Particularidades de la aplicación de las técnicas no destructivas en la estimación de propiedades mecánicas en piezas de madera de gran longitud procedentes de estructuras existentes.

Abstract

En este proyecto fin de carrera se analizan las singularidades de la aplicación de las técnicas no destructivas en piezas de madera de gran longitud procedentes de estructuras existentes. Este trabajo es una parte de un proyecto de investigación (BIA2014-55089-P) con un enfoque más amplio. El objetivo es estimar las propiedades mecánicas de las piezas de madera mediante la utilización de técnicas no destructivas. Se han analizado las dimensiones de las piezas estudiando tres métodos de medición de la sección transversal A, B, y C, de mayor a menor número de medidas registradas, simulando la dificultad que supone en ocasiones medir en obras. Se plantea si se admite un margen de error asumible en la estimación de las propiedades mecánicas a través de ensayos no destructivos aplicando un número menor de medidas de la sección transversal. El material de ensayo consta de 21 piezas de madera procedentes de la rehabilitación del Teatro Real Coliseo Carlos III de Aranjuez, Madrid, sus dimensiones aproximadas son 16 x 20 x 1100 cm. Hay que tener en cuenta que esas piezas tienen unas características específicas que las diferencian de otras piezas de menor escuadría en las que las dimensiones de la sección transversal varían significativamente a lo largo de la longitud, la relevancia de las fendas y daños es grande, la presencia del duramen es frecuente, existen diferentes relaciones entre nudos comparadas con las piezas de pequeña escuadría, y las dimensiones de las secciones transversales y las condiciones in situ limitan la clasificación visual. Se han utilizado dos equipos de ultrasonidos (Sylvatest Duo de Concept Bois Structure y USLab de Agricef) y un equipo de ondas de impacto (Microsecond Timer de Fakopp) para la determinación de la velocidad de transmisión de las ondas; un equipo de análisis dinámico de vibraciones (Portable Lumber Grader de Fakopp) para la determinación de la frecuencia propia longitudinal, utilizada para deducir la velocidad de transmisión de la onda. A partir de la velocidad y la densidad se obtiene el módulo de elasticidad dinámico. A través de los resultados obtenidos con un ensayo a flexión y ensayos no destructivos se realiza un análisis estadístico de las variables y las relaciones entre ellas. Respecto a la geometría de las piezas, se observó una mayor variación de la anchura que del canto de la sección. Además, se obtuvo una buena correlación entre el módulo de elasticidad estático y dinámico lo que permite predecir el módulo de elasticidad estático con técnicas no destructivas. El coeficiente de determinación alcanzaba valores elevados (entre 11 y 80 %) dependiendo del equipo y del método de medición. Finalmente, respecto a los métodos de medición planteados, para el equipo de vibración el método B alcanzaba el mayor coeficiente de determinación y el menor error. Sin embargo, para los sistemas de medición de tiempo de vuelo de la onda, el método A daba lugar a mayor coeficiente de determinación y menores errores