Determinación de propiedades mecánicas de chapas de maderas cultivadas en el noreste de Argentina por ultrasonido y flexión estática

Abstract

En este trabajo se realizó un estudio comparativo de las propiedades elásticas de chapas de madera evaluadas mediante ensayos de flexión y por ultrasonido con el fin de verificar la efectividad de las técnicas no destructivas como herramientas válidas de caracterización. Se utilizó madera de las especies Eucalyptus Grandis (EU) y Pinus Taeda (PI). Las chapas de EU y PI utilizadas fueron debobinadas de árboles de 12 y 19 años edad, respectivamente, de montes de la empresa Tapibecua S.A. del NO de Argentina. Las propiedades a la flexión en tres puntos se determinaron según procedimiento informado por Siegel et al (1) para chapas. Los ensayos de flexión se realizaron en una máquina universal INSTRON 3369, utilizando probetas de 10 mm x 60 mm x espesor mm utilizando una distancia entre apoyos de 50 mm y una velocidad de desplazamiento del cabezal de 1 mm/min. Se determinó el módulo dinámico por ultrasonido utilizando un equipo Fakkop Ultrasonic Timer. Se midió la densidad de muestras estabilizadas en cámara a 65 HR y 20°C por 7 días previo a los ensayos mecánicos. La densidad promedio para probetas de EU y PI fue de 0,51 ±0,05 g.cm-3 y 0,62 ±0,1 g.cm-3 respectivamente. La menor densidad del EU estaría asociado a su menor edad respecto al pino (2) El valor de módulo de flexión promedio para probetas de EU y PI resultó ser de 7,8 ±1,8 GPa y 7,2 ±1,5 GPa respectivamente, mientras que el módulo dinámico alcanzó valores de 6,8 ±0,8 GPa y 7,0± 1,1 GPa para EU y PI, respectivamente. Los valores de módulo dinámico fueron similares para ambas especies mientras que el módulo en flexión fue levemente más alto para el EU a pesar de su menor densidad. Este comportamiento concuerda con lo informado en la literatura para ambas especies y estaría asociado a la mayor rigidez que presentan las estructuras de fibras del EU respecto a las traqueidas del PI (2,3). Los coeficientes de determinación (R2) de la regresión lineal entre el módulo dinámico y a la flexión fueron de 0,92 y 0,84 para el PI y EU, respectivamente (Figura 1), indicando un buen ajuste lineal, sugiriendo la viabilidad de utilizar el método no destructivo para caracterizar la chapa de madera. Como era de esperar se observó para ambas especies un incremento de módulo con la densidad de la muestra. Como conclusión se logró verificar la efectividad de las técnicas de ultrasonido como herramienta válida para predecir el valor del módulo de elasticidad en chapas madera sin necesidad de recurrir a ensayos destructivos, lo cual es muy relevante a nivel industrial para propósitos de clasificación.