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1 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGON CLASIFICADA VISUALMENTE INSTITUTO FORESTAL 2013 Informe Técnico N° 196 2 3 Informe Técnico N° 196 INSTITUTO FORESTAL UNIDAD DE TÉCNOLOGÍA E INDUSTRIAS DE LA MADERA GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGON CLASIFICADA VISUALMENTE Autores Luis Vásquez V.1 Gonzalo Hernández C.2 Raúl Campos P.3 Patricio Elgueta M. 4 Marcelo González R.5 1 Instituto Forestal. luis.vasquez@infor.cl 2 Instituto Forestal. gonzalo.hernandez@infor.cl 3 Instituto Forestal. raul.campos@infor.cl 4 Instituto Forestal. patricio.elgueta@infor.cl 5 Instituto Forestal. marcelo.gonzalez@infor.cl mailto:luis.vasquez@infor.cl 4 INSTITUTO FORESTAL - Chile 2013 Grados Estructurales de la Madera Aserrada de Pino Oregón Clasificada Visualmente Informe Técnico N° 196 Unidad de Tecnología e Industria de la Madera, INFOR, Sede Bio Bio. Estudio financiado por el Contrato de Desempeño INFOR-MINAGRI 2013. ISBN N° 978-956-318-094-7 www.infor.cl www.construccionenmadera.cl http://www.infor.cl/ 5 PRÓLOGO La especie forestal pino oregón (Pseudotsufa menziessi) es una conífera nativa de Norteamérica, que ha presentado un buen comportamiento a las condiciones de suelo y clima de algunas regiones del sur de Chile. En la actualidad se ha transformado en la segunda especie de mayor producción de madera aserrada del país con cerca de 124.213 m3 anuales (2011); y una superficie plantada que alcanza las 16.780 hectáreas, distribuidas en las regiones del Maule, Bío Bío, Araucanía, Los Ríos, Los Lagos y Aysén. El presente estudio permite caracterizar la madera aserrada de pino oregón destinada a usos estructurales, a través de ensayos físicos, mecánicos y de clasificación estructural realizados por el Laboratorio de Madera Estructural del Instituto Forestal (LME-INFOR); laboratorio que cuenta con la acreditación de su sistema de gestión basado en la norma ISO 17025, lo que permite el reconocimiento de sus resultados a nivel nacional e internacional. La presente publicación “Grados Estructurales de Madera Aserrada de Pino Oregón Clasificada Visualmente”, fue financiada con recursos provenientes de convenio 2013, suscrito entre el Ministerio de Agricultura (MINAGRI) y el Instituto Forestal (INFOR). Participaron en este estudio los profesionales y técnicos de la Unidad de Tecnología e Industrias de la Madera del INFOR Srs. Luís Vásquez Valenzuela, Gonzalo Hernández Careaga, Patricio Elgueta Muñoz, Raúl Campos Pous, y Marcelo González Retamal. 6 7 ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................... 1 2. METODOLOGÍA .......................................................................................................................... 2 2.1 Madera ................................................................................................................................ 2 2.2 Clasificación visual ............................................................................................................... 2 2.2.1 Norma de clasificación NCh 1970/2 ............................................................................. 2 2.2.2 Norma de clasificación NCh 1207................................................................................. 4 2.3 Ensayos físicos y mecánicos ................................................................................................ 6 2.3.1 Resistencia y rigidez en flexión .................................................................................... 6 2.3.2 Resistencia a la tracción paralela a las fibras ............................................................... 8 2.3.3 Resistencia a la compresión paralela a las fibras ......................................................... 9 2.3.4 Densidad ..................................................................................................................... 11 2.4 Determinación de los valores admisibles y característicos ............................................... 11 2.4.1 Determinación de los valores admisibles según norma chilena NCh 3028/2 ........... 12 2.4.2 Determinación de valores característicos según estándar australiano-neozelandés AS/NZS 4063.2 ..................................................................................................................... 15 2.4.3 Determinación de valores característicos según estándar europeo EN 384 ............. 18 3. RESULTADOS ........................................................................................................................... 21 3.1 Clasificación visual estructural .......................................................................................... 21 3.2 Ensayos físicos y mecánicos .............................................................................................. 25 3.3 Valores admisibles y característicos .................................................................................. 29 4. CONCLUSIONES ....................................................................................................................... 34 5. REFERENCIAS ........................................................................................................................... 35 6. ANEXOS ................................................................................................................................... 36 8 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 1 1. INTRODUCCIÓN La clasificación estructural de madera consiste en la técnica mediante la cual las piezas de madera se agrupan según su capacidad para resistir cargas o esfuerzos. Este agrupamiento proporciona al usurario la confianza de esperar un valor mínimo de resistencia para las piezas de un determinado grupo o grado estructural, cualquiera sea el origen del material. Cada grado se asocia con un conjunto de tensiones admisibles que permiten diseñar estructuras de madera en forma segura y confiable. Existen dos métodos de clasificación estructural de madera: la clasificación mecánica y la clasificación visual. La primera consiste en someter a las piezas a un ensayo no destructivo por medio del cual se determina la rigidez y se asocia a una clase estructural. Por otro lado, la clasificación visual consiste en examinar una serie de características de la madera, como nudos, inclinación de la fibra, grietas, alabeos, etc. Esta clasificación visual debe ser realizada por clasificadores, que corresponde a personal calificado y entrenado para realizar esta labor en los aserraderos. Un clasificador requiere de un entrenamiento y formación adecuados, por medio de cursos que sean realizados por entidades técnicamente competentes, y reconocidas por el mercado y la autoridad reguladora. El presente estudio contiene los resultados de un método de clasificación visual estructural de madera aserrada de Pino oregón, junto con la determinación de valores característicos provenientes de ensayos físicos y mecánicos en piezas de tamaño comercial. La madera utilizada fue obtenida la zona de Villarrica, regiónde la Araucanía. GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 2 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 2. METODOLOGÍA 2.1 Madera La muestra de madera de pino oregón (Pseudotsuga menziesii) utilizada en el presente estudio se obtuvo del Aserradero Voipir Ltda., cuyas plantaciones provienen de la zona de Villarrica, región de la Araucanía. La madera fue obtenida de bosques de 28-30 años y 47-48 años, sometidas a manejos de raleo y poda. 2.2 Clasificación visual La clasificación visual estructural de la madera de pino oregón fue realizada bajo la norma chilena NCh 1970/2 “Maderas – Parte 2: Especies coníferas – Clasificación visual para uso estructural – Especificaciones de los grados de calidad. Sin embargo, debido a las altas exigencias de clasificación de esta norma, principalmente en la medición de nudos y velocidad de crecimiento, además de su escaso uso comercial en el país; se realizó una segunda clasificación estructural visual basada en la norma chilena NCh 1207 “Pino radiata – Clasificación visual para uso estructural – Especificaciones de los grados de calidad”. El alcance de la norma NCh 1207 aplica a madera aserrada y cepillada de pino radiata, sin embargo los principios de clasificación especificados se pueden aplicar a pino oregón u otra especie conífera, tal como ocurre a nivel internacional donde la mayoría de las especies se agrupan generalmente cuando las características de la madera de dos o más especies son muy similares, o por conveniencia de marketing. La aplicación de ambas normas de clasificación estructural visual fue realizada por clasificadores del Laboratorio de Madera Estructural del Instituto Forestal (LME- INFOR). 2.2.1 Norma de clasificación NCh 1970/2 La norma chilena NCh 1970/2, concuerda en lo medular con la norma australiana AS 2858 “Timber – Softwood – Visually Stress – Graded for Structural purposes”. Se establecen requisitos que debe cumplir la madera aserrada o cepillada de especies coníferas, con un contenido de humedad menor o igual al 20%. La norma señala cuatro grados de calidad, identificados como: grado estructural N°1, grado estructural N°2, grado estructural N°3 y grado estructural N°4; los cuales se obtienen a través de límites admisibles para las características de la madera de coníferas, tales como tamaños de nudos y agujeros (Concepto Razón Área Nudosa), acebolladura, bolsillos de corteza, resina y/o crecimientos anormales, grietas, rajaduras, desviación de la fibra, velocidad de crecimiento, arista faltante, madera juvenil y alabeos. Estos límites admisibles para la clasificación visual estructural se encuentran descritos en la tabla 2.1. GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 3 Tabla 2.1: Límites admisibles para los grados estructurales visuales de especies coníferas según NCh1970/2 Tipo de característica Grado estructural N°1 Grado estructural N°2 Grado estructural N°3 Grado estructural N°4 Generales Cada pieza debe estar correctamente aserrada de modo que las superficies adyacentes sean ortogonales entre sí, cumplir con las tolerancias especificadas y tener los extremos despuntados con un corte normal al eje de la pieza Perforación – pudrición – evidencia de madera de reacción No se aceptan Nudo y agujero (sano, firme o suelto, circular, ovalado, aislado, en grupo, en racimo o en la arista) Totalmente ubicado en la zona central de la cara, de ancho W En: W = 0,50 a RANT 25% En: W = 0,60 a RANT 33% En: W = 0,75 a RANT 40% En: W = 0,75 a RANT 50% En el borde de la cara RANB 25% RANB 40% RANB 50% RANB 60% En el canto RANT 25% RANT 40% RANT 50% RANT 60% Otros nudos RAN1 15% RAN1 25% RAN1 30% RAN1 40% Acebolladura No se acepta Se acepta con S 3mm, si no se extiende de una superficie a otra Bolsillos (de corteza, resina y/o crecimiento anormales) No se acepta Se acepta si cada uno de ellos cumple con l 150 mm; S 10 mm (o un área equivalente) Grietas Superficiales Se aceptan si cada una de ellas cumple con l 450 mm; S 1 mm Se aceptan si l 600 mm; S 1 mm Se aceptan si l 600 mm; S 2 mm En los extremos de la pieza No se aceptan Se aceptan si: l a/2 y si en cada extremo (∑ 2a) y (∑ 200 mm) (tomar el menor de los dos valores) Se aceptan si: l a y si en cada extremo (∑ 2a) y (∑ 200 mm) (tomar el menor de los dos valores) Rajaduras No se aceptan Se aceptan si: l a/2 y si en cada extremo (∑ 2a) y (∑ 200 mm) (tomar el menor de los dos valores) Se aceptan si: l a y si en cada extremo (∑ 2a) y (∑ 200 mm) (tomar el menor de los dos valores) Desviación de fibra 1 en 15 1 en 10 1 en 8 1 en 6 Albura y mancha biológica Se aceptan sin limitación Velocidad de crecimiento Mayor o igual que 1,6 anillos/cm No se limita GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 4 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L Tipo de característica Grado estructural N°1 Grado estructural N°2 Grado estructural N°3 Grado estructural N°4 Arista faltante (canto muerto) En piezas con espesor e 38 mm Se acepta si: d 0,15 e (en canto) d 0,15 a (en cara) Se acepta si: d 0,25 e (en canto) d 0,25 a (en cara) En piezas con espesor e 38 mm Se acepta si: d 0,33 e (en canto) d 0,50 a (en cara) Madera juvenil En piezas con ancho a 240 mm No se acepta Se acepta sin limitación En piezas con ancho a 240 mm Se acepta sin médula, y si además: i) Ocurre sólo en el 1/3 central del ancho de la pieza. ii) el ancho máximo de los anillos de crecimiento es igual o menor que 6 mm. Se acepta con médula, y si además: i) Ocurre sólo en el 1/3 central del ancho de la pieza. ii) el ancho máximo de los anillos de crecimiento es igual o menor que 6 mm. Se acepta sin limitación Alabeos Arqueadura, encorvadura, torcedura Ver requerimientos en anexo A, NCh 1970/2. Acanaladura Se aceptan magnitudes que no excedan 1 mm por cada 50 mm de ancho de la pieza a: ancho de la pieza; e: espesor de la pieza; L = longitud de la pieza; d: magnitud del defecto; ∑ : longitudes acumuladas del defecto; S: ancho del defecto. Fuente: NCh 1970/2 2.2.2 Norma de clasificación NCh 1207 La norma chilena NCh 1207 señala que la madera debe presentar un contenido de humedad menor o igual al 19%, estableciendo los siguientes grados de calidad: - Grado Estructural Selecto (GS): Corresponde a piezas de gran capacidad resistente. Su aplicación usual es el de elementos sometidos a grandes solicitaciones. - Grado Estructural N°1 (G1): Corresponde a piezas adecuadas para ser utilizadas en tipologías constructivas normales. Adecuado para envigados, pisos y entramados de techumbre - Grado Estructural N°2 (G2): Corresponde a piezas de moderada capacidad resistente. Adecuado para entramados de muros estructurales. Los límites admisibles para tamaño de nudos (concepto de razón área nudosa), inclinación de fibra, médula, arista faltante, bolsillos de resina y de corteza, fisuras, y alabeos; se puede observar en la tabla 2.2 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 5 Tabla 2.2: Exigencias para los grados estructuralesvisuales de Pino radiata según NCh 1207 Defectos Grados estructurales Visuales GS G1 G2 Nudos Sin CB Con CB Sin CB Con CB h ≤ 150mm h > 150 mm RANB ≤ 50% > 50% ≤ 50% > 50% Sin Restricción Sin Restricción RANT ≤ 33% ≤ 20% ≤ 50% ≤ 33% ≤ 66% ≤ 50% RANI ≤ 50% ≤ 33% RANNA No se Acepta No se Acepta ≤ 25% ≤ 25% ≤ 33% ≤ 33% Inclinación de fibra 1:8 1:6 1:6 Médula No se Acepta Se acepta sólo en la mitad central del ancho + Ancho de médula de hasta 12 mm en cualquier largo; o ancho de médula de hasta 18 mm en largo no superior a 100 mm Se acepta sin restricción Arista faltante En todo el largo El canto muerto no puede ser mayor a un cuarto del ancho y a un cuarto del espesor de la pieza Bolsillos de resina y corteza Acepta bolsillos de hasta 20 mm de ancho y 200 mm de largo, o superficie equivalente Fisuras Grietas Se ignoran si su profundidad en menor a 10 mm Acepta largos de hasta ¼ del largo de la pieza, con un tope de 600 mm Acepta largos de hasta ¼ del largo de la pieza, con un tope de 900 mm Rajaduras Se acepta no más de una rajadura Se acepta en extremos y de largo menor o igual al espesor de la pieza Se acepta de largo menor o igual a 600 mm; o en los extremos y de largo menor o igual a 1,5 veces el espesor de la pieza CB: Condición de borde; h: ancho de la pieza Fuente: NCh 1207 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 6 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 2.3 Ensayos físicos y mecánicos Se realizaron ensayos mecánicos de madera cepillada de pino oregón bajo diferentes disposiciones de carga, como son la resistencia y rigidez en flexión, resistencia a la tracción paralela a las fibras, y la resistencia a la compresión paralela a las fibras. Además se determinó la densidad y contenido de humedad de cada muestra de madera ensayada. Todos los ensayos se realizaron en el Laboratorio de Madera Estructural del Instituto Forestal (LME-INFOR), bajo las especificaciones de la norma chilena NCh 3028/1: Madera estructural – Determinación de propiedades físicas y mecánicas de la madera clasificada por su resistencia – Parte 1: Métodos de ensayo en tamaño estructural. La determinación de la humedad se realizó mediante xilohigrómetros portátiles calibrados bajo la norma chilena NCh2827 2.3.1 Resistencia y rigidez en flexión El esquema de ensayo de resistencia y rigidez en flexión se muestra en la figura 2.1. A una pieza de madera de luz 18 d se debe aplicar una carga en dos puntos a igual distancia entre los apoyos de los extremos, con cada carga igual a F /2. Se debe elegir al azar un canto de la probeta como canto flexo-traccionado. En la figura 2.2 se observa la aplicación de un ensayo para medir la resistencia y rigidez en flexión, donde se puede apreciar la utilización de restricciones laterales para impedir el volcamiento de la pieza, apoyos móviles y un cilindro hidráulico para la aplicación de la carga. El ensayo consiste en medir la carga aplicada en los tercios de la luz, junto con medir el desplazamiento del eje neutro de la probeta en el centro de la luz. De este ensayo se determina el módulo de elasticidad (E) y la tensión de rotura en flexión , los cuales se calculan como sigue: ( ) ( ) Donde, E : Módulo de elasticidad en flexión L : Luz de la pieza de madera entre apoyos d : Espesor de la pieza de madera b : Ancho de la pieza de madera ( ) : Pendiente de la recta, prolongada del rango elástico de la curva carga- desplazamiento, que se forma de los datos tomados entre el 10% y 40% de la carga máxima. GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 7 Donde, : Resistencia en flexión : Valor de la carga aplicada en la falla o carga máxima Figura 2.1: Esquema de ensayo de resistencia y rigidez en flexión Fuente: NCh 3028/1 Figura 2.2: Aplicación del ensayo de resistencia y rigidez en flexión según NCh 3028/1 Fuente: Laboratorio de Madera Estructural del Instituto Forestal (LME-INFOR). GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 8 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 2.3.2 Resistencia a la tracción paralela a las fibras El esquema de carga aplicada en el ensayo de tracción paralela a las fibras se ilustra en la figura 2.3. La longitud (L) de la pieza de madera entre las mordazas debe ser de 2.000 milímetros más 8 veces el ancho (b) de la probeta, la cual se debe cargar hasta la falla. En la figura 2.4 se observa la aplicación de un ensayo de tracción paralela. La resistencia a la tracción paralela ( ) se calcula como sigue: Donde, : Resistencia a la tracción paralela a las fibras : Valor de la carga aplicada en la falla o carga máxima d : Espesor de la pieza de madera b : Ancho de la pieza de madera Figura 2.3: Esquema de ensayo de resistencia a la tracción paralela a las fibras. Fuente: NCh 3028/1 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 9 Figura 2.4: Aplicación de un ensayo de resistencia a la tracción paralela a las fibras Fuente: Laboratorio de Madera Estructural del Instituto Forestal (LME-INFOR). 2.3.3 Resistencia a la compresión paralela a las fibras El esquema de carga aplicada en el ensayo de compresión paralela a las fibras se ilustra en la figura 2.5. La pieza de madera debe tener una longitud total de 2.000 milímetros más 8 veces el ancho (b) de la probeta; esta se debe comprimir axialmente por medio de una carga hasta que se produzca la falla. El pandeo se controla con restricciones laterales distanciadas a 10 veces el ancho (b) para el pandeo respecto al eje menor, y de 10 veces el espesor (d) para el pandeo respecto al eje mayor. En la figura 2.6 se observa la aplicación de un ensayo de compresión paralela, donde se puede apreciar la zona de carga y los dispositivos de fijación lateral. La resistencia a la compresión paralela ( ) se calcula como sigue: Donde, : Resistencia a la compresión paralela a las fibras : Valor de la carga aplicada en la falla o carga máxima d : Espesor de la pieza de madera b : Ancho de la pieza de madera GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 10 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L Figura 2.5: Esquema de ensayo de resistencia a la compresión paralela a las fibras. Fuente: NCh 3028/1 Figura 2.6: Aplicación de un ensayo de resistencia a la compresión paralela a las fibras Fuente: Laboratorio de Madera Estructural del Instituto Forestal (LME-INFOR). GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 11 2.3.4 Densidad Las probetas para determinar la densidad de las piezas de madera ensayadas, deben incluir la sección transversal completa y tener una longitud de por lo menos el ancho de la pieza (b). La masa (m) y el contenido de humedad (H), son medidos para cada probeta de ensayo. Ladensidad al momento del ensayo ( ) se calcula como sigue: En tanto la densidad al 12% de humedad ( ) se debe calcular como sigue: ( ) Donde, : Densidad de ensayo : Densidad al 12% de humedad d : Espesor de la pieza de madera b : Ancho de la pieza de madera L : Largo de la probeta de madera para densidad H : Humedad de la madera al momento del ensayo 2.4 Determinación de los valores admisibles y característicos La determinación de los valores admisibles para los grados estructurales visuales de pino oregón, se determinaron según el análisis estadístico y especificaciones de la norma chilena NCh 3028/2: Madera estructural – Determinación de propiedades físicas y mecánicas de la madera clasificada por su resistencia – Parte 2: Muestreo y evaluación de los valores característicos de piezas en tamaño estructural. Además, con el fin de evaluar la calidad de la madera de pino oregón respecto a los requerimientos estructurales de los mercados australiano y europeo, se determinaron los valores característicos según las siguientes normas: - Norma australiano-neozelandesa AS/NZS 4063.2: Caracterización de madera estructural. Parte 2: Determinación de valores característicos - Norma europea EN 384: Madera estructural-Determinación de los valores característicos de las propiedades mecánicas y la densidad GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 12 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 2.4.1 Determinación de los valores admisibles según norma chilena NCh 3028/2 La norma chilena NCh 3028/2: Madera estructural – Determinación de propiedades físicas y mecánicas de la madera clasificada por su resistencia – Parte 2: Muestreo y evaluación de los valores característicos de piezas de tamaño estructural, especifica los procedimientos de muestreo y evaluación de la propiedades de poblaciones específicas de madera aserrada de tamaño estructural clasificada por su resistencia. Esta norma también es útil para evaluar la validez de las propiedades asignadas y para verificar la efectividad de los procedimientos de clasificación estructural de la madera. Los resultados de los ensayos realizados de acuerdo a la metodología establecida en la norma chilena NCh 3028/1 deben ser ajustados a las siguientes condiciones: - Contenido de humedad único, que generalmente es de un 12%. Las fórmulas de ajuste para el módulo de rotura en flexión, la resistencia a la tracción paralela y la resistencia a la compresión paralela son: ; Para valores de módulo de rotura en flexión 16,6 MPa; resistencia a la tracción paralela 21,7 MPa; y resistencia a la compresión paralela 9,65 MPa. { } ; Para valores de módulo de rotura en flexión 16,6 MPa; resistencia a la tracción paralela 21,7 MPa; y resistencia a la compresión paralela 9,65 MPa. Donde, : Valor de la propiedad al contenido de humedad 1 : Valor de la propiedad al contenido de humedad 2 : Contenido de humedad 1, expresado en [%] : Contenido de humedad 2, expresado en [%] : Constantes según tabla 2.3 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 13 Tabla 2.3: Constantes para el ajuste de contenido de humedad para resistencia en flexión, tracción paralela y compresión paralela Constantes Resistencia en flexión Resistencia en tracción paralela Resistencia en compresión paralela 16,65 21,72 9,65 40 80 34 Fuente: NCh 3028/2 La fórmula de ajuste para el módulo de elasticidad en flexión es: [ ] [ ] Donde, : Valor de la propiedad al contenido de humedad 1 : Valor de la propiedad al contenido de humedad 2 : Contenido de humedad 1, expresado en [%] : Contenido de humedad 2, expresado en [%] : Constantes según tabla 2.4 Tabla 2.4: Constantes para el ajuste de contenido de humedad para elasticidad en flexión Constantes Elasticidad en flexión 1,857 0,0237 Fuente: NCh 3028/2 La validez de las fórmulas de ajuste por contenido de humedad, se restringe a un rango de 10% a 23%. Para valores inferiores o superiores a los límites, se deben considerar estos últimos en las fórmulas. - Estandarización del módulo de elasticidad, para que refleje las condiciones de uso previstas para el material (relación luz/profundidad y configuración de carga). Para determinar el módulo de elasticidad aparente, se debe resolver la siguiente expresión: ( ⁄ ) ( ⁄ ) ( ⁄ ) ( ⁄ ) GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 14 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L Donde, : Módulo de elasticidad aparente : Módulo de elasticidad de ensayo h : Altura de la sección transversal de la viga L : Distancia total entre los apoyos de la viga E : Módulo de elasticidad libre del efecto del esfuerzo cortante G : Módulo de rigidez : Factor de ajuste del módulo de elasticidad aparente, según tabla 2.5 Tabla 2.5: Factores de ajuste para el módulo de elasticidad aparente Carga Lugar de medición de la deflexión Concentrada en la mitad del tramo Mitad del tramo 1,200 Concentrada en los puntos tercios Mitad del tramo 0,939 Concentrada en los puntos tercios Puntos de carga 1,080 Concentrada en los puntos cuartos extremos Mitad del tramo 0,873 Concentrada en los puntos cuartos extremos Puntos de carga 1,200 Uniformemente distribuida Mitad del tramo 0,960 Fuente: NCh 3028/2 - Ajuste de los datos experimentales mediante factores de reducción, que incluyen factores de seguridad y el efecto de duración acumulada de carga de 10 años según la propiedad considerada (ver tabla 2.6). Tabla 2.6: Factores de reducción para relacionar estadísticas experimentales con la propiedades admisibles Propiedad Factor Módulo de elasticidad 1 Módulo de rotura en flexión 1 / 2,1 Resistencia a la tracción 1 / 2,1 Resistencia a la compresión paralela 1 / 1,9 Resistencia al cizalle 1 / 4,1 Resistencia a la compresión normal 1 / 1,67 Fuente: NCh 3028/2 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 15 El método no paramétrico establece que se debe estimar el punto porcentual no paramétrico de la muestra (EPN) mediante interpolación. El proceso se lleva a cabo ordenando los valores experimentales en forma ascendente y calculando, a partir de la menor resistencia, para cada valor la expresión: i / (n+1), hasta verificar que: Donde, i : Ordinal del valor k : nivel de exclusión o percentil considerado n : tamaño de la muestra El valor correspondiente al percentil considerado se le asignará el ordinal “j”, interpolándose el estimador porcentual de punto no paramétrico mediante la expresión: [ ] [ ] Para el caso del módulo de elasticidad y compresión normal a las fibras, se debe tomar el valor promedio de la muestra. 2.4.2 Determinación de valores característicos según estándar australiano- neozelandés AS/NZS 4063.2 La norma AS/NZS 4063.2: Caracterización de madera estructural. Parte 2: Determinación de valores característicos, señala como valor característico a un percentilestimado de una distribución estadística, con un nivel de confianza especificado de una propiedad mecánica. Los valores característicos de resistencia deben ser calculados en base percentil 5, estimado con un nivel de confianza estadística del 75%. La norma AS/NZS 4063.2 señala que uno de los métodos para calcular valores característicos de resistencia es la evaluación estadística asumiendo una distribución lognormal de los datos. Los valores característicos de resistencia, asumiendo una distribución lognormal, requiere de un mínimo de 30 datos de ensayo por cada muestra. La evaluación establece que el valor característico de tensiones debe ser calculado como: GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 16 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L Con, √ ( ̅ ) √ ( ) √ ∑ ̅ ̅ ∑ Donde, : Valor característico para la propiedad de resistencia : Factor de muestreo : Valor de resistencia del percentil del 5% : Tamaño de la muestra : Coeficiente de variación de los datos de resistencia ̅ : Promedio del logaritmo natural de los datos de resistencia : Desviación estándar del logaritmo natural de los datos de resistencia : i-esimo valor de resistencia de los datos El valor característico del módulo de elasticidad debe ser el valor promedio o promedio ajustado estimado con un nivel de confianza del 75%. La norma AS/NZS4063.2 señala un método para calcular los valores característicos del módulo de elasticidad, asumiendo una distribución lognormal de los datos. Se debe considerar el menor valor de las dos ecuaciones siguientes: ̅ v Con, [ √ ] ̅ ( ̅ ) ( ̅ ) √ ( ) GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 17 ̅ ∑ Donde, : Valor característico del módulo de elasticidad : Factor de muestreo ̅ : Promedio de los datos de módulo de elasticidad : Valor del módulo de elasticidad del percentil del 5% : Tamaño de la muestra : Coeficiente de variación de los datos de módulo de elasticidad ̅ : Promedio del logaritmo natural de los datos de módulo de elasticidad : Desviación estándar del logaritmo natural de los datos de módulo de elasticidad : i-esimo valor de módulo de elasticidad de los datos La asignación del valor de densidad característico asume que la distribución de los datos es normal. El valor característico de la densidad, estimado con un nivel de confianza del 75%, queda dado por la siguiente ecuación: ̅ Con, √ ̅ ∑ ̅ √ ∑ ̅ Donde, : Valor característico de la densidad : Factor de muestreo ̅ : Promedio de los datos de densidad : Tamaño de la muestra : Coeficiente de variación de los datos de módulo de elasticidad : Desviación estándar de los datos de densidad : i-esimo valor de los datos de densidad GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 18 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 2.4.3 Determinación de valores característicos según estándar europeo EN 384 La norma europea EN 384: Madera estructural-Determinación de los valores característicos de las propiedades mecánicas y la densidad, especifica un método para la determinación de los valores característicos de las propiedades mecánicas y de la densidad para poblaciones definidas de madera aserrada clasificada por su resistencia. Incluye además un método para la verificación de la resistencia de una muestra de madera por comparación con un valor establecido. Finalmente, los valores característicos determinados mediante esta norma son adecuados para asignar calidades y especies a las clases de resistencia establecidas en la norma EN 338: Madera estructural – Clases resistentes, que permiten su comercialización en el mercado europeo. Se requiere que las muestras se tomen de la población de madera clasificada visual o mecánicamente. Se define como muestra al número de piezas de la misma sección transversal obtenidas de una misma población. Esta muestra debe ser representativa de la población en cuanto a la procedencia de la madera, las dimensiones y el grado estructural que será clasificado en la producción del aserradero. Cada muestra debe contener como mínimo 40 piezas y provenir de una sola procedencia. Para cada muestra se debe obtener el valor del percentil 5% en las propiedades de resistencia, clasificando todos los resultados de ensayo de una muestra en orden creciente. El quinto percentil es el valor por debajo del cual se encuentra el 5% de los resultados. Si este valor no se corresponde con un resultado de ensayo real, se requiere una interpolación entre dos resultados de ensayo adyacentes. En cuanto al módulo de elasticidad, se debe obtener su valor medio, por medio de la siguiente relación que incluye una corrección respecto al módulo de elasticidad en flexión pura: ̅ ( ∑ ) Donde, ̅ : Modulo de elasticidad promedio : i-esimo valor del módulo de elasticidad, en MPa n : Tamaño de la muestra GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 19 Los valores del percentil 5% de resistencia, junto con el promedio del módulo de elasticidad, deben corregirse respecto a las siguientes condiciones normalizadas: - Contenido de humedad único, ajustando todos los valores a un 12%. La forma de corregir es la siguiente: Para la resistencia a la flexión y a la tracción, no es necesaria la corrección. Para la resistencia a la compresión paralela, se debe aplicar una corrección del 3% por cada variación del 1% del contenido de humedad. Para el módulo de elasticidad, se debe aplicar una corrección del 1% por cada variación del 1% del contenido de humedad. - Medidas de las piezas y longitud de ensayo, corrigiendo el percentil 5 de resistencia a la flexión y tracción paralela a un ancho de referencia (altura de viga) de 150 mm. Se debe dividir por: ( ) Finalmente, los valores característicos de la resistencia se calculan mediante la siguiente relación: ̅ Donde, : Valor característico ̅ : Valor medio de los valores corregidos del percentil del 5%, ponderando según el número de piezas de cada muestra. : Factor de corrección por muestreo en función del número y tamaño de la muestras, según tabla 2.7 : Factor de corrección por variabilidad, que tiene en cuenta la menor variabilidad de los valores de entre las muestras en el caso de clasificación mecánica respecto a la clasificación visual, según tabla 2.8 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 20 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L Tabla 2.7: Valores de correcciónpor muestreo según EN 384 Número de muestras Número de probetas en las muestras más pequeñas 50 100 150 200 1 0,80 0,84 0,88 0,90 2 0,85 0,90 0,92 0,93 3 0,91 0,95 0,96 0,96 4 0,96 1,00 1,00 1,00 5 1,00 1,00 1,00 1,00 Nota: Valores aproximados del gráfico para Ks entregado por la norma EN 384:2010 Fuente: EN 384 Tabla 2.8: Valores de factor de corrección por variabilidad según EN 384 Propiedad / método de clasificación Kv Resistencia a la tracción y a la compresión en sentido paralelo 1,0 Resistencia a la flexión con clasificación mecánica cuando su valor característico es mayor a 30 MPa, y para todas las clasificaciones visuales 1,0 Resistencia a la flexión con clasificación mecánica cuando su valor característicos es menor o igual a 30 MPa 1,12 Resistencia al cizalle y resistencia a la tracción perpendicular 1,0 Fuente: EN 384 El valor característico de densidad se obtiene del valor del percentil 5 clasificando todos los datos de ensayo de la muestra en orden creciente. El percentil 5 es el valor por debajo del cual se encuentra el 5% de los resultados. Si este valor no corresponde a un resultado de ensayo real se debe interpolar linealmente entre los resultados de densidad adyacentes. Además, cuando el contenido de humedad de la madera sea mayor al 12%, la densidad debe disminuirse un 0,5% por cada variación del 1% del contenido de humedad; y cuando el contenido de humedad sea menor al 12%, la densidad debe aumentarse un 0,5% por cada variación del 1% del contenido de humedad. GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 21 3. RESULTADOS 3.1 Clasificación visual estructural Se clasificaron 1.037 piezas de madera aserrada escuadría 45x95 (2x4) de 3,2 m y 4 m de largo, en estado seco (humedad bajo el 19%). Cada pieza de madera se clasificó por las dos normas de interés: NCh 1970/1 y NCh 1207. La tabla 3.1 muestra las cantidades de piezas clasificadas simultáneamente en los grados estructurales de ambas normas, donde se puede apreciar lo restrictiva que es la norma de clasificación de especies coníferas en los grados N°1 al N°4, respecto a los grados GS, G1 y G2 de la norma NCh 1207. La mayoría de las piezas clasificadas en los grados GS, G1 y G2 clasifican en el grado estructural N°3 de la norma NCh1970/2, y existe un número considerable de piezas clasificadas en grado según norma NCh 1207, pero que para la norma NCh 1970/2 son consideradas como rechazo, principalmente por las restricciones de velocidad de crecimiento, y tamaño de nudos en el borde de la cara y en el canto. Tabla 3.1: Cantidades de piezas clasificadas según normas visuales NCh 1970/2 y NCh 1207 Grados NCh 1970/2 Grados NCh 1207 GS G1 G2 total N°1 - - - - N°2 - 1 - 1 N°3 176 308 399 883 N°4 5 28 43 76 Rechazo 7 24 46 77 total 188 361 488 1.037 En las figuras 3.1 a 3.4 se observa la medición de algunas de las características que se consideraron en la clasificación estructural: tamaño de nudos, desviación de fibra, presencia de médula y velocidad de crecimiento, respectivamente. En tanto, la figura 3.5 expone la apariencia de la madera clasificada bajo la norma NCh 1207. GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 22 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L Figura 3.1: Medición de tamaño de nudos Fuente: Laboratorio de Madera Estructural del Instituto Forestal (LME-INFOR) Figura 3.2: Medición de la desviación de fibra Fuente: Laboratorio de Madera Estructural del Instituto Forestal (LME-INFOR) GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 23 Figura 3.3: Medición de la presencia de médula Fuente: Laboratorio de Madera Estructural del Instituto Forestal (LME-INFOR) Figura 3.4: Medición de la velocidad de crecimiento Fuente: Laboratorio de Madera Estructural del Instituto Forestal (LME-INFOR) GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 24 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L Figura 3.5: Apariencia de los grados visuales estructurales de pino oregón Fuente: Laboratorio de Madera Estructural del Instituto Forestal (LME-INFOR) GS G2 G1 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 25 3.2 Ensayos físicos y mecánicos Las 1.037 piezas de pino oregón clasificadas en los grados GS, G1 y G2 según norma NCh 1207, se utilizaron para realizar los ensayos físicos y mecánicos según la distribución que aparece en la tabla 3.2. Para el caso de las piezas clasificadas según norma NCh 1970/2, sólo se consideró para el análisis de resultados el grado estructural N°3, ya que fue el único que presentó un número suficiente de piezas en grado que asegura por lo menos 30 piezas por grado estructural para cada tipo de ensayo (ver tabla 3.3). Tabla 3.2: Cantidad de piezas en grados NCh 1207 por tipo de ensayo Tipo de ensayo GS G1 G2 Total Flexión 62 125 151 338 Tracción paralela 72 119 185 376 Compresión paralela 54 117 152 323 Total 188 361 488 1.037 Tabla 3.3: Cantidad de piezas en grado NCh 1970/2 por tipo de ensayo Tipo de ensayo N°1 N°2 N°3 N°4 Rechazo Total Flexión - - 301 27 10 338 Tracción paralela - - 307 29 40 376 Compresión paralela - 1 275 20 27 323 Total - 1 883 76 77 1.037 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 26 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L Las tablas 3.4, 3.5, 3.6 y 3.7 muestran la estadística descriptiva de los resultados de los ensayos de resistencia en flexión, rigidez en flexión, resistencia a la tracción paralela y resistencia a la compresión paralela. En todas las propiedades se observa una tendencia clara de una mayor resistencia o rigidez promedio al mejorar la calidad del grado estructural bajo norma NCh 1207; además el grado estructural N°3 (NCh1970/2) presenta estadísticas similares a las correspondientes al grado G1. Para el caso de la resistencia en flexión se observaron valores promedio que fluctuaron entre 52,8 MPa y 36,8 MPa, con variaciones entre 30% y 36% (tabla 3.4). La rigidez en flexión presentó valores promedio que se movieron entre valores cercanos a 9.600 MPa y 12.500 MPa, con variaciones de 20% a 32% (tabla 3.5). En tanto, la resistencia a la tracción paralela presentó promedios entre 24,4 MPa y 16,9 MPa, con coeficientes de variación entre 28% y 42% (tabla 3.6). Finalmente la resistencia a la compresión paralela obtuvo valores promedio entre 33,4 MPa y 25,7 MPa, con variaciones cercanas al 20% (tabla 3.7). En cuanto a los tipos de falla, el ensayo de flexión evidenció fallas típicas por tracción en las fibras inferiores de las vigas y compresión en las fibras sobre el eje neutro (figura 3.6). En los ensayos de tracción paralela se observaron fallas en las fibras por tracción pura (figura 3.7). Finalmente, en los ensayos de compresión paralela se observó la compresión de las fibras sin efectos de pandeo (figura 3.8) Tabla 3.4: Resistencia a la flexión, por gradoestructural, de madera de pino oregón a un 12% de humedad Descripción MORf,12% MORf,12% MORf,12% MORf,12% GS G1 G2 N°3 (NCh 1207) (NCh 1207) (NCh 1207) (NCh 1970/2) Promedio [MPa] 52,8 41,7 36,8 42,2 valor mínimo [MPa] 21,7 11,9 3,6 3,6 valor máximo [MPa] 94,0 94,2 76,8 92,7 rango [MPa] 72,2 82,3 73,3 89,1 desviación estándar [MPa] 15,6 14,8 13,3 15,1 Coeficiente de variación 30% 36% 36% 36% tamaño muestra 62 125 151 301 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 27 Tabla 3.5: Rigidez en flexión, por grado estructural, de madera de pino oregón a un 12% de humedad Descripción Ef,12% Ef,12% Ef,12% Ef,12% GS G1 G2 N°3 (NCh 1207) (NCh 1207) (NCh 1207) (NCh 1970/2) Promedio [MPa] 12.488 10.689 9.599 10.696 valor mínimo [MPa] 5.983 5.423 2.403 2.403 valor máximo [MPa] 19.387 36.611 17.071 36.611 rango [MPa] 13.404 31.188 14.668 34.208 desviación estándar [MPa] 2.473 3.368 2.653 3.145 Coeficiente de variación 20% 32% 28% 29% tamaño muestra 62 125 151 301 Tabla 3.6: Resistencia en tracción paralela, por grado estructural, de madera de pino oregón a un 12% de humedad Descripción Rtp,12% Rtp,12% Rtp,12% Rtp,12% GS G1 G2 N°3 (NCh 1207) (NCh 1207) (NCh 1207) (NCh 1970/2) Promedio [MPa] 24,4 19,1 16,9 19,7 valor mínimo [MPa] 14,0 4,6 5,7 4,6 valor máximo [MPa] 42,5 60,9 48,1 48,6 rango [MPa] 28,5 56,2 42,3 44,0 desviación estándar [MPa] 6,8 8,1 7,0 7,5 Coeficiente de variación 28% 42% 42% 38% tamaño muestra 72 119 185 307 Tabla 3.7: Resistencia en compresión paralela, por grado estructural, de madera de pino oregón a un 12% de humedad Descripción Rcp,12% Rcp,12% Rcp,12% Rcp,12% GS G1 G2 N°3 (NCh 1207) (NCh 1207) (NCh 1207) (NCh 1970/2) Promedio [MPa] 33,4 27,9 25,7 28,3 valor mínimo [MPa] 22,2 17,2 8,9 15,9 valor máximo [MPa] 54,2 41,6 38,5 54,2 rango [MPa] 32,0 24,3 29,6 38,3 desviación estándar [MPa] 6,6 5,3 3,9 5,5 Coeficiente de variación 20% 19% 15% 20% tamaño muestra 54 117 152 275 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 28 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L Figura 3.6: Fallas por flexión en piezas de pino oregón Fuente: Laboratorio de Madera Estructural del Instituto Forestal (LME-INFOR) Figura 3.7: Fallas por tracción paralela en piezas de pino oregón Fuente: Laboratorio de Madera Estructural del Instituto Forestal (LME-INFOR) GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 29 Figura 3.8: Fallas por compresión paralela en piezas de pino oregón Fuente: Laboratorio de Madera Estructural del Instituto Forestal (LME-INFOR) 3.3 Valores admisibles y característicos Los valores admisibles y característicos de resistencia en flexión, resistencia a la tracción paralela, resistencia a la compresión paralela, módulo de elasticidad en flexión y densidad, obtenidos para los grados estructurales de pino oregón, según las normas chilena (NCh 3028/2) y australiano-neozelandesa (AS/NZS 4063.2), se observan en las tablas 3.8 y 3.9 respectivamente. En tanto, en el caso de la norma europea (EN 384), solo se determinaron los valores característicos para la resistencia en flexión, módulo de elasticidad en flexión y densidad; debido a que los esquemas de ensayo de resistencia a la tracción paralela y resistencia a la compresión paralela se alejan mucho de lo especificado por la norma de ensayos europea EN 408: Estructuras de madera – Madera aserrada y madera laminada encolada para uso estructural – Determinación de algunas propiedades físicas y mecánicas. Además, la determinación de la resistencia en flexión, módulo de elasticidad en flexión y densidad son suficientes para asignar un grado estructural a una clase resistente definida en la norma europea EN 338. GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 30 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L Tabla 3.8: Valores admisibles para madera estructural de pino oregón según normativa chilena Grado estructural Resistencia admisible Módulo de Elasticidad Densidad característica [MPa] [MPa] [kg/m3] Flexión Tracción paralela Compresión paralela (E) (p12) (ff) (ftp) (fcp) GS (NCh 1207) 13,0 7,1 12,7 12.488 402 G1 (NCh 1207) 9,0 4,3 10,4 10.689 389 G2 (NCh1207) 7,1 3,6 10,4 9.599 388 N°3 (NCh 1970/2) 9,3 4,1 11,1 10.696 388 Tabla 3.9: Valores característicos para madera estructural de pino oregón según normativa australiano-neozelandesa Grado estructural Resistencia característica Módulo de Elasticidad Característico Densidad característica [MPa] [MPa] [kg/m3] Flexión Tracción paralela Compresión paralela (E) (p12) (f'b) (f't) (f'c) GS (NCh 1207) 32,4 17,4 29,7 12.021 465 G1 (NCh 1207) 22,0 9,5 25,7 9.464 461 G2 (NCh1207) 16,2 7,8 24,6 7.836 453 N°3 (NCh 1970/2) 20,3 10,0 26,0 8.978 459 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 31 Tabla 3.10: Valores característicos para madera estructural de pino oregón según normativa europea Grado estructural Resistencia característica Módulo de Elasticidad Característico Densidad [MPa] (E0,medio) (E0,05) (pk) (pmedio) Flexión [MPa] [MPa] [kg/m3] [kg/m3] (fm,k) GS (NCh 1207) 20,2 13.509 8.450 403 487 G1 (NCh 1207) 15,0 11.199 6.451 389 483 G2 (NCh1207) 12,2 9.808 5.490 387 474 N°3 (NCh 1970/2) 16,0 11.211 6.184 388 479 Para el mercado chileno, la madera de pino oregón clasificada en los grados GS, G1 y G2, presenta valores admisibles mayores que los especificados para la madera de pino radiata en las mismas calidades visuales, exceptuando la propiedad de resistencia a la tracción paralela para los grados G1 y G2 (tabla 3.11). La resistencia a la flexión presenta incrementos superiores al 18% en cada grado estructural, mientras que la resistencia a la compresión paralela presenta diferencias superiores al 40%. Para el caso del módulo de elasticidad, el incremento promedio en el valor característico es del 11%. En el mercado australiano se puede asignar un “grado-F” a cualquier especie maderera en función de su calidad estructural. Una alternativa para asignar un grado-F es mediante la realización de ensayos de piezas de tamaño comercial, clasificada por su resistencia bajo cualquier método de clasificación (pruebas “in-grade”), y su respectiva determinación de valores característicos. Los valores obtenidos de los ensayos para resistencia en flexión, resistencia en tracción paralela, resistencia en compresión paralela, resistencia al cizalle paralelo y módulo de elasticidad; deben ser mayores o iguales a los valores característicos especificados para el grado-F asignado. En la tabla 3.12 se observan los valores característicos asignados a cada grado-F definidos en la normativa australiana de cálculo estructural en madera AS 1720.1, desde donde se puede concluir que la madera de pino oregón chileno corresponde a las siguientes calidades: - El grado estructural GS (NCh 1207) corresponde al grado australiano F11 - El grado estructural G1 (NCh1207) corresponde al grado australiano F7 - El grado estructural G2 (NCh 1207) corresponde al grado australiano F5 - El grado estructural N°3 (NCh 1970/2) corresponde al grado australiano F7 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 32 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L Debido a que los esquemas de ensayos utilizados en el presente estudio son idénticos a los requeridos por el mercado australiano, especificados en la norma AS/NZS 4063.1: Caracterización de madera estructural – Parte 1: métodos de ensayo; los resultados son totalmente válidos, faltando sólo caracterizar la propiedad de resistencia al cizalle paralelo. En el mercado europeo existe un sistema de clases resistentes para madera de coníferas, mediante el cual se puede asignar una familia de valores para el diseño en función de la calidad estructural de madera de cualquier especie u origen geográfico. Los valores característicos de las clases resistentes están definidos en la norma europea EN 338: Clases resistentes, y se pueden observar en la tabla 3.13. Una población de madera puede asignarse a una clase resistente, si los valores característicos de la resistencia a la flexión y de la densidad son mayores o iguales a los valores establecidos para la clase resistente asignada; y si el valor característico medio de su módulo de elasticidad en flexión es mayor o igual al percentil del 95% del valor indicado en la tabla 3.13 para dicha clase resistente. Basado en los resultados obtenidos para el pino oregón chileno, se puede asignar las siguientes calidades: - El grado estructural GS (NCh 1207) corresponde a la clase resistente C 20 - El grado estructural G1 (NCh 1207) corresponde a la clase resistente C 14 - El grado estructural G2 (NCh 1207) no es posible ser asignado a una clase resistente - El grado estructural N°3 (NCh 1970/2) corresponde a la clase resistente C 16 Tabla 3.11: Comparación de valores característicos de pino oregón y pino radiata clasificado según norma chilena NCh 1207 Grado estructural Especie Resistencia admisible [MPa] Módulo de Elasticidad Característico [MPa] (E) Flexión (ff) Tracción paralela (ftp) Compresión paralela (fcp) GS p. oregón 13,0 7,1 12,7 12.488 p. radiata 11,0 6,0 8,5 10.500 G1 p. oregón 9,0 4,3 10,4 10.689 p. radiata 7,5 5,0 7,5 10.000 G2 p. oregón 7,1 3,6 10,4 9.599 p. radiata 5,4 4,0 6,5 8.900 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 33 Tabla 3.12: Valores característicos de los grados-F en el sistema australiano Grado Tensión característica,[Mpa] Módulo de elasticidad promedio característico [Mpa] Módulo de rigidez [Mpa] Tensión en flexión Tracción paralela a la fibra Corte en viga Compresión paralela a la fibra Madera latifoliadas Madera coníferas F34 84 51 42 6,1 63 21.500 1.430 F27 67 52 34 5,1 51 18.500 1.230 F22 55 34 29 4,2 42 16.000 1.070 F17 42 25 22 3,6 34 14.000 930 F14 36 22 19 3,3 27 12.000 800 F11 31 18 15 2,8 22 10.500 700 F8 22 13 12 2,2 18 9.100 610 F7 18 11 8,9 1,9 13 7.900 530 F5 14 9 7,3 1,6 11 6.900 460 F4 12 7 5,8 1,3 8,6 6.100 410 Fuente: AS 1720.1 Tabla 3.13: Valores característicos de las clases resistentes para coníferas en el sistema europeo C14 C16 C18 C20 C22 C24 Propiedades de Resistencia [MPa] Flexión 14 16 18 20 22 24 Tracción paralela a la fibra 8 10 11 12 13 14 Tracción perpendicular a la fibra 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 Compresión paralela a la fibra 16 17 18 19 20 21 Compresión perpendicular a la fibra 2,0 2,2 2,2 2,3 2,4 2,5 Cizalle 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 Propiedades de rigidez [GPa] Módulo de elasticidad medio paralelo a la fibra 7 8 9 9,5 10 11 Módulo de elasticidad paralelo a la fibra (percentile 5%) 4,7 5,4 6,0 6,4 6,7 7,4 Módulo de elasticidad medio perpendicular a la fibra 0,23 0,27 0,30 0,32 0,33 0,37 Módulo de rigidez medio 0,44 0,5 0,56 0,59 0,63 0,69 Densidad [kg/m3] Densidad característica 290 310 320 330 340 350 Densidad media 350 370 380 390 410 420 Fuente: EN 338 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 34 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 4. CONCLUSIONES Las principales características de la madera de pino oregón que limitan su uso estructural, basado en los criterios de clasificación visual de normas chilenas, son la velocidad de crecimiento, y el tamaño de nudos en el borde de la cara y en el canto. Los ensayos mecánicos evidenciaron que las propiedades de resistencia y rigidez aumentaron al mejorar la calidad estructural de la madera. Además, se evidenciaron tipos de falla típicas en los ensayos de flexión, tracción paralela a la fibra y compresión paralela a la fibra. Los valores característicos de resistencia y rigidez de los grados estructurales de pino oregón, clasificada según norma chilena NCh 1207, son superiores a los especificados para pino radiata en las mismas calidades estructurales, exceptuando sólo la propiedad de resistencia a la tracción paralela. Bajo el estándar australiano, los valores característicos determinados para la madera de pino oregón evidenciaron que todos los grados estructurales visuales bajo norma chilena cumplen con los requerimientos de resistencia y rigidez que exige el sistema de grados-F de dicho mercado. Finalmente, bajo el estándar europeo, los valores característicos determinados para la madera de pino oregón, evidencian que lo grados estructurales visuales GS, G1 y N°3 cumplen con los requerimientos de resistencia, rigidez y densidad que exige el sistema de clases resistentes para el mercado europeo. La calidad visual G2 presentó valores característicos menores a los requeridos por el sistema de clases resistentes. GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 35 5. REFERENCIAS Australian Standard (AS), 2007. AS 1720.1: Timber structures- Design Methods. Australian/New Zealand Standard (AS/NZS), 2010. AS/NZS 4063.2: Characterization of structural timber . Part 2: Determination of characteristic values. Comité Europeo de Normalización (CEN), 2010. EN 384: Madera estructural- Determinación de los valores característicos de las propiedades mecánicas y la densidad Comité Europeo de Normalización (CEN), 2010. EN 338: Madera estructural – Clases resistentes. Instituto Nacional de Normalización (INN), 1988. NCh 1970/2: Maderas – Parte 2: Especies coníferas – Clasificación visual para uso estructural – Especificaciones de los grados de calidad. Instituto Nacional de Normalización (INN), 2005. NCh 1207: Pino radiata – Clasificación visual para uso estructural – Especificaciones de los grados de calidad Instituto Nacional de Normalización (INN), 2006. NCh 3028/1: Madera estructural – Determinación de propiedades físicas y mecánicas de la madera clasificada por su resistencia – Parte 1: Métodos de ensayo en tamaño estructural. Instituto Nacional de Normalización (INN), 2008. NCh 3028/2: Madera estructural – Determinación de propiedades físicas y mecánicas de la madera clasificada por su resistencia – Parte 2: Muestreo y evaluación de los valores característicos de piezas en tamaño estructural. GRADOSESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 36 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 6. ANEXOS 6.1 Determinación de valores característicos de resistencia y rigidez en flexión según NCh 3028/2 para grado estructural GS fb,12 [MPa] Eai2 [Mpa] densidad 12% [kg/m3] Promedio 52,8 12.488 465 valor mínimo 21,7 5.983 358 valor máximo 94,0 19.387 620 rango 72,2 13.404 262 desviación estándar 15,6 2.473 46 suma 3.271 774.259 28.846 tamaño muestra 62 62 62 Estadístico percentil 5% 3,1 3,1 3,1 Valor percentil 5 27,3 403 Factor seguridad + duración carga 1 /2,1 1,0 valor característico 13,0 12.488 403 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 37 6.2 Determinación de valores característicos de resistencia y rigidez en flexión según AS/NS 4063.2 para grado estructural GS MRf [Mpa] E [Mpa] Densidad [kg/m3] Promedio 52,0 12.390,7 467 valor mínimo 21,6 6.100,4 361 valor máximo 92,4 18.382,9 613 rango 70,8 12.282,5 253 desviación estándar 15,2 2.392,0 46 suma 3.226,7 768.220,9 28.975 tamaño muestra 62 62 62 Promedio logarítmico de los datos 3,906 9,405 desviación estándar logarítmica 0,315 0,202 Valor promedio para E 12.391 Coeficiente Kz 1,15 1,15 Valor percentil 5, E05 8.711 Valor percentil 5, f05 29,6 Factor de muestreo, ks 0,971 0,970 0,991 Coeficiente de variación, VE 20,5% Coeficiente de variación, VR 32,3% Coeficiente de variación, Vp 10% n 62 62 62 Factor de modificación av 1,127 valor característico 32,4 463 Ek, promedio1 12.021 Ek, promedio2 12.072 Ek 12.021 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 38 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 6.3 Determinación de valores característicos de resistencia y rigidez en flexión según EN 384 para grado estructural GS MRf [Mpa] E [Mpa] Densidad [kg/m3] Promedio 52 12.461 466 valor mínimo 22 6.025 359 valor máximo 92 19.026 617 rango 71 13.001 258 desviación estándar 15 2.443 46 suma 3.227 772.551 28.901 tamaño muestra 62 62 62 Estadístico percentil 5% 3,1 3,1 3,1 Valor promedio para E 12.461 Ek,promedio 13.509 Valor percentil 5, f05 27,0 8449,6 404 kh 1,10 Factor de muestreo, ks 0,820 Factor variabilidad tipo clasificación 1,00 valor característico 20,18 404 Eo,medio 13.509 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 39 6.4 Determinación de valores característicos de resistencia y rigidez en flexión según NCh 3028/2 para grado estructural G1 fb,12[MPa] Eai2 [Mpa] densidad 12% [kg/m3] Promedio 41,7 10.689 469 valor mínimo 11,9 5.423 347 valor máximo 94,2 36.611 748 rango 82,3 31.188 401 desviación estándar 14,8 3.368 57 suma 5.212 1.336.095 58.112 tamaño muestra 125 125 124 Estadístico percentil 5% 6,3 6,2 Valor percentil 5 18,9 395 Factor seguridad + duración carga 1 /2,1 1,0 valor característico 9,0 10.689 395 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 40 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 6.5 Determinación de valores característicos de resistencia y rigidez en flexión según AS/NZS 4063.2 para grado estructural G1 MRf [Mpa] E [Mpa] Densidad [kg/m3] Promedio 41,6 10.657,8 469 valor mínimo 11,9 5.614,2 350 valor máximo 91,0 35.985,0 744 rango 79,0 30.370,8 394 desviación estándar 14,7 3.262,2 56 suma 5.203,4 1.332.222,5 58.153 tamaño muestra 125 125 124 Promedio logarítmico de los datos 3,664 9,240 desviación estándar logarítmica 0,371 0,252 Valor promedio para E 10.658 Coeficiente Kz 1,15 1,15 Valor percentil 5, E05 6.804 Valor percentil 5, f05 21,2 Factor de muestreo, ks 0,976 0,974 0,993 Coeficiente de variación, VE 25,6% Coeficiente de variación, VR 38,4% Coeficiente de variación, Vp 12% n 125 125 124 Factor de modificación av 1,066 valor característico 22,0 465 Ek, promedio1 10.377 Ek, promedio2 9.464 Ek 9.464 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 41 6.6 Determinación de valores característicos de resistencia y rigidez en flexión según EN 384 para grado estructural G1 MRf [Mpa] E [Mpa] Densidad [kg/m3] Promedio 42 10.684 469 valor mínimo 12 5.487 348 valor máximo 91 36.417 746 rango 79 30.930 398 desviación estandar 15 3.333 56 suma 5.203 1.335.449 58.127 tamaño muestra 125 125 124 Estadistico percentil 5% 6,3 6,3 6,2 Valor promedio para E 10.684 Ek,promedio 11.199 Valor percentil 5, f05 18,9 6450,6 395 kh 1,10 Factor de muestreo, ks 0,870 Factor variabilidad tipo clasificación 1,00 valor carasteristico 15,01 395 Eo,medio 11.199 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 42 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 6.7 Determinación de valores característicos de resistencia y rigidez en flexión según NCh 3028/2 para grado estructural G2 fb,12[MPa] Eai2 [Mpa] densidad 12% [kg/m3] Promedio 36,8 9.599 460 valor mínimo 3,6 2.403 348 valor máximo 76,8 17.071 667 rango 73,3 14.668 319 desviación estándar 13,3 2.653 52 suma 5.554 1.449.512 69.385 tamaño muestra 151 151 151 Estadístico percentil 5% 7,6 7,6 7,6 Valor percentil 5 15,0 389 Factor seguridad + duración carga 1 /2,1 1,0 valor característico 7,1 9.599 389 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 43 6.8 Determinación de valores característicos de resistencia y rigidez en flexión según AS/NZS 4063.2 para grado estructural G2 MRf [Mpa] E [Mpa] Densidad [kg/m3] Promedio 36,9 9.629,6 458 valor mínimo 3,6 2.369,6 350 valor máximo 77,3 16.847,6 666 rango 73,7 14.478,1 316 desviación estándar 13,4 2.610,2 51 suma 5.579,3 1.454.069,6 69.227 tamaño muestra 151 151 151 Promedio logarítmico de los datos 3,531 9,132 desviación estándar logarítmica 0,434 0,300 Valor promedio para E 9.630 Coeficiente Kz 1,15 1,15 Valor percentil 5, E05 5.647 Valor percentil 5, f05 16,7 Factor de muestreo, ks 0,974 0,971 0,994 Coeficiente de variación, VE 30,6% Coeficiente de variación, VR 45,5% Coeficiente de variación, Vp 11% n 151 151 151 Factor de modificación av 0,995 valor característico 16,2 456 Ek, promedio1 9.353 Ek, promedio2 7.836 Ek 7.836 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 44I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 6.9 Determinación de valores característicos de resistencia y rigidez en flexión según EN 384 para grado estructural G2 MRf [Mpa] E [Mpa] Densidad [kg/m3] Promedio 37 9.614 459 valor mínimo 4 2.393 349 valor máximo 77 17.005 667 rango 74 14.612 318 desviación estándar 13 2.640 51 suma 5.579 1.451.748 69.311 tamaño muestra 151 151 151 Estadístico percentil 5% 7,6 7,6 7,6 Valor promedio para E 9.614 Ek,promedio 9.808 Valor percentil 5, f05 15,0 5489,7 389 kh 1,10 Factor de muestreo, ks 0,890 Factor variabilidad tipo clasificación 1,00 valor característico 12,2 389 Eo,medio 9.808 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 45 6.10 Determinación de valores característicos de resistencia y rigidez en flexión según NCh 3028/2 para grado estructural N°3 fb,12[MPa] Eai2 [Mpa] densidad 12% [kg/m3] Promedio 42,2 10.696 464 valor mínimo 3,6 2.403 347 valor máximo 92,7 36.611 662 rango 89,1 34.208 315 desviación estándar 15,1 3.145 52 suma 12.714 2.108.355 139.239 tamaño muestra 301 301 300 Estadístico percentil 5% 15,1 15,1 15,0 Valor percentil 5 19,6 389 Factor seguridad + duración carga 1 /2,1 1,0 valor característico 9,3 10.696 389 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 46 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 6.11 Determinación de valores característicos de resistencia y rigidez en flexión según AS/NZS 4063.2 para grado estructural N°3 MRf [Mpa] E [Mpa] Densidad [kg/m3] Promedio 42,3 10.671,4 464 valor mínimo 3,6 2.369,6 350 valor máximo 92,4 35.985,0 666 rango 88,9 33.615,4 316 desviación estándar 15,2 3.056,2 50 suma 12.724,1 3.212.087,7 139.294 tamaño muestra 301 301 300 Promedio logarítmico de los datos 3,671 9,236 desviación estándar logarítmica 0,407 0,286 Valor promedio para E 10.671 Coeficiente Kz 1,15 1,15 Valor percentil 5, E05 6.408 Valor percentil 5, f05 20,1 Factor de muestreo, ks 0,983 0,981 0,996 Coeficiente de variación, VE 29,2% Coeficiente de variación, VR 42,5% Coeficiente de variación, Vp 11% n 301 301 300 Factor de modificación av 1,025 valor característico 20,3 462 Ek, promedio1 10.465 Ek, promedio2 8.978 Ek 8.978 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 47 6.12 Determinación de valores característicos de resistencia y rigidez en flexión según EN 384 para grado estructural N°3 MRf [Mpa] E [Mpa] Densidad [kg/m3] Promedio 42 10.693 464 valor mínimo 4 2.393 348 valor máximo 92 36.417 664 rango 89 34.024 316 desviación estándar 15 3.115 51 suma 12.724 3.218.524 139.255 tamaño muestra 301 301 300 Estadístico percentil 5% 15,1 15,1 15,0 Valor promedio para E 10.693 Ek,promedio 11.211 Valor percentil 5, f05 19,5 6184,0 391 kh 1,10 Factor de muestreo, ks 0,900 Factor variabilidad tipo clasificación 1,00 valor característico 16,0 391 Eo,medio 11.211 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 48 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 6.13 Determinación de valores característicos de resistencia a la tracción paralela según NCh 3028/2 para grado estructural GS ft,12[MPa] densidad 12% [kg/m3] Promedio 24,4 462 valor mínimo 14,0 384,1 valor máximo 42,5 697,4 rango 28,5 313,3 desviación estándar 6,8 48,7 suma 1.760 33.283 tamaño muestra 72 72 Estadístico percentil 5% 3,60 3,60 Valor percentil 5 14,9 404 Factor seguridad + duración carga 1 /2,1 valor característico 7,1 404 6.14 Determinación de valores característicos de resistencia a la tracción paralela según AS/NZS 4063.2 para grado estructural GS MR [Mpa] Densidad [kg/m3] Promedio 24,3 464 valor mínimo 14,0 386 valor máximo 42,5 697 rango 28,5 311 desviación estándar 6,7 49 suma 1.748,2 33.438 tamaño muestra 72 72 Promedio logarítmico de los datos 3,154 desviación estándar logarítmica 0,266 Coeficiente Kz 1,15 Valor percentil 5, f05 15,1 Factor de muestreo, ks 0,978 0,991 Coeficiente de variación, VR 27,1% Coeficiente de variación, Vp 10% n 72 72 Factor de modificación av 1,179 valor característico 17,4 460 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 49 6.15 Determinación de valores característicos de resistencia a la tracción paralela según NCh 3028/2 para grado estructural G1 ft,12[MPa] densidad 12% [kg/m3] Promedio 19,1 466 valor mínimo 4,6 360,3 valor máximo 60,9 1099,9 rango 56,2 739,7 desviación estándar 8,1 84,7 suma 2.270 55.402 tamaño muestra 119 119 Estadístico percentil 5% 5,95 5,95 Valor percentil 5 9,0 392 Factor seguridad + duración carga 1 /2,1 valor característico 4,3 392 6.16 Determinación de valores característicos de resistencia a la tracción paralela según AS/NZS 4063.2 para grado estructural G1 MR [Mpa] Densidad [kg/m3] Promedio 18,9 468 valor mínimo 4,6 363 valor máximo 56,9 1.125 rango 52,2 762 desviación estándar 7,8 86 suma 2.253,4 55.654 tamaño muestra 119 119 Promedio logarítmico de los datos 2,867 desviación estándar logarítmica 0,388 Coeficiente Kz 1,15 Valor percentil 5, f05 9,3 Factor de muestreo, ks 0,974 0,988 Coeficiente de variación, VR 40,3% Coeficiente de variación, Vp 18% n 119 119 Factor de modificación av 1,047 valor característico 9,5 462 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE 50 I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O F O R E S T A L 6.17 Determinación de valores característicos de resistencia a la tracción paralela según NCh 3028/2 para grado estructural G2 ft,12[MPa] densidad 12% [kg/m3] Promedio 16,9 449 valor mínimo 5,7 363,6 valor máximo 48,1 583,9 rango 42,3 220,3 desviación estándar 7,0 41,3 suma 3.120 83.140 tamaño muestra 185 185 Estadístico percentil 5% 9,3 9,3 Valor percentil 5 7,5 392 Factor seguridad + duración carga 1 /2,1 valor característico 3,6 392 6.18 Determinación de valores característicos de resistencia a la tracción paralela según AS/NZS 4063.2 para grado estructural G2 MR [Mpa] Densidad [kg/m3] Promedio 16,8 451 valor mínimo 5,7 370 valor máximo 47,1 588 rango 41,4 219 desviación estándar 6,9 42 suma 3.106,5 83.418 tamaño muestra 185 185 Promedio logarítmico de los datos 2,738 desviación estándar logarítmica 0,414 Coeficiente Kz 1,15 Valor percentil 5, f05 7,8 Factor de muestreo, ks 0,978 0,995 Coeficiente de variación, VR 43,3% Coeficiente de variación, Vp 9% n 185 185 Factor de modificación av 1,017 valor característico 7,8 449 GRADOS ESTRUCTURALES DE LA MADERA ASERRADA DE PINO OREGÓN CLASIFICADA VISUALMENTE I N F O R M E T É C N I C O N° 1 9 6 I N S T I T U T O
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