Este documento describe tres ensayos para evaluar las propiedades físicas y mecánicas de la madera: 1) el ensayo de flexión estática para medir la resistencia a la flexión, 2) el ensayo de dureza utilizando el método Monnin para clasificar la dureza de la madera, y 3) el ensayo de clivaje para determinar la resistencia de la madera al rajamiento tangencial y radial.

1. UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL DE QUEVEDO
FACULTAD DE CIENCIAS AMBIENTALES
CARRERA DE INGENIERÍA FORESTAL
COMPETENCIA ACADÉMICA
PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS DE LA MADERA
TEMAS:
ENSAYO A LA FLEXIÓN ESTÁTICA, ENSAYO DE DUREZA, ENSAYO DE
CLIVAJE.
DOCENTE:
ING. ROMMEL CRESPO
INTEGRANTES:
CALERO CEDEÑO DANY ISIDRO
FLORES AGUILAR BAGNER HUGO
MORALES ESCOBAR CINTHYA KATHERINE
TOBAR VEAS BYRON HUMBERTO
VELEZ LUSPA EVELIN DAYANA
AULA
VII “A” FORESTAL

2. Un ensayo de flexión nos sirve para evaluar el comportamiento esfuerzo-deformación y la
resistencia a la flexión de un material. Estos ensayos se llevan a cabo cuando el material es
demasiado frágil para ser ensayado por deformación. Se denomina flexión al tipo de
deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular
a su eje longitudinal. El término "alargado" se aplica cuando una dimensión es
preponderante frente a las otras. Un caso típico son las vigas, las que están diseñas para
trabajar, principalmente, por flexión. El rasgo más destacado es que un objeto sometido a
flexión presenta una superficie de puntos llamada fibra neutra tal que la distancia a lo largo
de cualquier curva contenida en ella no varía con respecto al valor antes de la deformación.
ENSAYO A LA FLEXIÓN ESTÁTICA
El ensayo tiene como finalidad determinar la resistencia de la madera a la flexión estática
mediante la aplicación de carga, a velocidad constante, hasta alcanzar la rotura de la
muestra. La resistencia a la flexión estática se expresa en Kg/cm2, en correspondencia con
el H% de contenido de humedad. El ensayo es imprescindible para conocer la capacidad
mecánica de una tipología determinada de madera a solicitación de flexión (Rodriguez,
2020).
Procedimiento y resultados
Para obtener las probetas necesarias para llevar a cabo el ensayo se cogerán tablones, de la
madera que se pretende evaluar, cortados de manera que éstos contengan el corazón del
tronco. Si el diámetro del tronco es superior a 180 mm, se obtendrá un solo tablón o, si éste
es inferior, serán dos en forma de cruz. Una vez obtenidos los tablones, se extrae el corazón
y se dejan secar hasta llegar a obtener la humedad de equilibrio.

3. Se cortan las probetas que tendrán forma de prisma recto cuadrangular, de sección recta de
20 mm de canto y 300 mm de altura (paralela a la dirección longitudinal de les fibras). Una
vez preparadas las probetas, se dispondrán en un ambiente de 20 ºC de temperatura y
65±3 % de humedad relativa hasta alcanzar la humedad de equilibrio. Se miden las
dimensiones de la probeta y seguidamente se coloca la prensa de ensayo, con su cara radial
hacia arriba, sobre dos soportes cilíndricos paralelos, de 15 mm de radio y separados 240
mm. La carga se aplica mediante otro cilindro de 15 mm de diámetro centrado entre los
soportes y a una velocidad constante de 5 mm/min hasta la rotura de la probeta.
Con una fracción de la probeta rota se determina la humedad de la muestra. Ésta se puede
determinar según el método por desecación al estar anhídrido o mediante un higrómetro de
resistencia.
El método para desecación se realiza en estufa, previa pesada de la muestra. La temperatura
de secado es de 103±2 ºC y el tiempo de desecación será el necesario para obtener el pero
constante. El % de humedad se calculará a partir de la diferencia entre el peso inicial y el
final.
El higrómetro de resistencia es un instrumento que nos permite determinar el contenido de
humedad de una muestra por lectura directa, en definitiva, consiste en una fuente de energía
eléctrica con electrodos de aplicación a la madera y un medidor de resistencia graduado en
porcentajes de humedad.
Antes de llevar a cabo los cálculos de dimensionado de un elemento de madera, si se
desconoce su resistencia. Como control de recepción y de uniformidad de suministro de
madera estructural. Hay que decir que el porcentaje de contenido de humedad de la madera
es una variable condicional decisiva a la hora de evaluar los resultados. Por tanto
deberemos tener presente las condiciones atmosféricas donde estará situada la pieza, y

4. también la humedad de equilibrio, para valorar el dato obtenido y aplicarla a los pertinentes
cálculos (Rodriguez, 2020).

5. ENSAYO DE DUREZA
La dureza es la resistencia que opone un material a ser penetrado por otro.corresponde a la
resistencia que presenta la madera a la penetración, desgaste y rayado. Se distinguen:
 Dureza paralela corresponde a la dureza de la superficie normal a las fibras
 Dureza normal corresponde a la dureza de la superficie paralela a las fibras.
Existen tres métodos clásicos para evaluar la dureza – Brinell, Janka y Monnin – este
último el más utilizado y, en definitiva, el empleado en la norma Monnin (Bermejo, 2020).
En el método Monnin (UNE 56-534), se aplica una carga de 100 Kp por centímetro de
anchura de la probeta, a través de un cilindro de acero de 30 mm de diámetro. Se mide la
anchura de la huella dejada por el cilindro en la madera que posteriormente se relaciona con
la profundidad de penetración. La dureza es la inversa de la profundidad de penetración en
mm-1.
Clasificación por dureza: Según el valor de la dureza, la norma UNE 56-540, clasifica la
madera como se indica en las tablas siguientes:

6. La dureza, como todas las propiedades de la madera, varía con la dirección de la fibra en la
superficie en que actúa. La clasificación anterior, se refiere a dureza perpendicular a la
fibra. La dureza axial o paralela a la fibra es, generalmente, 1,5 a 2,5 veces la de la
dirección perpendicular a la fibra. No existe mucha diferencia entre la dureza paralela
tangencial y la radial. La dureza disminuye rápidamente al aumentar la humedad de la
madera.
En el método Brinell: la dureza, se determina mediante la huella dejada por una esfera de
acero, de diámetro D (generalmente de 10 mm), al ser sometida a una carga F, que varía
según la densidad de la madera (10 kp para densidades menores de 0,3 g/cm³; 50 kp para
densidades comprendidas entre 0,3 y 0,7 g/cm³; y 100kp para densidades superiores a 0,7
g/cm³. La carga máxima debe alcanzarse en 15 segundos, permanecer constante durante 30
segundos y volver a 0 en otros 15 segundos.
El valor de la dureza se expresa mediante la fórmula:
Dureza = F / S (kp/mm²)
Siendo: S la superficie esférica del casquete esférico que penetra en la madera. Por tanto, si
se llama d al diámetro de la huella, la fórmula anterior se puede expresar de la siguiente
forma:
Dureza = 2F / p . D . (D - √D² - d²) (kp/mm²)

7. El método Janka: es un ensayo modificado del anterior, en el que la dureza viene
expresada en kp/mm² o en N/mm² de carga necesaria para hacer penetrar completamente en
la madera una semiesfera de acero cuya sección diametral tiene una superficie de 1 cm².
La interpretación que se puede hacer de estas escalas es la siguiente:
Objeto de ensayo
El ensayo consiste en hacer penetrar una semiesfera de radio conocido en la madera hasta una
profundidad dada a través de una carga estática aplicada.
Las piesas de prueba serán confeccionadas con las siguientes dimensiones: 50*50*150 mm.
Durante el ensayo, la semiesfera es introducida en la mitad de las caras radiales y tangenciales y
cuando se requiera en las caras extremas de la pieza de prueba hasta una profundidad equivalente al
radio de la semiesfera; con una velocidad de penetración de 3 mm/min. Después de alcanzada la
penetración necesaria, la carga necesaria se leerá en la escala graduada del equipo.
Cálculos de los resultados
En cada probeta se hacen las penetraciones
-2 en las caras radiales
-2 en las caras tangenciales
-1 en cada extremo

8. Posteriormente se calcula por separado el promedio de la dureza para los lados (cara radial,
tangencial y para los extremos).
Influencia de la humedad
La dureza de la madera se incrementa a medida que esta pierde humedad, por debajo del punto de
saturación de la fibra (PSF).
En general, la dureza de las maderas duras se incrementa en un 50% en estado seco, comparándolas
en una condición verde.
Disminución de la dureza con él por ciento en humedad.

9. Clivaje.
El clivaje es la resistencia que ofrece la madera al rajamiento. Puede ser
tangencial y radial, dependiendo de la ubicación de los anillo de crecimiento.
Dependiendo de la disposición de los anillos de crecimiento con respecto al plano
de falla podemos distinguir:
 Clivaje tangencial que corresponde a aquel en el plano de falla es
tangencial a los anillos de crecimiento.
 Clivaje radial el plano de falla es perpendicular o normal a los anillos de
crecimiento.
Esquematización del clivaje. Esquematización de clivaje radial.
Las probetas de madera de 5 x 5 x 9.5 cm, en sección radial y tangencial, se
colocan en los accesorios de la prensa, aplicando la carga a una velocidad
constante de 2,5 mm (0,1 pulgadas) por minuto hasta la ruptura de la probeta,
registrando los datos y dibujando la falla en el formato. Se corta una sección de la
probeta ensayada para determinar su contenido de humedad (Arroyo, 2010)