Máquina de ensayos para la investigación y tecnología de la madera: La NMBU utiliza la Z1200ES de ZwickRoell
Testimonio
- Cliente: Norwegian University of Life Sciences (NMBU)
- Localidad: Ås, Noruega
- Sector: Madera
- Tema: NMBU: Ensayo de madera y elementos de construcción con el modelo Z1200 para investigación y enseñanza en proyectos de investigación y tecnología de la madera.
Mayo 2024
Los investigadores de la NMBU están estudiando cómo el clima y la silvicultura influyen en las diferentes propiedades de la madera y cómo dichas propiedades se relacionan con el rendimiento de diferentes productos de madera. El objetivo de la investigación es aumentar la producción de madera de alta calidad y optimizar y aplicar construcciones especialmente sostenibles reduciendo la huella de carbono.
Norwegian University of Life Sciences (NMBU)
La Universidad Noruega de biociencias (NMBU): Trabajo pionero en biociencias y sostenibilidad.
La Universidad Noruega de Ciencias de la Vida (NMBU) es una reputada institución educativa de Ås (Noruega). Fundada en 1859, la universidad tiene una larga historia de promoción de la educación, la investigación y la innovación en las ciencias de la vida. La NMBU goza de reconocimiento internacional por sus programas y áreas de investigación en ciencias agrícolas, silvicultura, veterinaria, ciencias medioambientales, arquitectura paisajística y disciplinas afines. La universidad ofrece una amplia gama de programas de licenciatura, máster y doctorado que atraen a estudiantes de todo el mundo.
La investigación en la NMBU se centra en abordar los retos mundiales en los ámbitos de la seguridad alimentaria, la sostenibilidad, la protección del medio ambiente y la salud. Mediante asociaciones con gobiernos, la industria y otras instituciones académicas, la universidad contribuye activamente al desarrollo de estrategias y soluciones que tengan un impacto positivo en la sociedad y el medio ambiente. La NMBU fomenta un entorno de aprendizaje abierto e integrador que estimula la creatividad, el pensamiento crítico y la colaboración interdisciplinar. Con unas instalaciones modernas, un profesorado altamente cualificado y una animada comunidad universitaria, la Universidad Noruega de Ciencias de la Vida ofrece una plataforma inspiradora para que estudiantes e investigadores exploren los retos y oportunidades de las ciencias de la vida.
Las principales competencias de ZwickRoell
- Excelente calidad y fiabilidad en máquinas de ensayos para madera.
- Asesoramiento experto, servicio rápido y fiable de ZwickRoell.
- Permite ensayar un gran volumen de probetas con muy alta precisión y reproducibilidad de resultados.
- El software de ensayo testXpert facilita la personalización de las configuraciones de ensayo y permite un manejo sencillo y seguro de la máquina.
- Pueden conectarse dispositivos externos, como sondas táctiles de alta precisión y sistemas de correlación de imágenes digitales, para medir las deformaciones de diferentes probetas y uniones.
- El accionamiento superior y la base inferior facilitan la manipulación de probetas de ensayo de gran tamaño.
La tarea
Análisis de las propiedades y los elementos estructurales de la madera
Según el PNUMA 2022*, alrededor del 42 por ciento de las emisiones de gases de efecto invernadero producidas por el ser humano son atribuibles al sector de la construcción. Estas emisiones incluyen tanto los materiales como los procesos relacionados con la construcción y la demolición.
Como materia prima natural y renovable, la madera puede sustituir a los materiales de construcción con mayores emisiones de carbono y contribuir así de forma decisiva a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en el sector de la construcción. Hay una tendencia hacia el uso de la madera en una gama más amplia de aplicaciones y, para muchas de ellas, es importante el rendimiento mecánico.
La investigación en la NMBU abarca toda la cadena de valor de la madera, desde la silvicultura y la industria de la madera, hasta el uso y reciclaje de la madera en el sector de la construcción. El objetivo de la investigación es aumentar la producción de madera de alta calidad, así como optimizar y materializar los beneficios de las construcciones muy sostenibles con una huella de carbono reducida.
Dado que las propiedades de la madera varían enormemente, es importante conocer estas diferencias para el aprovechamiento eficiente de este recurso natural. El grupo de investigación de madera se ocupa de varias cuestiones: ¿Cómo influyen el clima y las prácticas forestales en las propiedades de la madera? ¿Y cómo se puede garantizar la alta calidad de los productos de madera en este contexto?
El grupo de investigación sobre la construcción en madera tiene una larga tradición en la investigación en el campo de la construcción. Su experiencia incluye la caracterización del comportamiento mecánico de juntas y componentes, el diseño de edificios de madera sometidos a cargas estáticas y dinámicas, la evaluación de edificios de madera existentes y la rehabilitación de edificios históricos y protegidos.
*Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (2022). 2022 Global Status Report for Buildings and Construction: Towards a Zero-emission, Efficient and Resilient Buildings and Construction Sector. Nairobi.
La solución ZwickRoell
Máquina de ensayo de materiales Z 1200 ES con una carga de ensayo de 1200 kN.
La NMBU confía en la máquina de ensayos de materiales de ZwickRoell Z1200 ES de 1200 kN, que también dispone de una zona de ensayo lateral con una capacidad de 250 kN. La máquina forma parte del laboratorio de madera de la NMBU. Se utiliza principalmente para estudios sobre la ciencia de la madera en la Facultad de Ciencias Ambientales y Gestión de Recursos Naturales (MINA) y para ensayos de estructuras de madera en la Facultad de Ciencias y Tecnología (REALTEK).
El bastidor está equipado con un accionamiento montado en la parte superior que proporciona una altura de trabajo cómoda para colocar probetas de gran tamaño en las zonas de trabajo. La electrónica está equipada con módulos adicionales para recibir señales de varios LVDT, células de carga y otros sensores (módulo multifunción).
Las dos facultades utilizan la máquina para realizar ensayos normalizados en pequeñas probetas de madera natural, madera modificada y diversos compuestos de madera, materiales derivados de la madera y madera de construcción. También se realizan ensayos con madera laminada encolada, madera contralaminada y elementos de construcción. Además de su propia investigación y enseñanza, la NMBU también realiza ensayos de materiales y prototipos para institutos de investigación y empresas.
El resultado
Precisión en ensayos de madera y componentes
Tanto los investigadores como los estudiantes se benefician de una máquina de alto rendimiento con una precisión muy elevada que puede programarse fácilmente para configuraciones de ensayo personalizadas con entradas de sensores externos. «La gran capacidad es necesaria para algunos de los ensayos que realizamos en madera laminada y estructuras de madera portantes. Entre ellos, se incluye la determinación de tensiones y deformaciones en el material y las propiedades de resistencia y deformación de uniones hechas con fijaciones mecánicas como clavos, tornillos, espigas y pernos», afirma el profesor Geir I. Vestøl, del Departamento de Ciencias Medioambientales y Gestión de Recursos Naturales de la NMBU. Anteriormente, las cargas más elevadas se producían cuando las fuerzas se probaban en elementos combinados de madera y hormigón.
El ensayo de flexión de madera estructural conforme a la norma EN 408 se realiza en el banco de ensayos lateral de 250 kN. Para medir las deformaciones localizadas se utilizan equipos para la medición de la extensión Heidenhain. Para realizar análisis más detallados de las deformaciones, el departamento también utiliza un sistema DIC de LaVision, que puede utilizarse junto con la máquina de ensayos. El equipo de ensayos lateral ofrece un fácil acceso a las probetas y es muy útil, por ejemplo, cuando se ensaya un gran número de probetas y se utiliza el sistema DIC.
La alta precisión es necesaria para ensayos con cargas bajas en probetas pequeñas de madera o materiales derivados de la madera, como tableros de aglomerado y de fibra. La célula de carga de 10 kN es útil cuanto se realizan ensayos con cargas bajas, por ejemplo, para determinar el módulo de elasticidad y la resistencia a la flexión de pequeñas probetas de madera clara (ISO 13061) o tableros derivados de la madera (EN 310).
Los investigadores también se benefician del rendimiento de la máquina de ensayos a la hora de determinar la resistencia a la tracción perpendicular a las caras del tablero (EN 319) o la dureza Brinell (EN 1534). Vestøl: «La exactitud y precisión de posicionamiento son notables. Y a través de la máquina se añade muy poco ruido a los datos cuando se utilizan las diferentes células de carga.»
El dimensionamiento correcto de las juntas de madera es crucial para las estructuras y los edificios de madera, y la evaluación experimental es una actividad fundamental del laboratorio de madera. Las juntas de madera se ensayan según la norma EN 12512 para cargas cíclicas y la norma EN 26891 para cargas estáticas.
«La máquina de ensayos de madera es increíblemente flexible y precisa. Gracias a su gran capacidad, exactitud y precisión, podemos ensayar una amplia gama de probetas. Desde pequeñas probetas de madera clara, hasta elementos estructurales: todo se puede ensayar.»
Prof. Geir I. Vestøl, Universidad Noruega de Ciencias de Biociencias, Facultad de Ciencias Medioambientales y Gestión de Recursos Naturales
La NMBU confía en la máquina de ensayos ZwickRoell para madera
