La regularidad en la anchura de anillos de crecimiento y su empleo en la clasificación visual de la madera para su asignación al sistema Europeo de clases resistentes

Abstract

The homogeneity of wood growth ring width is associated with greater rigidity and mechanical strength of the material. Therefore, understanding ring width homogeneity would be useful for visually grading sawn wood for structural applications. However, the effect of homogeneity on mechanical performance of wood has not been quantified. In this study, the dispersion of the ring width was analyzed to assess its predictive value for elasticity and axial bending strength in Quercus robur (european oak) wood beams. To carry out the study, 26 adult oak trees were felled in Galicia (northwestern Spain). The stems obtained were cut and sawn to produce planks, which were air-dried and subsequently planned to produce beams with target dimensions 2000 mm × 100 mm × 50 mm. For a sample of 52 of these beams, we measured the axial bending strength, the elastic modulus in axial bending, the wood density and moisture content, as well as the percentage of sapwood and the width of each growth ring in the cross section. The descriptive variables of the ring homogeneity, calculated using data from all rings in each beam (standard deviation, variance, interquartile range), were more closely related to mechanical properties. Beams with more homogeneous rings exhibited significantly higher elastic modulus and axial bending strength, with the strongest correlation observed between ring width variance and axial bending elastic modulus (R = -0,41**). However, the correlations observed do not justify developing a predictive model for elasticity or mechanical strength based solely on ring width homogeneity, although me-chanical behavior is significantly influenced by ring homogeneity. Consequently, this characteristic could be incorporated into visual strength grading standards for oak wood.

La homogeneidad en la anchura de anillos de crecimiento de la madera se asocia a una mayor rigidez y resistencia mecánica del material. Por ello, conocer la homogeneidad de la anchura de los anillos sería útil en la clasificación visual de la madera aserrada con fines resistentes. Sin embargo, no está cuantificada la influencia de la homogeneidad en el comportamiento resistente de la madera. En este trabajo se analizó la dispersión de la variable anchura de anillos para determinar su valor predictivo sobre la resistencia y la elasticidad a flexión axial en vigas de madera de Quercus robur (roble europeo). Para realizar el estudio se talaron 26 robles adultos en Galicia (noroeste de España). Los fustes obtenidos fueron aserrados para obtener tablones, que fueron secados al aire y posteriormente fueron cepillados hasta obtener vigas de dimensiones nominales 2000 mm × 100 mm × 50 mm. En una muestra de 52 de dichas vigas se obtuvo el módulo resistente a flexión axial, el módulo elástico a flexión axial, la densidad y la humedad de la madera, así como el porcentaje de albura y la anchura de cada anillo de crecimiento en la sección transversal de cada viga. Las variables descriptivas de la homogeneidad de anillos en cuyo cálculo intervienen los datos de todos los anillos de la viga (desviación típica, varianza, rango intercuartílico) estaban más relacionadas con las propiedades mecánicas. Las piezas con anillos homogéneos presentaban un módulo elástico y una resistencia a flexión estática significativamente mayores, siendo la correlación más destacada la existente entre la varianza de la anchura de anillos y el módulo elástico a flexión (R = -0,41**). No obstante, el valor de las correlaciones obtenidas no justifica la construcción de un modelo predictivo de la elasticidad o de la resistencia mecánica usando solo la homogeneidad de la anchura de anillos como variable predictora. Sin embargo, dado que el comportamiento mecánico se ve significativamente influenciado por la homogeneidad de los anillos, esta característica podría incorporarse en las normas de clasificación visual de la madera de roble con fines resistentes.