterlas a compresión paralela a la fibra. Los valores de resistencia para este tipo

de esfuerzos son importantes si la madera se va a usar para columnas o como soporte donde

las cargas sean en dirección paralela a la fibra.

74

En las Figuras 38 y 39 se muestra los gráficos carga-deformación de la madera de E.

grandis y E. urophylla en ensayo de compresión paralela.

Figura 38. Gráfica carga-deformación de la madera de E. grandis (probeta 4) en ensayo de compresión paralela a la fibra.

Figura 39. Gráfica carga-deformación de la madera de E. urophylla (probeta 2) en ensayo de compresión paralela a la fibra.

En la Figura 40 se muestra la gráfica comparativa para este ensayo entre las especies

estudiadas y las reportadas por Miller (2001).

75

450 53

7

557 586 62

3

639

650

651

653

662

674

675 71

0

717

730

745

749

759

771

780

794 84

4

858

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

E. g

rand

is (P

FOM

)

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(PFO

M)

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dule

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nis

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pta

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sico

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iana

E. r

esin

ífera

E. g

lobo

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lobu

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E. lo

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E. h

emip

hloi

a

E. s

t. Jh

onii

E. m

aide

n

EM a

Com

p. p

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ela

(kg/

cm2)

Figura 40. Esfuerzo máximo de resistencia a esfuerzo de compresión paralela de 21 especies de eucalipto, y su comparación con E. urophylla y E. grandis de Las Choapas. (PFOM)

7.3.3 Compresión perpendicular a la fibra

Es la resistencia que opone una madera a una carga aplicada en sentido perpendicular a la

dirección de las fibras en una cara radial de la probeta. Este ensayo presenta la característica

de que las fibras de la madera no se rompen por el esfuerzo sino que las capas sucesivas de la

misma son aplastadas una contra otra, actuando la madera como si fuera un material de mucha

plasticidad. En el Cuadro 19 se presentan los resultados obtenidos para las dos especies

estudiadas junto con su clasificación.

76

Cuadro 19. Valores obtenidos en el ensayo a compresión perpendicular a las fibras de E. grandis y E. urophylla en estado seco.

Valor del ensayo (kg/cm2) Clasificación (Fuentes, 1998) Parámetro E. grandis E. urophylla E. grandis E. urophylla Max. =65.32 Max. =100.79 Med. =60.5 Med. =87.2 Min. =48.27 Min. =75.15

Esfuerzo en LP (ELP)

SD =10 SD =9.29

Max. =134.34 Max. =210.93 Med. =117.6 Med. =191.3 Min. =99.84 Min. =163.50

Modulo de ruptura (MOR)

SD =13.9 SD =21.7

Media

Muy alta


Se puede observar en el Cuadro 19 que E. urophylla presenta un MOR mayor que E.

grandis, siendo muy alto y medio respectivamente según la clasificación de Fuentes (1998),

repercutiendo esto en los usos recomendados para cada especie,

En las Figuras 41 y 42 se muestran los gráficos carga-deformación de la madera de E.

grandis y E. urophylla en ensayo de compresión perpendicular a la fibra

Figura 41. Gráfica carga-deformación de la madera de E. grandis (probeta 3) en ensayo de

compresión perpendicular a la fibra.

77

Figura 42. Gráfica carga-deformación de la madera de E. urophylla (probeta 1) en ensayo de

compresión perpendicular a la fibra.

En la Figura 43 se presenta la gráfica comparativa entre las especies estudiadas en el

presente trabajo y las reportadas por Miller (2001).

60

75

87 95 99 103

108

114

117

123

125

131 14

0

141 15

1

153

154

159 167

168

211

214

0

50

100

150

200

250

E. g

rand

is (P

FOM

)

E. a

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(PFO

M)

E. d

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pta

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dora

E. c

amal

dule

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argi

nata

E. w

ikin

soni

ana

E. g

lobo

idea

E. st

. Jho

nii

E. b

ridge

sian

a

E. m

aide

n

E. re

siní

fera

E. te

retic

orni

s

E. lo

ngifo

lia

E. c

loez

iana

E. n

itens

E. a

strin

gens

E. h

emip

hloi

a

ELP

a C

omp.

per

pend

icul

ar (k

g/cm

2)

Figura 43. Esfuerzo al límite de proporcionalidad a esfuerzo de compresión perpendicular de 20 especies de eucalipto, y su comparación con E. urophylla y E. grandis de Las Choapas. (PFOM)

78

En la Figura 43 se puede observar que E. grandis es el que presenta el menor ELP en

compresión perpendicular, mientras que E. urophylla sólo supera a esta especie y a E. alba.

Aunque para el caso del MOR E. urophylla se clasifica como muy alto y E. grandis como

medio.

La importancia de conocer los valores de esfuerzos de compresión perpendicular a la

fibra radica cuando la madera se pretenda utilizar como soporte donde esté sujeta a cargas

externas que tiendan a compactarla por ejemplo: vigas, durmientes, etc.

7.3.4 Cizalle (cortante)

Es la capacidad que tiene la madera para resistir fuerzas que tienden a causar el

deslizamiento de una sección sobre otra, adyacente a la anterior. En el Cuadro 20 se presentan

los resultados obtenidos para la prueba de cizalle.

Cuadro 20. Valores de cizalle obtenidos para la madera de E. grandis y E. urophylla en estado seco.

Valor del ensayo (kg/cm2) Clasificación (Novelo, 1964) Parámetro E. grandis E. urophylla E. grandis E. urophylla Max. = 99.82 Max. = 102.587 Med. = 75.86 Med. = 91.771 Min. = 64.80 Min. = 83.861

Esfuerzo máximo en plano Radial

SD = 11.52 SD = 8.77

Media

Media


Esfuerzo máximo en plano tangencial SD = 10.35 SD = 9.896

Alta

Alta


Esfuerzo máximo Medio

SD = 18.78 SD = 18.042

Media

Alta


Este ensayo es de gran importancia ya que se encuentra presente en la madera utilizada

en la construcción principalmente en las uniones con pernos, clavos, tornillos, etc. De acuerdo

a los resultados la madera de E. grandis se clasificó como media, mientras que el E. urophylla

79

presento una alta resistencia a cortante, se puede explicar la diferencia entre las especies por

la mayor densidad de E. urophylla.

En la Figura 44 se presenta una grafica de comparación de estas 2 especies con otras

22 especies de Eucalipto presentadas por Miller (2001).

89

107 115 12

7 139

142

142 150

150

150

153

156

160

162

163

165

167

168

171 18

1 203 21

2

0

50

100

150

200

250

E. gran

dis (P

FOM)

E. urop

hylla

(PFOM)

E. deg

lupta

E. alba

E. obli

que

E. dive

s

E. cloe

ziana

E. marg

inata

E. wiki

nson

iana

E. dive

rsico

lor

E. pap

uana

E. cam

aldule

nsis

E. citri

odora

E. brid

gesia

na

E. teret

icorni

s

E. st. J

honii

E. glob

oidea

E. long

ifolia

E. maid

en

E. astr

ingen

s

E. hem

iphloi

a

ESFU

ERZO

CO

RTA

NTE

(kg

/cm

2)

Figura 44. Esfuerzo cortante paralelo de 20 especies de eucalipto, y su comparación con E. urophylla y E. grandis de Las Choapas. (PFOM)

7.3.5 Clivaje

Es la resistencia que opone la madera al rajado, aplicando fuerzas de tensión

perpendicular en uno de los extremos de la pieza. Este ensayo es un indicador a la resistencia

que tiene la madera a hendirse como consecuencia de la introducción de clavos o tornillos en

su interior. En el Cuadro 21 se presentan los promedios y su clasificación de rajado de E.

grandis y E. urophylla.

80

Cuadro 21. Valores de clivaje obtenidos en maderas de E. grandis y E. urophylla

Valor del ensayo (kg/cm) Clasificación (Pérez, 1983) Parámetro E. grandis E. urophylla E. grandis E. urophylla Max. = 87.37 Max. = 80.800 Med. = 79.89 Med. = 72.374

Min. = 61.89 Min. = 65.018

Esfuerzo máximo en dirección Radial

SD = 9.59 SD = 7.776

Media

Media


Esfuerzo máximo en dirección tangencial

SD = 12.33 SD = 13.497

Baja

Media



SD = 15.17 SD = 11.093

Media

Media


De acuerdo a los resultados obtenidos, la resistencia al clivaje se clasificó como media

para E. grandis y E. urophylla, confirmando así la similitud en características de ambas

especies, además estos valores indican que son maderas con resistencia moderada al rajado.

Esta característica las hace favorables en uniones con clavos.

7.3.6 Tracción perpendicular.

Es la resistencia que opone la madera al ser sometida a cargas perpendiculares de

efecto traccionante que provocan un efecto de estiramiento en la pieza de madera sometida a

tal prueba. En el Cuadro 22 se muestran los valores resultantes de los ensayos aplicados a

ambas especies junto con su clasificación correspondiente.

Cuadro 22. Valores de tracción obtenido en maderas de E. grandis y E. urophylla

Valor del ensayo (kg/cm2) Clasificación (Vignote y Jiménez 1996) Parámetro E. grandis E. urophylla E. grandis E. urophylla Max. =68.22 Max. =77.337 Med. =52.04 Med. =71.277 Min.=41.46 Min. =63.504

Esfuerzo máximo en dirección radial

SD =9.65 SD =6.907

Alta

Alta


Esfuerzo máximo en dirección tangencial

SD =5.313 SD =14.404

Alta

Alta



SD =7.476 SD =15.636

Alta

Alta


81

De acuerdo a los resultados obtenidos, la madera de ambas especies se clasifica como

de alta resistencia a la tracción perpendicular a la fibra, haciendo recomendable el uso de

ambas especies a usos donde estén sometidas a este tipo de esfuerzo.

7.3.7 Dureza.

Es la resistencia que ofrece la madera a la penetración de cuerpos que tengan mayor

solidez y consistencia que ella, generalmente de origen metálico

Los resultados obtenidos de los ensayos aplicados a la madera de ambas especies de

eucalipto se presentan en el Cuadro 23, al igual que su clasificación.

Cuadro 23. Valores obtenidos de dureza janka en la madera de E. grandis y E. urophylla Valor del ensayo (kg) Clasificación (Fuentes, 1998) Parámetro

E. grandis E. urophylla E. grandis E. urophylla Max. =354.57 Max. =596.96 Med. =294.52 Med. =484.46 Min. =239.39 Min. =355.79

Dureza radial

SD =43.06 SD =80.497

Baja Media


Dureza tangencial

SD =41.26 SD =60.634

Baja Media


Dureza normal

SD =29.06 SD =66.954

Baja Media


Dureza perpendicular

SD =44.49 SD =92.79

Media Media


De acuerdo a Fuentes (1998), se clasifica a la madera de E. grandis como de dureza

baja en las caras longitudinales (radial y tangencial) y media en la cara transversal o

82

perpendicular, mientras que la madera de E. urophylla se clasifica como de dureza media en

todas sus caras.

En la Figura 45 se muestra la gráfica comparativa de valores de ensayo de Dureza

Janka en las caras laterales de las especies estudiadas en el presente trabajo y otras 21

reportadas por Miller (2001).

308

501 54

4 594

739

748 79

4

816 855

869 91

9

921

934 98

2 1057 11

43

1143

1161

1170 12

29

1256

1481

1501

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

E. g

rand

is (P

FOM

)

E. u

roph

ylla

(PFO

M)

E. d

eglu

pta

E. a

lba

E. o

bliq

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E. n

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E. w

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soni

ana

E. c

itrio

dora

E. d

ives

E. m

argi

nata

E. g

lobo

idea

E. d

iver

sico

lor

E. g

lobu

lus

E. c

amal

dule

nsis

E. b

ridge

sian

a

E. lo

ngifo

lia

E. m

aide

n

E. te

retic

orni

s

E. st

. Jho

nii

E. re

siní

fera

E. c

loez

iana

E. a

strin

gens

E. h

emip

hloi

a

DU

REZ

A L

ATE

RA

L (k

g)

Figura 45. Esfuerzo de dureza lateral de 21 especies de eucalipto, y su comparación con E. urophylla y E. grandis de Las Choapas. (PFOM).

De la Figura 45 se concluye que las especies provenientes de Las Choapas, Ver.

presentan un valor promedio mucho más bajo que las reportadas por Miller (2001), lo cual

indica que son especies blandas en comparación con las otras, aunque E. urophylla se clasifica

como semidura en dureza normal. Esto se debe a que la madera de esta especies es más densa

que la otra, lo cual la resistencia a la dureza se clasifica como semidura.

El hecho de que estas dos especies presenten una dureza clasificada de blanda a

semidura permitirá que se puedan trabajar con máquinas y herramientas convenientemente, sin

83

la demanda de mucho esfuerzo y energía, aspectos importantes para la madera que se desea

utilizar en muebles, carpintería de obra, molduras y otros usos similares.

FICHA TECNOLÓGICA DE LA MADERA DE Eucalyptus grandis Hill ex Maiden. a) CARACTERÍSTICAS ANATÓMICAS.

COLOR OLOR SABOR BRILLO VETEADO HILO TEXTURA VISIBILIDAD

DE ELEMENTOS

ALBURA

DURAMEN 5YR 8/4 Rosa

Sin olor Astringente Alto Suave a pronunciado Entrecruzado Media Con lupa de

10x

POROS ELEMENTOS VASCULARES CONT. CELULAR

Distribución Disposición No. / mm2 Longitud (micras)


Diámetro Radial


perforada Vasos

Difusa Solitarios 11 374.91 96.82 162.54 Alterna Simple Tilosis PARÉNQUIMA

AXIAL RADIAL CONTENIDO CELULAR Tipo Clase Tipo No. / mm2 Altura (micras) Anchura (micras) Parénquima axial y radial

Paratraqueal vasicéntrico Uniseriado Homogéneo 52 199.89 19.6 No encontrado

FIBRAS

Tipo Longitud (micras)

Diámetro total (micras)

Grosor de pared (micras) Contenido celular

Libriformes y fibrotraqueidas

Cortas 871.50 24.14 Finas

6 No encontrado

ELEMENTOS CELULARES Característica considerada Magnitud Clasificación


Diámetro tangencial promedio 96.82 µ Medianos

Elementos celulares Vasos


Amplitud del lumen 12.14 µ ------------ Grosor de pared 12.00 µ Gruesa

Fibras

Longitud promedio 871.50 µ Cortas No./mm2 52 Numerosos

Altura promedio 199.89 µ Bajos

Rayos Anchura promedio 19.60 µ Muy angostos

b) PROPIEDADES FÍSICAS.

DENSIDADES Condición Contenido de humedad (%) Valor (g/cm3)

Verde 114 1.14 Básica 0.43

Anhidra 0.49 En equilibrio 13.57 0.52

CONTRACCIONES Contracción Parcial (%) Total (%) Volumétrica 6.93 12.64 Tangencial 5.26 7.79

Radial 2.43 3.97

84

PUNTO DE SATURACIÓN DE LA FIBRA (PSF) 34 % COEFICIENTE DE HINCHAMIENTO (v) 0.417 %

RELACIÓN DE ANISOTROPÍA 1.96 c) PROPIEDADES MECÁNICAS.

FLEXIÓN ESTÁTICA Contenido de

humedad Densidad normal ELP (kg/cm2) MOR (kg/cm2) MOE (kg/cm2)

9.92 0.53 588.6 1007.4 90 448.5 COMPRESIÓN PARALELA A LA FIBRA

Contenido de humedad Densidad normal ELP (kg/cm2) MOR (kg/cm2)

10.20 0.53 312.8 450.7 COMPRESIÓN PERPENDICULAR A LA FIBRA


9.89 0.53 60.5 117.6 TRACCIÓN PERPENDICULAR A LA FIBRA

Contenido de humedad Densidad normal ETP (kg/cm2) 11.95 0.53 49.6

DUREZA JANKA Contenido de humedad Densidad normal Transversal Cara tangencial Cara radial

9.56 0.53 439.4 321.3 294.5 RAJADO

Contenido de humedad Densidad normal EM (kg/cm) 9.63 0.53 70.7

CORTANTE Contenido de humedad Densidad normal EC (kg/cm2)

9.61 0.53 88.8

85

FICHA TECNOLÓGICA DE LA MADERA DE Eucalyptus urophylla S. T. Blake. a) CARACTERÍSTICAS ANATÓMICAS.

COLOR OLOR SABOR BRILLO VETEADO HILO TEXTURA VISIBILIDAD

DE ELEMENTOS

ALBURA

DURAMEN HUE 7.5 YR 7/4 Rosa

Sin olor Astringente Alto Suave a pronunciado Entrecruzado Media Con lupa de

10x

POROS ELEMENTOS VASCULARES CONT. CELULAR

Distribución Disposición No. / mm2 Longitud (micras)


Diámetro Radial


perforada Vasos

Difusa Solitarios y agrupados 8 155.61 123.36 181.67 Alternas Simple Tilosis

PARÉNQUIMA AXIAL RADIAL CONTENIDO CELULAR

Tipo Clase Tipo No. / mm2 Altura (micras) Anchura (micras) Parénquima axial y radial Paratraqueal vasicéntrico Uniseriado Homogéneo 43 211.70 23.8 No encontrado

FIBRAS

Tipo Longitud (micras)

Diámetro total (micras)

Grosor de pared (micras) Contenido celular

Libriformes y fibrotraqueidas

Cortas 876.86

Finas 22.14 5.79 No encontrado

ELEMENTOS CELULARES Característica considerada Magnitud Clasificación


Diámetro tangencial promedio 123.36µ Medianos

Elementos celulares Vasos


Amplitud del lumen 10.55 µ ------- Grosor de pared 11.58 µ Gruesa

Fibras

Longitud promedio 876.86 µ Cortas No./mm2 43 Numerosos

Altura promedio 211.70 µ Bajos

Rayos Anchura promedio 23.80 µ Muy angostos

b) PROPIEDADES FÍSICAS.

DENSIDADES Condición Contenido de humedad (%) Valor (g/cm3)

Verde 103 1.19 Básica 0.54

Anhidra 0.63 En equilibrio 14.83 0.69

CONTRACCIONES Contracción Parcial (%) Total (%) Volumétrica 10.16 15.4 Tangencial 6.09 9.86

Radial 2.6 5.26 PUNTO DE SATURACIÓN DE LA FIBRA (PSF) 32

86

COEFICIENTE DE HINCHAMIENTO (v) 0.487 RELACIÓN DE ANISOTROPÍA 1.88

c) PROPIEDADES MECÁNICAS.

FLEXIÓN ESTÁTICA Contenido de

humedad Densidad normal ELP (kg/cm2) MOR (kg/cm2) MOE (kg/cm2)

10.06 0.69 559.9 910.6 103 910.5 COMPRESIÓN PARALELA A LA FIBRA


10.53 0.69 327.3 536.8 COMPRESIÓN PERPENDICULAR A LA FIBRA


10.71 0.69 87.2 191.3 TRACCIÓN PERPENDICULAR A LA FIBRA

Contenido de humedad Densidad normal ETP (kg/cm2) 9.97 0.69 58.9

DUREZA JANKA Contenido de humedad Densidad normal Transversal Cara tangencial Cara radial

9.77 0.69 554.7 516.8 484.5 RAJADO

Contenido de humedad Densidad normal EM (kg/cm) 10.024 0.69 70.9

CORTANTE Contenido de humedad Densidad normal EC (kg/cm2)

10.0 0.69 106.6

87

8. CONCLUSIONES.

Las maderas de E. grandis y E. urophylla presentaron las siguientes características

anatómicas macroscópicas: color rosa, con olor característico, sabor astringente, brillo alto,

veteado pronunciado, hilo entrecruzado, textura mediana, visibilidad de elementos (rayos,

poros y parénquima) con lupa de 10x.

Respecto a las características microscópicas, la madera de E. grandis presentó vasos

numerosos, cortos, de diámetro pequeño, con puntuaciones alternas y placa perforada simple;

presentó fibras de diámetro fino y cortas; rayos homogéneos uniseriados con altura baja y

angostos, mientras que la madera de E. urophylla presentó vasos poco numerosos, con

diámetro mediano y cortos, con puntuaciones alternas y placa perforada simple; fibras de

diámetro fino y cortas; rayos homogéneos, uniseriados y altura baja y angostos.

Para las propiedades físicas, la madera de E. grandis presentó densidad básica media,

contracciones medias y una relación de anisotropía clasificada como estable, para el caso de E.

urophylla solo difiere en las contracciones, las cuales son altas.

En cuanto a sus propiedades mecánicas los ensayos que se realizaron para la madera de

E. grandis se clasificaron como de resistencia media en flexión estática al igual que en la

compresión paralela y perpendicular a la fibra, cizalle y clivaje; para el caso de tracción

perpendicular se clasificó como alta y presentó una dureza blanda; mientras que la madera de

E. urophylla presentó una resistencia a la flexión media, al igual que en la compresión paralela

y muy alta en compresión perpendicular, alta para cizalle, media para clivaje, alta para

tracción perpendicular y una dureza clasificada como semidura.

La resistencia mecánica de las maderas de E. grandis y E. urophylla estudiadas

resultaron con una clasificación de media a alta, comparativamente con los niveles de

resistencia que presentan las diversas maderas en general.

88

La resistencia mecánica de la madera de E. urophylla es en general mayor que la

manifestada por la madera de E. grandis

La resistencia a cortante paralelo y a la tracción perpendicular, en ambas especies, es

alta, lo que indica que son maderas que presentan una muy buena adherencia entre fibras y que

pueden soportar grandes esfuerzos de tracción entre sus elementos celulares, cualidad

importante cuando se usa la madera con conectores metálicos en armaduras, crucetas,

empuñaduras, construcción y aplicaciones similares

El hilo entrecruzado que tienden a presentar las maderas de estas especies contribuye a

aumentar la resistencia de la madera a esfuerzos de cortante y tracción perpendicular en

dirección radial.

Aunque su resistencia mecánica es de media a alta, su dureza resultó ser baja en E.

grandis y media para E. urophylla. Esta es en cierta forma una cualidad en la madera ya que

significa que no obstante que presenta una buena resistencia mecánica, se pueden trabajar

bien estas maderas con máquinas y herramientas sin una alta demanda de energía o potencia,

cualidad que se busca en las maderas que se desea destinar para molduras, mangos de

herramientas y utensilios (cuchillos, cajas de empaque, embalaje, tijeras de podar, serruchos,

martillos, etc.).

Si a lo anterior a esto se le une la consideración de que no es una madera tan dura como los

encinos y que no presenta problemas para su asierre en verde; su color castaño rosáceo, su

textura fina a media y el buen brillo que presenta, puede decirse que es una madera que

cuenta con cualidades para ser usada como madera sólida en la industria maderera de

transformación secundaria (muebles, construcción, postes, molduras, mangos de herramientas,

entre otros) tomando siempre en cuenta, al momento de su asierre, un adecuado diagrama de

corte y un cuidadoso proceso de secado.

89

9. RECOMENDACIONES.

1. Por sus características estéticas como son: brillo, veteado, color y textura, se recomienda a

la madera de las dos especies para la fabricación de muebles de alta calidad, además de que

son maderas fáciles de trabajar, obteniéndose superficies tersas.

2. Realizar más estudios de este tipo para árboles de mayor edad, con el fin de hacer una

comparación de características y propiedades, y así determinar una edad óptima para el

aprovechamiento del arbolado.

3. Difundir a las instituciones relacionadas con la tecnología de la madera, los estudios y

resultados obtenidos en este trabajo, para su conocimiento y aplicación.

4. Se recomienda con estas especies incrementar las plantaciones.

90

10. LITERATURA CITADA.

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SFF: V EK. México D.F. 73 p.

TORTORELLI, A. 1956. Maderas y bosques de Argentina. ACME. Buenos Aires. 20 p.

VIGNOTE, S. y JIMÉNEZ, F. 1996. Tecnología de la madera. Ministerio de agricultura, pesca

y alimentación. Mundiprensa 356 p.

94

ANEXOS

86

ANEXO 1

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA ENSAYO DE FLEXIÓN ESTÁTICA

ESPECIE: Eucalyptus urophylla ESTADO: seco FECHA: 30-06-2003 INVESTIGADOR: ______________________ PROYECTO: Madera de Plantaciones Forestales Operativas de México, S. A. de C. V.

TOMA DE MEDIDAS Y VALORES PROP. MECÁNICAS Mediciones Valores de ensayo Cálculos DE FLEXIÓN ESTATICA Sec. central del gráfico MÓDULOS DE

Long. entre

apoyos

Peralte

Ancho

Cargas

RUPTURA

ELASTICIDAD

L h

b

Flecha deform.

fLP PLP Q

cm cm cm cm kgf kgf

h2

cm2

h3

cm3

bh2

cm3

bh3

cm4

1.5 L bh2

cm-2

L3

cm3

4 fLP *bh3

cm5

ESFUERZO AL LÍMITE DE PROP.

(ELP) kgf/cm2

(MOR) kgf/cm2

(MOE) kgf/cm2

Nº

Pobeta

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16)

C. H. (%)

(17)

1 71.12 5.03 5.07 0.940 748.4 1111.0 25.30 127.3 128.3 645.4 0.831 359728.8 2426.7 621.95 923.24 110947.14 2 71.12 5.06 5.04 0.965 737.1 1206.1 25.60 129.5 129.0 652.7 0.827 359728.8 2519.4 609.58 997.49 105244.89 3 71.12 5.02 4.93 0.787 521.6 944.4 25.20 126.5 124.2 623.6 0.859 359728.8 1964.1 448.09 811.23 95539.39

Media 559.87 910.65 103910.47 10.06 S.D. 97.00 93.76 7790.07 Σx 1679.62 2731.96 311731.42 Σx2 959194.23 2505452.5 3.2513 x 1010

Máx. 621.95 997.49 110947.14 Mín. 448.09 811.23 95539.39

(4): fLP = flecha de deformación hasta la carga al límite de proporcionalidad (PLP); (7) = (2)2; (8) = (2)3; (9) = (3)*(7); (10) = (3)(8); (11) = [1.5 (1)]/(9); (12) = (1)3; (13) = 4(4)(10); (14) = ELP = (3 PLP * L) / (2 bh2) = (1.5 L /bh2) = (5)*(11); (15) = MOR = Q(1.5 L / bh2) = (6)*(11); (16) = MOE = (PLP * L3) / (4 fLP * bh2) = ((5)(12)) /(13); La norma ASTM D-143 establece L = 28” = 71.12 cm, 1.5 L = 106.68 cm; (17) = Contenido de humedad de las probetas al momento del ensaye.

87

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA ENSAYO DE CIZALLE (CORTANTE PARALELO)

ESPECIE: Eucalyptus urophylla ESTADO : seco FECHA: 30-06-2003 INVESTIGADOR: ______________________ PROYECTO: Madera de Plantaciones Forestales Operativas de México, S. A. de C. V.

Medidas de la probeta Ensayo Cálculos Propiedad Mecánica

Dimensiones de la sección de falla (tomar dos medidas)

Dimensiones de la sección de falla

Peralte (e) Ancho (a)

Carga de ruptura

Peralte Ancho Área

Resistencia a cizalle (EM)

h1 h2 a1 a2 Q ĥ ā Ā EPR EPT EMEDIO

C. H.

cm cm cm cm kgf cm cm cm2 Kgf/cm2 (%)

Nº

de probeta

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 1T 5.25 5.05 4.99 4.94 3374.02 5.15 4.96 25.54 132.107 2T 5.17 5.05 5.01 4.97 3096.80 5.11 4.99 25.49 121.490 3R 5.08 5.00 5.01 4.94 2569.81 5.04 4.97 25.05 102.587 4T 5.09 5.03 5.00 4.95 3111.83 5.06 4.97 25.15 123.731 5R 5.11 5.03 5.00 4.92 2149.63 5.07 4.96 25.15 85.472 6T 5.09 5.03 4.92 4.88 2682.79 5.06 4.90 24.79 108.220 7R 5.14 5.06 5.05 4.82 2091.54 5.10 4.89 24.94 83.861 8R 5.15 5.09 5.01 4.94 2421.96 5.12 4.97 25.45 95.165

Media 91.771 121.387 106.579 10.0 S.D. 8.770 9.896 18.042 Σx 367.085 485.548 852.633 Σx2 33918.599 59233.01 93151.608

Máx. 102.587 132.107 132.107 Mín. 83.861 108.220 83.861

(6): ĥ = ½(h1 + h2) = ½((1) + (2)); (7): ā = ½(a1 + a2) = ½((3) + (4)); (8): Ā = ĥ * ā = (6) * (7); (9): EM = Q / Ā = (5)/(8); EPR = esfuerzo de cizalle en el plano longitudinal radial: EPT = Esfuerzo de cizalle en el plano longitudinal tangencial; EMEDIO = Esfuerzo de cizalle medio radial + tangencial; C. H. = Contenido de humedad

88

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA ENSAYO DE CLIVAJE (RAJADO)


Medidas de las probetas Ensayo Cálculos Ancho en dirección

de la falla (tomar 2 medidas) Carga de ruptura

Ancho promedio

Resistencia al Clivaje

a1 a2 Q Ā ECL

C. H.

cm cm kgf cm kgf/cm % (1) (2) (3) (4) (5) (6)

Nº de probeta

EDT EDR EM 1R 5.02 5.04 406.59 5.03 80.800 2T 4.82 4.83 281.35 4.83 58.310 3T 4.88 4.89 343.18 4.88 70.251 4T 4.88 4.88 388.83 4.88 79.678 5R 5.08 5.08 330.29 5.08 65.018 6T 4.90 4.91 383.36 4.90 78.156 7R 5.01 5.08 334.80 5.03 66.560 8T 5.00 5.03 247.18 5.02 49.239 9T 5.05 5.04 388.68 5.04 77.119

10R 5.04 5.04 421.00 5.04 83.531

Media 69.860 72.374 70.866 10.02 S.D. 13.497 7.776 11.093 Σx 419.165 289.497 708.662 Σx2 30194.110 21133.554 51327.664

Máx. 83.531 80.800 83.531 Mín. 58.310 65.018 58.310

(4): Ā = ½(a1 + a2) = ½((1) + (2)); (5): ECL = Q / Ā = (3)/(4); EDT = esfuerzo de clivaje en dirección tangencial; EDR = esfuerzo de clivaje en dirección radial; EM = Esfuerzo de clivaje medio tangencial + radial; C. H. = Contenido de humedad de las probetas al momento del ensaye.

89

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA ENSAYO DE TRACCIÓN PERPENDICULAR (⊥)


Medidas de la probeta Ensayo Cálculos Dimensiones de la sección de falla (tomar dos

medidas) Dimensiones medias de la

sección de falla

Resistencia a Tracción Perpendicular

(normal)

C. H.

Longitud (L) Ancho (a)

Carga de falla a

tracción Longitud Ancho Área E L1 L2 a1 a2 Q Ľ ā Ā EDT EDR EM


Nº

de probeta

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 1T 2.56 2.50 5.03 4.98 678.06 2.53 5.00 12.70 53.390 2T 2.54 2.50 5.00 5.02 808.60 2.52 5.01 12.62 64.070 3R 2.60 2.50 4.91 4.97 801.42 2.55 4.95 12.62 63.504 4T 2.60 2.48 5.07 4.89 454.53 2.54 4.95 12.57 36.159 5T 2.54 2.49 4.96 4.98 869.00 2.53 4.97 12.57 69.132 6R 2.54 2.46 5.07 4.92 840.68 2.50 4.99 12.47 67.416 7T 2.58 2.44 4.89 4.92 413.91 2.51 4.90 12.30 33.651 8T 2.59 2.55 5.00 4.93 606.28 2.57 4.96 12.74 47.588 9R 2.47 2.50 4.94 4.89 933.76 2.49 4.92 12.15 76.852

10R 2.59 2.48 5.00 4.89 968.26 2.53 4.95 12.52 77.337

Media 50.665 71.277 58.910 9.97 S. D. 14.404 6.907 15.636 Σx 303.990 285.109 589.099 Σx2 16439.17 20464.92 36904.09

Máx. 69.132 77.337 77.337 Min. 33.651 63.504 33.651

(6): L` = ½(L1 + L2) = ½((1) + (2)); (7): ā = ½(a1 + a2) = ½((3) + (4)); (8): Ā = Ľ * ā = (6) * (7); (9): E = Q/ Ā = (5)/(8); EDT = Esfuerzo de tracción perpendicular en dirección tangencial; EDR = esfuerzo de tracción perpendicular en dirección radial; EM = Esfuerzo de tracción perpendicular media radial + tangencial; C. H. = Contenido de humedad de las probetas al momento del ensayo.

90

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA ENSAYO DE DUREZA JANKA


Valores de dureza

Valores de dureza del ensayo (kgf) por cara T = Tangencial; R = Radial; P = Transversal

Valores medios de dureza, (kgf)

T1 T2 R1 R2 P1 P2 ^T ^R ^N ^P

C. H.

%

Nº de

probeta

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) 1 432.08 666.68 525.48 451.30 627.79 660.77 549.38 488.39 518.88 644.28 2 398.60 499.75 357.47 354.12 471.75 492.54 449.17 355.79 402.48 482.14 3 458.10 662.31 521.58 672.35 642.84 704.72 560.20 596.96 578.58 673.78 4 465.96 422.79 444.35 445.63 466.11 462.93 443.50 444.99 444.24 464.52 5 605.57 410.06 457.78 537.76 561.39 389.02 508.00 497.77 502.88 475.20 6 484.99 697.03 546.91 499.22 551.92 624.71 591.01 523.06 557.03 588.31

Media 516.83 484.46 500.68 554.70 9.77 S. D. 60.634 80.497 66.945 92.79 Σx 3101.00 2906.77 3004.09 3328.23 Σx2 1621083 1440618 1526501 1889238

Máx. 591.01 596.96 578.58 673.78 Min. 443.50 355.79 402.48 464.52

T = Cara longitudinal tangencial; R = Cara longitudinal radial; N = Promedio de dureza transversal tangencial + radial; P = Cara transversal (7): ^T = Dureza en cara longitudinal tangencial = ½(T1 + T2) = ½ ((1) + (2)); (8): ^R = Dureza en cara longitudinal radial = ½ (R1 + R2) = ½ ((3) + (4)); (9): ^N = Dureza media normal (perpendicular) a la fibra = ½( ^T + ^R) = ½((7) + (8)); (10) : ^P = Dureza media paralela a la fibra (plano transversal) = ½(P1 + P2) = ½((5) + (6)); S. D. = Desviación estándar; (11): C.H. = Contenido de humedad de las probetas al momento del ensayo.

91

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA ENSAYO DE COMPRESIÓN PARALELA (II)


Toma de datos Cálculos Propiedades mecánicas Del ensayo Esfuerzos

Dimensiones de la probeta (*) Deformación al Lim. Prop.

Carga al Lim. Prop.

Carga Máxima

Coef.

angular

Deform. unitaria fLP /L

Al Límite de prop.

Máx. de Ruptura


L e a A f PLP Q m δ ELP EM MOE cm cm cm cm2 cm kgf kgf kgf/cm ---- kgf/cm2 kgf/cm2 kgf/cm2

Nº de

probeta

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) 1 20.3 5.04 5.01 25.25 0.031 7956 12373 256645 0.001527 315.1 490.0 206352 2 20.4 5.06 4.98 25.20 0.035 6732 12209 192343 0.001716 267.1 484.5 155653 3 20.4 4.99 4.95 24.20 0.030 7854 13617 261800 0.001470 324.5 562.6 220748 4 20.4 4.99 5.00 24.95 0.037 10455 15582 282567 0.001814 419.0 624.5 230981 5 20.4 4.99 5.06 25.25 0.037 6834 12143 184703 0.001814 270.6 480.9 149173 6 20.2 4.95 4.94 24.45 0.034 3528 11443 192000 0.001683 266.9 468.0 158586 7 20.2 4.99 4.92 24.55 0.033 10506 15897 323261 0.001609 427.9 647.5 265942

Media 327.3 536.8 198205 S. D. 69.73 74.6 44762 Σx 2291.1 3758.0 1387435 Σx2 77905.0 205090.0 2.87 x 1011

Máx. 427.9 647.5 265942 Min. 266.9 468.0 149173

(1): L = Longitud de la probeta; (4): A = Área de la sección transversal = e * a = (2)*(3); (8): m = PLP / f = (6) / (5); (9): δ = deformación unitaria = fLP /L = (5)/(1); (10): ELP = PLP / A = (6) / (4); (11): EM = Q / A = (7) / (4); (12): MOE = (PLP *L) / (fLP *A) = ELP / δ = (10) / (9); (13) = Contenido de humedad de las probetas al momento del ensayo.

92

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA

ENSAYO DE COMPRESIÓN NORMAL (PERPENDICULAR) (⊥)


Toma de medidas y valores de carga Cálculos

Ancho de la probeta

Carga al

Lím. de prop. (10% de def.

maxima)

Carga Máxima

(a 0.25” (0.635 cm) de deformación

Área de carga

Esfuerzo al límite de

proporcionalidad

Esfuerzo máximo

Contenido de

humedad

a PLP Q A ELP (⊥) EM (⊥) C. H. cm kgf kgf cm2 kgf/cm2 kgf/cm2 %

Nº de probeta

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 1 5.05 1995 4163.78 25.25 79.00 164.90 2 4.99 2177 5262.85 24.95 87.25 210.93 3 5.04 2540 5276.68 25.20 100.79 209.40 4 5.05 2404 5315.53 25.25 95.21 210.50 5 5.07 1905 4145.89 25.35 75.15 163.50 6 5.05 2268 5199.31 25.25 89.82 205.90 7 5.07 2359 4983.62 25.35 93.06 196.60 8 5.01 1932 4224.47 25.05 77.13 168.60

Media 87.176 191.291 10.71 S. D. 9.288 21.738 Σx 697.41 1530.33 Σx2 61401.48 296046.60

Máx. 100.79 210.93 Min. 75.15 163.50

(2): Carga extraída del gráfico carga – deformación; (3): Carga registrada cuando se alcanza una deformación de 0.25” = 2.5 mm (4): A = 5.00 cm * a = 5.00 * (1); (5): ELP = PLP / A = (2) / (4); (6): EM = Q / A = (3) / (4).

93

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA ENSAYO DE FLEXIÓN ESTÁTICA

ESPECIE: Eucalyptus grandis ESTADO : seco FECHA: 30-06-2003 INVESTIGADOR: ______________________ PROYECTO: Madera de Plantaciones Forestales Operativas de México, S. A. de C. V.

TOMA DE MEDIDAS Y VALORES PROP. MECÁNICAS Mediciones Valores de ensayo Cálculos DE FLEXIÓN ESTATICA Sec. central del gráfico MÓDULOS DE

Long. entre

apoyos

Peralte

Ancho

Cargas

RUPTURA

ELASTICIDAD

L h

b

Flecha deform.

fLP PLP Q

cm

cm

cm

cm

kgf

kgf

h2

cm2

h3

cm3

bh2

cm3

bh3

cm4

1.5 L

bh2

cm-2

L3

cm3

4 fLP *bh3

cm5

ESFUERZO AL LÍMITE DE PROP.

(ELP)

kgf/cm2

(MOR)

kgf/cm2

(MOE)

kgf/cm2

Nº

Pobeta

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16)

C. H.

(%)

(17) 1 71.12 5.02 4.98 0.96 544.3 944.6 25.2 126.5 125.5 629.9 0.850 359728.8 2418.8 462.65 802.91 80949.39 2 71.12 4.92 5.04 0.99 771.1 1169.3 24.2 119.0 122.0 599.8 1.143 359728.8 2375.0 881.37 1336.51 116794.48 3 71.12 5.00 5.08 0.67 408.2 822.0 25.0 125.0 127.0 635.0 1.190 359728.8 1701.8 485.76 978.18 86285.87 4 71.12 4.94 5.06 0.86 453.6 788.3 24.4 120.5 123.5 610.0 1.157 359728.8 2098.3 524.82 912.11 77764.38

Media 588.64 1 007.42 90 448.53 9.92 S.D. 196.82 230.98 17912.36 Σx 2354.59 4029.71 361794.12 Σx2 1502249.0 4219704 3.368 x 1010

Máx. 881.37 1336.51 116794.48 Mín. 462.65 802.91 77764.38

(4): fLP = flecha de deformación hasta la carga al límite de proporcionalidad (PLP); (7) = (2)2; (8) = (2)3; (9) = (3)*(7); (10) = (3)(8); (11) = [1.5 (1)]/(9); (12) = (1)3; (13) = 4(4)(10); (14) = ELP = (3 PLP * L) / (2 bh2) = (1.5 L /bh2) = (5)*(11); (15) = MOR = Q(1.5 L / bh2) = (6)*(11); (16) = MOE = (PLP * L3) / (4 fLP * bh2) = ((5)(12)) /(13); La norma ASTM D-143 establece L = 28” = 71.12 cm, 1.5 L = 106.68 cm; (17) = Contenido de humedad de las probetas al momento del ensaye.

94

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA ENSAYO DE CIZALLE (CORTANTE PARALELO)


Medidas de la probeta Ensayo Cálculos Propiedad

Mecánica Dimensiones de la sección de falla (tomar dos medidas) Dimensiones de la sección de falla

Peralte (e) Ancho (a) Carga de ruptura Peralte Ancho Área

Resistencia a cizalle (EM)

h1 h2 a1 a2 Q ĥ ā Ā EPR EPT EMEDIO

C. H.


Nº

de probeta

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 1T 4.50 4.52 5.02 5.01 2763.65 4.51 5.01 22.59 113.49 2R 4.43 4.50 5.08 5.08 1898.57 4.46 5.08 22.66 83.79 3R 4.64 4.62 5.06 5.04 1753.87 4.63 5.05 23.38 75.02 4R 4.53 4.53 5.07 5.08 1608.91 4.53 5.07 22.97 70.04 5T 4.52 4.54 4.97 4.96 2563.42 4.53 4.96 22.47 114.08 6T 4.57 4.56 4.97 4.96 2218.45 4.57 4.96 22.67 97.86 7R 4.61 4.54 4.99 5.00 2275.89 4.57 4.99 22.80 99.82 8R 4.51 4.50 5.01 5.02 1464.01 4.51 5.01 22.59 64.80 9R 4.54 4.57 5.13 5.09 1529.12 4.55 5.11 23.25 65.77 10T 4.57 4.57 5.03 5.04 2212.83 4.57 5.03 22.99 96.25 11R 4.51 4.63 5.06 5.08 1627.02 4.57 5.07 23.17 70.22 12R 4.59 4.59 5.08 5.09 1797.24 4.59 5.08 23.21 77.43 13T 4.41 4.46 5.02 5.01 2628.16 4.43 5.01 22.19 118.43 14T 4.59 4.58 5.01 5.03 2213.35 4.59 5.02 23.04 96.06

Media 75.86 106.03 88.79 9.61 S.D. 11.52 10.35 18.78 Σx 606.89 636.1 1243.06 Σx2 46969.38 67988.06 114957.4

Máx. 99.82 118.43 118.43 Mín. 64.80 96.06 64.80

(6): ĥ = ½(h1 + h2) = ½((1) + (2)); (7): ā = ½(a1 + a2) = ½((3) + (4)); (8): Ā = ĥ * ā = (6) * (7); (9): EM = Q / Ā = (5)/(8); EPR = esfuerzo de cizalle en el plano longitudinal radial: EPT = Esfuerzo de cizalle en el plano longitudinal tangencial; EMEDIO = Esfuerzo de cizalle medio radial + tangencial; C. H. = Contenido de humedad

95

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA ENSAYO DE CLIVAJE (RAJADO)


Medidas de las probetas

Ensayo

Cálculos

Ancho en dirección de la falla (tomar 2 medidas)

Carga de ruptura

Ancho promedio

Resistencia al Clivaje

a1 a2 Q Ā ECL

C. H.

cm cm kgf cm kgf/cm % (1) (2) (3) (4) (5) (6)

Nº

de probeta

EDT EDR EM 1T 5.05 5.04 382.15 5.04 75.82 2R 5.08 5.09 407.73 5.08 80.26 3T 5.08 5.10 273.34 5.09 53.70 4R 5.06 5.06 364.09 5.06 71.95 5R 5.06 4.98 393.70 5.00 78.74 6T 5.13 5.15 294.42 5.14 57.28 7R 4.98 4.97 307.61 4.97 61.89 8R 5.05 5.01 410.86 5.03 81.68 9T 5.06 5.04 281.56 5.05 55.75

10T 5.05 5.06 341.92 5.05 67.71 11R 5.07 5.08 443.00 5.07 87.37 12R 4.98 4.96 463.86 4.97 93.33 13R 4.95 4.93 414.59 4.94 83.92 14T 5.07 5.07 202.64 5.07 39.96

Media 58.37 79.89 70.67 9.63 S.D. 12.33 9.59 15.17 Σx 350.22 639.14 989.36 Σx2 21202.86 51707.02 72909.89

Máx. 75.82 87.37 87.37 Mín. 39.96 61.89 39.96

(4): Ā = ½(a1 + a2) = ½((1) + (2)); (5): ECL = Q / Ā = (3)/(4); EDT = esfuerzo de clivaje en dirección tangencial; EDR = esfuerzo de clivaje en dirección radial; EM = Esfuerzo de clivaje medio tangencial + radial; C. H. = Contenido de humedad de las probetas al momento del ensaye.

96

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA ENSAYO DE TRACCIÓN PERPENDICULAR (⊥)


Medidas de la probeta Ensayo Cálculos Dimensiones de la sección de falla (tomar dos medidas) Dimensiones medias de la

sección de falla

Resistencia a Tracción Perpendicular

(normal)

C. H.

Longitud (L) Ancho (a)

Carga de falla a tracción

Longitud Ancho Área E L1 L2 a1 a2 Q Ľ ā Ā EDT EDR EM


Nº

de probeta

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 1T 2.43 2.42 5.12 5.11 557.94 2.42 5.11 12.36 45.14 2R 2.35 2.37 5.00 5.01 575.92 2.36 5.00 11.80 48.80 3R 2.34 2.39 5.02 5.01 490.09 2.36 5.01 11.82 41.46 4T 2.39 2.45 5.13 5.17 540.99 2.42 5.15 12.46 43.42 5T 2.51 2.53 5.08 5.09 568.83 2.52 5.08 12.80 44.44 6R 2.45 2.45 5.08 5.08 848.65 2.45 5.08 12.44 68.22 7T 2.39 2.40 5.10 5.06 628.97 2.40 5.09 12.21 51.51 8T 2.44 2.39 5.06 5.11 655.13 2.42 5.09 12.32 53.17 9T 2.45 2.43 5.11 5.11 491.06 2.44 5.11 12.47 39.38

10R 2.41 2.41 5.05 5.04 617.77 2.41 5.04 12.15 50.84 11R 2.34 2.43 5.01 5.04 691.42 2.38 5.03 11.97 57.76 12T 2.52 2.51 5.11 5.09 653.07 2.51 5.10 12.80 51.02 13T 2.37 2.37 5.01 4.99 637.80 2.37 5.00 11.85 53.82 14R 2.45 2.41 5.05 5.05 554.36 2.43 5.05 12.27 45.18

Media 47.737 52.04 49.58 11.95 S. D. 5.313 9.65 7.476 Σx 381.90 312.26 694.160 Σx2 18428.6 16716.5 35145.1

Máx. 53.82 68.22 68.22 Min. 39.38 41.46 39.38

(6): L` = ½(L1 + L2) = ½((1) + (2)); (7): ā = ½(a1 + a2) = ½((3) + (4)); (8): Ā = Ľ * ā = (6) * (7); (9): E = Q/ Ā = (5)/(8); EDT = Esfuerzo de tracción perpendicular en dirección tangencial; EDR = esfuerzo de tracción perpendicular en dirección radial; EM = Esfuerzo de tracción perpendicular media radial + tangencial; C. H. = Contenido de humedad de las probetas al momento del ensayo.

97

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA ENSAYO DE DUREZA JANKA


Valores de dureza

Valores de dureza del ensayo (kgf) por cara T = Tangencial; R = Radial; P = Transversal

Valores medios de dureza, (kgf)

T1 T2 R1 R2 P1 P2 ^T ^R ^N ^P

C. H.

%

Nº de

probeta

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) 1 399.71 338.80 322.79 268.76 410.56 459.99 369.25 295.77 332.51 435.27 2 285.64 308.48 309.99 355.56 471.23 409.25 297.06 332.77 314.91 440.24 3 271.69 270.59 282.14 243.72 398.34 372.40 271.14 262.93 267.03 385.37 4 376.69 370.66 277.58 285.88 560.90 454.55 373.67 281.73 327.70 507.72 5 314.66 294.45 359.52 349.63 387.82 413.24 304.55 354.57 329.56 400.53 6 349.56 274.43 284.54 194.25 449.34 485.49 311.99 239.39 275.69 467.41

Media 321.27 294.52 307.90 439.42 9.56 S. D. 41.26 43.06 29.06 44.49 Σx 1927.66 1767.16 1847.40 2636.54 Σx2 627824.83 529747.20 573038.28 1168457.20

Máx. 373.67 354.57 332.51 507.72 Min. 271.14 239.39 267.03 385.37

T = Cara longitudinal tangencial; R = Cara longitudinal radial; N = Promedio de dureza transversal tangencial + radial; P = Cara transversal (7): ^T = Dureza en cara longitudinal tangencial = ½(T1 + T2) = ½ ((1) + (2)); (8): ^R = Dureza en cara longitudinal radial = ½ (R1 + R2) = ½ ((3) + (4)); (9): ^N = Dureza media normal (perpendicular) a la fibra = ½( ^T + ^R) = ½((7) + (8)); (10) : ^P = Dureza media paralela a la fibra (plano transversal) = ½(P1 + P2) = ½((5) + (6)); S. D. = Desviación estándar; (11): C.H. = Contenido de humedad de las probetas al momento del ensayo.

98

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA ENSAYO DE COMPRESIÓN PARALELA (II)


Toma de datos Cálculos Propiedades mecánicas Del ensayo Esfuerzos

Dimensiones de la probeta (*) Deformación al Lim. Prop.

Carga al Lim. Prop.

Carga Máxima

Coef.

angular

Deform. unitaria fLP /L

Al Límite de prop.

Máx. de Ruptura


L e a A f PLP Q m δ ELP EM MOE cm cm cm cm2 cm kgf kgf kgf/cm ---- kgf/cm2 kgf/cm2 kgf/cm2

Nº de

probeta

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) 1 20.32 5.03 5.11 25.68 0.049 10659 12384.7 217530.6 0.00241 415.1 482.3 172240 2 20.32 4.92 4.99 24.57 0.042 7140 10154.6 170000.0 0.00206 290.6 413.3 140658 3 20.32 4.99 4.88 24.35 0.044 8364 10506.4 190090.9 0.00216 343.5 431.5 158660 4 20.32 4.95 5.07 25.09 0.042 9588 14306.0 228285.7 0.00206 382.1 570.2 184946 5 20.32 5.04 4.98 25.10 0.040 5610 9799.6 140250.0 0.00197 223.5 390.4 113567 6 20.32 5.01 5.07 25.40 0.045 7905 10135.1 175666.6 0.00221 311.2 399.0 140560 7 20.32 5.09 5.08 25.86 0.033 5814 11696.7 176181.8 0.00162 224.8 452.3 138423 8 20.32 5.04 4.97 25.05 0.047 6630 9816.2 141063.8 0.00231 264.7 391.9 114440 9 20.32 5.00 5.05 25.25 0.052 9078 13269.4 174576.9 0.00256 359.5 525.5 140484

Media 312.77 450.70 144886.4 S. D. 67.93 63.65 23844.1 Σx 2815 4056.33 1303978 Σx2 917388 1860610 1.93 x 1011

Máx. 415.1 525.5 184946 Min. 223.5 390.4 113567

(1): L = Longitud de la probeta; (4): A = Área de la sección transversal = e * a = (2)*(3); (8): m = PLP / f = (6) / (5); (9): δ = deformación unitaria = fLP /L = (5)/(1); (10): ELP = PLP / A = (6) / (4); (11): EM = Q / A = (7) / (4); (12): MOE = (PLP *L) / (fLP *A) = ELP / δ = (10) / (9); (13) = Contenido de humedad de las probetas al momento del ensayo.

99

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA

ENSAYO DE COMPRESIÓN NORMAL (PERPENDICULAR) (⊥) ESPECIE: Eucalyptus grandis ESTADO : seco FECHA: 30-06-2003 INVESTIGADOR: ______________________ PROYECTO: Madera de Plantaciones Forestales Operativas de México, S. A. de C. V.

Toma de medidas y valores de carga Cálculos

Ancho de la probeta

Carga al

Lím. de prop. (10% de def.

maxima)

Carga Máxima

(a 0.25” (0.635 cm) de deformación

Área de carga

Esfuerzo al límite de

proporcionalidad

Esfuerzo máximo

Contenido de

humedad

a PLP Q A ELP (⊥) EM (⊥) C. H. cm kgf kgf cm2 kgf/cm2 kgf/cm2 %

Nº de probeta

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 1 5.11 1270.0 2551.0 25.55 49.70 99.84 2 5.00 1859.8 3358.6 25.00 74.39 134.34 3 5.00 1632.9 3267.8 25.00 65.32 130.71 4 4.98 1202.0 2617.7 24.90 48.27 105.13 5 5.10 1542.2 3124.4 25.50 60.48 122.53 6 5.09 1655.6 2876.0 25.45 65.05 113.00

Media 60.535 117.591 9..89 S. D. 10.031 13.917 Σx 363.21 705.550 Σx2 22489.99 83935.283

Máx. 65.32 134.34 Min. 48.27 99.84

(2): Carga extraída del gráfico carga – deformación; (3): Carga registrada cuando se alcanza una deformación de 0.25” = 2.5 mm (4): A = 5.00 cm * a = 5.00 * (1); (5): ELP = PLP / A = (2) / (4); (6): EM = Q / A = (3) / (4).

100

ANEXO 2 Clasificación de porosidad. (Tortorelli, 1956)

a) Distribución DISTRIBUCIÓN DESCRIPCIÓN Difusa Distribuida uniformemente en toda la zona de crecimiento. Circular Poros de cavidad amplia a lo largo del límite extremo de la

zona de crecimiento en la madera temprana. Semicircular Los poros van disminuyendo de diámetro gradualmente

hacia la madera tardía. | b) Agrupación AGRUPACIÓN DESCRIPCIÓN Solitarios Poros individuales rodeados por otro tipo de elementos. Múltiples Dos o más poros unidos comprimida uno contra otro en

sentido radial. En cadena Poros separados pro alineados en serie agrupados Poros separados pero distribuidos en grupos de 3 a más.

c) Diámetro. RANGO CLASIFICACIÓN < 100 µ Pequeños 100 –200 µ Medianos 200 – 300 µ Grandes > 300 µ Muy grandes

d) Longitud LONGITUD (µ) CLASIFICACIÓN < 350 Cortos 350 – 800 Medianos > 500 Largos

101

e) Abundancia

RANGO (No.) CLASIFICACIÓN < 10 Poco numerosos 10 – 20 Numerosos 20 – 40 Muy numerosos > 40 Extremadamente numerosos

f) Perforación entre elementos. TIPO OBSERVACIÓN Simple Abertura única grande Múltiple Dos o más aberturas Orlada Cuando el remanente de la pared en la abertura simple forman

un margen alrededor Escaleriforme Varias performaciones alargadas o paralelas Reticulada Varias performaciones pequeñas en forma de red, numerosas Efedroide Aberturas pequeñas poco numerosas y más o menos circulares. Clasificación de rayos. (Tortorelli, 1956)

a) Abundancia No/mm CLASIFICACIÓN < 2 Muy escasos 3 – 4 Escasos 5 – 7 Poco numerosos 8 – 10 Numerosos 10 – 15 Muy numerosos > 15 Extremadamente numerosos

b) Altura ALTURA CLASIFICACIÓN < 200 Muy bajos 200 – 500 Bajos 500 – 800 Medianos

102

800 – 2000 Altos > 2000 Muy altos

c) Anchura ANCHURA CLASIFICACIÓN < 25 Muy angostos 25 – 50 Moderadamente angostos 50 – 100 Medianos 100 – 200 Moderadamente anchos > 200 Muy angostos Clasificación de la fibra. (tortorelli, 1956)

a) Diámetro de fibras RANGO DE DIÁMETRO (µ) CLASIFICACIÓN < 25 Finas 25 – 40 Medianas > 40 Anchas

b) Espesor de la pared MAGNITUD CLASIFICACIÓN El lumen es ¾ o más del diámetro total de la fibra Muy delgada El lumen ocupa ¾ a ½ del diámetro total Delgada Lumen de ½ a 1/3 del diámetro total Gruesa Lumen menor a 1/3 del diámetro total Muy gruesa Clasificación de la densidad básica, (Torelli, 1982) Db (gr/cm3 ) CLASIFICACIÓN < 0.26 Excepcionalmente bajo 0.26 – 0.38 Baja 0.38 – 0.56 Media 0.56 – 0.70 Alta 0.70 – 0.89 Muy alta > 0.89 Excepcionalmente alta

103

Clasificación de las contracciones en la madera, según su intensidad (%). Fuentes (s/f)

TANGENCIAL RADIAL VOLUMÉTRICA CLASIFICACIÓN tv a to tv a t12 rv a ro rv a ro vv a vo vv a v12

Muy baja < 3.5 < 2.5 < 2.0 < 1.0 < 7.5 <4.1 Baja 3.6 – 5.0 2.6 – 4.0 2.1 – 3.0 1.1 – 2.1 7.6 –10.0 4.2 – 5.6Media 5.1 – 6.5 4.1 – 5.0 3.1 – 4.0 2.1 – 3.0 10.1 15.0 5.1 – 8.5Alta 6.6 – 8.0 5.6 – 7.0 4.1 – 5.0 3.1 – 4.0 15.1 19.0 8.6 –10.8Muy alta > 8.1 >7.1 >5.1 >4.1 >19.1 >10.9 tv, rv, vv = Dimensiones en estado verde. to, ro, vo = Dimensiones en estado anhidro. t12, r12, v12 = Dimensiones al 12 % de CH. Clasificación de la relación de anisotropía (A) en la madera, según su intensidad. Fuentes (s/f) A = βTt / βrT CLASIFICACIÓN VALOR DE (A) Baja < 1.70 Alta 1.71 – 2.30 Muy alta > 2.30 Clasificación de coeficiente de contracción volumétrica presentada por Fuentes (1998) RANGO (%) CLASIFICACIÓN < 0.25 Muy bajo 0.26 - 0.40 Bajo 0.41 – 0.50 Medio 0.51 – 0.63 Alto >0.63 Muy alto

104

CLASIFICACIÓN DE LOS VALORES DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LAS MADERAS.

Clasificación de las contracciones lineales presentada por Fuentes, (s/f)

Tangencial Radial Clasificación

tv a to tv a t12 rv a r0 rv a r12

Muy baja Baja

Media Alta

Muy alta

<3.5 3.6-5.0 5.1-6.5 6.6-8.0

>8.1

<2.5 2.6-4.0 4.1-5.5 5.6-7.0

>7.1

<2.0 2.1-3.0 3.1-4.0 4.1-5.0

>5.1

<.1.0 1.1-2.0 2.1-3.0 3.1-4.0

>4.1 tv, rv, vv = dimensiones en estado verde. t0, r0, v0 = dimensiones en estado anhidro. T12, r12, v12 = dimensiones al 12% de CH.

Coeficiente de contracción volumétrica presentada por Fuentes, (1998)

Rango (%) Clasificación <0.25 Muy bajo 0.26-0.40 Bajo 0.41-0.50 Medio 0.51-0.63 Alto >0.63 Muy alto

Clasificación de la madera según su relación de anisotropía, Ordóñez (1990)

Rango Clasificación <1.5 Muy estable

1.5 a 2.0 Estable 2.0 a2.5 Moderadamente estable 2.5 a3.0 Inestable

>3.0 Muy inestable

105

Flexión Estática

Clasificación del MOR y MOE, según Novelo (1964)

Nivel y valor MOR (kg/cm2) MOE (kg/cm2)1000 Muy bajo <400 <70 Bajo 401-900 70-100 Medio 901-1350 101-150 Alto 1351-1800 151-200 Muy alto >1800 >200 Compresión paralela

Clasificación del Esfuerzo máximo (MOR) a compresión paralela al 12% de CH según Fuentes (1998) Compresión paralela (kg/cm2) Nivel <300 Muy baja 301-450 Baja 451-700 Media 701-950 Alta >950 Muy alta Compresión perpendicular Clasificación de la compresión perpendicular (Esfuerzo máximo) al 12% de CH según Fuentes (1998) Compresión paralela (kg/cm2) Nivel <35 Muy baja 35-75 Baja 76-120 Media 121-175 Alta >175 Muy alta

Cortante (Cizalle)

Clasificación de la resistencia unitaria a cortante paralelo, según Novelo (1964)

Rango (kg/cm2) Clasificación 50-70 Baja 70-100 Media 100-160 Alta

Rajado (Clivaje)

106

Resistencia al esfuerzo al clivaje (rajado) al 12 % de CH, según Pérez (1983) Rango (kg/cm) Clase <62 Baja 62 a 124.5 Media >124.5 Alta Tracción perpendicular Clasificación del esfuerzo máximo a tracción perpendicular (Tp) y cota de calidad (Ca), según Vignote y Jiménez (1996)

Tensión perpendicular al 12% de CH (kg/cm2) Tp Clase Ca Clase 25 Baja 0.15-0.30 Baja adherencia 25-45 Media 0.30-0.45 Mediana adherencia >45 Alta 0.45-0.60 Alta adherencia

Dureza Clasificación de la dureza Janka, según Fuentes (1998)

Valor (kg) Clasificación <200 Muy baja 201-400 Baja 401-800 Media 801-1200 Alta >1200 Muy alta

Clasificación de la Dureza Janka, en dirección paralela, según Jiménez (1999)

Valor (kp/cm2) Clasificación < 350 Muy blandas 350 - 500 Blandas 500 - 650 Semiduras 650 -1000 Duras > 1000 Muy duras

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