Este documento describe un ensayo de cizalle paralelo a las fibras de la madera de pino, lenga y eucalipto de acuerdo a la norma NCh 976. Se midieron las dimensiones de probetas simples y dobles de cada madera y se sometieron a carga en una máquina hasta su punto de rotura. Los resultados mostraron que el eucalipto tuvo la mayor resistencia al cizalle, seguido por la lenga y el pino.

1. ENSAYO DE CIZALLE PARALELO A LAS FIBRAS
Basado en norma NCh 976 of86
Descripción del Laboratorio
Pie de Metro Smiec
Este es un instrumento de medición con una sensibilidad de 0.1 [mm], con este
instrumento se determina la dimensión de las probetas.
Las mediciones debe efectuarla una persona que sepa utilizar el instrumento
correctamente para no tener errores en las mediciones, dentro de las mediciones efectuadas
se deberá sacar un promedio.
Maquina Versa-Tester marca Soiltest
Maquina de Ensayo de compresión con regulador de velocidad de ensayo y con
cabezal rotulado de modo que permita una distribución uniforme de la carga sobre la probeta.
Es apto tanto para las pruebas de compresión como para las pruebas de tracción.
Accesorio para Cizalle
Soporte de acero, que consta con una pieza central que se puede deslizar
verticalmente en cuyo extremo superior se aplica la carga.
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Basado en norma NCh 976 of86
Procedimiento (según la norma NCh 976.Of 86)
• Se entregan las probetas para que sean analizadas y observadas por los alumnos,
estas serán de dos tipos, denominadas de cizalle simple y de cizalle doble, de las
cuales se deben medir su altura h y su ancho e, de la superficie que se debe
someter a cizalle, debiendo hacerse dos medidas las cuales se tomaran en los
extremos de la superficie, sacándose de estas un promedio. La probeta debe tener
su eje longitudinal paralelo a la dirección de la fibra con dos caras opuestas
paralelas a los anillos de crecimiento.
• Luego de tomadas y cotejadas las medidas, se instala la probeta en la máquina
Versa-Tester con el uso de los soportes de acero necesarios para el ensayo dada
la forma de la probeta.
• Se debe aplicar una carga en forma continua y con una velocidad del cabezal de la
máquina de 0,6 (mm/seg), no variando más allá de un 25%.
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• Se debe registrar la carga máxima Q para la cual se obtiene la falla de la probeta,
momento en que se produce la fisura o el desprendimiento de una de sus partes.
Cálculos y Resultados
Dimension de Probeta Simple
Simple Pino (mm) Lenga (mm) Eucalipto (mm)
altura 1 49.70 49.40 49.35
altura 2 49.75 49.50 49.40
altura promedio 49.73 49.45 49.38
Simple Pino (mm) Lenga (mm) Eucalipto (mm)
ancho 1 49.85 49.30 49.05
ancho 2 49.80 49.20 49.20
ancho promedio 49,83 49.25 49.13
Dimension de Probeta Doble
Doble Pino (mm) Lenga (mm) Eucalipto (mm)
altura 1 45.50 50.25 45.90
altura 2 45.45 50.15 45.90
altura promedio 45.48 50.20 45.90
Doble Pino (mm) Lenga (mm) Eucalipto (mm)
ancho 1 50.30 49.50 49.10
ancho 2 50.35 49.50 49.10
ancho promedio 50,38 49.50 49.10
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Resultado de la prueba:
Tensión Máxima (Q)
Pino (kg-f) Lenga (kg-f) Eucalipto (kg-f)
Simple 2655 2600 3750
Doble 2980 4100 6000
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Cálculos:
Tensión Máxima de cizalle paralelo a las fibras.
Rv = Q
ħ* ē
Cizalle Simple
Pino:
Rv = 2655 (Kg-f) . = 10,71 [MPa]
4,973 (cm) * 4,983 (cm)
Lenga:
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Rv = 2600 (Kg-f) . = 10,68 [MPa]
4,945 (cm) * 4,925 (cm)
Eucalipto:
Rv = 3750 (Kg-f) . = 15,57 [MPa]
4,938 (cm) * 4,913 (cm)
Cizalle Doble
Pino:
Rv = 2980 (Kg-f) . = 13,01 [MPa]
4,548 (cm) * 5,038 (cm)
Lenga:
Rv = 4100 (Kg-f) . = 16,50 [MPa]
5,020 (cm) * 4,950 (cm)
Eucalipto:
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Rv = 6000 (Kg-f) . = 26,62 [MPa]
4,590 (cm) * 4,910 (cm)
Conclusiones
En este laboratorio pudimos constatar las propiedades de la madera con respecto a
los esfuerzos por cizalle, prueba que es fundamental a la hora de elegir un tipo de madera
óptimo de acuerdo a los requerimientos de las funciones donde será aplicada. Como nuestro
país se encuentra en una zona sísmica, es de real importancia el comportamiento de las
maderas cuando son sometidas a esfuerzos propios de los movimientos telúricos. En un
terremoto, los esfuerzos tienden a ser cortantes, es decir, las cargas son opuestas y el punto
de aplicación de dichas fuerzas esta desplazado de los ejes maestros de las piezas. Es como
un ejercicio de acción y reacción, pero con los puntos de aplicación distanciados
transversalmente uno del otro.
La idea de este ensayo, es poder destruir las fibras despegándolas al cortarlas en
dirección paralela a ellas, como si se tratase de alguna pieza funcional de unión de alguna
estructura sometida a un movimiento constante. Por ende, creo que el saber las capacidades
de una especie de madera con respecto al cizalle, permite estar al tanto del tipo de material
para construir por ejemplo piezas especiales en los apoyos entre viga y pilar o los cantos de
apoyo de un techo sobre la estructura. Al elegir la especie mas adecuada a esta labor, se
podrá evitar que ante cualquier eventualidad, una estructura falle por el colapso de una
simple pieza mucho antes de lo estudiado en su planificación y construcción.
Al analizar los resultados de la experiencia, es destacable el comportamiento del
eucalipto frente a las otras dos probetas, sobre todo en lo que se refiere al ensayo de cizalle
doble. La Lenga tuvo un comportamiento similar al del eucalipto en lo referente a la diferencia
obtenida entre el ensayo de cizalle simple y cizalle doble, que sin lograr los mismos
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resultados de aguante al eucalipto, al igual que este en la segunda prueba prácticamente
dobló los resultados logrados en la primera.
Otro punto que me parece relevante es que en la prueba de cizalle doble las tres
probetas fallaron en el mismo lado primero (lado derecho mirándolas de frente). No sé el por
qué de este fenómeno, pero puedo intuir que la maquina Versa-tester no distribuyó la carga
de manera similar para ambos lados por una mala instalación de las probetas (instaladas por
un alumno), ya que dimensionalmente las probetas cumplían lo establecido a la norma, y por
ende descarto la posibilidad de alguna falla en la fabricación.
Giovanni Merello Hurtado
Conclusiones
Como comienzo, todo el semestre he insistido en las conclusiones que deberían
hacerse los diferentes ensayos en todos los sentidos de la madera, por su carácter
anisotrópico, mas en este punto de laboratorios me doy cuenta que cada ensayo responde a
una utilización en especifico de cada tipo de probeta buscando el carácter especifico de la
resistencia o respuesta de la madera puesta en cierta forma y solicitada según esta forma,
así para cada tipo de solicitud a la madera existe una posición indicada para ella, y un
ensayo que la verifica.
Este caso de laboratorio sirve para conocer como funciona la madera en esfuerzos de
corte, como es el caso de los sismos, pero creo que las condiciones del laboratorio no son
muy símiles a las ocurridas en la realidad, pues se notaba por la forma de fallar que las
probetas estaban sometidas además de esfuerzos de corte o cizalle a esfuerzos de
momento, con los cuales se altera la forma de falla de la probeta, esto por la construcción de
la probeta que no calza justo la pieza especial y por que las fibras no van perpendiculares
respecto al plano horizontal de aplicación de la fuerza, además el ensayo no considera que
las madera en una construcción están afianzadas con tornillo o clavos que puestos en forma
perpendicular al plano del corte o cizalle ayudan bastante a la resistencia de la pieza,
además el punto que mas aleja al ensayo de la realidad es que en una construcción no se
preocupan mucho por el sentido de la fibra.
Respecto de la resistencia de cada probeta otra vez el eucalipto demuestra ser la
madera con mayor poder de resistencia, lo que me resulta curioso es la falla explosiva del
eucalipto, que además es simultanea en ambas alas en la probeta doble, pero para el alto
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rango en que falla esta característica pondría evadirse, además se debe considerar que las
solicitudes en la realidad no se realizan en forma continua a velocidad constante como se
logra con la maquina, sino mas bien es un ir y venir de diferentes aplicaciones, lo que logra
que la pieza falle por fatiga, y no por corte preferentemente.
Juan Gurman Gonzalez
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rango en que falla esta característica pondría evadirse, además se debe considerar que las
solicitudes en la realidad no se realizan en forma continua a velocidad constante como se
logra con la maquina, sino mas bien es un ir y venir de diferentes aplicaciones, lo que logra
que la pieza falle por fatiga, y no por corte preferentemente.
Juan Gurman Gonzalez
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