CENTRO DE INSTRUCCIÓN AERONAUTICA N°43 AEROCENTRO DE SERVICIOS C.A REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA EL TRANSPORTE Y OBRAS PUBLICAS INSTITUTO NACIONAL DE AERONAUTICA CIVIL CENTRO DE INSTRUCCIÓN AERONAUTICA N°43 AEROCENTRO DE SERVICIOS C.A Estructuras de Madera Ing. Carlos N.B. López G.

Contenido Definiciones básicas de estructuras. Cargas y tipos de cargas. Esfuerzos y tipos de esfuerzos. Como identificar los esfuerzos en una estructura. Elementos resistentes en las estructuras de aeronaves. Tipos de uniones entre los elementos de una estructura. Generalidades sobre la madera. Composición, clasificación y tipos de maderas de uso aeronáutico. Factores que influyen en el comportamiento y conservación de la madera.

Introducción Esta Unidad Curricular cubrirá los principios básicos de las Estructuras de Madera, el propósito principal es mantener sus condiciones básicas de eficiencia y seguridad durante el vuelo, esto se logra con un control de inspección y mantenimiento adecuados dentro de los límites establecidos por el fabricante. Una estructura con factor de resistencia inapropiada según sus condiciones reduce la eficiencia de la aeronave desde el punto de vista de su vida útil, que puedan ser causa de una falla en vuelo con sus consecuencias.

Estructuras Terminología Básica Una estructura es un conjunto de elementos estáticos (sin posibilidad de movimiento) unidos entre sí para soportar un conjunto de cargas. El sostenimiento de la estructura se logra gracias a fuerzas de resistencia interna llamadas esfuerzos que evitan que falle.

Definición de carga Las cargas son las fuerzas externas que actúan sobre las estructuras. Dichas fuerzas son las que causarían la caída de la estructura si no fuese suficientemente resistente.

Tipos de Cargas Los pesos situados sobre las estructuras. El peso de la propia estructura. La fuerza del viento sobre superficies grandes.

Definición de Esfuerzo Los esfuerzos son fuerzas internas de resistencia que aparecen en las estructuras y que evitan que ésta falle. Para que la estructura aguante las cargas, tienen que aparecer fuerzas dentro de las piezas que la componen, para que la estructura resista sin desmoronarse.

Tipos de Esfuerzo

Identificar los Esfuerzos de Una Estructura Para identificar los esfuerzos que hay en las distintas partes de una estructura primero tenemos que ver las cargas que hay aplicadas. Después observar el efecto que tienen esas cargas sobre cada una de las partes de la estructura.

Elementos Resistentes de las Estructuras Larguero (Spar): Viga que se extiende a lo largo del ala o fuselaje. Es el componente principal de soporte de la estructura. Soporta los esfuerzos de flexión y torsión. Costilla (Rib): Miembro delantero y posterior de la estructura del ala, da forma al perfil y transmite la carga del revestimiento a los largueros.

Elementos Resistentes de las Estructuras Larguerillos (Stringer): Son miembros longitudinales de las alas a lo largo de las mismas que transmiten la carga soportada por el recubrimiento a las costillas del ala. Placa o Alma (Web): Es una placa delgada que soportada por ángulos de refuerzo y estructura, suministra gran resistencia al corte.

Elementos Resistentes de las Estructuras Fuselaje Reticular o Tubular

Elementos Resistentes de las Estructuras Fuselaje Monocasco

Elementos Resistentes de las Estructuras Fuselaje Semimonocasco

los elementos de una estructura Tipos de uniones entre los elementos de una estructura Apoyada. No es un tipo de unión propiamente dicho. En algunos puntos de la estructura las piezas no se unen físicamente sino que quedan apoyadas. Esto permite pequeños desplazamientos que pueden ser debidos a grandes cargas o a la dilatación por cambios en la temperatura.

los elementos de una estructura Tipos de uniones entre los elementos de una estructura Articulada. Este tipo de unión permite que uno de los elementos gire respecto al otro. Este tipo de unión evita que aparezcan esfuerzos excesivos de flexión en estos puntos. No puede haber unión articulada en muchos puntos porque la estructura no sería estable. Puede haber uniones articuladas en todos los puntos si la estructura es triangulada

los elementos de una estructura Tipos de uniones entre los elementos de una estructura Rígida. No permite ningún tipo de desplazamiento entre los elementos unidos. Los puntos donde existe una unión rígida pueden ser puntos débiles de la estructura porque se acumulan esfuerzos de flexión peligrosos, aunque no tiene que haber ningún peligro si está correctamente diseñada.

Generalidades de la Madera Usos Notables Propiedades comparativas Madera 1.     E=10 Gpa 2.     Resistencia a la tracción: 100Mpa 3.     Densidad: 400kg/m3 Desventajas: La madera sufre cambios en su tamaño y sus propiedades con la variación de humedad La madera se ve sometida al ataque biológico Aluminio 1.     E= 70 Gpa 2.     Resistencia a la tracción: 70Mpa 3.     Densidad: 2710kg/m3

La composición de la madera un 50% de c carbono (C), un 42% de oxígeno(O), un 6% de hidrogeno(H) y el 2% de resto de nitrógeno(N) y otros elementos. Los componentes principales de la madera son: la celulosa, un polisacárido que constituye parte de del material total, la lignina (aproximadamente un 50%), que es un polímero resultante de la unión de varios ácidos y alcoholes fenilpropílicos y que proporciona dureza y protección, y La semicelulosa (alrededor de un 25%) cuya función es actuar como unión de las fibras.

La composición de la madera

Tipos de madera de uso aeronáutico Abeto de Douglas ( Douglas Fir) : Puede ser usada para sustituir el Abeto. Difícil para trabajar con herramientas manuales. Alguna tendencia a la fractura durante su fabricación. Abeto noble ( Abeto Fir): Características satisfactorias con respecto a trabajado, combado y fractura. Puede ser usado como sustituto del Abeto en las mismas medidas . Dureza inferior al Abeto. Pegado satisfactorio.

Tipos de madera de uso aeronáutico Cicuta occidental ( Western Hemlock): Textura menos uniforme que el Abeto. Puede ser usada como sustituto del Abeto. Pegado satisfactorio. Pino Blanco (Pine, Nothern White): Excelentes cualidades de trabajado, propiedades uniformes , dureza y resistencia al choque inferior al Abeto. No puede ser sustituida por el Abeto sin aumentar sus dimensiones para compensar la disminución de resistencia. Pegado satisfactorio.

Tipos de madera de uso aeronáutico Cedro Blanco ( White Cedar, Port Oxford) : Puede ser usada como sustituta del Abeto en las mismas dimensiones, o dimensión ligeramente menor disminuyendo su resistencia. Fácil para trabajar con herramientas manuales . Pegado difícil pero satisfactorio. Alamo Amarillo ( Poplar, Yellow) : Excelentes propiedades de trabajado, Podría no ser usada directamente como sustituta del Abeto, sin considerar la disminución de propiedades, disminución de resistencia al choque. Satisfactoria capacidad de pegado.

Factores que influyen en el Comportamiento La resistencia se incrementa cuando se reduce la humedad Durante el secado la madera se contrae y pueden ocurrir distorsiones o agrietamientos. La madera es anisotrópica. Por la orientación de la fibra, la resistencia en dirección longitudinal puede ser de 25 a 50 veces mayor que la resistencia en la dirección radial o tangencial. La madera tiene una buena tenacidad debido a la escasa desorientación de las microfibrilas.

Factores que influyen en el Comportamiento

Factores que influyen en la conservación Impregnación : Consisten en sumergir las maderas en disolución de diversos productos, los cuales penetran por los vasos de la superficie a la presión ordinaria, y en el interior, mediante el vacío y presión. Kianización, Emplea el cloruro mercúrico o sublimado disuelto en agua al 2%, para impregnaciones superficiales de postes y traviesas. Dada su toxicidad no se puede emplear en maderas para interiores, y es de manipulación peligrosa.

Factores que influyen en la conservación Cloruro de cinc, Tiene el inconveniente de ser higroscópico, reteniendo la humedad y descomponiéndose por esto la madera.  Sulfato de cobre, al 1.5% se emplea para inyectar los troncos recién cortados. Alquitranado, El alquitrán de hulla se aplica para la conservación, de las maderas porque contienen fenol y naftalina. Pinturas : Es la protección menos duradera por ser arrastrada por el agua y mecánicamente. Se preparan con aceite de linaza alquitrán de hulla y petróleo, alquitrán de madera, solos o mezclados con resinas, asfaltos, cal apagada y los compuestos de flúor.

Mecanizado de la Madera Aserrado:dividir en trozos la madera según el uso que se le vaya a dar después. Suelen usar diferentes tipos de sierra como por ejemplo, la sierra alternativa, de cinta, circular ó con rodillos. Cepillado:Cepillar quiere decir alisar la madera con la ayuda de un cepillo de carpintero

Mecanizado de la Madera Regruesado: Con éste proceso se preparan las caras de una pieza de madera maciza Perfilado: Proceso que permite dar forma a piezas de gran tamaño Torneado : Las máquinas que definen este proceso son un torno y una lijadora de gran capacidad. El objetivo es crear cilindros con una forma definida a partir de un bloque de madera.

Preguntas???

Por su atención, muchas gracias "El acceso al conocimiento y la cultura no significa por sí solo la adquisición de principios éticos; pero sin conocimiento y cultura no se puede acceder a la ética”. Fidel Castro Ruiz