evaluación de la calidad superficial con respecto a la

Evaluación de la calidad superficial con respecto a la variación del contenido de humedad en el cepillado en

madera central y lateral para álamo

Patrocinante: Sr. Alfredo Aguilera L.

Trabajo de Titulación presentado como parte de los requisitos para optar al Título de Ingeniero en Maderas.

JUAN CARLOS BERLIÉN NAVARRO

VALDIVIA 2008

CALIFICACIÓN DEL COMITÉ DE TITULACIÓN Nota Patrocinante: Sr. Alfredo Aguilera León 5,7

Informante: Sr. Luis Inzunza D. 6,0

Informante: Sr. Roberto Juacida P. 6,0

El Patrocinante acredita que el presente Trabajo de Titulación cumple con los requisitos de contenido y de forma contemplados en el reglamento de Titulación de la Escuela. Del mismo modo, acredita que en el presente documento han sido consideradas las sugerencias y modificaciones propuestas por los demás integrantes del Comité de Titulación.

_______________________________ Sr. Alfredo Aguilera León

AGRADECIMIENTOS Primero quiero agradecer a mis padres por el gran apoyo que me han dado en todos estos años de esfuerzo y sacrificio. A mi hermano Francisco, a pesar de que estuvo distante de nuestro hogar siempre estaba presente en todo momento. A mis primos Juan Carlos y Jorge que me guiaron en este gran camino, sin su ayuda nunca habría prosperado tanto y a mi familia en general. Agradecer a mis compañeros, amigos, hermanos que durante todos estos años que pasamos estudiando la pasamos muy bien, todos esos momentos magistrales jamás los olvidare. También agradecer a Luisa, mi polola y amiga, por su cariño, compañía y comprensión en los momentos difíciles durante el desarrollo de esta tesis. Y a su familia que siempre me ayudo con todo para la realización de esta. A mi profesor Hugo Ramírez, por sus sabios consejos que me ayudaron a encontrar la respuesta a más de alguna inquietud en el transcurso de mi carrera universitaria durante todos estos años. También agradecer a mi profesor patrocinante Alfredo Aguilera y profesores informantes Luis Inzunza y Roberto Juacida por ayudarme en la realización de este estudio. Gracias por sus consejos y su apoyo en todo momento. Dar las gracias al personal que trabaja en el Instituto de Tecnología de Productos Forestales que durante todos estos años me han brindado su apoyo para poder crecer como profesional.

A todos ellos Mucha Gracias.

…A mi Madre y a mi Familia que siempre

me brindaron su apoyo.

ÍNDICE DE MATERIAS

Página1. INTRODUCCIÓN 1

2. MARCO TEÓRICO 3

2.1 Antecedentes generales de la especie 3

2.1.1 Clasificación taxonómica 32.1.2 Distribución Geográfica 32.1.3 Características de la madera 32.1.4 Características tecnológicas y usos 4

2.2 Antecedentes generales sobre los defectos del cepillado 4

2.2.1 Grano levantado 42.2.2 Grano rizado 52.2.3 Fibra cortada y fibra rasgada 6

2.3 Antecedentes generales relacionados con la cinemática de corte

7

2.3.1 Geometría de corte 7

2.3.1.1 Tamaño de los ángulos y su efecto sobre el trabajo de corte 72.3.1.2 Ángulo de incidencia o libre 82.3.1.3 Ángulo de perfil 82.3.1.4 Ángulo de ataque 82.3.2 Velocidad de avance 8

2.4 Variables relacionadas con el contenido de humedad 9

2.5 Variable relacionada con la densidad básica 10

2.6 Variables relacionadas con la rugosidad superficial 10

3. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN 11

3.1 Materiales 11

3.1.1 Madera 11

3.1.2 Herramienta de corte 113.1.3 Accesorios y equipos 12

3.2 Método 13

3.2.1 Norma ASTM D 1666-87 (1994) 13

3.2.2 Procedimiento de obtención de probetas 133.2.3 Método de obtención de la densidad básica 173.2.4 Método de obtención del contenido de humedad 173.2.5 Método de obtención de rugosidad superficial 19

3.3 Análisis estadístico 19

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 20

4.1 Norma ASTM D 1666-87 20

4.2 Análisis estadístico 20

4.2.1 Densidad básica 21

4.2.2 Contenido de humedad 214.2.3 Variación del contenido de humedad 224.2.4 Comprobación del contenido de humedad 224.2.5 Rugosidad superficial Rz con respecto al contenido de humedad 234.2.6 Rugosidad superficial Rz con respecto a la velocidad de avance 254.2.7 Rugosidad superficial Rz con respecto al tipo de madera 274.2.8 Rugosidad superficial Rz con respecto al Contenido de

Humedad y Velocidad de Avance en madera lateral y central 28

5. CONCLUSIONES 30

6. BIBLIOGRAFÍA 31

ANEXOS

1. Abstract and keywords

2. Estadística descriptiva y análisis de varianza

ÍNDICE DE CUADROS

PáginaCuadro 1. Valores angulares según tipo de madera y material de corte

para cuchillos cepilladores 8

Cuadro 2. Variables utilizadas para los ensayos de rugosidad 14Cuadro 3. Matriz de variables para calcular el número de probetas 14Cuadro 4. Resumen de medias estadísticas de Rugosidad superficial Rz 20Cuadro 5. Contenido de humedad inicial promedio y peso seco lateral-

central 21

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Ejemplares de álamo (Populus sp) 3Figura 2. Muestra de grano levantado 5Figura 3. Muestra de grano rizado 6Figura 4. Muestra de fibra cortada y fibra rasgada 6Figura 5. Geometría de corte 7Figura 6. Cabezal con cuatro herramientas de corte 11Figura 7. Máquina tupí Griggio t100 12Figura 8. Rugosímetro Mitutoyo Sj-201 12Figura 9. Elaboración de probetas 13Figura 10. Troza de álamo, cortes de tablas 15Figura 11. Elaboración de probetas vista 3d 15Figura 12. Probetas de álamo 16Figura 13. Porta probetas 16Figura 14. Ensayo de probetas 16Figura 15. Desecador utilizado en la determinación del Contenido de

humedad 18

Figura 16. Ensayo de Rugosidad superficial 19Figura 17. Densidad básica para cada tipo de corte en las probetas. 21Figura 18. Variación del Contenido de humedad 22Figura 19. Comprobación del Contenido de humedad utilizado para los

ensayos de rugosidad superficial 23

Figura 20. Influencia de la variación del Contenido de humedad sobre la rugosidad superficial

24

Figura 21. Influencia de las distintas velocidades de avance sobre la rugosidad superficial

26

Figura 22. Influencia del tipo de madera sobre la rugosidad superficial 27Figura 23. Influencia del contenido de humedad, velocidad de avance en

madera lateral, sobre la rugosidad superficial 28

Figura 24. Influencia del contenido de humedad, velocidad de avance en madera central, sobre la rugosidad superficial

29

RESUMEN EJECUTIVO. En el siguiente trabajo de titulación se realizó la evaluación de la calidad superficial resultante del cepillado con respecto a la variación del contenido de humedad para madera de álamo Populus sp. Además de evaluar la calidad superficial con respecto al contenido de humedad, se tomó en cuenta la variable velocidad de avance para el maquinado y el tipo de madera (lateral - central), esta última diferenciada por su densidad básica. Los resultados de este estudio permiten contribuir al conocimiento de las condiciones del maquinado para esta especie. Claramente se puede observar la influencia que trae consigo el contenido de humedad en la madera en relación a la rugosidad superficial. Los resultados mostraron diferencias significativas en la rugosidad superficial, con respecto al contenido de humedad y la velocidad de avance. Por otra parte se obtuvo que no existe diferencia significativa en la rugosidad superficial, con respecto al tipo de madera (lateral – central). Las condiciones ideales para trabajar madera de álamo en el cepillado y obtener los mejores resultados de rugosidad superficial se dieron con contenidos de humedad bajos de 6 a 8% y a velocidades de avance de 4 m/min. Palabras claves: Maquinado, contenido de humedad, rugosidad superficial, álamo Populus sp.

1. INTRODUCCIÓN La economía del sector forestal es uno de los más importantes en nuestro país, esto se ha logrado por el conocimiento de las especies productivas lo que lleva consigo crear nuevos mercados. La aparición de nuevas especies forestales hace indispensable conocer las características y el comportamiento de éstas, para esto se están haciendo distintos tipos de estudios para así trabajarlas en formas adecuadas y poder sacar el mayor provecho y mejores calidades. Las maderas en si tienen distintas propiedades físico-mecánicas, lo que hace más interesante el estudio de éstas, pudiendo encontrar varios tipos de variables que se pueden estudiar para así poder trabajarlas de formas adecuadas en los distintos ámbitos industriales. Las maquinarias utilizadas en las industrias tienen una cantidad enorme de variables, éstas, al ser configuradas adecuadamente, se pueden obtener resultados óptimos en cualquier tipo de tratamiento para la madera. Este estudio se centrará en la calidad superficial resultante del cepillado en la madera y tiene como objetivo principal la evaluación de ésta al variar el contenido de humedad. Para llevar a cabo este estudio se utilizó un trozo de álamo, del cual se obtuvieron las probetas correspondientes de madera central y madera lateral, posteriormente se realizaron las variaciones de contenido de humedad y velocidad de avance en cuanto a la configuración de la máquina, para luego poder medir y determinar la rugosidad superficial en relación a estas variables.

Objetivo general: • Evaluar la calidad superficial resultante del cepillado con respecto al contenido

de humedad. Objetivos específicos: • Evaluar la calidad superficial a distintos niveles de contenidos de humedad. • Evaluar la calidad superficial en madera central y lateral. • Evaluar el efecto del cambio de las condiciones del cepillado sobre la calidad

superficial.

2. MARCO TEÓRICO 2.1. Antecedentes generales de la especie 2.1.1. Clasificación taxonómica Nombre científico: Populus sp. Nombre común: Álamo. Familia: Salicaceae.

Figura 1. Ejemplares de Populus sp

2.1.2. Distribución geográfica Los álamos se distribuyen en forma natural en Asia Oriental y Central, Norte de África Europa y América. Los países que presentan una mayor superficie cubierta por álamos nativos son Canadá y Estados Unidos, con alrededor de 20 millones de hectáreas (FAO, 1980). En nuestro país los álamos crecen a lo largo del territorio nacional hasta Tierra del Fuego. Las plantaciones se concentran entre Aconcagua y Bío-Bío, pero en el último tiempo han adquirido un renovado impulso también en la X Región. (Díaz-Vaz, J., 1991). 2.1.3. Características de la madera Color: La madera de álamo varía de color según la especie o el híbrido, pudiendo ser la albura de color claro, blanco amarillento, blanco, grisáceo, rosa o rojizo, café pálido, y el duramen generalmente de un tinte más oscuro. Después del secado el color se atenúa.

Secado: Seca bien, fácil y rápido. Los nudos tienden a rajarse (Dep. of Scien. And Ind. Res., 1956; FAO, 1980). Anillos: Los anillos de crecimiento son visibles, a pesar de que no existen diferencias entre la madera temprana y tardía, pudiendo alcanzar dimensiones de hasta 32mm. (FAO, 1980). Es una madera liviana y blanda, fácil de aserrar y posee buenas características de trabajabilidad, lo que permite lograr un buen acabado (Díaz-Vaz, J., 1991). 2.1.4. Características tecnológicas y usos La madera de álamo se utiliza en la industria del aserrío, chapas, tableros (de fibras, de partículas, contrachapados) y de pulpa. Con la madera debobinada se hacen: fósforos, paletas de helados, embalajes ligeros, paletas de pintura, tablillas para cajones, palillos de mondadientes. Con la pulpa mecánica se fabrican, papeles de impresión, de escritura, “couche”; la pulpa semiquimica produce, papeles resistentes a la grasa o pergamino y todo tipo de papeles, salvo papeles muy finos. También se emplea para obtener lana de madera para paneles aislantes; virutas para trenzados, carpintería y ebanistería. Se usa en minas de carbón; armaduras y cubiertas de tejados, sobre todo en construcciones rurales, en tabiques, puertas, recubrimientos, estuches de joyería, tablas y tableros de dibujo, juguetes, vagones, carrocería de autos, lápices, palillos de arroz (schopsticks), utensilios, raquetas de badminton y squash (Vita, A., 1977; Barros y Aguirre, 1980; FAO, 1980). 2.2. Antecedentes generales sobre los defectos del cepillado 2.2.1. Grano levantado Este es un problema encontrado frecuentemente en las maderas que tienen diferencias grandes de densidad en los anillos de crecimiento anual. La causa del grano levantado es cuando los cuchillos empujan la madera dura, densa (madera de verano, que es la capa más dura de cada anillo de crecimiento anual) hacia las células de madera más suaves (madera de primavera). Además ocurre cuando la madera no es secada uniformemente. En el proceso las células más suaves serán aplastadas; Sin embargo, después del proceso del cepillado puede ser un problema al pasar una cierta cantidad de horas, por que cuando las células toman la humedad original, se ampliarán o soltarán de nuevo a su forma original.

Figura 2. Muestra de grano levantado Hay varios factores del cepillado que contribuyen al grano levantado, entre ellos los más importantes son: cuchillos sin filo, ángulo de ataques inapropiados, y presión excesiva de los rodillos de alimentación. (Gene Wengert, 1998). Este defecto se puede contrarrestar en maderas que contengan un contenido de humedad entre 6% - 10%, también guardando filo a los cuchillos, esto ayudará a que impida que ocurra este defecto. (Ammerman B., 2000). 2.2.2. Grano rizado El grano rizado consiste en partículas pequeñas o grupos de partículas pequeñas o grupos de fibras que no se separan limpiamente con el cepillado, este defecto es debido a la presencia de madera anormal. El grano rizado es más frecuente en especies blandas como el álamo o sauce, y es despreciable en maderas duras como el arce duro. (Davis E., 1962). Este defecto puede minimizarse al usar contenidos de humedades no mayores al 12% con variación de ± 2%, lo recomendable es dejar la madera con un contenido de humedad entre el 8–10%. También guardando filo en los cuchillos, puede mejorar la situación en un gran porcentaje, particularmente si se esta utilizando contenidos de humedades variables en el cepillado. (Ammerman B., 2000).

Figura 3. Muestra de grano rizado

2.2.3. Fibra cortada y fibra rasgada Cuando la madera seca pasa por el cepillado, esta puede cortarse y rasgarse en algunas áreas de la superficie. Este defecto es influenciado por las condiciones del cepillado, ángulo de ataque incorrecto, velocidad de alimentación muy alta para el número de cuchillos y en madera reseca. (Forest products laboratory U.S., 1955). En maderas con contenidos de humedades sumamente bajas como es un 5% hay menos astillas, pero rasga más las fibras durante el mecanizado que si fuera un contenido de humedad del 8% o superior. (Ammerman B., 2000).

Figura 4. Muestra de fibra cortada y fibra rasgada

2.3. Antecedentes generales relacionados con la cinemática de corte 2.3.1. Geometría de corte Aquí se consideran tres ángulos fundamentales, cada uno de gran importancia, e influyendo ya sea en la velocidad de alimentación, en el consumo de energía, en la calidad superficial y en la resistencia frente al proceso de corte. Los tres ángulos deben sumar 90°, siendo medible directamente en el cuchillo el ángulo de perfil o β, el cual es el responsable de la robustez del elemento de corte. (Aguilera, A., 2006).

Figura 5. Geometría de corte

2.3.1.1. Tamaño de los ángulos y su efecto sobre el trabajo de corte Los ángulos de corte varían según la especie, también con la densidad y las características de la fibra. La regla para seleccionar el ángulo de ataque es mientras más densa la madera, menor ángulo: a madera más liviana, mayor ángulo. Para maderas relativamente blandas, libre de nudos, con un ángulo de 45° (ángulo de corte o de ataque) se logra un buen cepillado. La superficie obtenida es relativamente lisa y la fuerza de corte es reducida. Con ángulos mayores que 45° no se consiguen mayores resultados, se reduce el ángulo β del elemento de corte haciendo difícil una buena terminación del afilado y con ello su desgaste prematuro. (Aguilera, A., 2006).

2.3.1.2. Ángulo de incidencia o libre (α) El tamaño de este ángulo no influye mayormente sobre el trabajo de cepillado, influye indirectamente sobre el ángulo β si se tiene ángulo γ determinado, comúnmente se utiliza un ángulo α de 10 – 15°. 2.3.1.3. Ángulo de perfil (β) Este ángulo también puede denominarse ángulo de trabajo, y su valor dependerá del tipo de madera que se esta procesando y del material con el cual esta constituido. Al modificar este ángulo se afecta la calidad superficial de la madera y la duración del filo.

Cuadro 1. Valores angulares según tipo de madera y material de corte para cuchillos cepilladores

Tipo de madera Material de corte Angulo de perfil

Blanda HSS 30-45° Dura HSS 50-55°

Blanda Cromo-vanadio 35-45° Dura Cromo-vanadio 45-48°

Blanda HM 50° Dura HM 55°

2.3.1.4. Ángulo de ataque (γ) Este ángulo se relaciona de manera inversa con los esfuerzos de corte, es decir, un ángulo pequeño requiere más esfuerzos y potencia, requiriéndose para el trabajo de maderas duras un menor valor del ángulo. Los valores recomendados para maderas blandas son de 20°. Si el ángulo es mal seleccionado se pueden generar defectos tales como las fibras arrancadas y las fibras apelusadas. (Aguilera, A., 2006). 2.3.2. Velocidad de avance En la velocidad de avance esta dada el movimiento lineal de alimentación de la madera y va a depender de la magnitud del avance del elemento de corte (fz).

nZfzVf ××=

Donde: Vf = velocidad de alimentación (m/min) fz = avance por cuchillo (mm) Z = número de cuchillos n = rpm Se puede observar que el avance por diente (fz) es directamente proporcional a la velocidad de avance (Vf) e inversamente proporcional al n° de cuchillos (Z) y velocidad de rotación del elemento de corte (N). Lo que afecta fuertemente una buena terminación superficial es la distancia entre cortes de cuchillos (fz), esto facilita el proceso del cepillado, lo que trae como resultado un gran ahorro de energía con una alta productividad, dado que esto se consigue con altas velocidades de alimentación. El punto en contra es la calidad del cepillado. (Aguilera, A., 2006). 2.4. Variables relacionadas con el contenido de humedad El contenido de agua o contenido de humedad puede definirse como la masa de agua contenida en una pieza de madera expresada como porcentaje de la masa de la pieza en estado anhidro. El contenido de humedad de la madera se calcula con la siguiente expresión.

100×−

=Ps

PsPhCH

Donde: Ch = Humedad de la madera expresada como un porcentaje de su peso anhidro. Ph = Peso de la madera en su estado húmedo o peso inicial. Ps = Peso de la madera en estado anhidro, peso final o constante. Para determinar el contenido de agua en la madera, se utiliza con frecuencia el método gravimétrico. Se corta una probeta de un largo de 3 a 4 cm. y se pesa con una precisión de 0,1 g. (Ph). En seguida, la probeta se seca en una estufa a una temperatura de 103± 2°C por 24 horas y se pesa nuevamente (Ps). Finalmente se calcula el porcentaje del contenido de agua. (NCh 176/1 of 84, 1984). Para obtener un buen resultado se deben tomar varias precauciones: La probeta debe cortarse no menos de 15 cm. de los extremos de la tabla. No se debe dejar pasar más de algunos minutos entre el corte y la primera pesada de la probeta.

Como la madera es un material higroscópico absorbe o entrega agua de acuerdo a las condiciones ambientales, lo cual hace variar el contenido de humedad dependiendo del ambiente en que se encuentre. 2.5. Variable relacionada con la densidad básica La densidad de la madera expresa la relación entre la masa de los distintos tipos de elementos que forman la madera y el volumen que ellos ocupan. Como la madera es un material poroso, debe considerarse al referirse a la densidad de la madera el volumen interno de espacios vacíos existentes. La densidad básica es una de las características más representativas de la mayoría de las propiedades y singularidades de la madera, es por ello que se usa generalmente como parámetro de evaluación (Lüders, C., 1999). La densidad, está descrita como la característica física más importante de la madera, y dentro de los criterios más usados para determinar la calidad de la madera es la más significativa, ya que se relaciona directamente con la resistencia mecánica de ésta. Si se desea determinar la densidad básica de la madera, se debe saturar con agua la muestra de madera, luego medir el volumen por inmersión o por medición directa y posteriormente secar en estufa a 103 °C por 24 horas para obtener la masa anhidra de la muestra de madera. Una forma muy práctica de medir el volumen esta basado en el principio de Arquímedes, esto es, se pesa un recipiente con agua y luego en el mismo recipiente con agua se introduce la madera sumergiéndola completamente y se vuelve a pesar el recipiente con la madera sumergida en él. La diferencia de peso es igual al volumen de la muestra de madera, ya que se asume que la densidad del agua es igual a 1 g/cm3. (NCh 176/2 of 86, 1988). 2.6. Variables relacionadas con la rugosidad superficial La expresión rugosidad de superficie evoca las imperfecciones que aparecen en la superficie de la madera a intervalos cortos de distancia y que se explican por ciertos procesos de fabricación o por otros factores. No se puede remediar la rugosidad de superficie que se deba a un proceso de elaboración (cepillado con o sin virutas). La rugosidad se debe a la sobreposición de capas visibles o palpables. Puede ser tan ínfima que se ha de medir con aparatos electrónicos muy sensibles. En la industria maderera, la rugosidad de superficie depende en gran medida de varios factores, entre los cuales se pueden mencionar: las estructuras anatómicas,

el contenido de humedad, los defectos de la madera de ciertos árboles, la velocidad de avance y el afilado de los dientes o de las cuchillas. Respecto al contenido de humedad y su relación con la rugosidad superficial, se concluye que en especies latifoliadas se obtienen distintas rugosidades, según la especie en estudio. Sin embargo, en general, los mejores resultados se obtuvieron con un 6% de CH y los resultados mas deficientes fueron con un 20% de CH. (Aguilera, A., 2006). 3. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN En este punto se presenta el material que se empleó, el equipamiento y los procedimientos que se efectuaron para la realización de este trabajo. 3.1 Materiales 3.1.1. Madera Para el desarrollo de este estudio se utilizó un trozo de madera de álamo Populus sp de 20 años de edad, procedente de Valdivia Región de los Ríos. 3.1.2. Herramienta de corte Para los ensayos de las probetas se considera la configuración de la máquina tupí, esta consta de cuatro herramientas de corte en el cabezal en donde se trabajó con un Z = 4, los cuchillos utilizados eran de HSS (acero rápido), y un ángulo de ataque de 25º. (Figura 6).

Figura 6. Cabezal con cuatro herramientas de corte

3.1.3. Accesorios y equipos Una máquina tupí GRIGGIO T100 (Figura 7), que consta de un motor de 4 KW de potencia máxima, velocidad de rotación del eje de 3200 a 8.000 r/min. y un carro de avance automático con 4 velocidades de alimentación.

Figura 7. Máquina tupí Griggio t100 Para las mediciones de rugosidad superficial se utilizará un rugosímetro de contacto tipo stylus modelo Mitutoyo SJ-201 (Figura 8).

Figura 8. Rugosímetro Mitutoyo Sj-201

3.2. Método 3.2.1. Norma ASTM D 1666-87, 1994 La metodología utilizada se tomó como referencia la norma ASTM D 1666-87 (reaprobada en 1994), que establece un procedimiento de trabajo para la realización de ensayos de trabajabilidad. En ella se menciona que la evaluación de las probetas se debe realizar mediante una inspección visual, donde se identifican fibra levantada y grano desgarrado. Dependiendo de la magnitud de los defectos se clasifican las probetas sobre la base de la siguiente escala:

• Grado 1: No acepta ningún tipo de defecto. La fibra levantada alrededor de los nudos sólo se observa con luz oblicua.

• Grado 2: Acepta fibra levantada entre un 10 a 20% del área inspeccionada. • Grado 3: Acepta fibra levantada hasta en un 30%. Mínima presencia de

grano desgarrado. • Grado 4: Acepta fibra levantada hasta en un 40%. Grano desgarrado se

acepta hasta un 30% del área inspeccionada. • Grado 5: La fibra levantada se encuentra sobre un 40%. Grano desgarrado

se presenta sobre un 30%.

3.2.2. Procedimiento de obtención de probetas Las probetas (figura 9) se obtuvieron del trozo de Populus sp y fueron seccionadas desde los cortes de madera central y de madera lateral.

Figura 9. Elaboración de probetas

Estas fueron diferenciadas por sus distintos contenidos de humedad y el tipo de configuración de la máquina con respecto a su velocidad de avance que es la otra variable del estudio. Para el cálculo del número de probetas se tomo en cuenta la cantidad de variables relacionadas con los ensayos (Cuadro 2), estas eran el contenido de humedad de la madera, la velocidad de avance y el tipo de corte lateral y central.

Cuadro 2. Variables utilizadas para los ensayos de rugosidad

Contenido de humedad (%)

Velocidad de avance (m/min)

Tipo de corte

Ch1 6 - 8 4 Lateral Ch2 14 -16 8 Central Ch3 > 30 11

En total son 3 variables de contenido de humedad, 3 variables de velocidad de avance y 2 variables del tipo de corte.

Cuadro 3. Matriz de variables para calcular el número de probetas

CH (%) Vf (m/min) Tipo de corte

CH (%) Vf (m/min) Tipo de corte

Ch1 6 - 8 4 L Ch1 6 - 8 4 C Ch1 6 - 8 8 L Ch1 6 - 8 8 C Ch1 6 - 8 11 L Ch1 6 - 8 11 C

Ch2 14 -16 4 L Ch2 14 -16 4 C Ch2 14 -16 8 L Ch2 14 -16 8 C Ch2 14 -16 11 L Ch2 14 -16 11 C Ch3 > 30 4 L Ch3 > 30 4 C Ch3 > 30 8 L Ch3 > 30 8 C Ch3 > 30 11 L Ch3 > 30 11 C

La cantidad total para el ensayo es de 18 probetas (Cuadro 3), éstas relacionadas directamente con la variable de rugosidad superficial en el cepillado. Del corte lateral se obtuvo una tabla de 40 mm de espesor y 70 mm de ancho, esta tabla se dividió en dos secciones de 35 mm de las cuales se obtuvo las probetas. De estas 9 se ocuparon para los ensayos. Del corte central se obtuvo una tabla con las mismas medidas y tipo de corte que en el caso de la tabla lateral. Se consiguieron las probetas para los ensayos, de esta tabla nuevamente se sacaron 9 probetas.

Eugenio

Línea

Figura 10. Troza de álamo, cortes de tablas

Del esquema de corte (Figura 10) se sacaron las tablas para la obtención de las probetas, donde una tabla será sacada del corte lateral y la otra del centro de la troza. Para la realización del ensayo se necesitó aproximadamente un metro y medio de la troza.

Figura. 11. Elaboración de probetas

Como se aprecia en la figura 11 del corte lateral se obtuvieron las primeras 9 probetas y del corte central las 9 restantes. Las probetas que se utilizaron para las mediciones de los ensayos de rugosidad superficial fueron de 200 mm de largo, 40 mm de alto y 35 mm de ancho. Estos

valores corresponden al tamaño del porta probetas de la máquina tupí en donde se ensayó cada una de estas.

Figura 12. Probetas de álamo Figura 13. Porta probetas

Figura 14. Ensayo de probetas

3.2.3. Método de obtención de la densidad básica La densidad básica, se determina según lo establecido en la norma NCh176/2 of 86. Para el cálculo de la densidad básica, primero se procedió a dejar las probetas en estado anhidro, estas estuvieron 24 horas en estufa a 103± 2°C y luego se pesaron. Luego las muestras de madera fueron saturadas en agua, para esto se dejaron un fin de semana completo, para luego medir el volumen por inmersión. Para esto se introdujo la muestra de madera en un recipiente con agua, esta debe estar completamente sumergida, por último se pesa nuevamente el recipiente con la muestra y se procede a calcular la densidad básica con la fórmula correspondiente.

)(cm sumergidoVolumen (gr) anhidro Pesobásica Densidad 3=

3.2.4. Método de obtención del contenido de humedad El contenido de humedad de las probetas se determina según lo establecido en la norma NCh176/1 of 84. Para la obtención de los contenidos de humedad se tomó como referencia el contenido de humedad inicial de la troza, luego se calculó un contenido de humedad probable a partir de pequeñas muestras de las mismas probetas. A partir de eso se fue verificando y midiendo el peso húmedo de las probetas ya sea lateral o central y cuando se lograba el contenido de humedad deseado para los ensayos estas eran procesadas.

Figuran 15. Desecador utilizado en la determinación del Contenido de humedad

Para lograr los primeros contenidos de humedad las probetas se mantuvieron en el laboratorio de secado, el cual está a una temperatura ambiente de 23ºC y 48% de humedad relativa. De aquí se obtuvieron los primeros dos contenidos de humedad, los mayores a 30% y las que requerían estar entre 14 y 16% de contenido de humedad. Las probetas que necesitaban estar a un contenido de humedad entre un 6 y 8% se mantuvieron en el laboratorio de pulpa donde había una temperatura ambiente de 19°C y una humedad relativa de 48%. La verificación de los distintos contenidos de humedad se realizó día a día, pesando las probetas y calculando su contenido de humedad. Para una mayor certeza del contenido de humedad, después de cada ensayo a cada una de las probetas se midió su peso húmedo, luego se llevó a estufa a 103ºC y al próximo día se midió su peso anhidro, para luego calcular el contenido de humedad y corroborarlo con los datos obtenidos anteriormente. En cuanto a la manipulación de las probetas, para el traslado de estas se utilizó un desecador (Figura 15), el cual mantiene el contenido de humedad de las probetas al ser trasladadas desde el lugar de origen hasta el taller donde se realizaron los ensayos y luego al lugar donde se tomaron las mediciones. El pesado de las probetas se realizó con una pesa digital y los valores de esta es en gramos.

Los distintos contenidos de humedad para los ensayos varían entre 6-8, 14-16% y mayores a 30%. 3.2.5. Método de obtención de rugosidad superficial Se realizaron las mediciones de rugosidad superficial de las probetas con el rugosímetro de contacto tipo stylus modelo Mitutoyo SJ-201. A cada probeta cepillada se les midió 4 veces la rugosidad superficial Rz (Figura 16), además se realizaron 3 repeticiones por probeta, en donde en cada repetición se le disminuyó 2mm en el cepillado.

Figura 16. Ensayo de Rugosidad superficial 3.3 Análisis estadístico Se efectuó 2 tipos de estadísticas, un análisis estadístico descriptivo y un análisis multifactorial de la varianza para Rz. Este realiza varios tests y gráficos para determinar qué factores tienen un efecto estadísticamente significativo en Rz. En donde nuestra variable dependiente es Rz, y los factores son el contenido de humedad (Ch), la velocidad de avance (Vf) y por último el tipo de madera.

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Se presentan los resultados obtenidos de los ensayos de Rugosidad superficial. Primero se realizó un análisis estadístico descriptivo, de la densidad básica, variación del contenido de humedad y comprobación de esta última, y luego el análisis de varianza con respecto al contenido de humedad, velocidad de avance y tipo de madera para álamo. 4.1. Norma ASTM D 1666-87 Con respecto a la norma ASTM D 1666-87, se procedió a evaluar cada probeta mediante una inspección visual, donde se buscó fibra levantada y grano desgarrado. De acuerdo a la evaluación realizada se pudo concretar que las probetas se encontraban en el Grado 1 de la escala de clasificación, o sea ninguna de las probetas presentaba algún tipo de defecto en cuanto a fibra levantada o grano desgarrado. 4.2. Análisis estadístico En el siguiente cuadro se presenta un resumen de la estadística descriptiva de las rugosidades superficiales, promedio de acuerdo a los ensayos realizados caracterizando cada tipo de variable utilizada en el estudio.

Cuadro 4. Resumen de medias estadísticas de Rugosidad superficial Rz

Ch (%) Vf (m/min) Madera lateral Rz

(µm) Ch (%) Vf (m/min) Madera central Rz

(µm) Ch1 (6-8) 4 L1 15.74 Ch1 (6-8) 4 C1 16.84 Ch1 (6-8) 8 L2 21.06 Ch1 (6-8) 8 C2 22.98 Ch1 (6-8) 11 L3 23.97 Ch1 (6-8) 11 C3 26.12

Ch2 (14-16) 4 L4 21.39 Ch2 (14-16) 4 C4 22.43 Ch2 (14-16) 8 L5 27.55 Ch2 (14-16) 8 C5 21.52 Ch2 (14-16) 11 L6 26.27 Ch2 (14-16) 11 C6 27.40

Ch3 > 30 4 L7 24.76 Ch3 > 30 4 C7 24.85 Ch3 > 30 8 L8 28.20 Ch3 > 30 8 C8 28.65 Ch3 > 30 11 L9 28.76 Ch3 > 30 11 C9 29.63

Aquí se puede apreciar en forma resumida la relación existente que hay entre el contenido de humedad, la velocidad de avance y el tipo de madera, con respecto a la rugosidad superficial Rz promedio. Se puede ver que a menor contenido de humedad y a velocidad de avance menor, la rugosidad superficial es menor no importando el tipo de madera.

4.2.1. Densidad básica En el siguiente gráfico se puede apreciar una pequeña diferencia entre las densidades para madera lateral y madera central. Según lo señalado en él, de acuerdo a lo establecido en literatura, la densidad básica calculada es la ideal para el álamo, ya que esta dice que el promedio de densidad básica es de 400 Kg/m³.

Figura 17. Densidad básica para cada tipo de corte en las probetas 4.2.2. Contenido de humedad

Cuadro 5. Contenido de humedad inicial promedio y peso seco lateral – central

Datos calculo peso seco CH (%) L 95,26 Po (g) L 1,9526 CH (%) C 99,62 Po (g) C 1,9962

En el cuadro 5 se puede apreciar el contenido de humedad inicial de la troza de álamo antes de la realización de los ensayos, además esta el peso seco probable que se utilizo para poder calcular los contenidos de humedad de las probetas que se ensayaron.

Eugenio

Línea

4.2.3. Variación del contenido de humedad De acuerdo a la necesidad de lograr los distintos tipos de contenidos de humedad, el proceso completo para llegar a los niveles de contenidos de humedad deseados se demoró veintiún días.

Figura 18. Variación del Contenido de humedad

En este gráfico se puede apreciar la variación de contenido de humedad de las probetas con respecto al paso del tiempo, en total para poder lograr los distintos tipos de contenidos de humedad se demoró veintiún días, en ambientes debidamente climatizados. Para la obtención del contenido de humedad 1 se demoró trece días, el segundo nivel se demoró diecisiete días y para el último nivel de contenido de humedad se demoró veintiún días. 4.2.4. Comprobación del contenido de humedad Después de cada ensayo se tomaron las probetas ensayadas y se procedió a pesarlas en su estado húmedo, para luego ponerlas en estufa y llegar a su peso anhidro, luego se pesaron y se calculó su nuevo contenido de humedad, esto se realizó para verificar el verdadero contenido de humedad de cada probeta, para estar seguro de que se trabajó con los contenidos de humedad requeridos para los distintos ensayos.

En las tablas anexadas se puede apreciar los distintos contenidos de humedad que se lograron y los contenidos de humedad reales que se utilizaron para los ensayos respectivos.

Comprobación de Ch (%)

05

10152025303540

1 2 3 4 5 6 7 8 9Nº De Probetas

Con

teni

do d

e H

umed

ad (%

)

Ch LateralCh Central

Figura 19. Comprobación del Contenido de humedad utilizado para los ensayos de

rugosidad superficial De acuerdo al gráfico se puede ver para cada tipo de madera (lateral y central), el contenido de humedad exacto que se utilizó para los ensayos de rugosidad superficial en el cepillado. Para las primeras 6 probetas (laterales y centrales) se trabajó con un contenido de humedad entre 30 y 35%, para las siguientes 6 probetas se trabajó con un contenido de humedad entre 14 y 16%, y por último se trabajó con un contenido de humedad entre 6 y 8% para las últimas 6 probetas del ensayo. 4.2.5. Rugosidad superficial Rz con respecto al contenido de humedad Esta variable es considerada la más importante dentro de este estudio, de acuerdo a la (Figura 20) se puede visualizar la gran diferencia que hay entre los distintos niveles de contenido de humedad y la rugosidad superficial. Los distintos niveles de contenido de humedad utilizados para los ensayos comprenden en el primer nivel contenidos de humedad entre 6 a 8%, el segundo nivel de 14 a 18% y el último nivel mayores a 30% de contenido de humedad.

Una vez obtenido los resultados de rugosidad se procedió a analizar los resultados por medio de un análisis de varianza, para así poder comprender claramente el comportamiento de esta variable. El análisis de varianza con respecto al contenido de humedad requerido para los ensayos de rugosidad, arrojó un p-valor de 0.0000, al tener un p-valor mayor a 0.05, indica que no hay influencias estadísticas significativas en la rugosidad superficial con respecto al contenido de humedad. Para determinar entre que tipos de contenidos de humedad hay diferencias significativas, se realizaron comparaciones múltiples con el método de Tukey con un intervalo del 95% de confianza. Existe una diferencia significativa entre el contenido de humedad de 6 a 8%, 14 a 16%, y el > a 30%. Esto queda claramente representado en la (Figura 20). Además se calculó el error estándar de la media de rugosidad en la población de madera lateral y madera central, cepillada a distintos niveles de velocidad en el maquinado para ver el comportamiento de la rugosidad con respecto al contenido de humedad. La media de rugosidad en la población de madera lateral y central, cepillada a distintos niveles de velocidades de avance se encuentra entre 20,08 a 22,13 µm para el contenido de humedad 1, 23,34 a 25,51 µm para el contenido de humedad 2 y 26,34 y 28,60 µm para el contenido de humedad 3 con un 95% de probabilidad de no cometer error.

Rugosidad superficial con respecto al contenido de humedad promedio.

15,00

18,00

21,00

24,00

27,00

30,00

6 a 8 14 a 16 > 30


Rug

osid

ad R

z (µ

m)

LateralCentral

Figura 20. Influencia de la variación del Contenido de humedad sobre la rugosidad

superficial

El primer nivel de contenido de humedad fue con probetas que contenían entre un 6 a 8% de contenido de humedad, con estas se obtuvieron los mejores resultados de acuerdo a la rugosidad superficial, estos tuvieron una media de 21,11 µm, y sus valores fluctuaron entre 20,08 a 22,13 µm. El segundo nivel de contenido de humedad esta entre 14 y 16% el resultado de este nivel de contenido de humedad con respecto a la rugosidad superficial Rz muestra que la rugosidad aumentó de 23,34 a 25,51 µm, con una media de 24,42 µm. Por último a un nivel comprendido en Ch > 30%. Estas al ser ensayadas y medidas con el rugosimetro entregó valores altos de rugosidad superficial Rz estos variaron según el gráfico entre 26,34 y 28,60 µm en el cual la media obtenida fue de 27,47 µm. En cuanto a los resultados se puede visualizar la relación directa que existe entre el contenido de humedad y la rugosidad superficial Rz. De acuerdo a esto se puede demostrar que a un menor contenido de humedad la calidad superficial en el cepillado mejora notablemente con respecto a los contenidos de humedad comprendidos entre los niveles 14 a 16 y > a 30%. En cuanto al punto de vista industrial esta variable es de suma importancia para las empresas madereras a la hora de querer obtener productos de gran calidad superficial en el cepillado. 4.2.6. Rugosidad superficial Rz con respecto a la velocidad de avance El análisis de varianza con respecto a la Velocidad de avance utilizado en los ensayos de rugosidad, arrojó un p-valor de 0.0000, al tener un p-valor mayor a 0.05, indica que no hay influencias estadísticas significativas en la rugosidad superficial con respecto a la velocidad de avance. Para determinar entre que tipos de Velocidades de avance hay diferencias significativas, se realizaron comparaciones múltiples con el método de Tukey con un intervalo del 95% de confianza. Existe una diferencia significativa entre velocidades de avance de 4, 8 y 11 (m/min). Esto queda claramente representado en la (Figura 21).

Rugosidad superficial con respecto a la velocidad de avance promedio.

15

18

21

24

27

30

4 8 11

Velocidad de avance (m/min)

Rug

osid

ad R

z (µ

m)

LateralCentral

Figura 21. Influencia de las distintas velocidades de avance sobre la rugosidad superficial

De acuerdo a lo que se puede observar en el gráfico a medida que la velocidad de avance aumenta gradualmente en sus distintos niveles, la rugosidad superficial aumenta notoriamente con respecto a esta variable. El nivel de velocidad de avance Vf 4 es en donde se obtienen los menores resultados de rugosidad superficial Rz obteniéndose las mejores calidades superficiales. En cuanto al nivel de velocidad de avance Vf 8 esta aumenta su rugosidad notablemente con respecto a la velocidad de avance Vf 4. Por último en el nivel de velocidad de avance Vf 11, la rugosidad superficial aumenta considerablemente con respecto a la velocidad de avance Vf 8 y mucho más con respecto a la velocidad de avance Vf 4. Las grandes diferencias que existen entre esta variable es un punto a considerar a la hora de cepillar madera, aunque a la hora de hablar de una industria esta se hace difícil de controlar, ya que en una empresa maderera se considera mayoritariamente la producción que la calidad superficial, ya que a la hora de optar por Vf menores su productividad disminuye.

4.2.7. Rugosidad superficial Rz con respecto al tipo de madera El análisis de varianza con respecto al tipo de madera utilizada en los ensayos de rugosidad, arrojó un p-valor de 0.6520, al tener un p-valor mayor a 0.05, indica que no hay influencias estadísticas significativas en la rugosidad superficial con respecto al tipo de madera. De acuerdo al análisis de varianza y al grafico (Figura 22) se puede ver que no hay diferencias estadísticas significativas, es decir que la diferencia de densidad para este estudio no fue un factor relevante para la evaluación de la Rugosidad superficial. Para determinar entre que tipos de madera hay diferencias significativas, se realizaron comparaciones múltiples con el método de Tukey con un intervalo del 95% de confianza. Aquí no existe una diferencia significativa entre el tipo de madera lateral con respecto al tipo de madera central.

Rugosidad superficial con respecto al tipo de madera promedio.

15

18

21

24

27

30

Lateral Central

Tipo de madera

Rug

osid

ad R

z (µ

m)

Figura 22. Influencia del tipo de madera sobre la rugosidad superficial.

4.2.8. Rugosidad superficial Rz con respecto al Contenido de Humedad y Velocidad de Avance en madera lateral y central

Para una mayor claridad de los datos obtenidos se realizaron estos gráficos donde se demuestra cuales son los puntos referenciales óptimos de rugosidad con respecto a todas las variables aplicadas en el estudio. Este será de gran ayuda a la hora de trabajar con madera de álamo y tener en cuenta el comportamiento de ésta al ser cepillada a distintos niveles de contenidos de humedad, velocidades de avance y el tipo de madera ya sea lateral o central.

Rugosidad superficial Rz con respecto al contenido de humedad y velocidad de avance en madera lateral.

0

5

10

15

20

25

30

35

6 a 8 14 a 16 > 30


Rug

osid

ad R

z (µ

m)

Vf 4 (m/min)Vf 8 (m/min)Vf 11 (m/min)

Figura 23. Influencia del contenido de humedad, velocidad de avance en madera

lateral, sobre la rugosidad superficial

Rugosidad superficial Rz con respecto al contenido de humedad y velocidad de avance en madera central.

0

5

10

15

20

25

30

35

6 a 8 14 a 16 > 30


Rug

osid

ad R

Z (µ

m)

Vf 4 (m/min)Vf 8 (m/min)Vf 11 (m/min)

Figura 24. Influencia del contenido de humedad, velocidad de avance en madera

lateral, sobre la rugosidad superficial

Se logra ver que a niveles de contenido de humedad 6 a 8% se alcanzan las mejores calidades superficiales, es decir su rugosidad superficial es menor, ya sea para madera lateral o madera central, o para los distintos niveles de velocidades de avance, de acuerdo a esto último, la rugosidad superficial es menor a niveles de Vf 4. En cuanto a los niveles de contenidos de humedad 14 a 16 y > a 30% se aprecia claramente que a medida que aumenta la velocidad de avance ya sea para madera lateral o central la rugosidad de superficie aumenta notoriamente. Esto demuestra una relación directa entre la rugosidad superficial y los distintos niveles de contenidos de humedad, ya que a medida que ésta es menor los valores de la rugosidad superficial rz son relativamente bajos, mejorando notoriamente la calidad de superficie. En cuanto a la relación entre la rugosidad superficial rz y los cambios de los niveles de velocidades de avance a medida que estos aumentan, los valores de rugosidad superficial rz también aumentan, obteniéndose consigo una deficiente calidad de superficie en el cepillado.

5. CONCLUSIONES La rugosidad responde bien frente a cambios de contenido de humedad, según lo observado en los análisis de varianza, los mejores resultados se obtienen con niveles de contenidos de humedad entre 6 a 8%, esto demuestra que a menores contenidos de humedad se obtienen mejores resultados en la calidad superficial. La velocidad de avance es otra variable importante a considerar a la hora de querer obtener buenos resultados de rugosidad superficial, esta es una variable que afecta directamente la calidad superficial de la madera, además considerando un contenido de humedad entre un 6 a 8% la rugosidad disminuye notablemente. De acuerdo a la densidad básica se pudo a preciar que no había diferencias significativas, aunque los ensayos se realizaron con probetas de madera lateral y madera central. Los mejores resultados de rugosidad superficial se obtuvieron con niveles de contenidos de humedad entre 6 a 8% y con una velocidad de avance de 4 (m/min), no importando el tipo de corte en la madera para álamo.

6. BIBLIOGRAFÍA Aguilera, A., 2006. Publicación docente. Técnicas de cepillado y elaboración de madera. p: 54-79. Ammerman, B., 2000. Educational programs of the Kentucky Cooperative Extension Service, INTERNET: http://www.uky.edu/Agriculture/Forestry/silva.htm. Barros, S.; Aguirre, 1980. Crecimiento de algunas especies y cultivares de álamo, regiones IV, VIII y IX. Informe técnico N°87. INFOR. Santiago. 39pp. Department of scientific and industrial research, 1956. A Randbook of Hardwoods. Her Majestys Stationery Office. London, England. Díaz -Vaz, J. 1991. Álamo. Lignum N°5: 24. Davis, E., 1962. Machining and Related Characteristics of United States Hardwoods. Technical Bulletin No. 1267. p: 4-8. FAO, 1980. Los Álamos y sauces. Colección FAO: Monte Nº 10.Roma. 349pp. Forest products laboratory U.S., 1955. Raised, loosened, torn, chipped, and fuzzy grain in lumber. p: 2-9. Gene Wengert, 1998. Departamento de selvicultura, universidad de Wisconsin-Madison. Defectos del cepillado en la madera. INTERNET: http://www.woodweb.com/knowledge_base/Rx_for_Wood_Machining_Defects.html Octubre 9, 2006. NCh176/1Of 84, 1984. INN (Instituto Nacional de Normalización, Chile). Determinación de la humedad. Santiago, Chile. NCh176/2 Of 86, 1988. INN (Instituto Nacional de Normalización, Chile). Determinación de la densidad. Santiago, Chile. Lüders, C. 1999. Efecto de la tasa de crecimiento sobre la densidad de Encino de Los pantanos (Quercus palustris Muenchh) creciendo en Chile. Tesis de Ingeniero Forestal. Universidad Austral de Chile. 40p. Norma ASTM D 1666-87, 1994. Métodos para realizar ensayos de mecanización en madera y en materiales derivados de la madera. Vita, A., 1977. El cultivo de los álamos. Manual N°4. Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Forestales. Santiago. Chile. 23pp.

ANEXOS

ANEXO 1

Abstract

ABSTRACT The following work of certification was performed evaluating quality of the resulting surface machining with respect to the variation of moisture content for poplar wood Populus sp. In addition to evaluating the surface quality with respect to moisture content, it took into account the variable speed machining and for the type of wood (side - central), the latter differentiated by its basic density. The results of this study allow contribute to the knowledge of machining conditions for these species. Clearly one can see the influence than bring moisture content in the wood in relation to the surface roughness. The results showed significant differences in the surface roughness, with the amount of moisture and speed progress. Moreover, it was observed than not there significant difference in surface roughness, on the type of wood (side - central). The ideal conditions for working on poplar wood machining and obtain the best results from surface roughness occurred with low moisture content of 6 to 8% and speed progress of 4 m / min. Keywords: Machining, moisture content, surface roughness, poplar Populus sp.

ANEXO 2

Estadística descriptiva y análisis de varianza

Contenido de humedad inicial de la troza

Cuadro 1. Pesos en estado húmedo y estado anhidro para determinación del contenido de humedad inicial de la troza.

Determinación Ch inicial de la troza.

Peso Húmedo Lateral

(g) Peso Húmedo Central

(g) L1 67,01 C1 54,46 L2 67,66 C2 72,22 L3 105,27 C3 61,21 L4 65,26 C4 64,16

Peso Seco Lateral (g) Peso Seco Central (g)

L1 37,92 C1 29,22 L2 31,83 C2 37,58 L3 51,75 C3 30,01 L4 34,65 C4 29,71

Ch Lateral (%) CH Central (%)

CHL1 76,71 CHC1 86,38 CHL2 112,57 CHC2 92,18 CHL3 103,42 CHC3 103,97 CHL4 88,34 CHC4 115,95

Promedio Ch Lateral

(%) Promedio Ch Central

(%) CHLx 95,26 CHCx 99,62

Variación del contenido de humedad Cuadro 2. Datos de contenidos de humedad en relación a los días de secado para

madera central

Día 1 % Ch

Día 7 % Ch

Día 10 % Ch

Día 11 % Ch

Día 12 % Ch

Día 13 % Ch

Día 14 % Ch

Día 17 % Ch

Día 19 % Ch

Día 21 % Ch

Central 1 95,25 62,29 53,26 36,72 32,43 Central 2 95,25 66,39 52,31 28,34 22,13 10,41 6,57 5,26 Central 3 95,25 69,13 53,25 30,22 24,54 17,23 14,35 13,40 12,10 Central 4 95,25 48,63 38,52 21,17 14,81 Central 5 95,25 72,66 55,16 33,53 26,51 18,73 15,98 13,37 11,44 7,30 Central 6 95,25 66,32 56,44 40,70 35,31 Central 7 95,25 57,01 43,79 27,59 20,53 13,73 11,27 10,44 Central 8 95,25 45,23 36,07 22,37 15,38 Central 9 95,25 55,63 48,45 38,61 34,82 Central 10 95,25 55,52 38,27 21,77 18,22 13,33 11,19 10,35 8,68 6,82 Central 11 95,25 70,36 58,69 45,10 37,87 29,80 26,96 25,47 Central 12 95,25 36,83 27,41 18,04 14,72 Central 13 95,25 73,30 61,81 33,20 25,32 14,52 11,62 10,77 8,45 6,46

Cuadro 3. Datos de contenidos de humedad en relación a los días de secado para

madera Lateral

Día 1 % Ch

Día 7 % Ch

Día 10 % Ch

Día 11 % Ch

Día 12 % Ch

Día 13 % Ch

Día 14 % Ch

Día 17 % Ch

Día 19 % Ch

Día 21 % Ch

Lateral 1 99,61 43,94 36,10 26,42 23,21 18,42 15,98 15,35 Lateral 2 99,61 55,14 43,31 31,25 28,75 24,71 22,55 22,11 17,53 Lateral 3 99,61 48,85 40,95 27,45 24,78 20,88 18,67 17,65 Lateral 4 99,61 73,64 59,34 36,71 31,67 Lateral 5 99,61 70,29 59,02 49,31 45,49 Lateral 6 99,61 66,09 53,14 40,46 36,61 32,25 29,95 28,85 18,53 Lateral 7 99,61 55,32 48,08 41,81 39,24 35,95 33,91 33,25 17,03 6,37 Lateral 8 99,61 62,64 51,21 35,53 30,23 21,81 18,88 18,04 Lateral 9 99,61 76,18 65,07 41,46 33,99 Lateral 10 99,61 69,90 54,28 37,68 34,01 Lateral 11 99,61 62,27 49,41 36,19 33,79 28,51 26,13 25,49 16,47 6,97 Lateral 12 99,61 46,60 41,16 31,09 28,30 24,24 22,65 21,86 13,91 7,57

Comprobación de contenido de humedad

Cuadro 4. Contenidos de humedad entre 6-8% para madera central y lateral

Central Peso h (g) Lateral Peso h (g)

C5 90,85 L7 94,22 C10 91,84 L11 91,54 C13 91,09 L12 95,00

Central Peso s (g) Lateral Peso s (g) C5 85,50 L7 88,35 C10 85,93 L11 85,93 C13 85,62 L12 88,85

Central Ch (%) Lateral Ch (%) Ch C5 6,26 Ch L7 6,64

Ch C10 6,88 Ch L11 6,53 Ch C13 6,39 Ch L12 6,92

Cuadro 5. Contenidos de humedad entre 14 – 16% para madera central y lateral

Central Peso h (g) Lateral Peso h (g) C4 97,11 L1 99,52 C8 92,86 L3 99,77 C12 90,08 L8 99,61


Central Ch (%) Lateral Ch (%) Ch C4 16,05 Ch L1 14,54 Ch C8 15,63 Ch L3 16,34

Ch C12 15,21 Ch L8 15,65

Cuadro 6. Contenidos de humedad mayores a 30 % para madera central y lateral

Central Peso h (g) Lateral Peso h (g)

C1 105,78 L4 106,56 C6 99,15 L9 120,56 C9 102,34 L10 108,99


Central Ch (%) Lateral Ch (%) Ch C1 32,62 Ch L4 31,33 Ch C6 31,13 Ch L9 33,81 Ch C9 33,17 Ch L10 32,93

Densidad básica

Cuadro 7. Datos densidad básica para madera lateral y central

Peso anhidro (g) Volumen (cm³) Densidad (kg/m³) Lateral Central Lateral Central Lateral Central 81,95 80,49 235,13 238,28 349 338 84,96 81,74 232,42 236,52 366 346 84,06 81,33 225,20 223,19 373 364 84,99 79,90 231,97 228,92 366 349 84,89 78,95 236,48 230,07 359 343 81,95 75,56 224,26 228,63 365 330 81,12 80,43 227,18 236,90 357 340 85,12 76,41 233,80 231,64 364 330 84,41 76,82 234,57 231,55 360 332

Rugosidad superficial Datos de rugosidad superficial Rz obtenidos para los distintos niveles de contenidos de humedad, velocidades de avance, el tipo de madera y sus respectivas repeticiones.

Cuadro 8. Datos Rugosidad superficial Rz para madera lateral

Rz (µm) Repetición 1 Rz (µm) Repetición 2 Rz (µm) Repetición 3 Ch Vf Lateral Rz1 Rz2 Rz3 Rz4 Rz1 Rz2 Rz3 Rz4 Rz1 Rz2 Rz3 Rz4

Ch1 4 L1 16,22 15,20 15,42 15,60 15,45 16,65 15,14 16,94 16,51 14,14 16,18 15,22Ch1 8 L2 18,31 19,80 20,99 21,43 18,83 21,44 19,25 20,03 24,41 22,38 22,57 23,76Ch1 11 L3 26,06 25,86 26,28 30,84 18,83 21,75 24,72 22,56 23,12 26,79 24,96 25,28Ch2 4 L4 19,63 31,68 26,04 32,96 18,43 17,17 17,69 19,20 16,49 19,47 17,36 20,52Ch2 8 L5 29,71 24,91 28,53 27,06 21,80 25,93 19,91 32,40 28,60 31,30 30,52 29,87Ch2 11 L6 21,37 22,39 21,48 30,41 30,85 30,46 30,77 30,36 25,00 32,12 20,92 19,11Ch3 4 L7 28,92 18,39 29,46 20,39 18,99 18,80 29,80 26,31 25,57 25,35 25,27 29,87Ch3 8 L8 21,92 24,73 22,20 25,93 25,88 31,93 30,52 32,01 21,31 34,34 36,55 31,08Ch3 11 L9 21,61 21,24 25,42 28,93 40,03 31,20 31,38 37,02 27,33 21,24 30,76 28,93

Cuadro 9. Datos Rugosidad superficial Rz para madera central

Rz (µm) Repetición 1 Rz (µm) Repetición 2 Rz (µm) Repetición 3 Ch Vf Central Rz1 Rz2 Rz3 Rz4 Rz1 Rz2 Rz3 Rz4 Rz1 Rz2 Rz3 Rz4

Ch1 4 C1 18,21 16,28 19,72 16,52 17,51 14,14 18,18 16,54 17,35 14,90 17,82 17,65Ch1 8 C2 26,55 21,66 25,45 20,16 22,88 26,44 24,35 18,83 21,79 24,26 25,17 25,44Ch1 11 C3 24,94 21,25 26,46 29,19 24,28 26,08 27,11 27,51 28,98 26,47 26,64 26,64Ch2 4 C4 17,03 25,06 22,62 22,01 30,00 19,79 20,22 17,55 22,80 26,21 20,07 25,74Ch2 8 C5 22,25 19,44 16,12 24,11 22,03 18,88 21,08 24,86 24,75 20,87 21,59 22,28Ch2 11 C6 28,13 29,51 26,18 26,47 25,01 29,35 25,95 28,08 27,91 25,28 27,37 29,54Ch3 4 C7 25,82 27,23 30,83 32,74 20,60 19,48 22,01 26,03 21,70 21,38 24,30 26,07Ch3 8 C8 35,28 30,71 30,76 32,40 24,65 33,06 25,47 25,54 28,02 29,46 23,35 25,08Ch3 11 C9 33,71 28,10 33,18 37,56 29,81 26,56 22,45 25,37 30,64 28,82 29,30 30,04

Análisis de varianza con respecto al Contenido de humedad

Cuadro 10. Tabla ANOVA para Rugosidad superficial Rz según Contenido de humedad

Fuente Sumas de cuadrados

Grados de libertad

Cuadrado medio F-ratio P-valor

Entre grupos 1319.23 2 659.614 30.2 0.0000

Intra grupos 4652.14 213 21.841 Total

(Corregido.) 5971.37 215 Al tener un p-valor mayor a 0.05, indica que no hay influencias estadísticas significativas.

Cuadro 11. Contraste Múltiple de Rango para Rugosidad superficial según Contenido de humedad, según método de Tukey con 95% de confianza

Grupos

Ch Recuento Media LS Homogéneos 3 72 21.4204 X 2 72 24.4244 X 1 72 27.4739 X

Contraste Diferencias +/- Límites

1 - 2 *-3,04944 1.84101 1 - 3 *-6,05347 1.84101 2 - 3 *-3,00403 1.84101

* indica una diferencia significativa.

Esta tabla aplica un procedimiento de comparación múltiple para determinar las medias que son significativamente diferentes unas de otras. La mitad inferior de la salida muestra la diferencia estimada entre cada para de medidas. En la parte superior de la tabla, se identifican 3 grupos homogéneos según la alineación del signo X en la columna. En donde la alineación de estas X muestra la diferencia que hay entre una variable y otra, al estar desalineadas se demuestra que hay diferencias estadísticamente significativas. Por otra parte el asterisco que se encuentra al lado de los 3 pares, indica que éstos muestran diferencias estadísticamente significativas a un nivel de confianza 95,0%.

Eugenio

Línea

Figura 1. Rugosidad superficial con respecto al contenido de humedad

Análisis de varianza con respecto a la Velocidad de avance

Cuadro 12. Tabla ANOVA para Rugosidad superficial Rz según Velocidad de avance


Grados de libertad


Entre grupos 1408.08 2 704.041 32.86 0.0000 Intra grupos 4563.28 213 21.424

Total (Corregido.) 5971.37 215

Al tener un p-valor mayor a 0.05, indica que no hay influencias estadísticas significativas.

Cuadro 13. Contraste Múltiple de Rango para Rugosidad superficial según Velocidad de avance, según método de Tukey con 95% de confianza

Grupos

Vf Recuento Media LS Homogéneos 3 72 21.0353 X 2 72 25.0994 X 1 72 27.1840 X


1 - 2 *-4.06417 1.82335 1 - 3 *-6.14875 1.82335 2 - 3 *-2.08458 1.82335

Con respecto al grupo homogéneo este muestra que hay diferencias estadísticamente significativas, además se indica en las diferencias que entre cada nivel de velocidad de avance hay diferencias significativas, estas están representadas por el asterisco.

Figura 2. Rugosidad superficial con respecto a la Velocidad de avance

Análisis de varianza con respecto al Tipo de madera

Cuadro 14. Tabla ANOVA para Rugosidad superficial Rz según Tipo de madera


Grados de libertad


Entre grupos 5.68751 2 5.688 0.2 0.6520 Intra grupos 5965.68 213 27.877

Total (Corregido.) 5971.37 215 Cuadro 15. Contraste Múltiple de Rango para Rugosidad superficial según Tipo de

madera según método de Tukey con 95% de confianza

Grupos Tipo de madera Recuento Media LS Homogéneos

1 108 24.2773 X 2 108 24.6019 X


1 - 2 *-0.324537 1.41624 Se demuestra con el contraste múltiple de rangos para Rz según tipo de madera que no hay diferencias estadísticamente significativas. Arriba en la tabla se puede apreciar con claridad los grupos homogéneos están alineados, esto indica que no hay diferencia alguna entre esta variable y la rugosidad.

evaluación de la calidad superficial con respecto a la

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