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(1)

CONTRACCIONES VOLUMETRICAS

DEL

PINO

INSIGNE

Hiram ALBALA·

Antonio PEREZ· Carlos

_ROJ

AS··

RESUMEN

Este

estudio

forma

_parte

de una

_{investigacion}

destinada

a

de

terminar las

_propiedades

mecanicas _y

asociadas

del

pine

insig

ne

_(Pinus

Rodiota D

Don),

en diversas muestras

extra/das

de

cuatro zonas

_pineras

del

_pars,

_{y trata} de las contracciones ve

lumetricas que

experimenta

esa

_{especie cuando}

pierde

humedad.

En el se

describen

brevemente las etapas

seguidas

en el

muestreo, en la extraccion de las diversas

_probetas

_y en la _par

te

_{experimental,}

_y

_{posteriormente}

se analizan los datos obteni

dos.

Se estudia la variacic5n _que

_experimenta

la contraccion vo

lumetrica con 10 densidad _y la

humedad; ademas,

se determina en

forma

_aproximada

el

_punto

de saturacion de las

fibras,

_y

fi

nalmente se establece 10

correlacion

entre la contraccion volu

metrica

total

_y la densidad

anhidra de

/a

_especie.

INTRODUCCION

Como una continuac ion de Ia invest

_ig

acion sobre el

_pino

_insigne,

se _presenta

aqui

un e stud io sobre las eontracciones volumetrica s _que dieha e_specie e_{xper i}

menta al disminuir su eontenido de humedad. Este estudio se

_programe

c

_onjun

tamente con la determinacion de las

propiedades

meca nicas _y asociadas de Ia e_speeie en c uesrion

_",

_pero a causa de la lent_{irud natural del proceso de} seea

miento,

se _{presenta ahora} como informe

_separado.

•

Ingeniero s Civiles.Laboratorio de Investigaciiin en Productos Forestall's del IDIEM• ••

(2)

DESARROLLO

DE LA PARTE

EXPERIMENTAL

Mat.rial

utilizaJo

EI material necesario s e obtuvo

_junto

con el

_empleado

_{para las prop ie}dades me canicas y asociadas ya

citado;

portanto,

corresponde

a la

_{principal region pine}

ra del

_pais,

_que se d iv id io en cuatro zonas: I

_{Menque-Ranguelmo}

_{(Concepcion);}

II

_Campanar

io-Cho

_lguan

_(Nuble);

III

_{Antiguala-Curanilahue}

_(Arauco),

_y IV Puren

Tijeral (Malleco),

las que s e subdividieron en dos localidades.

De cada localidad se

_extrajeron

al· azar cinco

arboles,

de cada uno de los

cuales se

_extrajo,

ramb ien al _azar, una

_probeta

_para el estudio de las contrac

ciones vclumeerica s,

M.toJo

Una ve z obtenidas las

_probetas

en esrado

verde,

fueron sometidas a un baiio en

soluc ion antimanc ha de

_{pentaclorofenato}

de sodio al 1%

_aproximadame

nte. Las

_probe

tas _{usadas tenian las dimensiones que}

_prescribe

la norma ASTM

o

_143-522,

e s decir 5 x 5 x 15 cm, pero se vario el metodo recomendado por d i cha norma _{para la determinacion del}

_volumen,

usandos e la inme r sion en mercu

rio en

_lugar

de la inmersion en _agua. Ademas

, en cada

probeta,

las determina

ciones de peso y volumen se _{hicieron para niveles del contenido de humedad} a

proximadamente

iguales

a:

_100,

_{70, 37, 35,}

_3,3,

_{31, 29, 27, 25,}

_{23, 20,}

_12,6

_y

0% sucesivamente. La norma _{ASTM recomienda para} una misma

_probeta

solo de

terminaciones en estado

_verde,

a 12% de contenido de

_humedad,

_y en e srado se

coal horno.

Con el peso y el volumen determinados en los diferentes nive les _de conre nido de humedad ya

indicados,

s e _proc ed io a calcular en cada uno de el los la

humedad

_real,

la _{densidad y la} contraccion volumetrica,

La contrac elon volumetrica se c alculo como el

_porcentaje

de conrraccion de volumen que

experimenta

la

_probe

ra al pasar del estado verde con 100% de humedad al estado

_{correspondiente}

al contenido de humedad considerado.

Equipo

Debido al gran mimero de mediciones de volumen a efecruar en las diversas

probetas,

fue necesario buscar un m etodo _que resultara

_prjic

tico _y

_rapido.

Se

probe

la inmersion en a_gua, la med ic ion lineal y la inmersion en

mercurio;

los

dos

_primeros

metodos resultaron ser

_complicados,

lentos _{y poco}

_precisos,

_adop

tandose en consecuencia el ultimo. Con tal

_objeto

se _diseiio

y

construy6

en IDIEM un volumenemetro" _{que consiste} esencialmente en un re c

_ip

ienre cilindr

i-•

Di.eiio de R. Muchanr R., Tecnico en _Maderas, LaborlCorio de Investillaci6n en Producros

(3)

CONTRACCIONES PINO INSIGN E 19

co de acero coo _tapa atornillada y uo tubo de vidrio uoido al cilindro de acero, Al iotroducir el mercurio en el

_deposito

de ac er o, se alcaoza uo oivel determi

oado eo el tubo de

_vidrio,

_{nivel que} se mide en uo

_pie

de metro a rraves de una abrazadera solidaria a eI _{y que pue de} deslizarse a 10

_largo

de dicho tubo,

El modo de operar c onsisre eo determinar con el

_pie

de metro las Iecruras

inicial y final de los nive Ies de mercurio en el rubo de vidrio antes _{y de}_spues

de introducir la

_probeta

en el

_deposito

de ac ero, De la diferencia de lecturas se

calcula el volumen.

El me_{todo pre}s enta la de sve

_ntaja

de Ia inrroduccion de mercurio en los po ros de la

_probeta,

_pero en esre e srud io tal efecro se

_puede

de_spreciar puesro que los vohimene s deter minados son

_grandes

re_specto al de los poros.

INTERPRETACION

Y

PRESENTACION

DE LOS RESUL TADOS

Para cada una de las

_prober

as se

_dibujaron

las curvas contraccion volumerrica

bumedad y densidad-humedad. A

_partir

de Ia

_primera

de estas s e determinaron

las contracciones volumerrica s

_{experimentadas}

_{par Ia}

_probe

ta _{al pasar del} e s

tado verde basta los estados

_{correspondientes}

a contenidos de bumedad

_igua

les a

12%,6%

_{y 0%} _(seco al borno a 103 _± 2°

C),

suce sivamenre,

Finalmente,de

cada curva s e derermino, en forma

_aproximada,

el punto de saruracion de las fi· bras en la

_siguiente

forma: se asimilaron a rectas las partes de Ia curva c orr e s

pond

ienres a contenidos de humedad

_bajos

_(inferiores a 20% _aproximadamenre)

y a contenidos de humedad altos

_(superiores

a 35% _aproximadamenre

_),

tomando se la Inrers ec cion de ellas como _{punto de} saruracion de las fibras (PSF). Los valores as! determinados deben considerarse con un caracter e stimativo _{ya que}

el mimero de puntos c orre

_spond

iente s a los contenidos de bumedad altos era r e

ducido,

no

_permitiendo,

_por

_ende,

el trazado de una recta

_{aceptablemente}

_ajus

tada,

Se

_dedujeron

los

_siguientes

valores:

a)

Conrraccion v olumerrica

(0)

_y densidad

(D)

_{para los niveles del} contenido de humedad

_(H)

_que se indican a continuac ion:

_{100, 80,}

60, 40, 35, 30,25,

_20,

12,

5 y 0%. Esto s

_valores,

_agrupados

_por zonas

(10

_probetas)

s e dan en la

Tabla _{I y}

_graficamente

en las

_Figs.

_1,

_2,

₃ _y 4. En dicha Tabla tamb ien se indican los

_promedios

rorales _{para las} cuatro zonas,y las curvas

_respectivas

se _presenran en la

_Fig.

5.

b)

Contraccion volumetrica de la

_probeta

cuando pasa del estado verde al esra do corre

spond

ienre a un contenido de humedad

_igual

a 6%. _{La Tabla II pre}

(4)

TABLA I

VALORES MEDJOS DE LA CONTRACCION VOLUMETRICA,

8,

Y DE LA DENSlDAD,

D, PARA DIFERENTES NIVELES DEL CONTENIDO DE HUMEDAD, H, EN LAS DIS· TINTAS ZONAS Y EN EL TOTAL

ZONAS TOTAL

H _I _II

III IV I I, II, III, IV

8 D 8 D 8 0 8 D 8 D

"

" ,/CIDJ " a/CID, " a/CIDI " ./cmI " a/cm,

100 0.00 0,743 0,00 0,616 0,00 0,712 0,00 0,734 0,00 0,701

80 0.20 0,667 0,09 0,558 0,21 0,643 0,13 0,667 0,16 0,634

60 0,38 0,592 0,40 0,494 0,27 0,572 0,25 0,593

0,32

0.563

40 0.64 0.522 0,80 0.433 0,27 0,499 0.29 0.516 0.50 0.492 15 0.90 0.504 0,95 0,418 0.18 0,480 0.12 0,496 0.54 0.475

30 1.51 0,488 1.38 0,404 0,78 0.466 0.51 0.480 1,04 0.460 25 2.65 0,476 2.16 0,392 2.02 0.452 1,89 0,467 2,18 0.447

20 4.32 0.463 3,52 0,381 3.70 0.442 3.75 0.456 3.82 0.435

12 _7.69 _0,447 _6,18 0.365 7.34 0.427 7.26 0,440 7,12 0.420

5 10.63 0.431 8.67 0.350 10,15 0.411 10,37 0,425 9.95 0,404

0 12.42 0.418 10.06 0,338 11.41 0.396 11.79 0.410 11.42 0.391

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II ...

0.,

IU

0.1

Fig.

1, Curvos do contracclcin volumetrica

(8)

y densldad(0) para

IIivel.. dol contonido dohumodad (H). Zona I.

Monquo.Ronguolmo.

(5)

CONTRACCIONES PINO INSIGNE 21 " .", II .i-> � --

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Fig.

2. Curvas dacantracclcin

volumetrlca

(8)

'I dansidad (D)

para nlvales del cantenlda de humedad(H). Zona II.

_Campa

nario-Chalguan.

(Nuble).

QJ

0.'

• • • 10 " 00 10

MUMfOAD II 'I 14 .

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I'... 0.5 '0

Fig.

3. Curvas de contraccion

0.4 volumetriea

(5)

'I densidad (D)

para niveles del contenido de 0) humedad (H). Zona III.

Anti-guala-Curanilahue.

(Araueo).

G.,

'0 20 10 ,0 10 10

HUIIIEOAD

70 10 to 100 ./,

II

"

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Fig

• .t. Curvas d. contraccicin volumetrica

(8)

'I densidad(D) para niveles del contenido de humedad(H). Zona IV.

Puren-Tlleral.

(Malleco).

10

QJ

10 JO ₁₀ _" 00 III

(6)

10 1 4 --- ..-� 2

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\

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4

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, ,

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\

, , , , _-0

�

!\ 0.7 0.1 0.4

Fig.

S. Curvas _promedios de contraccion volumetrica

(0)

y

densidad(D) para niveles del contenido de humedad (H), in

cluyendo las cuotro zonas,

0.3

.2

.1

10 30 40 so 10 70 10 '0 100 .,.

TABLA II

VALORES DE LAS PROPIEDADES ESTUDIADAS

CORRESPONDIENTES A LAS DIFERENTES ZONAS Y AL TOTAL

I II III IV I, II

III y IV

-0,418 0,338 0,396 0,410 0,391

Ds

D

5

0,048 0,031 0,034 0,032 0,047

g/cm3 SD

"D,. 11,5 9,2 8,6 7,8 12,0

-° 12,4 10,1 11,4 11,8 11,4

°s

5

5S 2,5 1,6 1,4 2,2 2,1

,.

" 19,7 16,0 12,2 18,3 18,1

s

-°6

10,3 8,3 9,9 10,0 9,6

°6

56 2,4 1,4 1,3 2,0 1,9

,..

"6

23,8 16,9 12,7 19,8 20,0

°12

₅₁₂ 2,07,7 6,21,0 7,31,2 7,31,7 7,11,6

,.

v12 25,8 16,7 15,8 22,9 21,9

PSP 28,5 28,1 29,0 28,5 28,5

PSP S 1,8 2,4 2,0 2,2 2,1

v 6,4 8,5 7,0 7,9 7,3

PSP· 28,6 28,0 30,6 29,3 29,1

PSP· 5· 2,2 1,9 1,2 2,6 2,2

v· 7,7 6,8 3,8 8,9 7,5

Ds'

den sida d s e c a a anhidra de la e_{spe cte},

5,

contraccion volumetrica en ca da caso; guion sabre el signa, valor media correapendle n_{re ;} s, desviacion ti·

pica en cada caso; u, coeficiente de variacion en cada caso; PSp, punta de saturaci6n de la fibr., curva 5.H: Psp·, punta de saturacion de la fibra, cur.

(7)

CONTRACCIONES PINO INSIGNE 23

w.�---?---�---�---�---�----�

Fig. 6. CorrelaclOn de regr.. •IOn entre la den.ldad .eca

(D

_s)

y la contraccion volume trlca que experimenta el plno

in.lgne cuando va del e.tado

verde 01 e.todo .eco 01 horno

(8.

).

Se Indica '0 recta _{de regr}.. ,ion _y 10. 11mIte. de conflan sa95".

F'Inalmenre, con la totaIida d de

los valores se e stud io la correla cion entre la densidad seca D_s _{Y la} conrraccion volumerrica

_8s

_que ex

perimenta

la e_speeie al _pasar del

estado verde (H == 100%) al e sra

do s eco al horno, encontrandose

que ambas variables e stan reIacio nadas mediante la expresion

_empiri

ca

8s

=-

0,515

+

_30,565

_Ds'

con un coeIic iente de c orreIac Ion de

_0,70

Y una desviaci6n estandar de

_1,46%

para los 40 datos considerados.

La recta de re_gresion _y los puntos

experimentales

obtenidos a

parecen

dibujados

en la

_Fig.

6.

CONCLUSION ES

Con fines

_comparativos

se han in cluido los valores

medios,

deee rmi nados por E. Torr ice ll

i",

de densi

dad _seca, contracci6n volumerrica,

y contenido de humedad en el _punta

• . ,_ ,

.,_.

,.I_III

..,-",

•

... ._ U'lt

TABLA ID

DENSIDAD SECA. CONTRACCION VOLUME TRICA Y PUNTO DE SATURACION DE LAS FIBRAS DE ALGUNAS MADERAS CHILENAS·

Ds 8 PSF

ESPECIE s

g/em] r. r.

CONIFERAS

A le rc e 0.47 9.1 28

Cipres 0.48 11,8 27

Maiiio 0,56 12,4 27

Pino arsuearia _0,52 _13,5 ₂₆

DICOTILEDONEAS

Av el lano 0,47 11,5 24

Coigue 0.63 18,1 33

Laurel 0,53 9,0 2(>

Lingue 0.59 13,5 28

Luma 1,08 15,4 32

on-me O,H 13,1 24

Rauli 0,58 10,9 28

Roble 0.61 12.5 32

Ulmo 0,53 13,2 31

ESpECIES EXTRANJERAS

Alamo 0.3t1 10,5 27

Euealipto 0.80 22,5 32

Pfno insigne 0,52 10,9 24

Pino insigne·· 0,39 11,4 29

•

Valores dados por E.

Torricelli]

(8)

de saturacion de las fibras _para diferentes e_species _chilenas

_{(Tabla lin.}

Entre las e_{spec ie}s

_extranjeras

estudiadas _por dicho autor se

_incluye

un

_pi

no

_insigne

_{para el cual da} un valor de c ontraccicn vofumetrica de

_10,9%,

_que e s

_ligeramente

menor _que el de

11,4%

encontrado en Ia _presente Invest

_igac

icn. En

cambio,

los valores de densidad seca _{y del} _punto de saturacion de las fi bras difieren bastante de los que

_aqui

se _presentan.

Dicho autor afirma tamb ien _que las contracciones desde el e stado humedo a la cond ic icn de secamiento al aire

02-15%)

son

_{aproximadamente}

la mitad de las contracciones desde el estado humedo al seco al horno, En el _presente informe s e ha encontrado _que _para el

_{pino insigne}

tal reIac ion es

aproximada

mente 62%.

Fuera de las fluctuaciones _que a

_simple

vista

_pueden

observarse en las

Tablas I _y

II,

s e ha encontrado _{que la densidad} seca _y la contrac cion volume

trica total esran relacionadas

_positiva

_y

_{significativamente}

a trave s de la e c ua

cion de re_gresion:

_Os

=

-0,515

+

_30,56

D_s con

_0sen

% y Ds en

g/cm'.

Hacemos notar,

finalmente,

que los valores dados en este informe se _pue den aceptar como

_{representativos}

de la

_especie

en c ue s rion, debido al m eticu

loso muestteo efectuado tanto al selec cionar los arboles en los d iferenres bos

ques, como al extraer las

_probe

ras de los arboles.

REFERENCIAS

I. ALBALA, H. Prepieda des m ec aeica s _y asociadas del _pioo Insigne _(Pinus Radiata D. _Don),

Re uista dellDIEM, vol. �, nO 2, (octubre 1966) pp. 83'92.

2. ASTM D 143-52 Standa,d metbo ds ₀₁_tt!Stinll small clear Sf1ecim�n. 01timbe r,

3. TORRICELLI, E. P'ropiedade s [isicas y m e cdnic a s de las maderas cb ilenas, Ministerio de

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CONTRACCIONES VOLUMETRICAS

DEL

PINO

INSIGNE

ROJ

RESUMEN

estudio

parte

investigacion

destinada

de­

propiedades

asociadas

pine

insig­

(Pinus

Don),

extra/das

pineras

pars,

experimenta

especie cuando

pierde

humedad.

describen

seguidas

probetas

experimental,

posteriormente

dos.

experimenta

humedad; ademas,

forma

aproximada

punto

fibras,

fi­

correlacion

total

anhidra de

especie.

INTRODUCCION

ig

pino

insigne,

aqui

programe

onjun­

propiedades

",

miento,

separado.

DESARROLLO

EXPERIMENTAL

Mat.rial

junto

empleado

citado;

corresponde

principal region pine­

pais,

Menque-Ranguelmo

(Concepcion);

Campanar

lguan

(Nuble);

Antiguala-Curanilahue

(Arauco),

Tijeral (Malleco),

extrajeron

arboles,

extrajo,

probeta

M.toJo

probetas

verde,

pentaclorofenato

aproximadame

probe

_ROJ

_parte

_{investigacion}

de

_propiedades

insig

_(Pinus

_pineras

_pars,

_{especie cuando}

_probetas

_{experimental,}

_{posteriormente}

_experimenta

_aproximada

_punto

fi

_especie.

_ig

_pino

_insigne,

_programe

_onjun

_",

_separado.

_junto

_empleado

_{principal region pine}

_pais,

_{Menque-Ranguelmo}

_{(Concepcion);}

_Campanar

_lguan

_(Nuble);

_{Antiguala-Curanilahue}

_(Arauco),

_extrajeron

_extrajo,

_probeta

_probetas

_{pentaclorofenato}

_aproximadame

_probe

_prescribe

_143-522,

_volumen,

_lugar

_100,

_{70, 37, 35,}

_3,3,

_{31, 29, 27, 25,}

_{23, 20,}

_12,6

_probeta

_verde,

_humedad,

_real,

_porcentaje

_probe

_{correspondiente}

_prjic

_rapido.

_primeros

_complicados,

_precisos,

_adop

_objeto

_ip

_deposito

_vidrio,

_pie

_largo

_pie

_probeta

_deposito

_ntaja

_probeta,

_puede

_grandes

_prober