Edición No. 16, Issue I, Julio 2019
1. INTRODUCCIÓN
La demanda en el uso de materiales sostenibles,
eficaces y que sean duraderos, pero al mismo tiempo
respetando al medio ambiente, considerando que se
fabrican a partir de recursos naturales, se ha convertido
en una exigencia progresiva de la sociedad. Es así que
hoy en día se busca materiales de rápida renovación
para la construcción teniendo como uno de los
principales objetivos del diseño sostenible la
transformación del proceso lineal en la industria de la
construcción a un proceso cíclico en que los productos y
los materiales puedan ser reutilizados, recuperados y
reciclados. Entre los materiales de rápida renovación
están: Cáñamo, Linaza, Soja, Álamo, Coco, Girasol,
Corcho, Caucho, Lana, Bambú, Algodón, Agro-fibras.
El cáñamo tiene múltiples usos por su resistencia
superior a otras agro-fibras, en algunas aplicaciones in-
situ en la construcción en se combina con cal para
enlucidos y losas de hormigón. La soja se utiliza como
aislamiento térmico en espuma proyectada (poliuretano
ecológico) compuesta por plástico reciclado y aceite de
soja [1, 2].
Uno de estos materiales sostenibles es el roble. El
término roble se utiliza para referirse a muchas especies
de árboles del género Quercus, nativo del hemisferio
norte, y ocasionalmente también a especies de otros
géneros de la misma familia (Fagaceae) o incluso de
otras familias, como en el caso de algunas especies
sudamericanas de Nothofagus (fam. Nothofagaceae) [3].
La madera de roble presenta la fibra recta, el grano
grueso y en ella se puede distinguir claramente la albura
del duramen. El serrado es difícil pero el desgaste de las
sierras es normal. El secado debe ser lento y delicado,
ya que existe el riesgo de que aparezcan fendas
superficiales. Esta madera es durable contra la acción de
los hongos, pero sensible a los anobios, líctidos y
cerambícidos, y medianamente durable a las termitas
[4].
El roble presenta buenas aptitudes para la obtención
de chapa a la plana si se vaporiza previamente, y no
presenta problemas para el encolado. La madera de esta
especie de roble se utiliza en carpintería interior,
mobiliario, traviesas y obras hidráulicas, y antiguamente
fue muy utilizada en catedrales góticas y en
construcción naval. También es una madera que se
emplea en botería para elaborar vino de calidad, siendo
equiparable a los robles de procedencia francesa o
americana [5]
La madera presenta defectos y cambios de
propiedades con la humedad [3]. Es por ello que es
necesario la caracterización mecánica y térmica de esta
serie de materiales, para saber con seguridad sus
propiedades. La realización de gran número de ensayos
permite determinar con exactitud las propiedades de la
madera y, al mismo tiempo, conocer el comportamiento
de la variabilidad. Desde un punto de vista tecnológico
esto nos permite controlar mejor las propiedades del
material y diseñar procesos productivos para obtener
productos de calidad homogénea.
La dureza, la higroscopicidad, la contracción
volumétrica y el coeficiente de contracción volumétrica
generalmente son las propiedades con mayor
variabilidad, por lo que hay que tenerlo en cuenta enla
caracterización [3].
El presente estudio tiene por objeto la
caracterización térmica y mecánica de roble de las
provincias de Loja, Manabí y el Oro. Los resultados se
han obtenido mediante un análisis estadístico; ensayos
térmicos y mecánicos realizados con probetas del
material libre de defectos y bajo normas internacionales
ASTM, ISO y normas nacionales INEN.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
En este apartado se van a exponer la metodología de
ensayo de la conductividad térmica, contenido de
humedad, y la caracterización mecánica, que incluyen la
resistencia a la compresión paralela a la fibra de la
madera, comprensión perpendicular a la fibra de la
madera, resistencia a la flexión y resistencia a la
tracción.
Se realizaron ensayos térmicos y mecánicos con
probetas de madera dura roble. Para la madera dura
roble se lo obtuvo de tres diferentes provincias del
Ecuador de la región Costa: Manabí, El Oro y de la
Región Sierra: Loja ya que su habita se encuentra en
hondonadas de bosque seco. Crece entre los 0-500
msnm [6].
Para la adquisición del Roble se tuvo que hacer un
sondeo en las diferentes regiones del país dando como
resultado la adquisición de ejemplares en los distintos
aserraderos de la región costa: El Oro, Manabí y de la
región sierra Loja. Para los ensayos térmicos se
utilizaron 9 probetas: 3 probetas de El Oro, 3 probetas
de Manabí y 3 probetas de Loja. Para los ensayos
mecánicos se necesitaron 60 probetas las cuales de
dividieron para los diferentes ensayos de Compresión
Paralela, Compresión Perpendicular, Flexión y
Tracción, de tal forma que su utilizaron 5 para cada
ensayo.
A continuación, se detalla la metodología de ensayo:
2.1. Ensayos térmicos
Para poder medir los ensayos de conductividad
térmica del roble se utilizó la máquina térmica de placa
caliente del laboratorio de ensayos térmicos y eficiencia
energética de la Escuela Politécnica del Litoral
(ESPOL), λ-Meter EP500e, Versión C de medición de
conductividad.
La ecuación del flujo de calor se calcula con: