LABORATORIO N° 1

ENSAYO DE HUMEDAD Y DENSIDAD
BASADO EN NCH 176/1 Y NCH 176/2
LABORATORIO N° 1
DETERMINACIÓN DE HUMEDAD Y DENSIDAD
1.- DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD
Se establecen los siguientes métodos para determinar el contenido de
humedad de la madera: método de secado en estufa, método de destilación y
método del xilohigrómetro.
Los tres métodos mencionados anteriormente no son igualmente
apropiados en todos los casos, para su aplicación en un caso determinado, es
importante indicar cual es el método que se debe utilizar, de lo contrario se asume
que es posible usar cualquiera de los tres métodos.
El método de secado en estufa no es conveniente para maderas con gran
cantidad de sustancias volátiles y para maderas impregnadas con productos
químicos, sean estos volátiles o no.
El método de destilación es apropiado para determinar humedad en
maderas impregnadas con productos solubles en el solvente que se use (tolueno,
xileno, benceno) y especialmente con preservantes oleosos.
El método del xilohigrómetro presenta grandes errores cuando se usa en
maderas impregnadas con sales u otros electrolitos, no es conveniente su uso
cuando la madera ha sido tratada con sales preservantes o retardadores de fuego,
así como tampoco cuando la madera ha estado en contacto prolongado con agua
de mar, cuando el contenido de humedad es menor de 8% estas alteraciones son
despreciables, las sales retenidas dan valores aumentados de humedad pero aún
así el xilohigrómetro podría usarse para establecer los límites superiores de
humedad en maderas tratadas con sales, preservantes como el pentaclorofenol y
la creosota afectan muy levemente las lecturas del xilohigrómetro y generalmente
no es necesario hacer correcciones.
DEFINICIONES
*Contenido de Humedad: cantidad de agua incluida en la madera, expresada en
porcentaje de su masa anhidra.
**Estado Verde: condición de la madera que tiene un contenido de humedad
sobre el punto de saturación de las fibras.
***Estado Anhidro: condición de la madera en la cual se ha eliminado la
humedad hasta obtener masa constante.
LABORATORIO N° 1 TECNOLOGIA DE LA MADERA
1º SEMESTRE 2008
ENSAYO DE HUMEDAD Y DENSIDAD
BASADO EN NCH 176/1 Y NCH 176/2
METODOS DE SECADO
1.-Método de Secado en Estufa
Aplicable a maderas con cualquier contenido de humedad, sirve para
determinar el contenido de la humedad de lotes de piezas de madera y probetas
destinadas a ensayes de laboratorio. Como principio tiene la determinación por
pesada de la pérdida de masa de la probeta cuando se seca hasta masa
constante y cálculo de la pérdida de masa en porcentaje de la masa de la probeta
después del secado.
Procedimiento: pesar la probeta con una precisión de 0.5% de su masa,
secar hasta masa constante en la estufa a una temperatura de 103° C ± 2° C.
Enfriar la probeta hasta temperatura ambiente en un desecador y pesar
rápidamente para evitar variaciones mayores a 0.1% en el contenido de humedad,
la precisión de la pesada debe ser de 0.1g.
Cálculo y expresión de resultados: calcular el contenido de humedad H, de
cada probeta, expresado en porcentaje, con una aproximación de 0.1% según la
fórmula:
H = m1-m2 *100
m2
Donde:
m1: es la masa, en gramos, de la probeta antes del secado;
m2: es la masa, en gramos, de la probeta después del secado.
Calcular el promedio aritmético de los resultados obtenidos para las
probetas individuales e informarlo como el valor promedio del contenido de
humedad de las probetas. Redondear los resultados al entero porcentual mas
próximo.
2.- Método de Destilación
Se aplica a maderas con cualquier contenido de humedad y cualquier
contenido de sustancias volátiles, como principio general tiene la remoción del
agua de la madera mediante un solvente y recolección por condensación en una
trampa de agua, que permite medir su volumen.
3.- Método del Xilohigrómetro
Aplicable a maderas con un contenido de humedad entre 7 y 28% y no
requiere cortar probetas. Sirve para determinar el contenido de humedad de un
lote o piezas de madera. Este método es apto para determinaciones en terreno.
Como principio tiene la medición de las propiedades eléctricas de piezas de
madera, usando un medidor que relaciona dichas propiedades con el contenido de
humedad de la madera.
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1º SEMESTRE 2008
ENSAYO DE HUMEDAD Y DENSIDAD
BASADO EN NCH 176/1 Y NCH 176/2
1.- DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD
Se establecen los procedimientos para determinar la densidad nominal, la
densidad básica y la densidad de referencia de la madera.
DEFINICIONES
* Densidad: cuociente formado por la masa y el volumen.
**Densidad de Referencia: relación entre la masa y el volumen de la probeta,
determinados ambos a un mismo contenido de humedad. Se distinguen en esta
densidad dos tipos:
9 Densidad Anhidra: relación entre la masa y el volumen de la probeta en el
estado anhidro.
9 Densidad Normal: relación entre la masa y el volumen determinados
ambos a un contenido de humedad igual al 12%.
***Densidad Básica: relación entre la masa de la probeta en estado anhidro y el
volumen de la probeta en estado verde.
****Densidad Nominal: relación entre la masa de la probeta en el estado anhidro
y el volumen de la probeta al contenido de humedad del ensayo.
PREPARACION DE LAS PROBETAS
- Cortar las probetas en formas de prismas rectos que tengan una sección
cuadrada de 25 mm de lado y una longitud en la dirección de la fibra de
100±5 mm. Los anillos de crecimiento deben ser paralelos a dos caras
opuestas.
- Cuando se trate de determinar la relación entre una característica mecánica
y la densidad, se recomienda que la densidad se determine sobre probetas
preparadas para los ensayos mecánicos en particular o sobre probetas
cortadas de ellas que tengan forma cúbica de 20 mm por lado.
PROCEDIMIENTO
- Determinar la masa de la probeta con una precisión de 0.01 g. al contenido de
humedad H.
- Determinar el volumen al contenido de humedad H.
Para ello se mide la longitud l, el ancho a y el espesor e. Efectuar por lo
menos tres mediciones en cada dirección.
- Secar la probeta hasta masa constante y pesar con una precisión de 0.01 g.
- Determinar la masa y el volumen de la probeta en estado anhidro.
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1º SEMESTRE 2008
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BASADO EN NCH 176/1 Y NCH 176/2
CALCULO Y EXPRESIÓN DE RESULTADOS
→Densidad de Referencia: ρH, en kg/m3 ( o g/cm3) está dada por la fórmula:
ρH=mH / VH
Donde:
MH= masa, en [kg] o [g], de la probeta al contenido de humedad H.
VH= volumen, en [m3] o [cm3], de la probeta al contenido de humedad H.
→Densidad Anhidra:ρ0, en kg/m3 ( o g/cm3) está dada por la fórmula:
ρ0=m0 / Vo
Donde:
m0= masa, en [kg] o [g], de la probeta en condición anhidra.
Vo= volumen, en [m3] o [cm3], de la probeta en condición anhidra.
→Densidad Normal:ρ12, en kg/m3 ( o g/cm3) está dada por la fórmula:
ρ12=m12 / V12
Donde:
m12= masa, en [kg] o [g], de la probeta al contenido de humedad de H=12%.
V12= volumen, en [m3] o [cm3], de la probeta al contenido de humedad de H=12%.
→Densidad Básica:ρb, en kg/m3 ( o g/cm3) está dada por la fórmula:
ρb=m0 / Vv
Donde:
m0= masa, en [kg] o [g], de la probeta en condición anhidra.
Vv= volumen, en [m3] o [cm3], de la probeta en estado verde.
→Densidad Nominal:ρn, en kg/m3 ( o g/cm3) está dada por la fórmula:
ρn=m0 / VH
Donde:
m0= masa, en [kg] o [g], de la probeta en condición anhidra.
VH= volumen, en [m3] o [cm3], de la probeta al contenido de humedad H.
Las fórmulas que relacionan las distintas densidades son:
ρH= ρ0 {(100+ H)/(100 + K* H)} (cuando H< punto de saturación de la fibra)
ρH= ρb {(100+ H)/100 } (cuando H> punto de saturación de la fibra)
Donde
K= coeficiente de contracción volumétrica para un cambio de 1% de contenido de humedad,
calculado como la suma de los respectivos coeficientes de contracción lineal.
H= contenido de humedad.
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1º SEMESTRE 2008