estructura de la madera a la observación macroscópica

ESTRUCTURA DE LA MADERA A LA
OBSERVACIÓN MACROSCÓPICA
(No incluye identificación)
Madera normal y madera anormal - defectos de la madera
Hasta ahora hemos hablado de lo que se
suele llamar madera normal, es decir el tejido homogéneo y simétrico, de crecimiento
lento y parejo, situación que no se da con
frecuencia en forma natural.
Por el contrario, habitualmente se forma lo
que se llama madera anormal, nombre que
abarca dos tipos de fenómenos distintos: el
denominado madera de reacción por un
lado, y los defectos producidos por nudos y
daños generados en el tronco mientras está vivo.
Madera de reacción
Se da este nombre a un efecto que se produce en casi todos los troncos, tanto de
coníferas como de latifoliadas, debido a las
tensiones asimétricas a las que se ven
sometidos por diferencias de peso de la
copa entre uno y otro lado, o a meteoros
como el viento, a las pendientes, etc.
Estos diferenciales de tensión sobre el
tronco hace que su crecimiento sea desparejo en el sentido radial, hecho que se distingue palpablemente en los cortes transversales, que presentan anillos de crecimiento excéntricos.
La madera de reacción es de compresión
en las coníferas y de tensión en las latifoliadas.
La madera anormal es de importancia
para el producto obtenido, porque posee
distinta composición química y morfología
fibrosa que la madera común. Por lo general la de coníferas es más lignificada y las
traqueidas son más cortas, y la de latifoliadas posee lo que se llama celulosa gelatinosa que da fibras de pobres propiedades
físico mecánicas
Anillos excéntricos en la madera
de reacción
En las plantaciones comerciales es posible observar en la mayoría de las plantas
algún porcentaje de maderas de reacción,
que se dispone siempre del mismo lado.
Por ello cuando se muestrea se suele indicar en las rodajas los puntos cardinales.
Defectos
El principal "defecto" que presentan las
maderas son los nudos, es decir las inserciones de las ramas que se desprenden
del tronco principal. (En realidad lo que
llamamos defecto, desde el punto de vista
papelero, es un acontecimiento normal para la planta)
Los nudos poseen tejidos celulares muy
densos y tramados muy difíciles de desfibrar en los procesos de pulpado, y además
contienen en las coníferas más lignina y
resinas, y en las latifoliadas también más
lignina y productos oscuros como taninos.
La importancia de los nudos es muy variable con las especies y particularmente con
la historia de la planta, es decir el tipo de
plantación y los cuidados culturales que se
le brindaron a la misma.
En nuestra región el tema de los nudos tiene una particular importancia, debido a
que, tanto para pulpa como para madera,
se utilizan plantas más jóvenes que las
habituales en otras regiones forestales del
mundo. Por ello vamos a dedicar unos párrafos más al tema.
Los nudos en las coníferas
En los troncos de estos árboles los nudos
se presentan de forma homogénea en los
dos tercios superiores del tronco, (Figura
Nº 27), y son en general de tamaño mediano.
Dependiendo del espaciamiento de la plantación y de la velocidad de crecimiento
muchos nudos quedan incluidos en la madera.
Particularmente en la Araucaria angustifolia, los nudos son muy abundantes en el
tercio superior del fuste, y están distribuidos en franjas a la misma altura, lo que sirve para la identificación inmediata de un
rollizo descortezado de esta especie.
Puesto que esta madera es de primera calidad como tal, es muy difícil que se utilice
todo el tronco para fibra, sino solamente
las partes superiores llamadas "despuntes". Este material, si bien posee la excelente fibra de esta especie, tiene unos bajos rendimientos en los procesos de pulpado químico, debido a la alta cantidad de
rechazos por nudos que presenta.
Nudos en la madera de Araucaria.
Heridas y quemaduras.
Los nudos en las latifoliadas
Los nudos en las latifoliadas son más heterogéneos que en las coníferas, (Figura Nº
28), y pueden estar en prácticamente todo
el fusta.
Es frecuente la abundancia de nudos en
algunas progenies de Eucalyptus grandis
del norte de Corrientes, formados por falta
de poda de las ramitas que van creciendo
por debajo de la copa, en la zona de sombra de la plantación. Hemos contado hasta 35 ramitas por árbol en plantaciones que
nunca fueron podadas.
A medida que el árbol crece , estas ramitas
se van secando y las inserciones, es decir
los nudos, quedan incluidos en la madera.
Si son de pequeño tamaño no influyen mayormente, ni siquiera en el desbobinado
para la confección de terciados.
Por eso es conveniente podarlas cuando
son pequeñas, para que no crezcan y formen nudos grandes.
Otra característica de esas ramitas inferiores en los Eucalyptus, es que si se secan
generan en la inserción una estructura llamada "bolsón", que se llena de una sustancia de protección a las infecciones externas que se llama quino.
El quino es inconveniente para la calidad
de la pulpa, porque interfiere en las reacciones de pulpado, consume reactivos y
las oscurece.
Otros defectos de la madera están
dados por las heridas sufridas por la planta
viva, ya sea por golpes, rajaduras por viento e insectos, como por el quemado en los
incendios forestales.
Todos ellos disminuyen la calidad de la
madera: los golpes repetidos, por ejemplo
entre dos árboles contiguos, producen madera anormal de la que ya se habló. Las
rajaduras, como las que se generan en los
Eucalyptus producen la destrucción del tejido de la zona contigua para formar quino.
Este tipo de estructura se llama "venas de
quino" porque suelen tener una longitud en
el sentido longitudinal de uno o varios decímetros. Por último la madera quemada,
que habitualmente no sirve como tal, se
puede utilizar para pulpa pero produce mucha suciedad, puesto que el carbón es inal-
terable en los procesos químicos y mecánicos de pulpado.
El daño en los incendios es muy variable dependiendo de la densidad de la plantación, y del estado del suelo. Si la plantación es muy densa y con mucha hojarasca
depositada, el calor dura lo suficiente para
dañar todo el cambium de los troncos y los
árboles mueren.
Por el contrario si ya está raleada, la altura
de las copas es la suficiente y no existe
mucho material combustible en el suelo, el
fuego pasa rápido y los árboles se mantienen vivos prácticamente sin daño.
Habitualmente suceden situaciones intermedias y los árboles quedan parcialmente
dañados, perdiendo producción la plantación.
Es habitual en las plantaciones de Eucalyptus de la Mesopotamia observar en los
cortes transversales zonas en forma de
media luna siempre del mismo lado, (de
donde vino el fuego), habitualmente cubiertas de quino de color marrón rojizo, de varios centímetros de longitud
MICROESTRUCTURA DE LA MADERA.
Se entiende por microestructura de la
madera la que se puede ver con el microscopio óptico, es decir que son las estructuras intermedias entre lo visible a simple
vista, y las de nivel cuasi molecular, solo
distinguibles con el microscopio electrónico, que se denominan ultraestructuras. La
microestructura es la más importante para
comprender la morfología de las materias
primas fibrosas, como así también para el
análisis de lo que sucede durante los procesos de fabricación de la pulpa y el papel.
Con el microscopio óptico se ven perfectamente los elementos celulares de los tejidos vegetales, y ello es lo que vamos a
estudiar a partir de ahora.
Morfología de elementos celulares
Los tejidos vegetales de la madera consisten en diferentes tipos de células, diferenciadas al poco tiempo de su formación,
para cumplir tres tipos de funciones:
a) Conducción.
b) Almacenaje.
c) Sostén.
Es muy importante comprender los fundamentos siguientes, para entender la
morfología de los distintos elementos.
Toda célula de conducción de líquidos
se caracteriza por poseer gran parte de su
pared perforada para comunicarse con la
siguiente. Toda célula de almacenamiento
es de forma "isodiamétrica", es decir sus
tres dimensiones son semejantes. Además
son de pequeño tamaño. Toda célula del
tejido de sostén posee gran dimensión longitudinal en comparación a las otras dos,
para darle resistencia y flexibilidad al tronco. Otro concepto significativo que hay que
aclarar es que si bien en las maderas de
latifoliadas existen tres tipos de tejidos para cada una de las tres funciones, en la de
coníferas que es una rama primitiva de los
vegetales, las funciones de conducción y
sostén las realizan las mismas células que
se denominan traqueidas (tráquea = conducto). Estas traqueidas tienen, por lo tanto las características de ambos tejidos: son
largas y poseen muchas orificios en la pared para conducir líquidos.
La nomenclatura general de los tejidos se
dan en la Figura siguiente.
Nomenclatura de los elementos celulares de la madera
Por lo dicho anteriormente es lógico suponer que la madera de coníferas es más
sencilla.
Efectivamente,
la
madera
de
gymnospermas
solamente cuanta con
traqueidas y células parenquimáticas. Por
el contrario, los tejidos de las latifoliadas
poseen tres tipos de células: las fibras, las
células parenquimáticas y los elementos
vasculares.
Traqueidas de coníferas
Las traqueidas forman la fracción de "fibras" de las coníferas.
La descripción general de las traqueidas es
la siguiente:
Son células alargadas, de extremos cerrados, con una longitud de 2 a 4 mm y un
ancho entre 0,30 y 0,60 mm, que da una
relación largo/ancho entre 50 y 100 . Sus
paredes poseen orificios que las comunican con las células contiguas.
Estos
orificios se denominan puntuaciones, y
existen en casi todas las células vegetales.
En el caso de las traqueidas las puntuaciones se denominan areoladas. Las puntua-
ciones areoladas son perforaciones en
una célula, que se corresponden con otra
igual en la célula vecina, y que poseen una
membrana porosa a modo de válvula, y
que tienen funciones de regular la calidad y
cantidad de fluidos que circulan entre ellas.
En las traqueidas estas puntuaciones
areoladas se distribuyen en bandas perpendiculares al eje longitudinal. La forma y
distribución de las puntuaciones areaoladas en ellas es distinta en cada género
botánico, por lo que son una importante característica para la identificación. En este
curso no profundizaremos en el tema, pero
es importante saber que existen publicadas
claves muy precisas para la identificación
de prácticamente todas las traqueidas de
coníferas de las especies utilizadas en el
mundo para la fabricación de pulpa para
papel.
El espesor de la pared de las traqueidas
oscila entre 2 y 6 micras, es decir 0,02 a
0,06 milímetros.
Morfología de traqueidas de coníferas
Como se ve en la figura A, las puntuaciones areoladas no están distribuidas al
azar a lo largo de la pared, sino que por el
contrario están concentradas en franjas,
que coinciden en la madera con la unión
por el exterior de los radios leñosos formados por tejido parenquimático. Es por ello
que éstos sitios se denominan campos de
cruzamiento. El campo de cruzamiento
que se ve ampliado en 30-B, es un modelo
de como pueden verse las puntuaciones al
microscopio, dependiendo la forma, los
contornos y las sombras de las condiciones de observación.
En E, por el contrario, se muestra un
modelo simplificado de como es la puntuación en realidad, y de como se ve en el microscopio en los cortes transversales, C y
D. Es decir que la areola (o aureola) no es
más que el borde del ensanchamiento de
la pared para permitir la ubicación de la
membrana permeable que se llama torus .
El torus puede verse o no al microscopio, según si el corte está o no teñido, del
estado de la madera original y de otras circunstancias. Lo que si es importante para
la caracterización de las traqueidas es ver
la areola, para definir una puntuación areolada del otro tipo de puntuación existente
que se denomina puntuación simple que
no la tiene.
La puntuación simple es propia de las
células parenquimáticas de coníferas y latifoliadas y de las fibras de éstas últimas.
Obsérvese que en este caso hay solamente un orificio el la pared que se corresponde a otro semejante en la pared de la célula contigua, sin existir otro tipo de estructura. Las puntuaciones simples de las células parenquimáticas también están ubicadas como campos, puesto que se corresponden con las puntuaciones areoladas de
las traqueidas, aunque por el pequeño
tamaño que poseen estas estructuras,
son menos visibles.
Esquema de una puntuación simple
Células parenquimáticas de coníferas
Las células parenquimáticas de coníferas
poseen pocos tipos en comparación a las
de las latifoliadas, y son de forma corriente por lo que merecen poca atención, salvo un tipo que es el que recubre los canales de resina, porque poseen una morfología propia que pueden caracterizar este
tipo de maderas en una pulpa, cuando los
elementos celulares están sueltos entre sí.
Éstas células se llaman células parenquimáticas epiteliares o más comunmente
células epiteliares (o epiteliales), que forman los canales de resina formando parte
de un tejido denominado epitelio.
Morfología de los elementos celulares
de las latifoliadas
a) Fibras libriformes. Son las más importantes desde el punto de vista papelero, y
comprenden el 70 90% del peso total.
b) Fibrotraqueidas. Son elementos más
cortos que las fibras libriformes y poseen
puntuaciones areloadas.
La morfología de los elementos celulares
de las latifoliadas es mucho más compleja
que la de coníferas, siendo los elementos
principales los siguientes;
c) Elementos vasculares, propios de las latifoliadas e inexistentes en las coníferas.
Son las células que forman los vasos (los
poros de los cortes de madera para macroscopía). Tienen forma de tonel abierto
en los dos lados y poseen grandes campos
de puntuaciones areoladas.
d) Parénquimas de formas variadas, semejantes al de las coníferas.
Éstos tipos de elementos se pueden apreciar en la Figura siguiente.
Descripción de las fibras libriformes de latifoliadas.
Las fibras propiamente dichas son células en forma de huso, es decir largas y con
los extremos más o menos aguzados Figura A, B y C. Como las traqueidas son huecas, poseyendo una pared celular de espesor sumamente variable.
La principal fuente de variación es genética, es decir que depende de la especie.
Sin embargo también dentro de un mismo
árbol puede variar significativamente entre
madera juvenil, madera madura, madera
temprana, madera tardía y de acuerdo a la
altura del tronco desde el suelo. Con la
longitud sucede lo mismo, tanto en lo
genético como en lo local.
Morfología de elementos celulares de latifoliadas.
Las fibras, por ser parte de tejido que
tiene solamente funciones de sostén, poseen pocas puntuaciones y simples. Además en muchas de ellas no son fácilmente
visibles por haber sido cubiertas parcialmente por crecimientos de pared posteriores a la muerte.
En cuanto a la morfología general se
puede decir que es variada dentro del
mismo árbol, principalmente en la esbeltez,
la longitud, el ancho, el espesor de pared
y la forma de sus extremos. Por lo general, y dado el tipo de ubicación de cada fibra dentro del tejido fibroso, los dos extre-
mos son diferentes: uno es aguzado y el
otro romo, como se puede ver en las figuras B y C. En la fibra de la figura A no se
distingue por su fineza y por la resolución
del sistema de dibujo.
La longitud de las fibras, como ya se dijo, es muy variable por diversas causas.
Las medidas extremas de las que se utilizan para papel oscilan entre 0,6-0,7 mm
las más cortas hasta 1.4-1,6 las más largas, pudiéndose tomar como 1 mm el valor
promedio
En algunas especies las fibrotraqueidas se
pueden considerar fibras corrientes por su
gran extensión. No es el caso de los Eucalyptus, Figura C, que poseen forma tortuosa y son de corta longitud.
La distribución de frecuencias por longitud de las fibras de un árbol de latifoliadas,
muestra una gran dispersión, e inclusive
casi siempre es bimodal, es decir que po-
see dos máximos. Éste fenómeno se debe
a la existencia de dos tipos de fibras no
muy diferenciados, a los que se les ha llamado población "A", (fibras largas y rígidas) y población "B" (fibras más cortas y
anchas).
Vista microscópica de los tres planos de corte de la madera
IMÁGENES AL MICROSCOPIO DE CORTES DE MADERA
Trasversal Latifoliadas
Timbó Colorado (Misiones)
(Enterolobium contortisiliquum)
Tabernaemontana sp. (Argentina)
Cariocar sp. (Costa Rica)
Guayca (Ocotea puberula – Misiones)