caracterizaciÓn del comportamiento higromÓrfico de …
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CARACTERIZACIÓN DEL COMPORTAMIENTO HIGROMÓRFICO DE UN MATERIAL RESPONSIVO DE
DOS CAPAS EN MADERA BAJO CONDICIONES DE HUMEDAD RELATIVA DE LA CIUDAD DE
BOGOTÁ
David Sebastian Pérez Cabrera
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Artes, Escuela de Arquitectura y Urbanismo
Maestría en Construcción
Bogotá, Colombia
2019
CARACTERIZACIÓN DEL COMPORTAMIENTO HIGROMÓRFICO DE UN MATERIAL RESPONSIVO DE
DOS CAPAS EN MADERA BAJO CONDICIONES DE HUMEDAD RELATIVA DE LA CIUDAD DE
BOGOTÁ
David Sebastian Pérez Cabrera
Tesis presentada como requisito parcial para optar al título de:
Magister en Construcción
Director:
Arq. MSc. Jorge Enrique Lozano Peña
Línea de Investigación:
Madera y Guadua
Grupo de Investigación:
Madera y Guadua Universidad Nacional de Colombia – GIMG Centro de Investigación de Bambú y Madera - CIBAM
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Artes, Escuela de Arquitectura y Urbanismo
Bogotá, Colombia
2019
“All that is gold does not glitter,
Not all those who wander are lost;
The old that is strong does not wither,
Deep roots are not reached by the frost.”
J. R. R. Tolkien
Agradecimientos
Es imposible incluir todas las personas que de una u otra manera influyeron en el desarrollo
de esta investigación, a todos ellos les agradezco el hecho de aportar para que esta fuera
posible, en muchos de ellos encontré la fuerza e inspiración necesaria para emprender
esta ardua labor.
Inicialmente quiero agradecer a mi familia, particularmente a mis padres y hermano que
me brindaron durante estos años de trabajo su compañía y apoyo constante.
A todos los docentes y estudiantes que influenciaron esta investigación y ayudaron a
llevarla a un final satisfactorio. En particular al arquitecto Jorge Enrique Lozano Peña
director de esta tesis, quien en cabeza del grupo de investigación de Madera y Guadua de
la facultad de artes facilito el espacio físico y laboratorio necesarios para desarrollar la
investigación, y que por medio de sus vastos conocimientos sobre la madera y los espacios
de discusión constructiva y constante, logro que la calidad de este trabajo fuese
satisfactoria tanto para mí como para él.
Al ingeniero Andrés Felipe Guerra Riaño, quien no solo apoyo con sus conocimientos y
acompañamiento constante, sino que me facilito la comprensión profunda de algunos
conceptos de la física de los materiales que no dominaba al iniciar esta labor.
Al antropólogo Oswal Javier Cantor Garzón quien apoyo la elaboración de muchos los
textos relacionados con este trabajo, su constante compañía me ayudo a ser mejor lector
y mejorar la calidad de este producto académico.
Por ultimo con la mayor de las gratitudes a la arquitecta Laura Catalina Sánchez Escobar,
quien fue presencia constante en todos los aspectos y en los momentos más álgidos de
esta labor, su apoyo fue fundamental para su culminación.
Resumen y Abstract IX
Resumen
Los materiales tienen propiedades físico mecánicas intrínsecas a su naturaleza y estas
siempre se han considerado positivas o negativas según sus usos más extendidos. En
cuanto a aplicaciones estructurales en la construcción, la madera tiene considerables
variaciones dimensionales ante la humedad lo que puede generar esfuerzos internos en
las estructuras, lo que se considera una desventaja en este ámbito. Este fenómeno de
cambio dimensional ante la humedad se denomina comportamiento higromórfico:
estudiarlo en los materiales abre la posibilidad de su implementación en situaciones que
exploten la respuesta pasiva como herramienta que reacciona al ambiente circundante.
Con base en la capacidad de los subsistemas naturales de adaptar su forma a las
condiciones ambientales cambiantes con fines funcionales, como las que presentan las
piñas de pino abriéndose o cerrándose para liberar sus semillas ante el cambio de la
humedad, se han desarrollado investigaciones que emulan este comportamiento con
materiales compuestos, tales como bicapas con componentes de madera, textiles o
polímeros.
Esta investigación caracteriza el comportamiento higromórfico de un bicapa en madera
que responde de manera pasiva a la humedad del ambiente de Bogotá con deformaciones
programadas. Para tal fin se fabricaron varias probetas compuestas de madera con
especies naturales disponibles comercialmente, y una interfase de adhesivo;
posteriormente fueron sometidas a condiciones de humedad controlada en el laboratorio,
se reportó comportamiento con base en su deformación (medida en términos de la
curvatura radial generada), la velocidad de respuesta de la deformación, la uniformidad de
la deformación, la presencia de delaminación y la recuperación de la condición inicial.
Palabras clave: Materiales responsivos, Compuesto de dos capas, expansión
higromórfica de la madera, biomímesis.
X
Abstract
The materials have physical-mechanical properties intrinsic to their nature and these have
always been considered positive or negative according to their most widespread uses. In
terms of structural applications in construction, wood has large dimensional variations due
to moisture changes which can generate internal stress in the structures, this is considered
a disadvantage in this area. This phenomenon of dimensional change before humidity is
called hygromorphic behavior: studying it in materials opens the possibility of its
implementation in situations that exploit the passive response as a tool that reacts to the
surrounding environment. Based on the ability of natural subsystems to adapt their shape
to changing environmental conditions for functional purposes, such as those presented by
pine cones opening or closing to release their seeds in the presence of moisture changes,
some investigations emulate this behavior with composite materials, such as bilayers with
wood, textile or polymer components.
This research characterizes the hygromorphic behavior of a wood bilayer that responds
passively to the humidity of Bogota's environment with programmed deformations. For this
purpose, there were manufactured several test pieces composed of commercially available
wood natural species, with an adhesive interface; Subsequently, they were subjected to
controlled humidity conditions in the laboratory, and their deformations were reported
based on the radial curvature generated, the speed of response to the deformation, the
uniformity of the deformation, the presence of delamination and the recovery of the initial
condition.
Keywords: Responsive materials, bilayer composites, Wood hygroexpansion,
Biomimicry.
Contenido XI
Contenido
Pág.
Resumen ........................................................................................................................ IX
Lista de figuras ............................................................................................................ XIII
Lista de tablas ............................................................................................................ XVII
Introducción .................................................................................................................... 1
1. Planteamiento del problema .................................................................................... 3
2. Arquitectura responsiva .......................................................................................... 9
3. Mecanismos de respuesta en las plantas y materiales ....................................... 15 Mecanismos de respuesta en plantas ............................................................ 15 Materiales con respuesta ante la humedad .................................................... 17
4. Propiedades y componentes de los bicapa con respuesta higromórfica .......... 27 Propiedades relevantes para la selección del material................................... 27
4.1.1 Responsividad..................................................................................... 27 4.1.2 Capacidad de reacción ........................................................................ 27 4.1.3 Integridad estructural........................................................................... 29
5. Condiciones de humedad relativa del contexto local .......................................... 31
6. Objetivos de la investigación ................................................................................ 33 Objetivo general............................................................................................. 33 Objetivos específicos ..................................................................................... 33
7. Metodología, condiciones del estudio y diseño experimental ............................ 35 Selección de los componentes ...................................................................... 35 Variables a ser medidas ................................................................................ 35 Condiciones de humedad relativa .................................................................. 37 Proceso de fabricación de las probetas ......................................................... 37 Diseño experimental de la primera fase ......................................................... 38 Diseño experimental de selección del material .............................................. 41
8. Caracterización de los componentes ................................................................... 43 Determinación del coeficiente de contracción ................................................ 43 Caracterización macroscópica de las chapillas .............................................. 48 Análisis de resultados primera fase ............................................................... 52
8.3.1 Reporte de resultados ......................................................................... 52
XII
8.3.2 Análisis de resultados ....................................................................... 112 Análisis de resultados experimento de selección ......................................... 117
8.4.1 Reporte de resultados ....................................................................... 117 8.4.2 Análisis de resultados ....................................................................... 125
9. Conclusiones y recomendaciones ..................................................................... 129 Conclusiones ............................................................................................... 129 Recomendaciones ....................................................................................... 130
A. Anexo: Determinación del coeficiente de contracción ..................................... 131
B. Anexo: Registro ensayo experimento combinaciones a humedad constante 135
C. Anexo: Registro ensayo experimento selección ............................................... 137
Bibliografía .................................................................................................................. 139
Contenido XIII
Lista de figuras
Pág.
Figura 1 Mecanismo de apertura de ventanas en fachada Mansión De Verre .................. 9
Figura 2 Paneles de fachada del instituto del mundo árabe............................................ 10
Figura 3 Paneles para control de ganancia solar y sus diferentes configuraciones torres
Al Bahar ......................................................................................................................... 11
Figura 4 Instalación Bloom con aplicación de materiales termosensibles. ...................... 12
Figura 5 Configuraciones del pabellón FAZ del ICD ....................................................... 12
Figura 6 Clasificaciones en Arquitectura Responsiva ..................................................... 13
Figura 7 Clasificación de los mecanismos de actuación y su relación con la organización
celular y la dirección de las fibras. .................................................................................. 17
Figura 8 Esquema del montaje para el análisis del comportamiento del material. .......... 18
Figura 9 Tipologías de deformación, tiempo de respuesta, y deformación obtenida. ...... 19
Figura 10 Esquema del montaje para la medición de la fuerza de reacción del actuador.
....................................................................................................................................... 19
Figura 11 Comportamiento higromórfico de las piñas de pino a nivel de órgano, tejido y
celular. ........................................................................................................................... 20
Figura 12 Bicapa de papel-plástico ciclo de adsorción y secado. ................................... 21
Figura 13 Esquema de funcionamiento del bio-compuesto con respuesta inducida por el
agua; ciclos de inmersión y secado y curvatura presentada. .......................................... 21
Figura 14 Configuración del bio-compuesto, comparación entre los ciclos de inmersión y
secado del material. ....................................................................................................... 22
Figura 15 Coeficientes de higroexpansión según los cortes. .......................................... 23
Figura 16 Respuesta de las muestras rociadas con agua. ............................................. 23
Figura 17 Prototipos de bicapas con respuesta higromórfica con distintos métodos de
fabricación. ..................................................................................................................... 24
Figura 18 Clasificaciones en materiales con respuesta ante la humedad ....................... 25
Figura 19 Respuesta del bi-capa ante estímulos de cambio de humedad ...................... 28
Figura 20 Presencia de delaminación ............................................................................. 29
Figura 21 Incapacidad de recuperar la condición inicial .................................................. 30
Figura 22 Grafica variaciones de humedad relativa horaria durante el año, Bogotá. ...... 31
Figura 23 Variables de prueba del material .................................................................... 36
Figura 24 Fabricación y prensado de las probetas ......................................................... 37
Figura 25 Muestras a las 0 horas y a las 24 horas de exposición ................................... 39
Figura 26 Ejemplos de estado de recuperación de la deformación ................................. 39
Figura 27 “Registro ensayo combinaciones a humedad constante” ................................ 40
XIV
Figura 28 Toma de información de las probetas y montaje ensayo de selección. ........... 41
Figura 29 Preparación de las probetas para determinar la contracción ........................... 43
Figura 30 Secado de las probetas para medición ........................................................... 44
Figura 31 Comparación de la contracción lineal de las muestras .................................... 47
Figura 32 Caracterización anatómica con microscopio estereoscópico. .......................... 49
Figura 33 Flormorado Tabebuia rosea (10x aumento izquierda, 20x aumento derecha,
referencia 2 mm) ............................................................................................................. 49
Figura 34 Haya Fagus sp. (10x aumento izquierda, 20x aumento derecha, referencia 2
mm) ................................................................................................................................ 50
Figura 35 Sapelli Entandrophragma cylindricum (10x aumento izquierda, 20x aumento
derecha, referencia 2 mm) .............................................................................................. 50
Figura 36 Sycamore Platanus occidentalis (10x aumento izquierda, 20x aumento
derecha, referencia 2 mm) .............................................................................................. 50
Figura 37 Palisandro Dalbergia sp. (10x aumento izquierda, 20x aumento derecha,
referencia 2 mm) ............................................................................................................. 51
Figura 38 Teca Tectona grandis (10x aumento izquierda, 20x aumento derecha,
referencia 2 mm) ............................................................................................................. 51
Figura 39 FM+SA LL (fotografías a 0h, 3h y 24h)............................................................ 52
Figura 40 FM+SA LT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 53
Figura 41 FM+SA TL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 54
Figura 42 FM+SA TT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 55
Figura 43 Grafica de tiempo vs deformación FM+SA ...................................................... 55
Figura 44 FM+SY LL (fotografías a 0h, 3h y 24h)............................................................ 56
Figura 45 FM+SY LT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 57
Figura 46 FM+SY TL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 58
Figura 47 FM+SY TT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 59
Figura 48 Grafica de tiempo vs deformación FM+SY ...................................................... 59
Figura 49 FM+PA LL (fotografías a 0h, 3h y 24h)............................................................ 60
Figura 50 FM+PA LT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 61
Figura 51 FM+PA TL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 62
Figura 52 FM+PA TT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 62
Figura 53 Grafica de tiempo vs deformación FM+PA ...................................................... 63
Figura 54 FM+TN LL (fotografías a 0h, 3h y 24h)............................................................ 64
Figura 55 FM+TN LT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 65
Figura 56 FM+TN TL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 66
Figura 57 FM+TN TT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 67
Figura 58 Grafica de tiempo vs deformación FM+TN ...................................................... 67
Figura 59 FM+HA LL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 68
Figura 60 FM+HA LT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 69
Figura 61 FM+HA TL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 70
Figura 62 FM+HA TT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 71
Figura 63 Grafica de tiempo vs deformación FM+HA ...................................................... 71
Figura 64 SA+SY LL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ............................................................ 72
Figura 65 SA+SY LT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ............................................................ 73
Contenido XV
Figura 66 SA+SY TL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 74
Figura 67 SA+SY TT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 75
Figura 68 Grafica de tiempo vs deformación SA+SY ...................................................... 75
Figura 69 SA+PA LL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 76
Figura 70 SA+PA LT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 77
Figura 71 SA+PA TL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 78
Figura 72 SA+PA TT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 79
Figura 73 Grafica de tiempo vs deformación SA+PA ...................................................... 79
Figura 74 SA+TN LL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 80
Figura 75 SA+TN LT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 81
Figura 76 SA+TN TL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 82
Figura 77 SA+TN TT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 83
Figura 78 Grafica de tiempo vs deformación SA+TN ...................................................... 83
Figura 79 SA+HA LL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 84
Figura 80 SA+HA LT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 85
Figura 81 SA+HA TL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 86
Figura 82 SA+HA TT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 87
Figura 83 Grafica de tiempo vs deformación SA+HA ...................................................... 87
Figura 84 SY+PA LL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 88
Figura 85 SY+PA LT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 89
Figura 86 SY+PA TL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 90
Figura 87 SY+PA TT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 91
Figura 88 Grafica de tiempo vs deformación SY+PA ...................................................... 91
Figura 89 SY+TN LL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 92
Figura 90 SY+TN LT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 93
Figura 91 SY+TN TL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 94
Figura 92 SY+TN TT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 95
Figura 93 Grafica de tiempo vs deformación SY+TN ...................................................... 95
Figura 94 SY+HA LL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 96
Figura 95 SY+HA LT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 97
Figura 96 SY+HA TL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 98
Figura 97 SY+HA TT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................... 99
Figura 98 Grafica de tiempo vs deformación SY+HA ...................................................... 99
Figura 99 PA+TN LL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ..........................................................100
Figura 100 PA+TN LT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................101
Figura 101 PA+TN TL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................102
Figura 102 PA+TN TT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................103
Figura 103 Grafica de tiempo vs deformación PA+TN ...................................................103
Figura 104 PA+HA LL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................104
Figura 105 PA+HA LT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................105
Figura 106 PA+HA TL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................106
Figura 107 PA+HA TT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................107
Figura 108 Grafica de tiempo vs deformación PA+HA ...................................................107
Figura 109 TN+HA LL (fotografías a 0h, 3h y 24h) ........................................................108
XVI
Figura 110 TN+HA LT (fotografías a 0h, 3h y 24h)........................................................ 109
Figura 111 TN+HA TL (fotografías a 0h, 3h y 24h)........................................................ 110
Figura 112 TN+HA TT (fotografías a 0h, 3h y 24h) ....................................................... 111
Figura 113 Grafica de tiempo vs deformación TN+HA .................................................. 111
Figura 114 Proceso de primera fase de selección ......................................................... 112
Figura 115 Preselección de probetas (22 muestras) ..................................................... 114
Figura 116 Probetas seleccionadas .............................................................................. 115
Figura 117 Comportamiento probetas seleccionadas FM+HA TT (fotografías a 0h, 3h y
24h) .............................................................................................................................. 116
Figura 118 Comportamiento probetas seleccionadas FM+SI TT (fotografías a 0h, 3h y
24h) .............................................................................................................................. 116
Figura 119 Fotografías del ciclo de humedad alta FM+SY TT (a 0h, 12h y 36h) ........... 118
Figura 120 Fotografías del ciclo de humedad baja FM+SY TT (a 0h, 12:30h y 36:30h) 119
Figura 121 Comportamiento de las probetas FM+SY TT .............................................. 120
Figura 122 Promedio comportamiento de las probetas FM+SY TT ............................... 120
Figura 123 Fotografías del ciclo de humedad alta FM+HA TT (a 0h, 12h y 36h) ........... 121
Figura 124 Fotografías del ciclo de humedad alta FM+HA TT (a 0h, 12:30h y 36:30h) . 122
Figura 125 Comportamiento de las probetas FM+HA TT .............................................. 124
Figura 126 Promedio comportamiento de las probetas FM+HA TT ............................... 124
Figura 127 Comparación del estado inicial a la deformación máxima (FM+SY arriba,
FM+HA abajo) ............................................................................................................... 125
Figura 128 Comparación del comportamiento de las probetas ...................................... 126
Figura 129 Comportamiento de la humedad y temperatura durante el ensayo ............. 127
Figura 130 Grafica de tiempo vs deformación bicapa Silver brich + Fibreglass ............. 128
Contenido XVII
Lista de tablas
Pág.
Tabla 7-1 Determinacion de la cantidad de adesivo utilizado ......................................... 42
Tabla 8-1 Contracción lineal ........................................................................................... 45
Tabla 8-2 Contracción tangencial ................................................................................... 46
Tabla 8-3 Caracterización macroscópica ........................................................................ 48
Tabla 8-4 Valores de curvatura circular (K) en m-1 de las 22 probetas durante el ensayo,
ordenados de mayor a menor respuesta (K vs tiempo) .................................................114
Introducción
Se puede observar la capacidad de subsistemas naturales de adaptar su forma a las
condiciones ambientales cambiantes con fines funcionales, como las que presentan las
piñas de pinos como el Pinus coulteri que al caer y ser expuestas a un estímulo de
humedad alta se abren para liberar sus semillas en un ambiente favorable para su
germinación. Con base a este comportamiento de cambio de la forma y dimensiones frente
al estímulo de cambio de la humedad (Comportamiento higromórfico) se han desarrollado
investigaciones enfocadas a la arquitectura responsiva, emulan este fenómeno con
materiales compuestos, tales como bicapas con componentes de madera, textiles o
polímeros, con el fin de abrir la posibilidad de aplicación funcional y estética de estos en el
diseño y construcción.
Esta investigación caracterizó el comportamiento higromórfico de un bicapa en madera
que responde de manera pasiva a la humedad del ambiente con deformaciones
programadas bajo las variaciones de humedad relativa encontradas en la ciudad de
Bogotá. Para tal fin se fabricaron probetas compuestas de especies de madera natural
disponibles comercialmente como componente activo y pasivo con una interfase de
adhesivo, estas fueron expuestas a condiciones de humedad controlada, y se describió su
deformación con base a la curvatura circular obtenida, la velocidad de respuesta de la
deformación, la uniformidad de esta, la presencia de delaminación y la recuperación de la
condición inicial.
En el documento se desarrolla en primer lugar el planteamiento del problema para después
exponer los conceptos de arquitectura responsiva, los mecanismos de respuesta activa en
plantas y materiales, las propiedades y componentes de algunos bicapa con respuesta
higromórfica y las condiciones de humedad relativa del contexto local. A continuación, se
definen los objetivos del estudio, la metodología, condiciones del estudio y el diseño
experimental. Por ultimo se realiza la caracterización de los componentes y se exponen
las conclusiones, recomendaciones y discusión sobre el estudio.
2 Introducción
Con base a estos datos se abre la posibilidad de su implementación en aplicaciones
arquitectónicas y constructivas enfocadas al concepto arquitectura responsiva con la
disponibilidad de materiales y técnicas sencillas en la ciudad de Bogotá, tales como:
dispositivos autónomos de control de aperturas de la fachada para control del flujo de aire,
o de la iluminación interior, o simples indicadores visuales de los cambios de humedad del
ambiente que influirían en la percepción de un espacio normalmente estático a una
percepción cambiante del objeto arquitectónico.
1. Planteamiento del problema
Los materiales tienen propiedades físico mecánicas intrínsecas a su naturaleza y estas
siempre se han considerado positivas o negativas según sus usos más extendidos. En
cuanto a aplicaciones estructurales en la construcción la madera presenta grandes
variaciones dimensionales ante la humedad lo que puede generar esfuerzos internos en
las estructuras, lo cual se considera una desventaja en este ámbito (Cartagena, 1984). A
este fenómeno se le denomina comportamiento higromórfico1, el estudio y caracterización
de este en los materiales abre la posibilidad de implementación en situaciones que
exploten la respuesta activa como herramienta que reaccione al contexto circundante, y
sus posibilidades de aplicación bajo el concepto de arquitectura responsiva como
elementos que respondan a las condiciones ambientales, parma usos como control de
iluminación o ventilación en las edificaciones, por ejemplo abriendo o cerrando aperturas
en la envolvente.
Es posible observar estas respuestas de movimiento activo a las condiciones de humedad
circundantes en la naturaleza como en las piñas del pino Pinus Coulteri que se abren
cuando caen de los árboles como mecanismo de liberación de sus semillas (Reyssat &
Mahadevan, 2009), o en los geranios Erodium gruinum donde a medida que el fruto
madura, los pistilos empiezan a secarse y se curvan para liberar las semillas (Abraham &
Elbaum, 2013). El estudio de estos subsistemas muestra que, ante la saturación de agua
y subsiguiente cambio diferencial del volumen y forma de los componentes, se generan
estados tensionales que resultan en la modificación de su forma ante cambios en el
contenido de humedad.
Con base a estos principios se han desarrollado estudios que buscan replicar este
comportamiento en materiales para generar actuadores o nuevas aplicaciones. En algunos
1 Entendido como el comportamiento de objetos naturales o artificiales, que responden a la humedad ambiental cambiando su forma. (Reyssat & Mahadevan, 2009)
4
casos se ha estudiado el comportamiento higromórfico de materiales laminares de una
sola capa como lo hizo Paolo Bettoti y su equipo en la universidad de Trento en su
investigación que fue publicada en el año 2016 donde estudió actuadores con películas de
nano-celulosa con base a las dinámicas de adsorción2 de vapor de agua del material como
estímulo, encontrando que existe una respuesta de mecánica de movimiento al mismo
(Bettotti et al., 2016), o Jiang Gong y su equipo en el instituto Max Planck de coloides e
interfases de Alemania que en su investigación publicada en el año 2017 desarrollo el
diseño de actuadores con base a telas comerciales replicando la torsión de las vainas de
semillas, utilizando las deformaciones de las fibras ante la saturación de estas con agua,
la disposición del tejido y una morfología de hélice definen fenómenos de respuesta
reversibles(Gong, Lin, Dunlop, & Yuan, 2017).
Como podemos ver los estudios anteriormente mencionados se centran en mono
componentes, y su respuesta es una deformación principalmente lineal, también podemos
encontrar ejemplos cuya respuesta es una deformación principalmente de simple curvatura
basados en múltiples componentes, empezando por Reyssat y Mahadevan de la
universidad de Harvard en su investigación publicada en el 2009 plantean el estudio de
materiales bi-capa con base en el comportamiento higromórfico de las mismas,
inspirándose en el comportamiento de las piñas del pino ya descrito. Como base para
calcular el comportamiento esperado del material se adapta la teoría de termostatos con
bi-metales de Timoshenko (Timoshenko, 1925), utilizando la higroexpansión en vez de la
expansión térmica como variable que determina la magnitud de la deformación. Además,
se realizan prototipos de bi-capas de papel-plástico para demostrar experimentalmente el
principio (Reyssat & Mahadevan, 2009).
Basándose en las investigaciones de Reyssat, Le Duigou de la universidad de Bretaña en
Francia ha realizado varios estudios sobre estos compuestos sensibles a la humedad.
Inicialmente en su investigación publicada en el 2015, con el diseño de un bio-compuesto
de polipropileno reforzado con fibras de lino, encontrando que aunque se presenta la
deformación esperada, la velocidad de respuesta es ligeramente más lenta que la de
actuadores vegetales(Le Duigou & Castro, 2015). En una investigación posterior publicada
en el 2016, desarrolla un bio-compuesto reforzado con fibras en madera fabricado con
2 Fenómeno por el cual un sólido o un líquido atrae y retiene en su superficie gases vapores líquidos o cuerpos disueltos.
5
impresión 3D, que utiliza las características higromórficas del material vegetal y la
interacción mecánica entre las capas que lo componen para generar una respuesta de
curvatura, tanto la composición del bio-compuesto como la interacción entre las capas del
material impreso están sujetas a mejora, pero abre la posibilidad al diseño de elementos
más complejos (Le Duigou, Castro, Bevan, & Martin, 2016).
Holstov y su equipo en la universidad de Newcastle en su investigación publicada en el
2015 retoma el principio expuesto por Reyssat y lo enfoca en el desarrollo de materiales
higromórficos para arquitectura responsiva sostenible, con esta premisa busca el uso de
tecnologías sencillas y materiales de bajo costo, decantándose por el uso de una capa
activa de madera y una pasiva de polímero reforzado con fibra de vidrio, logrando un
comportamiento similar al logrado por Reyssat.(Holstov, Bridgens, & Farmer, 2015).
Posteriormente, investiga cómo optimizar el comportamiento del diseño anterior,
enfocándose en el proceso de fabricación, la interfase entre las capas, y la durabilidad del
mismo (Holstov, Farmer, & Bridgens, 2017).
Con estos estudios se puede trazar una ruta desde la observación de los mecanismos
naturales hasta los compuestos de respuesta activa ante la humedad que nos lleva a
pensar en la posibilidad de aplicación en la arquitectura y la construcción. En particular
cuando se encuentran ejemplos de una respuesta activa del objeto arquitectónico con las
condiciones circundantes, como en el instituto del mundo árabe de Jean Nouvel que en su
fachada con un sistema de diafragmas sensibles a la luz que modifican su apertura de
manera activa, cambiando la percepción espacial interna con patrones cambiantes; El
planteamiento estructural del Taipei 101 de C. Y. Lee utiliza amortiguador de masa de 660
toneladas y 11 metros de diámetro para responder activamente a las vibraciones
generadas por la carga eólica a la cual se ve sometida la edificación(“101 Taipei Financial
Center Corp.,” n.d.); sistemas de control de asolación como el usado en las torres Al Bahar
de Aedas Architects, cuya fachada compuesta de módulos de fibra de vidrio están
programados para abrirse o cerrarse durante el transcurso del día para controlar la
ganancia solar.
Esta interacción entre el entorno y el objeto arquitectónico se ha estudiado incluso desde
la alternativa de concebirlo como una máquina que aprende y responde a la información
de su entorno, de manera similar al planteamiento del proceso de diseño propuesto por
Negroponte de mejorar el proceso de diseño de las edificaciones planteado en The
Architecture Machine (Negroponte, 1970). Como lo plantea Sterk en su artículo publicado
en 2005 con base al proceso de Negroponte, los avances técnicos y tecnológicos de los
6
ejemplos ya ilustrados han permitido que estas respondan en tiempo real al cambio de la
situación circundante, a este concepto se le llama arquitectura responsiva, que se puede
definir como “un tipo de arquitectura que tiene la habilidad de alterar su forma en respuesta
a condiciones cambiantes” (Sterk, 2005).
Dentro de este mismo ámbito Loonen en su investigación publicada en el 2013 ha
estudiado específicamente la interacción de la envolvente con el clima circundante para
suplir en los requerimientos ambientales, sociales y económicos de las edificaciones
actuales, y planteando la implementación de Climate Adaptive Building Shells (CABS)
como alternativa de diseño. Estas se definen como “aquellas que de manera repetida y
reversible cambian algunas de sus funciones, características o comportamiento a través
del tiempo en respuesta a requerimientos cambiantes de desempeño y condiciones limite
cambiantes, con el objetivo de mejorar el desempeño general de la edificación(Loonen,
Trčka, Cóstola, & Hensen, 2013). Loonen resalta los beneficios de estos sistemas en
comparación con sistemas estáticos tales como su flexibilidad, adaptabilidad, multi-
funcionalidad, y su capacidad de evolución.
Además de clasificar los tipos de control de su respuesta entre control extrínseco e
intrínseco; el primero se refiere a aquellas que contienen sensores, procesadores y
actuadores, que combinados, junto con un control lógico determinan el comportamiento
adaptativo de la envolvente; las que cuentan con control intrínseco se caracterizan por el
hecho de que la capacidad de adaptación es inherente a los subsistemas que componen
la envolvente, estas se ajustan de manera automática a los estímulos ambientales (Loonen
et al., 2013). Dentro de estos subsistemas de control intrínseco es donde podemos
encontrar aplicación de materiales sensibles a la humedad ambiente, que pueden
responder de manera automática a estos estímulos de una manera específica, valiéndose
de las propiedades de sus componentes.
Como se puede observar existe un interés por el desarrollo de materiales responsivos y un
campo de posible aplicación de estos en la arquitectura, lo que vuelve relevante no solo
su investigación como materiales sino también el contexto en el cual pretenden ser
aplicados para de esta forma relacionar estas dos áreas. Teniendo en cuenta que el
estímulo especifico al que reaccionan los materiales expuestos es a la humedad ambiente,
y que en las zonas ecuatoriales donde nos encontramos se da una variación horaria de la
humedad relativa muy homogénea (Eslava, 1992), se puede aprovechar este
comportamiento para vincular estas condiciones a la investigación.
7
Con base a esta información se encuentra pertinente caracterizar la deformación y el
tiempo de respuesta de un material higromórfico de dos capas en madera bajo los cambios
de humedad relativa que ocurren durante el día en la ciudad de Bogotá, de acuerdo con
los componentes de las capas de madera, sus dimensiones, y la dirección de las fibras.
Con el interés de recopilar la información necesaria para la futura implementación local de
aplicaciones que exploten estas características de la madera como por ejemplo en
arquitectura responsiva.
2. Arquitectura responsiva
La capacidad de movimiento o cambio en la arquitectura es un tema que se ha tratado
desde varias perspectivas estéticas y funcionales, Meagher de la Universidad de Sheffiel
en su artículo publicado en el 2015 plantea un acercamiento desde las posibilidades
estéticas, y como los componentes responsivos que hacen parte de la edificación cumplen
un papel tanto funcional como estético, definiéndolos como todos aquellos elementos de
una edificación que se adaptan tanto a las necesidades de los habitantes como a los
cambios del ambiente (tales como el flujo de aire, la temperatura o iluminación). Dentro de
esta definición él estudia dos casos de componentes: algunos activados por el usuario
como los que se encuentran en la mansión de Verre donde paneles deslizables que definen
el uso del espacio, dispositivos que con el uso de poleas y pesas controlan compuertas
que regulan la ventilación de algunos espacios, escaleras retractiles e incluso el mobiliario
plegable se adaptan a las necesidades del usuario (ver figura 1). Y otros automatizados
como los paneles utilizados en el instituto del mundo árabe que mediante sensores en la
fachada sur manipulan su apertura para controlar la iluminación interna (ver figura 2). En
particular hace énfasis en como estos elementos forman parte de la lectura estética del
proyecto, concebidos como una parte integral del trabajo en arquitectura (Meagher, 2015).
Figura 1 Mecanismo de apertura de ventanas en fachada Mansión De Verre
Fuente: PIERRE CHAREAU: ARQUITECTURA MODERNA Y DISEÑO(BARBA, 2016)
10
Figura 2 Paneles de fachada del instituto del mundo árabe.
Fuente: Designing for change: The poetic potential of responsive architecture (Meagher, 2015)
En cuanto al concepto de interacción entre el entorno y el objeto arquitectónico es
estudiada por Sterk en su artículo publicado en 2005 desde la alternativa de concebirlo
como una sistema que aprende y responde a la información que recibe basado en el
concepto de Negroponte, aunque Negroponte plantea este problema desde la perspectiva
de mejorar el proceso de diseño de las edificaciones(Negroponte, 1969), los avances
técnicos y tecnológicos de los ejemplos ya ilustrados han permitido que estas respondan
en tiempo real al cambio de la situación circundante, a esta arquitectura Sterk la define
como arquitectura responsiva “un tipo de arquitectura que tiene la habilidad de alterar su
forma en respuesta a condiciones cambiantes” (Sterk, 2005).
De una manera similar Philip Beesley y Omar Khan en una publicación de la Liga de
Arquitectos de Nueva York publicado en 2009 se refieren a ella como “Una nueva
generación de arquitectura que responde a los ocupantes de las edificaciones y los
factores ambientales que ha abrazado los sistemas técnicos distribuidos como un medio y
fin para desarrollar relaciones más enriquecedoras entre las personas, el espacio que
habitan y el medio ambiente.” (Beesley, Haque, Khan, Scholz, & Shepard, 2009). La
discusión de estos autores se decanta en como los sistemas técnicos y de información
tienen el potencial de modificar profundamente la interacción del habitante con el objeto
Arquitectura responsiva 11
arquitectónico más allá de los beneficios funcionales que ofrece este acercamiento al
diseño.
Estos acercamientos son comunes en los conceptos de movimiento, multifuncionalidad,
interacción con el entorno y el usuario, cuando se habla del objeto arquitectónico
construido con estos principios se suele enfatizar en los estímulos ambientales para brindar
soluciones que mejoren la eficiencia de la edificación, por esta razón, encontramos una
gran cantidad de ejemplos donde la envolvente es donde se implementan estos sistemas
técnicos como elemento con relación mas directa con el ambiente y sus estímulos. La
función principal de muchos de estos sistemas es mejorar la situación de confort climático
dentro de las edificaciones controlando la ganancia solar y el flujo de aire. Por ejemplo: En
las torres Al Bahar de Aedas Architects se implementan paneles de fibra de vidrio que
mediante un sistema automatizado modifica la disposición de los mismos durante el
transcurso del día para controlar la ganancia solar (ver figura 3); de una manera similar
Doris Kim Sung en su instalación Bloom (ver figura 4) en la ciudad de los Angeles usa
bicapas en metal que curvatura frente a cambios de temperatura presentan, controlando
esta respuesta programada busca controlar la ganancia solar y el flujo de aire dentro del
espacio(Doris Kim Sung, 2012); con el mismo principio de un material que responde de
manera pasiva a los estímulos ambientales el pabellón FAZ del Instituto de Diseño
Computacional (ICD por sus siglas en ingles) de la Universidad de Stuttgart (ver figura 5)
implementa en su fachada paneles de un bicapa en madera que responden a la humedad
ambiental modificando su curvatura, en condiciones ambientales normales la fachada se
encuentra abierta, en el momento en que la lluvia se acerca y la humedad ambiental
aumenta se cierran para generar una superficie a prueba de agua.
Figura 3 Paneles para control de ganancia solar y sus diferentes configuraciones torres
Al Bahar
Fuente: The Sustainability of Adaptive Envelopes: Developments of Kinetic Architecture (Barozzi, Lienhard,
Zanelli, & Monticelli, 2016)
12
Figura 4 Instalación Bloom con aplicación de materiales termosensibles.
Fuente: Doris Kim Sung Metal that breathes (Doris Kim Sung, 2012)
Figura 5 Configuraciones del pabellón FAZ del ICD
Fuente: Material capacity: Embedded responsiveness (Menges & Reichert, 2012)
Con base a estos acercamientos al tema y los ejemplos en arquitectura que aplican este
concepto podemos clasificar desde dos perspectivas (ver figura 6): A que se responde o
cual es la fuente del estímulo que acciona el comportamiento responsivo; y como se
responde o cual es la manera en que el sistema responde al estímulo. Dentro de la primera
podemos decir en arquitectura responsiva se responde a dos fuentes de estímulos: el
usuario y a estímulos externos o ambientales; en la segunda clasificación podemos decir
que hay respuestas activas ya sean activadas por el usuario o por sistemas automáticos,
y pasivas donde el mismo subsistema genera respuestas a los estímulos.
Arquitectura responsiva 13
Figura 6 Clasificaciones en Arquitectura Responsiva
Fuente: Autor
A que se responde
Al usuario Necesidades funcionales (Biombos Mansión de Verre)
Necesidades de Confort (Fachada Mansión de Verre)
Estímulos externos/ambientales Fuerzas externas (Taipei 101)
Temperatura (Bloom)
Asoleacion(Torres Al Bahar)
Humedad (FAZ)
Como se responde
De manera activa Respuesta activada por el usuario (Mansión de Verre)
Respuesta activada por sistemas automáticos (Instituto del Mundo Árabe)
De manera pasiva Respuesta desde el mismo subsistema (Bloom, FAZ)
3. Mecanismos de respuesta en las plantas y materiales
Ya que esta investigación se centra en la caracterización de un material con respuesta
pasiva ante estímulos de cambio de humedad en este capítulo se expondrán los
mecanismos de respuesta en plantas que son la inspiración de múltiples investigaciones y
materiales que inspirados en la naturaleza utilizan estos mecanismos para responder ante
la humedad.
Mecanismos de respuesta en plantas
La biomímesis3 como concepto de diseño de edificaciones, sistemas y materiales se ha
implementado en la arquitectura para el desarrollo de propuestas basadas en los sistemas
naturales (López, Rubio, Martín, & Ben Croxford, 2017). Con base a este principio se han
estudiado múltiples mecanismos de respuesta ante estímulos de plantas para entender los
fenómenos que están detrás de estos y su implementación en múltiples campos de la
arquitectura e ingeniería de materiales (Burgert & Fratzl, 2009; Li & Wang, 2016).
Aunque hay varios mecanismos de adaptación natural expuestos en estas investigaciones
que se aplican en actuadores, existen dos mecanismos particulares de respuesta activa y
reversible: la presurización osmótica que se genera en células especiales de la planta
llamadas células motoras que “pueden transportar activamente iones y moléculas a través
de la membra celular para cambiar su potencial osmótico interno, generando un cambio de
la presión osmótica y flujo de fluidos que pueden alterar el volumen general de la célula”(Li
& Wang, 2016) cuando un gran número de células motoras reacciona se generan cambios
3 “La biomímesis (de bio, "vida", y mimesis, "imitar"), también conocida como biomimética o biomimetismo, es la ciencia que estudia a la naturaleza como fuente de inspiración de nuevas tecnologías innovadoras para resolver aquellos problemas humanos que la naturaleza ha resuelto” (Wikipedia, n.d.)
16
en la forma de la planta como sucede en el caso de la venus atrapamoscas, para generar
esta reacción este mecanismo de respuesta utiliza la energía bioquímica dentro de la célula
y genera respuestas rápidas ante los estímulos que la detonan; y el
encogimiento/expansión higroscópica donde las plantas utilizan la humedad para cambiar
su volumen, este comportamiento se describe de la siguiente manera: “las paredes
celulares de la planta son un material hidrofílico, por lo que se reducirá en volumen debido
a la evaporación cuando se expone a una atmósfera seca (…). El cambio de volumen
higroscópico es reversible, de modo que cuando la pared celular se expone nuevamente
a una atmósfera húmeda, absorberá el agua y se expandirá.” (Li & Wang, 2016) a
diferencia del primer mecanismo este no requiere energía bioquímica y su respuesta es
comparativamente más lenta (ver figura 7).
La tipología de la deformación generada por estos mecanismos de respuesta depende de
factores como la organización celular y la dirección de las fibras de las paredes celulares,
ya que debido a la morfología de estas se generan comportamientos anisotrópicos que
determinan la dirección y forma de las deformaciones. Por ejemplo podemos comparar las
deformaciones generadas presentadas en las piñas de pino, donde la estructura
macroscópica está compuesta de dos capas con fibras con distintos coeficientes de
higroexpansión4 que generan una deformación de simple curvatura al exponerse a
cambios de humedad(Reyssat & Mahadevan, 2009); contra la deformación de algunas
especies de geranios que debido a una estructura de tres capas en diferentes direcciones
genera una deformación en espiral (Abraham & Elbaum, 2013).
4 Coeficiente entre la resta de las dimensiones de la madera en estado verde(saturado de agua) y estado anhidro(seco), y la dimensión de la madera en estado verde(saturado de agua).
17
Figura 7 Clasificación de los mecanismos de actuación y su relación con la organización celular y la dirección de las fibras.
Fuente: Plant-inspired adaptive structures and materials for morphing and actuation: a review (Li & Wang,
2016)
Materiales con respuesta ante la humedad
Con base en el fenómeno de respuesta higroscópica en plantas descrito anteriormente se
han desarrollado investigaciones en materiales responsivos, estos se concentran en
generar deformaciones programadas para posibles aplicaciones prácticas.
Una investigación de Paolo Bettoti y su equipo en la universidad de Trento publicada en el
año 2016 se centró en el estudio de las dinámicas de adsorción y la deformación
presentada por una lámina de nanocelulosa ante el vapor de agua, con el fin de entender
los mecanismos básicos que puedan mejorar la fabricación dispositivos de actuación
18
basados en laminados de celulosa. Para analizar este comportamiento se dispuso un
dispositivo de observación, una base a la cual estaba sujeta la lámina, una fuente de vapor
de agua y un dispositivo que controlaba la exposición al estímulo (ver figura 2). Se encontró
que la deformación obtenida es de simple curvatura y depende directamente del contenido
de humedad de la lámina, el tiempo de respuesta está directamente relacionado con la
velocidad a la cual el material absorbe la humedad, además de que esta deformación es
reversible y repetible según las condiciones de humedad a las que está expuesto el
material (Bettotti et al., 2016).
Figura 8 Esquema del montaje para el análisis del comportamiento del material.
Fuente: Dynamics of Hydration of Nanocellulose Films (Bettotti et al., 2016)
La investigación de Jiang Gong en el Instituto Max Planck de Coloides e Interfases en
Alemania publicada en el 2017 desarrollo un actuador que responde a la humedad, con
base a tela de algodón comercial impregnada con polímero, que permite la difusión de
agua a través del material y amplifica la deformación ante el estímulo. El artículo describe
la metodología de fabricación del material haciendo énfasis en el resultado a nivel
microscópico, y analiza la tipología de la deformación dependiendo de la cantidad de
hileras en la tela observada, el tiempo de respuesta ante la exposición al agua, las
diferencia entre reacción de la tela sin polímero y con polímero, y la deformación
presentada después de varios ciclos de humedad y secado como se ve en la figura 9 (Gong
et al., 2017).
19
Figura 9 Tipologías de deformación, tiempo de respuesta, y deformación obtenida.
Fuente: Hierarchically Arranged Helical Fiber Actuators Derived from Commercial Cloth (Gong et al., 2017).
Otra variable que fue medida en esta investigación fue la fuerza que podía generar el
actuador, para medirla se realizó un montaje de con uno de los extremos de este adherido
a una balanza electrónica, y se sometió a ciclos de humedad y secado. Se encontró que
esta fuerza era constante entre las iteraciones de estos ciclos (ver figura 10).
Figura 10 Esquema del montaje para la medición de la fuerza de reacción del actuador.
Fuente: Hierarchically Arranged Helical Fiber Actuators Derived from Commercial Cloth (Gong et al., 2017).
20
Con base al análisis del fenómeno de dispersión de semillas de las piñas de pino (Picea
abies), Reyssat y Mahadeban de la universidad de Harvard en su investigación publicada
en el 2009, encuentran que este comportamiento se debe a la estructura de dos capas
localizada en la base de las escamas de las piñas, que ante la presencia de un ambiente
húmedo reacciona con la apertura de las mismas, debido a la diferencia entre los
coeficientes de higroexpansión de los tejidos que las componen generando esfuerzos
internos que provocan la curvatura de las mismas, este comportamiento se reproduce de
manera repetida y reversible según la exposición a ambientes secos o húmedos (ver figura
11).
Figura 11 Comportamiento higromórfico de las piñas de pino a nivel de órgano, tejido y celular.
Fuente: Hygromorph: from pine cone to biomimetic bilayers (Reyssat & Mahadevan, 2009)
Con base a esta observación adaptan la teoría de termostatos bimetálicos de Timoshenko
(Timoshenko, 1925) remplazando la temperatura por la humedad para describir el
comportamiento higromórfico de materiales de dos capas. Para la comprobación de estas
dinámicas se fabricó un prototipo de material higromórfico de dos capas de papel y plástico:
al sumergir uno de los extremos en agua el papel la transportó por capilaridad y generó
una deformación similar a la encontrada en las piñas de pino (ver figura 12).
21
Figura 12 Bicapa de papel-plástico ciclo de adsorción y secado.
Fuente: Hygromorph: from pine cone to biomimetic bilayers (Reyssat & Mahadevan, 2009)
Posteriormente, Le Duigo en la Universidad de Bretaña en Francia realizó dos
investigaciones sobre compuestos con reacciones higromórficas con base a lo expuesto
por Reyssat y Mahadevan. En el año 2015 publicó un artículo sobre un bio-compuesto de
polipropileno(PP) reforzado con fibras de lino para actuadores con respuesta inducida por
agua, utilizando el mismo material (PP) en las capas activa y pasiva para evitar la
delaminación, el material que provee la respuesta activa son las fibras de lino que al
saturarse con agua se expanden y debido a este cambio diferencial de volumen genera
una curvatura (ver figura 13). Para describir el comportamiento del material se toman
fotografías periódicamente que sirven para medir la curvatura durante los ciclos de
inmersión y secado. Se encuentra que entre los ciclos la magnitud de la deformación se
regulariza después del sexto ciclo, este comportamiento se puede explicar por la
separación entre las fibras y la matriz(Le Duigou & Castro, 2015).
Figura 13 Esquema de funcionamiento del bio-compuesto con respuesta inducida por el agua; ciclos de inmersión y secado y curvatura presentada.
Fuente: Moisture-induced self-shaping flax-reinforced polypropylene biocomposite actuator (Le Duigou &
Castro, 2015).
22
Luego, en 2016 Le Duigou publica otro artículo, esta vez sobre impresión 3D de bio-
compuestos con fibras de madera basado en el mismo principio. En este caso la
fabricación se realizó por el método de modelado deposición fundida, y el material utilizado
fue polímero PLA (poliacidolactico) + PHA (polihidroxialcanoato) reforzado con fibras de
madera reciclada. El comportamiento del material se analizó siguiendo la misma
metodología de su investigación anterior, observó un comportamiento similar al del
biocompuesto anteriormente estudiado (ver figura 14) , lo que abre la puerta a métodos de
fabricación con estos materiales que permitan configuraciones más complejas (Le Duigou
et al., 2016).
Figura 14 Configuración del bio-compuesto, comparación entre los ciclos de inmersión y secado del material.
Fuente: 3D printing of wood fibre biocomposites: From mechanical to actuation functionality (Le Duigou et al.,
2016).
Posteriormente, Holstov en la Universidad de Newcastle en Reino Unido realizó dos
investigaciones con base a la investigación de Reyssat y con la intención de abrir la puerta
a aplicaciones de materiales higromórfico en arquitectura responsiva y sostenible. En el
año 2015 desarrolla un bicapa en madera e ilustra algunos ejemplos aplicación históricos
y prototipos actuales. El interés de utilizar madera como componente de este material se
debe a razones tanto ambientales como funcionales, como se expuso anteriormente las
características responsivas de varios materiales pueden ser explotadas para lograr el
mismo comportamiento, pero el impacto ambiental de los métodos de fabricación y el
material mismo pueden reducirse notablemente al utilizar la madera como material
principal (Holstov et al., 2015). Durante la investigación se resalta el hecho de que el
comportamiento físico-mecánico de las láminas de madera está fuertemente influenciado
23
por la dirección de las fibras y su relación con el tipo de corte con el que fueron extraídas
las laminas del tronco debido a los coeficientes de higroexpansión(ver figura 15), y por
subsiguiente las deformaciones presentadas al exponerse ante la humedad.
Figura 15 Coeficientes de higroexpansión según los cortes.
Fuente: Hygromorphic materials for sustainable responsive architecture (Holstov et al., 2015)
Para verificar el comportamiento del material se fabricó un prototipo con madera y polímero
reforzado con fibra de vidrio, se expone a ciclos de inmersión y secado y a cambios en la
humedad relativa. Se encontró que después del primer ciclo el material no se recupera
totalmente de la deformación. Adicionalmente se mencionan los posibles elementos a
solucionar en las implementaciones arquitectónicas tales como la protección ante el fuego,
los métodos de unión, la durabilidad del material entre otras.
Figura 16 Respuesta de las muestras rociadas con agua.
24
Fuente: Hygromorphic materials for sustainable responsive architecture (Holstov et al., 2015)
Luego, en 2017 publicó una investigación sobre los métodos de fabricación y la
degradación del material ante condiciones ambientales, comparando el uso de adhesivo,
uniones mecánicas, adhesivo en lugares puntuales, y laminación directa(como en la
investigación anterior), describiendo especialmente las afectaciones por hongos, los
cambios estéticos ante la intemperie y el deterioro físico de las muestras (Holstov et al.,
2017).
Figura 17 Prototipos de bicapas con respuesta higromórfica con distintos métodos de fabricación.
Fuente: Sustainable materialisation of responsive architecture (Holstov et al., 2017)
En los ejemplos expuestos podemos observar distintas tipologías de respuesta
dependiendo de los materiales que lo componen y sus estructuras: En el caso de los
actuadores con base a tela comercial se encuentran respuesta lineales y en forma de
hélice debido a la disposición de las fibras en la tela que genera fuerzas en varios sentidos,
en las investigaciones basadas en bicapas se encuentra que la deformación predominante
es de simple curvatura debido a que las fuerzas generadas se encuentran en el mismo
plano. Como se ilustra en los ejemplos expuestos el comportamiento higromórfico de los
componentes permite diseñar materiales con respuestas programadas, repetibles y
reversibles, con métodos de fabricación como: desde láminas, materiales compuestos y
bicapas. Lo que permite realizar una clasificación sencilla de las tipologías de respuesta y
métodos de fabricación utilizados en anteriores investigaciones.
25
Figura 18 Clasificaciones en materiales con respuesta ante la humedad
Fuente: Autor
Tipología de la deformacion
Lineal Hierarchically Arranged Helical Fiber Actuators Derived from Commercial Cloth (Gong et al., 2017)
Simple curvaturaDynamics of Hydration of Nanocellulose Films (Bettotti et al., 2016)
Hygromorph: from pine cone to biomimetic bilayers (Reyssat & Mahadevan, 2009)
Moisture-induced self-shaping flax-reinforced polypropylene biocomposite actuator (Le Duigou & Castro, 2015)
3D printing of wood fibre biocomposites: From mechanical to actuation functionality (Le Duigou et al., 2016)
Hygromorphic materials for sustainable responsive architecture (Holstov et al., 2015)
Sustainable materialisation of responsive architecture (Holstov et al., 2017)
HeliceHierarchically Arranged Helical Fiber Actuators Derived from Commercial Cloth (Gong et al., 2017)
Tipo de material
Lamina Dynamics of Hydration of Nanocellulose Films (Bettotti et al., 2016
Material compuesto Hierarchically Arranged Helical Fiber Actuators Derived from Commercial Cloth (Gong et al., 2017)
Moisture-induced self-shaping flax-reinforced polypropylene biocomposite actuator (Le Duigou & Castro, 2015)
3D printing of wood fibre biocomposites: From mechanical to actuation functionality (Le Duigou et al., 2016)
BicapaHygromorph: from pine cone to biomimetic bilayers (Reyssat & Mahadevan, 2009)
Hygromorphic materials for sustainable responsive architecture (Holstov et al., 2015)
Sustainable materialisation of responsive architecture (Holstov et al., 2017)
4. Propiedades de los bicapa con respuesta higromórfica
Propiedades relevantes para la selección del material
Como lo muestra Holstov en su investigación las propiedades que definen la aplicabilidad
del material son: “la responsividad (la magnitud de los cambios de forma), la capacidad de
reacción (el tiempo de respuesta), la capacidad de actuación (determinada por la fuerza
producida como resultado de la respuesta), resistencia estructural (capacidad para
soportar cargas aplicadas sin deflexión excesiva y daño irreversible), durabilidad
(resistencia a la degradación), sostenibilidad (impacto ambiental, efectos en las personas
y consideraciones económicas) y estética.”(Holstov et al., 2015) Para caracterizar el
comportamiento del material en el contexto local nos centraremos en la responsividad, la
capacidad de reacción, y la integridad estructural. Ya que la durabilidad, la sostenibilidad
y la estética dependen de las aplicaciones específicas y no de sus propiedades físico-
mecánicas.
4.1.1 Responsividad
Como ya lo expusieron Reyssat et all y Holztov et all la responsividad o magnitud de la
deformación obtenida puede ser medida en la curvatura circular (K) que corresponde al
inverso del radio de la curvatura (K=1/r). Esta deformación frente a los cambios de
humedad depende de los coeficientes de higroexpansión de las capas del material, el
cambio de humedad efectivo del material, el grosor de las capas, los módulos de
elasticidad de los componentes y el grosor total del material.
4.1.2 Capacidad de reacción
La capacidad de reacción se refiere al tiempo de respuesta del bi-capa, es decir cuánto
tiempo toma al material cambiar su forma ante el estímulo de un cambio de humedad tanto
28
en los ciclos de saturación como de secado. Holstov estudia este comportamiento en los
ciclos de humedad y secado en dos condiciones específicas: el bi-capa sumergido en agua
para que se sature completamente y posteriormente se seque, y exponerlo a condiciones
de humedad relativa alta y posteriormente a una humedad relativa baja. Para describir este
comportamiento tomó imágenes de manera periódica de la muestra con una retícula o
referencia grafica (como la mostrada en la figura 16) para reportar la deformación obtenida
a lo largo de un periodo de tiempo determinado (ver figura 19).
Figura 19 Respuesta del bi-capa ante estímulos de cambio de humedad
Fuente: Hygromorphic materials for sustainable responsive architecture (Holstov et al., 2015)
Se observó que en la primera condición la máxima deformación del material en los ciclos
de saturación se alcanza en menor tiempo que el tiempo que toman los ciclos de secado
que además presentan respuesta retardada debido al agua superficial, durante los
periodos de secado la deformación no es totalmente homogénea; en el caso de los ciclos
de cambio de humedad relativa las diferencias entre los ciclos de humedad no son tan
pronunciados, y las deformaciones presentadas son homogéneas.
En cuanto a la magnitud de la deformación (responsividad) se encontró que la curvatura
máxima alcanzada cuando el bicapa se humedece es de 45.7 m-1 mas del doble de la
deformación presentada al ser expuesta al 87% HR donde la máxima deformación
29
presentada es de 19.7 m-1, esto se debe a la gran diferencia de contenidos de humedad
de la capa activa que es la que genera la respuesta de deformación (Holstov et al., 2015).
4.1.3 Integridad estructural
Debido a la sección de los materiales estudiados y aplicaciones esperadas no se espera
que la resistencia ante fuerzas externas sea una de las principales variables para tener en
cuenta, las únicas funciones estructurales que debe cumplir el material son las de ser
autoportante y mantener su integridad estructural durante el uso. Bajo esta premisa, el
material debe ser capaz de soportar las fuerzas internas generadas por el proceso de
reacción, durante las pruebas exploratorias realizadas las fallas relacionadas con este
aspecto que se presentaron fueron la delaminación y la reducción de la capacidad del
material para recuperar su forma inicial.
La delaminación es causada debido a la incapacidad de la interfase a soportar las fuerzas
creadas por el diferencial de deformación de las capas, generando una separación entre
las mismas.
Figura 20 Presencia de delaminación
Fuente: Autor
La incapacidad para recuperar la condición inicial se debe a que las fuerzas generadas por
la deformación inicial superan el rango elástico de la capa pasiva material y entra en su
rango plástico, causando deformaciones permanentes en la capa y por consiguiente en el
material.
30
Figura 21 Incapacidad de recuperar la condición inicial
Fuente: Autor
5. Condiciones de humedad relativa del contexto local
Según datos del IDEAM Bogotá presenta una temperatura media anual de 13.7º C (Ideam,
2011), una temperatura máxima anual de 19.3º C (IDEAM, 2014a) y una temperatura
mínima anual de 7.9º C (IDEAM, 2014b). Y una humedad relativa media de 80% (IDEAM,
2010). Eslava en un artículo publicado en 1992 expone que el rango máximo medio horario
de humedad relativa (96% HR) y el mínimo medio horario de humedad relativa (33% HR)
tienen una relación inversamente proporcional a la temperatura, al realizar un seguimiento
temporal a la humedad relativa en Bogotá se encuentra que sus valores mínimos horarios
concuerdan con los momentos de mayor temperatura y cuando se presenta la máxima
humedad relativa concuerda con la mínima temperatura(Eslava, 1992).
Según los datos de Climate Consultant®, en la ciudad de Bogotá se encuentra un mínimo
de humedad relativa de 54.23% y un máximo de 96.5% con un rango de variación del
42.17%, donde el 7% del año se encuentra entre el 40% y 60%, el 36% del año se
encuentra entre 60% y 80%, y el 57% del año en más del 80%. Los meses de menor
humedad son enero, febrero, agosto, septiembre y octubre. Al contrastar los datos
obtenidos de Climate Consultant® con gráficos que nos muestran el comportamiento
horario de la humedad relativa durante el día (ver figura 22) y las fuentes ya mencionadas,
se confirman las observaciones de Eslava.
Figura 22 Grafica variaciones de humedad relativa horaria durante el año, Bogotá.
Fuente: Climate Consultant®
6. Objetivos de la investigación
Objetivo general
Caracterizar la tipología, magnitud de la deformación y el tiempo de respuesta de un
compuesto de dos capas de madera frente a cambios en la humedad relativa presentes
en la ciudad de Bogotá, con el fin de describir su comportamiento ante estas condiciones
locales.
Objetivos específicos
Etapa 1 (contexto de aplicación y definición de la metodología)
▪ Identificar las características de variación de humedad en la ciudad de Bogotá y
definir los parámetros de humedad relativa bajo los cuales deberá ser caracterizado
el funcionamiento del material.
▪ Seleccionar de los componentes a ser usados en el bicapa de acuerdo con las
propiedades higromórficas, disponibilidad local y presentación comercial.
▪ Definir de las variables a ser medidas con base en la teoría aplicable.
Etapa 2 (Selección de componentes)
▪ Realizar la caracterización macroscópica y física de las muestras de madera a ser
usadas.
Etapa 3 (pruebas del material)
▪ Selección de los componentes finales del bicapa con base a su comportamiento
higromórfico.
▪ Caracterizar el comportamiento higromórfico del material bicapa frente a ciclos de
humedad y secado.
7. Metodología, condiciones del estudio y diseño experimental
Selección de los componentes
El parámetro más importante para la selección de la chapilla natural fue la disponibilidad
comercial, la presentación comercial debería tener al menos 12 cm de ancho para la
elaboración de las probetas según el sentido de la fibra, y no debería presentar
demasiados nudos y defectos. Se priorizó la búsqueda de chapillas de madera nacional,
pero la única de fabricación nacional y con especies naturales encontrada comercialmente
fue el Flormorado, se seleccionaron según estos parámetros seis especies: Haya, Sapelli,
Sycamore, Flormorado, Palisandro y Teca (la caracterización de estas se desarrolla en el
capítulo 8).
Variables a ser medidas
Las variables involucradas en los experimentos se clasificaron en tres tipos: Ambientales,
Materiales, de responsividad. Se considerarán variables ambientales el % de humedad
relativa y el tiempo de exposición; variables materiales las especies de madera con sus
respectivos índices de higroexpansión y módulos de elasticidad, junto con la dirección de
Ambientales
%HR
Tiempo de exposición
Materiales
Especies de la madera
Coeficiente de higroexpansión (α)
Direccion de la fibra (L, T)
Espesores de las capas (t)
Responsividad
Curvatura circular (K=1/r)
Delaminacion
Uniformidad de la deformación
Recuperación de la forma inicial
36
la fibra y espesores de las capas; y variables de responsividad la curvatura circular, la
delaminación, la uniformidad de la deformación y la recuperación de la forma inicial. Estas
variables interactúan como se muestra en la figura 23.
Figura 23 Variables de prueba del material
Fuente: Autor
Para obtener los datos de índice de higroexpansion de los componentes se realizaron
pruebas con base a los procedimientos expuestos en las NTC-701 donde se miden las
variaciones dimensionales en el sentido longitudinal y transversal de cada una de las
muestras de madera teniendo en cuenta que las secciones de la madera son distintas a
las requeridas por la norma.
Vadiables de independientes
Variables dependientes
Contraccion de la lamina frente a la humedad
Contenido de humedad
Direccion de la fibra
37
Condiciones de humedad relativa
Con base al análisis previo de las condiciones de humedad relativa de Bogotá y sus
variaciones durante el día, y las capacidades de los equipos disponibles para realizar las
pruebas se selecciona como límite máximo 90% de humedad relativa para los ensayos de
laboratorio.
Para los ensayos donde se evalúan los ciclos de humedad y secado se eleva la humedad
al 90% en el equipo y se expondrá a la humedad ambiente durante los ciclos de secado.
Proceso de fabricación de las probetas
Para la fabricación de las probetas se usa adhesivo de contacto base solvente diseñado
para chapilla (bondex K). Las láminas de chapilla son cortadas con dimensiones de 20mm
x 100mm, posteriormente se aplica el producto de manera uniforme, se deja secar por 15
minutos, se unen las piezas y se prensan por 48 horas a temperatura y humedad ambiente.
Figura 24 Fabricación y prensado de las probetas
Fuente: Autor
38
Diseño experimental de la primera fase
La primera fase de ensayos se realiza como un primer acercamiento a las características
y comportamiento del material, con el fin de seleccionar las combinaciones de especies y
dirección de la fibra que presentan una mayor respuesta ante los cambios de humedad
relativa. Además de descartar combinaciones que presenten delaminación, poca
uniformidad de la deformación y no se recuperen de la deformación después de los ciclos
de secado.
Para este ensayo se fabrican 60 probetas con 15 combinaciones de especies y 4
combinaciones de la dirección de la fibra.
Por ejemplo, de la combinación Flormorado y Sapelli se realizan probetas con
combinaciones de la fibra en sentido Longitudinal-Longitudinal, Longitudinal-Transversal,
Transversal-Longitudinal y Transversal-Transversal; Siguiendo esta lógica las probetas se
nombran de la siguiente manera:
ESPECIE A + ESPECIE B SENTIDO DE LA FIBRA A SENTIDO DE LA FIBRA B
De esta manera las probetas antes descritas se nombrarían así: FM+SA LL, FM+SA LT,
FM+SA TL y FM+SA TT.
Después de nombrar las probetas se realiza un montaje con un acrílico que tiene una
retícula de 10mm x 10mm que servirá como escala grafica para medir deformación de las
probetas.
Especie A
• Sapelli (SA)
• Flormorado (FM)
• Sycamore (SY)
• Palisandro (PA)
• Teca Natural (TN)
• Haya (HA)
Especie B
• Sapelli (SA)
• Flormorado (FM)
• Sycamore (SY)
• Palisandro (PA)
• Teca Natural (TN)
• Haya (HA)
Sentido de la fibra A
• Longitudinal (L)
• Transversal (T)
Sentido de la fibra B
• Longitudinal (L)
• Transversal (T)
39
Las muestras se exponen a una humedad relativa de 90% por 24 horas en la cámara de
humedad controlada. Donde se toman fotografías cada media hora por las primeras 6
horas y a las 24 horas para determinar la deformación presentada contra el tiempo de
exposición.
Figura 25 Muestras a las 0 horas y a las 24 horas de exposición
Fuente: Autor
Para clasificar la recuperación de las probetas en esta ronda de ensayos se determinó el
uso de la siguiente escala para la medición de la recuperación del estado inicial:
recuperación completa, deformación ligera (de menos de 5 mm), deformación pronunciada
(de hasta 20 mm) y deformación muy pronunciada (más de 20 mm).
Figura 26 Ejemplos de estado de recuperación de la deformación
Fuente: Autor
Después de consolidar y analizar los datos de las probetas, se seleccionan las 2
combinaciones de especies de madera y sentidos de la fibra que presentan un adecuado
40
desempeño bajo las variables determinadas en el numeral 7.2 (la mayor deformación
dentro del menor tiempo, deformación uniforme, sin delaminación, y con una recuperación
de la deformación clasificada como ligera o de menos de 5mm). Con las probetas
seleccionadas se realizará el siguiente experimento de ciclos de humedad y secado.
Los datos de la deformación vs tiempo, presencia de delaminación, uniformidad de la
deformación, y recuperación del estado inicial de se registran en los formatos “Registro
ensayo combinaciones a humedad constante”.
Figura 27 “Registro ensayo combinaciones a humedad constante”
Fuente: Autor
0 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 24:00:00
0.1596 0.0555 0.0109 0.0280 0.0256 0.1069 0.0819 0.0660 0.0966 0.1167 0.0209 0.0866 0.0042 0.0959
1.6797 3.9223 3.2862 3.1772 3.1928 3.1791 3.1351 3.0801 2.8939 3.1166 3.0843 2.9522 2.9506 2.7464
-0.9760 -3.3013 -4.0950 -4.2375 -4.5401 -4.4643 -4.7255 -4.6653 -4.6721 -4.6741 -4.4231 -4.8396 -4.7192 -4.7145
1.0145 8.0474 7.8104 7.1437 6.7243 7.5214 7.4290 6.8131 7.3209 7.0459 7.4556 7.1764 7.2807 6.9224
LL LT TL TT
SI SI
DL DP
LT
TL
TT
OBSERVACIONES
DELAMINACION
UNIFORMIDAD
DEFORMACION
RECUPERACION
DEL ESTADO
INICIAL
MEDICION (h)
LL
TEMP AMBIENTE (°C)
ARQ. JORGE ENRIQUE LOZANO PEÑA
PROBETA FM+SA DIMENSIONES 20 mm X 100 mmFECHA
HUMEDAD AMBIENTE (%) 90%
PROYECTOCARACTERIZACIÓN DEL COMPORTAMIENTO HIGROMÓRFICO DE UN DOBLE CAPA EN MADERA
BAJO LAS CARACTERISTICAS CLIMATICAS DE LA CIUDAD DE BOGOTÁ
ESTUDIANTE ARQ. DAVID SEBASTIAN PÉREZ CABRERA
DIRECTOR
MAESTRÍA EN CONSTRUCCIÓN CODIGO
LABORATORIO DE GUADUA Y MADERA VERSION 1.0
REGISTRO ENSAYO PREEXPERIMENTO CONVINACIONES A HUMEDAD CONSTANTE PAGINA 1 DE 1
-10
-5
0
5
10
15
20
FM+SA
LL LT TL TT
41
Diseño experimental de selección del material
En este ensayo se busca recopilar información más detallada del material, al ser sometido
ciclos de humedad alta y ciclos de humedad baja y de esta manera determinar el tiempo
que le toma al material recuperar su forma inicial y en qué medida la recupera.
Para tener una mayor trazabilidad del proceso de fabricación se toman datos de la cantidad
de adhesivo utilizado y las condiciones de temperatura y humedad en el momento del
ensamble. Además, se modifica el montaje para evitar la aparición de reflejos en las
fotografías y se utiliza una cámara estática programada para realizar la captura cada 30
minutos, y minimizar la variación de las mediciones.
Figura 28 Toma de información de las probetas y montaje ensayo de selección.
Fuente: Autor
Para este ensayo se fabrican 6 probetas con 2 combinaciones de especies y de dirección
de la fibra, seleccionadas con base en los datos obtenidos en el ensayo anterior. Por
ejemplo, la combinación Flormorado y Haya de la cual se fabrican 3 probetas con
combinaciones de la fibra en sentido Transversal-transversal; Siguiendo esta lógica las
probetas se nombran de la siguiente manera:
ESPECIE A + ESPECIE B SENTIDO DE LA FIBRA A SENTIDO DE LA FIBRA B
NUMERO DE PROBETA
De esta manera las probetas antes descritas se nombrarían así: FM+HA TT 01, FM+HA
TT 03 y FM+HA TT 02.
Para determinar la cantidad de adhesivo utilizada se pesan las láminas cortadas antes de
ser pegadas y se pesan una vez se ha aplicado el adhesivo y unido las piezas. Los
resultados se muestran en la siguiente tabla. Este procedimiento se realizo a 53% HR y
19°c.
42
Tabla 7-1 Determinación de la cantidad de adhesivo utilizado
Fuente: Autor
Después de nombrar las probetas se realiza un montaje con un acrílico que tiene una
retícula de 10mm x 10mm que servirá como escala grafica para medir deformación de las
probetas.
El procedimiento del ensayo consta de cuatro ciclos de 12 horas: Inicialmente se exponen
las muestras a un ciclo de humedad alta (90% HR) en la cámara de humedad controlada
por 12 horas; al terminar este ciclo se exponen a humedad ambiente por 12 horas; Al
finalizar este ciclo se repiten el primero y el segundo ciclo. Durante todo el ensayo se toman
fotografías cada media hora para medir la deformación presentada en relación con el
tiempo de exposición al estímulo.
Los datos de la deformación vs tiempo, presencia de delaminación, uniformidad de la
deformación, y recuperación del estado inicial de se registran en los formatos “Registro de
ensayo de selección de material” .
LAMINA 1 PESO (g) LAMINA 2 PESO (g) BICAPA PESO (g) ADHESIVO (g)
FM 01 0.55 SY 01 0.69 FM +SI TT 01 1.34 0.1
FM 02 0.57 SY 02 0.67 FM +SI TT 02 1.32 0.08
FM 03 0.59 SY 03 0.66 FM +SI TT 03 1.35 0.1
FM 04 0.59 HA 01 0.77 FN+HA TT 01 1.43 0.07
FM 05 0.52 HA 02 0.74 FN+HA TT 02 1.37 0.11
FM 06 0.53 HA 03 0.74 FN+HA TT 03 1.35 0.08
8. Caracterización de los componentes
Previa a la elaboración del material compuesto en madera se deben caracterizar las
propiedades de los componentes de la capa activa, la capa pasiva y la interfase. Además
de analizar su comportamiento en conjunto con base a la teoría ya mencionada por Holstov
et al.
Determinación del coeficiente de contracción
Para determinar el coeficiente de contracción de las láminas de madera seleccionadas se
utilizó como referencia la NTC 701-Método para determinar la contracción en maderas
adaptando a las dimensiones de las probetas. Para la contracción lineal no se usaron
prismas de 30mm x 30mm x 100mm se usaron láminas de 30mm x 100mm, para la
contracción tangencial no se usaron prismas de 30mm x 30mm x 15mm, se usaron láminas
de 30mm x 30mm.
Figura 29 Preparación de las probetas para determinar la contracción
Fuente: Autor
44
Las probetas se sumergen en agua limpia y se realizan pesadas sucesivas hasta obtener
peso constante para saturarlas. Una vez estén saturadas se realizan mediciones de las
dimensiones dl y dt. Se coloca la probeta en el horno de secado a una temperatura de
103° C hasta obtener peso constante y se miden nuevamente las dimensiones dl y dt. Este
procedimiento se detalla en el anexo de formatos de determinación de la contracción.
El coeficiente de contracción se calcula con la diferencia de las dimensiones en estado
verde y anhidro, y se expresa en porcentaje según las siguientes ecuaciones.
𝐵𝑙% =𝑑𝑙 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑜 − 𝑑𝑙 𝑎𝑛ℎ𝑖𝑑𝑟𝑜
𝑑𝑙 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑜 𝑥 100%
𝐵𝑡𝑔% =𝑑𝑡𝑔 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑜 − 𝑑𝑡𝑔 𝑎𝑛ℎ𝑖𝑑𝑟𝑜
𝑑𝑡𝑔 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑜 𝑥 100%
Donde:
Bl = Contracción longitudinal, en porcentaje
Btg = Contracción tangencial, en porcentaje
dl = Dimensión longitudinal, en milímetros
dtg = Dimensión tangencial, en milímetros
Figura 30 Secado de las probetas para medición
Fuente: Autor
45
Tabla 8-1 Contracción lineal
PROBETA ESTADO VERDE ESTADO
ANHIDRO
Contracción Lineal
(%)
DIMENSIONES
(mm)
DIMENSIONES
(mm)
SYL 01 100.7 100.32 0.38
0.31 SYL 02 100.73 100.53 0.20
SYL 03 100.51 100.16 0.35
HAL 01 99.84 99.41 0.43
0.44 HAL 02 99.74 99.52 0.22
HAL 03 99.83 99.17 0.66
TNL 01 100.81 100.3 0.51
0.54 TNL 02 100.39 99.86 0.53
TNL 03 100.62 100.02 0.60
SAL 01 100.98 100.67 0.31
0.30 SAL 02 100.78 100.45 0.33
SAL 03 100.5 100.22 0.28
FML 01 99.92 99.7 0.22
0.24 FML 02 100.3 100.08 0.22
FML 03 100.55 100.26 0.29
PAL 01 100.24 100.09 0.15
0.15 PAL 02 100.26 100.1 0.16
PAL 03 100.3 100.15 0.15
46
Tabla 8-2 Contracción tangencial
PROBETA ESTADO VERDE ESTADO
ANHIDRO
Contracción Lineal
(%)
DIMENSIONES
(mm)
DIMENSIONES
(mm)
SYT 01 31.98 28.8 9.94 10.06
SYT 02 31.84 28.81 9.52
SYT 03 32.24 28.78 10.73
HAT 01 32.62 28.94 11.28 11.30
HAT 02 32.39 28.77 11.18
HAT 03 32.51 28.79 11.44
TNT 01 31.12 29.11 6.46 5.62
TNT 02 30.71 29.09 5.28
TNT 03 30.7 29.13 5.11
SAT 01 31.18 29.16 6.48 6.51
SAT 02 30.58 28.62 6.41
SAT 03 31.5 29.41 6.63
FMT 01 30.35 29.71 2.11 3.11
FMT 02 30.8 30 2.60
FMT 03 30.2 28.8 4.64
PAT 01 30.51 28.11 7.87 7.89
PAT 02 30.95 28.52 7.85
PAT 03 31.45 28.95 7.95
47
Figura 31 Comparación de la contracción lineal de las muestras
Fuente: Autor
0
0.2
0.4
0.6
SY HA TN SA FM PA
CONTRACCIÓN LINEAL (%)
0
5
10
15
SY HA TN SA FM PA
CONTRACCIÓN TRANSVERSAL (%)
0123456789
10111213
SY HA TN SA FM PA
RELACIÓN ENTRE CONTRACCIONES LINEAL Y TRANSVERSAL (%)
Lineal Transversal
48
Caracterización macroscópica de las chapillas
La anatomía de las maderas fue caracterizada macroscópicamente, debido al tamaño de
las muestras solo fue posible observar el plano tangencial, en donde se lograron identificar
4 características diferenciadoras: la presencia de estratificación de los radios, la longitud
de los radios, la densidad de poros y el diámetro de estos. La densidad de los poros se
estableció realizando conteos de poros a lo largo de líneas transversales de 1cm de
longitud. Para todas las mediciones se empleó el software ImageJ y para cada especie se
realizaron 12 mediciones por característica, se encontró que todas las muestran tienen un
sentido tangencial por el corte de los radios. Los módulos de elasticidad fueron tomados
de la bibliografía. (“Entandrophragma cylindricum (PROTA) - PlantUse English,” n.d.;
“Madera de Haya: Características y Principales Usos | Maderame,” n.d.; “Plátano
occidental / Plátano de Virginia / Sicómoro americano | Platanus occidentalis | Madera,”
n.d.; Richter et al., 2009; Telles Antonio et al., 2017)
Tabla 8-3 Caracterización macroscópica
Madera Nombre científico Estratificación de los radios
Tamaño de radios (micrómetros)
Densidad de poros (N°/1cm)
Módulo de elasticidad
(MPa)
Flormorado Tabebuia rosea Presente 171-293 (X=219,1)
10 8595
Haya Fagus sp. Ausente 1013-4260 (X=1909)
12-16 1450
Sapelli Entandrophragma cylindricum
Presente 323-466 (X=414,4)
24-25 8900
Sycamore Platanus occidentalis
Ausente 201-443 (X=509,1)
No visibles
9796
Palisandro Dalbergia sp. Presente 98-110 (X=104)
24-25 --
Teca Tectona grandis Ausente 371-661 (X=509,1)
12-14 13072.59
De las maderas observadas sólo fue posible medir el diámetro de los poros en dos
especies, la Teca y el Palisandro, las demás muestras tienen poros tan pequeños que no
permiten observar su luz en los aumentos trabajados. El palisandro presenta poros de
entre los 70 y 100 micrómetros, mientras que la Teca tiene los poros más grandes con 90
49
a 130 micrómetros de diámetro. En general no se encuentra una relación entre la densidad
de los vasos y los radios con los anillos de crecimiento tempranos y tardíos.
Figura 32 Caracterización anatómica con microscopio estereoscópico.
Fuente: Autor
Figura 33 Flormorado Tabebuia rosea (10x aumento izquierda, 20x aumento derecha, referencia 2 mm)
Fuente: Autor
50
Figura 34 Haya Fagus sp. (10x aumento izquierda, 20x aumento derecha, referencia 2
mm)
Fuente: Autor
Figura 35 Sapelli Entandrophragma cylindricum (10x aumento izquierda, 20x aumento derecha, referencia 2 mm)
Fuente: Autor
Figura 36 Sycamore Platanus occidentalis (10x aumento izquierda, 20x aumento derecha, referencia 2 mm)
51
Fuente: Autor
Figura 37 Palisandro Dalbergia sp. (10x aumento izquierda, 20x aumento derecha, referencia 2 mm)
Fuente: Autor
Figura 38 Teca Tectona grandis (10x aumento izquierda, 20x aumento derecha, referencia 2 mm)
Fuente: Autor
52
Análisis de resultados primera fase
Los resultados de los ensayos de preselección de las combinaciones serán reportados en
grupos de 4 según las especies. El análisis de esos resultados comparó la deformación,
tiempo de respuesta, presencia de delaminación, uniformidad de la deformación y
recuperación del estado inicial de todas las combinaciones, con el fin de seleccionar las
probetas para la siguiente ronda de ensayos. Los datos más detallados de cada probeta
se encuentran en los formatos anexos “Registro ensayo experimento combinaciones a
humedad constante”.
8.3.1 Reporte de resultados
Flormorado + Sapelli
• FM+SA LL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
0.1166 m-1 a las 4:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.2426439%
ESPECIE 2 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.3043481%
Figura 39 FM+SA LL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
53
• FM+SA LT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta de máxima de
0.1069 m-1 a las 2:30 horas, con delaminación a las 0:30 horas, deformación
homogénea y recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.2426439%
ESPECIE 2 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
6.5076168%
Figura 40 FM+SA LT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• FM+SA TL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta de máxima de
-4.8395 m-1 a las 5:30 horas, con delaminación a las 1:30 horas, deformación
homogénea y recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
3.1139652%
ESPECIE 2 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
54
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.3043481%
Figura 41 FM+SA TL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• FM+SA TT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta de máxima de
8.0474 m-1 a las 0:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
deformación pronunciada con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
3.1139652%
ESPECIE 2 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
6.5076168%
55
Figura 42 FM+SA TT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
Como se observa en la gráfica de tiempo vs deformación en el momento en que ocurre la
delaminación de las probetas LT y TL la deformación presenta disminucion. Además, con
el sentido de la deformación de las probetas LT y TT podemos inferir que el Sapelli actúa
como capa activa y en la probeta TL el Flormorado actúa como capa activa.
Figura 43 Grafica de tiempo vs deformación FM+SA
Fuente: Autor
-10.0000
-5.0000
0.0000
5.0000
10.0000
15.0000
20.0000
K(m
-1)
T(h)
FM+SA (Tiempo vs Deformacion en m-1)
LL LT TL TT
56
Flormorado + Sycamore
• FM+SY LL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
0.9198 m-1 a las 3:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.2426439%
ESPECIE 2 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.3080444%
Figura 44 FM+SY LL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• FM+SY LT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
6.3126 m-1 a las 2:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.2426439%
ESPECIE 2 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
57
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
10.0640188%
Figura 45 FM+SY LT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• FM+SY TL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
2.8561 m-1 a las 2:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
3.1139652%
ESPECIE 2 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.3080444%
58
Figura 46 FM+SY TL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• FM+SY TT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
12.3835 m-1 a las 24:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
deformación ligera con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
3.1139652%
ESPECIE 2 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
10.0640188%
59
Figura 47 FM+SY TT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
Con el sentido de la deformación de las probetas LT y TT podemos inferir que el Sycamore
actúa como capa activa y en la probeta TL el Flormorado actúa como capa activa.
Figura 48 Grafica de tiempo vs deformación FM+SY
Fuente: Autor
-5.0000
0.0000
5.0000
10.0000
15.0000
20.0000
K(m
-1)
T(h)
FM+SY (Tiempo vs Deformacion en m-1)
LL LT TL TT
60
Flormorado + Palisandro
• FM+PA LL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
0.5087 m-1 a las 2:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.2426439%
ESPECIE 2 PALISANDRO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.1529258%
Figura 49 FM+PA LL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• FM+PA LT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
5.3459 m-1 a las 3:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.2426439%
ESPECIE 2 PALISANDRO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
7.888924%
61
Figura 50 FM+PA LT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• FM+PA TL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de -
3.3725 m-1 a las 24:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
3.1139652%
ESPECIE 2 PALISANDRO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.1529258%
62
Figura 51 FM+PA TL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• FM+PA TT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
4.57870636 m-1 a las 2:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
deformación ligera con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
3.1139652%
ESPECIE 2 PALISANDRO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
7.888924%
Figura 52 FM+PA TT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
63
Fuente: Autor
Con el sentido de la deformación de las probetas LT y TT podemos inferir que el Palisandro
actúa como capa activa y en la probeta TL el Flormorado actúa como capa activa.
Figura 53 Grafica de tiempo vs deformación FM+PA
Fuente: Autor
-5.0000
0.0000
5.0000
10.0000
15.0000
20.0000
K(m
-1)
T(h)
FM+PA (Tiempo vs Deformacion en m-1)
LL LT TL TT
64
Flormorado + Teca
• FM+TN LL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
1.0698 m-1 a las 4:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.2426439%
ESPECIE 2 TEKA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.543382%
Figura 54 FM+TN LL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• FM+TN LT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
3.6316 m-1 a las 6:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.2426439%
ESPECIE 2 TEKA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
5.61601%
65
Figura 55 FM+TN LT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• FM+TN TL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de -
4.4313 m-1 a las 6:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
3.1139652%
ESPECIE 2 TEKA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.543382%
66
Figura 56 FM+TN TL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• FM+TN TT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
2.2675 m-1 a las 4:30 horas, sin delaminación, deformación en forma de S y
deformación ligera con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
3.1139652%
ESPECIE 2 TEKA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
5.61601%
67
Figura 57 FM+TN TT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
Con el sentido de la deformación de las probetas LT y TT podemos inferir que el Teca
actúa como capa activa y en la probeta TL la Flormorado actúa como capa activa.
Figura 58 Grafica de tiempo vs deformación FM+TN
Fuente: Autor
-10.0000
-5.0000
0.0000
5.0000
10.0000
15.0000
20.0000
K(m
-1)
T(h)
FM+TN (Tiempo vs Deformacion en m-1)
LL LT TL TT
68
Flormorado + Haya
• FM+HA LL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de -
0.3240 m-1 a las 1:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.2426439%
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.4374622%
Figura 59 FM+HA LL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• FM+HA LT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
5.7289 m-1 a las 2:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.2426439%
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
11.3001148%
69
Figura 60 FM+HA LT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• FM+HA TL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de -
3.6223 m-1 a las 6:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
3.1139652%
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.4374622%
70
Figura 61 FM+HA TL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• FM+HA TT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
19.1061 m-1 a las 6:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
deformación ligera con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 FLOR MORADO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.66 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
3.1139652%
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
11.3001148%
71
Figura 62 FM+HA TT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
Con el sentido de la deformación de las probetas LT y TT podemos inferir que el Haya
actúa como capa activa y en la probeta TL el Flormorado actúa como capa activa.
Figura 63 Grafica de tiempo vs deformación FM+HA
Fuente: Autor
-5.0000
0.0000
5.0000
10.0000
15.0000
20.0000
FM+HA (Tiempo vs Deformacion en m-1)
LL LT TL TT
72
Sapelli + Sycamore
• SA+SY LL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
0.3776 m-1 a las 6:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.003043481
ESPECIE 2 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.003080444
Figura 64 SA+SY LL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SA+SY LT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
9.1776 m-1 a las 5:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.003043481
ESPECIE 2 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.100640188
73
Figura 65 SA+SY LT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SA+SY TL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de -
3.1594 m-1 a las 0:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.065076168
ESPECIE 2 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.003080444
74
Figura 66 SA+SY TL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SA+SY TT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
8.2614 m-1 a las 5:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
deformación pronunciada con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.065076168
ESPECIE 2 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.100640188
75
Figura 67 SA+SY TT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
Con esta combinación de chapillas sucedió un fenómeno particular a las 12 horas de
exposición a la humedad, recuperaron casi completamente su estado inicial, posiblemente
debido a que se saturaron las dos capas. Con el sentido de la deformación de las probetas
LT y TT podemos inferir que el Sycamore actúa como capa activa y en la probeta TL el
Sapelli actúa como capa activa.
Figura 68 Grafica de tiempo vs deformación SA+SY
Fuente: Autor
-5.0000
0.0000
5.0000
10.0000
15.0000
20.0000
SA+SY (Tiempo vs Deformacion en m-1)
LL LT TL TT
76
Sapelli + Palisandro
• SA+PA LL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
0.3926 m-1 a las 6:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.003043481
ESPECIE 2 PALISANDO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.001529258
Figura 69 SA+PA LL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SA+PA LT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
11.7682 m-1 a las 1:00 horas, con presencia delaminación desde las 1:00 horas,
deformación homogénea y deformación pronunciada con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.002426439
ESPECIE 2 PALISANDO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
77
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.07888924
Figura 70 SA+PA LT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SA+PA TL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de -
2.1232z m-1 a las 0:30 horas, con presencia delaminación desde las 0:30 horas,
deformación homogénea y recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.065076168
ESPECIE 2 PALISANDO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.001529258
78
Figura 71 SA+PA TL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SA+PA TT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de -
8.4360 m-1 a las 24:00 horas, sin presencia delaminación, deformación homogénea
y deformación pronunciada con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.065076168
ESPECIE 2 PALISANDO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.07888924
79
Figura 72 SA+PA TT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
Como se observa en la grafica de tiempo vs deformación en el momento en que ocurre la
delaminación de las probetas LT y TL la deformación tiene un efecto de rebote. Además,
con el sentido de la deformación de las probetas LT y TT podemos inferir que el Palisandro
actúa como capa activa y en la probeta TL el Sapelli actúa como capa activa.
Figura 73 Grafica de tiempo vs deformación SA+PA
Fuente: Autor
-5.0000
0.0000
5.0000
10.0000
15.0000
20.0000
SA+PA (Tiempo vs Deformacion en m-1)
LL LT TL TT
80
Sapelli + Teca
• SA+TN LL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
0.3567 m-1 a las 3:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.003043481
ESPECIE 2 TECA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.00543382
Figura 74 SA+TN LL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SA+TN LT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
6.4914 m-1 a las 3:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.003043481
ESPECIE 2 TECA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
81
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.0561601
Figura 75 SA+TN LT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SA+TN TL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de -
5.4172 m-1 a las 6:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
deformación ligera con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.065076168
ESPECIE 2 TECA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.00543382
82
Figura 76 SA+TN TL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SA+TN TT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de - -
9.8276 m-1 a las 6:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
deformación pronunciada con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.065076168
ESPECIE 2 TECA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.0561601
83
Figura 77 SA+TN TT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
Con el sentido de la deformación de la probeta LT podemos inferir que la Teca actúa como
capa activa y en las probetas TL y TT el Sapelli actúa como capa activa.
Figura 78 Grafica de tiempo vs deformación SA+TN
Fuente: Autor
-15.0000
-10.0000
-5.0000
0.0000
5.0000
10.0000
15.0000
20.0000
SA+TN (Tiempo vs Deformacion en m-1)
LL LT TL TT
84
Sapelli + Haya
• SA+HA LL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
0.9255 m-1 a las 4:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.003043481
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.004374622
Figura 79 SA+HA LL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SA+HA LT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
3.9257 m-1 a las 0:30 horas, con presencia de delaminación a las 0:30 horas,
deformación homogénea y recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.003043481
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.113001148
85
Figura 80 SA+HA LT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SA+HA TL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de -
5.2764 m-1 a las 6:00 horas, con presencia de delaminación a las 1:30 horas,
deformación homogénea y deformación pronunciada con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.065076168
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.004374622
86
Figura 81 SA+HA TL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SA+HA TL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
20.3406 m-1 a las 24:00 horas, sin presencia de delaminación, deformación
homogénea y deformación muy pronunciada con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 SAPELLI SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.42 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.065076168
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.113001148
87
Figura 82 SA+HA TT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
Como se observa en la grafica de tiempo vs deformación en el momento en que ocurre la
delaminación de la probeta LT la deformación tiene un efecto de rebote, en el caso de la
probeta TL la deformación se mantiene casi constante desde el momento de la
delaminación. Además, con el sentido de la deformación de las probetas LT y TT podemos
inferir que el Haya actúa como capa activa y en la probeta TL el Sapelli actúa como capa
activa.
Figura 83 Grafica de tiempo vs deformación SA+HA
-10.0000
-5.0000
0.0000
5.0000
10.0000
15.0000
20.0000
25.0000
SA+HA (Tiempo vs Deformacion en m-1)
LL LT TL TT
88
Fuente: Autor
Sycamore + Palisandro
• SY+PA LL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
0.3837 m-1 a las 4:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.3080444%
ESPECIE 2 PALISANDRO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.1529258%
Figura 84 SY+PA LL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SY+PA LT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
7.4296 m-1 a las 3:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
deformación ligera con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.3080444%
ESPECIE 2 PALISANDRO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
89
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
7.888924%
Figura 85 SY+PA LT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SY+PA TL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de -
3.7006 m-1 a las 1:30 horas, con presencia delaminación a las 2:30 horas,
deformación homogénea y recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
10.0640188%
ESPECIE 2 PALISANDRO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.1529258%
90
Figura 86 SY+PA TL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SY+PA TT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de -
7.0892 m-1 a las 1:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
deformación pronunciada con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
10.0640188%
ESPECIE 2 PALISANDRO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
7.888924%
91
Figura 87 SY+PA TT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
Como se observa en la gráfica de tiempo vs deformación en el momento en que ocurre la
delaminación de la probeta TL la deformacion se mantiene casi constante desde el
momento de la delaminación. Además, con el sentido de la deformación de la probeta LT
podemos inferir que el Palisandro actúa como capa activa y en las probetas TL y TT el
Sycamore actúa como capa activa.
Figura 88 Grafica de tiempo vs deformación SY+PA
Fuente: Autor
-10.0000
-5.0000
0.0000
5.0000
10.0000
15.0000
20.0000
K(m
-1)
T(h)
SY+PA (Tiempo vs Deformacion en m-1)
LL LT TL TT
92
Sycamore + Teca
• SY+TN LL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
0.8329 m-1 a las 1:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.3080444%
ESPECIE 2 TECA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.543382%
Figura 89 SY+TN LL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SY+TN LT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
2.5154 m-1 a las 5:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.3080444%
ESPECIE 2 TECA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
5.61601%
93
Figura 90 SY+TN LT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SY+TN TL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de -
7.7478 m-1 a las 24:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
10.0640188%
ESPECIE 2 TECA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.543382%
94
Figura 91 SY+TN TL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SY+TN TT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de -
10.6747 m-1 a las 24:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
deformación pronunciada con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
10.0640188%
ESPECIE 2 TECA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
5.61601%
95
Figura 92 SY+TN TT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
Con el sentido de la deformación de la probeta LT podemos inferir que el Teca actúa como
capa activa y en las probetas TL y TT el Sycamore actúa como capa activa.
Figura 93 Grafica de tiempo vs deformación SY+TN
Fuente: Autor
-15.0000
-10.0000
-5.0000
0.0000
5.0000
10.0000
15.0000
20.0000
K(m
-1)
T(h)
SY+TN (Tiempo vs Deformacion en m-1)
LL LT TL TT
96
Sycamore + Haya
• SY+HA LL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
0.8329 m-1 a las 1:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.3080444%
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.4374622%
Figura 94 SY+HA LL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SY+HA LT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de -
6.1244 m-1 a las 1:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
deformación ligera con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.3080444%
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
11.3001148%
97
Figura 95 SY+HA LT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SY+HA TL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
5.0443 m-1 a las 3:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
10.0640188%
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.4374622%
98
Figura 96 SY+HA TL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• SY+HA TT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
15.3492 m-1 a las 24:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
deformación pronunciada con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 SYCAMORE SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
10.0640188
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
11.3001148%
99
Figura 97 SY+HA TT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
Con el sentido de la deformación de las probetas TL y TT podemos inferir que el Haya
actúa como capa activa y en la probeta LT el Sycamore actúa como capa activa.
Figura 98 Grafica de tiempo vs deformación SY+HA
Fuente: Autor
-10.0000
-5.0000
0.0000
5.0000
10.0000
15.0000
20.0000
K(m
-1)
T(h)
SY+HA (Tiempo vs Deformacion en m-1)
LL LT TL TT
100
Palisandro + Teca
• PA+TN LL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
0.5360 m-1 a las 4:30 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 PALISANDRO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.1529258%
ESPECIE 2 TECA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.543382%
Figura 99 PA+TN LL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• PA+TN LT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
3.0560 m-1 a las 6:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 PALISANDRO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.1529258%
ESPECIE 2 TECA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
5.61601%
101
Figura 100 PA+TN LT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• PA+TN TL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de -
10.5075 m-1 a las 5:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
deformación ligera con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 PALISANDRO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
7.888924%
ESPECIE 2 TECA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.543382%
102
Figura 101 PA+TN TL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• PA+TN TT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de -
3.0448 m-1 a las 5:30 horas, sin delaminación, deformación en forma de S y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 PALISANDRO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
7.888924%
ESPECIE 2 TECA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
5.61601%
103
Figura 102 PA+TN TT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
Con el sentido de la deformación de la probeta TL podemos inferir que la Teca actúa como
capa activa y en la probeta LT la Palisandro a actúa como capa activa.
Figura 103 Grafica de tiempo vs deformación PA+TN
Fuente: Autor
-15.0000
-10.0000
-5.0000
0.0000
5.0000
10.0000
15.0000
20.0000
K(m
-1)
T(h)
PA+TN (Tiempo vs Deformacion en m-1)
LL LT TL TT
104
Palisandro + Haya
• PA+HA LL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
0.4795 m-1 a las 1:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 PALISANDRO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.1529258%
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.4374622%
Figura 104 PA+HA LL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• PA+HA LT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
3.5639 m-1 a las 4:30 horas, con presencia de delaminación desde las 0:30 horas,
deformación homogénea y recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 PALISANDRO SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.1529258%
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
11.3001148%
105
Figura 105 PA+HA LT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• PA+HA TL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de -
6.5689 m-1 a las 4:30 horas, con presencia de delaminación desde las 1:30 horas,
deformación homogénea y deformación ligera con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 PALISANDRO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
7.888924%
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.4374622%
106
Figura 106 PA+HA TL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• PA+HA TT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de -
15.2666 m-1 a las 24:00 horas, sin presencia de delaminación, deformación
homogénea y deformación pronunciada con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 PALISANDRO SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.50 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
7.888924%
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.4374622%
107
Figura 107 PA+HA TT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
Como podemos observar en la gráfica de tiempo vs deformación en el momento en que
ocurre la delaminación de las probetas LT y TL la deformación se mantiene casi constante
desde el momento de la delaminación. Además, con el sentido de la deformación de las
probetas LT y TT podemos inferir que el Haya actúa como capa activa y en la probeta TL
el Palisandro actúa como capa activa.
Figura 108 Grafica de tiempo vs deformación PA+HA
Fuente: Autor
-10.0000
-5.0000
0.0000
5.0000
10.0000
15.0000
20.0000
K(m
-1)
T(h)
PA+HA (Tiempo vs Deformacion en m-1)
LL LT TL TT
108
Teca + Haya
• TN+HA LL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
0.7872 m-1 a las 1:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
recuperación del estado inicial.
ESPECIE 1 TECA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.543382%
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.4374622%
Figura 109 TN+HA LL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• TN+HA LT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
6.1160 m-1 a las 24:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
deformación ligera con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 TECA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.543382%
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
11.3001148%
109
Figura 110 TN+HA LT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• TN+HA TL: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de -
3.9776 m-1 a las 24:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
deformación pronunciada con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 TECA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
5.61601%
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA LONGITUDINAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
0.4374622%
110
Figura 111 TN+HA TL (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
• TN+HA TT: Esta combinación de chapillas presenta una respuesta máxima de
22.0637 m-1 a las 5:00 horas, sin delaminación, deformación homogénea y
deformación muy pronunciada con respecto al estado inicial.
ESPECIE 1 TECA NATURAL SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.44 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
5.61601%
ESPECIE 2 HAYA SENTIDO DE LA FIBRA TRANSVERSAL
ESPESOR
(mm)
0.55 COEFICIENTE
HIGROEXPANSION (α)
11.3001148
111
Figura 112 TN+HA TT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
Con el sentido de la deformación de las probetas LT y TT podemos inferir que el Haya
actúa como capa activa y en la probeta TL la Teca a actúa como capa activa.
Figura 113 Grafica de tiempo vs deformación TN+HA
Fuente: Autor
-10.0000
-5.0000
0.0000
5.0000
10.0000
15.0000
20.0000
25.0000
K(m
-1)
T(h)
TN+HA (Tiempo vs Deformacion en m-1)
LL LT TL TT
112
8.3.2 Análisis de resultados
Como se expuso en el numeral 7.5 se realizó un proceso de selección con base a los
parámetros determinados en los numerales 4.1 y 7.2, este procedimiento se expone en la
figura 114.
Figura 114 Proceso de primera fase de selección
Fuente: Autor
Después de someter a las 60 probetas a 90% de HR el resultado más evidente es que
ninguna de las 15 combinaciones de probetas con sentido longitudinal de la fibra en las
dos capas reaccionó de manera significativa al estímulo, de estas la que presento mayor
curvatura circular fue la probeta FM+TN LL con 1.07 m-1. Esto se debe a que el sentido
longitudinal de la fibra es el que presenta menores coeficientes de higroexpansión, por lo
tanto, no se genera una respuesta significativa ante el estímulo de la humedad. Igualmente
se encuentra que las probetas alcanzan un 80% de su deformación máxima en las 3
primeras horas de exposición.
En cuanto a las fallas de las probetas, 45 de las probetas restantes 25 (el 55%) no
recuperaron su forma inicial después de ser sometidas a 24 horas de 90% de HR. Como
se mencionó anteriormente este fenómeno se debe las fuerzas a las cuales se ve sometida
la capa pasiva superan su rango elástico y entra en su rango plástico, causando
deformaciones permanentes en la capa y por consiguiente en el material. La delaminación
se presentó en 9 de las 60 probetas, en 6 de esos casos una de las capas era de la especie
113
Sapelli, que presenta la menor sección con 0.42mm. Y la deformacion no uniforme se dio
en 3 de los 60 casos, con capas de Palisandro, Flormorado y Teca.
De las 45 probetas que reaccionaron de manera significativa 41 de los casos la capa activa
tenía un sentido de la fibra transversal y 4 de los casos la capa activa tenía un sentido de
la fibra longitudinal. Como podemos ver en la figura 31 Comparación de la contracción de
las muestras explica este comportamiento ya que los coeficientes de higroexpansión en
sentido transversal son significativamente más altos lo que explica este comportamiento.
Dentro de estas 45 probetas las 5 que más reaccionaron tienen como capa activa la
especie Haya, y ambas capas tienen un sentido de la fibra transversal.
Al analizar el comportamiento de estas 22 probetas se encontraron los siguientes
comportamientos:
▪ En un 82% de los casos la capa activa tenía un sentido de la fibra transversal.
▪ La especie que funcionó como capa activa en la mayoría de las ocasiones (5) fue
el Sycamore.
▪ La especie que funcionó como capa activa en menores ocasiones (2) fue el Sapelli.
▪ Solo tres de las probetas alcanzan más de 10m-1 de deformación (FM+HA TT,
FM+SY TT y PA+TN TL), en los dos casos de mayor deformación la capa activa
es la transversal.
114
Figura 115 Preselección de probetas (22 muestras)
Fuente: Autor
Tabla 8-4 Valores de curvatura circular (K) en m-1 de las 22 probetas durante el ensayo, ordenados de mayor a menor respuesta (K vs tiempo)
Fuente: Autor
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
0 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 24:00
K(m
-1)
T(h)
Tiempo vs Deformacion en m-1
FM+SI LT FM+SI TL FM+SI TT FM+PA LT FM+PA TL FM+TN LT
FM+TN TL FM+HA LT FM+HA TL FM+HA TT SA+SI LT SA+SI TL
SA+TN LT SA+TN TL SI+TN LT SI+TN TL SI+HA LT SI+HA TL
PA+TN LT PA+TN TL PA+HA TL TN+HA LT
MEDICION (h) 0 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 24:00
FM+HA TT 1.51 7.84 11.26 13.71 15.47 16.80 17.58 17.81 18.26 18.27 19.11 18.06 18.64 15.66
FM+SI TT 0.74 7.12 7.65 8.42 9.22 10.38 10.71 11.01 10.88 11.39 11.57 11.39 11.93 12.38
PA+TN TL 0.16 5.64 7.01 8.47 9.00 9.40 9.51 9.59 9.77 9.60 10.51 10.08 9.97 10.09
SA+SI LT 0.03 6.62 7.83 8.34 8.43 8.80 8.83 9.09 8.87 8.97 9.18 9.10 8.76 1.14
SI+TN TL 0.30 4.54 5.45 6.07 6.48 6.90 6.99 7.25 7.22 7.52 7.63 7.58 7.43 7.75
PA+HA TL 0.16 3.91 5.17 5.82 5.89 6.18 6.22 6.31 6.41 6.57 6.47 6.47 6.29 6.11
SA+TN LT 1.40 4.60 5.44 5.98 6.20 6.24 6.15 6.49 6.25 6.38 6.34 6.27 6.16 5.64
FM+SI LT 0.82 4.52 5.51 5.83 6.03 6.31 5.98 6.15 6.08 6.25 6.18 6.16 6.24 5.90
TN+HA LT 0.42 3.56 4.56 4.98 5.25 5.64 5.75 5.74 5.82 5.81 5.98 5.98 6.01 6.12
FM+HA LT 0.19 4.09 4.59 5.08 5.49 5.73 5.64 5.69 5.64 5.52 5.65 5.62 5.44 4.61
FM+PA LT 0.24 3.88 4.78 4.86 5.31 5.25 5.35 5.14 5.14 4.91 5.05 5.27 5.22 4.16
SI+HA TL 0.05 3.43 4.29 4.64 4.95 4.85 5.04 4.73 4.73 4.69 4.65 4.68 4.64 4.22
SI+HA LT 0.25 2.07 2.74 3.73 4.18 4.75 4.98 5.08 5.49 5.44 5.52 5.70 5.58 6.12
SA+TN TL 2.05 4.33 4.82 4.99 4.69 4.69 4.74 5.16 5.16 5.01 5.06 4.97 5.42 4.41
FM+TN TL 0.16 2.37 3.04 3.31 3.65 3.72 3.76 3.93 4.22 4.34 4.28 4.42 4.43 4.43
FM+TN LT 0.02 2.39 2.74 3.05 3.32 3.24 3.52 3.48 3.39 3.49 3.83 3.48 3.63 3.32
FM+HA TL 0.10 1.81 2.18 2.69 2.62 2.79 3.35 2.97 3.08 3.17 3.06 2.96 3.62 3.20
SA+SI TL 0.14 3.16 3.08 3.03 3.08 3.12 3.05 3.02 2.98 2.90 2.88 2.81 2.92 0.64
FM+PA TL 0.08 2.09 2.42 2.75 2.89 2.97 3.03 3.23 3.09 3.19 3.06 3.09 3.19 3.37
PA+TN LT 0.21 2.62 2.73 2.96 2.76 2.93 3.00 3.04 3.04 2.98 2.95 3.01 3.06 2.99
SI+TN LT 0.27 2.00 2.10 2.36 2.43 2.34 2.53 2.35 2.47 2.28 2.37 2.52 2.38 2.09
FM+SI TL 0.51 1.64 1.95 2.21 2.33 2.86 2.49 2.44 2.42 2.67 2.45 2.37 2.60 2.71
115
Para la selección de las 2 combinaciones con mejor desempeño se descartan las probetas
que presentan delaminación, no presentan deformación uniforme, y presentan
deformaciones pronunciadas o muy pronunciadas después del ciclo inicial de humedad.
Tras este proceso de selección donde fueron seleccionadas las FM+HA TT y FM+SI TT,
cuyo comportamiento se explica por los coeficientes de higroexpansión más altos del
sentido transversal de la fibra como se puede observar en la figura 31. Como podemos ver
en la figura 115 las probetas alcanzan un porcentaje considerable de su deformación total
en las primeras 3 horas, la probeta FM+HA TT alcanza 17.58 m-1 (92.02%) de su
deformación máxima (19.1062 m-1) y la probeta FM+SY TT alcanza 10.70 m-1 (86.47%)
de su deformación máxima (12.3835 m-1), sin presencia de delaminación, con una
deformación uniforme y con una deformación ligera después de estar expuestos a 90% HR
(ver figuras 115 a 117).
Figura 116 Probetas seleccionadas
Fuente: Autor
0 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:0024:0
0
FM+SI TT 0.74 7.12 7.65 8.42 9.22 10.38 10.71 11.01 10.88 11.39 11.57 11.39 11.93 12.38
FM+HA TT 1.51 7.84 11.26 13.71 15.47 16.80 17.58 17.81 18.26 18.27 19.11 18.06 18.64 15.66
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
K(m
-1)
T(h)
Tiempo vs Deformacion en m-1
116
Figura 117 Comportamiento probetas seleccionadas FM+HA TT (fotografías a 0h, 3h y
24h)
Fuente: Autor
Figura 118 Comportamiento probetas seleccionadas FM+SI TT (fotografías a 0h, 3h y 24h)
Fuente: Autor
117
Análisis de resultados experimento de selección
Los resultados de los ensayos de selección del material serán reportados por grupos de
probetas. El análisis de esos resultados comparara la deformación, tiempo de respuesta,
tiempo de recuperación y recuperación del estado inicial. Los datos más detallados de
cada probeta se encuentran en los formatos anexos “Registro de ensayo de selección de
material”.
8.4.1 Reporte de resultados
• FLOR MORADO +SYCAMORE TRANSVERSAL-TRANSVERSAL
En esta combinación de chapillas la probeta que presento mayor deformación fue la
probeta 01 con 7.7473 m-1 a las 26:30 horas (2:30 horas del segundo ciclo de humedad),
la deformación promedio máxima durante el primer ciclo de humedad fue de 6.090 m-1 a
las 06:30 horas, durante el segundo ciclo de humedad fue de 7.2452 m-1 a las 26:30 horas
(2:30 horas del segundo ciclo de humedad).
En cuanto a la recuperación de las probetas se encontró que las probetas no solo vuelven
a su forma inicial, sino que se genera una deformación en el sentido contrario. En esta
combinación de chapillas la probeta que presentó este fenómeno en mayor medida fue la
probeta 02 con -2.0379 m-1 a las 37:30 horas (1:30 horas del segundo ciclo de humedad),
la recuperación promedio máxima durante el primer ciclo de secado fue de 0.0090 m-1 a
las 13:30 horas (1:30 horas del primer ciclo de secado), durante el segundo ciclo de fue
de -0.9073 m-1 a las 37:30 horas (1:30 horas del segundo ciclo de secado). Durante estos
ciclos de secado la recuperación de la deformación se da en mayor proporción en la
primera media hora.
118
Figura 119 Fotografías del ciclo de humedad alta FM+SY TT (a 0h, 12h y 36h)
Fuente: Autor
119
Figura 120 Fotografías del ciclo de humedad baja FM+SY TT (a 0h, 12:30h y 36:30h)
Fuente: Autor
120
Figura 121 Comportamiento de las probetas FM+SY TT
Fuente: Autor
Figura 122 Promedio comportamiento de las probetas FM+SY TT
Fuente: Autor
-4
-2
0
2
4
6
8
10
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
DEF
OR
MA
CIÓ
N (
m-1
)
TIEMPO (h)
TIEMPO VS DEFORMACIÓN FM+SY TT
PROBETA 1 PROBETA 2 PROBETA 3
PROBETA 01 PROBETA 02 PROBETA 03
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
DEF
OR
MA
CIÓ
N (
m-1
)
TIEMPO (h)
TIEMPO VS DEFORMACIÓN FM+SY TT (PROMEDIO)
PROMEDIO PROMEDIO
121
• FLOR MORADO + HAYA TRANSVERSAL-TRANSVERSAL
En esta combinación de chapillas la probeta que presento mayor deformación fue la
probeta 02 con 12.9124 m-1 a las 26:30 horas (2:30 horas del segundo ciclo de humedad),
la deformación promedio máxima durante el primer ciclo de humedad fue de 11.9549 m-1
a las 07:00 horas, durante el segundo ciclo de humedad fue de 12.7015m-1 a las 26:30
horas (2:30 horas del segundo ciclo de humedad).
En cuanto a la recuperación de las probetas se encuentra que no se recuperan totalmente.
En esta combinación de chapillas la probeta que presento este fenómeno en mayor medida
fue la probeta 03 con 1.2670 m-1 a las 37:30 horas (1:30 horas del segundo ciclo de
secado), la recuperación promedio máxima durante el primer ciclo de secado fue de
2.5139m-1 a las 14:30 horas(2:30 horas del segundo ciclo de secado), durante el segundo
ciclo de secado fue de 1.8412 m-1 a las 38:00 horas (2:00 horas del segundo ciclo de
secado). Durante estos ciclos de secado la recuperación de la deformación se da en mayor
proporción en la primera media hora.
Figura 123 Fotografías del ciclo de humedad alta FM+HA TT (a 0h, 12h y 36h)
122
Fuente: Autor
Figura 124 Fotografías del ciclo de humedad alta FM+HA TT (a 0h, 12:30h y 36:30h)
123
Fuente: Autor
124
Figura 125 Comportamiento de las probetas FM+HA TT
Fuente: Autor
Figura 126 Promedio comportamiento de las probetas FM+HA TT
Fuente: Autor
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
DEF
OR
MA
CIÓ
N (
m-1
)
TIEMPO (h)
TIEMPO VS DEFORMACIÓN FM+HA TT
PROBETA 1 PROBETA 2 PROBETA 3
PROBETA 01 PROBETA 02 PROBETA 03
0
2
4
6
8
10
12
14
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
DEF
OR
MA
CIÓ
N (
m-1
)
TIEMPO (h)
TIEMPO VS DEFORMACIÓN FM+HA TT (PROMEDIO)
PROMEDIO PROMEDIO
125
8.4.2 Análisis de resultados
Como podemos ver en la siguiente figura la mayor deformación se presentó en la probeta
FM+HA TT, una deformación mayor a 15 m-1 y que se presenta de manera más
pronunciada en las primeras 3 horas de la exposición a el ciclo de humedad alta.
Figura 127 Comparación del estado inicial a la deformación máxima (FM+SY arriba, FM+HA abajo)
Fuente: Autor
Como se puede ver en el gráfico comparativo de tiempo vs deformación la mayor respuesta
fue la de la combinación FM+HA TT, al igual que sucedió en la primera fase de ensayos,
pero en menor magnitud, ya que en el ensayo anterior alcanzo 19.1061 m-1 a las 6:00
horas de exposición y en este ensayo el máximo promedio fue 12.7015m-1 a las 26:30
126
horas (4:30 horas del segundo ciclo de secado). Por otra parte, la deformación y
recuperación de las probetas es mucho más pronunciada en las primeras horas de los
ciclos, recuperando un 64.2% de la deformación en la primera media hora del primer ciclo
de humedad baja (pasando de 10.5157 m-1 a 3.7570 m -1).
Figura 128 Comparación del comportamiento de las probetas
Fuente: Autor
Durante el funcionamiento prolongado de la cámara de humedad se encontraron
variaciones de humedad que se reflejan en la deformación de las probetas. Particularmente
en el segundo ciclo de humedad alta donde la humedad tuvo una variación de 14%.
Particularmente durante el segundo ciclo de humedad baja se presentaros variaciones de
la humedad que se ven reflejadas en el comportamiento de las probetas, la humedad inicial
de este ciclo fue de 42% y la final de 61%, este cambio se ve reflejado en un aumento de
la deformación.
Se puede observar que después de los dos primeros ciclos aumentan tanto la deformación
como la recuperación del material, lo que indica que el material presenta un
comportamiento similar en varios ciclos aumentando su movilidad hasta que se estabilice
su respuesta ante el estímulo. Similar al comportamiento descrito por Le Duigou et al, ver
figura 13: Esquema de funcionamiento del bio-compuesto con respuesta inducida por el
agua; ciclos de inmersión y secado y curvatura presentada (Le Duigou & Castro, 2015).
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
DEF
OR
MA
CIÓ
N (
m-1
)
TIEMPO (h)
COMPARATIVO TIEMPO VS DEFORMACIÓN (PROMEDIO)
PROMEDIO FM+SY TT PROMEDIO FM+HA TT PROMEDIO FM+SY TT PROMEDIO FM+HA TT
127
Figura 129 Comportamiento de la humedad y temperatura durante el ensayo
Fuente: Autor
Al comparar estos resultados con los obtenidos por Holstov et al. con los resultados
anteriormente descritos podemos encontrar similitudes en el comportamiento pese a las
diferencias de composición y fabricación. El bicapa utilizado en la investigación de Holstov
está compuesto por Abedul plateado (Betula Pendula) con una sección de 1 mm en la capa
activa y con corte en sentido tangencial + GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) con una
sección de 0.2 mm en la capa pasiva.
El bicapa es sometido a 4 ciclos de humedad y secado de 15 horas cada uno(ver figura
129). Al exponerlo ante 87% HR por 15 horas alcanza una deformación máxima de 19.6
m-1, m posteriormente en el ciclo de 15 horas de secado a humedad ambiente (29%HR -
37%HR) presenta una deformación en el sentido contrario de -9.33m-1 (un comportamiento
similar al presentado por la combinación de FM+SY TT con -2m-1). Con base a la
información obtenida se encuentra lo siguiente:
▪ Bajo condiciones similares el bicapa en madera de FM+HA TT presenta un 64% de
la deformación máxima alcanzada por el Abedul plateado + GFRP, esto debido al
proceso de selección de materiales y fabricación utilizado por Holstov et al. que
permite definir los grosores, relaciones de módulos de elasticidad y coeficientes de
higroexpansión óptimos.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
AD
IMEN
SIO
NA
L
TIEMPO (h)
TIEMPO VS HUMEDAD/TEMPERATURA
HUMEDAD RELATIVA (%) TEMPERATURA (°C) HR (%) T (°C)
128
▪ La recuperación de la deformación es más rápida en el bicapa en madera, pero hay
que tener en cuenta que el bicapa con GFRP presenta una deformación en el
sentido contrario muy pronunciada (-9.33m-1). Esto se explica por la pequeña
sección de la capa pasiva (0.2mm) que puede haber alcanzado su límite elástico
durante el ciclo de humedad y empezar a tener un comportamiento plástico.
▪ Se encuentra un comportamiento comparable si se comparan las figuras 127 y 129,
mostrando como diferentes materiales pueden funcionar bajo este mismo principio
y realizar exploraciones con base a los datos de investigaciones similares.
Figura 130 Grafica de tiempo vs deformación bicapa Silver brich + Fibreglass
Fuente: Hygromorphic materials for sustainable responsive architecture (Holstov et al., 2015)
Componentes
FM+HA TT
Abedul plateado + GFRP
%HR en ciclos de humedad
90%
87%
Deformacion maxima
12.7m-1
19.6m-1
9. Conclusiones y recomendaciones
Conclusiones
Se encontró que el 5% de las muestras de la primera ronda de experimentos mostraron
una variación en la tipología de deformación, donde no se presentó una curvatura en forma
de circulo sino una curvatura en forma de S (ver figuras 52, 57, 102), este fenómeno se
presentó en las probetas FM+PA TT, FM+TN TT y PA+TN TT, en estos casos el sentido
de la fibra de las dos capas transversal, y ninguna de las muestras supera los 5 m-1 de
curvatura radial. Ya que la madera es un material natural, puede presentar algunas
variaciones de coeficientes de higroexpansión o resistencia del material que generen este
tipo de comportamiento.
Se encontró que el tiempo de respuesta promedio para llegar al 70% de la curvatura
circular máxima oscila entre las 2 y 3 horas de exposición al 90% HR, la curva que describe
la deformación presenta su mayor pendiente en este tramo inicial, la deformación máxima
estas condiciones de humedad se presenta entre las 2 y 4 horas de exposición.
Se encontró que el tiempo de recuperación de la condición inicial ante condiciones de 42%
HR es considerablemente corto y uniforme al proceso de deformación inicial, recuperando
el 61% de su deformación en la primera media hora.
Se encontró en exploraciones iniciales con el material de interfase con el método de
fabricación con adhesivo, algunas de las combinaciones presentan delaminación en las
horas iniciales de estar expuestas al 90% HR, este fenómeno se debe a la gran diferencia
de coeficientes de higroexpansión y grosores, que genera tensiones internas en el bi-capa
que no logra soportar la interfase. En estos casos se puede explorar una unión mecánica
como remplazo de este elemento.
130
Para la selección de la combinación final se priorizó el tiempo de respuesta con relación a
la curvatura radial, junto con la capacidad de recuperarse de las deformaciones
presentadas. La probeta que obtuvo mejor resultado fue: FM+HA TT. Con una curvatura
circular de 1.8412 m-1 a las 38:00 horas (dos horas del segundo ciclo de humedad).
Recomendaciones
Aunque el interés de la investigación es mantener como componente principal la madera
por cuestiones ambientales y por la facilidad de fabricación, es necesario adelantar
investigaciones que evalúen el mismo fenómeno en combinación con componentes
sintéticos u otros componentes naturales como textiles o fibras (como lo hace Holstov con
su compuesto de madera y polímero reforzado con fibra de vidrio (Holstov et al., 2015,
2017)).
Puede que bajo condiciones de uso real no se alcanza la deformación máxima lograda en
laboratorio, por lo tanto, se debe tener en cuenta esto para el diseño de aplicaciones del
material buscando aprovechar la capacidad del material en el 60%-80% de su deformación
máxima, posiblemente con tratamientos geométricos que optimicen este comportamiento.
Debido al interés de generar aplicaciones arquitectónicas que puedan ser ejecutadas de
manera masiva se decidió priorizar la disponibilidad local y la presentación comercial de
las chapillas de madera natural, esto planteó varias determinantes para el estudio, la
incapacidad de tener una sección lo suficientemente grande como para realizar pruebas
físico-mecánicas con los equipos disponibles, dificultó la caracterización de las muestras.
Por esta razón la caracterización del comportamiento del material se centra en mediciones
directas de laboratorio y se compara con experimentos en similares condiciones
experimentales.
Con el fin de controlar de una manera más precisa los factores que definen el
comportamiento del material se debería estudiar de manera más prolongada con casos de
aplicación especifica que permita definir claramente las variables que afectan la durabilidad
del material.
A. Anexo: Determinación del coeficiente de contracción
132 Título de la tesis o trabajo de investigación
TIP
O D
E P
RO
BET
A
CO
NTR
AC
CIO
N L
INEA
L
5/07
/201
86/
07/2
018
6/07
/201
86/
07/2
018
7/07
/201
89/
07/2
018
9/07
/201
810
/07/
2018
ZIL
012.
372.
382.
352.
372.
360.
010.
0024
100.
72.
360.
870.
860.
860.
000.
0009
100.
320.
860.
38
ZIL
022.
112.
172.
102.
072.
09-0
.02
0.00
2110
0.73
2.09
0.86
0.86
0.87
-0.0
10.
0009
100.
530.
870.
20
ZIL
032.
372.
382.
502.
542.
530.
010.
0025
100.
512.
530.
960.
940.
940.
000.
0009
100.
160.
940.
35
HA
L 01
2.15
2.19
2.15
2.12
2.13
-0.0
10.
0021
99.8
42.
131.
000.
990.
990.
000.
0010
99.4
10.
990.
43
HA
L 02
2.13
2.25
2.30
2.36
2.33
0.03
0.00
2499
.74
2.33
1.05
1.05
1.04
0.01
0.00
1099
.52
1.04
0.22
HA
L 03
2.10
2.19
2.19
2.15
2.16
-0.0
10.
0022
99.8
32.
161.
001.
000.
980.
020.
0010
99.1
70.
980.
66
TNL
011.
601.
921.
901.
921.
910.
010.
0019
100.
811.
910.
820.
810.
810.
000.
0008
100.
30.
810.
51
TNL
021.
661.
771.
791.
811.
800.
010.
0018
100.
391.
800.
820.
820.
83-0
.01
0.00
0899
.86
0.83
0.53
TNL
031.
771.
901.
881.
851.
89-0
.04
0.00
1910
0.62
1.89
0.80
0.80
0.80
0.00
0.00
0810
0.02
0.80
0.60
ZAL
011.
661.
781.
811.
801.
790.
010.
0018
100.
981.
790.
720.
690.
690.
000.
0007
100.
670.
690.
31
ZAL
021.
771.
851.
861.
841.
86-0
.02
0.00
1810
0.78
1.86
0.70
0.72
0.72
0.00
0.00
0710
0.45
0.72
0.33
ZAL
031.
811.
981.
851.
781.
80-0
.02
0.00
1810
0.5
1.80
0.71
0.72
0.72
0.00
0.00
0710
0.22
0.72
0.28
FML
012.
102.
232.
352.
312.
34-0
.03
0.00
2399
.92
2.34
0.73
0.73
0.75
-0.0
20.
0008
99.7
0.75
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5.62
11.3
0
B. Anexo: Registro ensayo combinaciones a humedad constante
C. Anexo: Registro ensayo experimento selección
Bibliografía
101 Taipei Financial Center Corp. (n.d.). Retrieved August 29, 2018, from
https://www.taipei-101.com.tw/en/observatory-damper.aspx#SCROLL2
Abraham, Y., & Elbaum, R. (2013). Hygroscopic movements in Geraniaceae: The
structural variations that are responsible for coiling or bending. New Phytologist,
199(2), 584–594. https://doi.org/10.1111/nph.12254
BARBA, J. J. (2016). PIERRE CHAREAU: ARQUITECTURA MODERNA Y DISEÑO.
Retrieved June 10, 2019, from https://www.metalocus.es/es/noticias/pierre-chareau-
arquitectura-moderna-y-diseno
Barozzi, M., Lienhard, J., Zanelli, A., & Monticelli, C. (2016). The Sustainability of
Adaptive Envelopes: Developments of Kinetic Architecture. Procedia Engineering,
155, 275–284. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.08.029
Beesley, P., Haque, U., Khan, O., Scholz, T., & Shepard, M. (2009). Responsive
Architecture / Performing Instruments, 4, 45.
Bettotti, P., Maestri, C. A., Guider, R., Mancini, I., Nativ-Roth, E., Golan, Y., & Scarpa, M.
(2016). Dynamics of Hydration of Nanocellulose Films. Advanced Materials
Interfaces, 3(5), 1500415. https://doi.org/10.1002/admi.201500415
Burgert, I., & Fratzl, P. (2009). Actuation systems in Plants as prototypes for bioinspired
devices. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical
and Engineering Sciences, 367(1893), 1541–1557.
https://doi.org/10.1098/rsta.2009.0003
Cartagena, J. acuerdo de. (1984). Manual de diseño para maderas del grupo andino. (J.
acuerdo de Cartagena, Ed.). Lima.
Doris Kim Sung. (2012). Metal that breathes. TED. Retrieved from
https://www.ted.com/talks/doris_kim_sung_metal_that_breathes
Entandrophragma cylindricum (PROTA) - PlantUse English. (n.d.). Retrieved July 25,
2019, from https://uses.plantnet-
project.org/en/Entandrophragma_cylindricum_(PROTA)
140
Eslava, J. (1992). Variación temporal de la humedad relativa del aire en Santafe de
Bogota. Revista Academica Colombiana de Ciencias.
Gong, J., Lin, H., Dunlop, J. W. C., & Yuan, J. (2017). Hierarchically Arranged Helical
Fiber Actuators Derived from Commercial Cloth. Advanced Materials, 29(16).
https://doi.org/10.1002/adma.201605103
Holstov, A., Bridgens, B., & Farmer, G. (2015). Hygromorphic materials for sustainable
responsive architecture. Construction and Building Materials, 98, 570–582.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.08.136
Holstov, A., Farmer, G., & Bridgens, B. (2017). Sustainable materialisation of responsive
architecture. Sustainability (Switzerland), 9(3). https://doi.org/10.3390/su9030435
Ideam. (2011). Temperatura Media Bogotá. Ideam.
IDEAM. (2010). Valores Medios Multianuales de Humedad Relativa en %, 4801501.
IDEAM. (2014a). Valores maximos multianuales de temperatura media en °C - periodo
1981 - 2010. Atlas Climatológico de Colombia, 4801501. Retrieved from
http://bart.ideam.gov.co/portal/prono_fin_semana/meteorologia/info/tmedmen.html
IDEAM. (2014b). Valores minimos multianuales de temperatura media en °C - periodo
1981 - 2010. Atlas Climatológico de Colombia, 4801501. Retrieved from
http://bart.ideam.gov.co/portal/prono_fin_semana/meteorologia/info/tmedmen.html
Le Duigou, A., & Castro, M. (2015). Moisture-induced self-shaping flax-reinforced
polypropylene biocomposite actuator. Industrial Crops & Products, 71, 1–6.
https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.03.077
Le Duigou, A., Castro, M., Bevan, R., & Martin, N. (2016). 3D printing of wood fibre
biocomposites: From mechanical to actuation functionality. Materials and Design, 96,
106–114. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2016.02.018
Li, S., & Wang, K. W. (2016). Plant-inspired adaptive structures and materials for
morphing and actuation: a review. Bioinspiration & Biomimetics, 12(1), 011001.
https://doi.org/10.1088/1748-3190/12/1/011001
Loonen, R. C. G. M., Trčka, M., Cóstola, D., & Hensen, J. L. M. (2013). Climate adaptive
building shells: State-of-the-art and future challenges. Renewable and Sustainable
Energy Reviews, 25, 483–493. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.04.016
López, M., Rubio, R., Martín, S., & Ben Croxford. (2017, January). How plants inspire
façades. From plants to architecture: Biomimetic principles for the development of
adaptive architectural envelopes. Renewable and Sustainable Energy Reviews.
Bibliografía 141
https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.09.018
Madera de Haya: Características y Principales Usos | Maderame. (n.d.). Retrieved July
25, 2019, from https://maderame.com/madera-haya/
Meagher, M. (2015). Designing for change: The poetic potential of responsive
architecture. Frontiers of Architectural Research, 4(2), 159–165.
https://doi.org/10.1016/j.foar.2015.03.002
Menges, A., & Reichert, S. (2012). Material capacity: Embedded responsiveness.
Architectural Design, 82(2), 52–59. https://doi.org/10.1002/ad.1379
Negroponte, N. (1969). Toward a Theory of Architecture Machines. Source: Journal of
Architectural Education (Vol. 23). Retrieved from
https://www.jstor.org/stable/pdf/1423828.pdf?refreqid=excelsior%3A40ab7624ac6e6
685d8944a983dd551af
Negroponte, N. (1970). The Architecture Machine. (MIT Press, Ed.).
Plátano occidental / Plátano de Virginia / Sicómoro americano | Platanus occidentalis |
Madera. (n.d.). Retrieved July 25, 2019, from
https://www.timberpolis.es/s210402/Plátano-occidental---Plátano-de-Virginia---
Sicómoro-americano-Platanus-occidentalis
Reyssat, E., & Mahadevan, L. (2009). Hygromorph: from pine cone to biomimetic bilayers.
Journal of the Royal Society-Interface, 6(June), 951–957.
Richter, H. G., Antonio, J., Guzmán, S., Fuentes Talavera, F. J., Rodríguez Anda, R.,
Andrea, P., … Rosa Morada Tzalam, R. (2009). Fichas de Propiedades
Tecnológicas de las Maderas. Retrieved from
http://savagewoods.com/chakte_viga.html
Sterk, T. D. E. (2005). Building upon Negroponte: A hybridized model of control suitable
for responsive architecture. Automation in Construction, 14(2 SPEC. ISS.), 225–232.
https://doi.org/10.1016/j.autcon.2004.07.003
Telles Antonio, R., Nájera Luna, J. A., Alanís Rodríguez, E., Aguirre Calderón, O. A.,
Jiménez Pérez, J., Gómez Cárdenas, M., & Muñoz Flores, H. J. (2017). Revista
mexicana de ciencias forestales. Revista mexicana de ciencias forestales (Vol. 8).
Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Retrieved
from http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S2007-
11322017000200037&lng=es&nrm=iso
Timoshenko, S. (1925). Analysis of Bi-Metal Thermostats. J. Opt. Soc. Am., 11(3), 233–
142
255. https://doi.org/10.1364/JOSA.11.000233
Wikipedia. (n.d.). Biomimesis. Retrieved from https://es.wikipedia.org/wiki/Biomimesis