El ensayo de probetas de tamaño comercial para la obtención de los valores característicos de una población, en general definida por unos criterios de calidad establecidos por alguno de los medios descritos más adelante y que se aplican a las probetas que se ensayan, está plenamente aceptado y no existe
24 discusión al respecto en la Unión Europea. Sin embargo, como en toda metodología, existen puntos de reflexión que se van descubriendo conforme se va avanzando en la materia. Uno de ellos es el tamaño de las probetas que se ensayan, y por tanto de las piezas que luego se clasifican, para caracterizar una población, que tiene implicaciones importantes y que ha llevado a distinguir la pequeña de la gran escuadría.
La distinción de la pequeña y la gran escuadría es una distinción con límites convencionales para tratar diferenciadamente elementos que presentan particularidades suficientemente relevantes derivadas de la diferencia de tamaño. Ya desde la primera mitad del siglo XX se empezó a tratar del efecto del tamaño sobre la resistencia. Investigadores como Newlin y Trayer primero (Newlin et al., 1924) y Dawley y Youngquist después, empezaron a sentar las bases, que fueron compiladas por Freas y Selbo (Freas et al., 1954) como soporte para la normativa en los Estados Unidos de América.
En la segunda mitad del siglo XX se siguió avanzando sobre la influencia del tamaño de la pieza sobre la resistencia, generalmente inspiradas en la teoría de Weibull (Weibull, 1939) sobre el “eslabón más débil” o punto de mínima resistencia. En definitiva supone que cuánto mayor es el tamaño de una pieza sometida a tensión uniforme, mayor es la probabilidad de encontrar un punto más desfavorable que es el que inicia la rotura y por tanto menor la tensión a la que rompe. En materiales como la madera, con deformaciones relativamente elevadas de las fibras antes de la rotura debido a su bajo módulo de elasticidad, existe una redistribución de las tensiones alrededor del punto débil. De esta manera la zona débil que habitualmente tiene menor rigidez, menor módulo de elasticidad, se deforma y se descarga en las zonas adyacentes, aumentando por tanto la resistencia. Trabajó en esta dirección, Bohannan, estudiando la influencia del volumen en la resistencia a flexión (Bohannan, 1966). Los resultados mostraron un mejor ajuste de la resistencia con la longitud y canto en flexión, en la misma dirección que los ajustes de la normativa actual.
La resistencia a flexión es especialmente interesante porque es uno de los criterios de asignación de clase resistente y porque el efecto es especialmente acusado. En la probeta sometida a flexión, cuanto más corta es mayor es el gradiente de variación del momento flector, por lo que menor es la longitud sometida a tensión máxima, y menor la probabilidad de que en esa tensión máxima haya un defecto importante. Pero además la distribución de las tensiones en la sección transversal también es variable, formando distribuciones triangulares en flexión y en tracción, con máximos en las fibras extremas. En una pieza de gran canto, al ser el gradiente de variación menor, hay más madera sometida a una tensión similar a la máxima, y por tanto mayor probabilidad de tener un defecto en ella. Por otra parte y debido a esa variación suave de la tensión, las fibras adyacentes tienen una tensión muy parecida y no tienen apenas capacidad de absorber tensión de la fibra débil cuando se deforma. De modo que el canto tiene una influencia notable en la resistencia de las piezas, que es mayor cuanto menor es la altura de la sección.
25 Fueron los estudios de Barret (Barret 1974, 1990) y Madsen (1986, 1992) sentaron las bases que sirvieron para construir la normativa europea actual, estableciendo un coeficiente para evaluar la influencia del tamaño. El coeficiente es el cociente entre una dimensión de referencia, en el caso de la flexión la longitud y la altura de la sección, y la dimensión real de la pieza, elevado al exponente que se denominó parámetro del efecto del tamaño. Siempre refiriéndonos a flexión se estableció el valor del parámetro en 0,10 para el canto y de 0,17 a 0,20 que para la longitud.
El Código Técnico de la Edificación, aparecido en 2006 como traslación del Eurocódigo 5, establece para la flexión una corrección con un coeficiente similar, cociente entre la altura de la sección de referencia de 150 mm y la de la pieza, con un exponente de valor 0,2 para madera maciza. La normativa de cálculo de los valores característicos UNE-EN 384 usa naturalmente la misma expresión.
El Eurocódigo 5 y el DB de Seguridad Estructural del CTE solo consideran el efecto tamaño en las resistencias a flexión y tracción paralela a la fibra con un parámetro dependiente a la altura de g = 0,20 en madera maciza.
Hay varios estudios con especies españolas. En el pino silvestre (Pinus sylvestris L.) Hermoso obtuvo un valor de = 0,20 (Hermoso 2002). En el pino laricio – (Pinus nigra subs. Salzmanii. Dunal) Franco Fernández-Golfín obtuvo un valor bastante diferente, con = 0,51 (Fernández-Golfín 2002). Hay estudios (Íñiguez 2007) que han buscado una corrección para la resistencia en flexión f no basada únicamente en la altura de la sección h sino también en su anchura b, con una expresión del tipo f = A (150/h)B (50/b)C, con valores de A, B y C de 19,00 0,27 y -0,32 para el pino silvestres y de 22,71, 0,43 y -0,17 para el pino laricio respectivamente.