UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA

FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CIENCIAS DE LOS RECURSOS

NATURALES RENOVABLES

DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL SECADO NATURAL

MEDIANTE TÉCNICAS DE APILADO EN TRIÁNGULO Y CABALLETE DE

LA BOLAINA BLANCA (Guazuma crinita C. Martius), EN TINGO MARÍA

ARTICULO CIENTÍFICO

Presentado por:

JHONY KERLER CAMPOS DÍAZ

Tingo María – Perú

2012

Determinación de las características del secado natural mediante técnicas de apilado en triángulo y caballete de la bolaina blanca (Guazuma crinita C. Martius), en Tingo María1

Campos Díaz, Jhony K.2, Bravo Morales, Manuel3.

RESUMENPara determinar las características del secado natural mediante técnicas

de apilado en triángulo y caballete para la especie forestal bolaina blanca (Guazuma crinita C. Martius), se ha utilizado 5 árboles del sector Tulumayo, región Huánuco. La metodología ejecutada en la investigación estuvo guiada en base a la Norma Técnica Peruana (NTP). La mayor pérdida de humedad ocurrió entre los seis primeros días con apilado en caballete; la contracción del ancho en las probetas en árboles, niveles del fuste y técnicas de apilado fue significativo. La contracción del nivel de la base fue superior al nivel medio y apical; la técnica del apilado en caballete es superior (P>0.05) a la técnica de apilado en triángulo; la contracción del espesor de las probetas en árboles, niveles del fuste y técnicas de apilado son similares (P>0.05); el nivel medio presentó mayor contracción respecto a otros niveles y la técnica del apilado en triángulo fue superior sin significancia estadística; los árboles y niveles del fuste presentaron diferentes contenidos de humedad generándose una alta diferencia estadística significativa. Las muestras de madera extraídas de la parte apical del fuste contienen mayor humedad que las maderas del nivel medio y basal, y se encontró defectos de calidad A (75%) y (78.6%); calidad B (15%) y (10.7%), calidad C (10%) y (10.7%) para el apilado tipo triángulo y caballete, respectivamente.Palabras clave: Guazuma crinita C. Martius.

ABSTRACTTo determine the characteristics of the natural drying by means of

technologies of piled up in triangle and trestle for the forest species white bolaina tree (Guazuma crinita C. Martius), it was used 5 trees from the sector Tulumayo, region Huánuco. The methodology executed in the investigation was guided on the basis of the Technical Peruvian Norm (PTN) the numbers 251.008, 251.009, 251.010, 251.011. The major loss of dampness happened between the first six days by the piled up in trestle; the contraction of the width in the manometers in trees, levels of the shaft and technologies of piled up was significant. The contraction of the level of the basis was superior to the middle level and apical; the technology of the piled up one in trestle is better (P> 0.05) than the technology of piled up in triangle; the contraction of the thickness of the manometers in trees, levels of the shaft and similar technologies of piled up sound (P> 0.05); the middle level presented major contraction with regard to other levels and the technology of the piled up one in triangle was top without statistical significance; the trees and levels of the shaft presented different contents of dampness there being generated a high statistical significant difference. The samples of wood extracted from the part apical of the shaft contain major dampness than the wood of the average and basal level, and one found qualit faults to (75%) and (78.6%); quality B (15%) and (10.7%), quality C (10%) and (10.7%) for the piled up type triangle and trestle, respectively.Keys words: Guazuma crinita C. Martius.

I. INTRODUCCIÓNLa madera por tratarse de un material higroscópico, está expuesta a los

cambios dimensionales al ganar o perder agua, y para contrarrestar los cambios de dimensión en la madera, existe el secado y para combatir su falta de resistencia al ataque de numerosos enemigos. Conocer aspectos durante la fase de secado es

1 Tesis para optar el titulo de Ing. en Recursos Naturales Renovables, mención Ciencias Forestales, Facultad de Recursos naturales Renovables – Universidad Nacional Agraria de la Selva.

2 Tesista – e mail: kehyler_842@hotmail.com.3 Ing. Forestal, Docente Asociado de la Facultad de Recursos Naturales Renovables – UNAS.

importante ya que la madera no experimenta cambios dimensionales, ni alteraciones en sus propiedades mecánicas, por tal razón, el punto de saturación de las fibras es muy significativa desde el punto de vista físico-mecánico (ÁLVAREZ y FERNÁNDEZ, 1992).

Referente a la contracción radial de la mayoría de especies, es solo un 50% del valor de la contracción tangencial, proporcionalmente como un promedio de todas las especies, la contracción en las tres direcciones principales (tangencial, radial, longitudinal) tiene una razón de 100:50:1 aproximadamente (DÍAZ, 2005), la densidad básica varia ampliamente entre diferentes especies y tipos de madera.

Para obtener productos de madera con alta calidad es favorable conocer una serie de cambios que adquiere la madera durante el secado, esto es elemental para que la madera sea de calidad y presente buen estado, el contenido de humedad de la madera influye sobre la relación madera - volumen, es decir, es afectado el peso y las dimensiones de la madera.

Determinar aspectos como el comportamiento de la humedad, densidad básica y anisotropía en bolaina blanca (Guazuma crinita C. Martius) son aspectos importantes ya que presenta limitada información que son importantes debido a la influencia en el peso, resistencia mecánica, contracción, expansión, conductibilidad térmica, conductividad acústica, durabilidad, inflamabilidad y permeabilidad, aspectos que están afectados por las variaciones de las condiciones climáticas (humedad relativa y temperatura), que ocasionan cambios dimensionales, causando en algunos casos tensiones muy fuertes en la parte interna de la madera, originando defectos durante el secado, tales como grietas y deformaciones.

El objetivo de la investigación fue determinar las características del secado natural mediante técnicas de apilado en triángulo y caballete de la especie forestal bolaina blanca (Guazuma crinita C. Martius).

II. REVISIÓN DE LITERATURAII.1. Defectos comunes en el secado de la madera

LOWE'S (2000) menciona que los defectos más comunes en el secado natural de madera son:

- El alabeado, que es una comba de la cara del tablero en sentido longitudinal.

- El abarquillamiento, que es la concavidad de la cara del tablero en sentido transversal.

- El arqueamiento, con una comba del canto, conocido también como corona.- El nudo o agujero de nudo, con un nudo apretado, por regla general, no es

problemático. Un nudo suelto o muerto, rodeado de un anillo oscuro, puede desprenderse o puede haber dejado ya un agujero.

- La hendidura, que es una grieta que atraviesa toda la pieza de madera, generalmente en los extremos.

- El retorcimiento, es cuando el tablero está combado por muchos lugares.- La grieta en cabecera, conformada por una grieta paralela a los anillos de

crecimiento anuales que no atraviesa toda la madera.- La rajadura, conformada por la separación de las fibras entre los anillos de

crecimiento, que frecuentemente se extiende a lo largo de la cara del tablero y a veces por debajo de su superficie.

II.2. Características de la bolaina blanca (Guazuma crinita C. Martius)II.2.1. Aspectos taxonómicos

Según MOSTACERO (2002), la clasificación es la siguiente:Clase : Dicotyledoneae

Orden : MalvalesFamilia : STERCULIACEAEGénero : Guazuma Especie : crinitaNombre científico : Guazuma crinita C. MartiusNombre vulgar : Bolaina blanca

II.2.2. La madera de la bolaina blanca (Guazuma crinita C. Martius)El tronco recién cortado presenta las capas externas de madera (albura)

de color blanco similar a las capas internas (duramen), observándose entre ambas capas un leve y gradual contraste de color. En la madera seca al aire la albura se torna de color blanco HUE 8/2 10YR y el duramen marrón muy pálido HUE 8/3 10YR. (Munsell Soil Color Charts) (FAO, 2002).

Presenta un olor no distintivo, lustre o brillo moderado a elevado, grano recto, textura media, veteado o figura satinado brillante en la sección radial por contraste de los radios. Líneas verticales vasculares.

II.2.3. Características tecnológicas y físicasSegún la FAO (2002) la bolaina blanca es una madera liviana, que

presenta contracciones lineales medias y la contracción volumétrica estable. Para la resistencia mecánica se sitúa en el límite de la categoría baja con la categoría media. Densidad básica de 0.41 g/cm3.

II.2.4. Aserrío y secadoLa madera presenta resistencia mecánica media, tiene cierta dificultad

en el aserrío, su trabajabilidad es moderada con buen comportamiento al lijado, taladrado y moldurado. Durante el secado la madera es estable con muy bajo riesgo de alabeo. Es moderadamente resistente al ataque biológico (EXIMPORTSOLUTIONS, 2006).

II.2.5. UtilidadLa madera es usada en construcción rural y urbana, cajonería,

carpintería en general, laminado, fabricación de mondadientes, paletas de chupetes, baja lenguas, palos de fósforos, juguetería; es apta en pulpa para papel (FAO, 2002).

La madera es de buena calidad, aunque blanda y liviana, tiene buena durabilidad. Se le usa en carpintería, elaboración de utensilios pequeños como paletas de chupetes, mondadientes, palos de fósforos y artesanía; en años recientes se le usa crecientemente en la industria de los tableros contrachapados, la corteza interna fibrosa es empleada localmente como material de amarre.

II.3. Antecedentes sobre estudios similaresGALLO (2009) buscando determinar el contenido de humedad en los

cortes radial y tangencial en relación a los tres niveles de fuste para capirona (Calycophyllum spruceanum (Bentham)), utilizó cinco (05) árboles de acuerdo a la norma técnica peruana (NTP)-PR-251.008, para la de terminación de contenido de humedad empleó la Norma técnica peruana (NTP) 251.010, donde encontró que esta especie presenta alta diferencias significativas para el contenido de humedad entre los bloques (árboles) presentes en los niveles base, medio y ápice del fuste de capirona. El contenido de humedad es ascendente desde la parte basal hasta el ápice (tratamientos A y B), habiendo menor contenido de humedad en la parte basal (62.75% y 61.54%), siguiéndole la parte media (65.25% y 63.95%) y la parte del ápice (68.63% y 67.52%) respectivamente con mayor contenido de humedad.

IGARTÚA y MONTEOLIVA (2009) realizaron un trabajo de investigación con el objetivo de analizar las variaciones en la densidad básica de la madera de Acacia melanoxylon R.Br, según las alturas de muestreo en el fuste, los árboles y el sitio. Seleccionaron 20 árboles en cuatro sitios de muestreo en la provincia de Buenos Aires, Argentina. Determinó la densidad de la madera sobre dos rodajas en cada una de cuatro alturas en el fuste (base, altura de pecho, 30% y 50% de la altura total). De acuerdo a la edad determinada, parte del material se reunió en dos grupos (26 - 32 años y 9 - 12 años) para los análisis de la varianza bajo modelos mixtos donde el árbol fue considerado como aleatorio. Asimismo, el árbol fue responsable del 74% de la variación aleatoria total. Dentro del fuste se describió un descenso significativo de la densidad entre la base y la altura del pecho, región a partir de la cual la densidad mantuvo su valor hacia el extremo superior del fuste. Esta tendencia se manifestó en todos los sitios y agrupamientos por edades.

Con el objetivo de determinar la variación de la densidad de la madera (peso seco/volumen verde) de tres poblaciones de Pinus oocarpa Schiede ex Schltdl. del Estado de Chiapas, México, GUTIÉRREZ et al. (2010) obtuvieron las muestras de madera de árboles de tres poblaciones (Las Margaritas, Motozintla y Cintalapa) de distribución natural de la especie, con tamaños de muestra de 5 a 17 árboles; de la muestra sacaron un cilindro de madera a 1.30 m de altura. Los resultados mostraron diferencias (P ≤ 0.05) en la densidad de la madera, con un promedio de 0.56 g cm-3

que corresponde a madera pesada, y una desviación estándar de 0.078 g cm -3. La población de Cintalapa presentó mayor densidad de la madera (0.61 g cm -3) que las de Motozintla y Las Margaritas (0.47 y 0.53 g cm-3). La variabilidad encontrada indica la posibilidad de realizar selección por densidad de la madera, en programas de mejoramiento genético.

OMONTE y VALENZUELA (2011) determinaron la variación radial y longitudinal de la densidad básica de la madera, a lo largo del fuste, consideraron en árboles de una plantación de Eucalyptus regnans de 16 años, crecida en la Costa de la provincia de Arauco, Chile. Además, correlacionaron la densidad básica promedio del fuste, con la densidad básica obtenida a distintos niveles de altura. Muestrearon 9 árboles entre dominantes y codominantes. De cada árbol obtuvieron rodelas cada 10% de la altura total, hasta una altura del 70%. De las rodelas extrajeron cubos de 1 cm de arista, de médula a corteza en las direcciones norte y sur, y en ellos determinaron la densidad básica. Encontraron tres patrones de variación radial para la densidad básica a lo largo del fuste del árbol. En la dirección longitudinal la densidad básica disminuyó desde la base del fuste hasta la altura del 4.5% y luego aumentó linealmente hasta el 70% de la altura total del árbol. Las mejores alturas de muestreo para estimar la densidad promedio del fuste, fueron al 10 y al 20% de la altura total del árbol.

SILVA (2005) realizó la investigación que tuvo como objetivo, la determinación de las características anatómicas a nivel macroscópico y microscópico, así como sus propiedades físicas y su variación de acuerdo a niveles, orientación y sección del fuste de la especie madero negro (Tabebuia billbergii). El material de estudio fue recolectado de dos árboles de la zona de Becerra Belén del caserío de la Angostura de dos diferentes tipos de bosque según fisiografía, se tomó un árbol de cada tipo de relieve, dicho material fue trasladado al Laboratorio de Anatomía de la Madera de la Universidad Nacional de Ucayali, donde se realizaron los ensayos establecidos según normas técnicas peruanas INDECOPI. Los resultados demuestran que existen diferencias entre las características de los árboles de colina en comparación con los de terraza, en cuanto a su estructura anatómica, los elementos vasculares tanto su diámetro como longitud presenta una relación directamente proporcional, y fibras tienden a variar en los diferentes niveles del fuste y en sus propiedades físicas, presentó una densidad básica muy alta de 1.017 g/cm3, sobre

pasando el límite de >0.75 g/cm3, como lo menciona (ARÓSTEGUI, 1982), todo esto se debe a las diferencias marcadas de ecosistemas.

TORRES (2009) realizó una investigación en el cetico (Cecropia sciadophylla Martius), con el objetivo de determinar el contenido de humedad, densidad básica y cambios dimensionales en la base, medio y ápice del fuste de dicha especie. Utilizó el Diseño en Bloques Completo Randomizado (DBCR) con unidades de muestreo. Encontró diferencia significativa entre las densidades básicas de los árboles; los resultados obtenidos para el contenido promedio de humedad y la densidad básica fueron de 138.67% y 0.32 g/cm3, encontrándose diferencias significativas entre los niveles del fuste para la densidad básica, siendo el tercer nivel del fuste el que mayor densidad básica obtuvo; mientras que la contracción radial, tangencial, volumétrica y longitudinal en promedio presentaron el 2.71%, 8.29%, 10.17% y 0.28% respectivamente; sin embargo no se encontraron variaciones en el fuste para las variables contracción volumétrica y tangencial.

ALVAREZ (2009) evaluó las características del secado natural en apilado triangular y en caballete de la especie Jacaranda copaia (Aubl.) D. Don. Huamanzamana para la zona de Tingo María, encontró que el contenido de humedad entre bloques (árboles) fue muy significativo (diferentes promedios); no presentó significancia estadística en los niveles del fuste, con valores promedio superior en el nivel medio del fuste (96.97%), seguido de la base (94.26%) y la parte apical (92.21%) en contenido de humedad.

III. MATERIALES Y MÉTODOSIII.1. Lugar de ejecución

Políticamente el sector Tulumayo – Shiringal donde se realizó la parte de campo pertenece al distrito de José Crespo y Castillo, provincia de Leoncio Prado y región Huánuco.

Presenta una altitud de 610 m.s.n.m., y su ubicación corresponde a las coordenadas UTM (Zona 18 L, Datum WGS 84): 384918 Este y 8990336 Norte. Los árboles con 10 años de edad se encontraban en las coordenadas:

Árbol 1 y 2 : 384930 Este y 8990224 NorteÁrbol 3 y 4 : 384943 Este y 8990230 NorteÁrbol 5 : 384921 Este y 8990263 NorteLos ensayos experimentales se ejecutaron en la Facultad de Recursos

Naturales Renovables (FRNR) de la Universidad Nacional Agraria de la Selva (UNAS), en sus dos áreas: “Área de tecnología y aprovechamiento de la madera” y en el Área de laboratorio “Taller de Aprovechamiento y Maquinaria Forestal de la FRNR”. De acuerdo a la clasificación de zonas de vida y el diagrama bioclimático (HOLDRIDGE, 1987), el área corresponde a la formación bosque muy húmedo Pre montano Tropical (bmh-PMT).

Temperatura máxima de 29.3 ºC, mínima de 19.5 ºC y promedio anual 24.2 ºC; la precipitación anual de 3300 mm y la humedad relativa anual de 80% (EMC JAQ, 2009).

III.2. Materiales y equiposIII.2.1. Material biológico

05 árboles de bolaina blanca (Guazuma crinita C. Martius).

III.2.2. Material de campo- Motosierra, empleado para la tala de árboles, trozar y habilitar la

madera ara facilitar el transporte.- Wincha de 30 metros, para determinar la dimensión total del árbol y

ubicar la dimensión basal, media y apical del fuste.

- Soga de 50 metros, utilizado como parte de la tala dirigida, de los árboles que causarían daños de mayor magnitud a las plantaciones existentes.

- Sierra disco, empleado para obtener los listones y finalmente las probetas en estudio.

- Garlopa eléctrica, empleado en el canteado de los tablones y obtención de caras lisas.

- Calibradora de espesor, utilizado en los listones para determinar el ancho y espesor de las probetas.

- Formones, utilizado en la limpieza de restos de madera adheridas en los dientes de la sierra de disco.

- Plumón indeleble, utilizada para la codificación de las probetas y las orientaciones de los tablones.

III.2.3. Material de laboratorio- Balanza digital con precisión de 0.01 g, utilizado para pesar las probetas

con la finalidad de determinar el volumen.- Micrótomo digital de 0.001 mm, empleado para la medición del ancho y

espesor las probetas.- Estufa eléctrica, empleado para el secado de las probetas - Hornilla eléctrica, para calentar el recipiente que contiene la parafina.- Soporte universal, utilizado para soportar el punzón que esta con la

probeta a parafinar.- Pinza de metal, utilizado para sacar las probetas de la estufa y

colocarlos en el desecador.- Desecador, empleado como recipiente de las probetas que se extraen

de la estufa para evitar la ganancia de humedad ambiental- Parafinas, utilizado para bloquear la entrada de agua por las estructuras

de las probetas (vasos).- Punzón, utilizado para coger las probetas con la finalidad de parafinar.- Recipiente descartable, utilizado para mantener la parafina en estado

líquido por efecto del calentamiento de la hornilla eléctrica.- Agua destilada, utilizado como medio de determinación del volumen

seco de las probetas.

III.2.4. Equipos de campo- Equipos para escalar árboles, que facilitó las labores de realizar tala

dirigida.- GPS, empleado para ubicar las coordenas de lo los árboles talados.- Cámara fotográfica, utilizado en la captación de las imágenes para cada

actividad realizada.

III.3. MetodologíaLa metodología ejecutada en la presente investigación, estuvo regida

en base a la regla de la Norma Técnica Peruana (NTP) de números 251.008 en colección de árboles, 251.009 en preparación de probetas, 251.010 en la determinación del contenido de humedad, 251.011 en la determinación de la densidad.

III.3.1. Fase de campoIII.3.1.1. Selección de árboles

Se coleccionaron cinco (05) árboles de Guazuma crinita C. Martius Con 10 años de edad, ubicados en una plantación agroforestal en la zona de Tulumayo ubicado en carretera Tingo María – Aucayacu, a los cuales se les midió los diámetros a la altura del pecho (D.a.p.) y se ubicó las orientaciones norte y sur de cada uno de ellos. Esta fase se realizó siguiendo norma NTP 251. 008.

III.3.1.2. Talado, trozado y aserrío primarioPara el tumbado (talado), trozado y aserrío primario de los árboles se

utilizó la motosierra como herramienta, equipos para escalar los árboles y algunos materiales de campo como las sogas para darle la dirección a la caída de los árbol, winchas para dimensionar los árboles (altura comercial y total).

Una vez talado el árbol, se procedió al trozado tomando solamente la altura comercial la cual se dividió el fuste en tres partes (base, medio y ápice), de cada troza se tomaron los diámetros promedios, y el diámetro del duramen por que se encontraba bien diferenciado cuando estuvo saturado de agua, para luego cada troza transfórmalo en tablones con dos tapas laterales de la parte céntrica (de orientación norte y sur).

Una vez obtenido la muestra, se transportó al Área de Tecnología de la Madera, para ser trabajado en la obtención de las probetas de 3 cm x 3 cm x 10 cm.

III.3.1.3. TransporteLas quince (15) muestras en total de los cinco (5) árboles fueron

trasladadas al Área de tecnología y Aprovechamiento de la Madera de la Facultad de Recursos Naturales Renovables para su posterior transformación en probetas.

III.3.2. Fase de laboratorioIII.3.2.1. Aserrado de los cuartones

En esta fase se utilizó una motosierra para extraer la médula presente en el cuartón y también para cortar y separar los lados Sur y Norte, luego se procedió al parejamiento de las caras de los tablones para obtener una medida uniforme.

Para la determinación del contenido de humedad de la madera, se ha obtenido los listones de 3.5 cm x 3.5 cm x 130 cm utilizando la sierra disco y luego se realizó el cepillado para que quede la medida deseada. Para los ensayos se elaboraron muestras de acuerdo a las especificaciones técnicas propuestas por ARÓSTEGUI (1982), obteniendo muestras de 2.54 x 10 x 120 cm, convenientemente orientadas a los cortes radial y tangencial. Las trozas fueron lo más uniforme para la obtención de las probetas y tablillas.

III.3.2.2. Preparación y codificación de las probetasSe obtuvieron las probetas con dimensiones de 2.54 x 10 x 120 cm, con

orientación tangencial y radial por nivel de fuste; así mismo, en cada probeta se codificó cuidadosamente con tinta blanca y negra, luego se llevó para el proceso de secado natural y secado al horno.

Codificación de las probetas:1MR1

Donde:1: Árbol N º1 (1, 2, 3, 4, 5)M: Nivel del fuste medio (base “B”, medio “M”, ápice “A”)R: Tipo de corte (radial “R”, tangencial “T”)1: Probeta (número variable por cada nivel y árbol)

III.3.2.3. Apilado de las probetas

Para el secado al natural fue indispensable realizar un buen apilado de la madera verde (uniforme) para permitir la circulación del aire y evitar defectos en la madera tales como grietas, rajaduras, torceduras, entre otros, para ello se ha tenido en cuenta:

- Se colocó la madera sobre una base de pilones entre 40 a 45 cm del piso como mínimo, a fin de facilitar la circulación del aire y evitar el contacto directo con el suelo que permita la infestación de hongos e insectos.

- Los caballetes empleados para la separación de la madera estuvieron secos, libre de hongos y deformaciones. La altura del caballete fue de 70 cm sobre la base de la mesa de trabajo.

III.3.2.4. Apilado de las probetas según la técnica a trabajarLas posiciones de las probetas con dimensiones de 2.54 cm x 10 cm x

120 cm (espesor, ancho y largo) se apiló por el método triángulo o caballete distribuidos en forma completamente al azar.

III.3.2.5. Evaluación de secadoLas probetas se pesaron diariamente y con los valores obtenidos del

peso seco, se elaboró una curva de comportamiento del secado al natural hasta llegar mantener a peso un constante, esta actividad se realizó para todas las probetas provenientes de los cinco árboles, los tres niveles del fuste y sus respectivas orientaciones de corte.

III.3.2.6. Método de determinación de contracciónPara determinar esta propiedad se utilizó la metodología modificada

para la determinación de contracción ó cambio dimensional, en la madera elaborada por la Norma Técnica Peruana NTP 251.012 (método de determinación de la contracción).

Para esta prueba se tomaron las medidas con vernier digital en ambos lados de la probeta (ancho y espesor), comparando entre los dos orientaciones de corte (tangencial y radial).

- Contracción del espesor total

Donde:CEt = Contracción del espesor total (probeta tangencial o radial).Dh = Dimensión de la probeta húmeda.Ds = Dimensión de la probeta seca al aire.

- Contracción del ancho total

Donde:CAt = Contracción del ancho total (probeta tangencial o radial).Dh = Dimensión de la probeta húmeda.Ds = Dimensión de la probeta seca al aire.

III.3.2.7. Evaluación de defectos y deformacionesLa evaluación de las clases de los defectos se realizaron de acuerdo con

la metodología propuesta por ARÓSTEGUI (1982), que consistió en la inspección

visual y con medición directa de los efectos de secado, básicamente grietas, rajaduras y deformaciones, las clases de defectos fueron:

Grupo A: Maderas secas sin defectos ni deformaciones; se admite rajaduras en los extremos, siempre que no pasen 1% de la longitud de la pieza.

Grupo B: Maderas secas con ligeros defectos y deformaciones; se admite rajaduras de hasta 5% de la longitud total en ambos extremos.

Grupo C: Maderas secas con deformación de 1-3% en cualquiera de sus dimensiones y rajaduras hasta 10% en cada uno de sus extremos.

III.3.2.8. Método de determinación del contenido de humedadPara ello se realizó el método de secado en estufa, tal como lo menciona

Norma Técnica Peruana NTP 251.010 (método para determinar el contenido de humedad).

Para tal fin, las muestras se llevaron al Laboratorio de Anatomía de la Madera en donde se procedió a pesar las probetas, luego se colocó en la estufa para un calentamiento gradual por día, con una temperaturas inicial de 30 ºC, luego a 40 ºC, 50 ºC, 60 ºC… y finalmente 100 ºC; luego de transcurrido los días y llegado a una peso constante, se procedió a retirar las muestras de la estufa y luego se colocó en el desecador (15 minutos) para evitar la ganancia de humedad ambiental, para posteriormente pesar cada una de las muestras, tomándose los datos del análisis para los resultados del peso al horno (Psh).

El contenido de humedad se determinó utilizando la siguiente fórmula: 100x

psh

pshphSCH

Donde:CH (s) =Contenido de humedad en base seca.Ph = peso húmedo.Psh = peso seco al horno

III.4. Análisis estadístico Se utilizó el programa SPSS 13, estableciendo para el análisis los datos

de los tipos de muestra con respecto a las propiedades físicas, un diseño en bloques completamente al azar (DBCA), con tres niveles y cinco bloques, donde los niveles fueron las tres trozas obtenidas a diferentes alturas del fuste y los bloques son las cinco árboles evaluados de la especie.

III.4.1. Análisis de varianzaPara el análisis de los datos de cada variable con respeto a las

propiedades físicas se utilizó el Análisis de varianza para un Diseño en Bloques Completamente al Azar (DBCA) con arreglo factorial de la forma 3A (Niveles del fuste) x 2B (Tipos de apilado), en caso de encontrar diferencias estadísticas a un nivel de confiabilidad del 95%, se realizó las pruebas de comparación de promedios de los niveles, a través de la prueba significación de DUNCAN, a un nivel de probabilidad de 95%.

IV. RESULTADOSIV.1. Curva en secado por técnica de apilado en triángulo y caballete en

bolaina blanca (Guazuma crinita C. Martius)

La pérdida de humedad en las dos técnicas de apilado fueron relevantes durante los 20 primeros días, luego mantuvieron similar pérdida de humedad hasta los 60 días que permaneció la evaluación. Se encontró mayor pérdida de humedad entre los seis primeros días en la técnica de apilado en las probetas de la bolaina blanca (Figura 1).

Figura 1. Comportamiento del secado natural en Guazuma crinita C. Martius con dos técnicas de apilado.

IV.2. Contracción en los niveles del fuste en el proceso de secado natural en bolaina blanca (Guazuma crinita C. Martius)

La contracción del ancho de las probetas en los cinco árboles de Guazuma crinita C. Martius presentaron similar comportamiento, siendo no significativo estadísticamente, mientras que los niveles presentaron efectos diferentes siendo significativo estadísticamente. Las técnicas de apilado generaron efectos diferentes en la contracción del ancho de las probetas, siendo estadísticamente significativo, mientras que no se presentó efectos de interacción entre el nivel de fuste y la técnica de apilado (Cuadro 1).

Cuadro 1. Análisis de varianza para la variable contracción del ancho en la madera de Guazuma crinita C. Martius

FV GL SC CM F- valor

Árbol 4 1.89 0.47 1.24 N.S.

Apilado 1 1.68 1.68 4.39 *

Nivel 2 3.35 1.67 4.37 *

Apilado*Apilado 2 0.05 0.03 0.07 N.S.

Error 57 21.82 0.38  

Total 66 28.79    

La contracción del ancho en las probetas extraídas de cada nivel del fuste presentó diferente comportamiento, siendo la contracción del nivel de la base con

mayor promedio porcentual, seguido del nivel medio y finalmente la parte apical (Figura 2).

Figura 2. Contracción del ancho en madera de Guazuma crinita C. Martius en los diferentes niveles del fuste.

La contracción del ancho tuvo mayor presencia en la técnica del apilado en caballete siendo diferente significativamente a la técnica de apilado en triángulo (Figura 3).

Figura 3. Contracción del ancho en la madera de Guazuma crinita C. Martius en los tipos de apilado aplicado para el secado natural.

La contracción del espesor de las probetas en los cinco árboles de bolaina presentaron similar comportamiento, los niveles presentaron efectos similares y las técnicas de apilado generaron efectos similares, siendo cada fuente de variación estadísticamente no significativo, de manera similar no se encontró interacción entre el nivel de fuste y la técnica de apilado (Cuadro 2).

Cuadro 2. Análisis de varianza para la variable contracción del espesor en la madera de Guazuma crinita C. Martius

FV GL SC CM F- valor

Árbol 4 1.38 0.35 0.36 N.S.

Apilado 1 1.02 1.02 1.06 N.S.

Nivel 2 1.98 0.99 1.03 N.S.

Apilado*Apilado 2 6.09 3.05 3.17 N.S.

Error 57 54.73 0.96  

Total 66 65.20    La contracción del espesor en las probetas extraídas de cada nivel del

fuste fue superior numéricamente en el nivel medio, no encontrándose diferencias estadísticas significativas entre los tres niveles (Figura 4).

Figura 4. Contracción del espesor en la maderas extraída de diferentes niveles del fuste en Guazuma crinita C. Martius

La contracción del espesor tuvo mayor promedio porcentual en la técnica del apilado en caballete siendo similar significativamente a la técnica de apilado en triángulo (Figura 5).

Figura 5. Contracción del espesor de la madera por efecto de las técnicas de apilado en Guazuma crinita C. Martius

IV.3. Contenido de humedad en tres niveles de fuste en bolaina blanca (Guazuma crinita C. Martius)

Los árboles presentaron diferentes contenidos de humedad y los niveles también presentaron similar comportamiento generándose una alta diferencia estadística significativa (Cuadro 3).Cuadro 3. Análisis de varianza para la variable contenido de humedad en la madera de

Guazuma crinita C. MartiusFV GL SC CM F-valor

Árboles 4 10283.70 2570.92 4.62 **Niveles 2 17059.39 8529.69 15.32 **

E. E. 173 96341.65 556.89  

Total 179 123684.74 11657.51  

Las muestras de madera extraídas de la parte apical del fuste contienen mayor humedad, siendo estadísticamente superior a las maderas del nivel medio y base (Figura 6).

Figura 6. Humedad en los diferentes niveles del fuste en la Guazuma crinita C. Martius

IV.4. Defectos y deformaciones encontradas durante el secado naturalLos defectos y deformaciones en la calidad de Tipo A, fue de un 75% y

78.6%; la calidad B fue de 15% y 10.7%, la calidad C fue de 10% y 10.7% para el apilado tipo triángulo y caballete, respectivamente (Figura 7).

Grupo A: Sin defectos. Grupo B: Ligeros defectos. Grupo C: Deformaciones de 1 - 3% y rajaduras 10%.Figura 7. Calidad de probetas durante bajo dos técnicas de secado natural.

V. DISCUSIÓNV.1. Curva en secado por técnica de apilado en triángulo y caballete en

bolaina blanca (Guazuma crinita C. Martius)La pérdida de humedad se ve influenciada por diferentes factores la

cuales afirma VALDERRAMA (1989) al realizar la descripción microscópica de la especie moena amarilla (Ocotea cymbarum), afirmado que la especie por sus cualidades anatómicas, probablemente tenga mal comportamiento durante el secado; este proceso ocurre por evaporación, que es la acción del calor que evapora fácilmente el agua por capilaridad, cuando las paredes celulares atrae el agua y la hacen subir hasta el perímetro del poro y salir de la madera, y por difusión, que es el proceso lento de pérdida de agua (POMACHAGUA, 1993).

La humedad en la madera se va perdiendo con menor facilidad respecto al tiempo, generándose menor pérdida de humedad desde los 20 días en adelante para los dos tipos de apilado, corroborado por VALDERRAMA (1992) al estudiar el comportamiento durante el secado al aire libre de las especies canela moena, marupa y cumala colorada, bajo los tres métodos de apilado, la cual fue rápido hasta alcanzar aproximadamente el 30% de humedad y de ahí en adelante el proceso fue lento hasta el 17% de humedad.

LOUREIRO y GRAGA (1979) estudiaron a la marupá, con respecto a las propiedades de secado, es fácil de secar al aire libre, durante el secado al aire demora 75 días, para secar del 22% al 13% de contenido de humedad. El secado en apilado de triángulo no permiten una circulación normal del aire a través de las pilas y en consecuencia la migración del agua es más lenta. El secado de la canela moena, utiliza mayor tiempo de secado porque en su estructura celular y en la mayoría de las lauraceas, existe células oleíferas y, las células en conjunto poseen pared celular más gruesa que las especies de marupa y cumala colorada, así mismo, la presencia de compuestos orgánicos (aceites, gomas), retardan el proceso de secado (VALDERRAMA, 1992).

V.2. Contracción en los niveles del fuste en el proceso de secado natural en bolaina blanca (Guazuma crinita C. Martius)

Cuando la madera intercambia humedad de la pared celular, a consecuencia de esto, se produce variaciones en las dimensiones de la madera, las que son conocidas como contracción o hinchamiento (ANANIAS, 1987), la cual es

diferente dentro del árbol, debido a que existen un variación en la estructura interna de un árbol, características propias de la especie que haya sido influenciada por factores ambientales, de carácter genético, influencia de la calidad del suelo o si se encontraba en un área con endiente pronunciada.

Es una de las características más indeseables de la madera y es la responsable en gran medida, de los inconvenientes y dificultades que se encuentran con ella en la construcción (PÉREZ, 1983), esta diferencia de contracción respeto al tipo de apilado en durante el secado natural, es debido a la velocidad con que se pierde humedad en la madera, ya que una mayor pérdida de humedad ocasiona mayor contracción de la madera.

Kollmann (1959), citado por ALVAREZ (2009) señala que la variación y expansión de la madera son los cambios dimensiónales, tanto en el sentido radial, tangencial y longitudinal, que sufre la madera como consecuencia de la variación de su contenido de humedad, por debajo del PSF.

Las maderas con mayor densidad contiene más agua higroscópica que las de menor densidad y por eso las de mayor densidad tienen mayor contracción que las de menor densidad (DÍAZ, 2005), como lo encontrado en la investigación, debido a que la madera extraída de la parte basal del fuste, presenta mayor densidad que el nivel medio y apical, por lo tanto la contracción será superior en la base.

Cuando el contenido de humedad es modificado, existirán variaciones dimensionales, las que se ven incrementadas mientras mayor sea la densidad de la madera (CUEVAS, 2003). La eliminación de humedad en la pared celular por debajo del punto de saturación de la fibra causa la contracción de la pared celular (SOLANO, 1998).

El apilado tipo caballete presentó mayor contracción (p>0.05) en comparación a las probetas apiladas tipo triángulo, debido a que la pérdida de humedad fue de manera más acelerad en el tipo caballete y por efecto del tiempo de secado la eliminación de humedad en la pared celular por debajo del punto de saturación de la fibra causa la contracción de la pared celular (SOLANO, 1998).

La contracción en la madera obtenidas de los diferentes niveles del fuste fue similar y no hay interacción entre el nivel del fuste con el tipo de apilado. Una madera seca al 15% de humedad (seca al aire) ha alcanzado la mitad de la contracción posible y cuando se seque al horno hasta el 6% o peso seco constante, llegará a 4/5 partes de la contracción total posible (GONZÁLEZ, 1996).

DÍAZ (2005) indica que las maderas con mayor densidad contienen más agua higroscópica que las de menor densidad y por eso las de mayor densidad tienen mayor contracción que las de menor densidad. La contracción de la parte apical del fuste fue numéricamente inferior, debido a que las células presentan la pared celular menos gruesa y por conclusión menor densidad.

Cuanto mayor es la diferencia en la contracción radial y tangencial, significa que la distorsión será mayor en el secado eventualmente, la madera llega a estabilizar sus dimensiones con un equilibrio de 12% de contenido de humedad. La contracción tangencial es mayor que la contracción radial, una de las razones, es el efecto restrictivo de las células horizontales de los rayos medulares. Cabe resaltar que en la mayoría de las especies la contracción radial es sólo un 50% del valor de la contracción tangencial (DÍAZ, 2005).

V.3. Humedad en tres niveles de fuste en bolaina blanca (Guazuma crinita C. Martius)

La Guazuma crinita C. Martius extraída para el estudio fueron árboles maduros y quizá esto haya influenciado en el porcentaje de humedad, HOHEISEL (1981) afirma que la característica evaluada va depender de la especie, y por sus propiedades físicas y mecánicas que presentan; por otro lado, las diferencias de

humedad entre los árboles de la misma especie, podrían deberse a los sitios o condiciones ambientales, donde se desarrollan, así como a los diferentes factores tales como: edad, diámetro, altura, diferenciación en las fibras y anillos de crecimiento.

La humedad del fuste en bolaina blanca varía de acuerdo a la altura del fuste, siendo mayor en la parte apical del fuste como reporta TORRES (2009) al estudiar al cetico (Cecropia sciadophylla Mart), donde determinó diferencias significativas en el contenido de humedad entre los niveles del fuste y reafirma que el contenido de agua en el árbol varía según la variación de altura, el radio del tronco y la temporada del año, así como también los árboles jóvenes contienen mayor humedad y sus variaciones durante el año son mayores que en los árboles maduros porque su madera presenta mayor albura que los árboles maduros.

El contenido de humedad influye en la capacidad mecánica, es decir a menor contenido de humedad bajo el punto de saturación de las fibras (PSF, que corresponde a la eliminación total del agua libre del interior de las células y las paredes celulares permanecen saturadas, 28 – 30% de CH), en general aumenta la capacidad mecánica, es decir se incrementa la resistencia de la madera, y a partir del PSF, un aumento en el CH no tendrá ninguna incidencia sobre la resistencia de la madera (CUEVAS, 2003).

V.4. Defectos y deformaciones encontradas durante el secado naturalVALDERRAMA (1992) encontró que el apilado en caballete bajo

cobertizo, ha originado en mayor proporción defectos de rajaduras, grietas superficiales, arqueaduras y abarquillado. La mayoría de los defectos evaluados tienen incidencia en aquellas tablas con orientación tangencial y en menor grado en aquellas tablas con orientación intermedia y radial.

La especie Schizolobium parahyba (VELLOZO) BLAKE var amazonicum (Huber ex Ducke) Barneby “pino chuncho”, por tener una densidad de 0.24 g/cm3

(PALOMINO y BARRA, 2003) generan deformaciones al momento del secado.Bosshard (1956), citado por VALDERRAMA (1992) menciona que la

presencia de grietas en especies de baja y media densidad, y la madera tangencial presenta un mayor porcentaje de grietas respecto de la radial se debe a fuertes gradientes de humedad durante el secado, situación que produce un resecamiento superficial y una prematura contracción, con la consecuente generación de grietas superficiales debido a la débil resistencia de la pared celular, resultante de su facilidad para evaporar el agua desde la superficie. Las grietas internas en tanto, se generan por acción de dos efectos durante el secado. El primero, por efecto del colapso, particularmente en el anillo de primavera, donde el esfuerzo producido supera la resistencia mecánica de ésta y se produce la fractura o grieta en dicha pared.

Las conclusiones obtenidas fueron:

1. La pérdida de humedad representativa en las muestras de madera de Guazuma crinita C. Martius se observó hasta los 20 días, en adelante se mantuvo una mínima pérdida de humedad. La mayor pérdida de humedad entre los seis primeros días ocurrió con la técnica de apilado en caballete.

2. La contracción del ancho de las probetas en los árboles, niveles del fuste y técnicas de apilado fue estadísticamente significativo. La contracción del nivel de la base fue superior, luego el nivel medio y la parte apical; la técnica del apilado en caballete es superior (P>0.05) a la técnica de apilado en triángulo. La contracción del espesor de las probetas en árboles, niveles del fuste y técnicas de apilado son similares (P>0.05); el nivel medio del fuste presentó mayor contracción respecto a los otros niveles y la técnica del apilado en triángulo fue superior sin significancia estadística.

3. Los árboles y niveles del fuste presentaron diferentes contenidos de humedad generándose una alta diferencia estadística significativa. Las muestras de madera extraídas de la parte apical del fuste contienen mayor humedad que las maderas del nivel medio y base.

4. Se encontró defectos y deformaciones de calidad A con 75% y 78.6%; calidad B con 15% y 10.7%, calidad C con 10% y 10.7% para el apilado tipo triángulo y caballete, respectivamente.

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