CONTENIDO

Pag.

ÍNDICE DE CUADROS ..................................................................................... i

ÍNDICE DE FIGURAS ..................................................................................... iii

RESUMEN .......................................................................................................... v

ABSTRACT .......................................................................................................... vi

1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 1

2. OBJETIVOS ................................................................................................... 3

2.1.General ......................................................................................................... 3

2.2. Particular .................................................................................................. 3

3. REVISIÓN DE LITERATURA .................................................................... 4

3.1. Efecto del tratamiento de preservación en la resistencia mecánica

de la madera ................................................................................................. 5

3.2. Reacciones químicas entre el preservador y los compuestos de la madera . 9

3.3. Efecto de la anatomía de la madera y el contenido de humedad en el

tratamiento de preservación ....................................................................... 12

4. METODOLOGÍA ......................................................................................... 16

4.1. Descripción del lugar de colecta .................................................................. 16

4.2. Descripción de la especie ............................................................................. 18

4.3. Colecta y preparación de la

madera

.............................................................. 18

4.4. Preparación de las probetas de ensayo ......................................................... 21

4.5. Proceso de ensaye ........................................................................................ 23

4.6. Tratamiento de preservación ........................................................................ 31

4.7. Análisis químico .......................................................................................... 33

4.8. Análisis de los datos de las propiedades mecánicas .................................... 34

5. RESULTADOS ................................................................................................. 36

5.1. Propiedades mecánicas ................................................................................. 36

5.1.1. Flexión estática ................................................................................. 36

5.1.1.1. Esfuerzo al límite proporcional (ELP) .................................... 36

1

Pag.

5.1.1.2. Módulo de ruptura (MOR) ...................................................... 38

5.1.1.3. Módulo de elasticidad (MOE) ............................................... 39

5.1.1.4. Trabajo al limite proporcional (WLP) ................................... 41

5.1.1.5. Trabajo a la carga máxima (WCM) ........................................ 42

5.1.2. Compresión paralela a la fibra ........................................................... 44

5.1.2.1. Esfuerzo al límite proporcional (ELP) .................................... 45

5.1.2.2. Esfuerzo a la carga máxima (ECaM) ...................................... 46

5.1.2.3. Módulo de elasticidad (MOE) ................................................ 48

5.1.2.4. Trabajo al límite proporcional (WLP) .................................... 49

5.1.2.5. Trabajo a la carga máxima (WCM) ......................................... 51

5.1.3. Compresión perpendicular a la fibra ................................................ 53

5.1.3.1. Esfuerzo al límite proporcional (ELP) .................................... 53

5.1.4. Dureza Janka ...................................................................................... 54

5.1.4.1. Carga en superficie tangencial (CST) ...................................... 54

5.1.4.2. Carga en superficie radial (CSR) .............................................. 56

5.1.4.3. Carga en los extremos (CE) ..................................................... 57

5.1.5. Tensión perpendicular ........................................................................ 59

5.1.5.1. Esfuerzo máximo a tensión (EMT) ......................................... 59

5.1.6. Cortante paralelo a la fibra ................................................................ 60

5.1.6.1. Esfuerzo máximo a cortante (EMC) ...................................... 60

5.1.7. Rajado ............................................................................................... 62

5.1.3.1. Esfuerzo máximo a rajado (EMR) ........................................... 62

5.1.8. Resumen de los resultados de las propiedades mecánicas .................... 63

5.2. Análisis químico ....................................................................................... 65

6. DISCUSIÓN DE RESULTADOS .................................................................. 66

7. CONCLUSIÓNES ......................................................................................... 72

8. REFERENCIAS ........................................................................................... 74

2

ANEXOS

1.- Tabla de cubicación de trozas

2.- Fórmulas para el cálculo de esfuerzos

3.- Reporte de inspección de tratamiento

3.- Análisis químico de retención de sales hidrosolubles

3

ÍNDICE DE CUADROS

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Cuadro 1 Tratamientos en piezas de albura y duramen ............................................ 21

Cuadro 2a Número de probetas para cada prueba mecánica ..................................... 23

Cuadro 2b Número de probetas para cada prueba mecánica ..................................... 24

Cuadro 3 Condiciones de prueba ........................................................................... 26

Cuadro 4 Valores promedio y desviación estándar para ELP en flexión estática .... 36

Cuadro 5 Análisis de varianza para el parámetro ELP en flexión estática ............. 37

Cuadro 6 Valores promedio y desviación estándar para MOR en flexión estática .. 38

Cuadro 7 Análisis de varianza para el parámetro MOR en flexión estática ........... 39

Cuadro 8 Valores promedio y desviación estándar para MOE en

flexión estática ......................................................................................... 39

Cuadro 9 Análisis de varianza para el parámetro MOE en flexión estática ........... 40

Cuadro 10 Valores promedio y desviación estándar para WLP en

flexión estática ......................................................................................... 41

Cuadro 11 Análisis de varianza para el parámetro WLP en flexión estática ............. 42

Cuadro 12 Valores promedio y desviación estándar para WCM en .........................

flexión estática ......................................................................................... 42

Cuadro 13 Análisis de varianza para el parámetro WCM en flexión estática ........... 43

Cuadro 14 Valores promedio y desviación estándar para ELP en compresión

paralela ..................................................................................................... 45

Cuadro 15 Análisis de varianza para el parámetro ELP en compresión paralela ...... 46

Cuadro 16 Valores promedio y desviación estándar para ECaM en compresión

paralela ..................................................................................................... 46

Cuadro 17 Análisis de varianza para el parámetro ECaM en compresión paralela .... 47

Cuadro 18 Valores promedio y desviación estándar para MOE en compresión

paralela ..................................................................................................... 48

Cuadro 19 Análisis de varianza para el parámetro MOE en compresión paralela .... 49

Cuadro 20 Valores promedio y desviación estándar para WLP en compresión

paralela ..................................................................................................... 49

Pag.

Cuadro 21 Análisis de varianza para el parámetro WLP en compresión paralela .... 50

Cuadro 22 Valores promedio y desviación estándar para WCM en compresión

paralela .................................................................................. 51

Cuadro 23 Análisis de varianza para el parámetro WCM en compresión paralela .... 52

4

Cuadro 24 Valores promedio y desviación estándar para ELP en compresión

perpendicular ........................................................................................... 53

Cuadro 25 Análisis de varianza para el parámetro ELP en compresión

perpendicular ........................................................................................... 54

Cuadro 26 Valores promedio y desviación estándar para CST en dureza Janka ......... 54

Cuadro 27 Análisis de varianza para el parámetro CST en dureza Janka ................ 55

Cuadro 28 Valores promedio y desviación estándar para CSR en dureza Janka ......... 56

Cuadro 29 Análisis de varianza para el parámetro CSR en dureza Janka .................. 57

Cuadro 30 Valores promedio y desviación estándar para CE en dureza Janka ......... 57

Cuadro 31 Análisis de varianza para el parámetro CE en dureza Janka .................... 58

Cuadro 32 Valores promedio y desviación estándar para EMT en tensión

paralela ..................................................................................................... 59

Cuadro 33 Análisis de varianza para el parámetro EMT en tensión paralela ........... 60

Cuadro 34 Valores promedio y desviación estándar para EMC en cortante

paralelo ..................................................................................................... 60

Cuadro 35 Análisis de varianza para el parámetro EMC en cortante paralelo ........... 61

Cuadro 36 Valores promedio y desviación estándar para EMR en rajado ................ 62

Cuadro 37 Análisis de varianza para el parámetro EMR en rajado ........................... 63

Cuadro 38 Valores promedio de las pruebas mecánicas ......................................... 63

Cuadro 39 Valores promedio de las pruebas mecánicas ......................................... 64

Cuadro 40 Valores promedio de las pruebas mecánicas ......................................... 65

ÍNDICE DE FIGURAS

Pag.

Figura 1 Localización del municipio de Amecamea de Juárez ............................ 17

Figura 2 Aspecto general del área de colecta en el predio Huepalcala ................ 19

Figura 3 Vista general de las trozas obtenidas .................................................... 20

Figura 4 Apilado de polines para el secado ......................................................... 22

Figura 5 Probetas preservadas dentro de bolsas de polietileno ............................ 22

Figura 6a Probetas libres de defectos de acuerdo a la Norma ASTM D-143 ....... 24

Figura6b Probetas libres de defectos de acuerdo a la Norma ASTM D-143 ....... 25

Figura 7 Prueba de flexión estática .................................................................... 27

Figura 8 Prueba de compresión paralela ............................................................. 27

5

Figura 9 Prueba de compresión perpendicular ................................................. 28

Figura 10a Prueba de dureza Janka en las superficies radial y tangencial ........... 28

Figura 10b Prueba de dureza Janka, carga aplicada en los extremos .................. 29

Figura 11 Prueba de cortante paralelo a la fibra ................................................... 29

Figura 12 Ensayo de tensión perpendicular a la fibra ............................................ 30

Figura 13 Ensayo de Rajado ............................................................................... 30

Figura 14 Acomodo de polines en el carro de carga del autoclave ....................... 31

Figura 15 Preparación de la solución preservante ................................................. 32

Figura 16 Comparación gráfica del ELP en flexión estática ................................. 37

Figura 17 Comparación gráfica del MOR en flexión estática ................................. 38

Figura 18 Comparación gráfica del MOE en flexión estática ................................. 40

Figura 19 Comparación gráfica del WLP en flexión estática ................................. 41

Figura 20 Comparación gráfica del WCM en flexión estática .............................. 43

Figura 21 Tipos de falla presentes en flexión estática .......................................... 44

Figura 22 Comparación gráfica del ELP en compresión paralela ......................... 45

Figura 23 Comparación gráfica del ECaM en compresión paralela ....................... 47

Figura 24 Comparación gráfica del MOE en compresión paralela ....................... 48

Figura 25 Comparación gráfica del WLP en compresión paralela ....................... 50

Pag.

Figura 26 Comparación gráfica del WCM en compresión paralela ..... 51

Figura 27 Tipos de falla presentes en compresión paralela ................................... 52

Figura 28 Comparación gráfica del ELP en compresión perpendicular ................ 53

Figura 29 Comparación gráfica de la variable CST en dureza Janka ................... 55

Figura 30 Comparación gráfica de la variable CSR en dureza Janka ................... 56

Figura 31 Comparación gráfica de la variable CE en dureza Janka ..................... 58

Figura 32 Comparación gráfica de la variable EMT en tensión perpendicular ..... 59

Figura 33 Comparación gráfica de la variable EMC en cortante paralelo ............ 61

Figura 34 Comparación gráfica de la variable EMR en rajado ............................ 62

6

1. INTRODUCCIÓN

Cada día es más frecuente el uso de la madera de pino para varios propósitos; éstos van

desde el uso en mangos de herramientas, muebles, pisos ó puertas hasta diseños estructurales

más complejos como es el caso de torres de enfriamiento, postes telefónicos o de tendido

eléctrico, casas habitación, puentes, naves industriales, etc. (Obregón, 1986).

La madera es considerada uno de los mejores materiales para la construcción debido a la

resistencia mecánica que presenta, compitiendo con otros materiales como el concreto, el

acero, el aluminio o la fibra de vidrio. La ventaja que presenta la madera ante los otros

materiales es la fácil disponibilidad y reparación de piezas, su alta resistencia al ataque

químico, pero sin duda el más importante de todos es el bajo costo que representa (Chandra y

Tewari, 1972; Boding y Jayne, 1982).

A pesar de los beneficios que muestra, las condiciones de servicio en las cuales se

encuentra la madera, la hacen susceptible a una degradación física, química o biológica,

teniendo como consecuencia una pérdida en el volumen utilizado de madera en servicio por lo

que es necesario someterla a tratamientos químicos con preservadores, los cuales permitan

incrementar la vida útil de la madera transformada (Harkom, 1952; Barnes y Murphy, 1995).

Por lo cual, el uso de los preservadores hidrosolubles se emplea actualmente con mayor

frecuencia, siendo el más común las sales hidrosolubles de cobre, cromo y arsénico (CCA), las

cuales tienen una gran aceptación por parte de los usuarios de la madera transformada y

preservada.

Pese a los beneficios que se obtienen con el tratamiento químico, también se ha encontrado

que existen efectos colaterales que se producen al introducir sales metálicas en la estructura de

la madera y que son importantes de considerar, principalmente los que se relacionan con las

propiedades físicas y mecánicas. El efecto ocasionado no sólo por el tratamiento, sino también

por el pretratamiento, postratamiento, grado de retención y penetración del preservador, dan

como resultado una reducción en las propiedades mecánicas de la madera (Winandy, 1995 b).

7

Teniendo como consecuencia, un error en los cálculos de diseño de ingeniería que utilicen

madera tratada con preservadores hidrosolubles, ya que dichos cálculos son realizados

generalmente en piezas de madera que no presentan un tratamiento químico.

En México, existen varios usos estructurales en los que se usa madera preservada, como lo

son las torres de enfriamiento y plataformas marinas, sin embargo, aún existe un

desconocimiento de como afectan los tratamientos de preservación a la resistencia mecánica

de la madera de especies mexicanas. Por lo tanto es necesario conocer si existe una diferencia

en los valores de los esfuerzos a los cuales se somete la madera preservada, determinando en

que proporción son afectados, si aumentan o disminuyen dichos valores y posteriormente

realizar un ajuste en el diseño de los cálculos estructurales.

Tomando en consideración lo anterior, el presente estudio se llevó a cabo para contribuir al

conocimiento de las propiedades mecánicas de la madera de Pinus montezumae Lamb.,

preservada con sales CCA-C y sin preservar, tanto en condición en verde como en condición

seca al 12% de CH, para albura y duramen.

8

2. OBJETIVOS

2.1 General

Conocer el efecto en las propiedades mecánicas que presenta la preservación a presión con

sales hidrosolubles CCA-C en la madera de Pinus montezumae.

2.2 Particular

Evaluar la magnitud de variación de las propiedades mecánicas de la madera preservada de

Pinus montezumae, con respecto a la madera natural.

9

3. REVISIÓN DE LITERATURA

Desde el inicio de las civilizaciones, la madera ha sido utilizada como material de

construcción, combustible, armas, vehículos de transporte y en muchas otras formas. La

madera y los componentes que de ella se derivan, han tenido una gran influencia en el

desarrollo económico e industrial de las grandes naciones en el mundo, y aún continua

siéndolo. Cada día el uso de la madera es mucho más frecuente para varios propósitos,

simplemente en los años 70’s en Estados Unidos, la madera fue el producto más utilizado

como material de construcción, en forma de tableros de fibra, partículas o contrachapados y en

combinación con otros materiales han llegado a substituir a elementos de concreto y acero

dentro del área de la construcción (Boding y Jayne, 1982).

Por lo cual ha sido necesario la obtención de datos de la resistencia mecánica que presenta

la madera. La gran variedad de especies que existen así como los cambios que sufre la madera

a diferentes condiciones llegan a afectar dicha resistencia, todos estos factores combinados

han permitido la elaboración de técnicas de prueba. Para llegar a un método utilizado en forma

general se desarrollaron cientos de pruebas, en un principio fueron desarrolladas por el

Servicio Forestal de Estados Unidos y más adelante el Laboratorio de Productos Forestales de

Canadá junto con otras organizaciones similares adoptaron estos métodos y los unificaron,

gracias a lo cual se ha podido desarrollar el estudio de varios especies de madera en el mundo

(ASTM,1992).

Los datos obtenidos en las pruebas de resistencia mecánica son propuestos para predecir el

desarrollo del material en uso. Algunos métodos de prueba se diseñan para monitorear la

reacción del material en uno o posiblemente dos esfuerzos a un tiempo; el resultado de varias

pruebas puede ser combinado para proporcionar una solución básica a un problema complejo

(Boding y Jayne, 1982).

10

Además, la durabilidad natural de la madera ha permitido que tenga un gran desarrollo

dentro de la industria de la construcción; sin embargo, las condiciones en las cuales se llegan

a encontrar algunas estructuras las hace más susceptibles a una degradación, ya sea física,

química o biológica. Como consecuencia a todo esto ha sido necesario que la madera se

someta a algún tratamiento con preservadores, para así aumentar su vida de servicio (Harkom,

1952; Barnes y Murphy, 1995).

Es así, como el propósito principal de la aplicación del preservador es el de incrementar la

durabilidad de la madera a la pudrición, ataque de termitas, taladradores marinos y otros

organismos de deterioro; sin embargo, existen efectos que se producen al introducir aceites o

sales metálicas en la estructura de la madera y que son importantes de considerar,

principalmente los que se relacionan con las propiedades físicas y mecánicas.

La resistencia mecánica de la madera se vincula con su estructura anatómica y

comportamiento que tiene ante cambios de humedad, por tanto se considera importante

conocer la relación entre la madera preservada con sales hidrosolubles y su resistencia

mecánica (Fuentes, 1994).

3.1 Efecto del tratamiento de preservación en la resistencia mecánica de la madera

Algunos preservadores al reaccionar con la celulosa y otros componentes orgánicos de la

madera, modifican las propiedades de resistencia mecánicas (Boding y Jayne, 1982). Por lo

cual se han realizado una gran variedad de estudios donde se demuestra que la madera tratada

con preservadores hidrosolubles generalmente reducen su resistencia mecánica.

En consecuencia, Winandy (1995 b) compiló varios artículos en los cuales se mencionan

varios factores que afectan la resistencia mecánica, en los que incluye: las características de la

madera tratada, el pretratamiento, el tratamiento, el tipo de preservador, la retención, la

temperatura de secado después del tratamiento, la calidad del material y las incisiones que se

requieren antes del tratamiento.

11

Cada propiedad mecánica es afectada en forma diferente por el preservador hidrosoluble y

las pruebas de resistencia más frecuentes que se realizan son flexión estática, compresión

paralela y perpendicular, así como a esfuerzo cortante y en algunos casos se realizan pruebas

de dureza.

Según Winandy et al. (1983) las sales hidrosolubles contienen sales químicas capaces de

degradar la madera, originando una perdida de la resistencia mecánica. Esto lo demuestra al

determinar el efecto del nivel de retención de sales CCA y la resistencia a impacto,

encontrando que a un nivel de retención de 0.6 lb/ft3 (9.6 kg/m3), la resistencia se redujo en

un 20% y a retenciones de 2.5 lb/ft3 (40 kg/m3) ésta disminuyo 36%.

De tal forma que generalmente las retenciones de los preservadores hidrosolubles con

niveles ≤ 1.0 lb/ft3 (16 kg/m3) tienen un efecto negativo reduciendo en una pequeña

proporción la resistencia mecánica (Winandy, 1995 a).

Del mismo modo, Barnes (1985) sometió a flexión estática piezas de madera tratada con

sales CCA a dos niveles de retención de 0.6 y 1.5 lb/ft3 (9.6 y 24 kg/m3), encontrando una

reducción del 36.9%, con respecto a las muestras de control, en el módulo de ruptura (MOR) y

trabajo al límite proporcional (WLP), cuando incrementó la retención a 1.5 lb/ft3 (24 kg/m3) y

la temperatura de resecado fue de 280º F (137.7º C), mientras que en el nivel de retención de

0.6 lb/ft3 (9.6 kg/m3) la reducción ocurrida no fue tan marcada; demostrando así que el

incremento de la temperatura de un secado posterior y el nivel de retención disminuye en

forma considerable la resistencia mecánica de la madera.

Es así como el secado después del tratamiento es considerado también como causa

principal de la perdida de resistencia mecánica de la madera; no obstante el secado al aire libre

aplicado después de un tratamiento con sales hidrosolubles, causa una pequeña reducción en la

resistencia cuando el nivel de retención es ≤ 1.0 lb/ft3 (16 kg/m3), sin embargo el efecto

provocado por la temperatura aplicada en el secado de la madera preservada en estufa, ha

demostrado valores críticos en la perdida de la resistencia mecánica (Winandy, 1995 b).

12

Barnes y Mitchell (1984) estudiaron el efecto de secado en la perdida de resistencia

mecánica. La madera tratada a un nivel de retención de 0.3 lb/ft3 (4.8 kg/m3), registró una

reducción de 2% en el MOE, secada a 190º F (88º C) y un incremento de 3% secada a 240º F

(116º C), en comparación con el grupo de control. Asimismo, para el MOR la reducción

registrada fue de 8% secada a 190º F (88º C) y de un 12% a una temperatura de 240º F (116º

C). En el esfuerzo al límite proporcional (ELP) los datos obtenidos no fueron significativos a

una temperatura de secado de 190º F (88º C), pero se incremento un 6% al utilizar una

temperatura de 240º F (116º C).

Por su parte Lee (1985) determinó el efecto de secado al aire libre en la resistencia

mecánica a compresión paralela, flexión estática y esfuerzo a cortante de la madera tratada, a

un nivel de retención de 0.57 lb/ft3 (9.2 kg/m3), con una temperatura de 75º F (24º C) a 102º F

(39º C), obteniendo como resultado una reducción del 9% en la resistencia a compresión,

mientras que en MOR y MOE en flexión estática no hubo diferencia alguna, al igual que en el

esfuerzo a cortante.

En un estudio elaborado por Winandy, et al. (1985) se determinó el efecto en la resistencia

mecánica de la madera en relación con el nivel de retención del preservador y la temperatura

de secado después del tratamiento. Los resultados obtenidos para la madera tratada a 1.00

lb/ft3 (16 kg/m3) y secada a una temperatura de 140º F (60º C) mostraron que el esfuerzo

máximo a compresión paralela (MCS), MOE, MOR y trabajo a la carga máxima (WCM) no

fueron afectados, pero al incrementar la temperatura a 180º F (82.22º C) el MOR fue reducido

11% y el WCM se redujo 37%, mientras los otros permanecieron sin cambio. Con un nivel de

retención de 2.5 lb/ft3 (40 kg/m3) y a una temperatura de 140º F (60º C) el MCS se incremento

un 15% y el WCM se redujo 27%; mientras que a 180º F (82.22º C), el MCS se incremento

9%, el MOR se redujo 12% y el WCM disminuyo 46%, pero al aumentar la temperatura a

220º F (104.4º C), la disminución respectiva en el MCS, MOR y WCM fue de 9%, 30% y

68%. Debido a la naturaleza ácida de las sales CCA, puede presentarse una degradación

hidrolítica cuando el material impregnado con sales CCA es secado artificialmente,

principalmente a altas temperaturas.

13

Finalmente luego de varios estudios se ha demostrado que si existe una influencia de la

temperatura de secado después del tratamiento en la reducción de la resistencia mecánica. Los

ejemplares tratados y secados a altas temperaturas afectan mucho mas que los ejemplares

tratados y secados a bajas temperaturas (Winandy y Boone, 1988).

Las propiedades mecánicas de la madera tratada con sales CCA también son afectadas

por el contenido de humedad. Así, Winandy (1995) encontró que en la madera tratada a un

nivel de retención de sales CCA de 0.459 lb/ft3 (7.3 kg/m3), la resistencia a flexión disminuyo

entre 10% y 12%, con respecto a la madera sin tratar al 10% de contenido de humedad;

mientras que al 15% de contenido de humedad la resistencia se redujo de 5 a 12% y en

condición verde no hubo diferencias.

Aunque la mayoría de las coníferas presentan una buena penetración del preservado, esto es

cierto tan solo para la madera de albura, de modo que cuando presentan gran cantidad de

duramen es difícil lograr una buena penetración con el preservador. Por lo cual se ha recurrido

a las incisiones, una técnica que puede facilitar la penetración y distribución del preservador,

ya que estas incisiones separan las fibras y modifican la estructura de la madera en el plano

longitudinal. Es así como Keith y Chauret (1988) encontraron que al producir pequeñas

incisiones en la superficie de la madera de duramen se aumenta la cantidad de preservador

químico dentro de la madera.

Sin embargo, una de las desventajas de esta técnica es la de provocar una disminución en

su resistencia mecánica. Las incisiones solo pueden reducir de un 2 a 3% la resistencia de la

madera, pero si a esto se le suma el preservador la resistencia se reduce de 7 a 10% (Perrin,

1978; Richardson, 1978; Boding y Jayne, 1982; Winandy, 1995 b).

Por lo cual Chudnoff y Goytia (1967) analizaron el efecto de las incisiones en la resistencia

mecánica de la madera sometida a flexión estática y su efectividad en el tratamiento, y los

datos reportaron una reducción en el MOR de 15 a 25% y un incremento en el nivel de

penetración del 5%.

14

El efecto que producen las sales CCA en la variación de las propiedades mecánicas, se debe

en parte a las reacciones químicas que ocurre entre la interacción entre los polímeros de la

pared celular y los compuestos químicos del preservador.

3.2. Reacciones químicas entre el preservador y los compuestos de la madera

Cuando la madera se trata con preservadores oleosos o hidrosolubles, algunos de los

elementos químicos que componen al preservador reaccionan con los compuestos orgánicos

de la madera, aunque las sales hidrosolubles no tienen un efecto químico, cuando estas sólo

están en contacto con la superficie de la madera (Hunt y Garrant, 1967; Boding y Jayne,

1982).

Los elementos del preservador son retenidos o permanecen en la madera, cuando se

produce la reacción de fijación de las sales. La fijación parcial de las sales inorgánicas de los

preservadores hidrosolubles se puede dar por la misma composición de la madera (Arsenault,

1973; Hartford, 1973; Anderson et al., 1991); sin embargo, como consecuencia de las

reacciones que se originan, las sales son capaces de degradar la madera mediante una

hidrólisis parcial de la célula, variando esto según el nivel de retención, la distribución y la

composición de la sal (Winandy et al., 1983).

Coetzee (1980) cita un reporte de la British Commonwealth Scientific Office of North

America donde explica que: “la efectividad de las sales CCA se origina cuando las sales

insolubles del preservador se depositan dentro de la madera, además, en el momento que se

reduce el cromo, el tejido de la madera sufre un cambio en el pH”. El cobre en los

preservadores multisales lo absorbe principalmente la lignina, supuestamente a una reacción

que ocurre con el grupo carboxil y con otros grupos ácidos en los compuestos no-celulósicos.

Una parte del cobre (40-50%) de las sales CCA y de los preservadores de cromo-cobre,

reaccionan con los compuestos insolubles en agua de la madera. Lo que resta del cobre

reacciona con el radical dicromato. El resto del dicromato lo reduce la madera y entonces

reacciona con el arsénico o es absorbido por la misma madera. Esto indica la formación de

arsenato de cromo (CrAsO4) el cual es absorbido como ácido de arsénico.

15

Dahlgren y Hartford (1972 a) coinciden con Coetzee (1980) en que en la primera fase de

oxidación de la celulosa con el ácido crómico, dentro de la región cristalina, da como

resultado un debilitamiento o ruptura de las cadenas produciendo pequeñas perdidas de peso,

debido a la formación de otros elementos solubles. Sin embargo, cuando se tienen diferentes

grados de oxidación del ácido crómico no siempre se destruye la estructura de la celulosa.

Se ha comprobado que la celulosa tiene una gran afinidad con el cobre y es fijado por

sorpción (Arsenault, 1973; Hartford, 1973; Anderson et al., 1991).

Dahlgren y Hartford (1972 b) proponen una hipótesis del mecanismo de fijación, en la cual

señalan que el ácido de cobre y el arsenato de cromo son precipitados simultáneamente junto

con el cromato crómico (Cr[Cr(Cr2O7)3]) los cuales son fijados a la sustancia madera,

posteriormente se da una precipitación de arsenatos terciarios y arsenatos base cobre, por

último se forma el cromato crómico. Mencionan que en cuanto se inicia el intercambio de

iones en la fijación del cobre y se da un almacenamiento temporal del ácido crómico, la

precipitación sucede con diferente rapidez.

Estudiando la distribución y fijación del preservador base-cromo en la madera, Pizzi (1983)

menciona la reacción química que sucede entre el preservador con respecto a la lignina y la

holocelulosa. En la lignina el cromo reacciona a la forma insoluble, fijándose una pequeña

parte del cobre a través del cromo en forma del cromato de cobre, poco más de la mitad del

arsénico es fijado en la lignina a través del cromo en forma de arsenatos de cromo insolubles.

El cromo reacciona con la holocelulosa pero en forma diferente a la lignina, primero el cromo

es absorbido por los carbohidratos de la madera y, segundo, el cromo absorbido es reducido de

hexavalente (CrVI ) a trivalente (CrIII) por los carbohidratos. La reacción es acelerada,

aparentemente a través de diferentes tipos de mecanismos, donde el arsénico esta presente. La

mitad del arsénico no es fijado o precipitado en la lignina, sino que esta presente en los

carbohidratos de la madera como arsenato de cromo.

Posteriormente, Pizzi (1990) hace mención de la existencia de dos reacciones importantes

entre el cromo y los carbohidratos de la madera durante el tratamiento. Primero, la rápida

16

absorción de los iones de cromo a un compuesto con la celulosa o hemicelulosa y segundo la

reducción que sufre el cromo hexavalente (CrVI ) a su forma trivalente (CrIII), y nuevamente

encuentra que el arsenato de cromo es poco absorbido o es simplemente depositado en los

carbohidratos de la madera. Todas las reacciones que se presenten afectan a la hemicelulosa,

celulosa y las pectinas, al grado de que poco a poco afecten a todos los carbohidratos.

Cuando se produce la reducción del cromo hexavalente a su estado trivalente, se da la

reacción del arsénico con el CrIII lo cual origina el mecanismo de fijación del arsénico base

(Arsenault, 1973; Hartford, 1973; Anderson et al., 1991). La reducción del cromo hexavalente

(CrVI) al estado trivalente (CrIII) por la reducción de azucares en la madera, depende del pH de

la solución, las reacciones de reducción toman mayor tiempo en soluciones menos ácidas

(Arsenault, 1978).

Pizzi (1983) al igual que otros autores, considera tres parámetros importantes para la

fijación de los elementos del preservador en la madera, los cuales son: la temperatura, el pH

de la solución y la concentración.

En el momento que se incrementa la temperatura en el tratamiento se acelera la fijación del

preservador en la madera, además influye en la distribución de los químicos fijados entre

lignina y holocelulosa (Pizzi, 1983; Kaldas, et al., 1998).

La influencia de la temperatura afecta en la velocidad de fijación. Wilson (1971) menciona

que la fijación de los elementos en la madera se da en 2 días sometiendo la madera a una

temperatura de 30º C, pero tarda 12 semanas cuando se somete a 5º C; mientras que Cooper y

Ung (1992) señalan que el tiempo de fijación en postes requiere de 14 días a una temperatura

de 20º C, pero puede reducirse de 8 a 10 días sometidos a temperaturas de 70º C.

De acuerdo con Kaldas et al. (1998) a altas temperaturas, se da una rápida fijación de los

elementos de CCA en la madera, pero además se produce una gran reducción del cromo

hexavalente (CrVI) a la forma más estable y menos tóxica como lo es el cromo trivalente

(CrIII).

17

El efecto del pH en las reacciones químicas es un poco más difícil de interpretar que el

efecto de la temperatura. Cuando el preservador de sales CCA entra en contacto con la

madera se incrementa su pH, como consecuencia del intercambio de iones y la reacción de

adsorción que ocurre entre los metales y la madera (Wilson, 1971; Dahlgren y Hartford, 1972

a, b, c; Pizzi, 1983; Anderson et al., 1991; Vick y Kuster, 1992; Lebow y Morrell, 1995).

Wilson (1971) y Pizzi (1983) coinciden en la idea de que en condiciones más ácidas se

acelera la velocidad de fijación, además cuando los valores del pH son menores a 2 la

distribución del cromo y la fijación del mismo se da más en la holocelulosa, pero cuando los

valores son más altos la distribución se da en favor de la lignina.

Para el caso de la concentración del preservador Pizzi (1983) y Jorge, et al. (1997)

mencionan que un incremento en la concentración del preservador origina una aceleración de

fijación del preservador en la madera. Además la concentración de la solución cambia

moderadamente la distribución de la fijación del Cr en favor de la lignina.

3.3. Efecto de la anatomía de la madera y el contenido de humedad en el tratamiento

de preservación

La impregnación de las coníferas depende del movimiento del preservador dentro de las

cavidades de las traqueidas y su paso de célula a célula a través de las puntuaciones, las cuales

funcionan como válvulas reguladoras del paso de líquidos y dependiendo de la libertad en su

abertura facilitan o limitan el flujo. Algunas coníferas tienen canales resiníferos, que son

espacios o ductos que se forman en la madera y algunas veces funcionan como vías para el

flujo de las soluciones preservadoras, su flujo total es poco pero influyen en la preservación,

ya que estos canales se encuentran rodeados por las células epiteliales encargadas de producir

la resina, ocasionando que dichos canales se encuentran obstruidos por resinas (Hunt y

Garrant, 1967; Echenique y Robles, 1993).

18

De acuerdo con Keith y Chauret (1988) es más fácil el movimiento del preservador en la

dirección longitudinal y radial, gracias al rayo que facilita el movimiento del preservador en

estos dos planos; mientras que el movimiento tangencial depende de la posición vertical del

toro en la puntuación, para el flujo del liquido de célula a célula.

Algunas de las maderas pueden ser muy fáciles de preservar y algunas otras no, esto se

conoce como permeabilidad, la cual se define como “la facilidad con la que fluye el liquido a

través de los poros bajo la influencia de un gradiente de presión”. Se ha encontrado que existe

una buena correlación entre la permeabilidad de la madera y la tratabilidad. Uno de los

principales factores que influyen en la permeabilidad es la orientación de las traqueidas, fibras

y vasos, porque es más fácil de tratar en la dirección longitudinal que en la dirección

transversal (Nicholas y Siau, 1973).

La permeabilidad también es afectada por las puntuaciones areoladas aspiradas, debido a

que afectan el flujo de líquidos dentro de la madera. Las puntuaciones areoladas tienen una

estructura diferenciada en forma de red, y la porción central gruesa, que es el toro; la

condición aspirada sucede durante el proceso de secado, cuando el agua se extrae de una de

las células y el menisco de la interface aire-agua pasa a través de la membrana, la abertura de

una de las puntuaciones queda taponada por el toro, cuando este es transportado de su posición

normal por las fuerzas de cohesión del agua, al pasar por la membrana y salir por la abertura

de la puntuación (Echenique y Robles, 1993).

En la albura ocurre la aspiración de las puntuaciones cuando se realiza el secado, pero

todavía es suficientemente permeable para facilitar la tratabilidad con el preservador, el

sellado entre el toro y el borde no siempre es completo, y es posible esperar cierto

desplazamiento de la membrana durante la presión de la impregnación. Aunque en el duramen

también se presentan las puntuaciones aspiradas, la cantidad de extractivos que se depositan

durante la transición de albura a duramen incrementan el sello entre el toro y el borde de la

puntuación, haciéndolo más difícil de penetrar con preservador (Nicholas y Siau, 1973;

Echenique y Robles, 1993).

19

En el tratamiento de coníferas con preservadores, se ha encontrado que la tratabilidad de la

madera tardía se da mas rápidamente que en la madera temprana. Esto se debe principalmente

a que las puntuaciones de la madera tardía tiene menos tendencia a aspirarse que las de

madera temprana por el grosor de sus membranas y su rigidez. La falta o grado de aspiración

es parcialmente responsable de la variabilidad en la tratabilidad de la madera (Nicholas y Siau,

1973).

Por otra parte, el contenido de humedad (CH) afecta la preservación de la madera, al

registrarse un aumento en la humedad se disminuye el volumen de espacios vacíos de madera

y los valores cercanos al punto de saturación de la fibra, hacen imposible obtener la retención

deseada. Esto se debe a la condensación de la humedad en los pequeños capilares de la

membrana de la puntuación, lo cual bloquea el flujo. El hinchamiento de la membrana de la

puntuación reduce el tamaño del poro causado por el incremento del CH disminuyendo la

permeabilidad de la madera (Nicholas y Siau, 1973).

Para realizar un tratamiento adecuado de preservación en la madera, esta debe ser

acondicionada, es decir, someterla a algún proceso de secado. Esta condición es necesaria para

remover de las cavidades celulares el agua libre presente en la madera verde, de otro modo

esta agua puede retardar la entrada del preservador liquido; aunque posteriormente exista una

humedad en la pared celular, esta es mínima y no afecta en la penetración del preservador

(Harkom, 1952).

Un pequeño experimento realizado en madera de Douglas-fir utilizando un solvente no

polar, reveló que el contenido de humedad tiene un efecto significativo en la penetración del

liquido. Al incrementar de 10% CH a un 20% CH se obtuvo una reducción del 35% en el nivel

de la retención (Nicholas y Siau, 1973).

Asímismo, Coetzee y Van Laar (1977) sometieron piezas de pino (albura y duramen) a

cinco niveles de CH (100%, 75%, 50%, 25%), para determinar la tratabilidad de la madera con

sales CCA. La observación fue que gravedad específica (SG) y el CH resultaron

significativamente correlacionados con el volumen absorbido de solución de CCA. La albura

registró una alta SG y la absorción de la solución fue retardada con el incremento del CH. En

20

el caso del duramen no se pudo establecer una relación entre la retención y la duración del

tratamiento, el CH o la SG; sin embargo, el mayor nivel de retención que se reportó fue de 269

kg/m3 para la madera de duramen de Pinus radiata. Concluyendo que se tiene una mejor

absorción del preservador cuando la madera se encuentra en niveles del 25% de CH.

Nicholas y Siau (1973) también mencionan que los mejores resultados se obtienen cuando

la madera ha sido previamente sometida a un proceso de secado, ya sea al aire libre o bajo

condiciones controladas.

21

4. METODOLOGÍA.

4.1. Descripción del lugar de colecta.

El municipio de Amecameca de Juárez se encuentra ubicado en el Estado de México, con un área municipal

de 159,446 km2, localizado a 97º48.9’ de longitud y 19º07.1’ de latitud, tiene una altitud de 2460 metros sobre el

nivel del mar (Figura 1). Pertenece a la Provincia del Eje Neovolcánico. Las principales estructuras geológicas

que se presentan son aparatos volcánicos, entre los cuales se encuentra: el Popocatépetl, el Iztaccihuatl y el

Nevado de Toluca. Además existen fracturas y fallas regionales, asociados a los fenómenos de vulcanismo y

mineralización. Los suelos son aluviales, residual lacustre, pedregosos de una permeabilidad media (INEGI,

1987).

Pertenece a la región hidrológica “Alto-Pánuco” (RH-26), abarcando una gran extensión que comprende toda

la parte Norte, Noreste y Noroeste del estado. Presenta un clima C(E)(w2)(w), es el más húmedo de los

semifrios, con lluvias en verano. La mayor incidencia de lluvias se registra en el mes de julio, fluctúa entre 200 y

210 mm, la mínima corresponde a febrero, con un valor menor de 10 mm. La temperatura máxima se presenta en

los meses de abril y mayo, con un valor entre 12º y 13º C; los meses más fríos son enero y diciembre, ambos con

una temperatura que oscila entre 8º y 9º C. La temperatura media anual es de 12º C (INEGI, 1987).

La vegetación es muy diversa encontrado zonas de agricultura de temporal, bosque de pino, bosque de pino

encino y pradera de alta montaña. En los bosques se pueden encontrar: pino (Pinus montezumae), encino

(Quercus spp.), aile (Alnus jorullensis y Alnus firmifolia), pino amarillo y real (Pinus teocote), encino chino

(Quercus laurina), madroño (Arbutus olondulosa), escoba (Baccharia conferta), pasto (Muhlenbergia spp)

(INEGI,1987).

22

Estado de México

Figura. 1. Localización del Municipio de Amecameca de Juárez

El sitio de colecta se ubica a 10 km del centro de Amecameca, localizado en el predio conocido como

“Huepalcala”. En donde la temperatura mínima es de 6º C y la máxima de 14º C, cuenta con un clima C(w2)(w)

templado-frio y con una precipitación media anual mayor de 800 mm; donde la mayor cantidad de lluvia se

registra en el mes de julio (Figura 2) (INEGI, 1987).

Se encuentra a una altura de 2750 msnm, presentando características de lomerío, con una formación de rocas

ígneas-extrusivas, una pendiente del 40%, el tipo de suelos presente es andosol-húmico de textura areno-limosa y

con una profundidad de materia orgánica de 8 cm.

La vegetación en el estrato arbóreo, presenta: Pinus montezumae, Pinus teocote, Abies religiosa, Cupressus

spp; y en el estrato arbustivo se encuentra: Arbutus spp, escoba (Baccharia conferta), Senecio calcarius. Los

ejemplares colectados se ubicaron en una exposición de 35º SW en ladera.

4.2. Descripción de la especie.

Pinus montezumae Lamb.

Es un árbol de 20 a 30 metros, con la corteza moreno-rojiza, gruesa, áspera y agrietada desde que el árbol es

joven; de ramas extendidas, frecuentemente bajas, que forman una copa irregularmente redondeada; con ramillas

morenas y muy ásperas, la base de las bracteas son persistentes, cortas y muy aproximadas, que comúnmente se

descaman. Sus hojas están en grupos de cinco y ocasionalmente cuatro; miden por lo general de 14 a 21 cm de

largo, medianamente gruesas y fuertes, extendidas o colgantes, flexibles, con los bordes aserrados. Los conos son

largamente ovoides; levemente asimétricos y algo encorvados, de 8.5 a 15 cm de largo, caedizos, de color

moreno, opacos o levemente lustrosos, casi sésiles o sobre pedúnculos de 10 a 15 mm por lo general dejan el

pedúnculo en la ramilla. La madera es blanca y muy útil para construcciones; suele encontrarse a alturas de 2,500

a 2,800 msnm. Se asemeja al Pinus pseudostrobus típico, pero se distingue porque las hojas en éste son muy

delgadas y las ramillas tienen las bases de las brácteas alargadas, espaciadas, muy delgadas y casi hundidas, en

tanto que Montezumae la base de las brácteas son gruesas, cortas, abultadas, apretadas y descamadas (Martínez,

1992).

4.3. Colecta y preparación de la madera.

23

El proceso de colecta y preparación de material para las pruebas inicia con la selección, corte y extracción de

los árboles, por lo cual fue necesario hacer un recorrido previo para la elección de los ejemplares más

representativos del sitio e identificar botánicamente la especie a través de muestras de hoja y fruto.

En la selección de los árboles se obtuvieron tres ejemplares representativos del sitio, los cuales presentaban

las siguientes características: rectos, sin defectos visibles, con una altura promedio de 35 m y un Dap promedio

de 62 cm. Cada árbol fue derribado y seccionado en trozas de 2.5 m hasta donde tuviera un diámetro de 30 cm.

Las trozas obtenidas se marcaron indicando el número de árbol y el número de troza; el objetivo de marcar cada

troza fue para llevar un control del material elaborado.

Figura 2. Aspecto general del área de colecta en el Predio de Huepalcala.

Posteriormente las trozas fueron cubicadas y transportadas al aserradero del Campo Experimental San

Martinito (Figura 3), perteneciente al Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias

(INIFAP) ubicado en el municipio de Tlahuapan, Puebla.

Figura 3. Vista general de las trozas obtenidas.

Las trozas fueron aserradas, obteniéndose cuarterones de 6.35 cm de grueso por 2.5 m de largo, para después

elaborar polines de 6.35 cm x 6.35 cm x 250 cm; cada pieza obtenida fue marcada con los números de árbol y

troza para mantener el control en las piezas obtenidas. Los polines se seleccionaron eliminando aquellos que

presentaron defectos de nudos, gema, corteza incrustada, piezas ocotadas y aquellas que no cumplieran con las

dimensiones de 6.35 cm x 6.35 cm; posteriormente se dividieron en piezas de albura y piezas de duramen.

Las piezas de cada grupo se enumeran en forma progresiva y se subdividieron en cuatro subgrupos, a los

cuales se les asignó un tipo de tratamiento. Cada subgrupo se clasificó con un número romano, anteponiéndole la

letra “A” para el caso de albura y “D” para duramen. La selección de las piezas en cada subgrupo y la asignación

de los tratamientos se realizó mediante una tabla de números aleatorios. Los tratamientos por tipo de madera se

muestran en el cuadro 1.

Cuadro 1. Tratamientos en piezas de albura y duramen.

Grupo Condición de Clave de Clave de

24

de prueba tratamiento albura duramen 1 Verde sin preservar

(Verde)

AIV DI

2 Condición saturada preservada con sales CCA-C

(Verdepres)

AI DIV

3 Condición seca preservada con sales CCA-C

(Secopres)

AIII DII

4 Condición al 12% CH sin preservar

(Seco)

AII DIII

4.4. Preparación de las probetas de ensayo.

Los polines se acondicionaron antes de realizar las pruebas mecánicas; las piezas del grupo 1 se llevaron

al laboratorio de pruebas físicas y mecánicas del campo experimental, depositándolas dentro de la pileta de

agua que ahí se encuentra. Mientras tanto los polines de los otros tres grupos fueron apilados dentro de la

nave del aserradero y se sometieron a un secado bajo techo, durante un período de 21 días, en los cuales se

registró como iba decreciendo el contenido de humedad (Figura 4).

Al término del secado, las piezas de los grupo 2 y 3 se llevaron a la empresa Industrial Torres Marmex

para realizar la preservación. Después de la preservación, las probetas del grupo 2 se conservaron en bolsas

de polietileno para evitar la evaporación (Figura 5). Mientras tanto, los polines del grupo 3 fueron

nuevamente apilandos y secados bajo techo durante un período de 20 días.

Figura 4. Apilado de los polines para el secado dentro de la nave del aserradero.

Figura 5. Probetas preservadas en bolsas de polietileno.

Las piezas de los cuatro grupos fueron llevadas al área de maquinado, en donde se elaboraron las probetas de

pruebas mecánicas, con las medidas establecidas por la norma ASTM D-143 (Figuras 6a y 6b). Las probetas que

se elaboraron para cada grupo fueron para las pruebas de: Flexión estática, compresión paralela a la fibra,

compresión perpendicular a la fibra, dureza Janka, tensión perpendicular a la fibra, rajado y cortante paralelo a la

fibra; el número de probetas elaboradas para cada prueba se muestra en los cuadros 2a y 2b .

25

4.5. Proceso de ensaye.

La realización de las pruebas mecánicas fueron hechas aplicando el Método I de la Norma ASTM D-143,

utilizando una Máquina Universal de Pruebas Mecánicas Tinius Olsen con capacidad de 30 toneladas. La

velocidad de carga y el rango de carga utilizado para cada prueba y condición de humedad se muestra en el

cuadro 3.

Cuadro 2a. Número de probetas probadas para cada prueba mecánica.

No de probetas en

flexión estática

No de probetas en

compresión

paralela

No de probetas en

compresión

perpendicular

No de probetas en

dureza Janka

Tratamiento

de madera

Albura Duramen Albura Duramen Albura Duramen Albura Duramen

Seco normal (Seco)

59 13 59 15 61 15 61 15

Seco preservado (Secopres)

33 9 48 11 49 11 49 11

Saturado preservado (Verdepres)

53 12 46 10 57 13 57 13

Verde (Verde)

52 15 48 7 53 15 53 15

Cuadro 2b. Número de probetas probadas para cada prueba mecánica.

No de probetas en

tensión

perpendicular

No de probetas en

cortante

paralelo

No de probetas en

rajado

Tratamiento de

madera

Albura Duramen Albura Duramen Albura Duramen

Seco normal (Seco)

60 15 61 15 61 15

Seco preservado (Secopres)

41 10 42 10 48 9

Saturado preservado (Verdepres)

51 12 50 12 55 10

Verde (Verde)

51 15 48 14 49 15

26

76 cm

5 cm5 cm

A) Flexión Estática Figura 6a. Probetas libres de defectos para prueba mecánicas, aplicando la Norma ASTM D-143.

E) Tensión perpendicular

5 cm

5 cm 2.5 cm

B) Compresión paralela

C) Compresión perpendicular

D) Dureza Janka

5 cm

5 cm

20 cm

15 cm 15 cm

5 cm 5 cm

5 cm 5 cm

27

5 cm

6.3 cm

5 cm

2 cm

5 cm

F) Corte paralelo al grano

5 cm

7.6 cm

5 cm

G) Rajado

28

Figura 6b. Probetas libres de defectos para pruebas mecánicas, aplicando la Norma ASTM D-143.

29

Cuadro 3. Condiciones de prueba.

PRUEBAS

MECÁNICAS

VELOCIDAD DE

APLICACIÓN

RANGO DE CARGA

PARAMETROS

CALCULADOS

in (mm)/min VERDE O

SATURADA

SECA

Flexión estática

(Figura 7)

0.10in (2.5 mm)/min 0-2400 lb

(1088.64 kg)

0-12000 lb

(5443.2 kg)

ELP, MOE, MOR, WLP,

WCM

Compresión paralela a la fibra

(Figura 8)

0.003in /min 0-30000 lb

(13608 kg)

0-60000 lb

(27216 kg)

ELP, MOE, MOR, WLP,

WCM

Compresión perpendicular a la fibra

(Figura 9)

0.012in (0.305 mm)/min

0-6000 lb (2721.6 kg)

0-12000 lb (5443.2 kg)

ELP

Dureza Janka

(Figura 10a,b)

0.25in (0.6 mm)/min 0-600 lb

(272.16 kg)

0-12000 lb

(5443.2 kg)

0-2400 lb

(1088.64 kg)

CST, CSR, CE

Cortante paralelo a la fibra

(Figura 11)

0.024in (0.6 mm)/min 0-12000 lb

(5443.2 kg)

0-12000 lb

(5443.2 kg)

EMC

Tensión perpendicular a la fibra

(Figura 12)

0.10in (2.5 mm)/min 0-2400 lb

(1088.64 kg)

0-2400 lb

(1088.64 kg)

EMT

Rajado

(Figura 13)

0.10in (2.5 mm)/min 0-2400 lb

(1088.64 kg)

0-2400 lb

(1088.64 kg)

EMR

Figura 7. Prueba de flexión estática.

Figura 8. Prueba de compresión paralela a la fibra.

Figura 9. Prueba de compresión perpendicular a la fibra.

Figura 10a. Prueba de dureza Janka en las superficies radial y tangencial.

Figura 10b. Prueba de dureza Janka, carga aplicada en los extremos.

Figura 11. Prueba de cortante paralelo a la fibra.

Figura 12. Ensayo de tensión perpendicular a la fibra.

Figura 15. Ensayo de rajado.

4.6. Tratamiento de preservación.

El tratamiento de preservación con sales hidrosolubles se realizó en la planta de preservación de la Empresa

Industrial Torres Marmex, S. A. de C. V., siguiendo la norma AWPA C1, AWPA C2 y CTI-WMS-112 que

corresponden a las Norma de Comisión Federal de Electricidad CFE XY000-24 y CFE XY000-03. Se utilizó el

método a presión conocido como proceso de célula llena (Bethell). Por lo que las probetas fueron secadas a un

CH aproximado del 12%.

Las piezas pequeñas para las pruebas de compresión paralela, compresión perpendicular, tensión

perpendicular, cortante paralelo y rajado, se acomodaron en costales, con la finalidad de que durante el

tratamiento las piezas no flotaran dentro del autoclave. El acomodo de las mismas se realizó en el carro formando

un túnel con piezas de mayor dimensión para evitar su movimiento (Figura 14).

Figura 14. Acomodo de polines en el carro de carga del autoclave.

30

El proceso inició con la preparación de la solución preservante de sales CCA-C, utilizando el preservador

conocido como OSMOSE K-33 con 72% de componentes activos, a una concentración de 1.8% kg de

contenido de óxidos por litro de agua. Para determinar la concentración de la solución preservadora se utiliza

un densímetro, graduado normalmente para una temperatura de 20º C; por lo que la lectura del densímetro

debe ser corregida según la temperatura efectiva del líquido que se está midiendo y corregir mediante tablas

de conversión especiales (tablas hidrométricas), esta concentración se calcula según el manual de operación

de OSMOSE. Esta preparación se realiza una hora antes de iniciar el tratamiento, poniéndola en agitación y

mezcla con el agua en el tanque de almacenamiento (Figura 15).

Figura 15. Preparación de la solución preservante.

El programa de tratamiento inicia con el sondeo de la solución preservadora en el tanque de almacenamiento

antes de meter la carga al autoclave, se le conoce como nivel inicial y se tuvo un registro de 123 cm de solución;

se determina el volumen de madera o la carga de madera a tratar, por medio de un porcentaje aproximado de las

piezas (no se realiza otro tipo de cubicación) que contiene la carga, se aplica un factor de corrección para la

obtención del volúmen o lo que llaman pies madereros; finalmente, la carga se introduce en el autoclave e inicia

el tratamiento, se aplicó un vacío inicial de 22 in Hg (55.93 cm Hg) durante 30 minutos, posteriormente se da el

llenado del cilindro y se aplica una presión de 110 lb/in2 (7.73 kg/cm2) la cual se mantiene durante 30 minutos,

poco a poco se disminuye presión e inicia el vacío del cilindro, aplicando un vacío final de 22 in Hg (55.93 cm

Hg) durante un tiempo de 10 minutos con el fin de remover parte del preservador de las células de la superficie

de las piezas de madera y así evitar derrame o goteo una vez que la madera tratada se saca del cilindro de

tratamiento. Nuevamente se toma la lectura de la cantidad de la solución llamado nivel mínimo (25 cm) y por

último la lectura del nivel final (102 cm) de solución.

Al término del tratamiento el resto de preservador es desalojado en una cisterna ubicada en la parte baja del

autoclave para después bombear el líquido al tanque de almacenamiento.

4.7. Análisis químico.

Se seleccionaron 20 muestras al azar de probetas preservadas secas (grupo 3), con la ayuda de una cuchilla se

obtuvieron pequeñas muestras de aproximadamente 5 mm de ancho en dirección radial a la pieza de madera.

Estas fueron guardadas en popotes de plástico previamente etiquetados con la clave de identificación de las

probetas, enseguida, se sellaron con grapas los extremos para evitar así cualquier perdida de madera seccionada.

31

Las muestras se trasladaron para su análisis al área de química analítica, sección de recubrimientos en las

instalaciones del Laboratorio de Pruebas de Equipos y Materiales (LAPEM) de Comisión Federal de Electricidad

(CFE) ubicado en Irapuato, Guanajuato.

El nivel de retención de sales totales de CCA-C, base óxidos, se determinó utilizando un equipo de Plasma

ICP Spectro y aplicando las Normas AWPA A-2, AWPA A-7 y AWPA P-5.

4.8. Análisis de los datos de las propiedades mecánicas.

El análisis de resultados para los esfuerzos calculados en cada prueba, se realizó mediante un análisis de

varianza (ANOVA), usando el programa estadístico SAS (Statical Analysis System) y el siguiente modelo lineal

(Infante y Zárate, 1997; Devore, 1998):

Yijk = μ + αi + βj + γij + εijk

en donde:

Yijk = k-ésima observación con efecto (Ai, Bj)

μ = media general

αi = efecto del i-ésimo nivel de A (albura , duramen)

βj = efecto del j-ésimo nivel de B (tratamientos, seco, secopres, verde, verdepres)

γij = interacción del i-ésimo nivel de A y del j-ésimo nivel de B

εijk = error asociado al experimento y a las observaciones

En aquellos casos en que el ANOVA mostró significancia en la prueba de F, primero se realizaron

comparaciones múltiples de medias entre tratamientos para albura y duramen, a través de la técnica de diferencia

mínima significativa (α=0.05) y posteriormente se llevo a cabo un análisis de comparación dentro de los

tratamientos entre los valores medios de la madera de albura y de duramen, por medio de la prueba de “t” de

Student, partiendo de la siguiente hipótesis general:

Ho : μia = μid

vs

Ha : μia ≠ μid

en donde:

μia = valor promedio del parámetro i considerado de la madera de albura

32

μid = valor promedio del parámetro i considerado de la madera de duramen

Para los datos obtenidos en las condiciones seco y seco preservado, se realizó un ajuste de valores al 12% de

CH, mediante la fórmula (Dinwoodie, 1981):

Log S3 = log S1 + ((Mv - 12) / (Mv - Ms)) log (S2/S1)

en donde:

S3 = resistencia al 12% CH

S2 = resistencia en seco

S1 = resistencia en verde

Mv = contenido de humedad en verde

Ms = contenido de humedad en seco.

El ajuste de valores se realizó con el fin de reducir el sesgo de resultados en la resistencia calculada a

contenidos de humedad diferentes al 12% para ambos.

33

6. DISCUSIÓN DE RESULTADOS.

El tratamiento de preservación afecta cada propiedad mecánica de diferente forma. En algunas propiedades se

producen disminuciones drásticas en su resistencia, pero en otras les proporciona un incremento de la misma,

aunque también depende del tipo de madera que sea y del contenido de humedad.

En la madera natural, la mayor parte de las propiedades mecánicas de la madera natural son afectadas por el

contenido de humedad y aumentan a medida que el contenido de humedad disminuye (Haygreen y Bowyer,

1989; Green, et al.,. 1999). Este comportamiento también se observa para las propiedades mecánicas de la

madera preservada (Winandy, 1995). En los resultados obtenidos para madera preservada y sin preservar, las

propiedades mecánicas fueron mayores en condición seca que en la condición saturada.

Al comparar la madera preservada y sin preservar, los resultados obtenidos muestran que en la prueba de flexión

estática se presenta una disminución significativa en la condición seca, tanto para la madera de albura como para la de

duramen. Así, esfuerzo al limite proporcional (ELP) disminuyó 16.97% para albura y 13.04% para duramen, el

módulo de ruptura (MOE) se redujo 15.22% en albura y 18.54% en duramen, el módulo de elasticidad (MOE) no fue

afectado para ambos tipos de madera, pero el trabajo al límite proporcional (WLM) disminuyo 22.6% para albura y

26.38% para duramen, mientras que el trabajo a la carga máxima (WCM) se redujo 55.45% en albura y 45.76%. En el

caso de la condición húmeda ELP sufrió disminuciones de 17.16% para albura y 13.73% para duramen, el MOE se

redujo 60.96% en albura y 65.37% en duramen, el MOR y el WLP no fueron afectados afectado en ambos tipos de

madera, mientras que el WCM aumentó 62.59% en albura y 57.71% en Los resultados obtenidos coinciden con

Hartford (1973) quien menciona que el tratamiento químico no siempre influye en forma desfavorable a algunos

esfuerzos. En la condición seca, la disminución que presenta el módulo de ruptura (MOR) son más altos que los datos

reportados por Winandy (1995 a) para pino del sur, los cuales fueron entre 9 y 12% para un nivel de retención de 7.3

kg/cm3.

En compresión paralela, los resultados que presentaron una mayor diferencia significativa fue solamente en la

condición seca. El ELP y el esfuerzo a la carga maxima (ECaM) disminuyeron 10.44% y 17.17% respectivamente,

sólo en la madera de albura. En el WLP la reduccion fue de 40.91% para albura y 36.94% para duramen; mientras que

en el WCM la reducción en la madera de albura fue de 55.45% y en el duramen de 45.76%; sin embargo, el MOE

registro un incremento del 46.13% en albura y 66.49% en duramen. Los resultados de disminución son mayores a los

reportados por Lee (1985), quien encontró que la resistencia a compresión de madera de pino del sur disminuye

alrededor del 9% a una retención de 9.18 kg/cm3. Winandy (1995 b) señala que generalmente la resistencia a

compresión no es afectada o aumenta ligeramente.

En compresión perpendicular el ELP mostro un aumento del 15.87% en la condición seca para la madera de

duramen; mientras que en la condición húmeda, la madera de albura sufrio una disminucion de 11.35%, pero el

34

duramen presento un incremento del 13.67%. En el esfuerzo máximo a cortante (EMC) solo se presento una

disminución del 11.90% en condición seca para albura. El esfuerzo máximo a rajado (EMR) disminuyo 11.90% solo

para la albura en seca. El esfuerzo máximo a tensión (EMT) presento un incremento de 30.25% en duramen para la

condición seca; mientras que en la condición húmeda se registro una disminución del 34.81% en albura. En los casos

restantes las diferencias entre la madera preservada y sin preservar no fueron significativas. Los resultados de esfuerzo

cortante son diferentes a los encontrados por Lee (1985), quien señala que la resistencia a cortante de madera tratada

con sales CCA, a una retención de 9.18 kg/cm3, no es afectada a un contenido de humedad promedio del 13.1%.

En la prueba de dureza, solo la carga en los extremos fue la que tuvo variación, registrandose un incremento del

10.08% en madera de albura para la condición seca.

Hartford (1973) menciona que la reacción química que ocurre con la madera durante el tratamiento con

preservadores que contengan cromo, tienden a incrementar su resistencia, cuando son sometidas a pruebas de

dureza, además este aumento se obtiene también por la precipitación de las sales en la superficie de la madera. Lo

que ocurre con la migración de las sales y su precipitación en la superficie de la madera es semejante al

movimiento de los extractivos.

En este caso la migración de los compuestos se origina en el proceso de secado de la madera, debido a que los

elementos solubles en el agua son arrastrados a la superficie de la madera, ya sea esta la cara radial, la tangencial

o bien en los extremos de la pieza; si en lugar de los extractivos se consideran los elementos de las sales (cromo,

cobre, arsénico), el deposito de los mismos en la superficie, al igual que los extractivos, proporcionan una

resistencia a la madera para que sea penetrada.

Los resultados también indican que el efecto de la preservación con sales CCA-C en las propiedades

mecánicas de la madera es principalmente una disminución significativa en su resistencia al 12% de contenido de

humedad, sobre todo en la madera de albura. Sin embargo, en la condición saturada los efectos causan aumentos

y disminuciones en los valores de resistencia, los cuales son de mayor magnitud que en al 12% de contenido de

humedad. Estos aumentos o disminuciones deben ser considerados si se requiere usar la madera preservada como

material estructural, principalmente las magnitudes diferenciales comparadas con la madera sin tratar en el MOE

y MOR a flexión estática, esfuerzo máximo de compresión paralela, esfuerzo a compresión perpendicular y

resistencia a cortante paralelo a la fibra, para que se realicen los ajustes necesarios durante el diseño estructural

(Green et al., 1999).

La causa por la cual se modifican las propiedades mecánicas, puede deberse a la naturaleza química y la

fijación o precipitación de las sales CCA-C en la pared celular, la precipitación de las sales modifica las

condiciones de pH de la madera; según Anderson et al. (1991) la modificación del pH en la madera sucede al

producirse la reducción de CrIV a CrIII que ocurre durante la fijación de las sales de CCA, es decir, cuando se da

35

la reacción de reducción entre el CrIV y los compuestos de la madera, se consumen iones hidrógeno (H+)

incrementando el pH de la madera, entonces la acidez del preservador produce una reacción con la cual se

degrada el enlace de hidrogeno provocando la ruptura de las cadenas.

Al aplicar las diferentes cargas, ya sean a tensión o compresión, se produce la distorsión de los enlaces

intermoleculares e intramoleculares (Winandy y Rowell, 1982) bajo cargas externas, y al estar degradados por

las reacciones hidrolíticas que produce el preservador, es más fácil que se presente la ruptura de los enlaces

intermoleculares y por tanto el de las cadenas de celulosa, produciendo la falla dentro de la región cristalina de la

celulosa. Asimismo, Honorato (1998) menciona que los enlaces de hidrógeno, al aplicarles una fuerza externa y

tratar de juntar (compresión) o estirar (tensión) los enlaces estos se acortan o se alargan, y en un momento

determinado las cadenas se rompen, se desplazan y se reforman.

Al presentar los enlaces de hidrógeno una degradación por la reacción química que ocurre entre los

compuestos de la madera y los elementos del preservador, la carga máxima aplicada que pueda soportar una

pieza de madera es menor, ésta produce una falla dentro de la región cristalina de la celulosa, ocasionando que la

redistribución los polímeros sea imposible, es decir, se produce una ruptura de enlaces y deformación de las

cadenas de celulosa, teniendo como consecuencia una deformación definitiva en la madera.

Al hacer la comparación de los resultados dentro de los tratamientos para determinar las diferencias

significativas entre albura y duramen de las pruebas mecánicas, se encontró que para el caso de flexión estática,

no existen diferencias significativas en el MOE para la madera sin preservar en condición saturada (verde), asi

como para el WLP en cada uno de los tratamientos y en el WCM para la madera sin preservar y preservada en

condición (verde y verdepres). En todos los demás casos se presentaron diferencias significativas, siendo los

valores mayores en la albura que en el duramen.

Para compresión paralela, no se presentaron diferencias significativas entre albura y duramen en el ELP para

el tratamiento seco preservado (secopres), MOE para los cuatro tratamientos, ECaM en el tratamiento seco

preservado y verde, WLP y WCM en los tratamamientos seco preservado, verde y verde preservado. En el resto

de los casos, los valores de albura fueron significativamente mas altos que los de duramen.

En el ELP de compresión perpendicular y en el esfuerzo a rajado, la diferencia se presenta en la condición

seca, mientras que en el esfuerzo a cortante se da para las dos condiciones preservadas (seca y húmeda) y en

tensión perpendicular se presentaron diferencias en todos los tratamientos. En dureza Janka, la resistencia lateral

de la madera de albura es mayor que en la madera de albura para los tratamientos verde y verde preservado,

mientras que en los otros tratamientos no hubo cambio, así como en la resistencia en los extremos para todos los

tratamientos.

36

En lo que respecta a la preservación, uno de los indicadores importantes para determinar el grado de

protección que se logra en la madera preservada, es sin duda el nivel de retención de las sustancias químicas

utilizadas como solución preservadora, el cual es el indicador de la cantidad de óxidos contenidos en un volumen

de madera determinado y se expresa en kilogramos por metro cúbico (kg/m3) ó en libras por pie cúbico (lb/ft3).

Diversas normas establecen las características y requisitos que debe reunir la madera preservada, la cual es

utilizada en distintos usos estructurales. Las características establecidas se determinan mediante un análisis

químico y así asegurar el nivel de retención y penetración adecuados al tipo de riesgo al que estará sujeta la pieza

en servicio, además se mantiene un control de calidad de la madera tratada (Erdoiza y Castillo, 1989).

El nivel de retención de 11.16 kg/m3 obtenido por medio del análisis químico cualitativo y cuantitativo realizado

con el equipo de Plasma ICP Spectro garantiza que la madera preservada de Pinus montezumae cumple con los

requisitos de retención establecidos en la norma AWPA P-5, en la cual se menciona que la cantidad de CrO3

debe ser entre 44.5% y 50.5%, para CuO3 entre 17.0% y 21.0. y para As2O5 de 30.0% a 38.0%.

No obstante, al determinar el nivel de retención por medio del Reporte de Inspección de Tratamiento, el

resultado obtenido no es tan confiable. Al basar el análisis de retención en el cálculo del volumen de carga y el

nivel del preservador utilizado, se cometen errores y a pesar de que se aplican constantes de corrección en la

determinación la retención mínima, no se garantiza que el resultado obtenido sea el valor real de la retención;

además de que no todas las piezas presentan las mismas características (cantidad de albura y duramen, tamaño,

calidad, etc.).

El nivel de retención obtenido de sales CCA-C en la madera estudiada y su proporción de óxidos hace que

esta madera pueda ser utilizada en interiores, exteriores sobre el suelo o en contacto con suelo y torres de

enfriamiento, ya que en estos usos el nivel de retención que establecen las normas AWPA C2 es entre 4.0 kg/m3

(0.25 lb/ft3) y 9.6 kg/m3. (0.60 lb/ft3).

37

5. RESULTADOS.

Los resultados promedio de las propiedades mecánicas, se presentan para cada condición de tratamiento

(verde y seco, ya sea que éste preservado o no) y por tipo de madera (albura y duramen), se incluyen los cuadros

de análisis de varianza y se presentan gráficas con los resultados promedio por tipo de madera. En los cuadros de

resultados, al igual que en los gráficas, las letras mayúsculas representan la comparación entre tratamientos

(hileras); cuando se incluyen letras minúsculas, éstas representan la comparación entre los tipos de madera

dentro de cada tratamiento (columnas). Para ambos casos, los valores con la misma letra indican que no existe

diferencia significativa (P < 0.05), ya sea entre los tratamientos o entre el tipo de madera.

5.1. Propiedades mecánicas.

5.1.1. Flexión estática.

Los parámetros analizados fueron: Esfuerzo al límite proporcional (ELP), módulo de ruptura (MOR), módulo

de elasticidad (MOE), trabajo al límite proporcional (WLP) y trabajo a la carga máxima (WCM); además del tipo

de falla que se presentó con una mayor frecuencia.

5.1.1.1. Esfuerzo al límite proporcional (ELP).

Cuadro 4. Valores promedio y desviación estándar para ELP (kg/cm2) en flexión estática.

POR

TIPO DE MADERA

TRATAMIENTO

ALBURA DURAMEN

Seco 494.10 (75.67) A, a 412.33 (108.68) A, b

Secopres 410.23 (85.03) B, a 358.59 (51.44) B, b

Verde 269.89 (75.28) C, a 218.20 (117.27) C, b

Verdepres 223.57 (77.20) D, a 188.25 (100.99) D, b

38

0

100

200

300

400

500

600

secon (A) spres (B) verde (C) vpres (D)

Flexión estática (ELP)

kg/c

m2

Albura

Duramen

Figura 16. Comparación gráfica del ELP en flexión estática.

Se registró una diferencia significativa (P < 0.05) entre los tratamientos (Trat) y los dos tipos de madera

como es albura y duramen, excepto para la interacción que existe entre estos dos parámetros (Trat*Madera)

(Cuadro 5).

Cuadro 5. Análisis de varianza para el parámetro ELP en flexión estática.

VARIABLE DEPENDIENTE: ELP

Fuente de

variación

Grados de

libertad

Suma de

cuadrados

Cuadrado

medio

Valor de

F

Pr > F

Modelo 7 3282532.457 468933.208 101.54 0.0001

Tratamiento 3 3167652.656 1055884.219 228.64 0.0001 **

Madera 1 108371.761 108371.761 23.47 0.0001 **

Interacción 3 6508.040 2169.347 0.47 0.7037 NS

Error 235 1085253.391 4618.100

T.C. 242 4367785.848

** altamente significativo NS no significativo

5.1.1.2. Módulo de ruptura (MOR).

Cuadro 6. Valores promedio y desviación estándar para MOR (kg/cm2) en flexión estática.

39

POR

TIPO DE MADERA

TRATAMIENTO

ALBURA DURAMEN

Seco 753.52 (102.32) A, a 609.97 (143.07) A, b

Secopres 638.83 (118.19) B, a 496.86 (82.00) B, b

Verde 411.68 (104.45) C, a 358.87 (158.75) C, b

Verdepres 410.59 (104.54) C, a 357.00 (144.88) C, b

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

secon (A) spres (B) verde (C) vpres (C)

Flexión estática (MO R)

kg/c

m2

Albura

Duramen

Figura 17. Comparación gráfica del MOR en flexión estática.

El análisis de diferencia mínima significativa, señala una diferencia (P < 0.05) entre los tratamientos y los

tipos de madera (albura y duramen), así como para la interacción que existe entre estos dos parámetros

(Trat*Madera), (Cuadro 7).

Cuadro 7. Análisis de varianza para el parámetro MOR en flexión estática.

VARIABLE DEPENDIENTE: MOR

Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Valor de Pr > F

40

variación libertad cuadrados medio F

Modelo 7 6090230.445 870032.921 119.59 0.0001

Tratamiento 3 5701374.990 1900458.330 261.23 0.0001 **

Madera 1 326587.753 326587.753 44.89 0.0001 **

Interacción 3 62267.702 20755.901 2.85 0.0380 *

Error 235 1709634.144 7275.039

T.C. 242 7799864.589

** altamente significativo NS no significativo

5.1.1.3. Módulo de elasticidad (MOE).

Cuadro 8. Valores promedio y desviación estándar para MOE (kg/cm2) flexión estática.

POR

TIPO DE MADERA

TRATAMIENTO

ALBURA DURAMEN

Seco 115,243.01 (17445.34) B, a 89,693.03 (23044.04) A, b

Secopres 100,109.25 (19609.42) B C, a 86,443.33 (14627.56) A, b

Verde 216,062 (18067.07) A, a 182,309 (27450.34) A, a

Verdepres 84,347 (18106.89) C, a 63,140 (24387.83) B, b

41

0

50000

100000

150000

200000

250000

verde (A) secon (B) spres (B, C) vpres (C)

Flexión estática (MO E)

kg/c

m2

Albura

Duramen

Figura 18. Comparación gráfica del MOE en flexión estática.

El análisis de varianza registró una diferencia significativa (P < 0.05) entre los tratamientos y los tipos de

madera (albura y duramen), pero no hay diferencia para la interacción que existe entre estos dos parámetros

(Trat*Madera) (Cuadro 9).

Cuadro 9. Análisis de varianza para el parámetro MOE en flexión estática.

VARIABLE DEPENDIENTE: MOE

Fuente de

variación

Grados de

libertad

Suma de

cuadrados

Cuadrado

medio

Valor de

F

Pr > F

Modelo 7 6.56794E+11 9.38277E+10 24.34 0.0001

Tratamiento 3 6.30549E+11 2.10183E+11 54.53 0.0001 **

Madera 1 2.43716E+10 2.43716E+10 6.32 0.0126 *

Interacción 3 1.87369E+09 6.24563E+08 0.16 0.9218 NS

Error 235 9.05810E+11 3.85451E+09

T.C. 242 1.56260E+12

* significativo ** altamente significativo NS no significativo

5.1.1.4. Trabajo al límite proporcional (WLP).

42

Cuadro 10. Valores promedio y desviación estándar para WLP (kg-cm/cm3) en flexión estática.

POR

TIPO DE MADERA

TRATAMIENTO

ALBURA DURAMEN

Seco 0.122 (0.027) A, a 0.113 (0.037) A, a

Secopres 0.094 (0.028) B, a 0.084 (0.014) B, a

Verde 0.036 (0.025) C, a 0.032 (0.041) C, a

Verdepres 0.036 (0.026) C, a 0.033 (0.039) C, a

0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

0.120

0.140

secon (A) spres (B) verde (C) vpres (C)

Flexión estática (WLP)

kg-c

m/c

m3

Albura

Duramen

Figura 19. Comparación gráfica del WLP en flexión estática.

Existe una diferencia significativa (P < 0.05) entre los tratamientos, pero no muestra una diferencia entre los

dos tipos de madera (albura y duramen) y la interacción que existe entre estos dos parámetros (Trat*Madera)

(Cuadro 11).

Cuadro 11. Análisis de varianza para el parámetro WLP en flexión estática.

VARIABLE DEPENDIENTE: WLP

Fuente de

variación

Grados de

libertad

Suma de

cuadrados

Cuadrado

medio

Valor de

F

Pr > F

43

Modelo 7 0.40441775 0.05777396 110.91 0.0001

Tratamiento 3 0.40327109 0.13442370 258.05 0.0001 **

Madera 1 0.00075840 0.00075840 1.46 0.2288 NS

Interacción 3 0.00038826 0.00012942 0.25 0.8624 NS

Error 235 0.12241876 0.00052093

T.C. 242 0.52683650

** altamente significativo NS no significativo

5.1.1.5. Trabajo a la carga máxima (WCM).

Cuadro 12. Valores promedio y desviación estándar para WCM (kg-cm/cm3) en flexión estática.

POR

TIPO DE MADERA

TRATAMIENTO

ALBURA DURAMEN

Seco 0.511 (0.186) A, a 0.386 (0.115) A, b

Secopres 0.411 (0.217) B, a 0.226 (0.120) B, b

Verde 0.259 (0.193) C, a 0.216 (0.151) B, a

Verdepres 0.420 (0.194) B, a 0.341 (0.157) A, a

440.000

secon (A) vpres (B) spres (B) verde (C)

Flexión estática (WCM)

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

kg-c

m/c

m3

Albura

Duramen

Figura 20. Comparación gráfica del WCM en flexión estática.

El análisis de diferencia mínima registró una diferencia (P < 0.05) entre los tratamientos y dos tipos de

madera (albura y duramen), sin embargo en la interacción que existe entre estos dos parámetros (Trat*Madera)

no muestra diferencia (Cuadro 13).

Cuadro 13. Análisis de varianza para el parámetro WCM en flexión estática.

VARIABLE DEPENDIENTE: WCM

Fuente de

variación

Grados de

libertad

Suma de

cuadrados

Cuadrado

medio

Valor de

F

Pr > F

Modelo 7 2.67596369 0.38228053 18.84 0.0001

Tratamiento 3 2.21311773 0.73770591 36.36 0.0001 **

Madera 1 0.37261670 0.37261670 18.36 0.0001 **

Interacción 3 0.09022926 0.03007642 1.48 0.2200 NS

Error 235 4.76819298 0.02029018

T.C. 242 7.44415667

** altamente significativo NS no significativo

El 70% de las probetas en flexión estática presentaron falla a compresión, el 18% fue a tensión simple, el

10% por desviación de grano y finalmente el 2% presentó falla por desgarre (Figura 21).

45

Tensión por desviación de grano (Vista lateral)

Tensión Simple (Vista lateral)

Compresión (Vista lateral)

Desgarre

(Vista en la superficie de tensión)

Figura 21. Tipos de fallas presentes en flexión estática.

5.1.2. Compresión paralela a la fibra.

Los parámetros analizados fueron: Esfuerzo al límite proporcional (ELP), módulo de ruptura (MOR), módulo

de elasticidad (MOE), trabajo al límite proporcional (WLP), trabajo a la carga máxima (WCM); además del tipo

de falla más frecuente.

5.1.2.1. Esfuerzo al limite proporcional (ELP).

Cuadro 14. Valores promedio y desviación estándar para ELP (kg/cm2) en compresión paralela.

POR

TIPO DE MADERA

TRATAMIENTO

ALBURA DURAMEN

Seco 317.95 (51.92) A, a 258.18 (56.66) A, b

Secopres 284.75 (55.08) B, a 267.57 (44.68) A, a

Verde 144.16 (31.97) C, a 118.59 (12.90) B, b

Verdepres 139.73 (20.98) C, a 117.64 (9.72) B, b

0

50

100

150

200

250

300

350

secon (A) spres (B) verde (C) vpres (C)

Copresión paralela (ELP)

kg/c

m2

Albura

Duramen

46

Figura 22. Comparación gráfica del ELP en compresión paralela.

El análisis de varianza registró una diferencia significativa (P < 0.05) entre los tratamientos y los tipos de

madera (albura y duramen), excepto para la interacción que existe entre estos dos parámetros (Trat*Madera)

(Cuadro 15).

Cuadro 15. Análisis de varianza para el parámetro ELP en compresión paralela.

VARIABLE DEPENDIENTE: ELP

Fuente de

variación

Grados de

libertad

Suma de

cuadrados

Cuadrado

medio

Valor de

F

Pr > F

Modelo 7 1459818.333 208545.476 113.29 0.0001

Tratamiento 3 1408687.326 469562.442 255.10 0.0001 **

Madera 1 42039.354 42039.354 22.84 0.0001 **

Interacción 3 9091.652 3030.551 1.65 0.1794 NS

Error 235 432571.864 1840.731

T.C. 242 1892390.197

** altamente significativo NS no significativo

5.1.2.2. Esfuerzo a la carga máxima (ECaM).

Cuadro 16. Valor promedio y desviación estándar para ECaM (kg/cm2) en compresión paralela.

POR

TIPO DE MADERA

TRATAMIENTO

ALBURA DURAMEN

Seco 424.91 (49.67) A, a 337.53 (60.86) A, b

Secopres 351.96 (55.55) B, a 320.62 (45.16) A, a

Verde 180.25 (35.19) C, a 160.79 (11.55) B, a

Verdepres 174.59 (23.21) C, a 153.02 (10.75) B, b

47

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

secon (A) spres (B) verde (C) vpres (C)

Compresión paralela (ECaM)

kg/c

m2

Albura

Duramen

Figura 23. Comparación gráfica del ECaM en compresión paralela.

El análisis de varianza registró una diferencia significativa (P < 0.05) entre los tratamientos y los tipos de

madera (albura y duramen), así como también para la interacción que existe entre estos dos parámetros (Cuadro

17).

Cuadro 17. Análisis de varianza para el parámetro ECaM en compresión paralela.

VARIABLE DEPENDIENTE: ECaM

Fuente de

variación

Grados de

libertad

Suma de

cuadrados

Cuadrado

medio

Valor de

F

Pr > F

Modelo 7 2630109.670 375729.953 199.13 0.0001

Tratamiento 3 2530351.398 843450.466 447.02 0.0001 **

Madera 1 73373.947 73373.947 38.89 0.0001 **

Interacción 3 26384.325 8794.775 4.66 0.0035 *

Error 235 443407.068 1886.839

T.C. 242 3073516.738

* significativo ** altamente significativo NS no significativo

5.1.2.3. Módulo de elasticidad (MOE).

48

Cuadro 18. Valores promedio y desviación estándar para MOE (kg/cm2) en compresión paralela.

POR

TIPO DE MADERA

TRATAMIENTO

ALBURA DURAMEN

Seco 54,108.75 (18024.16) A, a 45,687.86 (15123.87) A, a

Secopres 79,069.86 (19098.86) B, a 76,064.66 (24964.22) B, a

Verde 22,717.11 (6113.24) C, a 19,936.98 (2663.10) C, a

Verdepres 20,519.21 (4856.07) C, a 16,766.51 (4087.82) C, b

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

spres (A) secon (B) verde (C) vpres (C)

Compresión paralela (MO E)

kg/c

m2

Albura

Duramen

Figura 24. Comparación gráfica del MOE en compresión paralela.

Se registra una diferencia significativa (P < 0.05) entre los tratamientos y los tipos de madera (albura y

duramen), pero no hay diferencia para la interacción que existe entre estos dos parámetros (Cuadro 19).

Cuadro 19. Análisis de varianza para el parámetro MOE en compresión paralela.

VARIABLE DEPENDIENTE: MOE

Fuente de Grados de Suma de Cuadrado Valor de Pr > F

49

variación libertad cuadrados medio F

Modelo 7 1.19807E+11 1.71153E+10 83.11 0.0001

Tratamiento 3 1.18636E+11 3.95455E+10 192.03 0.0001 **

Madera 1 1.03474E+09 1.03474E+09 5.02 0.0259 *

Interacción 3 1.35833E+08 4.52776E+07 0.22 0.8826 NS

Error 235 4.83941E+10 2.05932E+08

T.C. 242 1.68201E+11

* significativo ** altamente significativo NS no significativo

5.1.2.4. Trabajo al límite proporcional (WLP).

Cuadro 20. Valores promedio y desviación estándar para WLP (kg-cm/cm3) en compresión

paralela.

POR

TIPO DE MADERA

TRATAMIENTO

ALBURA DURAMEN

Seco 1.025 (0.377) A, a 0.780 (0.280) A, b

Secopres 0.606 (0.591) B, a 0.492 (0.119) B, a

Verde 0.487 (0.189) B, a 0.354 (0.045) B, a

Verdepres 0.496 (0.136) B, a 0.438 (0.126) B, a

50

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

kg-c

m/c

m3

secon (A) spres (B) vpres (B) verde (B)

Compresión paralela (WLP)

Albura

Duramen

Figura 25. Comparación gráfica del WLP en compresión paralela.

El análisis de varianza señala una diferencia significativa (P < 0.05) entre los tratamientos y los dos tipos de

madera (albura y duramen), excepto en la interacción que existe entre estos dos parámetros (Cuadro 21).

Cuadro 21. Análisis de varianza del parámetro WLP en compresión paralela.

VARIABLE DEPENDIENTE: WLP

Fuente de

variación

Grados de

libertad

Suma de

cuadrados

Cuadrado

medio

Valor de

F

Pr > F

Modelo 7 11.75838643 1.67976949 13.85 0.0001

Tratamiento 3 10.84048429 3.61349476 29.80 0.0001 **

Madera 1 0.74751389 0.74751389 6.16 0.0137 *

Interacción 3 0.17038825 0.05679608 0.47 0.7046 NS

Error 235 28.49818459 0.12126887

T.C. 242 40.25657102

* significativo ** altamente significativo NS no significativo

5.1.2.5. Trabajo a la carga máxima (WCM).

Cuadro 22. Valores promedio y desviación estándar para WCM (kg-cm/cm3) en compresión

paralela.

POR

TIPO DE MADERA

TRATAMIENTO

ALBURA DURAMEN

Seco 3.673 (1.185) A, a 2.696 (0.663) A, b

Secopres 1.636 (0.391) B, a 1.462 (0.466) B, a

Verde 1.434 (0.491) B, a 1.355 (0.128) B, a

Verdepres 1.323 (0.392) B, a 1.310 (0.265) B, a

51

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

secon (A) spres (B) verde (B,C) vpres (C)

Compresión paralela (WCM)

kg-c

m/c

m3

Albura

Duramen

Figura 26. Comparación gráfica del WCM en compresión paralela.

El análisis de varianza presenta una diferencia significativa (P < 0.05) entre los tratamientos, los dos tipos de

madera (albura y duramen) y en la interacción que existe entre estos dos parámetros (Cuadro 23).

Cuadro 23. Análisis de varianza para el parámetro WCM en compresión paralela.

VARIABLE DEPENDIENTE: WCM

Fuente de

variación

Grados de

libertad

Suma de

cuadrados

Cuadrado

medio

Valor de

F

Pr > F

Modelo 7 214.1910308 30.5987187 62.16 0.0001

Tratamiento 3 203.4961502 67.8320501 137.79 0.0001 **

Madera 1 5.0036552 5.0036552 10.16 0.0016 *

Interacción 3 5.6912254 1.8970751 3.85 0.0102 *

Error 235 115.6864679 0.4922828

T.C. 242 329.8774987

* significativo ** altamente significativo NS no significativo

El 39% de las probetas en compresión paralela presentaron falla por ondulado, el 28% por cortante, el 21%

por aplastamiento y finalmente el 12% en forma de cuña dividida (Figura 27).

52

Figura 27.

Tipo de falla presentes

en compresión paralela.

Ondulado Aplastamiento

Cuña dividida Cortante

5.1.3. Compresión Perpendicular.

5.1.3.1. Esfuerzo al límite proporcional (ELP).

Cuadro 24. Valores promedio y desviación estándar para ELP (kg/cm2) en compresión perpendicular.

POR

TIPO DE MADERA

TRATAMIENTO

ALBURA DURAMEN

Seco 44.430 (9.79) A, a 50.65 (13.35) A, b

Secopres 45.440 (10.53) A, a 44.900 (7.60) B, a

Verde 22.048 (7.78) C, a 23.380 (5.29) C, a

Verdepres 25.547 (6.04) B., a 26.577 (4.70) C, a

53

0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

secon (A) spres (B) vpres (C) verde (D)

Compresión perpendicular (ELP)

kg/c

m2

Albura

Duramen

Figura 28. Comparación gráfica del ELP en compresión perpendicular.

El análisis registra una diferencia significativa entre los tratamientos pero no así para el tipo de madera

(albura y duramen) y la interacción que se da (Cuadro 25).

Cuadro 25. Análisis de varianza para el parámetro ELP en compresión perpendicular.

VARIABLE DEPENDIENTE: ELP

Fuente de

variación

Grados de

libertad

Suma de

cuadrados

Cuadrado

medio

Valor de

F

Pr > F

Modelo 7 33529.88414 4789.98345 63.60 0.0001

Tratamiento 3 32807.48562 10935.82854 145.19 0.0001 **

Madera 1 287.05481 287.05481 3.81 0.0520 NS

Interacción 3 435.34371 145.11457 1.93 0.1256 NS

Error 262 19733.74083 75.31962

T.C. 269 53263.62497

** altamente significativo NS no significativo

5.1.4. Dureza Janka.

54

Parámetros analizados: Carga en superficie tangencial (CST), carga en superficie radial (CSR) y carga en los

extremos (CE).

5.1.4.1. Carga en superficie tangencial (CST).

Cuadro 26. Valores promedio y desviación estándar para CST (kg) en dureza Janka.

POR

TIPO DE MADERA

TRATAMIENTO

ALBURA DURAMEN

Seco 284.01 (65.06) A, a 230.63 (35.52) A, a

Secopres 2.79.88 (70.20) A, a 227.83 (39.80) A, a

Verde 190.17 (50.01) B, a 167.38 (34.66) B, a

Verdepres 183.28 (40.35) B, a 165.52 (27.99) B, b

0

50

100

150

200

250

300

350

secon (A) spres (A) vpres (B) verde (B)

Dureza Janka (CST)

kg

Albura

Duramen

Figura 29. Comparación gráfica de la variable CST en dureza Janka.

El análisis de varianza registra una diferencia significativa (P < 0.05) para los tratamientos y los tipos de

madera (albura y duramen), pero no hay diferencia para la interacción que existe entre estos dos parámetros

(Cuadro 27).

Cuadro 27. Análisis de varianza para el parámetro CST en dureza Janka.

55

VARIABLE DEPENDIENTE: CST

Fuente de

variación

Grados de

libertad

Suma de

cuadrados

Cuadrado

medio

Valor de

F

Pr > F

Modelo 7 618423.7720 88346.2531 30.37 0.0001

Tratamiento 3 553260.3143 184420.1048 63.40 0.0001 **

Madera 1 53618.0097 53618.0097 18.43 0.0001 **

Interacción 3 11545.4480 3848.4827 1.32 0.2673 NS

Error 261 759230.3408 2908.9285

T.C. 268 1377654.1128

** altamente significativo NS no significativo

5.1.4.2. Carga en la superficie radial (CSR).

Cuadro 28. Valores promedio y desviación estándar para CSR (kg) en dureza Janka.

POR

TIPO DE MADERA

TRATAMIENTO

ALBURA DURAMEN

Seco 277.67 (75.09) A, a 229.83 (37.68) A, b

Secopres 283.96 (75.20) A, a 223.02 (46.00) A, b

Verde 187.43 (56.57) B, a 163.06 (32.36) B, a

Verdepres 193.25 (47.54) B, a 173.38 (34.03) B, a

56

0

50

100

150

200

250

300

kg

secon (A) spres (A) vpres (B) verde (B)

Dureza Janka (CSR)

Albura

Duramen

Figura 30. Comparación gráfica de la variable CSR en dureza Janka.

El análisis de varianza registró una diferencia significativa (P < 0.05) para los tratamientos y los tipos de

madera (albura y duramen), pero la interacción que existe entre estos dos parámetros no muestra una diferencia

(Cuadro 29).

Cuadro 29. Análisis de varianza para el parámetro CSR en dureza Janka.

VARIABLE DEPENDIENTE: CSR

Fuente de

variación

Grados de

libertad

Suma de

cuadrados

Cuadrado

medio

Valor de

F

Pr > F

Modelo 7 559462.4244 79923.2035 21.79 0.0001

Tratamiento 3 492323.0639 164107.6880 44.75 0.0001 *

Madera 1 56777.2790 56777.2790 15.48 0.0001 *

Interacción 3 10362.0815 3454.0272 0.94 0.4209 NS

Error 261 957157.7388 3667.2710

T.C. 268 1516620.1632

** altamente significativo NS no significativo

5.1.4.3. Carga en los extremos (CE).

Cuadro 30. Valores promedio y desviación estándar para CE (kg) en dureza Janka.

POR

TIPO DE MADERA

TRATAMIENTO

ALBURA DURAMEN

Seco 410.85 (79.33) A ,a 338.30 (40.98) A, a

Secopres 369.43 (106.55) B, a 349.17 (66.07) A, a

Verde 228.34 (60.92) C, a 198.54 (35.45) B, a

Verdepres 240.64 (51.25) C, a 223.27 (42.21) B, a

57

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

spres (A) secon (B) vpres (C) verde (C)

Dureza Janka (CE)

kg

Albura

Duramen

Figura 31. Comparación gráfica de la variable CE en dureza Janka.

El análisis de varianza registró una diferencia significativa (P < 0.05) entre los tratamientos y los tipos de

madera (albura y duramen), pero en el caso de la interacción entre estos dos parámetros no hubo diferencia

(Cuadro 31).

Cuadro 31. Análisis de varianza para el parámetro CE en dureza Janka.

VARIABLE DEPENDIENTE: CE

Fuente de

variación

Grados de

libertad

Suma de

cuadrados

Cuadrado

medio

Valor de

F

Pr > F

Modelo 7 1060511.195 151501.599 35.52 0.0001

Tratamiento 3 989061.0168 329687.0056 77.29 0.0001 **

Madera 1 62005.0559 62005.0559 14.54 0.0002 **

Interacción 3 9445.1227 3148.3742 0.74 0.5301 NS

Error 261 1113262.772 4265.375

T.C. 268 2173773.967

** altamente significativo NS no significativo

58

5.1.5. Tensión perpendicular.

5.1.5.1. Esfuerzo máximo a tensión (EMT).

Cuadro 32. Valores promedio y desviación estándar para EMT (kg/cm2) en tensión perpendicular.

POR

TIPO DE MADERA

TRATAMIENTO

ALBURA DURAMEN

Seco 35.45 (9.37) A, a 23.262 (6.67) B, b

Secopres 38.19 (6.89) A, a 30.293 (6.58) A, b

Verde 26.60 (6.77) B, a 22.862 (5.47) B, a

Verdepres 17.34 (6.26) C, a 20.827 (5.12) B, a

0

5

10

15

20

25

30

35

40

spres (A) secon (A) verde (B) vpres (C)

Tensión perpendicular (EMT)

kg/c

m2

Albura

Duramen

Figura 32. Comparación gráfica de la variable EMT en tensión perpendicular.

El análisis de varianza registró una diferencia significativa (P < 0.05) entre los tratamientos y los tipos de

madera (albura y duramen), así como la interacción que existe entre estos dos parámetros (Cuadro 33).

Cuadro 33: Análisis de varianza para el parámetro EMT en tensión perpendicular.

59

VARIABLE DEPENDIENTE: EMT

Fuente de

variación

Grados de

libertad

Suma de

cuadrados

Cuadrado

medio

Valor de

F

Pr > F

Modelo 7 13844.45409 1977.77916 37.43 0.0001

Tratamiento 3 11399.54748 3799.84916 71.91 0.0001 *

Madera 1 1075.57417 1075.57417 20.35 0.0001 *

Interacción 3 1369.33244 456.44415 8.64 0.0001 *

Error 247 13051.99290 52.84208

T.C. 256 26896.44699

** altamente significativo NS no significativo

5.1.6. Cortante paralelo a la fibra.

5.1.6.1. Esfuerzo máximo a cortante (EMC).

Cuadro 34. Valores promedio y desviación estándar para EMC (kg/cm2) en cortante paralelo.

POR

TIPO DE MADERA

TRATAMIENTO

ALBURA DURAMEN

Seco 102.60 (21.52) A, a 88.90 (15.46) A, b

Secopres 90.39 (24.82) B, a 84.63 (5.46) A, a

Verde 67.84 (12.93) C, a 60.18 (9.15) B, b

Verdepres 64.90 (12.49) C, a 64.25 (6.53) B, a

60

0

20

40

60

80

100

120

secon (A) spres (B) verde (C) vpres (C)

Cortante paralelo a la fibra (EMC)

kg/c

m2

Albura

Duramen

Figura 33. Comparación gráfica de la variable EMC en cortante paralelo.

Para el caso del análisis de EMC registra una diferencia significativa entre los tratamientos y los tipos de

madera, sin embargo en la interacción que existe entre estos dos parámetros no presenta diferencia alguna

(Cuadro 35).

Cuadro 35. Análisis de varianza para la variable EMC en cortante paralelo.

VARIABLE DEPENDIENTE: EMC

Fuente de

variación

Grados de

libertad

Suma de

cuadrados

Cuadrado

medio

Valor de

F

Pr > F

Modelo 7 62705.10381 8957.87197 28.36 0.0001

Tratamiento 3 59770.10403 19923.36801 63.07 0.0001 **

Madera 1 2089.43071 2089.43071 6.61 0.0107 *

Interacción 3 845.56907 281.85636 0.89 0.4458 NS

Error 244 77082.61734 315.91237

T.C. 251 139787.72115

* significativo ** altamente significativo NS no significativo

5.1.7. Rajado.

61

5.1.7.1. Esfuerzo máximo a rajado (EMR).

Cuadro 36. Valores promedio y desviación estándar para EMR (kg/cm) en rajado.

POR

TIPO DE MADERA

TRATAMIENTO

ALBURA DURAMEN

Seco 48.18 (6.55) A, a 37.36 (7.23) A, b

Secopres 42.45 (6.62) B, a 38.52 (6.94) A, a

Verde 33.99 (5.83) C, a 32.35 (5.72) B, a

Verdepres 31.71 (6.39) C, a 32.02 (7.66) B, a

Figura 34. Comparación gráfica de la variable EMR en rajado.

0

10

20

30

40

50

60

secon (A) spres (B) verde (C) vpres (C)

Rajado (EMR)

kg/c

m

Albura

Duramen

El análisis muestra una diferencia significativa (P < 0.05) para los tratamientos, los tipos de madera y la

interacción que existe entre ellos (Cuadro 37).

Cuadro 37. Análisis de varianza para el parámetro EMR en resistencia a rajado.

VARIABLE DEPENDIENTE: EMR

Fuente de

variación

Grados de

libertad

Suma de

cuadrados

Cuadrado

medio

Valor de

F

Pr > F

Modelo 7 10879.12828 1554.16118 37.17 0.0001

Tratamiento 3 9337.085022 3112.361674 74.44 0.0001 **

62

Madera 1 767.629162 767.629162 18.36 0.0001 **

Interacción 3 774.414093 258.138031 6.17 0.0005 **

Error 253 10578.71097 41.81309

T.C. 260 21457.83925

** altamente significativo NS no significativo

5.1.8. Resumen de los resultados de las propiedades mecánicas.

Los Cuadros 38, 39 y 40 presentan un resumen de los valores promedio de las propiedades mecánicas de

la madera preservada y sin preservar de albura y duramen al 12% y en condición saturada, así como la desviación

estándar y el cambio de los valores en porciento entre la madera preserva y sin preservar.

Cuadro 38. Valores promedio de las pruebas mecánicas.

FLEXION ESTATICA Esfuerzo al Límite de Proporcional (ELP) (kg/cm2) Módulo de Elasticidad (MOE) (kg/cm2)

Grupo Albura Duramen Albura Duramen CSe 494.10 (75.67) A, a 412.33 (108.68) A, b 115,243.01 (17445.34) B, a 89,693.03 (23044.04) A, b CSeP 410.23 (85.03) B, a 358.59 (51.44) B, b 100,109.25 (19609.42) B C, a 86,443.33 (14627.56) A, b Cambio - 16.97% - 13.04 13.13% 3.62% CHu 269.89 (75.28) C, a 218.21 (117.27) C, b 216,062.44 (18067.07) A, a 182,308.86 (27450.34) B, a CHuP 223.58 (77.20) D, a 188.25 (100.99) D, b 84,347.24 (18106.89) C, a 63,139.90 (24387.83) A, b Cambio - 17.16% - 13.73% - 60.96 - 65.37%

Módulo de Ruptura (MOR) (kg/cm2) Trabajo al Límite Proporcional (TLP) (kg-cm/cm3) CSe 753.52 (102.32) A, a 609.97 (143.07) A, b 0.122 (0.027) A, a 0.113 (0.037) A, a CSeP 638.83 (118.19) B, a 496.86 (82.00) B, b 0.094 (0.028) B, a 0.084 (0.014) B, a Cambio - 15.22% - 18.54% -22.60% - 26.38% CHu 411.68 (104.45) C, a 358.87 (158.75) C, b 0.036 (0.025) C, a 0.032 (0.041) C, a CHuP 410.59 (104.54) C, a 357.00 (144.88) C, b 0.036 (0.026) C, a 0.033 (0.039) C, a Cambio - 0.47% 0.07 - 2.60% 2.16%

Cuadro 39. Valores promedio de las pruebas mecánicas.

FLEXION ESTATICA Trabajo a la Carga Máxima (TCM) (kg-cm/cm3)

Grupo Albura Duramen CSe 0.511 (0.186) A, a 0.386 (0.115) A, b CSeP 0.411 (0.217) B, a 0.226 (0.120) B, b Cambio -19.67% -41.44% CHu 0.259 (0.193) C, a 0.216 (0.151) B, a CHuP 0.420 (0.191) B, a 0.341 (0.157) A, a Cambio 62.59% 57.71%

COMPRESION PARALELA Esfuerzo al Límite de Proporcional (ELP) (kg/cm2) Módulo de Elasticidad (MOE) (kg/cm2) CSe 317.95 (51.92) A, a 258.18 (56.66), A, b 54,108.75 (18024.16) A, a 45,687.86 (15123.87) A, a

63

CSeP 284.75 (55.08) B, a 267.57 (44.68) A, a 79,069.86 (19098.86) B, a 76,064.66 (24964.22) B, a Cambio - 10.44% - 3.64% 46.13% 66.49% CHu 144.16 (31.97) C, a 118.59 (12.90) B, b 22,717.11 (6113.24) C, a 19,936.98 (2663.10) C, a CHuP 139.73 (20.98) C, a 117.64 (9.72) B, b 20,519.21 (4856.07) C, a 16,766.51 (4087.82) C, a Cambio - 3.37% - 0.80% - 9.91% - 15.90% Esfuerzo a la Carga Máxima (ECaM) (kg/cm2) Trabajo al Límite Proporcional (TLP) (kg-cm/cm3) CSe 424.91 (49.67) A, a 337.53 (60.86) A, b 1.025 (0.377) A, a 0.780 (0.280) A, b CSeP 351.96 (55.55) B, a 320.62 (45.16) A, a 0.606 (0.591) B, a 0.492 (0.119) B, a Cambio - 17.17 - 5.01% - 40.01% - 36.94% CHu 180.25 (35.19) C, a 160.79 (11.55) B, a 0.487 (0.189) B, a 0.354 (0.045) B, a CHuP 174.59 (23.21) C, a 153.02 (10.75) B, b 0.496 (0.136) B, a 0.438 (0.126) B, a Cambio - 3.22% - 4.83% 1.72% 23.46% Trabajo a la Carga Máxima (TCM) (kg-cm/cm3) CSe 3.673 (1.185) A, a 2.696 (0.663) A, b CSeP 1.636 (0.391) B, a 1.462 (0.466) B, a Cambio -55.45% - 45.76% CHu 1.434 (0.491) B, a 1.354 (0.128) B, a CHuP 1.323 (0.392) B, a 1.310 (0.265) B, a Cambio - 7.80% - 3.32%

COMPRESION PERPENDICULAR CORTANTE PARALELO A LA FIBRA Albura Duramen Albura Duramen

Grupo Esfuerzo al Límite Proporcional (ELP) (kg/cm2) Esfuerzo Cortante Máximo (ECM) (kg/cm2) CSe 44.43 (9.79) A, a 50.65 (13.35) A, b 102.60 (21.52) A, a 88.90 (15.46) A, b CSeP 45.44 (10.53) A, a 44.90 (7.60) B, a 90.39 (24.82) B, a 84.63 (5.46) A, a Cambio - 2.28% - 11.35 -11.90% - 4.80% CHu 22.05 (7.78) B, a 23.38 (5.29) C, a 67.84 (12.93) C, a 60.19 (9.15) B, b CHuP 25.55 (6.04) C, a 26.58 (4.70) C, a 64.90 (12.49) C, a 64.26 (6.53) B, a Cambio 15.87% 13.67% - 4.33% 6.77% DUREZA JANKA LATERAL (kg) EXTREMOS (kg) CSe 280.84 (77.73) A, a 230.23 (44.61) A, b 369.42 (79.33) A, a 338.30 (40.98) A, a CSeP 281.92 (77.14) A, a 225.42 (44.23) A, b 410.85 (106.55) B, a 349.17 (66.07) A, a Cambio 0.40% - 2.09 10.08% 3.21% CHu 185.35 (55.75) B, a 165.22 (35.75) B, a 228.34 (60.92) C, a 198.54 (35.45) B, a CHuP 191.71 (48.23) B, a 169.45 (41.49) B, a 240.64 (51.25) C, a 223.27 (42.21) B, a Cambio -0.26% 2.61 5.39% 12.46%

Cuadro 40. Valores promedio de las pruebas mecánicas.

RAJADO TENSION PERPENDICULAR Esfuerzo de Rajado Máximo

(ERM) (kg/cm) Esfuerzo de Tensión Perpendicular Máximo (ETPM)

(kg/cm2) Grupo Albura Duramen Albura Duramen CSe 48.18 (6.55) A, a 37.36 (7.23) A, b 35.45 (9.37) A, a 23.262 (6.67) B, b CSeP 42.45 (6.62) B, a 38.52 (6.94) A, a 38.19 (6.89) A, a 30.293 (6.58) A, b Cambio -11.90% 3.11% 7.73% 30.25% CHu 33.99 (5.83) C, a 32.36 (5.72) B, a 26.607 (6.78) B, a 22.862 (5.47) B, b CHuP 33.99 (5.83) C, a 32.36 (5.72) B, a 17.344 (6.26) C, a 20.827 (5.12) B, b Cambio - 6.55% - 1.03% -34.81% -8.90

5.2. Análisis químico.

64

Por medio del equipo de Plasma ICP Spectro se determinó la retención de sales totales CCA-C, obteniendo

11.16 kg/m3 de madera seca; también se determinó el porcentaje de las sales hidrosolubles sobre el peso de la

muestra seca, registrándose 1.032% para CrO3, 0.477% para CuO y 0.775 para As2O5 y obteniendo un total de

sales de 2.284% en peso de la madera seca. Finalmente se determinó la proporción en que se encuentra cada

elemento de las sales CCA-C en forma de óxidos con respecto al total de la madera seca preservada de Pinus

montezumae Lamb., siendo: 45.184% CrO3, 20.88% CuO y 33.93% As2O5. Al conocer la densidad de la madera

y tener el porcentaje de las sales, se determinó la cantidad de elementos del preservador expresado en kilogramos

por metro cubico de madera, obteniendo así: 5.042 kg/m3de CrO3; 2.330 kg/m3 de CuO y 3.786 kg/m3 de As2O5.

Mientras que el resultado obtenido por medio del Reporte de Inspección de Tratamiento, utilizado en el

control del proceso de preservación, registró un nivel de retención de 17.94 kg/m3 de la solución preparada.

Considerando que el nivel de retención se expresa en base óxidos, se tiene que el valor real de la retención fue de

12.91 kg/m3.

65

7. CONCLUSIONES.

Los resultados obtenidos muestran que las sales hidrosolubles CCA-C, utilizadas en la impregnación de la

madera de Pinus montezumae, afectan las propiedades mecánicas de la misma. A un nivel de retención de 11.16

kg/m3, la resistencia de la madera de albura y duramen sufre cambios significativos al 12% de contenido de

humedad y en condición saturada.

La madera preservada de albura al 12% de contenido de humedad, tiene una disminución significativa

comparada con la madera no tratada, es así como su resistencia en flexión estática, compresión paralela, cortante

y rajado presentó una disminución de 10.44% a 17.17%, mientras que la elasticidad en compresión paralela se

incrementó 46.13% y la resiliencia disminuyó de 19.67% al 55.43% tanto en flexión estática como en

compresión paralela; sin embargo, para el caso de dureza se registró un incremento de 10.08% en los extremos.

Al mismo contenido de humedad, la madera preservada de duramen también disminuyó su resistencia en

flexión estática un 13.04%, y en compresión perpendicular fue de 11.3%; mientras que en el caso de la

elasticidad se encontró un incremento del 66.49% para compresión paralela. El esfuerzo máximo a tensión

perpendicular también se incremento 30.2%. La resiliencia a flexión y compresión disminuyó de 26.4% a 45.7%.

Para la condición saturada, en la madera preservada de albura la disminución de resistencia fue de 17.16% en

flexión estática y 34.81% en tensión; la elasticidad en flexión estática se redujo 61%, mientras que en

compresión perpendicular se incremento 15.8%. En el caso de la resiliencia aumento 62.59% para flexión

estática.

En el caso de la madera preservada de duramen, en condición saturada, la resistencia a flexión disminuyó

13.73% y la resiliencia a flexión se incrementó un 57.71%.

La resistencia, elasticidad y resiliencia de la madera preservada fueron mas afectas a un contenido de

humedad del 12% que en condición saturada, pero la magnitud del efecto fue mayor en la condición saturada,

registrándose la mayor disminución en la elasticidad a en flexión estática del 65.37% para la madera de duramen.

En los casos en donde se observo una diferencia significativa entre la madera de albura y duramen, ya sea

preservada o sin preservar, los valores fueron más altos para la madera de albura.

Por lo tanto, las normas aplicadas en el área de la construcción y en diseños de ingeniería, en donde se

utilicen elementos de madera preservada con sales CCA-C, deberán tomar en cuenta los aumentos o

disminuciones de la resistencia y será necesario hacer una modificación de los cálculos de resistencia en los

diseños estructurales, ya que las normas aplicadas no consideran el efecto del tratamiento químico de la madera.

66

El nivel de retención de sales CCA- C alcanzado en la preservación de la madera de Pinus montezumae, hace

que pueda clasificarse como una madera muy penetrable, proporcionando a su estructura una buena distribución

del preservador.

67

8. REFERENCIAS

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING MATERIALS (ASTM). 1992. Standard methods of

testing small clear specimens of timber. D143-83. In: Annual book of ASTM

standards. Philadelphia, PA.

AMERICAN WOOD-PRESERVERS’ ASSOCIATION (AWPA). 1991 a. Standard methods

for analysis of waterborne preservatives and fire-retardant formulations. A2-91. In:

Book of standards. Woodstock, MD.

---------------. 1991 b. Standard methods for determining penetration of preservatives and fire

retardants. A3-91. In: Book of standards. Woodstock, MD.

---------------. 1991 c. All timber products- preservative treatment by pressure processes.

C1-91. In: Book of standards. Woodstock, MD.

---------------. 1991 d. Lumber, timbers, bridges and mine ties- preservative treatment by

processes. C2-91. In: Book of standards. Woodstock, MD.

ANDERSON, D.G.; CORNFIELD, J.A. y G.R. WILLIAMS. 1991. Waterbased fixed

preservatives. In: Thompson, r. (Ed). The chemistry of wood preservation. The Royal

Society of Chemistry. Cambridge. pp. 101-116.

ARSENAULT, R.D. 1973. Factors Influencing the effectiveness of preservative systems. In:

Nicholas, D.D (Ed). Wood deterioration and its prevention by preservative treatments.

II Preservatives and Preservative systems. Syracuse University Press. Syracuse, N.Y.

pp. 121-277.

BARNES, H.M. 1985. Effect of steaming temperature and CCA retention on mechanical

propiertes of southern pine. Forest Products Journal. 35(6): 31-32.

68

--------------- y P.H. MITCHELL. 1984. Effects of post-treatmen drying schedule on the

strength of CCA-treated southern pine dimension lumber. Forest Products Journal.

34(6): 29-33.

--------------- y R.J. MURPHY. 1995. Wood preservation: The classics and the new age.

Forest Products Journal 45(9): 16-23.

BEHR, E.A.; SACHS, I.B.; KUKANCHKA, B.F. y J.O. BLEW. 1969. Microscopic

examination of pressure-treated wood. Forest Products Journal. 19(8): 31-40.

BODING, J. y B.A. JAYNE. 1982. Mechanics of wood and wood composites. Van Nostrand

Reinhold Company. New York. 712 p.

BROWN, H.P.; PANSHIN, A.J. y C.C. FORSAITH. 1952. Textbook of wood technology,

II. The physical, mechanical, and chemical properties of the commercial woods of the

United States. McGraw-Hill. New York. 783 p.

CHANDRA, A. y M.C. TEWARI. 1972. Suggested methods for testing the efficacy of

preservatives and the natural durability of timbers in cooling towers. Journal of the

Timb. Dev. Assoc. of India 92(7):17-21

CHUDNOFF, M. y E. GOYTIA. 1967. The effect of incising on drying, treatability, and

bending strength of posts. U.S. Forest Service Research Paper ITF-5. Rio Piedras,

Puerto Rico. 20 p.

COETZEE, P.F. 1980. Multisalt preservatives and the treated wood/water relationship. South

African Forestry Journal 113(6): 36-45

--------------- y A.V. LAAR. 1977. Treatment of softwoods with CCA at high moisture

levels. Forest Products Journal 27(7): 38-42.

69

COOLING TOWER INSTITUTE (CTI). 1977. Standar specification for pressure preservative

treatment of lumber. WMS-112. In: CTI code tower standard specifications.

COOPER, P.A. 1991 Leaching of CCA from treated wood: pH effects. Forest Products

Journal 41(1): 30-32

--------------- y Y.T. UNG. 1992. Accelerated fixation of CCA-treated poles. Forest

Products Journal 42(9): 27-32.

DAHLGREN, S.E y W.H. HARTFORD. 1972 a. Kinetics and mechanism of fixation of

Cu-Cr-As wood preservatives. Pt I pH behaviour and general aspects on fixation.

Holzforschung 26(2): 62-69.

------- y -------- . 1972 b. Kinetics and mechanism of fixation of Cu-Cr-As wood

preservatives. Pt II Fixation of Boliden K33. Holzforschung 26(3): 105-133

------- y -------- . 1972 c. Kinetics and mechanism of fixation of Cu-Cr-As wood

preservatives. Pt III Fixation of Tanalith C and comparison of different preservatives.

Holzforschung 26(4): 142-149.

DEVORE, J.L. 1998. Probabilidad y estadística para ingeniería y ciencias. Cuarta edición.

International Thomson Editores. México, D.F. 712 p.

DINWOODIE, J. M. 1981. Timber, its nature and behavior. Van Nostrand Rehinhold

Company, London, Great Britain. 190 p.

ECHENIQUE, M.R. 1976. Preservadores a base de Cromo-Cobre-Arsenico, su fijación en la

madera y su efecto sobre hongos xilófagos. Boletín divulgativo No. 39. INIF. México.

16 p.

70

--------------- y F.R. ROBLE. 1993. Ciencia y Tecnología de la madera. Vol I. Universidad

Veracruzana. México. 137 p.

--------------- y --------------. 1993. Ciencia y Tecnología de la madera. Vol II. Universidad

Veracruzana. México. 127 p.

ERDOIZA S., J.J y M.I. CASTILLO . 1989. Técnicas para la determinación de la retención

y penetración de las sustancia preservadoras dentro de la madera. La Madera y su Uso

No. 20. LACITEMA/UAM Azcapotzalco. Xalapa, Ver. 32 p.

ESPECIFICACIÓN CFE XY000-24. 1989. Madera de repuesto para torres de enfriamiento.

Comisión Federal de electricidad. 24 p.

ESPECIFICACIÓN CFE XY000-03. 1990. Torres de enfriamiento de madera. Comisión

Federal de electricidad. 52 p.

FEIST,W.C y R.S. WILLIAMS. 1991. Weatherin durability of chromium-treated southern

pine. Forest Products Journal 41(1): 8-14.

--------------- y A.S. ROSS. 1995. Performance and durability of finishes on previously

coated CCA-treated wood. Forest Products Journal 45(9): 29-36.

FORSYTH, P.G y J.J. MORRELL.. 1990. Hexavalent chromium reduction in CCA-C

treated sawdust. Forest Products Journal 40(6): 48-50.

FUENTES, S.M. 1994. Secado de la madera aserrada de Pinus radiata D. Don., impregnada

con sales hidrosolubles. Tesis de maestria. Universidad Austral de Chile.

GJOVIK, L.R.; BENDTSEN, B.A. y H.G. ROTH. 1972. Condition of preservative-treated

coolin tower slats after 10-year service. Forest Products Journal. 22(4): 35-40.

71

GREEN, D. W.; WINANDY, J. E. and D. E. KRETSCHMANN. 1999. Mechanical properties

of wood. In: Forest Products Laboratory. Wood handbook—Wood as an engineering

material. Gen. Tech. Rep. FPL–GTR–113. Madison, WI: U.S. Department of Agriculture,

Forest Service, Forest Products. Chapter 4, pp. 4-1 - 4-45.

HÄGER,B. 1969. Leaching test on Copper-Chromium-Arsenic preservatives. Forest

Products Journal 19(10): 21-26.

HARKOM, J.F. 1952. The preservative treatment of wood. Deparment of resourcer and

development. Forestry Brach. Forest Produce Laboratories Division. Ottawa, Canada.

28 p.

HARTFORD, W.H. 1973. Chemical and Physical Properties of Wood Preservatives and

Wood-Preservative Systems. In: Nicholas, D.D (Ed). Wood deterioration and its

prevention by preservative treatments. II Preservatives and Preservative systems.

Syracuse University Press. Syracuse, N.Y. pp. 121-277.

HASSLER, C.C; SLAHOR, J.J.; DEGROOT, R.C y D.J. GARDNER. 1998. Preservative

treatment evaluation of five appalachian hardwoods at two moisture contents. Forest

Products Journal 48 (7/8): 37-42.

HAYES,C.; CURRAND, P.M.T y M.J. HYNES. 1994. Preservative leaching from

softwoods submerged in Irish Coastal waters as measured by atomic absorption

spectrophotometry. Holzforschung 48(6): 463-473.

HAYGREEN J. G. and J. L. BOWYER. 1989. Forest products and wood science, an introduction. Iowa State University press, Ames. Iowa, USA. 500 p.

72

HONORATO, S.J.A. 1998. Química de la madera, su relación con propiedades físico-

mecánicas y posibles modificaciones químicas. Conferencia Presentada en el XXV

Aniversario de la Facultad de Ingeniería en Tecnología de la Madera. Universidad

Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. Morelia, Michoacán. 39 p.

HUNT, G.M. y G.A. GARRANT. 1967. Wood preservation. McGraw-Hill. New York.

433p.

INFANTE,G.S. y G.P. ZARATE. 1997. Métodos estadísticos: un enfoque interdisciplinario.

Cuarta reimpresión. Trillas. México, D.F. 643 p.

INTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICA GEOGRAFÍA E INFORMÁTICA. 1987.

Sistema Geográfico Nomenclátor y Anexo Cartográfico del Estado de México. INEGI.

México,D.F. 223p.

JORGE, F.S.; PEDROSA DE JESUS, J.D y W. BANKS. 1997. Fixation of chromium in

wood from dichromate and chromate salt solutions. Journal of Wood Chemistry and

Technology. 17(1&2): 119-133.

KALDAS, M.I, COOPER, P.A y R. SODHI. 1998. Oxidation of wood components during

chromated copper arsenate (CCA-C) fixation. Journal of Wood Chemistry and

Technology. 18(1):53-67.

KEITH, C.T. y G. CHAURET. 1988. Anatomical studies of CCA penetration associated

with conventional (Tooth) and with micro (Needle) incising. Wood and Fiber

Science. 20(2): 197-208.

KIRK, K.T. 1973. The chemistry and biochemistry of decay. In: Nicholas, D.D (Ed). Wood

deterioration and its prevention by preservative treatments. II Preservatives and

Preservative systems. Syracuse University Press. Syracuse, N.Y. pp. 149-165.

73

LEBOW, S.T. y J.J. MORRELL. 1995. Interactions of Ammoniacal Copper Zinc Arsenate

(ACZA) with Douglas-fir. Wood and Fiber Science 27(2): 105-118.

LEE, A.W.C. 1985. Effect of CCA-treating and air-drying on the properties of southern pine

lumber and plywood. Wood and Fiber Science 17(2): 209-213.

---------------; GRAFTON III, J.C y F.H. TAINTER. 1993 Effect of rapid redrying shortly

after treatment on leachability of CCA-treated southern pine. Forest Products Journal

43(2): 37-40

MARTINEZ, M. 1992. Los pinos mexicanos. Tercera edición. Ediciones Botas.

México, D.F. 368p.

NICHOLAS, D.D y J. F. SIAU. 1973. Factors influencing the treatability of wood. In:

Nicholas, D.D (Ed). Wood deterioration and its prevention by preservative treatments

II Preservatives and Preservative system. Syracuse University Press. Syracuse, N.Y.

pp. 299-343.

OBREGÓN, A. M.C. 1986. Estudio comparativo entre diferentes maderas utilizadas para

torres de enfriamiento. Tecnolab * (12)16-25.

PERRIN, P. W. 1978. Review of incising and its effects on strength and preservative

treatment of wood. Forest Products Journal. 28(9): 27-33.

PIZZI, A. 1983 . Prediction of durability and activity by the fixacion of chromium-based

preservatives in wood. National Timber Reasearch Institute. Simposium. Pretoria,

South Africa. 11p.

---------------. 1990. Chromium interactions in CCA/CCB wood preservatives. Part I

Interactions with wood carbohydrates. Holzforschung 44(5): 373-380.

74

RICHARDSON, B.A. 1978. Wood preservation. The construction press. Lancaster, England.

238 p.

VICK, C.B y T.A. KUSTER. 1992. Mechanical interlocking of adhesive bonds to CCA-

treated southern pine - a scanning electron microscopic study. Wood and Fiber

Science. 24(1): 36-46.

WILSON, A. 1971. The effects of temperature, solution strength and timber species on the

rate of fixation of a Copper-Chorme-Arsenate wood preservative. J. Inst. Wood

Science 5(1): 36-40.

WINANDY, J. E. 1995. The effect of moisture content on the strength of CCA-treated lumber. Wood Fi. Sci. 27 (2): 168-177.

---------------. 1995 a. Influence of time- to-failure on strength of CCA-treated lumber. Forest

Products Journal. 45(2): 82-85.

--------------- . 1995 b. Effects of waterborne preservative treatment on mechanical properties:

a review. NInety-First Annual Meeting of the American Wood Preservers Association.

Maryland, USA

--------------- y R.S. BOONE. 1988. The effects of CCA preservative treatment and redrying

on the bending propierties of 2 x 6 southern pine lumber. Wood and Fiber Science.

20(3): 350-364.

--------------- .; BENDTSEN, B.A y R.S. BOONE. 1983. Effect of delay between treatment

and drying on toughness of CCA-treated southern pine. Fores Products Journal. 33(6):

53-58.

75

--------------- ; BOONE, R.S y B.A. BENDTSEN. 1985. Interaction of CCA preservative

treatment and redrying: effect on the mechanical propieties of southern pine. Forest

Products Journal. 35(10): 62-68.

WINANDY, J. E. and R. M. ROWELL. 1982. The chemistry of wood strength. In: Rowell, R.

M. (Ed.). The chemistry of solid wood. American Chemical Society, Washington, D. C.,

USA. Chapter 5, pp. 211-255.

76

ANEXO 1

TABLA DE CUBICACIÓN DE TROZAS

77

CUBICACIÓN DE TROZAS Arbol/Troza Diámetro

1 (cm) Diámetro

2 (cm) Diámetro 3 (cm)

Diámetro 4 (cm)

Diámetro promedio

(m)

Altura (m)

Volumen (m3)

1-1 38 38 43 48 0.4175 2.48 0.339 1-2 39 40 38 38 0.3875 2.54 0.299 1-3 35 37 38 39 0.3725 2.57 0.280 1-4 47 35 35 35 0.3800 2.57 0.291 1-5 35 33 36 35 0.3750 2.55 0.241 1-6 32 35 31 32 0.3250 2.55 0.211

1.661

2-1 46 49 52 59 0.5150 2.55 0.531 2-2 48 50 46 46 0.4750 2.55 0.451 2-3 43 41 45 46 0.4375 2.55 0.383 2-4 41 42 40 42 0.4125 2.55 0.340 2-5 41 42 37 38 0.3950 2.56 0.313 2-6 39 38 37 37 0.3775 2.56 0.286 2-7 35 36 38 39 0.3700 2.56 0.275 2-8 36 37 32 33 0.3450 2.45 0.229 2-9 33 34 31 30 0.3200 2.54 0.204

3.012

3-1 64 50 47 48 0.5225 2.52 0.540 3-2 44 44 47 48 0.4575 2.55 0.419 3-3 45 43 40 40 0.4200 2.56 0.354 3-4 41 39 46 44 0.4250 2.56 0.363 3-5 37 37 40 39 0.3825 2.57 0.295 3-7 33 34 33 32 0.3300 2.55 0.218 3-8 38 39 32 34 0.3576 2.54 0.255

2.444 VOLUMEN TOTAL: 7.177 m3

78

79

ANEXO 2

FÓRMULAS PARA EL CÁLCULO DE ESFUERZOS

80

IDENTIFICACIÓN: MADERA PARA PROYECTO DE TESIS

PROCEDENCIA INIFAP

FECHA: 98 07 21

OFNA. QUÍMICA ANALÍTICA

ANÁLISIS DE MADERAS

TRATADAS CON SALES

HIDROSOLUBLES

(CCA)

NORMA APLICADA: AWPA A-21, P-5 Y A-7

EQUIPO: PLASMA ICP SPECTRO

No DE

MUESTRA

DENSIDAD

kg/m3

% DE SALES HIDROSOLUBLES SOBRE

EL PESO DE LA MUESTRA SECA EN

FORMA DE :

% DEL TOTAL

DE SALES CCA

EN EL PESO

SECO DE LA

MADERA

PROPORCIÓN EN QUE SE

ENCUENTRAN LAS SALES CCA CON

RESPECTO AL TOTAL DE LA

MADERA SECA

RETENCIÓN

DE SALES

TOTALES CCA

EN kg/m3 DE

MADERA

Cr O3 Cu O As2 O5 Cr O2 Cu O As2 O5

35R/98

MADERA

488.63

1.032

0.477

0.775

2.284

45.184

20.88

33.93

11.16

COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD LABORATORIOS DE EQUIPOS Y MATERIALES

(LAPEM)

QUÍMICA ANALÍTICA

ANEXO 3

REPORTE DE INSPECCIÓN DE TRATAMIENTOS

81

REPORTE DE INSPECCIÓN

TRATAMIENTO

O.V.________________ FECHA_____________ NOM. OPERADOR:_________________ CARRO:_____

QUIMICA AÑADIDA AMARILLO:________ kg. Lbs. DE QUIMICA POR PIE3

ANTES DE ESTA AZUL:_____________ kg. CARGA ACIDO:____________ kg. E =_______3.36___ lb/ft3

SONDEO cm

A = NIVEL INICIAL __________ cm D = RETENIDO EN MAT A-B: _______ B = NIVEL FINAL __________ cm F = DEVUELTOS A PILA B-C: _______ C = NIVEL MINIMO __________ cm G = DESPLAZADOS 116-F: _________

PIE3 EN LA CARGA = G _____________ x 2.92 = ________________ M L - (RETENCION DE QUIMICA) = RETENIDOS D ______ x 2.92 x 3.36 = _______ lbs

CARGA

RET. MIN RET. MIN CARGA P.M CORR PM % CARGA x H = l (ft3) x lb l/ft3 = lb: K (l x k)

Rejilla y eliminador 2.2 17 Madera 1/2 - 1 1/2 1.5 16.2 Madera 1 1/2 y mayor 0.7 16.2 Triplay 1.5 12

T O T A L E S M =

COMPARACIÓN L / M = ___________ = _______ OBSERVACIONES

TIEMPO TRATAMIENTO MADERA

VACIO INICIAL

Empieza: __________ Hrs

Termina: __________ Hrs

PRESIÓN

Empieza: __________ Hrs

Termina: __________ Hrs

VACIO FINAL

Empieza: __________ Hrs

Termina: __________Hrs

82