INFLUENCIA DE LOS EXTRACTIVOS EN LAS PROPIEDADES

INFLUENCIA DE LOS EXTRACTIVOS EN LAS PROPIEDADES FÍSICO-MECÁNICAS
DE LA MADERA DE Pinus pinea. L
A. GUTIÉRREZ; M.V. BAONZA
Departamento de Industrias Forestales, CIFOR-INIA, Apdo. 8111, 28080-Madrid
RESUMEN
En nueve árboles de Pinus pinea L., productores de piñón, de la provincia de Valladolid se
estudió la influencia del contenido de extractivos sobre algunas propiedades físico-mecánicas de la
madera.
Para ello se determinaron los valores de contenido de extractivos y los de: densidad básica,
contracciones (radiales, tangenciales y volumétricas), índice de dureza Chalais-Meudon y
resistencia a la compresión paralela a la fibra, tanto en madera extractada como sin extractar.
El elevado porcentaje de extractivos obtenido en el duramen contrasta con el de otras
especies de pinos españoles, mientras que en la albura los valores son similares a los obtenidos en
otras especies
La densidad y la dureza de la madera aumentan con el contenido de extractivos, mientras que
las contracciones disminuyen. La resistencia a la compresión paralela a la fibra no se ve afectada por
la presencia de extractivos.
P.C.: Pinus pinea, madera, extractivos, densidad, contracción, dureza, compresión
SUMMARY
Influence of extractives on some wood physical and mechanical properties were studied in
nine trees of P. pinea from Valladolid, in fruit production.
Values of extractives content were evaluated as well as wood basic density, shrinkage (radial,
tangential and volumetric), Chalais-Meudon hardness and compression parallel to grain, in both
extracted and unextracted wood..
Extractive percentage in heartwood was bigger than other Spanish pines, but extractive
percentage in sapwood was similar than other pines.
Wood density and hardness increased with extractives content, whereas shrinkages decreased.
Extractives had not influence on compression parallel to grain.
K.W.: Pinus pinea, wood, extractives, density, shrinkage, hardness, compression
INTRODUCCIÓN:
Los extractivos de la madera son materiales orgánicos e inorgánicos, no estructurales, que
están presentes en la madera haciéndole variar el color, olor, estabilidad dimensional, durabilidad,
resistencia al ataque de hongos e insectos, inflamabilidad, poder calorífico y densidad (STANLEY,
1969; HARRIS & COWN, 1991). Comprenden un heterogéneo grupo de compuestos que pueden
encontrarse ocupando el espacio vacío en el interior del lumen de las células, entre células (como es
el caso de los canales resiníferos) e incluso en el interior de la pared celular ( KOCH, 1972). El
contenido es mayor en el duramen que en la albura y aumenta con la edad (UPRICHARD, 1991).
Aunque, en general, el contenido de extractivos de una madera no influye de una forma significativa
en sus resistencias mecánicas, si lo hace con la densidad (HARRIS & COWN, 1991). Este aumento
de densidad sin correspondencia con el aumento de las resistencias mecánicas hace bajar la relación
“resistencia / densidad” y, el coeficiente de correlación entre estos dos parámetros disminuye si el
contenido de extractivo no es homogéneo, por lo que las correlaciones entre estos dos parámetros
deben hacerse con la densidad de la madera extractada.
Salvo los casos de probetas de pequeñas dimensiones, en los que es posible la extracción
antes de la determinación de la densidad, generalmente se la determina sin tener en cuenta el
contenido de extractivos, o bien, aplicando un coeficiente corrector apropiado a la especie
(UPRICHARD, 1963)
El pino piñonero es una especie muy abundante en resina (CEBALLOS & RUIZ DE LA
TORRE, 1973; AGRIMI & CIANCIO, 1994), por lo que algunas características de su madera
pueden quedar afectadas por el contenido de extractivos.
El presente trabajo tiene como objetivo determinar el contenido de extractivos y su
influencia en algunas propiedades físicas y mecánicas de la madera de pino piñonero de la provincia
de Valladolid.
Las características estudiadas son: densidad, contracciónes, compresión axial y dureza
Chalais-Meudon
MATERIAL Y MÉTODO
El estudio se llevó a cabo con nueve árboles de Pinus Pinea, productores de piñón,
representativos de las masas existentes en la provincia de Valladolid. Se eligieron 3 árboles en cada
una de las siguientes parcelas: una en el monte de San Marugán, municipio de Portillo y dos en el
monte Santinus, de Tudela del Duero. Las características medias de los árboles y su coeficiente de
variación se dan en la tabla 1
Tabla 1.- Valore medios y coeficiente de variación de las características de los árboles
coeficiente de
unidad de medida
valor medio
variación
edad
años
100.4
13.6
diámetro normal c/c
cm
34.9
8.4
altura total
m
11.5
11.0
3
volumen c/c hasta 6 m
0.471
19.4
m
Para la determinación del porcentaje de extractivos, la densidad y las contracciones se cortó
un disco, de unos 5 cm de espesor, a la altura en el tronco de 3 m. De él se extrajo una pieza
diametral que, una vez labrada, tenía una sección de 20 x 20 mm. De ella se obtuvieron 7 probetas
(figura 1): una central conteniendo la médula, de 2 x 2 x 2 cm (posición C), y las restantes
correspondientes al despiece consistente en dividir en 3 partes iguales cada una de las dos piezas
radiales, de tal suerte que las 2 probetas interiores se correspondían con duramen (posición I), las 2
intermedias, conteniendo duramen y albura (posición M) y las 2 exteriores exclusivamente de albura
(posición E). En cada probeta se midió su peso y las tres dimensiones, según las direcciones
principales, en estado verde y anhidro. Con estos datos se calcularon las densidades y las
contracciones lineales y volumétricas. A continuación se llevó a cabo la extracción con metanol
durante 48 horas en un extractor soxhlet. El metanol extrae tanto los compuestos polares como no
polares, siendo, por tanto útil para la determinar el contenido total de extractivos (UPRICHARD,
1991). El hecho de haber utilizado este solvente se debe a que lo que se persigue es la evaluación
cuantitativa de extractivos y la eliminación total de los mismos. Una vez finalizada la operación, se
calculó el porcentaje de extractivos y se volvió a determinar la densidad y contracciones de las
probetas extractadas.
Asimismo, para la obtención de probetas para los ensayos de dureza y compresión paralela a
la fibra, se extrajo una troza de 1 m de longitud comprendida entre los 2 y 3 m de altura en el tronco.
De cada troza se obtuvo, mediante aserrado, una tabla diametral de unos 30 mm de espesor que se
dividió en dos, mediante un corte longitudinal, siguiendo la línea de la médula. Las tablas se secaron
hasta una humedad próxima al 12 % y, de cada una de ellas, se obtuvieron 3 listones de 20 x 20 mm
de sección, correspondientes a las zonas: interior (I), media (M) y exterior (E), en posición similar a
la de la figura 1. De cada listón se eligieron 4 probetas de 60 x 20 x 20 mm, con las caras paralelas y
perpendiculares a los anillos de crecimiento, libres de defectos y con fibra recta de acuerdo con las
normas UNE utilizadas. La mitad de las probetas se destinaron a los ensayos con madera sin
extractar y la otra mitad a los correspondientes con madera extractada. Unas y otras se
acondicionaron en cámara a 20ºC y 65% de humedad relativa del aire, hasta la realización de los
ensayos.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la tabla 2 se dan, para las distintas posiciones radiales, los valores medios y sus
correspondientes coeficientes de variación, del porcentaje de extractivos, así como de la densidad
básica y de las contracciones con y sin extractivos.
El porcentaje de extractivos varía, de forma acusada (figura 2), entre las cuatro posiciones
radiales estudiadas, aumentando desde el exterior (E) hasta la médula (C). Considerando que las
posiciones I y E se corresponden con duramen y albura, respectivamente, se puede apuntar que el
contenido de extractivos del duramen es de 20,8 %, superior a otros pinos españoles, y el de la albura
de 1,4 %, similar a la de los otros pinos (LOPEZ et all, 1991; FERNÁNDEZ-GOLFÍN, 2000).
TABLA 2.- Valores medios del contenido de extractivos, la densidad y las contracciones. (Entre
paréntesis los coeficientes de variación)
Unidad Posición Posición Posición Posición Media
Característica
medida radial C radial I
radial M radial E ponderada
26,4
20,8
10,4
1,4
8,4
Contenido de extractivos
%
(23,0)
(26,3)
(76,5)
(17,4)
(98,9)
Sin
576
526
486
423
461
kg/m3
extractar
(17,8)
(11,1)
(13,6)
(8,6)
(14,1)
Densidad
Básica
425
413
434
413
420
Extractada
kg/m3
(15,1)
(7,7)
(10,9)
(8,6)
( 9,4)
10,0
10,6
12,1
12,6
12,1
Sin
%
Contracc.
(19,1)
(13,4)
(12,5)
(10,4)
(12,5)
extractar
volumétr.
12,9
12,7
12,7
12,6
12,6
total (*)
Extractada
%
(11,0)
(10,8)
(11,6)
(10,2)
(10,6)
Sin
3,1
4,0
4,5
4,1
%
Contracc.
extractar
(17,3)
(15,1)
(15,0)
(19,0)
radial total
3,9
4,3
4,6
4,4
(*)
Extractada
%
(14,4)
(13,9)
(13,9)
(14,3)
Sin
6,2
7,2
7,2
7,0
%
Contracc.
extractar
(19,6)
(17,3)
(11,3)
(15,5)
tangencialtotal
7,1
7,5
7,2
7,3
(*)
Extractada
%
(19,3)
(16,9)
(11,2)
(14,6)
(*) valores referidos a la dimensión en estado anhidro (UNE 56.533-77).
La densidad básica de la madera sin extractar disminuye desde la médula al cambium;
Mientras que, en la madera extractada, la densidad se mantiene prácticamente invariable a lo largo
de las diferentes posiciones radiales (figura 3). Esto demuestra que los valores más altos de la
densidad sin extractar son debidos al mayor contenido de extractivos.
Los valores de las contracciones, de la madera sin extractar,aumentan desde la médula al exterior
(figura 4). Los extractivos limitan el fenómeno de la contracción (DUMAIL & CASTERA, 1997), y
esta limitación es mayor cuanto mayor sea el contenido de extractivos.
Efectivamente, en la madera extractada, las contracciones permanecen prácticamente constantes,
independientemente de la posición radial, y coincidentes con los resultados obtenidos en la madera
de albura sin extractar.
Existe una estrecha relación entre la diferencia de las contracciones de la madera, extractada
y sin extractar y el contenido de extractivos, con un coeficiente de correlación de 0.880 para las
contracciones volumétricas y de 0.818 y 0.813 para las radiales y tangenciales, respectivamente.
La resistencia a la compresión paralela a la fibra de la madera de sin extractar aumenta desde la
médula al cambium (figura 5), mientras su densidad disminuye. Idéntico comportamiento tiene la
madera extractada, cuyos valores coinciden prácticamente con los de la madera sin extractar; lo que
confirma la no influencia de los extractivos en esta propiedad mecánica .
Por el contrario, la presencia de extractivos contribuye a aumentar la dureza de la madera, como lo
corroboran los resultados obtenidos (figura 6).
CONCLUSIONES
El contenido medio de extractivos en el pino piñonero es elevado, alcanzando porcentajes del
20,6 % en el duramen y del 1,4 % en la albura.
La disminución progresiva en la densidad, desde la médula a la corteza, obedece en gran
medida al contenido de extractivos, como lo corrobora el hecho de que la densidad de la madera
extractada permanezca casi constante independientemente de la posición en que se determine.
El efecto contrario se produce sobre las contracciones radial, tangencial y volumétrica,
disminuyendo de forma notable con el contenido de los mismos.
La presencia de extractivos no afecta a la resistencia a la compresión paralela a la fibra, pero
sí contribuye a un aumento considerable de la dureza de la madera.
AGRADECIMIENTOS
Los autores desean expresar su agradecimiento a D. Luís Finat Gómez del Servicio
Territorial del Medio Ambiente de Valladolid, por su colaboración en la toma de muestras y, a D.
Lorenzo Ortiz y Dña. Purificación Parra, por la realización de los trabajos de laboratorio
BIBLIOGRAFÍA
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