Evaluación de la madera estructural para la rehabilitación de las Naves Cros (Valencia, España) por medio de diferentes técnicas no destructivas

El proyecto de rehabilitación de una de las naves del complejo fabril de la industria química ?CROS? en Valencia se llevó a cabo con el criterio de mantener, en la medida de lo posible, los elementos estructurales presentes en la nave. Con este objetivo se realizaron una serie de ensayos no destructivos (END) in situ. Estos ensayos permitieron evaluar la calidad de la madera, determinar qué elementos estructurales debían ser sustituidos y comprobar la aptitud de los que iban a ser reutilizados. Los END empleados en este estudio fueron los siguientes: (1) Identificación de la especie por técnicas anatómicas, (2) Clasificación resistente por método visual, (3) Estimación de humedad por la técnica de resistencia eléctrica; (4) Obtención de velocidades de propagación ultrasónicas (5) Resistógrafía y (6) Alteración de la propagación de ondas electromagnéticas por medio de Georradar. Para la calibración de estos END se tomó una muestra de piezas y se hicieron ensayos destructivos bajo condiciones controladas en laboratorio. En el trabajo que aquí se presenta se muestra la metodología empleada durante el proceso de toma de datos, de análisis de resultados y de cruce de la información obtenida a partir de cada uno de los ensayos hasta llegar a un diagnóstico para los elementos analizados. The assessment of structural timber was requested in the rehabilitation project of the Naves of the chemical industry "CROS". The criterion was to maintain as much as possible timber of the structure and to make only partial replacements. In order not to damage the existing structure and to assess the quality of the existing timber, a series of non-destructive testing (NDT) in the entire structure were performed: (1) Identification of the species by anatomical techniques, (2) Strength grading by visual method, (3) Estimation of moisture content by the technique of electrical resistance, (4) Acquisition of ultrasonic propagation velocities (5) Resistography and (6) Record of the propagation of electromagnetic waves by means of Ground-penetrating radar. Following, a sample group was chose to carry out destructive testing in the lab and compare the NDT results with those obtained with the standard UNE-EN408 (modules of strength, stiffness and density). In the present work, the results provided by each of the NDT techniques are detailed and above all, what is more important, the validity of these after they have been contrasted with the destructive standard tests

Estudio de la variación del contenido de humedad en el Pinus pinaster Ait. por medio de la técnica no destructiva del georradar / Assessment of the variation of the moisture content in the Pinus pinaster Ait using the non destructive gpr technique

La variación en el contenido de humedad (CH) tiene una influencia significativa tanto en las propiedades físico- químicas de la madera, como en sus propiedades electromagnéticas y por tanto afecta a las características de la propagación de las ondas. En concreto, en este trabajo se estudia la capacidad del georradar (GR) empleando una antena de 1.6GHz de frecuencia central para registrar las variaciones que se producen en la velocidad y en la amplitud de las ondas electromagnéticas cuando se propagan en unas viguetas de madera de Pinus pinaster Ait de uso estructural cuyo CH va disminuyendo. Se ha comprobado como cuando el CH descendía la velocidad de propagación y las amplitudes, tanto de la onda directa como de la reflejada aumentaba. Los altos factores de correlación encontrados demuestran que el GR es una técnica capaz de evaluar, de forma no destructiva, el CH de la madera de uso estructural. The moisture content variations in wood have a significant influence in wood?s physicochemical properties, as well as in its electromagnetic properties and to specific effects upon waves? characteristics. In particular, this paper focuses on the analysis of the Ground-penetrating Radar?s (GPR) using an antenna of 1.6 GHz central frequency capacity to register the velocity and the amplitude of the electromagnetic waves? variation during the drying process of Pinus pinaster Ait timber joists. The results showed that when timber MC descended, the propagation velocity and amplitude of both the direct and the reflected wave increased. The high correlation found between the variables studied demonstrates GPR efficiency and the innovative application of this technique as a non-destructive evaluation tool for timber structures, particularly when studying its moisture content

Métodos de ensayos no destructivos para la estimación de las propiedades físicas y mecánicas de las maderas

En el presente trabajo se pretende determinar las propiedades físicas y mecánicas, así como la calidad resistente, de la madera de pino silvestre de tamaño estructural procedente de Cuenca (2000 x 100 x 40; 2000 x 100 x 50) y pino nigra procedente de Cazorla (3000 x 150 x 50) por un procedimiento novedoso no destructivo de fácil utilización (resistógrafo), con objeto de que tenga aplicación sobre maderas estructurales en uso, para conocer su calidad resistente y poder tomar decisiones sobre su mantenimiento o sustitución. Las muestras utilizadas proceden de un estudio más general donde se analizaron diferentes métodos de clasificación para la evaluación de la calidad de la madera. Las piezas de tamaño estructural fueron sometidas en un primer paso a una clasificación visual para la determinación de la calidad por los criteiros de la norma UNE 56544. Posteriormente, se realizó la clasificación mecánica automática que, a través de la medida de otra variable indicadora, establece las distintas clases de calidades. Tras este proceso, se determinó la calidad resistente por el método de ultrasonidos sobre las piezas de pino nigra y por último, todas las piezas fueron ensayadas hasta la rotura, según la norma EN 408 de determinación de las propiedades físico-mecánicas, obteniéndose los valores característicos según los procedimientos d ela norma EN 384. Además, se efectuaron los cálculos necesarios para obtener los valores que facilita la máquina, que permitieran la determinación de la calidad resistente de la madera. Se hizo una comparación con los datos resultantes de la caracterización, tanto con probetas de pequeñas dimensiones como con probetas de tamaño real. Finalmente, se realizó una aplicación sobre vigas antiguas en uso, que son desmontadas del edificio donde se hallaban con objeto de analizar la efectividad del sistema

Non-destructive methodologies for the evaluation of moisture content in sawn timber structures: ground-penetrating radar and ultrasound techniques

The moisture content (MC) is a critical parameter for most physical and chemical pathologies of timber and, in the case of structural wood, a MC > 20% can be dangerous for any load-bearing construction. The complexity of evaluating MC while timber is in use by means of the current methods (oven-drying and resistance wood meter) led us to test non-destructive techniques to evaluate this parameter on site. With this in mind, measurements with two non-destructive techniques, ground-penetrating radar (GPR) and ultrasound, were carried out on joists of Pinus pinaster Ait. from their initial green state until the point of hygroscopic equilibrium moisture content. In particular, the analysis presented in this paper focuses on the capacity of each technique to register the velocity variations of their waves during the timber drying process. Prior to the GPR analysis, it was necessary to distinguish between differences in the propagation velocity of electromagnetic waves (vEM) attributable to the wood anisotropy and those due to variations in MC. The propagation velocity of the electromagnetic waves was always found to be lower when the electrical field was parallel to the grain of the wood than when it was perpendicular to it. However, when the field was perpendicular, its direction whether radial or tangential, did not significantly affect the vEM. The direct measurements illustrate the ability of the GPR technique to characterize the MC of timber as a clear decrease in the MC resulted in an increase in the vEM. A strong correlation was obtained between the two parameters with coefficients of determination, R2 > 90%. Longitudinal elastic wave velocities (vP) were assessed by means of a ultrasound technique during the timber drying process. Despite the fact that the vP increased with the decreasing MC of each joist, the determination coefficient between these two variables was very low. The analysis presented in this paper is a successful application of the GPR technique to the study of wood s physical properties and has a promising future for the non-destructive, on-site analysis of timber MC.Financial support for this research was provided by the Spanish Ministry of Science and Innovation under the 2009-2012 national research and development plan through a project entitled: 'Integration of advanced and non-destructive evaluation techniques for structural timber and the restoration and conservation of heritage buildings (BIA2008-00342)'. We would like to thank our colleagues at the materials laboratory of the Escuela Tecnica Superior de Gestion de la Edificacion at the Universidad Politecnica de Valencia, Spain. The translation of this paper was funded by the Universidad Politecnica de Valencia.Rodríguez-Abad, I.; Martínez Sala, RM.; García García, F.; Capuz Lladró, R. (2010). Non-destructive methodologies for the evaluation of moisture content in sawn timber structures: ground-penetrating radar and ultrasound techniques. Near Surface Geophysics. 8(6):475-482. https://doi.org/10.3997/1873-0604.2010048S4754828