Nudos y otras heterogeneidades del material

gitudinales reforzados por microfribillas helicoidales que se encuentran adheridos transver- salmente. Con esta estructura, la mayor´ıa de las propiedades f´ısicas y mec´anicas dependen en gran medida de la orientaci´on de estos tubos, que en principio est´an dise˜nados para resistir esfuerzos axiales (peso propio del ´arbol y flexi´on del viento). En t´erminos gene- rales, aquellos rasgos anat´omicos que alteran el orden de la estructura inicial y de esta manera repercuten negativamente en las propiedades finales de la madera, se denominan defectos.

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Figura 2.1: Nivel macrosc´opico, secci´on transversal del tronco.

Las anomal´ıas de importancia para el uso estructural de la madera provienen tanto de las condiciones de crecimiento del ´arbol como del proceso de producci´on de la madera aserrada. Las m´as significativas debidas al crecimiento son la presencia de nudos y la desviaci´on de las fibras. Los nudos se originan como consecuencia de la existencia de ramas que se desprenden del tronco principal y est´an conectadas hasta la m´edula. En la medida que los sucesivos anillos de crecimiento engrosan la parte exterior del ´arbol, la parte incluida de la rama, la cual tambi´en aumenta su di´ametro, forma un cono que se desarrolla junto con el tronco. Cuando el corte de la pieza extra´ıda del tronco principal intercepta a ese cono, se encuentra un nudo, el cual en este caso, se denomina nudo fijo. Si la rama se desprende, las sucesivas capas de madera nueva envuelven al cono que ella formaba, el cual no se desarrolla m´as en conjunto con el ´arbol ni afecta a los nuevos anillos externos de crecimiento, dando lugar a la formaci´on de un nudo flojo o suelto, que incluso puede contener parte de la c´ascara. Una adecuada poda puede provocar que en una secci´on transversal se encuentre un importante manto exterior de madera sana, ya que la eliminaci´on de las ramas en forma temprana ocasiona que los nudos queden en la zona interior del tronco, cercana a la m´edula. El patr´on de crecimiento de las ramas tambi´en varia entre cada especie, en el caso de las especies con´ıferas las mismas presentan ramas a intervalos regulares, se encuentran espacios sin nudos seguidos luego de grupos de los mismos. Este agrupamiento es m´as dif´ıcil de encontrar en especies frondosas. En

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la Figura 2.2 se muestra la influencia conjunta tanto de los nudos propios del ´arbol como del aserrado de las piezas en los defectos resultantes de cada tabla. Las zonas negras representan los nudos propiamente dichos y las zonas grises las regiones adyacentes a los mismo afectadas por la desviaci´on de las fibras.

Figura 2.2: Distribuci´on de nudos dentro de la secci´on transversal de un tronco (izquierda). Influencia del aserrado en la distribuci´on de nudos resultantes en cada tabla (centro). Influencia de un nudo individual dentro de la secci´on de una tabla (derecha)(Fink, 2014). Los nudos constituyen un defecto al cual se le atribuye una gran importancia en el uso estructural de la madera debido a la reducci´on que los mismos producen en las pro- piedades mec´anicas. Teniendo en cuenta la descripci´on efectuada anteriormente de la microestructura de la pared celular y su comportamiento frente a los esfuerzos, resulta de consideraci´on el paralelismo que las fibras de las piezas presentan con relaci´on a su eje longitudinal. La presencia de nudos produce una desviaci´on de las fibras y la consecuente reducci´on local de las propiedades mec´anicas debido a la perdida de paralelismo. La nu- dosidad, el espesor de los anillos anuales de crecimiento y la desviaci´on de la direcci´on de las fibras son caracter´ısticas ligadas al crecimiento del ´arbol que se encuentran limitadas en las normas de clasificaci´on con fines estructurales. A la anisotrop´ıa y heterogeneidad presentes en este material, se debe sumar la variabilidad que sus propiedades experimen- tan entre distintas especies, tambi´en entre regiones de cultivo, entre ´arboles, dentro de un mismo ´arbol y de una secci´on transversal (Coronel, 1994). En la presente tesis se estu- diar´a particularmente la influencia que ejerce la variabilidad longitudinal del M´odulo de Elasticidad (MOE, en ingl´es) debido a la presencia de nudos en la respuesta estructural. En la Figura 2.3, se muestra de forma representativa la influencia de los defectos en la variabilidad de la resistencia a flexi´on.

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Figura 2.3: Variabilidad de la resistencia a flexi´on debida a la presencia de defectos en una pieza de madera (K¨ohler, 2007).

yentes en el comportamiento mec´anico, existen una gran variedad de defectos que nor- malmente se distinguen como particularidades anat´omicas del ´arbol (m´edula y madera juvenil), anomal´ıas en la forma del tronco (curvatura, conicidad y bifurcaciones), irregula- ridades en el crecimiento de la capa cambial (anillos irregulares, excentricidad de coraz´on, acanaladura del tronco), defectos en la disposici´on de la fibra (fibra ondulada, entrelazada o revirada), alteraciones de origen patol´ogico (de origen bi´otico ´o abi´otico) y otras altera- ciones o defectos naturales (tensiones de crecimiento, bolsas de resina, acebolladuras). En el presente estudio se incluir´an los defectos debidos a la presencia de nudos considerando la desviaci´on de las fibras circundantes a los mismos y no se tendr´an en cuenta los dem´as defectos.