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Estudio de algunas propiedades físico mecánicas de la especie: Pinus Occidentalis

March 4, 2013 por Cristina   Comentarios (0)

    1. Resumen
    2. Introducción
    3. Materiales y métodos
    4. Resultados y discusiones
    5. Conclusiones
    6. Bibliografía

    RESUMEN

    En este estudio, se tomó una especie de coníferas de la República Dominicana, Pinus Occidentalis, procedentes de tres sitios dentro del área de influencia del Plan Sierra, (Los Montones, La Leonor y Monción), se le determinó la densidad, resistencia a la dureza, compresión y flexión, comparándose los resultados por sitios.

    Resultó que la madera de este Pinus, arrojó un comportamiento que la ubica como madera de características físico –mecánicas siguientes: de resistencia mecánica mediana, así como de densidad media por lo que puede tener usos comunes como son, la construcción y la carpintería en general.

    Palabras claves: flexión, densidad, resistencia mecánica, compresión

    ABSTRACT

    http://www.monografias.com/images04/trans.gif" alt="image" style="border: 0px; ">

    In this study was chosen the specie of conìferas of the Dominican Republic , the Pinus Occidentalis. It coming from three places inside of the area of influence of the Sierra Plan ( the Montones, the Leonor, and Monciòn), was determinated the density, resistence, to the hardness, compressiòn and flexiòn , comparing the results by sities.

    Resulted that the wood of this Pinus manifested a behaviour that the situated as wood afthe following characteristics physical-mechanics: as mid mechanic resistence, mid natural as mid density. Then it can have comman use as are the construction an the carpentry in general.

    Recommend be touse with adequate treatments of dried and preservation for to prolong the useful life and thus have for a long time of service

    Keywords: Flexiòn, density, mechanic resistence, crushing

    INTRODUCCIÓN

    Entre las especies forestales, las propiedades físico mecánicas sufren múltiples variaciones tanto por influencias externas como por las peculiaridades propias de la anatomía de sus tejidos vegetales. Sin considerar la influencia de los tratamientos silviculturales, la madera de una determinada especie forestal presenta características distintas de acuerdo con la calidad del sitio donde esté situada la masa forestal.

    Hace unas dos décadas, se han establecido varias plantaciones de Pinus en el área de influencia del Plan Sierra (San José de Las Matas, República Dominicana) en las que se están aprovechando especies como: Pinus occidentalis, para utilizarlos en la industria de carpintería y muebles. Sin embargo existe un desconocimiento casi total de las propiedades de esta madera.

    Este estudio, se realizó para determinar algunas de las propiedades físico mecánicas de esta especie y hacer posibles recomendaciones, de uso de esta madera en dependencia de sus propiedades.

    Materiales y métodos.

    Las muestras se tomaron en plantaciones que crecen en diferentes condiciones edafoclimáticas. La selección de las muestras se hizo en tres sitios dentro del área de influencia de Plan Sierra, los cuales son: Los Montones, Monción y La Leonor.

    La localidad de los Montones pertenece a la provincia de Santiago de los Caballeros, mientras que Monción y La Leonor, pertenecen a la provincia de Santiago Rodríguez en República Dominicana.

    Las características de estas zonas se presentan a continuación:

    Cuadro 1. Características Geoclimáticas de las Tres Zonas del Estudio.

     

    Los Montones

    Monción

    La Leonor

    ALTITUD (msnm)

    625

    400

    650

    LATITUD

    19º17’ N

    19º 24’ N

    19º 22’ N

    LONGITUD

    70º55’ W

    71º 10' W

    71º 19 W

    PRECIPITACION

    1,400 mm/ año

    1,200 mm/ año

    1,400 mm/ año

    TEMP. PROM.

    23ºC/ año

    25ºC/ año

    22.5ºC/ año

    ZONA DE VIDA

    Seca

    Sub tropical

    Húmeda

    Sub tropical

    Húmeda

    Sub Tropical

    SUELO

    Franco Arenoso

    Arcilloso

    Arcilloso

    http://www.monografias.com/images04/trans.gif" alt="image" style="border: 0px; ">

    Proyectos Forestales del Plan Sierra.

    Las muestras estudiadas están tomadas de 12 árboles. Los árboles fueron seleccionados en tres sitios con un rango de edad de 20-25 años. Se eligieron los árboles utilizando un diseño completamente al azar para reducir la posibilidad de estimación incorrecta. Los árboles cortados se trocearon y aserraron para obtener piezas de 3.5- 4 metros de largo .

    En una primera etapa se aserraron las trozas, dándolas forma de tablones centrales de 50 mm. de grueso, con una sierra de banda, luego fueron apiladas con separadores para bajar el contenido de humedad al 12%. Después los tablones fueron trasladados a la escuela de ebanistería para la elaboración de las probetas de diferentes tipos de ensayos físicos mecánicos tales como: contenido de humedad, densidad, fllexión estática, dureza, compresión paralela a las fibras. La dimensión para las probetas de cada ensayo fue diferente. Después que se prepararon las probetas se llevaron de forma inmediata al laboratorio de tecnología de la madera del Instituto Superior de Agricultura (ISA),donde se seleccionó un total de 120 probetas. Cada probeta se identificó con un código para poder diferenciar su procedencia. Para las probetas de ensayo de densidad y contenido de humedad se utilizo el método gravimétrico

    Las dimensiones adecuadas para cada probeta y ensayo están fijadas en las normas correspondientes ( American Society for Testing and Materials. 1977

    Estándar methods for establishing clear wood strength values. ASTMD 2555-76.ASTM.West Conshohochen,Pa. (Cuadro 2)

    Cuadro 2. Dimensiones de las Probetas Utilizadas para los

    Diferentes Ensayos.

    Propiedades

    Dimensiones(mm.)

    Humedad

    100*30*30

    Densidad

    100*30*30

    Dureza

    45*30*30

    Flexión estática

    370*20*20

    Materiales: .Hojas de campo, Marcador, Spray

    Equipos: Motosierra, Cinta métrica, Forcípula, Machete, Vehículos, Sierra de banda, Tronzadora de guía, Cepilladora, , Horno de secado, Balanza de precisión, Higrómetro, Termómetro, Aparato de ensayo universal gunt wp300 de 20 KN, -Pie de rey, Calculadora

    RESULTADOS Y DISCUSIONES.

    Las discusiones de los resultados se hacen según lo que revela el análisis estadístico de los datos obtenidos y lo observado a lo largo del experimento.

    En el cuadro 3. y en la figura 3 se reflejan comportamientos de los sitios y de la especie con respecto a la variable de densidad al 12%, se puede ver que esta especie presenta la mayor densidad en los sitios La Leonor y Los Montones.

    Cuadro 3. Densidad al 12% de contenido de humedad, agrupadas por tratamiento y  repetición, de la especie Pinus Occidentalis procedentes de tres sitios del área de Influencia del Plan Sierra, San José de Las  Matas, República Dominicana, 2002.

    TRATAMIENTO

    1

    2

    3

    4

    MEDIA

    M ( g/cm³)

    0.53

    0.63

    0.62

    0.66

    0.63

    T ( g/cm³)

    0.58

    0.52

    0.55

    0.49

    0.54

    C ( g/cm³)

    0.54

    0.72

    0.47

    0.44

    0.51

     

     

     

     

     

     

    image

    T -Los Montones ; M - La Leonor; C - Monciòn

    Figura 3. Variación de la densidad al 12%, del Pinus Occidentalis estudiadas en el Laboratorio de Madera del Instituto Superior de Agricultura (ISA) República Dominicana. 2002.

    El cuadro A refleja el análisis de varianza notándose que no hay diferencia altamente significativa (P>0.05) entre los sitios,

    Cuadro A. Anàlisis de varianza. ANOVA

    Para ver el cuadro seleccione la opción "Descargar" del menú superior

    El cuadro 4 y la figura 4 explican comportamientos de los sitios con respecto a la variable de Dureza Radial para la determinación de las propiedades físico mecánicas de la especie de Pinus Occidentalis procedentes de tres sitios: (La Leonor, Los Montones y Monción), se evidencia que esta especie tuvo peores valores de dureza en los sitios de La Leonor y Monción, mientras que resultó tener mejor valor en Los Montones.

    Cuadro 4. Valores de Dureza Radial, Agrupados por Tratamientos y Repeticiones, para la determinación de las propiedades físico mecánicas de la especie de Pinus Occidentalis, procedentes de tres sitios del área de influencia del Plan Sierra, San José de las Matas, República Dominicana.2002.

    REPETICIONES

    TRATAMIENTO

    1

    2

    3

    4

    MEDIA

    M (daN/cm²)

    52.89

    71.62

    80.98

    49.34

    62.25

    >

    T (daN/cm²)

    63.66

    59.49

    58.38

    52.89

    58.94

    C (daN/cm²)

    47.01

    47.75

    46.28

    41.38

    49.58

    http://www.monografias.com/images04/trans.gif" alt="image" style="border: 0px; ">

    T -Los Montones ; M - La Leonor; C - Monciòn

    Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior

    Figura 4. Variación de Dureza Radial en la especie Pinus Occidentalis, estudiada en el Laboratorio de la Madera del Instituto Superior de Agricultura (ISA), San José de las Matas. República Dominicana.

    Según el cuadro A el análisis de varianza muestra una diferencia significativa entre sitios. Esto significa que en el experimento el efecto del sitio en dureza radial no fue considerado a un nivel de significancia P< 0.05.

    Visto que en el análisis de varianza se encontraron diferencias significativas entre los sitios, se realizó una separación de medias, utilizando las pruebas de Rangos Múltiples de Duncan y también de Tukey HSD. Estas pruebas revelan que el sitio La Leonor tiene mejores resultados en la dureza radial que en los sitios de Los Montones y Monción según muestra el cuadro B

    Cuadro B . Separación de medias para la dureza radial

    TRAT

    N

    Subset for alpha= .05

    1 2

    Tukey HSDA C

    T

    M

    Sig

    4

    4

    4

    45.6050

    58.6050

    63.7075

    .052

     

    Duncana C

    T

    M

    Sig

    4

    4

    4

    45.6050

    58.6050

    .078

    58.6050

    63.7075

    .455

    Means for groups in homogeneous subsets are displayed.

    a Uses Harmonic Mean Sample Size = 4.000

    El cuadro 5 y la figura 5. revelan comportamientos de los sitios con respecto a la variable de Dureza Tangencial para la determinación de las propiedades físico mecánicas de la especie Pinus occidentalis procedentes de tres sitios: La Leonor, Los Montones y Monción.

    Cuadro 5. Valores de Dureza Tangencial, Agrupados por Tratamiento y Repetición, para la determinación de las propiedades Físico Mecánicas de la especies  Pinus Occidentalis, procedentes de tres Sitios del Área   de Influencia del Plan Sierra, San José de  las Matas, República Dominicana. 2002.

     

    REPETICIONES

     

    TRATAMIENTO

    1

    2

    3

    4

    MEDIA

    M (daN/cm²)

    61.15

    44.62

    47.53

    51.23

    49.38

    T (daN/cm²)

    26.44

    33.73

    28.65

    27.59

    28.12

    C (daN/cm²)

    15.92

    29.75

    19.09

    18.39

    18.75

    T -Los Montones ; M - La Leonor; C - Monciòn

    Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior

    Figura 5. Variación de Dureza Tangencial, en la especie de Pinus Occidentalis estudiadas en el Laboratorio de la Madera del  Instituto Superior de Agricultura (ISA), San José de las  Matas, República Dominicana. 2002.

    El cuadro A muestra el anàlisis de varianza. Se puede apreciar una diferencia significativa entre los sitios(P<0.05)

    En el cuadro C se muestra la separaciòn de medias. Se puede apreciar que el sitio que tuvo el mejor comportamiento fue La Leonor.

    Cuadro C . Separaciòn de medias para la dureza tangencial

    TRAT

    N

    Subset for alpha= .05

    1

    2

    Tukey HSDA C

    T

    M

    Sig

    4

    4

    4

    20.7875

    29.1025

    .158

    51.1325

    1.000

    Duncana C

    T

    M

    Sig

    4

    4

    4

    20.7875

    29.1025

    .072

    51.1325

    1.000

    Means for groups in homogeneous subsets are displayed.

    a Uses Harmonic Mean Sample Size = 4.000

    El cuadro 6 y la figura 6 revelan comportamientos de los sitios con respecto a la variable de Dureza Transversal, para la determinación de las propiedades físico mecánicas de la especie de Pinus Occidentalis procedentes de tres sitios: (La Leonor, Los Montones y Monción). Puede observarse que obtuvo mejores resultados en Los Montones, que en La Leonor.

    Cuadro 6. Valores de Dureza Transversal, Agrupados por Tratamiento y Repetición, para la Determinación de las Propiedades Físico Mecánicas de la especie de Pinus Occidentalis, procedentes de tres Sitios del Área de Influencia del Plan Sierra, San José de las Matas, República Dominicana. 2002.

    REPETICIONES

    TRATAMIENTO

    1

    2

    3

    4

    MEDIA

    M (daN/cm²)

    67.82

    55.33

    57.11

    56.66

    56.89

    T (daN/cm²)

    29.69

    28.56

    24.99

    33.41

    29.13

    C (daN/cm²)

    28.56

    51.97

    18.56

    14.24

    23.56

    T -Los Montones ; M - La Leonor; C - Monciòn

    Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior

    Figura 6. Variación de Dureza Transversal, en el Pinus Occidentalis de la especies de las Coníferas, Estudiadas en el Laboratorio de Madera del Instituto Superior de Agricultura (ISA). San José de las Matas, República Dominicana. 2002.

    El análisis de varianza que muestra el cuadro A revela que existen diferencias estadísticas altamente significativas entre los sitios( P< 0.05)

    El análisis de separación de medias que muestra el cuadro D permite plantear que el sitio que tuvo el mejor comportamiento fue La Leonor.

    Cuadro D. Separación de medias para la dureza transversal

    TRAT

    N

    Subset for alpha= .05

    1

    2

    Tukey HSDA C

    T

    M

    Sig

    4

    4

    4

    28.3325

    29.1625

    .993

    59.2300

    1.000

    Duncana C

    T

    M

    Sig

    4

    4

    4

    28.3325

    29.1625

    .913

    59.2300

    1.000

    http://www.monografias.com/images04/trans.gif" alt="image" style="border: 0px; ">

    Means for groups in homogeneous subsets are displayed.

    a Uses Harmonic Mean Sample Size = 4.000

    La figura 7 y el cuadro 7 presentan comportamientos de los sitios respecto a la variable de Flexión para la determinación de las propiedades físico mecánicas de Pinus occidentalis procedentes de tres sitios: (La Leonor, Los Montones y Monción). Se puede apreciar que la especie de Pinus Occidentalis presentó mayor flexión en la Leonor y menor en los Montones.

    Cuadro 7. Valores de Flexiones Agrupadas por Tratamientos y Repeticiones para la determinación de las propiedades físico mecánicas de la especie de Pinus Occidentalis, procedentes de tres sitios del área de influencia del Plan Sierra, San José de las Matas, República Dominicana. 2002.

     

    REPETICIONES

     

    TRATAMIENTO

    1

    2

    3

    4

    MEDIA

    M (daN/cm²)

    680.63

    978.75

    978.75

    759.38

    869.06

    T (daN/cm²)

    1389.38

    556.88

    641.25

    871.88

    756.56

    C (daN/cm²)

    922.5

    815.63

    883.13

    748.13

    849.38

    T -Los Montones ; M - La Leonor; C - Monciòn

    Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior

    Figura 7. Variación de Flexión en la especie de pinus Occidentalis de las coníferas estudiadas en el Laboratorio de la Madera del Instituto Superior de Agricultura (ISA),  República Dominicana. 2002.

    El cuadro A muestra los resultados del anàlisis de varianza para los datos de flexiòn y revela que no existe una diferencia significativa al nivel de sitio

    La prueba mostrada en el cuadro E tambien revelò que no hubo diferencias significativas entre los sitios para la variable de flexiòn,

    Cuadro E . Separaciòn de medias para la flexiòn

     

    TRAT

    N

    Subset for alpha= .05

    1

    Tukey HSDA C

    T

    M

    Sig

    4

    4

    4

    842.3475

    849.3775

    864.8475

    .990

    Duncana C

    T

    M

    Sig

    4

    4

    4

    842.3475

    849.3775

    864.8475

    .901

    Means for groups in homogeneous subsets are displayed.

    a Uses Harmonic Mean Sample Size = 4.000

    CONCLUSIONES.

    1. El Pinus occidentalis presentó valores de densidad al 12% de contenido de humedad que la clasifica como madera de densidad media.
    2. La madera de la especie Pinus occidentalis presenta según los resultados de este estudio, características que la clasifican como de resistencia mecánica mediana, de dureza natural mediana.
    3. Se demostró que las propiedades físicas y mecánicas de la madera de la especie estudiada varían dentro de la misma especie según el sitio de procedencia.
    4. La especie estudiada presenta mayor dureza en la dirección radial y menor en la dirección tangencial.

    BIBLIOGRAFÍA.

    http://www.monografias.com/images04/trans.gif" alt="image" style="border: 0px; ">

    1.Díaz, A. (1986). Ciencia de la Madera. Editorial Pueblo y Educación

    La Habana, Cuba.

    2. Vignote,S; Jìmenez Peris, F.J (1996), Tecnología de la Madera. Madrid,

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    1. Stoffler, K-H. (1997), Manual para la Determinación de las Propiedades Físicas y Mecánicas de la Madera. ISA. Santiago. República Dominicana..
    2. Coronel, E.(1994). Fundamento de las propiedades físicas y mecánicas de la madera. Editorial EL LIBERAL .Argentina.
    3. Fernández Golfìn Juan. I (1998). Manual de secado de maderas. Editorial Gráficas Palermo.

     

    Arnaldo Díaz - Acosta (1)

    Inés González- Cruz (2)

    1 Profesor del Departamento de Ingeniería Forestal. Universidad de Pinar del Río. Cuba. Dr. en Ciencias Forestales.

    2 Máster en Ciencias. Profesora del Departamento de Física. Universidad de Pinar del Río. Cuba.

    ines[arroba]geo.upr.edu.cu

    Páginas: [1] - [2]

    (obligatorio)