Comportamiento de cinco maderas mexicanas expuestas al fuego. Evaluación por ultrasonido. //Behavior of five Mexican woods exposed to fire. Evaluation by ultrasound.
DOI:
https://doi.org/10.29076/issn.2528-7737vol11iss27.2018pp111-120pKeywords:
Densidad aparente, material combustible, módulo dinámico, pruebas no destructivas, velocidad de onda.Abstract
La madera es un material combustible. De tal forma que la industria fabricante de productos de madera requiere de información experimental sobre la resistencia al fuego de las diferentes especies empleadas en ingeniería. El objetivo de la investigación fue determinar y comparar la densidad aparente, la velocidad de onda y el módulo dinámico de cinco maderas mexicanas, antes y después de ser sometidas al fuego. La metodología consistió en estudiar cinco especies mexicanas: Tabebuia rosea, Andira inermis, Juglans pyriformis, Quercus spp y Cordia elaeagnoides. Para cada especie se prepararon 35 probetas de pequeñas dimensiones y se les realizaron pruebas de ultrasonido y de resistencia al fuego. Los resultados del análisis estadístico indicaron que cada especie se comporta de manera diferente. La densidad aparente de la madera correlaciona bien con la pérdida de masa. La densidad aparente de la madera después de la exposición al fuego, presenta una fuerte correlación con la densidad de la madera antes de ser expuesta al fuego. En cambio, la velocidad de onda y el módulo dinámico no se correlacionan bien. Los resultados de la investigación son particulares para las condiciones experimentales de este estudio de caso. Para sugerir de manera más general un comportamiento de la madera expuesta al fuego, son recomendables estudios intensivos con métodos normalizados.
Abstract
Wood is a combustible material. The industry of wood products requires experimental information on the fire resistance from the different species which are used in engineering. The objective of the research was to determine and compare the apparent density, wave velocity and dynamic modulus of five Mexican woods before and after being subjected to fire. The methodology consisted of studying five Mexican species: Tabebuia rosea, Andira inermis, Juglans pyriformis, Quercus spp. and Cordia elaeagnoides. For each species, 35 specimens of small dimensions were prepared and ultrasound and fire resistance tests were carried out.
The results of the statistical analysis indicated that each species behaves differently. The apparent density of the wood correlates well with the loss of mass. The apparent density of the wood after exposure to fire has a strong correlation with the density of the wood before being exposed to fire. In contrast, the wave velocity and the dynamic module do not correlate well. The results of the research are particular to the experimental conditions of this case study. In order to suggest wood fire behavior in a more general way, intensive studies with standard methods are recommended.
Downloads
References
Ansell, M. P. (2012). Wood: A 45th anniversary review of JMS papers, Journal of Materials Science, 47(2), 583-598. Recuperado de https://www.researchgate.net/publication/227284325_Wood_A_45th_anniversary_review_of_JMS_papers
Aseeva, R., Serkov, B., & Sivenkov, A. (2014). Fire Behavior and Fire Protection in Timber Buildings, Wien, Austria, Springer
Babrauskas, V. (2005). Charring rate of wood as a tool for fire investigations, Fire Safety Journal, 40(6), 528-554. Recuperado de https://www.researchgate.net/publication/222913778_Charring_rate_of_wood_as_a_tool_for_fire_investigations
Babu, B. V. (2008). Biomass pyrolysis: a state-of-the-art review, Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 2(5), 393-414. Doi: 10.1002/bbb.92
Bachtiar, E. V., Sanabria, S. J., Mittig, J. P., & Niemz, P. (2017). Moisture-dependent elastic characteristics of walnut and cherry wood by means of mechanical and ultrasonic test incorporating three different ultrasound data evaluation techniques, Wood Science and Technology, 51(1), 47-67. Recuperado de https://link.springer.com/article/10.1007/s00226-016-0851-z
Canadian Wood Council. (1996). Fire Safety Design in Buildings, Ottawa, Canada, Canadian Wood Council.
Chung, Y. (2010). Comparison of combustion properties of native wood species used for fire pots in Korea, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 16(1), 15-19. Recuperado de https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1226086X10000328
Confemadera. (2010). Construir con Madera, Madrid, España, Confederación Española de Empresarios de la Madera.
Cordero, J., & Boshier, D. H. (2003). Árboles de Centroamérica, Turrialba, Costa Rica, Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza.
Dietsch, P., & Köhler, J. (2010). Assessment of Timber Structures, Modelling of the Performance of Timber Structures, Aachen, Germany, Shaker Verlag.
Gonçalves, R., Trinca, A. J., & Pellis, B. P. (2014). Elastic constants of wood determined by ultrasound using three geometries of specimens, Wood Science and Technology, 48(2), 269-287. Recuperado de https://link.springer.com/article/10.1007/s00226-013-0598-8
International Organization for Standardization. (2012). ISO 3129:2012, Wood. Sampling methods and general requirements for physical and mechanical testing of small clear wood specimens, Geneva, Switzerland, International Organization for Standardization.
International Organization for Standardization. (2014a). ISO 13061-1:2014, Wood. Determination of moisture content for physical and mechanical tests, Geneva, Switzerland, International Organization for Standardization.
International Organization for Standardization. (2014b). ISO 13061-2:2014, Wood. Determination of density for physical and mechanical tests, Geneva, Switzerland, International Organization for Standardization.
Joint Committee on Structural Safety. (2006). Probabilistic model code. Part 3.5-Timber, Lyngby, Denmark, Joint Committee on Structural Safety.
Meyers, M.A. (1994). Dynamic Behavior of Materials, Hoboken, USA, John Wiley & Sons.
Pellerin, R. F., & Ross, R. J. (2002). Nondestructive Evaluation of Wood, Peachtree Corners, USA, Forest Products Society.
Silva Guzmán, J. A., Fuentes Talavera, F. J., Rodríguez Anda, R., Torres Andrade, P. A., Lomelí Ramírez, M. A., Ramos Quirarte J.,… Richter, H. G. (2010). Fichas de propiedades tecnológicas y usos de maderas nativas de México e importadas, México, México, Comisión Nacional Forestal.
Sotomayor Castellanos, J. R. (2015). Banco FITECMA de características físico-mecánicas de maderas mexicanas, Morelia, México, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
Sotomayor Castellanos, J. R., & Carrillo Gómez, M. I. (2017). Comportamiento al fuego de cinco especies mexicanas. Estudio comparativo, Investigación e Ingeniería de la Madera, 13(2), 4-38.
Sotomayor Castellanos, J. R., & Villaseñor Aguilar J. M., (2016). Propiedades acústicas de madera de Fraxinus americana y Fraxinus uhdei, Brazilian Journal of Wood Science, 7(3), 147-155. Recuperado de https://periodicos.ufpel.edu.br/ojs2/index.php/cienciadamadeira/article/view/8633
Tamarit Urias, J. C., & López Torres, J. L. (2007). Xilotecnología de los principales árboles tropicales de México, San Martinito, México, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agropecuarias y Pecuarias.
Xu, Q. F., Chen, L. Z., Harries, K. A., Zhang, F. W., Liu, Q., & Feng, J. H. (2015). Combustion and charring properties of five common constructional wood species from cone calorimeter tests, Construction and Building Materials, 96, 416-427. Recuperado de https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061815302877
Downloads
Published
Issue
Section
License
Authors can keep the copyright, granting the journal right of first publication. Alternatively, authors can transfer copyright to the journal, which allow authors non-commercial use of the work, including the right to place it in a file open access.
