Análisis de las propiedades mecánicas de la madera de ciprés (CUPRESSUS), provenientes de la provincia de Tungurahua y su factibilidad como material estructural de acuerdo a la norma ecuatoriana de la construcción 2015 (NEC 2015)
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Date
2025-02
Authors
Delgado Lucio, Mario Eduardo
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Civil
Abstract
The present experimental study aims to provide precise and detailed data on the mechanical properties of cypress wood, with a focus on its behavior under perpendicular bending to the grain and parallel tensile forces to the grain. The wood samples used in the tests were obtained from three specific locations: the Cárcel and Macasto sawmills in the Ambato canton and a sawmill in the Quero canton, all located in the province of Tungurahua. This approach allowed for an assessment of the influence of the wood's origin on its mechanical properties.
To develop the tests, a survey of the sawmills and their respective mechanical properties, such as load capacity, modulus of elasticity, and allowable stress, was conducted as an initial methodological step to identify representative sources of cypress wood in Tungurahua province. The tests were carried out following the guidelines of ASTM A143-94, which establishes procedures for specimen preparation and testing. Five specimens were manufactured for each type of mechanical test, resulting in a total of 30 samples analyzed.
Additionally, physical properties, such as moisture content in green and dry states, were evaluated in accordance with the specifications of NTE INEN 896 (2013). This ensured uniform initial conditions of the samples, a critical factor in obtaining reliable results.
In the mechanical tests, the modulus of elasticity and allowable stresses were determined using the formulas established in ASTM D198. The results showed that cypress wood exhibits suitable mechanical properties for structural applications, particularly in perpendicular bending to the grain. In this regard, the wood from the Cárcel, Macasto, and Quero sawmills stood out for its remarkable resistance. However, the results for parallel tensile forces were lower than the requirements for demanding structural applications.
In conclusion, cypress wood is a viable option for structures subjected to bending stresses, provided its limitations in parallel tension are considered. This highlights the importance of carefully selecting its use based on the demands of the structural design.
Description
El presente estudio experimental tiene como propósito fundamental proporcionar datos precisos y detallados sobre las características mecánicas de la madera de ciprés, con énfasis en su comportamiento frente a esfuerzos de flexión perpendicular a la fibra y tracción paralela a la fibra. Las muestras de madera utilizadas en las pruebas fueron obtenidas de tres ubicaciones específicas: los aserraderos Cárcel y Macasto en el cantón Ambato, y un aserradero del cantón Quero, todos situados en la provincia de Tungurahua. Este enfoque permitió evaluar la influencia del origen de la madera en sus propiedades mecánicas.
Para el desarrollo de las pruebas, se realizó un catastro de los aserraderos con sus respectivas propiedades mecánicas como carga, módulo de elasticidad y esfuerzo admisible, como primer paso metodológico, con el objetivo de identificar fuentes de madera de ciprés representativas de la provincia de Tungurahua. Las pruebas se ejecutaron bajo los lineamientos de la norma ASTM A143-94, que establece los procedimientos para la preparación y ensayo de probetas. Se fabricaron cinco probetas por cada tipo de ensayo mecánico, logrando un total de 30 muestras sometidas a análisis. Adicionalmente, se evaluaron propiedades físicas, como el contenido de humedad en estado verde y seco, siguiendo las especificaciones de la norma NTE INEN 896 (2013). Esto garantizó la uniformidad en las condiciones iniciales de las muestras, condición crucial para obtener resultados fiables. En los ensayos mecánicos, se determinaron el módulo de elasticidad y los esfuerzos admisibles mediante las fórmulas establecidas en la norma ASTM D198. Los datos obtenidos evidenciaron que la madera de ciprés presenta características mecánicas adecuadas para aplicaciones estructurales, especialmente en flexión perpendicular a la fibra, donde destacó la madera proveniente de los aserraderos Cárcel, Macasto y Quero por su notable resistencia. Sin embargo, los resultados en tracción paralela a la fibra fueron inferiores a los requerimientos para aplicaciones estructurales exigentes.
En conclusión, la madera de ciprés se perfila como una opción viable para estructuras sometidas a esfuerzos de flexión, siempre que se consideren sus limitaciones en tracción paralela, lo que subraya la importancia de seleccionar cuidadosamente su uso dependiendo de las exigencias del diseño estructural.
Keywords
MADERA CIPRÉS, FLEXIÓN PERPENDICULAR, TRACCIÓN PARALELA, PROPIEDADES FÍSICAS, PROPIEDADES MECÁNICAS