ARTÍCULOS ORIGNALES

 

Anatomía y propiedades físicas de la madera de dos especies del departamento de Puno

Anatomy and physical properties of the wood of two species from the department of Puno

 

Alison Díaz A.¹, Jhersy Huanay C.¹, Ronal Medina H.¹, Antonio Aylas M.¹ & Juana Paucar C.¹

¹ Departamento Académico de Ingeniería Forestal y Ambiental, Laboratorio de Tecnología de la Madera, Universidad Nacional del Centro del Perú. Av. Mariscal Castilla 3456, Junín, PERÚ

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Resumen

El presente estudio de investigación describió las características anatómicas y propiedades físicas de dos especies maderables procedentes de San Gabán, departamento de Puno. Los caracteres macroscópicos y microscópicos se describieron según la lista estándar de la IAWA (1989), y las propiedades físicas según Normas Técnicas Peruanas. Los resultados muestran ambas especies con porosidad difusa, Miconia amazonica con poros medianos, longitud de vaso 365 µm, platina de perforación simple, parénquima en bandas, radios heterogéneos, altura 120 µm. Erithrina ulei con grano recto, textura media y brillo medio, veteado arcos superpuestos, con albura susceptible al ataque de hongos, diámetro de poros 246,2 µm y longitud de vaso 253,5 µm, 2-4 poros/mm2, platina de perforación simple, parénquima paratraqueal confluente, estratificado, radios heterogéneos y homogéneos, ambas presentan fibras libriformes, longitud 1747 µm, 770 µm, y espesor de pared 3,3 µm, 3 µm, respectivamente. Miconia amazonica, densidad básica y contracción volumétrica media (0,57 g/cm3 y 12,73 % respectivamente), mientras Erythrina ulei, de muy baja densidad (0,29 g/cm3), baja contracción volumétrica (8,12 %) y ambas especies presentan madera muy estable.

Palabras clave: anatomía, poros, fibras, especies maderables, propiedades físicas.

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Abstract

The present research study described the anatomical characteristics and physical properties of two timber species from San Gabán, department of Puno. The macroscopic and microscopic characters were described according to the standard list of the IAWA (1989), and the physical properties according to Peruvian Technical Standards. The results show both species with diffuse porosity, Miconia amazonica with medium pores, vessel length 365 μm, simple perforation plate, parenchyma in bands, heterogeneous rays, height 120 μm. Erithrina ulei with straight grain, medium texture and medium gloss, veined overlapping arches, with sapwood susceptible to fungal attack, diameter of pores 246.2 μm and vessel length 253.5 μm, 2-4 pores/mm2, simple perforation plate, confluent paratracheal parenchyma, stratified, heterogeneous and homogeneous rays, both have libriform fibers, length 1747 μm, 770 μm, and wall thickness 3.3 μm, 3 μm, respectively. Miconia amazonica, basic density and volumetric contraction medium (0.57 g/cm3 and 12.73 % respectively), while Erythrina ulei, very low density (0.29 g/cm3), low volumetric contraction (8.12 %) and both species have very stable wood.

Keywords: anatomy, pores, fibers, timber species, physical properties.

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Introducción

Los bosques peruanos albergan gran diversidad de especies de flora y fauna, y proveen bienes y servicios fundamentales para el desarrollo del país, especialmente para los pueblos originarios que habitan en gran parte de los bosques (Ministerio del Ambiente, 2015). El potencial forestal de la Amazonía peruana cuenta con 68’ 577, 351 ha, siendo fundamental para el desarrollo de la actividad forestal, y ser uno de los recursos que aporte el mayor ingreso anual en la economía nacional (FAO, 2018).

La región Puno cuenta con 1’429,774 ha de bosque húmedo amazónico, siendo limitado el conocimiento y las propiedades de las especies maderables con valor potencial.

Sin embargo, el abastecimiento de materia prima a la industria maderera, está basado en un modelo selectivo de extracción forestal, debido a que el mercado provee pocas especies para determinadas necesidades de las industrias forestales (SERFOR, 2017).

La caracterización tecnológica de la madera es muy variable debido a muchos factores como son las condiciones climáticas, niveles de sucesión ecológica, edafología, calidad de sitio, edad, entre otros, y sus interrelaciones en el ecosistema; la variabilidad también se manifiesta dentro de un mismo árbol, (Igartúa & Monteoliva, 2010) y (Gimenez & Moglia, 2005) estas variaciones se observan en los tres ejes de estudio del árbol, en madera temprana y tardía dentro de un mismo anillo de crecimiento que no siempre son diferenciados, bajo condiciones de crecimiento favorables, crecen más rápido resultando menor densidad de fibras, esta porción de madera es conocido como madera de primavera y la que se forma en la estación menos favorable se conoce como madera tardía o de verano, observándose claramente los anillos de crecimiento anuales. (Rodriguez & Sibille, 1996), mencionan que las maderas presentan tres planos de corte (transversal, tangencia y radial) y las propiedades físicas y mecánicas de la madera tienden a variar a lo largo de estos planos de corte principalmente conocido como la anisotropía de la madera (Olorunnisola, 2019), tiende a ganar o perder humedad en un intento de mezclar con las condiciones atmosféricas del ambiente en el que se coloca. La ganancia y/o pérdida de humedad da como resultado la hinchazón y contracción, de la madera, en particular si la madera no ha sido debidamente secado y conduce a la aparición de deformaciones reduciendo el valor estético y del mercado tales como alabeo, ventosas, inclinándose en muchos productos de madera (Muñoz-Acosta & Moreno-Perez, 2013) y Rodolfo et al., 2011).

El grado de variación que se presenta dentro de un mismo árbol es un elemento importante, no solo desde el punto de vista anatómico, sino que marca una diferencia en su densidad y resistencia lo cual puede ejercer un papel importante en los aspectos relacionados con la utilización de la madera (Sibille, 2006).

La presente investigación impulsa la utilización alterna de especies forestales tropicales, al conocer su anatomía y propiedades físicas. Por lo tanto el objetivo principal de esta investigación fue determinar la estructura anatómica y propiedades físicas de Miconia amazonica & Erythrina ulei del departamento de Puno.

Material y métodos

Las muestras de estudio provinieron del distrito de San Gabán, provincia de Carabaya, departamento de Puno, se seleccionaron dos árboles de las especies Erithrina ulei y Miconia amazonica, para la selección se los árboles se consideró la NTP 251.008:1980 (árboles conformados fenotípicamente, fuste con mínimas bifurcaciones), y la descripción de las características anatómicas se realizaron según Norma COPANT 30:1-191974 y la lista estándar de la IAWA (1989), mientras que para el estudio de las propiedades físicas:

a). NTP 251.010 para determinar el contenido de humedad, siendo la formula aplicad:

Donde:

C.H. = Contenido de humedad de la madera (%)

Ph = Peso de la madera húmeda o inicial (gr)

Po = Peso de la madera anhidra (gr)

b) NTP 251.011 para determinar la densidad:

Dónde:

PSH = peso seco al horno (g)

V = volumen verde (cm3)

c). NTP 251.012 para determinar la contracción:

Resultados

DE LAS CARACTERÍSTICAS ANATÓMICAS:

a) La especie Miconia amazonica "pomarrosa", perteneciente a la famila Melastomaceae y seca al aire, la madera presenta albura crema y duramen amarillo cremoso, anillos de crecimiento poco diferenciado, grano recto. Textura fina, brillo medio, veteado en bandas paralelas y madera susceptible al ataque de hongos, Madera de porosidad difusa, poros visibles con lupa de 10X, solitarios de forma ovalada y múltiple radiales de 2 a 3, parénquimas visibles con lupa y radios visibles no estratificados.

La madera presenta porosidad difusa, con 4 a 10 poros/mm2, diámetro entre 110 a 165 µm, longitud de 270 a 460 µm, platina de perforación horizontal con perforación simple. Punteadura intervascular alterno y de forma ovalada y puntedura radiovascular similar al intervascular, presencia de extraíbles orgánicos (gomas). Presenta parénquima en bandas de más de 3 células de ancho. Radios heterogéneos, uniseriados y biseriados, altura entre 96 y 144 µm, presenta inclusiones gomosas. Con fibras libriformes y punteaduras simples, longitud varía entre 580 a 960 µm y diámetro de fibra 17 µm y espesor de pared 3 µm.

b) La especie Erythrina ulei "piso-nay", de la familia Fabaceae, anillos de crecimiento poco diferenciados, albura y duramen sin transición, color amarillo claro, grano recto, textura media y brillo medio, veteado arcos superpuestos, con albura susceptible al ataque de hongos. Madera de porosidad difusa con poros visibles a simple vista, solitarios redondos, parénquima visible a simple vista, así como los radios.

c) La madera presenta porosidad difusa vista al microscopio, con diámetro tangencial promedio 246,2 µm (123,3 a 356,2 µm) y longitud promedio de 253,5 µm (180 a 350 µm), poros/mm2 2 a 4, platina de perforación simple de forma horizontal, punteadura intervascular alterna de forma ovalada y punteadura radiovascular similar al intervascular, propias de estas familias (Wenden, 1981). Presenta parénquima paratraqueal confluente (4 a 6 hileras), estratificado, con radios heterogéneos y en menor cantidad homogéneos, multiseriados, altura promedio 794,6 µm (557,8 a 1300 µm), ancho de promedio de 60,2 µm (45 a 84 µm) y 1 a 2 rad/mm. Las fibras son libriformes con punteaduras simples, con longitudes variables entre 1394 y 2100 µm, diámetro de fibra 24 µm y espesor de pared 3.3 µm.

DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS

Según la tabla, el peso verde (PV) fue de 106,86 gr, y al ser tratado en el horno de secado, se redujo drásticamente (casi 50%) llegando a 51,93 gr., por lo que el Contenido de Humedad promedio final de la especie fue de 106,04%, considerado como media.

El promedio de la contracción radial fue 8,45%, significativamente mayor que la anterior (contracción longitudinal)

La contracción tangencial fue 9,46%, siendo ligeramente mayor que la radial (8,45%), considerándose característico de la especie, pues generalmente el tangencial es casi el doble del radial

La contracción volumétrica fue de 12,73% y clasificado como media, debido a que también la madera corresponde a una densidad media.

Relación Tangencial y Radial

Contracción Tangencial = 9,46%

Contracción Radial = 8,46%

Relación T/R = 1,12%

Según el estudio de las propiedades físicas, la relación T/R es muy importante como indicador del comportamiento de la madera, por lo que la madera de Miconia amazonica es clasificada como madera muy estable, y dentro del grado I.

El Contenido de Humedad promedio para la especie Erythrina ule fue de 111,94%, habiendo perdido humedad de casi el 50% desde su condición en Peso Verde (PV) a seca en horno (PSH).

La densidad básica promedio para la especie fue de 0,29 gr/cm3, clasificada como de muy baja densidad

La madera presenta contracción longitudinal promedio de 0,69%, puesto que se contrae mínimamente según su longitud en verde (100,34mm), ósea al estar húmeda a seca (99,73mm) o cuando es evaluada al estar la madera seca.

La madera presento 4,43% de contracción radial, siendo mayor a la anterior y menor a la contracción tangencial.

En la sección tangencial, la madera presento mayor contracción (6,06%) en comparación a la radial pues según la orientación de los elementos anatómicos al estar estos paralelos a ellos la madera tiende a contraerse más.

La contracción volumétrica fue de 8,12% considerada como media con un rango de 6,32 a 10,1 en la madera.

Relación Tangencial y Radial

Contracción Tangencial = 6,06%

Contracción Radial = 4,42%

Relación T/R = 1,36%

Discusiones

De las especies estudiadas Erythrina ulei "pisonay" pertenece a la familia Fabácea y Miconia amazonica, pertenece a la familia Melastomácea, en función a las caracteres macroscópicos, ambas especies presentan anillos de crecimiento poco diferenciado, puesto que no todas las maderas formas anillos visibles (Olorunnisola, 2019). Respecto a la textura, Miconia sp. presenta textura fina, textura media y grano ondulado presenta Erythrina sp., mientras el color claro es similar en ambas especies, considerándose en relación al porcentaje y dirección de los elementos anatómicos. (Vásquez & Ramírez, 2011).

Erythrina sp. según sus caracteres microscópicos, presenta porosidad difusa, grandes según su promedio de poros/mm2, vasos cortos (253,5 µm), se clasifica como raros, razones para considerarlo como una especie blanda, fácil de trabajar. (Gimenez & Moglia, 2005) De acuerdo a su tipo de parénquima paratraqueal vasicéntrico, estratificado, podemos decir que en esta familia algunas especies son similares y corresponde a especies de textura media (Amburana cearensis, Myroxilon balsamun, entre otros.) (Rodriguez & Sibille, 1996). Los radios de Erythrina sp. corresponden a largos (promedio de 794,6 µm) y ancho de 60,2 µm, correspondiendo a medianamente anchos y radios/mml poco numerosos (12), propios de especies suaves (Sibille, 2006). Según su longitud de fibras, presenta fibras libriformes y largas (1394 y 2100 µm) y fibras cortas (promedio de 770 µm), (López, 2002) con buen comportamiento, influyendo en su tipo de grano (recto), junto a los demás elementos vasculares (Polanco Tapia, 2006).

Sin embargo, la especie Miconia amazonica "pomarrosa", presenta textura fina, grano recto, a diferencia de Erythrina ulei, cuyo comportamiento resulta homogéneo pero de madera ligeramente más dura influyendo en la calidad de la madera y en el proceso de identificación (Gimenez & Moglia, 2005). Corresponde a madera de porosidad difusa, con diámetro tangencial de 246,2 µm y vasos clasificados como cortos (253,5 µm), parénquima en bandas (Igartúa & Monteoliva, 2010). Ambas especies poseen caracteres diferenciados, pero se asemejan en su susceptibilidad a ser atacado por hongos xilófagos con mucha facilidad pero también son utilizadas para leña en los lugares de procedencia (Reynel y OSINFOR, 2013).

Según las propiedades físicas, (tabla 1 y 6) ambas especies Miconia amazonica y Erythrina ulei presentan altos contenidos de humedad (106,04 y 111,94%) respectivamente, no existiendo diferencia significativa pero factor variable según procedencia, estacionalidad, procedencia entre otros (CIS MADERA, 2008; Barañao et al., 2008).

La tabla 2 muestra la densidad básica para Miconia amazonica, siendo 0,57gr/cm3, clasificándose con densidad media similar a Tectona grandis, cuya densidad va de 0,52 a 0,55 gr/cm3, variando ligeramente según lugar y edad (Crespo et al., 2008) las propiedades físicas en estado verde y anhidro de la madera, las propiedades mecánicas en estado de equilibrio y las principales diferencias físico-mecánicas de la madera. En Quevedo se colectaron cinco árboles de teca de 22 años de edad y en Balzar se colectaron cinco árboles de teca de 18 años de edad. De cada árbol se obtuvieron dos trozas de 2.50 m de largo y de cada troza se obtuvo un tablón central de 10 cm de ancho por 2.50 m de longitud del cual se extrajo las viguetas y finalmente las probetas. Se elaboraron 60 probetas (seis probetas por árbol. Mientras que Erythrina ulei, con densidad 0,29 gr/cm3 clasificada como muy baja y de grado I ( tabla 7), especies como esta que presentan muchos espacios porosos por lo general pueden ser utilizados como aislantes acústicos (Rodriguez & Sibille, 1996); MIDUVI & CAMICON, 2015). Miconia amazonica, muestra contracción longitudinal 0,90%, radial 8,45%, tangencial 9,46% y volumétrica 12,73%, las que se muestran en las tablas 3, 4, 5 y 6, y fig. 1, la madera se contrae, mínimamente en dirección axial y va incrementándose en sentido radial, tangencial y más aún la contracción volumétrica, siendo mayores a los valores presentados por Tectona grandis con 3,5%, 5,17% y 7,6% (contracción radial, tangencial y volumétrica respectivamente), (Aróstegui & Sato, 1970 y Muñoz-Acosta & Moreno-Perez, 2013), así mismo, como también mayores a Tectona grandis de Ecuador con 2,05%, 5,44% y 7,94% (Crespo et al., 2008)las propiedades físicas en estado verde y anhidro de la madera, las propiedades mecánicas en estado de equilibrio y las principales diferencias físico-mecánicas de la madera. En Quevedo se colectaron cinco árboles de teca de 22 años de edad y en Balzar se colectaron cinco árboles de teca de 18 años de edad. De cada árbol se obtuvieron dos trozas de 2.50 m de largo y de cada troza se obtuvo un tablón central de 10 cm de ancho por 2.50 m de longitud del cual se extrajo las viguetas y finalmente las probetas. Se elaboraron 60 probetas (seis probetas por árbol, siendo que pertenecen al mismo grupo de maderas (estables). (Alvarez et al., 2014). Por otro lado, Erythrina ulei, presentó menores valores en contracción: longitudinal 0,69%, radial 4,43%, tangencial 6,06 % y volumétrica 8,12% como se muestra en las tablas 8, 9, 10 y 11, presenta similares características a Schizolobium amazonicum (Fabaceae), con 2,4%, 6,1% y 2,54% (contracción radial, tangencial y relación T/R respectivamente), por lo que se clasifican como maderas estables (Rodriguez & Sibille, 1996; Barañao et al., 2008).

Conclusiones

Las especies Miconia amazonica y Erythrina ulei, muestran anillos de crecimiento no diferenciado, porosidad difusa, parénquima paratraqueal y fibras libriformes (cortas), pero el parénquima estratificado solo se observa en Erythrina ulei, así mismo, Miconia amazonica presenta 0,57 gr/cm3 de densidad básica mientras que Erythrina ulei 0,29 gr/cm3 y ambas se clasifican como maderas muy estables (grado I).

Continuar con los estudios tecnológicos de ambas especies, como propiedades mecánicas, trabajabilidad, durabilidad y composición química.

 

Agradecimientos

Nuestro agradecimiento al Bach. Nikólas Girón Merino (tesista del PNIA065_PI, Puno), por su apoyo y facilidades en el envió de muestras. Así mismo, nuestro reconocimiento a los estudiantes Alison Díaz A., Jhersy Huanay C. y Ronal Medina H. por su ayuda en la toma de datos en el laboratorio.

Contribución de los autores

J. P. Descripción anatómica de las especies estudiadas, redacción y revisión del manuscrito; A. A. gestión para el envió de muestras y descripción de las propiedades físicas.

Conflicto de intereses

Los autores declaran no tener conflicto de intereses.

 

Literatura citada

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Autor para correspondencia:

jpaucar@uncp.edu.pe

 

Recibido: 15-IV-2019

Aceptado: 20-VI-2019

Publicado online: 15-VIII-2019

Publicado impreso: 31-VIII-2019