Caracterización tecnológica de la madera de Juniperus flaccida var

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO
DIVISIÓN DE CIENCIAS FORESTALES
“CARACTERIZACIÓN TECNOLÓGICA DE LA MADERA DE
Juniperus flaccida var. poblana Martínez”
TESIS PROFESIONAL
Que como requisito parcial
para obtener el título de
INGENIERO FORESTAL INDUSTRIAL
Presenta
ARGELIA QUINTERO ALCANTAR
i
CONTENIDO
Pág.
INDICE DE CUADROS...........................................................................................................
iv
INDICE DE FIGURAS.............................................................................................................
v
RESUMEN................................................................................................................................. vii
ABSTRACT............................................................................................................................... viii
1. INTRODUCCIÓN................................................................................................................
1
2. OBJETIVOS.........................................................................................................................
3
2.1. Objetivo general............................................................................................................
3
2.2. Objetivos específicos.....................................................................................................
3
3. DESCRIPCIÓN DE LA ESPECIE.....................................................................................
4
4. DISTRIBUCIÓN...................................................................................................................
5
5. REVISIÓN DE LITERATURA...........................................................................................
6
5.1. Generalidades del género Juniperus.............................................................................
6
5.2. Estudios anatómicos y fisicomecánicos........................................................................
6
5.3. Aceites esenciales..........................................................................................................
8
5.4. Valor y uso de la madera...............................................................................................
9
6. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE COLECTA.................................................................... 10
6.1. Pilcaya........................................................................................................................... 10
6.1.1. Localización......................................................................................................... 10
6.1.2. Clima.................................................................................................................... 10
6.1.3. Orografía.............................................................................................................. 10
6.1.4. Clasificación y uso de suelo................................................................................ 11
6.1.5. Flora y fauna........................................................................................................ 11
6.1.6. Hidrología............................................................................................................ 11
6.2. Tetipac........................................................................................................................... 11
6.2.1. Localización......................................................................................................... 10
6.2.2. Clima.................................................................................................................... 11
6.2.3. Hidrografía........................................................................................................... 12
6.2.4. Clasificación y uso de suelo................................................................................ 12
6.2.5. Flora y fauna........................................................................................................ 12
ii
7. DATOS DE RECOLECCIÓN............................................................................................. 14
8. MATERIALES Y MÉTODOS............................................................................................ 17
8.1. Materiales...................................................................................................................... 17
8.1.1. Material de estudio.............................................................................................. 17
8.1.2. Equipo.................................................................................................................. 17
8.2. Métodos......................................................................................................................... 17
8.2.1. Características macroscópicas.............................................................................
18
8.2.2. Características microscópicas..............................................................................
18
8.2.2.1. Obtención de cortes típicos................................................................... 18
8.2.2.2. Elaboración de material disociado........................................................
19
8.2.2.3. Medición de elementos constitutivos.................................................... 20
8.2.2.4. Proporción de elementos constitutivos.................................................. 21
8.2.2.5. Índices de calidad de pulpa para papel.................................................. 22
8.2.3. Propiedades físicas............................................................................................... 22
8.2.3.1. Contenido de humedad en estado verde................................................ 22
8.2.3.2. Densidad................................................................................................ 23
8.2.3.3. Contracciones e hinchamientos volumétricos....................................... 25
8.2.3.4. Coeficiente de contracción volumétrica (Vc)........................................ 26
8.2.3.5. Coeficiente de hinchamiento (Vh)........................................................ 26
8.2.3.6. Contracciones e hinchamientos lineales................................................ 26
8.2.3.7. Punto de saturación de la fibra .............................................................
28
8.2.3.8. Relación de anisotropía......................................................................... 29
8.2.4. Propiedades mecánicas...................................................................................... 29
8.2.4.1. Flexión estática...................................................................................... 30
8.2.4.2. Compresión paralela a la fibra............................................................... 32
8.2.4.3. Compresión perpendicular a la fibra.....................................................
34
8.2.4.4. Cizalle o cortante................................................................................... 35
8.2.4.5. Clívaje o rajado.....................................................................................
37
8.2.4.6. Tensión perpendicular a las fibras......................................................... 38
8.2.4.7. Dureza Janka......................................................................................... 39
8.2.4.8. Flexión dinámica................................................................................... 40
8.2.4.9. Ajuste de los valores de resistencia....................................................... 41
iii
9. RESULTADOS Y DISCUSIÓN.......................................................................................... 42
9.1. Características anatómicas............................................................................................ 42
9.1.1. Características macroscópicas.............................................................................
43
9.1.2. Características microscópicas.............................................................................. 45
9.1.3. Proporción de elementos constitutivos................................................................ 49
9.1.4. Índices de calidad de pulpa para papel................................................................ 50
9.2. Propiedades físicas........................................................................................................ 51
9.2.1. Contenido de humedad verde..............................................................................
52
9.2.2. Densidad de la madera......................................................................................... 52
9.2.3. Contracción.......................................................................................................... 53
9.2.4. Coeficiente de contracción volumétrica (Vc) ..................................................... 53
9.2.5. Hinchamiento...................................................................................................... 54
9.2.6. Coeficiente de hinchamiento (Vh)....................................................................... 54
9.2.7. Relación de anisotropía....................................................................................... 54
9.2.8. Punto de saturación de la fibra............................................................................. 55
9.3. Propiedades mecánicas.................................................................................................. 56
9.3.1. Flexión estática.................................................................................................... 57
9.3.2. Compresión paralela a la fibra............................................................................. 58
9.3.3. Compresión perpendicular a la fibra.................................................................... 59
9.3.4. Cortante............................................................................................................... 60
9.3.5. Rajado.................................................................................................................. 61
9.3.6. Tensión perpendicular a la fibra.......................................................................... 62
9.3.7. Dureza Janka....................................................................................................... 63
9.3.8. Flexión dinámica................................................................................................. 65
10. CONCLUSIONES............................................................................................................... 68
11. RECOMENDACIONES..................................................................................................... 69
12. LITERATURA CITADA................................................................................................... 70
13. ANEXOS.............................................................................................................................. 77
iv
ÍNDICE DE CUADROS
Pág
Cuadro 1.
Cuadro 2.
Cuadro 3.
Cuadro 4.
Cuadro 5.
Datos de los árboles estudiados..............................................................................
Condiciones de prueba...........................................................................................
Características anatómicas macroscópicas de J. flaccida var. poblana.................
Características anatómicas microscópicas de J. flaccida var. poblana..................
Proporción de elementos constitutivos presentes en la madera de J. flaccida var.
poblana...................................................................................................................
Cuadro 6. Indices de calidad de pulpa para papel de la madera de J. flaccida var. poblana.
Cuadro 7. Valores de densidad saturada, básica, normal y anhidra, para la albura y
duramen de J. flaccida var. poblana.......................................................................
Cuadro 8. Valores de contracción para J. flaccida var. poblana............................................
Cuadro 9. Valores de hinchamiento para J. flaccida var. poblana..........................................
Cuadro 10. Valores de flexión estática obtenidos para la madera en estado verde................
Cuadro 11. Valores de flexión estática ajustados al 12% de CH.............................................
Cuadro 12. Valores de compresión paralela a la fibra obtenidos para la madera en estado
verde.......................................................................................................................
Cuadro 13. Valores de compresión paralela a la fibra ajustados al 12% de CH ...................
Cuadro 14. Valores de compresión perpendicular la fibra obtenidos para la en estado
verde.......................................................................................................................
Cuadro 15. Valores de compresión perpendicular a la fibra ajustados al 12% .....................
Cuadro 16. Valores de cortante obtenidos para la madera en estado verde............................
Cuadro 17. Valores de cortante ajustados al 12% de CH .......................................................
Cuadro 18. Valores de rajado obtenidos para la madera en estado verde...............................
Cuadro 19. Valores de rajado ajustados al 12% de CH .........................................................
Cuadro 20. Valores de tensión perpendicular a la fibra obtenidos para la madera en estado
verde.......................................................................................................................
Cuadro 21. Valores de tensión perpendicular a la fibra ajustados al 12% de CH..................
Cuadro 22. Valores de dureza obtenidos para la madera en estado verde.............................
Cuadro 23. Valores de dureza ajustados al 12% de CH ........................................................
Cuadro 24. Valores de flexión dinámica obtenidos para la madera en estado verde...............
15
30
43
45
49
50
52
53
54
57
57
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60
60
60
61
61
61
62
62
63
63
65
Cuadro 25. Valores de flexión dinámica ajustados al 12% de CH ......................................... 66
v
ÍNDICE DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Juniperus flaccida var. poblana...............................................................................
4
Figura 2. Distribución geográfica de Juniperus flaccida.........................................................
5
Figura 3. Ubicación geográfica del área de colecta.................................................................. 13
Figura 4. Toma de datos del arbolado y derribo...................................................................... 14
Figura 5. Muestra botánica de J. flaccida var. poblana Martínez........................................... 16
Figura 6. Cortes microscópicos de J. flaccida var. poblana................................................... 19
Figura 7. Probetas para la prueba de flexión estática.............................................................. 31
Figura 8. Probetas para la prueba de compresión paralela a la fibra....................................... 33
Figura 9. Probetas para la prueba de compresión perpendicular a la fibra.............................. 35
Figura 10. Probetas para la prueba de cortante....................................................................... 36
Figura 11. Probetas para la prueba de rajado........................................................................... 37
Figura 12. Probetas para la prueba de tensión perpendicular a la fibra................................... 38
Figura 13. Probetas para la prueba de dureza........................................................................... 39
Figura 14. Probetas para la prueba de flexión dinámica.......................................................... 40
Figura 15. Cortes macroscópicos de J. flaccida var. poblana.................................................. 44
Figura 16. Cortes microscópicos de J. flaccida var. poblana.................................................. 46
Figura 17. Paredes nodulares y crásulas................................................................................... 47
Figura 18. Puntuaciones..... ..................................................................................................... 47
Figura 19. Gráfico de las zonas con relación a la longitud de las traqueidas de madera
temprana................................................................................................................. 48
Figura 20. Gráfico de las zonas con relación a la longitud de las traqueidas de madera
tardía....................................................................................................................... 48
Figura 21. Grafico de las zonas con relación a la altura de rayo.............................................. 49
Figura 22. Base de cama........................................................................................................... 79
Figura 23. Cabecera.................................................................................................................. 79
Figura 24. Buró......................................................................................................................... 80
Figura 25. Cantina.................................................................................................................... 80
Figura 26. Comedor.................................................................................................................. 81
vi
Figura 27. Comedor (madera de Juniperus con Peltogine)...................................................... 81
Figura 28. Escritorio................................................................................................................. 82
Figura 29. Sala.......................................................................................................................... 82
Figura 30. Librero..................................................................................................................... 83
Figura 31. Trinchador............................................................................................................... 84
Figura 32. Silla......................................................................................................................... 85
Figura 33. Puerta...................................................................................................................... 85
vii
RESUMEN
La presente investigación, se realizó con la finalidad de conocer las características y propiedades
tecnológicas de la madera de Juniperus flaccida var. poblana Martínez., teniendo los resultados
que a continuación se describen.
En las características anatómicas, la madera presenta un color castaño claro en el duramen y
amarillo pálido en la albura, brillo medio, veteado suave, textura fina, hilo recto, sabor
característico y olor aromático. Las traqueidas son largas, de diámetro tangencial mediano y
paredes delgadas; sobre la cara radial presentan una hilera de puntuaciones areoladas seriadas y
en los campos de cruzamiento se ven puntuaciones de tipo cupressoide. Parénquima axial escaso.
Rayos sólo de tipo uniseriado numerosos, muy bajos y muy angostos. Presencia de aceites.
Para las propiedades físicas, se obtuvo una densidad básica de 0.499 g/cm3, así también, las
contracciones: volumétrica total 8.42% , tangencial total 4.26% y radial total 3.02%; los
hinchamientos: volumétrico total 9.17%, tangencial total 4.45% y radial total 3.12%. El punto de
saturación de la fibra fue de 33%; el coeficiente de hinchamiento 0.278 %, relación de anisotropía
de 1.41.
Los valores promedio de resistencia al 12% de contenido de humedad (CH) y en la condición
verde fueron obtenidos para flexión estática, compresión paralela y perpendicular a la fibra,
dureza, cortante, rajado, tensión perpendicular a la fibra e impacto. Los valores promedio
obtenidos fueron de medios a bajos en ambas condiciones de contenido de humedad para todas
las pruebas mecánicas realizadas.
Tomando en cuenta las características anatómicas y los valores de las propiedades físicas y
mecánicas, además de las especificaciones que se indican para algunos usos y productos
(Echenique y Plumptre, 1994), esta madera puede ser empleada para elementos no estructurales
como: molduras, peldaños de escaleras, pasamanos, lambrines. También se pueden elaborar
muebles económicos y partes visibles de muebles tapizados, bastidores, mangos de herramientas
de trabajo ligero y artículos novedosos de artesanía.
viii
SUMMARY
The present study was carried with the purpose out to determine the characteristics and
technological properties of the wood Juniperus flaccida var. poblana Martínez., having the
following results.
In the anatomical characteristics this wood to present a light brownish colour in heartwood and
pale yellow in the sapwood,
average bridntness, even-grained, fine-textured, straight-thred,
characteristic flavour and sweet-smelling. The tracheid: are long, of medium tangential diameter
and thin walls; on the radial face this wood present borderets pits, and in the cross field
cupressoid pits. Little axial parenchyma. Numerous, very low and very narrow rays only of type
uniseriate. Oil presence.
For the physical properties, the average obtained results indicate that this wood has a basic
density of 0.499 g/cm3, total shrinkage of 8.42% for volumetric, 4.26% for tangential and
3.02% for radial; total swelling of 9.17% for volumetric, 4.45 % and 3.12% tangential and radial,
respectively. The point of saturation of the fiber was of 33%; the coefficient of swelling 0.278%
and relation of anisotropy of 1.41.
Average stength values where determined at 12% moisture content (MC) and in the satured
condition for static bending, compression parallel to grain, compression perpendicular to grain,
hardness, shear parallel to grain, cleavage, tension perpendicular to grain and impact bending.
The averange obtained values were low at both moisture content conditions for all the performed
mechanical test.
Taking into account the anatomical characteristics and the values from the physical and
mechanical properties, in addition to the specifications that are indicated for some uses and
products (Echenique and Plumptre, 1994), this wood can be used for nostructural elements like:
moldings, steps of stairs, banister rails, lambrines. Also visible parts of upholstered furniture,
frames, tool handles of light work and crates and articles of crafts.
ix
INTRODUCCIÓN
El género Juniperus juega un papel importante tanto desde el punto de vista ecológico, como para
la industria cosmética, farmacéutica, mueblera y artesanal. Se utiliza de igual manera
en el medio rural para postes o como leña (Rodríguez, 1989).
Los aceites destilados de la madera de Juniperus, se utilizan en la producción de la mayoría de
los perfumes y las colonias en el mundo, pero el aprovechamiento de estos solo se
hace en algunos países como Estados Unidos, Canadá, Francia, Inglaterra y China
(Anderson, 1995).
En México se tienen identificadas 60 especies de este género, siendo una de las más importantes
J. flaccida Schldl por su amplia distribución, habitando en zonas de transición entre
bosques de Pinus, Quercus y Abies. En el estado de Guerrero la especie J. flaccida
Schldl, se distribuye en la región de montaña, en los municipios de Alcozauca y
Tlapa de Comonfort, en el centro en los municipios de Chilpancingo y Leonardo
Bravo y en la región norte en los municipios de Taxco, Buenavista de Cuellar,
Tetipac, Ixcateopan y Pilcaya
En la región norte de Guerrero, el bosque de Juniperus tiene una extensión de 7,962 hectáreas.
*En esta región se registran alrededor de 250 talleres dedicados a la elaboración de
muebles, donde un 10% de la materia prima corresponde a madera de Juniperus, el
resto es pino, cedro blanco y otras especies de latifoliadas. El volumen de madera de
Juniperus que se procesa en estos talleres es de alrededor de 6,250 m3 por año,
correspondiendo a un 5% de la producción estatal (Ayerde y Becerra, 2000).
Por desconocimiento de las características tecnológicas de esta madera, su uso se ve limitado, así
como la comercialización de los productos derivados. Puesto que la madera se trabaja
generalmente en estado verde y de una manera artesanal, en el producto terminado se
presentan diversos problemas como son grietas, rajaduras y malos acabados.
x
*Comunicación personal. Raúl Ascencio Martínez, pasante de la carrera de Ingeniero en Tecnología de la Madera
Pensando en la necesidad de contribuir en conocimientos técnicos para un mejor
aprovechamiento y utilización de esta especie, se elaboró el presente trabajo para
conocer las cualidades o atributos de la madera que ayudan a elegir el proceso de
transformación más adecuado, y darle la mejor aplicación. Para de esta manera lograr
obtener un mayor valor agregado.
Este trabajo, forma parte del proyecto 19990506008 denominado “Conocimiento ecológico e
importancia económica del cedro (Juniperus flaccida Schldl) en el estado de
Guerrero”, el cual es apoyado por el Sistema de Investigación Benito Juérez (SIBEJCONACYT), Fundación Produce de Guerrero, A.C., H. Ayuntamiento Municipal de
Tetipac, Sociedad Cooperativa de Producción de Muebles y el Comité Municipal de
Reforestación de Tetipac.
xi
xii
OBJETIVOS
2.1. O BJETIVO GENERAL
Contribuir al conocimiento anatómico y físico-mecánico de la madera de Juniperus flaccida
var. poblana Martínez.
2.2. O BJETIVOS ESPECÍFICOS
¾ Conocer las características macroscópicas y microscópicas, la
proporción de
elementos constitutivos y los índices de calidad de pulpa para papel de esta madera.
¾ Determinar los valores de las propiedades físicas: densidad verde, densidad básica,
densidad anhidra, densidad al 12 % de contenido de humedad, las contracciones
lineales e hinchamientos de la madera.
¾ Dar a conocer los valores de resistencia de la madera a esfuerzos de: flexión estática,
compresión
perpendicular,
compresión
paralela,
cortante,
rajado,
tensión
perpendicular, impacto y dureza.
13
DESCRIPCIÓN DE LA ESPECIE
Juniperus flaccida var. poblana es un árbol dioico que se distingue de J. flaccida en sus
ramillas, siempre colgantes, marcadamente dísticas, a veces casi como en thuja spp, las hojas
son ovadas o subhelípticas y acuminadas, pero no punzantes, de 1 a 1.5 mm de largo; las de
los ejes y las de las ramillas secundarias son más anchas y con el ápice agudo, por lo común
extendido (Figura 1). Los frutos son mayores, llegando frecuentemente a 20 mm de diámetro,
y presentan unas marcas en la superficie que semejan escamas de gálbula de Cupressus, toman
2 años para madurarse y contienen en su interior de 4 a 12 semillas, con mesocarpio pulposo y
dulce. La corteza es rasgada de estructura fibrosa y se divide en tiras o láminas longitudinales
más o menos entrelazadas. Martínez, (1963).
Con base en la clasificación taxonómica de Cronquist, 1977 esta especie pertenece a:
Reino: Vegetal
División: Pinophyta
Clase: Pinópsida
Orden: Pinales
Familia: Cupressaceae
Genero: Juniperus
Especie: Juniperus flaccida var. poblana Martínez.
Figura 1. Juniperus flaccida var. poblana
14
DISTRIBUCIÓN
Juniperus flaccida es una de las especies del género Juniperus con más amplia distribución en
México; se encuentra en Sonora, Coahuila, Nuevo León, Hidalgo, Guerrero, Oaxaca, Sinaloa,
México, Michoacán, Guanajuato, Morelos, Puebla y Veracruz. Se desarrolla en altitudes que
van desde 1,600 a 2,000 msnm (Martínez, 1963). Ver figura 2.
Figura 2. Distribución geográfica de Juniperus flaccida
15
REVISIÓN DE LITERATURA
5.1. GENERALIDADES DEL GÉNERO Juniperus EN MÉXICO
Martínez (1963), determinó la existencia en México de 12 especies, 6 variedades y 3 formas
de este género. Menciona que las especies del género Juniperus varían mucho en su aspecto y
en sus dimensiones: mientras que unos no pasan de 50 cm. o son casi rastreros, otros son
árboles de 20 metros o más, y cuyo diámetro puede ser desde unos cuantos centímetros hasta
más de un metro.
Rzedowski (1978), describe los principales tipos de vegetación presentes en México, entre
ellos el bosque o matorral de Juniperus como un tipo de vegetación siempre verde también
denominado bosque escuamifolio, que puede variar desde matorrales de 50 cm de altura, hasta
bosques de 15 m (las alturas mas frecuentes son de 2 a 6 m). Señala que son comunidades
vegetales bastante abiertas cuyos géneros y especies representativas son: Juniperus flaccida, J.
monosperma (comúnmente asociado con Pinus cembroides), J. mexicana, J. comitana, J.
monticola, J. deppeana. Conocidos como “cedro”, “sabino”, “enebro”, “táscate”, “tláxcal”,
“nebrito”.
También señala que estos bosques prosperan sobre una gran variedad de rocas madres y
diversos tipos de suelos, incluyendo los alcalinos así como los de contenido moderadamente
elevado en sales solubles y de yeso, con drenaje deficiente. La altitud varía desde 1600 a 2000
msnm, clima Cw, Cs, Bs, temperatura media anual de 10 a 20 oC.
5.2. E STUDIOS ANATÓMICOS Y FISICOMECÁNICOS
Existen variados estudios tecnológicos sobre la madera de importantes coníferas en México
entre los que se citan: Cruz (1994), Goche (1999), González (1969), Hernández Hernández
(1985), Hernández Mendez (1985), Hernández González (1987), Hernández y Martínez
(1993), Hernández Téllez (1994), Huerta (1963), Larios (1979), Romero, Pérez y Corral
16
(1978), Sánchez (1999), Tamarit (1994). Sin embargo la madera de Juniperus ha sido poco
estudiada.
Huerta (1963), realizó un estudio anatómico en la madera de 12 especies de coníferas
mexicanas, entre ellas Juniperus monosperma var. gracilis Martínez. En este estudio
determina las características macroscópicas siguientes: el color amarillo pajizo con una parte
excéntrica café, olor suigéneris, textura fina, grano recto, veteado suave. Los anillos de
crecimiento bien definidos, estrechos, la transición entre la madera temprana y tardía gradual.
Los rayos visibles a simple vista.
En la descripción microscópica determina que las traqueidas en la madera temprana son de
sección poligonal irregular, de paredes muy delgadas (2 µ de grosor), con diámetro medio de
19.49 a 19.77 µ. Así mismo, menciona que las traqueidas de la madera tardía están
comprimidas tangencialmente, con paredes delgadas. Los rayos leñosos son homogeneos
uniseriados a veces una parte biseriada o con células agregadas, el número mínimo de células
que forman el rayo es de 1 y máximo de 12, la longitud media es de 67.13 a 67.63 µ . El
parénquima leñoso apotraqueal difuso, poco visible.
Barger (1972), determinó los valores de densidad, módulo de elasticidad y módulo de ruptura
para la madera de Juniperus deppeana.
Gordon (1995), realizó un estudio sobre el cedro de las bermudas (Juniperus bermudiana).
Menciona que es un enebro típico y las especies con las que esta más íntimamente relacionado
son el J. virginiana y el J. silicicola, ambos del sureste de Estados Unidos.
Describe a la madera de J. bermudiana como generalmente muy nudosa, debido a una
abundante ramificación, y su fibra demasiado irregular para ser utilizada en la fabricación de
lápices, además con una resistencia al corte alrededor de un 14% más elevada que la madera
de J. virginiana. Destaca que en pruebas realizadas para el uso de esta madera como ademes,
se observó que es demasiado quebradiza y se rompe repentina e inesperadamente.
17
Vales y Clamente (1999), estudiaron la madera de Juniperus uvifera D. Don en Chile y
Argentina. En este estudio determinaron las características tecnológicas siguientes: albura de
color blanco amarillento y el duramen de color pardo rasado, olorosa, blanda, de grano fino
regular, fibra recta, anillos de crecimiento ligeramente marcados, peso específico de 0.5 g/cm3.
También señalan que la madera se a utilizado mucho en la Isla de Chiloé y en las Islas
Patagónicas para construcciones de casas, pisos, puertas, ventanas y muebles. Los árboles de
tamaño pequeño son demandados para postes de cerca y teléfono, ya que tienen una
extraordinaria resistencia a la humedad del suelo.
http://www.molcrisa.com/lamadera/maderas/enebro.htm (2002), en esta página se
mencionan algunas características tecnológicas de la madera del cedro africano (Juniperus sp)
como son: color pardo rojizo, textura fina, de densidad media, estable una vez seca, velocidad
de secado lenta, resistente a la putrefacción y fácilmente trabajable.
5.3. A CEITES ESENCIALES
Los aceites esenciales aromáticos concentrados se localizan en las hojas de la planta, las
flores, la corteza y la madera. Se evaporan en contacto con el aire y también se conocen como
aceites volátiles. Varían en fuerza pero son siempre muy potentes y generalmente de olor
penetrante. Los aceites esenciales obtenidos de árboles son producidos generalmente por un
proceso destilador muy largo. (FAO, 1995).
Thomas y Schumann (1982), señalan que en China se extrae el aceite chino del cedarwood,
utilizando Cupressus funebris, Juniperus chinensis y Juniperus vulgaris. Este aceite compite
con el de Juniperus virginiana y se vende generalmente a un precio bajo.
18
Los datos del precio dados por Thomas y Schumann indican que el precio del aceite
cedarwood de Texas estaba sobre 6.05 dólares el kilogramo, mientras que el aceite chino de
calidad inferior era ofrecido en Nueva York en 3.74 dólares el kilogramo.
Anderson (1995), menciona que los aceites destilados de la madera de Juniperus se utilizan
en la producción de la mayoría de perfumes y colonias en el mundo, en los Estados Unidos los
aceites esenciales que se obtienen actualmente corresponden a las especies de J. virginiana, J.
ashei y J. mexiana.
Menciona que el aceite de J. virginiana se obtiene de aserrín y pedazos de madera mediante
destilación parcial. Los usos más comunes de este son en la industria de la fragancia de
jabones, ambientadores del aire, pulimentos de suelo, y fuentes de saneamiento. También se
utiliza en desodorantes, insecticidas y bolsas resistentes a polilla.
Good Scents Company (1997), refiere que la destilación destructiva de la madera de
Juniperus oxycedrus en Europa, da como resultado aceite de alquitrán de enebro; siendo un
líquido aceitoso de oscuro-marrón a anaranjado-marrón claro. Menciona que su uso en la
perfumería se limita a las situaciones donde se requiere un olor fenólico (papel perfumado,
productos de cuero, esencia para fragancias de hombres).
Las características de este aceite son desinfectantes, lo que permite que sea utilizado en
perfumes para jabones así como para imprimir un sabor ahumado a la carne y a los mariscos.
5.4. V ALOR Y USO DE LA MADERA
Rodríguez (1989), realizó una investigación bibliográfica sobre las propiedades y usos de la
madera de Juniperus, señalando que es una madera de superficie fina, color atractivo, veteado
vistoso y agradable aroma; utilizada en la fabricación de muebles, lambrines, lápices y
tableros aglomerados. También menciona que se extraen aceites esenciales de la madera, del
follaje y de las ramas terminales; así como bebidas alcohólicas de los frutos.
19
http://www.fs.fed.us/database/feis/plants/tree/ (2001), en esta página se encuentra una
amplia información sobre el uso actual de algunas especies, entre ellas las del género
Juniperus en los Estados Unidos. En el Anexo 13. 1, se muestra un cuadro con la síntesis de
esta información.
DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE COLECTA
La información de este apartado fue extraída de la enciclopedia de los municipios que edita la
Secretaría de Gobernación, (1987).
6.1. P ILCAYA
6.1.1. Localización
El municipio de Pilcaya se localiza en la parte norte del estado, entre los paralelos 18o42´ y
18o47´ de latitud norte y los 99o30´ y 99o44´ de longitud este. Colinda al norte con el Estado
de México; al sur con el municipio de Tetipac; al este con el estado de Morelos y al oeste con
el Estado de México. Es el municipio más pequeño del estado, se encuentra ubicado entre los
1000 y 2000 msnm.
6.1.2. Clima
Predomina el tipo de clima subhúmedo cálido con variaciones a templado, debido a la cercanía
del Nevado de Toluca, Iztacihuatl y el Popocatépetl; la temperatura media oscila entre los 10 a
20 oC presentando lluvias en verano y otoño, con vientos moderados predominantes del sureste
a noreste, con velocidad media de 3 a 4 kilómetros por hora, pero llegando a registrarse
velocidades altas en la misma dirección en periodo de lluvias.
6.1.3. Orografía
El municipio se localiza en la fracción oriental guerrerense de la Sierra Madre del Sur, en
donde se encuentra parte de la desviación del Río Balsas. La configuración del suelo presenta
tres tipos: accidentadas, semiplanas y planas; la primeras abarcan 70% de la superficie
municipal, las segundas 20% y las terceras el 10 %. Las principales elevaciones que destacan
20
son los cerros Mozatepec, Ocotepec, Chimaltepec y Yucutasi, que fluctúan entre 1000 y 2000
msnm.
6.1.4. Clasificación y uso del suelo
En las partes altas y montañosas destaca el suelo castaño grisáceo, castaño rojizo y
amarillento; en las zonas planas y valles, predominan los suelos chernozem o negro, ambos
son propicios para la agricultura.
La superficie destinada a la agricultura es de 2,838 hectáreas, de las cuales el 97.2% son de
temporal, 2.6% de riego y el 0.1 % de humedad. Para la ganadería se destinan 5,000 hectáreas
de agostadero.
6.1.5. Flora y fauna
La vegetación existente en una mayor parte es el bosque de pino-encino en los límites con el
Estado de México, también presenta una pequeña porción de selva baja caducifolia.
6.1.6. Hidrología
Los recursos hidrográficos con que cuenta este municipio son el río Pilcaya, que atraviesa al
municipio de noreste a oriente con los nombres de Pilcayita, y Amajaque. Existe también el
rió Salado y Amacuzac; cuenta con dos presas llamadas Ardorica y Ojo de Agua.
6.2. T ETIPAC
6.2.1. Localización
El municipio de Tetipac se encuentra en la zona norte de Guerrero, entre los 18o36´ y 18o43´
de latitud norte y entre los 90o32´ y 29o51´ de longitud oeste. Tiene una superficie de 269.3
km2 que representa un 3.1% de la superficie estatal.
21
Colinda al norte y este con Pilcaya; al sur con Taxco, al oeste con Pedro Ascencio Alquisiras
y con el Estado de México. La altitud del municipio varía de 1,000 a 2,000 msnm.
6.2.2. Clima
El tipo de clima es cálido subhúmedo, caracterizado por ser el más húmedo y con tendencia a
los climas semicálidos y con temperaturas anuales que oscilan entre 180C y 220C. La
precipitación media anual es de 1,200 mm.
6.2.3. Hidrografía
Tiene recursos hidrológicos con caudales permanentes como lo son Chapailinis, la Damas
Machasantla, Tlamolonga, Jabalí, el Zapote y Tentación; todos los arroyos son afluentes del
río Chontal Cotlán; cuenta con una fuente terma en Huaxtelica.
Las principales elevaciones montañosas que prevalecen son grandes serranías que se
desprenden del nevado de Toluca, formando zonas accidentadas que representan un 30% de
superficie, localizadas al sur del municipio; las zonas semiplanas abarcan 60% del territorio y
están al norte, centro y este del municipio formado por cerros y lomeríos; las zonas planas
tienen un 20% de superficie, se encuentran en el centro y en los extremos oriente municipal,
formados por pequeñas mesetas.
6.2.4. Clasificación y uso de suelo
Los tipos de suelo existentes son el chernozem o negro y castaño grisáceo o castaño rojizo y
amarillo, ambos son benéficos y aptos para la agricultura. La superficie destinada a la
agricultura es de 3,487 hectáreas de las cuales el 96% son de temporal, y el 2.3% de riego y el
1.7% de humedad. Para la actividad ganadera se destinan 273.5 hectáreas de agostadero.
6.2.5. Flora y Fauna
La vegetación es una pequeña parte de selva baja caducifolia, y el resto de la vegetación es
bosque de pino-encino. La fauna es muy variada existiendo especies de venado, tejón,
armadillo, conejo, ardilla, zopilote, tlacuache, alacrán, araña negra, iguana, tortuga de tierra,
mapaches, culebras, entre otros.
22
TETIPA
PILCAYA
23
DATOS DE RECOLECCIÓN
Para este estudio se colectaron 2 árboles el 17 de septiembre del 2000 en la propiedad del Sr.
José Fortino Bustos en el municipio de Tetipac, Guerrero. De cada árbol se tomaron los datos
de colecta como: paraje, pendiente, exposición, diámetro normal, altura total y asociación
vegetal (Figura 4:A). La segunda colecta se hizo el 16 de febrero del 2001 en el Predio Ojo de
Agua propiedad de la Sra. Ilse Gerstenmaier Lara, este predio se localiza en el Rancho el
Refugio del municipio de Pilcaya, Guerrero; donde también se cortaron dos árboles. Los
árboles se seleccionaron considerando aquellos representativos de la masa forestal. En el
cuadro 1 se muestran los datos de los árboles estudiados.
Una vez seleccionado el árbol se procedió a derribarlo y a trocearlo (Figura 4:B),
posteriormente fueron selladas las cabezas de las trozas para evitar desecación brusca.
B
A
Figuras 4: A. Toma de datos del arbolado, B. Derribo
24
Cuadro 1. Datos de los árboles estudiados
N°
1
LC
DN
HT
HFL
P
(m)
(m)
(m)
%
18
10
45
Tetipac 0.27
Av
E
FC
Taxodiu
NE
Bandera
S
T
Leptisole Accidentad
h
a
a
c
i
a
e
l
e
s
t
e
2
Tetipac 0.26
20
5
45 Taxodiu
NE
Cónica
Leptisole Accidentad
a
25
3
Pilcaya 0.40
15
3
20 Taxodiu
SE
Cónica
Leptisole Ligerament
e
a
c
c
i
d
26
e
n
t
a
d
a
4
Pilcaya 0.40
15
4
20 Taxodiu
SE
Cónica
Leptisole Ligerament
e
a
c
c
i
d
e
n
t
a
d
a
27
donde:
DN = Diámetro normal
E = Exposición
FC = Forma de la copa
HT= Altura total
HFL = Altura de fuste limpio
LC = Lugar de colecta
P = Pendiente
S = Tipo de suelo
T = Topografía
Av = Asociación vegetal
El material colectado se acompaño de muestras de herbario del mismo árbol, y se procedió a la
identificación y montaje en el Herbario de la División de Ciencias Forestales de la
Universidad Autónoma Chapingo; correspondiendo a Juniperus flaccida var. poblana
Martínez (Figura 5).
28
Juniperus flaccida var. poblana Martínez.
29
Mpio. Tetipac Guerrero.
Hábitat. Asociado con Taxodium, Quercus y Cresentia
Pendiente. 20%
Altitud. 1800 msnm
Det. E Guizar
Figura 5. Muestra botánica de Juniperus flaccida var. poblana Martínez
MATERIALES Y MÉTODOS
8.1. M ATERIALES
8.1.1. Material de estudio
Se utilizaron 4 árboles representativos de la masa forestal de los municipios de Pilcaya y
Tetipac, Guerrero.
8.1.2. Equipo
Para la descripción anatómica y la determinación de propiedades físico-mecánicas se utilizó:
•
Microscopio de pantalla marca Carl Zeiss
•
Microtomo marca Jung
•
Máquina universal de pruebas mecánicas Tinius Olsen con capacidad de 30 toneladas
•
Máquina AMSLER con capacidad de 6 toneladas
•
Balanza de precisión marca OHAUS
•
Estufa marca MAPSA, modelo HDP-334
•
Alcohol al 96%
•
Resina sintética
•
Xilol
•
Agua destilada
•
Peróxido de hidrógeno
30
•
Ácido acético
•
Colorante
8.2. M ÉTODOS
De los cuatro árboles se obtuvieron 8 trozas de 2 m de longitud, de las cuales se obtuvieron:
12 rodajas de 5 cm de espesor para determinar las contracciones lineales, 3 rodajas de 5 cm de
espesor para determinar de densidad y contracción volumétrica, cubos y secciones para la
caracterización microscópica y macroscópica. El resto se aserró obteniendo los cuadrados
para la obtención de las probetas para los ensayos mecánicos.
Todas las probetas se elaboraron en la Planta Piloto de Dimensionado del Departamento de
Productos Forestales de la División de Ciencias Forestales en la Universidad Autónoma
Chapingo, y las mediciones de anatomía y propiedades físicas fueron realizadas en el
Laboratorio de Anatomía y Tecnología de la madera de este mismo Departamento.
Los ensayos mecánicos se realizaron en el Campo Experimental San Martinito del Instituto de
Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP).
8.2.1. Características macroscópicas
De acuerdo a Huerta (1963), se obtuvieron tablillas de 15 x 7 x 1 cm. en cortes típicos
longitudinales radiales, longitudinales tangenciales y transversales. Con estas tablillas se
determinaron las siguientes características:
¾ Color de la madera (albura y duramen). Se utilizó como referencia la tabla de Munsell
(1964), en forma comparativa.
¾ Olor y sabor de la madera. Se utilizó el sentido del gusto y del olfato.
¾ Brillo de la madera. Se comparó con otras maderas de la xiloteca, y se clasificó de
acuerdo a Ortega et al (1992).
¾ Textura de la madera. Se observó el tamaño de los elementos constitutivos de la
madera y se clasificó de acuerdo a Tortorelli (1956).
¾ Hilo de la madera. Se observó la dirección de los elementos constitutivos de la madera
con referencia al eje axial. La clasificación se hizo de acuerdo a Tortorelli (1956).
¾ Visibilidad. Se apreció con la vista la facilidad o dificultad de ver los elementos
constitutivos de la madera.
31
8.2.2. Características microscópicas
8.2.2.1. Obtención de cortes típicos
Para el estudio microscópico se utilizaron 2 rodajas de 5 cm de espesor, donde se marcaron
con lápiz tinta y una plantilla secciones de 2 x 2 cm, para obtener cubos de 2 x 2 x 2 cm en
cuatro zonas: externa (cerca de la corteza), media externa (entre albura y duramen), media
interna (duramen) e interna (cerca de la médula).
Los cubos se llevaron a ablandamiento por el método de ebullición en agua destilada durante
35 horas. Una vez ablandados se obtuvieron cortes típicos (transversal, tangencial y radial) de
25 a 30 micras de espesor, en el microtomo.
Se tiñeron con verde yodo en un tiempo de 30 minutos. Una vez teñidos los cortes se lavaron
con agua destilada hasta
eliminar el exceso de
colorante,
posteriormente se
deshidrataron con
alcohol al 96% ,
enseguida se llevaron a un recipiente con xilol y finalmente se procedió a hacer el montaje,
utilizando resina sintética como sellador; los cortes se colocaron como lo indica la figura 5 ,
según metodología sugerida por Huerta (1963). Para la caracterización anatómica
microscópica se elaboraron 15 preparaciones de cada zona.
Corte
Corte
Corte
tangencia
transvers
radial
Ficha
32
Figura 6. Cortes microscópicos de Juniperus flaccida var. poblana
8.2.2.2. Elaboración de material disociado
De los cubos que se utilizaron para los cortes típicos, se procedió a obtener pequeñas virutas
que fueron disociadas con una mezcla de peróxido de hidrógeno al 30%, con ácido acético; en
partes iguales.
Las virutas se colocaron en un frasco sellado y se introdujeron en una estufa a una temperatura
de 60-65 0C por 48 horas, esto con la finalidad de provocar la separación entre fibras. El
material disociado se retiro de la estufa y se lavó con agua destilada hasta eliminar las
sustancias disociantes, posteriormente los elementos disociados se tiñeren con pardo de
bismarck por 15 minutos.
El material teñido se lavo con agua destilada hasta eliminar el exceso de colorante; finalmente
se elaboraron preparaciones temporales para realizar las mediciones (Huerta, 1963).
8.2.2.3. Medición de elementos constitutivos
Se describieron y midieron los elementos por zona que fueron los siguientes:
¾ Traqueidas: longitud, diámetro total, diámetro del lumen y grosor de pared; tanto para
traqueidas de madera temprana como de tardía.
¾ Rayos: tipo, altura, ancho y distribución.
¾ Posición y tipo de puntuaciones de las traqueidas y de los campos de cruzamiento.
¾ Proporción de madera temprana y tardía.
¾ Tipo de extractivos. La determinación se hizo de manera apreciativa.
¾ Parénquima axial.
La clasificación de los diferentes elementos celulares se realizó según Tortorelli, (1956). El
tipo de puntuaciones según Jane (1970), Panshin y De Zeew (1980) y Peraza et al.
(1993).
33
Para la medición de las dimensiones de las diferentes células se utilizó una premuestra de 30,
posteriormente se calculó el tamaño de la muestra para cada dimensión y se tomó aquel
mayor. Para la determinación del tamaño de muestra se utilizó la siguiente expresión.
t 2 S 2n
n=
E2
donde:
n = tamaño de muestra para una población infinita
t = Valor de la tabla t de student
E = precisión al 95% de confiabilidad
S2n = varianza de la muestra.
8.2.2.4. Proporción de elementos constitutivos
La metodología utilizada para determinar la proporción de elementos constitutivos; traqueidas,
rayos y parénquima de la madera de Juniperus flaccida var. poblana se basa en Machuca
(1995).
De las preparaciones fijas, se tomaron 2 por cada zona (8 preparaciones), y en cada una de
ellas se midieron los elementos de 3 campos. Siendo un total de 24 campos de 9 x 9 cm (81
cm2), las mediciones se hicieron en el corte transversal de la siguiente manera:
Proporción de rayos
1. Se determinó el número de rayos existentes en el campo y a cada uno se le midió el largo
y ancho para calcular el área de rayos uniseriados presentes. La proporción de rayos
uniseriados (PRU) se calculó como sigue:
PRU = (Área de rayos uniseriados / Área del campo)
34
Proporción de parénquima
1. En el campo proyectado en el microscopio de pantalla se midieron en ancho y altura las
células de parénquima, y se calculó el área existente de estas por campo.
2. Se generó un Área de interés = (1- proporción de rayos uniseriados).
3. Se calculó la proporción de células de parénquima promedio en los campos (PPC) así:
PPC = APC/AI
donde:
APC = área de células de parénquima promedio por campo
AI = área de interés
Proporción de traqueidas
La proporción de traqueidas por campo (PT) se calculó de la siguiente manera:
PT = (1- Proporción de rayos – Proporción de parénquima)
Los valores obtenidos se multiplicaron por 100 para expresarlos en porcentaje y la
clasificación de la proporción de elementos se basó en la de Kollman (1959).
8.2.2.5. Indices de calidad de pulpa para papel
Con los datos medidos de longitud, diámetros de lumen y diámetro total de las traqueidas, así
como el grosor de pared, se procedió a calcular los siguientes coeficientes:
Coeficiente de rigidez (C.R.)
C.R. = 2W/D
Coeficiente de flexibilidad (C.F.)
C.F. = l / D
Coeficiente de Petri o índice de esbeltez (I.E.)
I.E. = L/D
Relación de Runkel (R.R.)
R.R. = 2W / l
35
donde:
2W = Dos veces el grosor de la pared celular
D = Diámetro de la traqueida
l = Diámetro del lumen
L = Longitud de la traqueida
8.2.3. Propiedades físicas
8.2.3.1. Contenido de humedad en estado verde
De cada árbol derribado se obtuvieron 4 pedazos de madera de una troza, para determinar el
contenido de humedad en verde. Se cada uno en una balanza analítica de precisión al
centésimo de gramo, para obtener el peso inicial (Ph), posteriormente se colocaron las
muestras en una estufa a una temperatura de 103 oC + 2, hasta obtener peso constante, se
pesaron nuevamente y con estos pesos se procedió a calcular el contenido de humedad en
estado verde con la siguiente fórmula: (Fuentes s/f)
⎛ Ph − Po ⎞
C.H . = ⎜
⎟ × 100
⎝ Po ⎠
donde:
C.H. = Contenido de humedad en %
Ph. = Peso en estado vede o peso inicial (g)
Po. = Peso anhidro o peso final (g)
8.2.3.2. Densidad
La determinación de la densidad en la madera esta muy influenciada por el contenido de
humedad que presente, por ello se determinaron: densidad saturada, densidad básica, densidad
normal y densidad anhidra. Estas determinaciones se basaron en la norma NOM EE-1171981, donde se indican que las probetas deben medir 2 x 2 x 2 cm.
36
Para esta determinación se utilizaron 100 probetas (50 de albura y 50 de duramen), las
probetas se llevaron a estado saturado para obtener el peso saturado o inicial y el volumen
saturado; posteriormente se dejaron expuestas al medio ambiente hasta que se equilibraron,
obteniéndose así su peso al contenido de humedad en equilibrio y su volumen a este
contenido de humedad; finalmente se introdujeron a una estufa a 103+2 0C para obtener su
peso anhidro y su volumen anhidro. Para la obtención del volumen se utilizó el método de
desplazamiento en agua, con ayuda de una balanza analítica.
Densidad saturada (Ds). *Es la relación entre el peso saturado de la probeta de madera y su
unidad de volumen en estado saturado. Se expresa como:
Ds = Ps
Vs
* Comunicación personal con el Ing. Gonzalo de J. Novelo y el M.C. Mario Fuentes Salinas
donde:
Dv = Densidad saturada (g/cm3)
Ps = Peso saturado (g)
Vs = Volumen saturado (cm3)
Densidad básica (Db). *Es la relación existente entre el peso anhidro de la probeta de madera
y su unidad de volumen en estado verde. Se calcula de la siguiente manera:
Db =
Po
Vv
donde:
Db = Densidad básica (g/cm3)
Vv = Volumen verde (cm3)
Po = Peso anhidro (g)
37
Densidad normal (Dh). *Es la relación existente entre el peso de la madera a la condición de
humedad y temperatura del laboratorio donde se realizó el estudio, y la unidad de volumen a
ese mismo condición. Se calcula de la siguiente manera:
Dh =
Ph
Vh
donde:
Dh = Densidad normal al h% de CH (g/cm3)
Vh = Volumen de la muestra la h% de CH (cm3)
Ph = Peso de la madera al h% de CH (g)
*Apuntes del curso de física de la madera impartido por el Ing. Gonzalo de J. Novelo
Densidad anhidra (Do). *Relaciona el peso anhidro de la madera con su volumen anhídro.
Se calcula de la siguiente manera:
D
=
o
Po
Vo
donde:
Do = Densidad anhidra (g/cm3)
Vo = Volumen anhidro (cm3)
Po = peso anhidro (g)
8.2.3.3. Contracciones e hinchamientos volumétricos
Para hacer estas determinaciones se utilizaron 100 probetas de 2 x 2 x 2 cm. y se aplicaron las
siguientes fórmulas (Fuentes s/f):
38
V −V
−
% βVt = V v V o × 100
Vv
% ∝ Vt =
−
% βVh = V v V h × 100
Vv
% ∝ Vh =
v
o
Vo
V
h
× 100
− Vo
Vo
× 100
donde:
%βVt =Contracción volumétrica total
%βVh =Contracción volumétrica al h% de contenido de humedad
%αVt =Hinchamiento volumétrico total
%αVh =Hinchamiento volumétrico al h% de contenido de humedad
Vv
=Volumen verde
Vh
=Volumen al h% de contenido de humedad
Vo
=Volumen anhídro
*Apuntes del curso de física de la madera impartido por el Ing. Gonzalo de J. Novelo
8.2.3.4. Coeficiente de contracción volumétrica (Vc)
El coeficiente de contracción volumétrica (Vc), es el valor que indica el porcentaje de
contracción que experimenta la madera, por cada grado de humedad que ésta pierde por abajo
del punto de saturación de la fibra. Para hacer esta determinación se utilizan los valores de
contracción volumétrica total y punto de saturación de la fibra (Fuentes, 1998).
Vc = βVt / PSF
Donde:
βVt = Contracción volumétrica total
PSF = Punto de saturación de la fibra
8.2.3.5. Coeficiente de hinchamiento (Vh)
39
Es el hinchamiento que experimenta la madera por cada 1% de contenido de humedad que ésta
aumenta dentro del rango del agua higroscópica. Para determinarlo se utilizó la siguiente
expresión: (Fuentes, 1998).
Vh =
∝h
h
donde:
Vh = coeficiente de hinchamiento
αh = hinchamiento parcial hasta h% CH.
h = CH al cual se determinó el α
8.2.3.6. Contracciones e hinchamientos lineales
De acuerdo a las especificaciones de la norma mexicana NOM- EE- 167- 1983, para evaluar
las contracciones e hinchamientos radiales y tangenciales, totales como parciales, se
emplearon probetas de 2.5 x 2.5 x 10. La dimensión mayor fue la que se evaluó en dirección
radial o tangencial. El número de probetas a evaluar en cada caso fue de 50 piezas, las
ecuaciones aplicadas para cada estimación fueron las siguientes (Fuentes s/f):
% βRt =
Rv − Ro
× 100
Rv
% βRh =
Rv − Rh
× 100
Rv
% βTt =
Tv − To
× 100
Tv
% βTh =
Tv − Th
× 100
Tv
% ∝ Rt =
Rv − Ro
× 100
Ro
% ∝ Rh =
Rh − Ro
× 100
Ro
40
% ∝ Tt =
Tv − To
× 100
To
% ∝ Th =
Th − To
× 100
To
donde:
%βRt = Contracción radial total
%βRh = Contracción radial al h% de contenido de humedad
%βTt = Contracción tangencial total
%βTh = Contracción tangencial al h % de contenido de humedad
%αRt = Hinchamiento radial total
%αRh = Hinchamiento radial al h% de contenido de humedad
%αTt = Hinchamiento tangencial total
%αTh = Hinchamiento tangencial al H% de contenido de humedad
Rv
Dimensión radial verde
Rh
Dimensión radial al h% de contenido de humedad
Ro
Dimensión radial anhidra
Tv
Dimensión tangencial verde
Th Dimensión tangencial al h% de contenido de humedad
To
Dimensión tangencial anhidra.
8.2.3.7. Punto de saturación de la fibra
El punto de saturación de la fibra (PSF) es el contenido de humedad de la madera, a partir del
cual en el secado se inicia la pérdida de agua de las paredes celulares, y con ello, la
contracción de la madera. En este punto las fibras contienen toda su agua
higroscópica pero nada de agua libre (Fuentes, 1998).
La determinación de este valor, se puede hacer de dos maneras.
41
1. Utilizando los valores de contracción volumétrica total y densidad básica, aplicando la
siguiente fórmula (Fuentes, 2000).
PSF =
% βVt
Db × 0.9
donde:
PSF
= Punto de saturación de la fibra
%βVt = Contracción volumétrica total
Db
= Densidad básica
2. Utilizando los valores de hinchamiento volumétrico total y coeficiente de hinchamiento,
aplicando la siguiente fórmula (Fuentes 2000).
PSF
%αVt
Vh
donde:
%αVt = Hinchamiento volumétrico total
Vh = Coeficiente de hinchamiento
8.2.3.8. Relación de anisotropía
La relación de anisotropía es la relación existente entre la magnitud de la contracción
tangencial total (%βTt) y la magnitud de la contracción radial total (%βRt), por consiguiente
se determina con la fórmula siguiente (Fuentes s/f):
A=
% βTt
% βRt
donde:
42
A= Relación de anisotropía
%βTt = Contracción tangencial total
%βRt= Contracción radial total
8.2.4. Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas se refieren a la capacidad de los materiales a resistir fuerzas
externas aplicadas, y son básicamente dureza, resistencia y resiliencia. El medir estos
parámetros, es útil para determinar el uso más adecuado de cualquier material. Todos los
ensayos excepto el de flexión dinámica se rigieron por la norma ASTM D 143-83, para su
realización, se utilizó la máquina universal de pruebas mecánicas Tinius Olsen con capacidad
de 30 toneladas.
La prueba de flexión dinámica se rigió por la norma francesa NFB51-009-42, y para esta se
utilizó la máquina AMSLER con capacidad de 6 toneladas, con un peso del péndulo de 8.5 kg
y una altura de caída de 1.2 m. En el cuadro 2 se presentan los rangos de carga y velocidades
de prueba. (Luna, 1999).
Cuadro 2. Condiciones de prueba
Prueba mecánica
Rango de carga
Velocidad de
aplicación
43
Condición
Condición
s
húm
e
eda
c
a
Flexión estática
0-2400 lb
0-2400 lb
2.5400
mm/min
Compresión paralela
0-60,000 lb
0-12,000 lb
0.6096
mm/min
Compresión perpendicular 0-12,000 lb
0-12,000 lb
0.3048
mm/min
Dureza Janka
0-2400 lb
0-2400 lb
6.3500
mm/min
Cortante paralelo
0-12000 lb
0-12000 lb
0.6096
mm/min
Tensión perpendicular
0-2400 lb
0-2400 lb
1.2700
mm/min
Rajado
0-2400 lb
0-2400 lb
2.5400
mm/min
Impacto
8.5 kg
8.5 kg
8.2.4.1. Flexión estática
Es el ensayo mediante el cual la madera se somete a la aplicación de una carga concentrada en
el centro de la longitud de la probeta a utilizar, estando apoyada en sus extremos. Para su
realización se utilizaron 6 probetas en estado seco y 6 en estado verde.
De acuerdo a la norma ASTM D 143-83 las probetas fueron de 5 x 5 x 76 cm. Los apoyos se
ubican a 2.5 cm de los extremos, por lo que el claro efectivo fue de 71 cm (Figura 7).
44
5
5
71
76 cm
Figura 7. Probetas para la prueba de flexión estática
De este ensayo se determinó:
Esfuerzo al limite de proporcionalidad (ELP).
E
=
LP
3QLP × L
2bh2
donde:
ELP = Esfuerzo al límite de proporcionalidad (kg/cm2)
QLP = Carga en el límite de proporcionalidad (kg)
L = Claro entre apoyos (cm)
b = Base de la probeta (cm)
h = Peralte de la probeta (cm)
45
Módulo de ruptura (MOR)
MOR =
3Qr × L
2bh 2
donde:
MOR = Módulo de ruptura (kg/cm2)
Qr = Carga máxima o de ruptura ( kg)
Módulo de elasticidad (MOE)
MOE =
Q
LP
×L
3
4δ × bh3
donde:
MOE = Módulo de Elasticidad (kg/cm2)
δ = Flecha de deformación en el limite de proporcionalidad (cm)
8.2.4.2. Compresión paralela a las fibras
Es el ensayo en el cual se aplica una carga convergente en el sentido paralelo a las fibras. Para
su realización se utilizaron 6 probetas en estado seco y 6 en estado verde, las dimensiones de
las probetas se muestran en la figura 8.
46
Figura 8. Probetas para la prueba de compresión paralela a las fibras
Los parámetros que se determinaron fueron:
Esfuerzo en el límite de proporcionalidad (ELP)
ELP
QLP
A
donde:
ELP =Esfuerzo en el límite de proporcionalidad (kg/cm2)
QLP = Carga aplicada en el límite de proporcionalidad (kg)
A = Área de la sección (cm2)
47
Módulo de ruptura (MOR)
MOR =
Qr
A
donde:
MOR = Módulo de ruptura a compresión (kg/cm2)
Qr = Carga de ruptura (kg)
A = Área de la sección (cm2)
Módulo de elasticidad a compresión paralela (MOE)
MOE =
Q
LP
∆L × A
donde:
MOE = Módulo de elasticidad (kg/cm2)
∆L = Deformación en el límite de proporcionalidad (cm)
L = Longitud original de la probeta (cm)
8.2.4.3. Compresión perpendicular a las fibras
Es el esfuerzo que opone la madera a una carga aplicada en sentido perpendicular a la
dirección de las fibras, las dimensiones fueron de 5 x 5 x 15 cm. Para esta prueba se utilizaron
6 probetas en estado seco y 6 en estado verde, también se utilizó una placa metálica de 5 cm
que hizo contacto directo con la madera (Figura 9).
48
Figura 9. Probetas para la prueba de compresión perpendicular a las fibras
Los parámetros que se determinaron fueron:
Esfuerzo en el límite de proporcionalidad (ELP).
ELP =
QLP
c×a
donde:
ELP = Esfuerzo en el límite de proporcionalidad (kg/cm2)
QLP = Carga en el límite de proporcionalidad (kg)
c = Ancho de la placa metálica (cm)
a = Ancho de la probeta de madera (cm)
8.2.4.4. Cizalle o cortante
Es la capacidad que tiene la madera para resistir fuerzas que tienden a causar el deslizamiento
de una sección sobre otra, adyacente a la anterior. Esta prueba se efectuó en el sentido paralelo
al hilo en la cara tangencial y se utilizaron 6 probetas en estado seco y 6 en estado verde. Las
medidas de las probetas se muestran en la figura 10.
49
5 cm
3.81 cm
2 cm
1.31.3
cmcm
6.3 cm
Figura 10. Probetas para la prueba de cortante
La resistencia a cortante (Rc) se determinó de la siguiente manera:
Rc =
Qr
A
donde:
Rc = Esfuerzo máximo a cortante (kg/cm2)
50
Qr = Carga de ruptura (kg)
A = Área de la sección de falla (cm2)
8.2.4.5. Clivaje o rajado
Es la resistencia que ofrece la madera al rajado y evidencia la capacidad de unión entre las
células. Para la realización de esta prueba se utilizaron 6 probetas en estado seco y 6 en estado
verde, las dimensiones de las probetas se muestran en la figura 11.
Figura 11. Probetas para la prueba de rajado
La resistencia al Clívaje (Rcv) se determinó de la siguiente manera:
Rcv =
Q
a
donde:
51
Rcv = Resistencia al clivaje (kg/cm)
Q = Carga de ruptura (kg)
a = Ancho de la probeta en la línea de falla (cm)
8.2.4.6. Tensión perpendicular a las fibras
Es el esfuerzo en el cual se aplican cargas divergentes en sentido perpendicular a las fibras.
Esta prueba se efectuó en dirección radial y se utilizaron 6 probetas en estado seco y 6 en
estado verde. Las medidas de las probetas se muestran en la figura 12.
2.5 cm
2.5 cm
5 cm
6.30 cm
Figura 12. Probetas para la prueba de tensión perpendicular a la fibra
La resistencia de la madera a esta prueba se calcula con la siguiente fórmula:
52
Rtp =
Qr
A
donde:
Rtp = Resistencia a la tracción perpendicular (kg/cm2)
Qr = Carga de ruptura (kg)
A = Área de la sección de falla (cm2)
8.2.4.7. Dureza Janka
Es la resistencia que ofrece la madera a la penetración de cuerpos que tengan mayor solidez y
consistencia que ésta. La dureza se evaluó en las caras transversal, radial y tangencial y se
utilizaron 6 probetas en estado seco y 6 en estado verde, las dimensiones se muestran en la
figura 13.
Figura 13. Probetas para la prueba de dureza
53
Dureza en el plano transversal. Indica la resistencia que ofrece la madera a la penetración en
el corte transversal . Se expresa como el promedio aritmético de las resistencias en sus dos
extremos.
Dureza en los planos laterales. Indica la resistencia que ofrece la madera a la penetración en
el sentido perpendicular a la dirección de las fibras, se expresa como el promedio aritmético de
la resistencia obtenida en las caras tangenciales y radiales de la probeta. Primero se calculó la
resistencia en las caras tangenciales (Rt) y posteriormente en las radiales (Rr) para finalmente
obtener el valor promedio.
8.2.4.8. Flexión dinámica
Es la resistencia que presenta la madera a la aplicación de cargas dinámicas o de impacto; para
ello se evalúa el coeficiente de resiliencia y el trabajo total de ruptura. Para este ensayo se
utilizaron 15 probetas en estado seco y 15 en estado verde, las dimensiones de las probetas
para se rigen por la norma francesa, que indica probetas de 20 x 20 x 300 mm. (Figura 14).
Figura 14. Probetas para la prueba de flexión dinámica
De este ensayo se determinó:
Trabajo a la ruptura o resiliencia (W)
W = Se registra directamente en la máquina (kgm)
Coeficiente de resiliencia (K)
54
K=
W
ba1.666
(kgm/cm2)
Cuota de resiliencia (ck)
K
(Dh) 2
ck =
Reacción instantánea de ruptura (R)
R = FH
(kg)
Resistencia unitaria a la flexión dinámica (Fd)
Fd =
3 (2 R ) l
(kg/cm2)
2
⎛
⎞
2 ⎜ ba ⎟
⎝
⎠
Cuota de flexión dinámica (cFd)
cFd
Fd
100(Dh )
donde:
b = ancho de la probeta (cm)
a = alto de la probeta (cm)
Dh = densidad normal de la madera (al h% de CH)
F = Fuerza (kg)
H = Valor de dureza de la barra de aluminio
l =luz efectiva (cm)
8.2.4.9. Ajuste de los valores de resistencia
Debido a que el contenido de humedad en condición seca fue de 15.69%, se realizó un ajuste
en los valores de resistencia utilizando la siguiente expresión (Dinwoodie, 2000):
55
log R12 = log Rv + ((PSF – CH12 ) / (PSF – CHr )) log Rr / Rv
donde:
R12 = Resistencia al 12 % de contenido de humedad
Rv = Resistencia en condición verde
Rr = Resistencia en condición seca al contenido de humedad real
CH12 = Contenido de humedad del 12%
CHr = Contenido de humedad real
PSF = Punto de saturación de la fibra
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
9.1. C ARACTERÍSTICAS A NATÓMICAS
56
9.1.1. Características macroscópicas
57
En el cuadro 3 se presentan las características macroscópicas de J. flaccida var. poblana y en
la figura 15 se muestra el aspecto de la madera en sus cortes típicos.
Cuadro 3.Características anatómicas macroscópicas de J. flaccida var. poblana.
CARACTERÍSTICAS
DESCRIPCIÓN
Color
Castaño claro en el duramen y amarillo pálido en la albura
Olor
Aromático
Sabor
Característico
Brillo
Medio
Veteado
Suave
Textura
Fina
Hilo
Recto
Visibilidad de elementos Solo los rayos son poco visibles tanto en las secciones
constitutivos
longitudinales como en la transversal
Debido a la textura fina, hilo recto y densidad media de esta madera, su comportamiento ante
máquinas y herramientas de corte se espera que sea de bueno a excelente.
El contenido celular es alto en aceites, lo que hace que la madera tenga una alta durabilidad
natural, pero también dificulta el proceso de secado.
58
A
B
C
Figura 15. Cortes macroscópicos de J. flaccida var. poblana
A)Transversal, B)Longitudinal tangencial y C) Longitudinal radial
59
9.1.2. Características microscópicas
En el cuadro 4 se indican las características anatómicas microscópicas y su clasificación, así
mismo, en la figura 16 se muestra la estructura de la madera en sus cortes típicos.
Cuadro 4.Características anatómicas microscópicas de J. flaccida var. poblana
TRAQUEIDAS DE MADERA TEMPRANA
Longitud (µ)
Diámetro total (µ)
Diámetro de
Grosor de
lume
p
n (µ)
ar
e
d
(µ
)
Max.
Med.
Min.
Clasificación
3153.85
60.00
50
12.50
2416. 35
40.70
26.46
5.62
1461.54
25.00
15
1.25
Largas
Medianas
Extremadamente
Delgada
ancho
TRAQUEIDAS DE MADERA TARDÍA
Longitud (µ)
Diámetro total (µ)
Diámetro de
Grosor de
lume
p
n (µ)
ar
e
d
(µ
)
Max.
Med.
Min.
Clasificación
3153.85
47.50
32.5
16.25
2239.38
31.20
16.72
7.24
1500.00
17.50
5
2.50
Largas
Medianas
Muy ancho
Delgada
60
PARENQUIMA
AXIAL
RADIAL
Clase
Número
Apotraqueal
Altura
Ancho de la
Número por
secci
mi
dif
ón
lí
uso
tange
m
po
ncial
et
co
(µ)
ro
(µ)
vis
lin
ibl
ea
e
l
Uniseriados Max.
54
410
30
11
Med.
44
127
24
9
Min.
31
20
10
5
Muy bajos
Muy angostos
Numerosos
Clasificación
CONTENIDO CELULAR
En parénquima radial
En traqueidas
En parénquima axial
Aceites
Aceites
Aceites
En traqueidas
En campos de
cruzamiento
MODIFICACIONES DE PARED CELULAR
Puntuaciones
Crásulas
Paredes
horiz
ontal
es
Areoladas
X
seriadas
Cupressoides
X
Paredes
nodu
lares
X
61
En las figuras 17 y 18 se muestran las modificaciones de la pared celular en J. flaccida var.
poblana.
Modificaciones de la pared celular
Paredes nodulares
Crásulas
Figura 17. Paredes nodulares y crásulas
Puntuaciones
62
Figura 18. Puntuaciones
En las figuras 19 y 20, se muestra la relación existente entre las diferentes zonas muestreadas,
con la longitud de las traqueidas de madera temprana y tardía.
RELACIÓN ZONAS DE CRECIMIENTO-LONGITUD DE
TRAQUEIDAS DE MADERA TEMPRANA
2700
LONGITUD
2500
2300
2100
1900
1700
I
II
III
ZONAS
IV
lxii
Figura 19. Gráfico de las zonas con relación a la longitud de las traqueidas de
madera temprana
Figura 20. Gráfico de las zonas con relación a la longitud de las traqueidas de
madera tardía
En las figura 21, se muestra la relación existente entre las diferentes zonas muestreadas, con la
longitud de los rayos.
RELACIÓN ZONAS DE CRECIMIENTO-ALTURA DE RAYOS
160.00
150.00
ALTURA
140.00
130.00
RELACIÓN ZONAS DE CRECIMIENTO-LONGITUD DE
TRAQUEIDAS DE MADERA TARDIA
120.00
2500
110.00
2400
2300
LONGITUD
100.00
2200
I
II
III
2100
IV
ZONAS
2000
1900
1800
1700
1600
I
II
III
IV
ZONAS
Figura 21. Gráfico de las zonas con relación a la altura de rayo
9.1.3. Proporción de elementos constitutivos
lxi
En el cuadro 5, se muestra la proporción de elementos constitutivos así como la clasificación de
estos de acuerdo a su abundancia.
Cuadro 5. Proporción de elementos constitutivos presentes en la madera de J.
flaccida var. poblana
Tipo de células
Proporción (%)
Clasificación de la
proporción del
volumen %
Traqueidas
92.10
Media*
Rayos
7.72
Media*
Parénquima (células de reserva)
0.18
Indicios*
* Kollman (1959).
La proporción de elementos constitutivos tiene gran importancia ya que la abundancia de estos
elementos es la causa principal de la anisotropía en la madera debido a la abundancia de los
diferentes tipos de células.
9.1.4. Indices de calidad de pulpa para papel
Los aspectos morfológicos de las células de la madera influyen en la calidad del papel, por lo que
se deben tomar en cuenta para saber si una madera es apta para obtener material fibroso. En el
cuadro 6, se muestran los indicadores que reflejan que tan apta es la madera de J. flaccida var.
poblana para la elaboración de papel.
Cuadro 6. Indices de calidad de pulpa para papel de la madera de J. flaccida var.
poblana
Índice
Valor
Clasificación
Coef. de rigidez
0.37
Media*
Relación de Runkel
0.62
Buena para papel**
Coef. de flexibilidad
0.63
Grosor de pared media*
Coef. de Petri o Indice de esbeltez
65.26
No se encontró tabla comparativa
*Fuentes (1987)
**Porres y Valladares (1979)
lxv
Esta madera presenta en general buenas características para ser utilizada en la elaboración de
papel, pero tiene el inconveniente de ser de color castaño claro en el duramen y tener un alto
contenido de aceites, por lo que no se recomienda para la elaboración de papel; sin embargo se
puede obtener materia prima para la elaboración de tableros de fibras.
Rodríguez (1989), en su investigación sobre usos industriales de la madera de Juniperus
encontró que de acuerdo a estudios realizados por Frashour y Nixon (1956), las astillas de este
género producen fibra mas corta que las del género Pinus pero presentan una superficie lustrosa y
uniformemente coloreada, sin importar la temperatura de prensado.
9.2. PROPIEDADES FÍSICAS
lxv
lxv
9.2.1. Contenido de humedad verde
Es el CH que presenta la madera de un árbol recién derribado. El valor promedio del contenido
de humedad verde fue de 74.27%; para propósitos de secado, esta madera se ubica en el nivel de
clasificación “C”, según Simpson (1991).
9.2.2. Densidad de la madera
El valor de densidad básica es el más utilizado como índice de comparación entre las diferentes
especies de maderas y es muy importante en la determinación de las propiedades físicas y
mecánicas.
Las densidades obtenidas para la madera de Juniperus flaccida var. poblana se determinaron
tanto para albura como para duramen y se presentan en el cuadro 7.
Cuadro 7. Valores de densidad verde, básica, normal y anhidra para la albura y
duramen de J. flaccida var. poblana, en g/cm3
ALBURA
Tipo
Saturada
Básica
(
Clasificación
Anhidra
Db
Dh
Normal
(Do)
(Díaz, 1960)
(Torelli, 1981)
(
D
D
b
h
)
)
*
*
Máx.
1.16
0.47
0.57
0.52
Med.
1.15
0.45
0.55
0.51
Mín.
1.12
0.44
0.54
0.48
Media
Semipesada
DURAMEN
Clasificación
lxv
D
( Anhidra
Db
Dh
(Do)
(Díaz, 1960)
D
(Torelli, 1981)
b
h
)
)
(
*
*
Máx.
1.14
0.59
0.68
0.63
Med.
1.04
0.54
0.61
0.58
Mín.
0.96
0.49
0.56
0.55
Media
Pesada
(*) Al 94.42 % de CH
(**) Al 14.87 % de CH
9.2.3. Contracción
La madera se contrae a medida que el contenido de humedad disminuye por abajo del punto de
saturación de la fibra, esto ocasiona diversos defectos como grietas, rajaduras y alabeos.
Los valores obtenidos de contracción (radial, tangencial y volumétrica) se presentan en el cuadro
8.
Cuadro 8. Valores de contracción para J. flaccida var. poblana
Contracción
Radial
Tangencial
mPARCIAL (%) Clasificación
TOTAL (%)
Max.
2.011
Med.
1.122
Min.
0.446
1.754
SD.
0.345
0.775
Max.
2.378
5.540
Med.
1.710
Min.
0.804
2.772
SD.
0.304
0.600
Max.
9.838
13.014
Clasificación
4.389
Baja*
Muy baja*
3.024
4.265
Baja*
Baja*
lxi
Volumétrica
Med.
5.021
Min.
2.716
5.860
SD.
1.125
1.189
Baja*
8.429
Baja*
*Fuentes s/f.
mCH= 14.9%
Los valores de contracción obtenidos para esta madera son generalmente bajos, debido a una
diferencia pequeña entre el volumen verde y anhídro entre las probetas, que se debió a la
presencia de grietas internas.
9.2.4. Coeficiente de contracción volumétrica (Vc)
El porcentaje de contracción que se presenta en la madera de J. flaccida var. poblana por cada
1% de humedad que pierde por debajo del PSF , es de 0.45%, ubicándose en el nivel de
clasificación medio, según Fuentes (1998).
9.2.5. Hinchamiento
Los valores obtenidos de hinchamiento (radial, tangencial y volumétrico) se presentan en el
cuadro 9.
Cuadro 9. Valores de hinchamiento para J. flaccida var. poblana
Hinchamiento
Radial
Tangencial
Parcial (%)*
Total (%)
Max. 2.961
4.590
Med. 1.966
3.125
Min.
1.093
1.785
SD.
0.825
0.550
Max. 3.347
5.865
Med. 2.528
4.459
Min.
1.421
2.851
SD.
0.403
0.651
lxx
Volumétrico
Max. 5.998
16.862
Med. 3.729
9.176
Min.
1.895
5.815
SD.
0.699
1.499
*CH = 13.39%
9.2.6. Coeficiente de hinchamiento (Vh)
El coeficiente de hinchamiento para la madera de J. flaccida var. poblana fue de 0.278 %, para
este valor Pérez (1983), clasifica a la madera como “poco nerviosa”, es decir, que una ves seca y
puesta en servicio al aumentar la humedad en el ambiente la madera aumenta poco su
dimensiones.
9.2.7. Relación de anisotropía
La relación de anisotropía para J. flaccida var. poblana es de 1.41, lo que de acuerdo a la
clasificación dada por Fuentes (1998) es baja; esto indica que existe una relación de 1.41:1 entre
la contracción tangencial y radial. Dicho de otra manera, significa que esta madera se contrae
menos del doble en dirección tangencial que en dirección radial. Por la baja diferencia de
intensidad en las contracciones lineales, se espera que las deformaciones de las piezas de madera
sean mínimas.
9.2.8. Punto de saturación de la fibra
El contenido de humedad a partir del cual la madera de J. flaccida var. poblana inicia sus
cambios dimensionales (contracciones) es de 18.76 % si se considera el porcentaje de
contracción volumétrica total media y la densidad básica media.
Si se considera el porcentaje de hinchamiento volumétrico total y el coeficiente de hinchamiento,
se obtiene valor de 33.12%.
lxx
La diferencia de los datos se puede deber a que para el cálculo de contracción volumétrica el
volumen anhídro se vio influenciado por grietas internas.
9.3. PROPIEDADES MECÁNICAS
lxx
lxx
9.3.1. Flexión estática
Los resultados obtenidos para esta prueba se muestran en los cuadros 10 y 11
Cuadro 10. Valores de flexión estática obtenidos para la madera en estado verde
Parámetro
Valor de ensayo
(kg/cm2)
Esfuerzo en el límite
proporcional
(ELP)
Max
Med
Min
SD
Módulo de ruptura (MOR)
Max
Med
Min
SD
Módulo de elasticidad (MOE) Max
Med
Min
SD
*Echenique y Plumptre (1994)
627.272
457.806
368.085
92.168
712.809
643.145
562.001
60.245
59736.304
38536.471
23098.299
13564.117
Clasificación
--------------------------
Bajo*
Muy bajo*
Cuadro 11. Valores de flexión estática ajustados al 12% de CH
Parámetro
Esfuerzo en el límite
proporcional
(ELP)
Valor de ensayo
(kg/cm2)
Max
Med
Min
SD
Módulo de ruptura (MOR)
Max
Med
Min
SD
Módulo de elasticidad (MOE) Max
Med
Min
SD
*Echenique y Plumptre (1994)
463.825
447.825
343.511
81.48
967.825
839.284
709.398
113.97
55576.191
43377.339
34163.538
10436.709
Clasificación
--------------------------
Bajo*
Muy bajo*
lxx
El valor obtenido para esta prueba tiene su aplicación si la madera se va a usar de manera
estructural, sobre todo para vigas. Los resultados obtenidos para la madera en condición seca
indican que los esfuerzos al límite proporcional y módulo de elasticidad son bajos. De acuerdo a
Echenique y Plumptre (1994), los límites de propiedades de elementos estructurales para techos,
muros y pisos son: MOR de 400 a 1350 kg/cm2, MOE de 71,000 a 150,000 kg/cm2 ; por lo
anterior no se recomienda para este uso.
9.3.2. Compresión paralela a la fibra
Los resultados obtenidos para la prueba de compresión paralela a la fibra se muestran en los
cuadros 12 y 13
Cuadro 12. Valores de compresión paralela a la fibra obtenidos para la madera en
estado verde
Parámetro
Esfuerzo en el límite proporcional
(ELP)
Módulo de ruptura (MOR)
Módulo de elasticidad (MOE)
Valor de ensayo
(kg/cm2)
Max
Med
Min
SD
Max
Med
Min
SD
Max
Med
Min
SD
306.292
281.806
257.220
17.723
332.410
306.839
288.954
17.592
51048.747
44448.119
34688.951
5896.966
lxx
Cuadro 13. Valores de compresión paralela a la fibra ajustados al 12%
Parámetro
Esfuerzo en el límite proporcional
(ELP)
Módulo de ruptura (MOR)
Módulo de elasticidad (MOE)
Valor de ensayo
(kg/cm2)
Max
Med
Min
SD
Max
Med
Min
SD
Max
Med
Min
SD
de CH
Clasificación
566.855
481.492 --------------------------420.427
61.452
708.902
Medio*
642.762
498.842
81.542
81558.063
62711.497 --------------------------51827.751
15219.582
*Echenique y Plumptre (1994)
Los valores de resistencia para este tipo de esfuerzo son importantes si la madera se va a usar
para columnas o como soporte donde las cargas sean en dirección paralela a la fibra. El módulo
de ruptura obtenido al 12 % de contenido de humedad se clasifica como medio; este valor
disminuye a la mitad para la madera en estado verde.
9.3.3. Compresión perpendicular a la fibra
Los resultados obtenidos para la prueba de compresión perpendicular a la fibra se muestran en los
cuadros 14 y 15.
lxx
Cuadro 14. Valores de compresión perpendicular a la fibra obtenidos para la
madera en estado verde
Parámetro
Valor de ensayo
(kg/cm2)
Esfuerzo en el límite proporcional
(ELP)
Max
Med
Min
SD
122.053
108.149
88.687
11.118
Cuadro 15. Valores de compresión perpendicular a la fibra ajustados al 12% de CH
Parámetro
Valor de ensayo
(kg/cm2)
Esfuerzo en el límite proporcional
(ELP)
Max
Med
Min
SD
201.337
153.405
134.107
17.443
Clasificación
Alto*
*Echenique y Plumptre (1994)
El esfuerzo de compresión perpendicular a la fibra tiene su aplicación si la madera de esta especie
va a ser utilizada como soporte donde este sujeta a cargas externas que tiendan a compactarla, por
ejemplo para durmientes.
9.3.4. Cortante
Los resultados obtenidos para la prueba de cortante se muestran en los cuadros 16 y 17.
Cuadro 16. Valores de cortante obtenidos para la madera en estado verde
Parámetro
Valor del ensayo
(kg/cm2)
Max
Esfuerzo máximo tangencial Med
Min
107.296
100.346
91.369
Clasificación de la resistencia
unitaria a este
esfuerzo
lxx
Media*
SD
7.121
*Novelo (1964)
Cuadro 17. Valores de cortante ajustados al 12% de CH
Parámetro
Valor del ensayo
(kg/cm2)
Max
Esfuerzo máximo tangencial Med
Min
SD
*Novelo (1964)
Clasificación de la resistencia
unitaria a este
esfuerzo
182.892
107.217
68.395
61.417
Media*
Los valores obtenidos para este esfuerzo son un indicador de la capacidad que tiene la madera de
J. flaccida var. poblana de resistir esfuerzos que tiendan a seccionarla en dirección paralela al
hilo de la madera.
9.3.5. Rajado
Los resultados obtenidos para la prueba de rajado se muestran en los cuadros 18 y 19
Cuadro 18. Valores de rajado obtenidos para la madera en estado verde
Parámetro
Resistencia tangencial
Valor del ensayo
(kg/cm2)
Max
Med
Min
SD
73.562
60.102
50.308
8.244
Cuadro 19. Valores de rajado ajustados al 12% de CH
Parámetro
Resistencia tangencial
Valor del ensayo
(kg/cm2)
Max
Med
43.416
41.123
Clase de resistencia
Pequeña*
lxx
Min
SD
38.073
1.77
*Pérez (1982)
Este ensayo es un indicador de la resistencia que tiene la madera de J. flaccida var. poblana a
hendirse como consecuencia de la introducción de clavos o tornillos en su interior. El esfuerzo
máximo de rajado tanto en condición seca como verde indica que la resistencia de esta madera es
pequeña, lo que indica que se raja muy fácilmente. Esta característica es favorable para la
obtención de leña en raja, pero en la elaboración de muebles se debe tener cuidado al unir partes
con clavos o tornillos, ya que esta propiedad mecánica se ve influenciada principalmente por la
densidad media e hilo recto de la madera.
9.3.6. Tensión perpendicular a la fibra
Los resultados obtenidos para la prueba de tensión perpendicular a la fibra se muestran en los
cuadros 20 y 21.
Cuadro 20. Valores de tensión perpendicular a la fibra obtenidos para la madera en
estado verde
Parámetro
Resistencia radial
Valor del ensayo
(kg/cm2)
Max
Med
Min
SD
47.700
43.206
40.141
6.655
Clasificación
Media*
*Novelo (1964)
Cuadro 21. Valores de tensión perpendicular a la fibra ajustados al 12% de CH
Parámetro
Resistencia radial
*Novelo (1964)
Valor del ensayo
(kg/cm2)
Max
Med
Min
SD
48.767
41.181
35.693
3.66
Clasificación
Media*
lxx
La resistencia de la madera de J. flaccida var. poblana a este tipo de esfuerzo en dirección radial
es la mas baja de todas las resistencias y se determinó midiendo el esfuerzo necesario para
producir la ruptura en la madera.
9.3.7. Dureza Janka
Los resultados obtenidos para la prueba dureza se muestran en los cuadros 22 y 23.
Cuadro 22. Valores de dureza obtenidos para la madera en estado verde
Parámetro
Dureza lateral
Dureza transversal
Valor del ensayo
(Kg/cm)
Max
Med
Min
SD
Max
Med
Min
SD
453.72
393.53
331.22
29.43
522.69
484.12
205.86
26.78
Clasificación
Blanda*
Blanda*
*Bianchet (s/f)
Cuadro 23. Valores de dureza ajustados al 12% de CH
Parámetro
Dureza lateral
Dureza transversal
Valor del ensayo
(Kg/cm)
Max =
Med =
Min =
SD =
Max =
Med =
Min =
SD =
518.15
410.14
304.90
54.051
553.54
487.58
444.65
38.653
Clasificación
*Media
*Media
*Fuentes (1998)
lxx
Los valores de dureza son un indicador de la resistencia que presenta la madera a ser penetrada
por otro sólido de mayor dureza, esta propiedad es muy importante si se va a utilizar la madera
para la elaboración de pisos, cubiertas de mesa, plataformas y superficies con resistencia al
desgaste mecánico.
Se puede observar que al disminuir el contenido de humedad, la dureza lateral es la que mas se
incrementa, esto se debe a que la madera se vuelve mas rígida al perder mas humedad. Por esta
razón se recomienda el uso de la madera de J. flaccida var. poblana en cortes laterales cuando va
a estar sometida a este esfuerzo.
lxx
9.3.8.Flexión dinámica
Los resultados obtenidos para la prueba de flexión dinámica se muestran en los cuadros 24 y 25.
Cuadro 24. Valores de flexión dinámica obtenidos para la madera en estado verde
Parámetro
Trabajo de ruptura (w)
Coeficiente de resiliencia
(k)
Valor del ensayo
Kgm
Kgm/cm2
Cota de resiliencia (ck)
Reacción instantánea (R)
Resistencia unitaria a la
flexión
dinámica (Fd)
Cuota de flexión dinámica
(CFd)
Kg
Kg/cm2
Max
Med
Min
SD
Max
Med
Min
SD
Max
Med
Min
SD
Max
Med
Min
SD
Max
Med
Min
SD
Max
Med
Min
SD
Clasificación
5
3.525
2
1.336
0.157
0.108
0.062
0.041
0.46
0.32
0.18
0.12
178.470
137.819
105.760
23.653
132.560
110.063
83.892
17.115
2.286
1.898
1.446
0.295
-----------------------------
Poco resistente*
frágil o quebradiza**
-----------------------------
-----------------------------
-----------------------------
*Diaz (1960)
**Pérez (1963) y Díaz (1960)
lxx
Cuadro 25. Valores de flexión dinámica ajustados al 12% de CH
Parámetro
Trabajo de ruptura (w)
Coeficiente de resiliencia (k)
Valor del ensayo
Kgm
Kgm/cm2
Cota de resiliencia (ck)
Reacción instantánea (R)
Resistencia unitaria a la
flexión dinámica
(Fd)
Cuota de flexión dinámica
(CFd)
Kg
Kg/cm2
Max
Med
Min
SD
Max
Med
Min
SD
Max
Med
Min
SD
Max
Med
Min
SD
Max
Med
Min
SD
Max
Med
Min
SD
Clasificación
2
1.395
0.5
0.416
0.297
0.200
0.074
0.062
0.882
0.594
0.220
0.185
178.470
136.531
105.760
21.620
1425.911
1098.999
818.506
169.439
24.585
18.948
14.112
2.921
-----------------------------
Poco resistente*
Frágil o quebradiza**
-----------------------------
-----------------------------
-----------------------------
*Diaz (1960)
**Pérez (1963) y Díaz (1960)
lxx
Los valores de resistencia al impacto para la madera de J. flaccida var. poblana tanto en estado
verde como al 12% de CH, son bajos, por lo que la madera es poco resiliente, lo cual significa
que tiene baja capacidad para absorber energía por lo que no se recomienda su uso para
elementos de madera de artículos deportivos y mangos de herramienta sujetos a esfuerzos de
impacto.
La cota dinámica o cota de resiliencia (ck) para esta madera se clasifica como frágil o quebradiza,
esto indica que la madera de J. flaccida var. poblana es impropia para empleos móviles.
lxx
CONCLUSIONES
En base a las características anatómicas y físicas obtenidas, se puede decir que la madera de J.
flaccida var. poblana tiene alto grado de trabajabilidad, color vistoso, agradable olor y fino
acabado. Por su baja relación de anisotropía, esta madera posee una alta estabilidad dimensional,
y por tener densidad media el manejo de la madera es relativamente fácil.
De acuerdo a sus propiedades mecánicas no es apta para uso estructural por la baja resistencia
que presenta ante los diferentes esfuerzos.
Por sus características tecnológicas, esta madera puede ser utilizada en piezas de cortas
dimensiones para: la elaboración de muebles con finos acabados, molduras, lambrín, trabajos de
marquetería, piezas torneadas, pasamanos, muebles económicos y partes visibles de muebles
tapizados económicos, mangos de herramientas no resistentes al impacto, artículos novedosos de
artesanía (torneados, tallados, juguetes, vasijas, mangos de cuchillos y otros).
lxx
RECOMENDACIONES
¾ Se recomienda realizar mas estudios de este tipo para otras especies del género Juniperus,
de esta manera es posible hacer comparaciones entre los resultados obtenidos.
¾ Se recomienda esta especie para hacer reforestación ya que tiene una importante función
ecológica y es una fuente de materia prima para la industria mueblera y artesanal.
¾ Se debe determinar el tipo y cantidad de extractivos presentes tanto en la madera como
en los frutos y ramas, ya que son una fuente de materia prima para la industria cosmética,
que por su valor representarían ingresos económicos para los pobladores de las áreas
donde se distribuye esta especie.
¾ Se recomienda realizar estudios complementarios de secado y maquinado para esta
especie, ya que actualmente la madera se trabaja en estado verde y de manera tradicional.
¾ Es importante aumentar el número de probetas para los ensayos mecánicos, siendo
necesaria una mayor disponibilidad de materia prima.
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ANEXOS
13.1.
Uso de la madera de 9 especies del género
Estados Unidos
Especie
Valor y uso de la madera
Nombre
común
Juniperus en
Autor
xci
J. flaccida
J. scopulorum
J. virginiana
J. deppeana
J. communis
13.1.
Es utilizado para postes, muebles, y se
clasifica como una madera durable.
Algunas otras aplicaciones son como
ornamental, es un árbol de lento
crecimiento.
Es altamente durable, resistente a la
putrefacción. Se ha utilizado para postes
y leña, revestimiento con madera,
muebles, pulpa y tableros de partículas.
Es
atractiva,
durable,
fácilmente
trabajable. Se utiliza para postes y
revestimiento interior. La madera de
duramen se utiliza para muebles, lápices,
y productos novedosos; así como para
rechazar polillas. Algunas veces se
utiliza como combustible o para hacer
carbón.
Esta madera tiene actualmente poco
valor comercial, se recomienda para
pulpa y tableros de partícula. Es fragante
con un grano y color atractivo, solo que
es poco abundante. La leña tiene un
poder calorífico relativamente alto
(243,000 BTUs/ ft3)
Madera granulosa, durable, y rojiza con
albura blanca. Actualmente no tiene
valor comercial
Drooping Van Dersal (1938)
juniper
Vines (1960)
Rocky
Johnsen (1974)
Mountain
Juniper
Springfield (1976)
Eastern
redcedar
Lawson (1990)
Jonnsen (1974)
Merz (1978)
Van Haverbeke(1976).
Alligator Springfield (1976)
juniper
Nichol (1952)
Common Stephens (1973)
juniper
Continuación.....
xci
J. monosperma La madera tiene poco valor comercial ya
que es de porte pequeño, en tiempos
pasados se utilizó para postes y ademes
para mina. Se describe como una madera
fuerte y largo-granulosa.
J. osteosperma Se ha utilizado para la construcción,
postes de cerca, leña, lápices, árboles de
Navidad, y se clasifica como una madera
altamente resistente a agentes de
deterioro.
J. pinchotii
Madera marrón rojizo a blanco, suave y
moderadamente durable si se entierra en
el suelo. Las tribus Commanche,
Cheyenne, y Apache la utilizaron para
los
arqueamientos
de
flecha.
Actualmente se utiliza como combustible
y para postes.
J. silicicola
Es una madera ligera, suave, fragante, y
muy durable. Se utiliza para percheros,
guarniciones
de
armario,
pisos,
instrumentos científicos. Los árboles
jóvenes se utilizan como árboles de
Navidad.
Esta especie tenía gran demanda para la
producción de lápices en Florida, hasta
que en 1986 un huracán destruyó estas
fábricas y terminó una porción
importante de tal uso.
Onessed
juniper
Evens (1988)
Hall (1968)
Utah
juniper
Loehle (1988)
Pinchot
juniper
Great Plains Flora
Association (1986)
Vines (1960)
Southern Vines (1960)
redcedar
Ward (1989)
Wilhite (1990)
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13.2. Muebles elaborados con la madera de J. flaccida var. poblana en el estado de Guerrero.
Figura 22. Base de cama
Figura 23. Cabecera
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Figura 24. Buró
Figura 25. Cantina
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Figura 26. Comedor
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Figura 27. Comedor (Madera de Juniperus con Peltogine)
Figura 28. Escritorio
Figura 29. Sala
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Figura 30. Librero
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Figura 31. Trinchador
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Figura 32. Silla
Figura 33. Puerta
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