Determinación de los coeficientes de rozamiento en piezas de madera de castaño de procedencia española y su aplicación estructural

Villar García, José Ramón (Grupo de Investigación Forestal, Departamento de Ingeniería del Medio Agronómico y Forestal, Centro Universitario de Plasencia. Universidad de Extremadura. Avda. Virgen del Puerto 2, 10600 Plasencia, Cáceres, España, [e-mail]) ; Corbacho Rodríguez, Antonio Jesús (Centro Universitario de Plasencia. Universidad de Extremadura. Avda. Virgen del Puerto 2, 10600 Plasencia, Cáceres, España, [e-mail]) ; Moya Ignacio, Manuel (Grupo de Investigación Forestal, Departamento de Ingeniería del Medio Agronómico y Forestal, Centro Universitario de Plasencia. Universidad de Extremadura. Avda. Virgen del Puerto 2, 10600 Plasencia, Cáceres, España, [e-mail]) ; Vidal López, Pablo (Grupo de Investigación Ingeniería Mecánica y Fluidos, Departamento de Ingeniería del Medio Agronómico y Forestal, Escuela de Ingenierías Agrarias, Universidad de Extremadura. Av. Adolfo Suarez s/n, 06071 Badajoz, España, [e-mail])

Abstract: El presente estudio expone una nueva metodología para la determinación del coeficiente de rozamiento tanto estático como dinámico en madera de castaño (Castanea Sativa Mill.) de origen español así como la aplicación práctica de los resultados.El rozamiento en piezas de madera está presente en multitud de sistemas estructurales, desde un apoyo de una viga en un durmiente hasta el contacto entre tablones de una placa tensada, pasando por las uniones entre piezas de madera.La madera de frondosas está actualmente en auge para su empleo estructural, y dentro de ella la madera de castaño. Ni la normativa de cálculo ni otros estudios aportan valores para sus coeficientes de rozamiento, estando centrados principalmente en maderas de coníferas.La fricción se opone al inicio del deslizamiento entre dos cuerpos y al movimiento una vez iniciado, tendremos así un coeficiente de rozamiento estático, para el máximo valor justo antes del deslizamiento y, una vez producido, otro dinámico. En madera, los coeficientes de rozamiento dependen del contenido en humedad, de las propiedades anatómicas, de la dureza y del mecanizado de las superficies. Además, la anisotropía del material da lugar a que la orientación del plano estudiado respecto a la dirección de la fibra, origine distintas rugosidades.La normativa europea no recoge ningún método estandarizado para realizar ensayos de rozamiento por lo que para este trabajo se modificó una máquina convencional de ensayo de corte directo (CD). El procedimiento propuesto ayudaría a estandarizar el ensayo de rozamiento.Las superficies deben reflejar la rugosidad de la situación que se quiere conocer, por lo que el tallado de especímenes se realizó con una sierra con disco para madera, sin realizar ningún tipo de desbaste. Los planos considerados han sido los principales que define la ortotropía del material, que suelen coincidir con las caras en contacto en situaciones reales. El número total de ensayos realizados han sido 155 en 6 planos y direcciones de deslizamiento, entorno a 25 para cada dirección.Como valores medios se obtuvieron μs=0.45 para fricción estática y μk=0.32 para dinámica. Los mayores valores se producen para superficies de corte radiales y tangenciales con dirección de deslizamiento perpendicular a la fibra, seguidos de los obtenidos para secciones transversales. Los menores se corresponden a superficies de corte tangenciales con deslizamiento paralelo a la fibra. Esto muestra el importante efecto que tiene la anisotropía del material.Los valores obtenidos se han aplicado al diseño de una pasarela peatonal bajo el sistema de placa tensada, donde el rozamiento entre tablones resulta determinante en el cálculo de la misma. Este sistema estructural permite una solución de bajo coste y de sencilla ejecución para pasarelas de madera en cuyo tablero deba considerarse carga vehicular accidental.

Idioma: Español

DOI: 10.26754/c_agroing.2019.com.3409

Año: 2019

En: X Congreso Ibérico de Agroingeniería = X Congresso Ibérico de Agroengenharia : Libro de actas = Livro de atas