Determinación de las propiedades mecánicas y de fractura en madera de Eucalyptus globulus para análisis mediante simulación numérica

Resumo

En las regiones de influencia Atlántica del sur de Europa, existe una extensa área de plantaciones de Eucalyptus globulus Labill. (eucalipto blanco) localizadas especialmente en Galicia (España) y en Portugal. Actualmente, las principales aplicaciones del Eucalyptus globulus L. son el suministro de madera con fines energéticos y de fibra para la industria de la celulosa. Sin embargo, la madera de E. globulus posee unas excelentes propiedades mecánicas, estando caracterizada estructuralmente como D40, la mayor clase resistente asignada a especies con crecimiento en territorio europeo. Esto, sumado a la alta tasa de crecimiento que redunda en unos turnos de transformación reducidos en comparación con la mayoría de frondosas, hace del E. globulus una especie de gran potencial para aplicaciones estructurales y el desarrollo de nuevos productos. Con esta finalidad, los procesos de diseño y modelado estructural, junto con los asociados al material que impliquen el desarrollo de modelos numéricos mediante elementos finitos, requieren incorporar una completa y precisa descripción de un conjunto de propiedades de la madera a nivel macroscópico. Estas propiedades son caracterizadas habitualmente mediante ensayos con probetas pequeñas libres de defectos. La presente Tesis Doctoral contribuye aportando, por primera vez, el valor de las principales propiedades del Eucalyptus globulus L. en madera libre de defectos necesarias para dichos modelos numéricos. En concreto, se determinan experimentalmente las constantes elásticas del material, las propiedades mecánicas de resistencia y rigidez ante diferentes esfuerzos y orientaciones de fibra, así como los coeficientes de rozamiento estático madera-madera y las propiedades de fractura. Estos últimos son necesarios en situaciones particulares donde exista contacto entre superficies o pueda generarse un fallo frágil, respectivamente, como sucede por ejemplo en el diseño de diferentes tipos de uniones. Los resultados experimentales obtenidos ponen de manifiesto las elevadas prestaciones del E. globulus, ampliando la posibilidad de explotación de esta especie como materia prima para nuevas aplicaciones que generen un mayor valor añadido.