Maderas. Ciencia y tecnología

versión On-line ISSN 0718-221X

Maderas, Cienc. tecnol. v.11 n.3 Concepción  2009

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-221X2009000300007 

Selección de árboles

Los árboles de E. nitens (procedencia Toorongo, Australia) de 16 años fueron seleccionados de bosques plantados el año 1990 en un ensayo de progenie en un sitio tipo trumao, en  la Hacienda Rucamanqui (Yungay, Provincia de Ñuble, Octava Región de Chile). Se seleccionaron 15 árboles, correspondientes a 5 familias de 3 árboles cada una, que se detallan en Tabla 1. Los árboles fueron marcados convenientemente respecto de la posición sur-norte y después del volteo se marcaron las trozas con las 4 posiciones cardinales. Las trozas fueron mantenidas frigorizadas (-10 ºC) y luego bajo agua en una piscina en el laboratorio de secado de la Universidad del Bío Bío para mantenerlas en condición saturada hasta el momento de ser utilizadas.

Tabla 1: Características de árboles con  los que se realizaron los ensayos

FAMILIA	ÁRBOL	ALTURA	DIÁMETRO (cm)	Densidad básica (kg/m3)
1	1	DAP	36.0	510
	2	DAP	67.6	536
	3	DAP	46.6	494
2	4	DAP	59.3	452
	5	DAP	46.0	436
	6	DAP	49.8	436
3	7	DAP	44.9	471
	8	DAP	51.4	447
	9	DAP	42.2	515
4	10	DAP	43.7	452
	11	DAP	41.1	499
	12	DAP	51.6	499
5	13	DAP	37.4	452
	14	DAP	47.2	466
	15	DAP	41.1	472

(Fuente: Leandro et al. 2007)   

 

Preparación de la madera

Para este estudio se ocupó la troza proveniente de la base de cada árbol (al DAP). Las trozas fueron transportadas al Pabellón Tecnológico de la Madera (PTM) de la UBB, donde fueron partidas a la mitad en un carro huincha, luego se dieron vuelta para que la misma máquina cortara los costados para obtener el listón  de la posición sur. Luego el listón se dividió en tres secciones: central C, transición T y lateral L. De este listón se obtuvieron probetas normalizadas de 25 x 25 x 100 mm en corte 100% radial, según la Norma Chilena Oficial 176/3 (INN, 1986). Las probetas fueron obtenidas en las 3 posiciones desde médula a corteza, (C, T y L), teniendo cuidado que siempre coincidieran en el mismo numero de anillos. De cada una de estas secciones se prepararon cuatro probetas de cada posición.

Una vez cortadas y cepilladas las probetas fueron inmediatamente identificadas con códigos para reconocer su procedencia. Además fueron marcadas en tres puntos equidistantes en sus caras transversales y una en el largo con el fin de medir sus dimensiones siempre en los mismos puntos.

En total se recogieron 149 probetas de acuerdo al diseño experimental de la Tabla 2.

Tabla 2: Diseño experimental

FAMILIA	ÁRBOL	PROBETAS POR ÁRBOL	PROBETAS POR FAMILIA	TOTAL
1	1	8	28	149
	2	12
	3	8
2	4	8	24
	5	11
	6	5
3	7	12	34
	8	11
	9	11
4	10	12	31
	11	12
	12	7
5	13	12	32
	14	12
	15	8

 

Acondicionado de las probetas

Una vez preparadas, identificadas y marcadas las 149 probetas fueron mantenidas en agua hasta iniciar los ensayos experimentales. Todas las probetas fueron medidas y pesadas inicialmente y luego acondicionadas  a 25  ± 2ºC y 65  ± 5% de humedad relativa de acuerdo a la norma chilena 176/3 (INN, 1984). Para ello fue utilizada una cámara Heraeus Votsch, ubicada en los laboratorios de secado de la Universidad del Bío-Bío. Los datos de temperatura de bulbo seco y bulbo húmedo en el interior de la cámara de clima, fueron recogidos continuamente cada 15 minutos mediante un sistema de adquisición de datos (Fluke data-logger).

Mediciones experimentales

Periódicamente fueron pesadas y medidas todas las probetas usando un vernier digital (Mitutoyo 0.1 mm) y una balanza de precisión (Wagner 0.01 g).  Una vez que las probetas alcanzaron peso constante en la cámara de clima, se procedió a reacondicionarlas en vapor saturado a 100 ºC por 3 horas, en un recipiente termostático. Luego las probetas fueron acondicionadas nuevamente en la cámara de clima, hasta peso constante con el fin de alcanzar el mismo contenido de humedad anterior al reacondicionado.

Determinación de contracción y colapso

La contracción (C) y el colapso (Co) fueron determinados en base a la norma chilena oficial 176/3 (INN 1984).  Para la contracción se utilizó la expresión siguiente

(1)

donde:

D_inicial= dimensión de la probeta, en milímetros, al contenido de humedad máximo.

D_actual = dimensión de la probeta, en milímetros, al contenido de humedad que se indique

La contracción volumétrica (Cv) fue determinada como la sumatoria de las contración radial (Cr) y tangencial (Ct)

(2)

                                                                                             

El colapso (Co) fue determinado por la diferencia de contracción antes del reacondicionado (Car) y después del reacondicionado (Cdr)

(3)

                                                                      

Calculo del coeficiente de contracción unitario (Cu) y el punto de intersección de la contracción (PIC)

El Cu y el PIC fueron determinados después del reacondicionado. El Cu se calculó por la relación siguiente

(4)

donde:

C_T0 = contracción transversal (radial o tangencial) de la madera en estado anhidro.

C_Tdr = contracción transversal (radial o tangencial) de la madera, después del reacondicionado.

CH_dr = contenido de humedad de la madera, después del reacondicionado.

Y el PIC se determinó prolongando la porción recta de la curva de contracción hasta interceptar al eje de las abscisas (0% de contracción), esto es,

(5)

donde:

C_TNmax. = contracción transversal (radial o tangencial) de la madera normal máxima. 

Determinación de densidad básica (S_o,g) y contenido de humedad máximo (CH_g)

La densidad básica (S_0g), se determinó de acuerdo a la norma chilena NCh 176/2 of. 86 (INN 1988), al igual que el contenido de humedad máximo (CH_g).  El volumen máximo (V_g) en m³ fue determinado en base a las mediciones de las dimensiones de las probetas y con la masa anhidra (M₀) en kg, obtenida al final de los ensayos después del secado en estufa a 103 ±2ºC. La densidad básica se calculó por la siguiente formula:

(6)

 

Para calcular el contenido de humedad se utilizó la siguiente formula:

(7)

donde: M_g  = masa verde en condición saturada, en kg.

RESULTADOS Y DISCUSION

En la tabla 3 se muestran los resultados de la variabilidad de la contracción normal transversal del E. nitens.  En general la contracción transversal varió entre familias y aumentó de la médula a la corteza de los árboles.

Entre familias, resultó una menor contracción transversal en la familia 3 y la familia 1 se obtuvo la mayor magnitud de la contracción transversal (Tabla 4), este comportamiento pudo ser debido a las diferencias entre la densidad básica reportada en ambas familias, en la familia 3 con menor contracción transversal, la densidad básica promedio fue de 430 kg/m³, en cambio en la familia 1 cuya contracción transversal fue mayor, la densidad básica fue de 500 kg/m³ (Tabla 5).

Tabla 3: Variabilidad radial de la contracción transversal en familias de E. nitens.

( )=Desviación standard

Con la posición radial la contracción tendió  a aumentar desde la médula a la corteza. En algunos casos se aprecia una mayor contracción transversal en la zona de transición, por ejemplo en  el árbol 5 de la familia 2 y en el árbol 10 de la familia 4. Ambos casos pueden ser debido a una alta contracción tangencial en esta zona, lo que se refuerza por el alto índice de anisotropía de la contracción transversal (Ctg/Crd) observado en estas zonas, esto es de, 3.7 y 3.1 respectivamente.

Tabla 4: Variabilidad de la contracción, colapso, PIC y Cu entre familias

( )=Desviación standard

Se muestra además en la Tabla 3 que la familia  2 presenta menor contracción radial, con un promedio de 1.8%, para los tres árboles y las tres secciones (central, transición y lateral), siendo el árbol 5 en la sección central la de menor magnitud en la contracción radial, esto es, 1.0%. Mientras que la familia 1 se  observa mayor contracción radial, obteniendo un promedio de 2.9%, siendo en el árbol 1, en la posición lateral, donde se obtuvo la mayor magnitud de la contracción radial, esto es,  4.1%.

Tabla 5: Densidad básica de las familias de E. nitens

( )=Desviación standard

 

Con respecto a la contracción tangencial, la familia 3 es la que presenta la menor contracción 3.1%, mientras que en el árbol 9 se observa la menor magnitud de contracción tangencial, con un valor de 2.7%.  La familia 1 es la que en promedio presenta la mayor magnitud de contracción tangencial, siendo en el árbol 1, en la posición lateral, donde se alcanza una contracción tangencial de 6.6%.

La contracción normal máxima fue en promedio para todas las familias de 3.8% y 7.9% en dirección radial y tangencial respectivamente, con un índice de anisotropía de la contracción transversal Ctg/Crd=2.08, estos valores son un poco más bajos que los reportados por Sepúlveda y Urrutia (1996), lo que es consistente con una pequeña menor densidad básica reportada en estos ensayos. En estos ensayos la densidad básica promedio fue de 450 kg/m³ (Tabla 5) en comparación a 460 kg/m³ reportado por Sepúlveda y Urrutia (1996).

Variabilidad del colapso

La variabilidad del colapso se muestra en la Tabla 6. Se observa heterogeneidad en la magnitud del colapso entre las familias y con la posición radial.

Entre familias el colapso volumétrico varia entre 5.1 y 9.2 % entre las familias 1 y 2 respectivamente. Es notable en todo caso la baja magnitud del colapso en la familia 1 cuyo contenido de humedad es de 14 %, siendo el menor entre todas las familias (Tabla 4). En el caso de la familia 2 el mayor colapso es influenciado por el alto colapso observado particularmente en el árbol 5, en este caso, el colapso volumétrico varió entre 7 y 16.7%, con un contenido de humedad de 16%.

Con la posición radial el colapso tendió a aumentar desde médula a corteza, esta tendencia del colapso con la posición radial ha sido reportada en la literatura (Chafe et al. 1992). En la familia 2 los árboles 4 y 5 mostraron un aumento del colapso desde la zona central a la de transición y luego una disminución en la zona lateral, igual comportamiento presento el árbol 10 de la familia 4; este comportamiento es similar al reportado para la contracción en los árboles 4 y 10. La mayor intensidad del colapso en la zona de transición en estos árboles se debe a la menor densidad básica reportada en esta zona para los árboles 4,  5 y 10 (Tabla 5). En cambio el árbol 11 de la familia 4 presento el colapso más intenso en la zona central y un menor colapso en la zona de transición, en este caso, la disminución del colapso en la zona de transición puede ser debida a una mayor densidad normal reportada en esta zona del árbol, esto es,  700 kg/m³, en comparación a 620 kg/m³ y  650 kg/m³  reportadas en la zona central y lateral respectivamente (Leandro et al. 2008b).

Los valores de colapso radial, en distintas posiciones indican que existe menor intensidad de colapso en la familia 3, presentando en promedio un 2.0%, siendo el árbol 9 el que presentó el menor colapso, con un total de 1.2% en su sección central. Mientras que en la familia 2 se observa mucho más intenso el colapso con un promedio de 2.9%, alcanzando en el árbol 6 hasta un 5.4% de colapso en la sección lateral.

Tabla 6: Variabilidad radial del colapso transversal en las familias de E. nitens.

( )=Desviación Standard
* =el árbol 6 en la sección de transición presenta solo una probeta, por lo que no se le calculo la desviación standard

Se observa que el menor colapso en la dirección tangencial se presenta en la familia 1, entregando un total de 3.6% como promedio, obteniendo en la sección de transición del árbol 3 solo un 1.6%  de colapso. El colapso más intenso se encuentra en la familia 2, con un total de 6.3% de colapso tangencial, alcanzando en el árbol 5, un 12.4% de colapso en la sección de transición.

Variación del punto de intersección de la contracción (PIC) y coeficiente de contracción unitario (Cu)

Los resultados del PIC y del Cu se muestran en la tabla 4. Se observa que el PIC y el Cu varían entre las familias. Las familias 2, 3 y 4 presentan los PIC más altos. En particular el PIC en la dirección tangencial de la familia 4 es de 34%. Entre las familias 1 y 5 el menor PIC lo presenta la familia 1 en la dirección radial esto es, 28.1%. El Cu en cambio varía entre 0.07 en la dirección radial de la familia 4 y 0.26 en la dirección tangencial de la familia 2. Esto implica que la familia 4 es la más estable dimensionalmente.

Se aprecia que el PIC y el Cu son de mayor magnitud en la dirección tangencial excepto el PIC en la familia 3. Este comportamiento es debido a la anisotropía de la contracción transversal. La magnitud del PIC y del Cu resultó un poco más baja que los reportados por Sepúlveda y Urrutia (1996), debida a la mayor edad y probablemente a un mayor grado de duraminización de la madera en estos ensayos.

CONCLUSIONES

La contracción y el colapso en Eucalyptus nitens tienden a aumentar con la posición radial, entre árboles y entre familias. Una alta contracción y colapso son observadas en la zona central y lateral en asociación con una baja densidad en esta zonas.

De acuerdo a esto resultados, el mejor comportamiento en contracción y colapso es presentado por la familia 1, en particular los árboles 2 y 3 muestran baja contracción y colapso. Este comportamiento es favorecido por una relativamente alta densidad básica.

BIBLIOGRAFIA

Chafe, S.; Barnacle, J.; Hunter, A.; Ilic, J.; Northway, R.; Rozsa, A. 1992. Collapse: An introduction. CSIRO, Division of Forest Products. 9pp.

Hamilton, M.; Raymond, C.; Harwood, C.; Potts, B. 2009. Genetics variation in Eucalyptus nitens pulpwood and wood shrinkage traits. Tree Genetics & Genomes 5:307-316.

INFOR. 1989. Eucalyptus. Principios de silvicultura y manejo. INFOR, Santiago, Chile

INFOR. 2004. Eucalyptus nitens en Chile: Procesos industriales de la madera. Informe Técnico N° 164. INFOR, Santiago, Chile.

INN. 1984. Determinación de la contracción de la madera.  Norma chilena oficial 176/3 of 84. Instituto Nacional de Normalización, Chile.

INN. 1988. Determinación de la densidad de la madera.  Norma chilena oficial 176/2 of 86. Instituto Nacional de Normalización, Chile.

Leandro, L.; Ananías, R.; Cloutier, A. ; Díaz-Vaz, J.E.; Bermedo, M.; Sanhueza, R.; Lasserre.; J.P. 2008a. Estudio preliminar de las grietas internas dentro de los anillos de madera inicial y su relación con algunas características de la estructura anatómica y la densidad en Eucalyptus nitens. Interciencia 33(11): 829-834.

Leandro, L.; Ananías, R.A.; Cloutier, A. 2008b. Correlaciones entre propiedades anatómicas y densidad normal en Eucalyptus nitens. Paper presentado en el IV Congreso Chileno de Ciencias Forestales, Fac. Cs. Forestales, Universidad de Talca, Chile. Octubre 2008.  18 pp.

Leandro, L.; Cloutier, A.; Ananías, R.A. 2007. Propiedades de familias de Eucalyptus nitens relacionadas con el secado. Algunos resultados iniciales. Poster presentado en el día del CRB. Université Laval, Canadá.

Rozas, C.; Sánchez, R.; Pineda, P. 2005. Secado de Eucalyptus nitens y globulus y su aprovechamiento en blocks, pisos y muebles. Maderas. Ciencia y tecnología 7(2)109-120.

Sepúlveda, P.; Urrutia, W. 1996. Ensayos de contracción y medición de la velocidad de propagación del ultrasonido en la madera de Eucalyptus nitens. Seminario titulación. Dpto. Ingeniería en Maderas. Fac. de Ingeniería. Universidad del Bío-Bío. Concepción. Chile

Washusen, R.; Innes, T. 2008. Processing plantation Eucalypts for high-value timber. In plantation Eucalypts for high-value timber. Ed. A.G. Brown and C.L. Beadle. RIRDC Publication Nº8: 92-118.

Washusen, R.; Harwood, C.; Morrow, A.; Valencia, J.C.; Volker, P., Wood, M.; Innes, T.; Ngo, D.; Northway, R.; Bojadzic, M. 2008. Eucalyptus nitens thinning trial: Solid wood quality and processing performance using conventional processing strategies.  Forest and Wood Products Australia. Project number PN07.3019.

Autor para correspondencia: ananias@ubiobio.cl

Recibido: 25.05.2009. Aceptado: 05.11.2009