Evaluación de la Calidad de madera de Prosopis alba en rodales

Caracterización y evaluación de la calidad de madera de Prosopis alba en
rodales semilleros
Dr. Ing. Ftal Moglia J G. González D. Cisneros A.B. Pan E.
[email protected](Prof. Dendrología de la FCF – U.N.S.E)
Objetivos Generales
Caracterizar y evaluar la variación de los parámetros de calidad de la madera de distintos orígenes
de Prosopis alba, relacionándolo con sus rasgos morfológicos y las características ambientales de
cada sitio.
Objetivos específicos
1. Caracterizar el leño de las diferentes poblaciones de P. alba Evaluar los parámetros de calidad
de madera en los diferentes rodales.
2. Correlacionar características morfológicas externas de los árboles con variables de calidad de
madera.
3. Evaluar la interacción entre las variables de calidad de leño con el ambiente.
4. Evaluar la relación entre calidad de madera y ritmo de crecimiento.
5. Identificar los rodales más promisorios para uso sólido.
Metodología empleada
En cada uno de los sitios muestreados se seleccionaron 6 individuos adultos y sanos, sin daños
visibles, según las recomendaciones de Burley y Wood (1979). Se midieron los Caracteres
dendrométricos:
 Altura total y de fuste (considerada hasta la primera ramificación) y el diámetro a 1,30 m, se
marcó la orientación Norte.Inclinación del grano a partir de la inclinación de la fibra de la
corteza para relacionar la presencia de grano inclinado.
 Radios de las copas, con el método de ángulos fijos en 4 direcciones. Se contaron el
número de orden de las ramas (se considera 0 el fuste o tronco).
Fig. N 1 Criterios utilizados en las mediciones a) Mediciones sobre el árbol b) Esquema de seccionamiento y
obtención de secciones para las diferentes muestras.
Anillos Tendencias de Crecimiento
Se realizó el acabado fino con lijadora orbital manual con juego de lijas de granulometría ascendente
de 100 a 600, hasta la obtención de una superficie lisa (progresivamente más fina) hasta obtener una
óptima visión macroscópica del leño. La identificación y recuento de los anillos de crecimiento se
realizó siguiendo las indicaciones de Moglia y Giménez (1994), sobre dos radios perpendiculares a los
anillos de crecimiento, Se elaboraron las tendencias de crecimiento basadas en la edad biológica,
mediante la medición de los espesores de anillos. Para el análisis de los datos, se alineó el espesor
medio de los anillos de cada árbol con los de otros individuos según la edad biológica y no cronológica
y fue promediado para obtener la curva de crecimiento del árbol base. Se calculó para cada variable el
incremento medio anual (IMA) y el incremento anual (IA). La curva de incremento corriente anual
(curva de crecimiento ajustada) se graficó de manera simultánea con la curva de incremento medio
anual. El punto de intersección de ambas fue usado para estimar la edad de máximo incremento
biológico. A través de modelos de regresión de las variables dendrométricas en función de la edad, se
pretende establecer la relación existente para ser ajustada a una función. Los modelos utilizados
fueron líneal y polinómico y allí se seleccionó el que presentaba mejor R2.
Determinación de las propiedades físicas
Fig 2 a-b Secuencia de preparación previa de las trozas y obtención de probetas para
determinación prop físicas
En cada ejemplar a partir de la troza un tablón radial central, descartando la médula, se cortaron
listones desde la periferia hacia el centro,(N o S) se obtuvieron muestras de 20 x 20 x 20 mm para las
dimensiones radiales y tangenciales y de 20 x 20 x 90 mm para las direcciones longitudinales, dentro
de cada listón, se consideró la posición en altura de cada una de las muestras obtenidas. Para la
densidad se utilizó el método de inmersión de agua según la al método de desplazamiento de agua
establecido en la Norma IRAM 9544.La densidad básica anhidra fue obtenida como cociente entre
peso y volumen anhidro (ρ0). La densidad básica se calculó como cociente entre el peso anhidro de la
probeta y su volumen a saturación de humedad (db). Se realizaron dos medidas por orientación en
cada muestra, para luego calcular el promedio.
Para estabilidad dimensional se determinaron los coeficientes de contracciones diferencial “q”
confeccionados y obtenidos mediante las contracciones diferenciales según las normas DIN 52.184, y
los coeficientes de contracción máximo radial tangencial y volumétrico.
Microscopia
Se obtuvieron los preparados de para el estudio de la variabilidad radial de las variables
microscópicas. de acuerdo al protocolo del Laboratorio de anatomía de maderas (LAM) perteneciente
al instituto de silvicultura y manejo de bosques (INSIMA).Las muestras se tomaron en secuencia sobre
uno de los radios, se seleccionaron en cada una de las rodajas, los anillos del 5 al 11, 17 al 22 y 26 al
30. La descripción microscópica se realizó de acuerdo a la terminología recomendada por el Comité de
la IAWA (International Association of Wood Anatomists, 1989).Con base en estas descripciones se
procedió a la elaboración de la base de datos, que contiene la descripción microscópica de la especie
y fotomicrografías de cada sección: transversal, radial y tangencial.
La metdología empleada en cada sitio se resume en el diagrama siguiente:
Diagrama de flujo dela Metodología del proyecto
Fase 1
Campo
Obtención de material
experimental siguiendo
las recomendaciones de
Burley y Wood (1979)
Medición de
caracteres
dendrométri
cos
a- Posición social: árboles
dominantes dap> 30 cm
b- Calidad de fuste
c- Copas bien desarrolladas
d- Vitalidad
* Dap
* Altura de
fuste
* Tipo de fuste
* Altura de la
1º ramificación
Apeo de los 6 árboles
seleccionados
Traslado de
muestras
Extracción de 1 rodajas a 1.30 m
y troza para prop. físicas
Determinación
Fase 2
Laboratorio
Crecimiento Método
basado en edad
biológica (
Macroscopia
Preparación de
probetas-microscopia
Aserrado de trozas para
obtención de tablones
alb/duramen defec
Pulido de rodajas
Stoker y Smiley
(1968)
Determinación func de
crecimiento
Variabilidad en
sentido radial:
Deter sobre radio
promedio
Apilado de tablones en
cámara climatizada
Determinación prop
según Normas
Resultados parciales obtenidos
Hasta ahora se muestrearon 3 sitios de los rodales semilleros Villa Ángela (Chaco), Los Arias (Sgo. del
Estero), Isla Cuba (Formosa) y se incorporó la plantación de Prosopis alba situada en la localidad de
San Isidro sitio N4 (Santiago del Estero) que se muestran en la Figura 3
Figura 3 Localización de los sitios del muestreo de P. alba
Los resultados que se presentan tienen indicados el número de sitio que está siendo procesado. La
incorporación de la plantación obedece a la oportunidad que se tuvo de interactuar y operar con otro
proyecto lo que permitirá además comparar los mismos parámetros evaluadas en plantación.
Tabla N 1 Caracterización de los rodales muestreados
Código
Nombre Rodal
Provincia
Material
R-10
Villa Ángela
Chaco
P. alba chaqueño sur
R-05
R-09
Isla Cuba
Los Arias
San Isidro
Formosa
Sgo. del Estero
Sgo. del Estero
P. alba chaqueño
P. alba santiagueño
Plantación P. alba
Región
Chaco
subhúmedo
Chaco semiárido
Chaco semiárido
Chaco semiárido
De acuerdo a Verga et al (2006)las diferencias morfológicas más importantes se dan entre los
algarrobos blancos chaqueños y santiagueños, especialmente anivel de hoja. El santiagueño es de
hojas mayores, con mayor largo y ancho de foliólulo, mayor longitud de pecíolo y de pina y mayor
distancia entre foliólulos. Tiene un menor número de foliólulos por pina y son raras las hojas con tres
pares de pinas. También se diferencian en cuanto a la forma del foliólulo. El santiagueño es más
delgado y de ápice más aguzado que el chaqueño. Entre los dos tipos de algarrobo blanco chaqueño
la diferenciación es significativamente menor.
Los resultados con promedios por sitio muestran que los individuos del sitio 1 tienen mayor diámetro
altura y el menor ángulo de corteza. Sin embargo en el sitio N2 la altura de fuste promedio es mayor.
Tabla N 2 Dendrometría de los árboles apeados delos 3 sitios muestreados
Sitio N
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
Ht
11.5
10.5
6.5
9
11
12.5
8.15
6.1
7.8
9.75
9.45
8.4
9.02
8.63
9.6
8.05
7.55
8.36
Hf
1.7
4
3.5
4
3.5
3.5
2.4
2.87
4.37
3.95
3.25
1.51
1.54
1.5
1.95
2.05
1
Dap
55.39
39.15
37.56
40.74
30.6
32.15
33.42
25.78
23.55
35.33
20.05
26.42
29.7
27.8
34.6
32.2
17.3
23.5
Angulo
de
corteza
10º
50º
5º
10º
15º
6º
10-15°
20-25°
10°
10°
15°
10°
15°
15°
15°
10°
15°
10°
Nº
tramos
8
8
7
6
5
6
7
7
9
7
7
6
7
7
6
7
7
Radio de Copa
1 (Norte)
8.1
3.65
no tiene
3.65
2.4
5.7
7.1
0.1
8.3
5.4
6
4.6
7.1
0.1
8.3
5.4
6
4.6
2 (sur)
6.4
2.6
6.7
6.2
4.3
no tiene
4.2
0.1
0.1
5.4
1.9
4.6
4.2
0.1
0.1
5.4
1.9
4.6
3 (Este)
5.9
10.3
6.9
4.7
6.1
3.5
6.6
0.1
3.2
5.4
2.8
3.6
6.6
0.1
3.2
5.4
2.8
3.6
4 (Oeste)
6.2
no tiene
6.4
5.8
4.1
4.75
0.1
6.5
2.7
6.2
4.2
5.1
0.1
6.5
2.7
6.2
4.2
5.1
Tipo de Ramificación- Número de orden de las ramas-Superficie de copa
El modelo arquitectural de Prosopis alba se ajusta al modelo de Trol, (Moglia Giménez, 1997)
característico de varias especies de Leguminosas. La especie tiene, en el proceso de ramificación, la
potencialidad de generar tres ramas a partir de tres yemas laterales. En cada orden de ramas nacen 3
ramas, una de ellas aborta, una de las restantes, en general la más gruesa, es la que se vuelve
ortótropa (se hace erecta) para continuar con la formación del tronco, por la superposición de los
nódulos de crecimiento. En los individuos estudiados, se contabilizaron 6-8 tramos en las ramas
principales en las diferentes clases de edad Los tramos de crecimiento disminuyen a medida que
aumenta el orden de las ramas y originan una copa asimétrica.
La medida de la superficie de la proyección horizontal de una copa, es interesante porque está
estrechamente unido al crecimiento en diámetro del tronco. Hay predominio de desarrollo de copa para
las orientaciones NE y en algunos de los árboles no hay desarrollo en alguna dirección. La Fig 2
muestra los promedios de proyecciones por sitio.
1 (Norte)
8
6
4
2
0
4 (Oeste)
Sitio 1
2 (sur)
Sitio 2
Sitio 3
3 (Este)
Figura 4: Promedios de radio por sitio
Determinación color de albura y duramen Sanidad: presencia de defectos
En la determinación del color se realizó una clasificación visual, agrupándolos por rangos. El color en
forma cuantitativa se determinó mediante el uso del Atlas Munsell 1969 para tejidos vegetales. Los
colores de albura varían entre blanco amarillento y blanco rosáceo. El color de duramen es diferente
para cada árbol variando entre castaño a rosáceo a castaño grisáceo. la variabilidad en color, se debe
a diferentes extractivos presentes en el duramen. Las muestras del sitio 2 analizadas presenta la
albura de color blanco amarillento, con los vasos sin ningún tipo de oclusión. El contorno de la albura
es regular, concéntrico, con diferencias de hasta 1 anillo en la sección. El color del duramen es
castaño oscuro con un tinte más oscuro que las muestras del sitio 1. El espesor de la albura en
número de anillos es de 3 (2 - 6), S: 1.032, CV%: 28.19, similares valores a los obtenidos en las
muestras de Villa Ángela.
Los defectos más encontrados fueron las grietas que se encuentran en el 100% de los individuos. Los
nudos en un 66,6% del total de las muestras excentricidad de médula en un 50% de las muestras
Anillos de Crecimiento – Tendencias de crecimiento
Se contaron el número de anillos de cada árbol con edades de hasta 36 años en Villa Ángela 20 a 24
años, en Los Arias y de 18 años en Sitio de plantación .En la Tabla N 3 se muestra los espesores de
anillos promedio para cada uno de los sitios analizados
Tabla N 3 Espesores de anillos
Sitio
Parámetro
Media
CV%
1
Media
CV%
2
Media
Plantación
CV%
3
Espesor
de anillos
0.4622
32
0.5357
35
0.6729
30
Edad
36
21
23
12
18
12
El análisis epidométrico de los arboles permitió elaborar las tendencias de crecimiento basadas en la
edad biológica, expresadas en la tabla. Se presentan en este informe los resultados obtenido en el sitio
1.
La relación entre el dap y la edad ajusta a una ecuación lineal y la de la sección normal y la edad se
ajusta a una ecuación polinómica de segundo grado.
Las ecuaciones correspondientes se muestran en la Tabla N 4
RELACION DE VARIABLES
ECUACIÓN
R2
DAP y edad
y = 0,9993 x - 1,0853
R2 = 0,9991
Sección normal y edad
y= 0,72x2 + 1,2178x - 19,471.
R2 = 0.99
50
40
30
Sn (cm2)
Diametro acumulado(cm)
En la Fig.5 a y b se muestran la evolución del dap y la sección normal
20
10
0
0
20
40
Edad (años)
60
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0
20
40
60
Edad (años)
Fig 5 Sitio N1 Evolución de a) Dap. acumulado b) Sección normal
Se calcularon y determinaron las curvas de Incrementos anuales Incrementos mediosSe calculó el
incremento anual (IA) y el incremento medio anual (IMA) en función de la variable DAP. Las curvas se
intersectan a la edad de 15 años indicando un máximo de incremento medio. El IA. Se observa un
máximo en el IA de 1,23 cm de diámetro a los 23 años
Determinación de las propiedades físicas de Prosopis alba (sitio 1)
La humedad de equilibrio higroscópico se calculó por diferencia de pesadas entre estado húmedo y
estado anhidro, dividiendo por el peso anhidro. El contenido de humedad inicial de la madera,
determinada en cada una de las rodajas fue de 37 %, lo que permitió comprobar el estado de
saturación de la fibra, indispensable para la determinación del comportamiento higroscópico de la
madera. El contenido de humedad en el punto de saturación de las fibras por muestra (2 repeticiones
1,2 ) orientación Norte(N) y Sur(S) y árbol El promedio total fue de 19,3%(15,1-23,6). Los cambios
dimensionales son indicados en función de la determinación del hinchamiento y/o contracción máxima
de la madera y de su anisotropía, si bien esto es válido cabe señalar que pudiera ser incompleto, ya
que en muy pocos usos, los productos de madera son llevados hasta tales extremos. Las
Contracciones totales máximas y Densidad Básica Promedio su variación por árbol para el Sitio 1
Tabla Nº 5 Contracciones totales máximas y Densidad Básica Promedio y su variación por árbol Sitio 1
Contracciones totales máximas
Árbol 1
Media
C.V. (%)
1,66
14,92
2,99
23,16
0,55
24,54
5,20
15,35
Densidad
Básica
0,62
4,24
Árbol 2
Media
C.V. (%)
Media
C.V. (%)
Media
C.V. (%)
1,68
15,33
1,65
13,57
1,64
15,03
2,98
22,12
2,97
19,65
2,98
23,19
0,56
23,94
0,56
25,36
0,55
25,53
5,22
13,17
5,18
13,28
5,17
14,73
0,64
4,45
0,63
4,09
0,63
3,91
Media
C.V. (%)
Media
C.V. (%)
1,650
13,982
1,686
13,605
2,971
22,135
3,015
22,253
0,536
24,046
0,558
23,356
5,157
14,923
5,259
13,291
0,624
4,274
0,626
6,204
Árbol 3
Árbol 4
Árbol 5
Árbol 6
El valor promedio de anisotropía de 1,69, con valores de contracción radial y tangencial bajos
encontrándose diferencias entre árboles en el primer sitio evaluado Los resultados muestran que la
madera de algarrobo es muy estable y su variabilidad de acuerdo al porcentaje muy baja.
La densidad básica promedio fue de 0,58 g/cm3.
Microscopia
Análisis de la Varianza de las variables anatómicas
La descripción anatómica es similar a los estudios anteriores realizados para esta especie Tortorelli
1956, Castro Giménez et al 2005. El xilema de P. alba en cuanto a sus variables cualitativas presenta
porosidad difusa con tendencia a semicircular, con poros solitarios, múltiples de 2, 3 y 4, geminados y
racemiformes. Se calcularon las variables cuantitativas con 25 mediciones en cada una de las
posiciones mencionadas en la metodología. La efectiva delimitación de los anillos permitió relacionar la
variabilidad radial por rangos de edad.
Para el análisis estadístico el ANAVA fue realizado mediante un modelo mixto, con efecto aleatorio de
árboles, y fijo de fijo en posición radial (rango de edad). Se determinó la incidencia de las dos fuentes
de variación El muestreo fue multietápico con submuestras de orden jerárquico (Van Lar, 1991). El
proceso de muestreo comprende las variables clasificatorias, “árboles” y “distancias radiales”(a,b)
anidadas en forma sucesiva. La estimación de los componentes de varianza fue realizada por el
método de Máxima Verosimilitud Restringida. Los resultados del ANAVA para el sitio N 1 se muestran
en la Tabla N 6
Los resultados mostraron que la posición radial (rango de edad) es la fuente de variación más
importante en todos los caracteres analizados.
Se encontraron diferencias significativas entre árboles en la densidad básica, frecuencia de vasos,
diámetro interno y externo espesor de pared de fibras, y longitud de radios. El diámetro de poros y
altura de radios tienen una tendencia radial ascendente mientras que la densidad básica, y la
frecuencia de radios tienen una tendencia decreciente. El diámetro de lumen interno y externo y
espesor de pared de fibras no tienen una tendencia definida y presentaron pocas variaciones.
Tabla N 6 Análisis de varianza de las variables anatómicas
Variable
Diam De poros
Frec De poros
Fibra diam ext
Fibra diam Int
Espesor de pared
Log. De radio
Ancho de Radio
Nº radios/mm2
% de vasos
% parénquima
% fibra
% radio
Fuente de variación
Distancia
Árbol
0.0131
0.1866
0.0051
0.0142
0.0234
0.8174
0.4781
0.1095
0.4758
0.0805
0.0089
0.2958
0.0005
0.0994
0.0889
0.0998
0.0273
0.0727
0.0963
0.7932
0.0826
0.1667
0.0004
0.0165
R2
0.75
0.84
0.69
0.59
0.62
0.77
0.87
0.69
0.76
0.53
0.66
0.89
Entre la informaciónmas importante de las encuestas de calidad de madera realizada se destaca que
el 63 % de la madera que compran para su trabajo los encuestados es el algarrobo blanco.
Bibliografía
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Stokes, M. y Smiley,, T. (1968) The tree Ring Dating An Introduction. University Press Chicago .68p
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Tortorelli Maderas y bosques Argentinos 2009 2da edición Editorial ACME
Publicaciones realizadas
1. Evaluación de la Calidad de madera de Prosopis alba en rodales semilleros. Moglia,González I.C,
Giménez A.M. I Jornadas del algarrobo Córdoba 15-16 Nov. 2012
2. Especies del genero Prosopis en los bosques del Chaco semiárido, sus potencialidades Giménez
a. M. Moglia J.G. I Jornadas del algarrobo Córdoba 15-16 Nov. 2012
3. Relación entre la superficie de copa y el diámetro del árbol en Prosopis alba Griseb" Moglia J. G,
Cisneros A B, González D aprobado presentación Congreso IUFRO LAT Junio 2013 Costa Rica
4. Variación radial de caracteres anatómicos y densidad básica en el leño de Prosopis alba: El rol de
la edad cambial Moglia J. G, Cisneros A B, Molina A. Aceptado Congreso Forestal Argentino
Misiones Set 2013.
5. Caracterización macroscópica y estabilidad dimensional en ejemplares selectos de Prosopis alba
de la Región Chaqueña Argentina. Molina A. Moglia J. Cadena M., Pan E., Umlandt M. Congreso
Forestal Argentino Misiones Set 2013
En prensa


Estimación de la superficie de copa de Prosopis alba Moglia JG Cisneros A.B
Crecimiento anual y producción de brotes en ejemplares juveniles de Prosopis alba Griseb.
(algarrobo blanco) en plantación Moglia J, Bravo S, González D, Pece M , Bender A. In press
Transferencia de los resultados al medio



Con el objetivo de capacitar y difundir las acciones del proyecto se realizó el curso Herramientas
Económicas para la Toma de Decisiones en las Mipymes de la Madera y el Mueble dictado
por en conjunto con el INTI (filial Sgo del Estero y el auspicio de la FCF de Sgo. para productores y
empresarios de la madera en Sgo del Estero.Docentes: con una carga horaria total de 8 horas
Diseño y confección de Encuesta sobre Calidad de madera entre los empresarios asistentes
Organización de la 1era Jornada de campo Prácticas de evaluación con métodos no
destructivos en elcual participaron técnicos y operarios del INTA Bella Vista y estudiantes de Ing.
Forestal.12-16 Junio 2012
Formación de recursos humanos en el marco del Proyecto


Becarios de posgrado de doctorado Ing. Adrián Gabriel Bender tema: Variabilidad de los patrones
estructurales en Algarrobo blanco (Prosopis alba) y Ñandubay (Prosopis affinis) y su influencia
sobre las magnitudes dendrométricas- de la F. Ciencias Agrarias Universidad Nacional de Litoral
doctorado FONCYT–RPH 100 Damián González tema Evaluación de la calidad de madera en
Eucalyptus camaldulensis en Sgo del Estero con métodos no destructivos.
Becarias de grado
 Alisson Molina Bejarano trabajo final de grado tema Caracterización y Evaluación de parámetros de
calidad de la madera de Prosopis alba Griseb en rodales semilleros ubicados en Santiago del
Estero FCF Universidad Distrital de Caldas. Colombia
 Becaria CIN Ana Belén Cisneros estudiante de Ingeniería Forestal de la F C F UNSE tema:
Relación entre el crecimiento y la calidad de madera en individuos de Prosopis alba en el 2do año
de la beca CIN .
Acciones futuras
Continuar con los sitios de muestreo y las acciones indicadas en la metodología, la incorporación de
una plantación permitirá la comparación de las variables planteadas entre el bosque nativo versus
plantación.