UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE

PROPIEDADES FISICO-MECANICAS DEL EUCALIPTO EN CAJAMARCA

CURSO:RESISTENCIA DE MATERIALES II

DOCENTE:GILMER HUAMAN MENDOZA

INTEGRANTES: ACOSTA BARRANTES, Jos COTRINA VILLANUEVA, Wilson COTRINA MENDOZA, Alex GAMERO VALENCIA, Aron SOTO RAICO, Edelmira

Cajamarca, ABRIL del 2015

I. REALIDAD PROBLEMTICA

En la actualidad, la construccin de obras civiles ha tomado nuevas vas en lo referente a procesos constructivos y materiales a ser utilizados, por el alza de costos en los materiales de construccin convencional. Una de estos caminos ha sido la construccin de estructuras con madera por su factibilidad de construccin y rapidez de ejecucin. (SIZA & MARTINEZ , 2009)

La madera, debido a su disponibilidad, su coste relativamente bajo, su facilidad de uso y su durabilidad, es un material importante en el campo de la ingeniera civil. La madera se utiliza ampliamente en edificios, puentes, obras pblicas, suelos, techos, armazones y soportales. Para poder usar la madera de forma eficiente, es importante conocer sus propiedades bsicas (fsicas y mecnicas) y sus limitaciones. (MAMLOUK & ZANIEWSKI, 2009)

Debido a la importancia de la madera hoyen da en el presente trabajo se determinaran las principales propiedades fsico-mecnicas de la madera, tomando como muestra a una de las especies ms representativas en la Ciudad de Cajamarca como es el Eucalipto.

II. OBJETIVOS2.1 OBJETIVO GENERAL:Determinar las propiedades fsico-mecnicas de la madera de Eucalipto de la Ciudad de Cajamarca

2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS Determinar las propiedades fsicas del Eucalipto de la ciudad de Cajamarca Determinar las propiedades mecnicas del Eucalipto dela ciudad de Cajamarca en sus dos direcciones

III. JUSTIFICACIN

Hoy en da la madera viene siendo producto de grandes estudios para determinar posible utilizacin en una construccin, para ello es necesario conocer sus propiedades fsicas y mecnicas las cuales determinaran la resistencia ante las fuerzas de una estructura. Por ello es indispensable estudiar y analizar dichas propiedades.

IV. ALCANCES En el presente informe se determinaran las principales propiedades fsico- mecnica de la madera de Eucalipto de la ciudad de Cajamarca, mediante ensayos de laboratorio basados en las normas COPANT.

V. MARCO TERICO1. DEFINICINEl eucalipto blanco o albar Eucalyptus globuls es la especie ms frecuente usada de este gnero, a nivel mundial. Aparece de forma natural en el sur de Australia, Tasmania y las islas del estrecho de Bass, adems es cultivado en el sur de Europa y California. (MORENO & LOPEZ, 2010)

El eucalipto es una planta leosa perenne que pertenece a la familia de as Myrtaceae. El gnero Eucalyptus comprende unas 500 especies de rboles, la mayora de los cuales se encuentran en Australia, aunque, en menor nmero se pueden hallar en Indonesia y Guinea. El gnero Eucalyptus fue descrito, por el botnico francs LHritier en 1788, despus de haber examinado muestras de Cook. (SIZA & MARTINEZ , 2009)

Son rboles muy resistentes a la sequa por su capacidad de almacenar agua en las races. Tambin resulta muy caracterstico n ellos su rapidez de crecimiento. Todo ello ha llevado a plantarlos en muchas regiones del mundo. Cada eucalipto se distingue por las caractersticas generales y dimensiones; su corteza en el estado adulto; hojas en plntulas juveniles y adultas y, a veces, hojas de transicin entre estas dos ltimas fases, conocidas como hojas intermedias; ramas jvenes; inflorescencias; forma de las yemas; estambres; frutos y semillas. (SIZA & MARTINEZ , 2009)

2. NATURALEZA ANISOTRPICA DE LA MADERA La madera es un material anisotropico, en el sentido de que tiene propiedades y caractersticas diferentes en cada direccin. Las tres orientaciones de eje en la madera son la longitudinal, o paralela a la veta, la radial o perpendicular a los anillos de crecimiento; y la tangencial o tangente a los anillos de crecimiento. (MAMLOUK & ZANIEWSKI, 2009)El comportamiento anisotropico de la madera afecta a sus propiedades fsicas y mecnicas, como la contraccin, la rigidez y la resistencia. (MAMLOUK & ZANIEWSKI, 2009)

3. PROPIEDADES FISICAS DEL EUCALIPTOSegn la normativa COPANT, 1972; el procedimiento de los ensayos fsicos que se deben realizar son los siguientes: (BAZN & MNDEZ, 2014)

3.1 CONTENIDO DE HUMEDAD COPANT 460La madera contiene agua bajo tres formas: agua libre, agua higroscpica y agua de constitucin. El agua libre se encuentra llenando las cavidades celulares. El agua higroscpica se halla contenida en las paredes celulares. El agua de constitucin se encuentra formando parte integrante de la estructura molecular. El contenido de humedad (CH) es el porcentaje en peso, que tiene el agua libre ms el agua higroscpica con respecto al peso de la madera anhdrida. 3.1.1 Alcance:Determinar el contenido de humedad del Eucalipto en la Ciudad de Cajamarca 3.1.2 Objetivos:Determinar la prdida de peso de la probeta de Eucalipto, en prueba secada a la masa constante. Los clculos en la prdida de la masa se expresan como un porcentaje de la masa de la probeta en prueba despus del secado.3.1.3 Aparatos: Balanza con precisin de 0.1 gramos Horno elctrico Taras3.1.4 Preparacin de la probeta de prueba Las piezas de prueba para la determinacin del contenido de humedad deben ser preparadas inmediatamente despus de cada prueba mecnica. El nmero de probetas debe ser igual al nmero de ensayo.Segn las normas COPANT para maderas la probeta debe ser un cubo de 50mm por lado.

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3.1.5 Procedimiento Las piezas en prueba deben ser pesadas a una confiabilidad de 0.1 gramos y luego secados en un horno a una temperatura de 100 0 a 105 C Despus de 24 horas la masa debe ser analizada y verificada para sacar los pesos respectivos El secado debe considerarse completo transcurrido el tiempo sealado.3.1.6 Calculo de Resultados El contenido de humedad de cada pieza en prueba debe ser calculado como la prdida de masa, expresada como un porcentaje de la masa seca en el horno, de acuerdo a la siguiente frmula:

Dnde: P1: peso de la muestra en estado naturalP2: peso de la muestra seca al horno.

3.2 DENSIDAD: COPANT 461 La densidad bsica (DB) la relacin entre el peso seco al horno (PSH) y el volumen verde de la probeta. La densidad bsica es la que se usa con ventaja ya que las condiciones en las que se basa son estables en una especie determinada.

3.2.1 ObjetivoDeterminar la densidad de la madera de Eucalipto de la ciudad de Cajamarca la cual se expresa como la masa dividida por el volumen.

3.2.2 Aparatos: Instrumento de medida con precisin de 0.1mm Balanza electrnica con precisin de 0.1 gramos 3.2.3 Preparacin de la Probeta La probeta a ser ensayada es un prisma rectangular de 5cm*5cm de seccin trasversal y 10 cm de longitud.3.2.4 Procedimiento Se toma la muestra y se la pesa Para determinar el volumen de la probeta, se utiliza el mtodo directo, el cual consiste en tomar las medidas del ancho (b), la altura (h), y la longitud (l).3.2.5 Calculo y expresin de resultados

Dnde: : Densidad bsica (gr/cm3) Peso de la probeta (gr) : Volumen de la probeta (cm3)

4. PROPIEDADES MECNICAS DEL EUCALIPTO Segn la normativa COPANT 1972; el procedimiento de los ensayos mecnicos que se realizan en madera son los siguientes:Adems recomienda que para resultados ptimos se debe tener en cuenta que el contenido de humedad de la madera sea el 12%

4.1 FLEXIN ESTTICA: COPANT 5554.1.1 Objetivo: Determinar los esfuerzos de flexin, en el lmite de proporcionalidad, en el punto de capacidad mxima y mdulos de elasticidad en el lmite de proporcionalidad (rango elstico)4.1.2 Aparatos: Mquina de ensayos universal con dispositivos para ensayo de flexin Cabezal o bloque de carga Deflectmetro4.1.3 Preparacin de la probeta:Una vez obtenida el contenido de humedad requerida, alrededor del 12%, y sin ninguna anomala, rajaduras, pudricin, etc, en las trozas se procede a la elaboracin de las mismas.Las probetas para los ensayos de flexin segn las normas COPANT deben tener las siguientes dimensiones en milmetros: 50mm*50mm de seccin trasversal por 750 mm de longitud.

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4.1.4 Procedimiento Con un calibrador tomar las dimensiones dela altura y el ancho en el centro de la probeta. La luz (L) de ensayo ser 14 veces la altura (h) de las probetas; separar los apoyos de rodillos del cabezal a una distancia de 70cm. Se coloca la probeta sobre los apoyos, de modo que la carga sea aplicada mediante el cabezal, con el punto medio de la luz y en el plano tangencial ms cercano a la mdula. Se aplica la carga en forma continua, con una velocidad del cabezal de 2.5mm/min para probetas de 5cm*5cm. Cuando se utilice el deflectmetro se miden las flechas (d) producidas en la mitad de la luz para cargas progresivas, con intervalos de carga convenientemente elegidos, de modo que con las lecturas que as se obtengan, se pueda efectuar la determinacin de proporcionalidad en el grfico carga deformacin con la precisin requerida. Se hace una descripcin de la falla de la probeta y de la forma en la que fue progresando. Se anota la carga mxima obtenida durante el ensayo de la probeta. 4.1.5 Clculos y Resultados El esfuerzo de tensin en el lmite de proporcionalidad (rango elstico) se calcula con la siguiente frmula:

Dnde: Esfuerzo en el lmite de proporcionalidad en kg/cm2: Carga en el lmite de proporcionalidad en kg: Luz de la probeta, es decir separacin entre apoyos en cm: Ancho de la probeta en cm: Altura de la probeta en cm El esfuerzo unitario mximo se calcula con la frmula siguiente:

Dnde: Esfuerzo unitario en kg/cm2: Carga mxima en kg: Luz de la probeta, es decir separacin entre apoyos en cm: Ancho de la probeta en cm: Altura de la probeta en cm El mdulo de elasticidad se calcula de la siguiente frmula

Dnde: Mdulo de Elasticidad, en el lmite de proporcionalidad en kg/cm2: Carga en el lmite de proporcionalidad en Kg: Deformacin en el lmite de proporcionalidad en cm: Luz de la probeta, es decir separacin entre apoyos en cm: Ancho de la probeta en cm: Altura de la probeta en cm

4.2 COMPRESIN PARALELA AL GRANO: COPANT 464La madera presenta gran resistencia a los esfuerzos de compresin paralela a sus fibras. Esta proviene del hecho que las fibras estn orientadas con su eje longitudinal en esa direccin y que a su vez coincide, o est muy cerca de la orientacin de las microfibrillas que constituyen la capa media de la pared celular. La resistencia a la compresin paralela a las fibras en la madera es aproximadamente la mitad que su resistencia a traccin. (BAZN & MNDEZ, 2014)4.2.1 Objetivo:Determinar el esfuerzo ltimo a compresin paralela al grano que soporta la madera, adems de obtener el mdulo de elasticidad del mismo.4.2.2 Aparatos: Mquina universal de ensayos Deflectmetro4.2.3 Espcimen de Prueba Los ensayos de compresin paralela al grano se realizaran en probetas consistentes cada una en un prisma recto de 20 cm de longitud, con seccin trasversal consistente en un cuadrado de 5cm*5cm de lado. Se debe poner especial cuidado en asegurar que las superficies de los extremos sean paralelas entre s y en ngulo recto al eje longitudinal de la probeta debe ser paralelo a la direccin general del grano.IMAGEN

4.2.4 Procedimiento: La aplicacin de la carga se hace sobre las bases del prima, es decir, sobre las caras de 5cm*5cm, en forma continua a todo lo largo del ensayo, a razn de 0.6 mm/min. Los datos para la curva Fuerza-Deformacin 4.2.5 4.3

5. VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES VII. BIBLIOGRAFA VIII. ANEXOS