Propiedades Fsico-Mecnicas en Maderas de Plantaciones ForestalesIntegrantes:Docente:- Soto Zanabria AndresAcevedo Moises Pascual- Bellido Pinedo Ayrton- Magaly Jimenez Rios

1. Factores que influyen en la calidad de la madera2. Tratamientos silviculturales que afectan la calidad de la maderaPropiedades Fsico-Mecnicas en Maderas de Plantaciones Forestales

IntroduccinLa madera que vamos a utilizar debe provenir de plantaciones o bosques manejados. La silvicultura tiene como objetivo acelerar el proceso de crecimiento en los arboles, para ello aplican tratamientos. Conocer cmo las practicas a realizarse influyen los tratamientos en la calidad de la madera.

Calidad de la maderaCalidad: medida de las caractersticas de una madera que influencian propiedades o cualidades de los productos hechos de ellas.Las caractersticas importantes en una madera para ser usada como un producto varan dependiendo del producto que se quiera obtener. Calidad de la madera es relativa al producto que provienen de ella.

Medidas de la calidad de la madera Durante la formacin de la madera, numerosos factores tanto en el interior como en el exterior del rbol conducen a la variacin en el tipo, nmero, tamao, forma, estructura fsica y composicin qumica de los elementos de la madera. La calidad de la madera es la clasificacin arbitraria de estas variaciones en los elementos de la madera cuando se cuenta, miden, pesan, analiza o evalan para un cierto propsito especfico. La calidad es por lo tanto un concepto. (Larson,1969)

Factores que influyen en la calidad de la maderaTratamientos silviculturales que afectan la calidad de la maderaPropiedades Fsico-Mecnicas en Maderas de Plantaciones

Densidad Bsica y Propiedades Mecnicas:Arroyo (1983):Define las propiedades mecnicas de la madera como la expresin de su comportamiento bajo la aplicacin de fuerzas o cargas que dependern del tipo de fuerza aplicada y de las diferencias bsicas en la organizacin estructural de la madera.

Rincon (1980)Encontr para maderas tropicales del rea de Von Humboldt correlaciones entre densidad bsica y propiedades mecnicas superiores al 97%, concluyendo que es posible calcular este esfuerzo mecnico conociendo la densidad bsica de la especie.

VARIACION DE LAS PROPIEDADES MECANICASPanshin y De Zeeuw (1980)Sostiene que la calidad de la madera que la hace apropiada para un uso es juzgada por uno o mas factores variables que afectan su estructura y sus propiedades fiscas.Por ejemplo:Cambios en la longitud de las clulasEspesor de sus paredesDimetros de clulasngulos de fibrillas en las paredesRelacin lignina celulosa que se ve reflejado en cambios de densidad.

Hellmeister Indica que la densidad bsica es una de las propiedades fsicas mas importantes en la caracterizacin tecnolgica de l madera para los mas diversos fines, principalmente para la construccin civil, ya que a variacin de la densidad bsica va a afectar la resistencia mecnica de la madera.

DensidadSe basa en la proporcin de los constituyentes de la pared celular (celulosa, hemicelulosa, lignina) en promedio la pared celular presenta 1.5 gr.cm-3.La densidad provee resultados para el uso final de la madera tales como rigidez, dureza, trabajabilidad, productos para pulpa y papel.A mayor densidad , mayor ser la resistencia. Sin embargo si se requiere materiales con mayor estabilidad dimensional donde no importe la resistencia se puede utilizar maderas de densidades bajas.

DensidadPara latifoliadas, a mayor tasa de crecimiento mayor densidad tendr la madera. Mientras que a menor tasa de crecimiento el engrosamiento de fibras es menor y los poros presentan dimetros mas pequeos.Esta regla se cumple solamente dentro de los limites normales de crecimiento ya que un crecimiento extremadamente rpido producira fibras anormales de paredes delgadas y/o una elevada proporcin inusual de clulas parenquimticas. Jane (1970)

DensidadEn el caso de conferas con anillos diferenciados , las traqueidas de madera tarda presentan mayor engrosamiento de pared. La densidad en algunos casos de ha reportado que aumenta en el periodo juvenil y luego se hace lento y mas constante en la madurez.Para latifoliadas de porosidad difusa y para confera de anillos no diferenciados no ha encontrado una relacin clara de rasa de crecimiento con densidad.

La variacin de la densidad es mayor de un anillo anual de madera temprana a madera tarda , esto determina la uniformidad del grano, dependiendo de la especie y del cambio anual de la madera. El rango de densidad mnima de un anillo va de 0.25 a 0.4 mientras que los mximos don de 0.6 a 0.9 gr.cm-3.

La Densidad Bsica Promedio por rbol y por Seccin

UniformidadLa uniformidad de la tasa de crecimiento afecta directamente a la densidad, mientras mas uniforme sea la tasa de crecimiento la densidad ser menos variable dentro de una pieza de maderaUna menor uniformidad da lugar a perdidas por sobre procesamiento de algunos componenetes y/o bajos proceamiento de otros, por lo tanto una mayor uniformidad aumenta la probabilidad de producir papel mas uniforme.

UniformidadPinus sp. (Rosero, 2009)

Arroyo (1983)Sostiene que las variaciones de las propiedades dentro de un mismo rbol son el resultado del patrn de crecimiento, la influencia de factores ambientales que afectan a el crecimiento y los factores genticos.

Adems agrega: Existen algunos factores que nos indican la variabilidad de la madera dentro de una misma especie y estos son:

Factores Visibles:AparienciaVelocidad de CrecimientoDensidad Orientacin al granoFactores no VisiblesOrganizacin CelularComposicin y cantidad de extractivos.Espesor de la pared celular

Guzmn menciona:Las tendencias hereditarias y los factores ambiental es como sueo, precipitacin, viento, luz, afectan la estructura de la madera y por lo tanto las propiedades fsico mecnicas.

Larson (mencionado por Haygreen y Bowyer 1982)Seala que durante la formacin de la madera numerosos factores dentro y fuera del rbol, nos llevan a la variacin en tipo, numero, forma, estructura fsica y composicin qumica de los componentes de la madera.

CARACTERISTICAS DEL DURAMENEs mas densa y de color mas oscuro.Mas resistente al ataque de hongos e insectos y menos penetrable por los preservantes.La proporcin de duramen Para usos donde se requiere buena resistencia a la pudricin e insectos, y donde el color de la madera es importante.CARACTERISTICAS DE LA ALBURASuele ser mas clara y generalmente susceptible al ataque de patgenos.Desde el punto de vista de tratamientos , esta suele ser mas fcil de tratar y trabajar en la mayor parte de los procesos de elaboracin y desintegracin mecnica.

ESTABILIZADEMORATASA ACELERADASe forma luego de varios aos de edad , entre 20 a 25 aos.La ocurrencia de duramen aparece despus a una tasa de crecimiento acelerada.Se estabiliza esencialmente para emparejar el ndice del nuevo crecimiento.En una especie caracterizada por un duramen naturalmente durable.La durabilidad aumenta del centro del rbol hacia afuera hasta que alcanza cierto grado de madurez .(Dadswell 1958)

Proporcin de Albura-duramenLoxopterygium huasango Hualtaco del Bosque Seco (Rosero, 2008)

MADERA JUVENIL

Es aquella que se produce en los primeros anillos de crecimiento normalmente comprendido entre el quinto y vigsimo ao.Presenta: Menor resistencia, rigidez ,mayor hinchamiento y merma en la direccin longitudinal que la madera normal.Puede ser determinada a travs de examinar un nmero diferente de variables : Largo de fibras, ngulo fibrilar, longitud de contraccin y valor lignina/celulosa.La ocurrencia de esta da al producto final caractersticas indeseables para varias aplicaciones.Una mayor tasa de crecimiento en la etapa juvenil ,mayor ser la produccin de madera juvenil.Estructuralmente se prefiere la madera madura . Ejemplo: vigas que maximizan el uso de los bordes como soporte de la resistencia( mayor proporcin de madura).

Madera juvenil y madera duraPinus sp. (Rosero, 2009)

Se forma en el tallo aparentemente como resultado de condiciones anormales de crecimiento como:Pendiente, vientos dominantes o cspides desequilibradas. La madera juvenil contiene una considerable cantidad de madera de reaccin provocado por el rpido crecimiento de esta.Reduce la resistencia mecnica y aumenta la contraccin longitudinal.

Madera de compresin La madera de compresin ( conferas) esta formada en la base del tallo.Se identifica por tener anillos mas anchos compuestos enteramente de madera tarda y de color ms oscuro, presenta mdula excntrica.La cantidad de madera de compresin esta directamente relacionada con el vigor del rbol y el ngulo de inclinacin.

MADERA DE COMPRESIONMADERA DE TENSIONEn general , la madera de reaccin es menos resistente a los esfuerzos mecnicos, llega a tener reducciones del 65%.(ECHENIQUE,1971)

Al manipular el crecimiento se puede aumentar la proporcin de vasos. Estos son negativos para la fabricacin de pulpa y papel , debido a que su forma no conduce a un desarrollo de fuertes enlaces entre elementos, producindose el despegamiento de los vasos de la superficie del papel durante la impresin (Allchin 1960).En la fabricacin de pulpa y papel a partir de maderas duras, las proporciones relativas de vasos , fibras y radios son importantes porque las clulas de los radios y los vasos( largos) tienden a perderse en el pulpeo .

Tabebuia billbergii

NUDOSLos nudos afectan grandemente tanto la apariencia como la resistencia de la madera.Prcticas silviculturales como el espaciamiento de siembra, programacin de raleo, pueden influenciar en el desarrollo de nudos.Harris(1975) sugiri que el desarrollo de nudos grandes poda compensarse con densidades mayores.

GRANODescribe dos conceptos:La direccin de las fibras de la madera y los anillos anuales.La tasa de crecimiento o la anchura relativa de los anillos de crecimientoLa orientacin del grano no paralelo al eje longitudinal reduce la resistencia.

La irrigacin y la poda tienden a reducir la ocurrencia de grano entrecruzado.

Noskowiak (1963) indica que fustes podados en una edad temprana suprimen el desarrollo de grano entrecruzado.

COMPOSICIN QUMICALa aceleracin del crecimiento puede afectar las propiedades de la madera juvenil en el fuste, afectando tambin la composicin qumica.La madera juvenil tiende a tener bajo contenido de celulosa y alto de lignina en comparacin con madera madura.

LONGITUD DE FIBRASLa longitud de la fibra tiene un efecto sobre la resistencia al rasgado, doblado y fuerza de tensin.La longitud de las fibras aumenta en direccin de la mdula hacia afuera.El turno de corta y los tratamientos que aceleran el crecimiento(fertilizacin e irrigacin) afectan la longitud de la fibra.Los tratamientos de fertilizacin e irrigacin afectan la longitud de la fibra en forma diferente en latifoleadas que en conferas.Latifoleadas: la longitud de las fibras creceConiferas la longitud de la fibra decrece.

1. Factores que influyen en la calidad de la madera2. Tratamientos silviculturales que afectan la calidad de la maderaPropiedades Fsico-Mecnicas en Maderas de Plantaciones

Plantaciones Forestales y Silvicultura Son instalaciones de arboles que forman una masa boscosa. Poseen diseo, tamao y especies definidas las cuales van de acuerdo al objetivo especfico como plantacion para la produccin, proteccin, etc.()Es el objetivo el que perime determinar la densidad de la siembra, los rendimientos y los costos que implicar la plantacin, junto con la seleccin d especies ms adecuadas ()

Tratamientos Silviculturales

Espaciamiento entre rbolesArboles espaciados crecen mas rpidos que si estn muy juntos. Existe una relacin directa con la tasa de crecimiento.

Lab. de Anatoma e Identificacin de Maderas UNALM (2010)Enterolobium cyclocarpum Sitio 1 (rojo) 11 aosSitio 2 (azul) 24 aos

Espaciamiento entre rbolesEspaciamiento amplio:Nudos mas grandes y mas frecuentesMayor proporcin de madera juvenilLa disponibilidad de luz reduce la poda natural y tiende a originar ramas.Por tanto, cuando se trasforma a madera slida, se desperdicia mas madera que cuando se trata de madera de rodales mas densamente cultivados.

Espaciamiento entre rbolesPor tanto, para generar una produccin de madera aserrada, manejar un crecimiento relativamente lento para los primeros 5 a 10 aos puede ser mejor para la calidad de la madera. Posteriormente se debe aplicar pasos para mejor el crecimiento despus.

RaleoLos arboles respondes a un ambiente mas abierto con estimulacin al desarrollo de la copa y formacin de anillos anchos enel tronco.Pinus Eliotti, 23 aos: Parcela raleada 251m3/ha Parcela sin ralear 45 m3/ha

RaleoEl raleo aplicado en tempranas etapas de crecimiento, puede ser tan igual como un espaciamiento amplio:Incrementa la madera juvenilExtendimiento del perioro juvenilY esto trae:Menor densidadMenor resistenciaFibras mas cortasContraccin longitudinal durante el secadoMayor proporcin de ligninaEl retardo del raleo despues de la etapa juvenil evita esos problemas.

RaleoFactores que Afecta:

- Viento- Raleo Desigual- Pendiente (importante en generar madera de compresin)

Todos estos factores traen consigo el desarrollo desigual de la copaTroncos TorcidosMadera de Compresin

RaleoTambin afecta el % de madera tarda dentro del anillo , lo cual podra disminuir la resistencia. Retarda el crecimiento de nudos en la parte baja del rbol.Por tanto, si se quiere madera densa se debe retardar el raleo hasta pasado el periodo juvenil.Retardar el crecimiento dimtrico reduce la generacin de madera juvenil.Programa de raleo.

RaleoBosque no RaleadoBosque Raleado

Un rbol oprimido crece despacio. Al ralear, crece mas rpido.

FERTILIZACION

Objetivo es mejorar la calidad del sitio .Aumenta la proporcin de madera temprana y tiene poco efecto sobre la proporcin de madera tarda.La aplicacin de fertilizantes estimula el crecimiento aumentando la disponibilidad de nutrientes, as estimula el desarrollo de la copa y el tamao de las superficies sintetizadoras.Los rboles en etapa madura no son influenciados por la fertilizacin. Un fertilizante aplicado en los rodales jvenes trae como resultado una mayor proporcin de madera juvenil debido al aumento del ancho de los anillos y a la extensin de la etapa juvenil.Los fertilizantes aumentan la tasa de crecimiento y el tamao de las ramas individuales y retrasan la poda natural. Por eso es importante la determinacin del momento adecuado para fertilizar.

IRRIGACINGenera un aumento de la uniformidad de la densidad, y da lugar a cambios moderados en las dimensiones de la clula, y puede causar la extensin del periodo juvenil.

EL IMPACTO DE LA FERTILIZACION E IRRIGACIN SOBRE LAS CARACTERISTICAS DE LA MADERA DEPENDE DE LOS PRODUCTOS IMPLICADOS Y DE LA SINCRONIZACIN DE LOS TRATAMIENTOS SILVICULTURALES

En Latifoliadas la densidad es poco afectada por un crecimiento rpido inducido por fertilizantes. La densidad de maderas de porosidad circular tienden a aumentar ligeramente con fertilizantes.En maderas de porosidad difusa han mostrado efectos no significativos.Las longitudes de fibras permanecen sin cambios o aumentan ligeramenteSe da un ligero incremento en la proporcin de volumen ocupado por los vasos.

En Conferas la fertilizacin aumenta eventualmente la tasa de crecimiento , pero con poco o ningn impacto sobre la densidad de la madera. Sin embargo se genera una uniformidad mayor de la densidad dentro de los anillos.

Existen algunos estudios que muestran que no hay relacin entre los diferentes tipos y cantidades de fertilizantes con la densidad de la madera ( Klem,1974).

La calidad de la madera puede ser mejorada si la fertilizacin se combina con un programa de podas. PORQUE la distancia entre dos nudos entre los vertilicios de las ramas aumenta.

En los productos de madera slida, la resistencia es importante.

Especies con fertilizantes tienden a un crecimiento acelerado, por lo cual aumentan la proporcin de madera juvenil, la cual presenta una menor densidad .

En la madera de crecimiento rpido algunas propiedades aumentan y otras disminuyen.

En Pinus resinosa ( 16 aos) LA FERTILIZACION influyo mnimamente en las propiedades mecnicas como ELP Y MOR, pero se dio un aumento significativo en MOE.

PODA- Prctica costosa que reduce la ocurrencia de nudos en la madera. Cuando la rama es cortada del tronco de un rbol, la capa del nuevo crecimiento cubre la herida, produciendo madera libre de nudos.

- Investigadores han determinado que la poda de los rboles maduros producen la rentabilidad mas inmediata.

-Calvert y Brace (1969) rboles grandes de crecimiento ms lento tienden a producir un mayor volumen de madera que los rboles pequeos de crecimiento rpido.

- La efectividad de la poda depende del dimetro de las ramas, el mtodo de corte y longitud media del trozo de la rama.- La poda ser de mayor calidad cuando se concentra en los 4.9 m inferiores.- La poda de madera verde puede disminuir el crecimiento en altura y la produccin de madera por la prdida de la superficie fotosintetizadora.- Despus de una poda intensa, el tamao de las ramas que quedan puede aumentar marcadamente y la transicin de madera temprana a tarda puede volverse abrupta.

MEJORAMIENTO GENETICO Y CALIDAD DE LA MADERA-La seleccin gentica de latifoliadas como de conferas a dado lugar a rboles de crecimiento rpido, mayor densidad de lo normal, fibras largas, densidad uniforme, proporciones bajas de lignina, madera juvenil y desarrollo mnimo de ramas.

-Se ha demostrado que la seleccin gentica puede usarse para reducir el espesor de la corteza y otros elementos indeseables en la corteza.

CABE RESALTAR:Gran parte de los valores mayores en densidad bsica y propiedades mecnicas se obtienen de muestras provenientes de relieve planos, ondulados (pendientes no mayores del 15%) con diferencias significativas respecto del relieve colinoso.Los sistemas silviculturales vistos.El tipo de plantacin: regeneracin natural o campo abierto.

Revisin:Propiedades Fsicas de Tornillo (Cedrelinga catenaeformis) en Plantaciones Forestales. Kelly SoudrePropiedades Mecnicas de la Madera en Tornillo (Cedrelinga Catenaeformis) en Plantaciones Forestales. Patricia Durand. La poda como parte de la estrategia para la obtencin de madera de calidad. Kurtz V.; Ferruchi, R. Raleo de Plantaciones, Ing. Ftal. Ernesto Andenmatten, Ing. Ftal. Federico Letourneau

Para conocer como las practicas silviculturales afectan la calidad de la madera primero es necesario conocer qu es calidad.

*Por ejemplo, la calidad se puede medir en trminos de densidad, uniformidad de los anillos de crecimiento, porcentaje de madera libre de nudos. En otro caso sern caractersticas como proporcin de madera tarda, produccin de celulosa y el cociente fibra-vaso, sern ndices primarios de calidad.

*A continuacin se explicar los factores que influencian a la calidad de la madera, la cual varia por el proposito. Estos factores son, densidad uniformidad de anillos de crecimiento, longitud de fibra, procentaje de boleo, rectitud del grano, proporcion de meddula, porcentaje de vasos y presencia de madera joven y de reaccin.*Primero, propiedades fisicas y mecanicas de la madera.Propiedades se han convertido en factores que influyen en la calidad de la madera.*