VARIACIONES DE LA DENSIDAD DE LA MADERA DE PINO SILVESTRE DE LOS SISTEMAS CENTRAL E IBÉRICO

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1 VARIACIONES DE LA DENSIDAD DE LA MADERA DE PINO SILVESTRE DE LOS SISTEMAS CENTRAL E IBÉRICO ANTONIO GUTlÉRREZ OUV A, M a VICTORIA BAONZA MERINO, JUAN I. FERNÁNDEZ-GOLFÍN SECO ÁREA DE INDUSTRIAS FORESTALES DEL CIFOR-INIA Ap. 811l MADRID RESUMEN En árboles de Pinus sylvestris, procedentes de los sistemas Central e Ibérico, se determinó la densidad a diferentes alturas del tronco y, en la altura de 3,4 m, a diferentes distancias de la médula. Mediante el análisis de varianza se comprobó que la densidad no solo varía, de forma significativa, con la altura y la distancia a la médula sino también entre las dos regiones de procedencias. P.e.: Densidad básica, Pinus sylvestris SUMMARY In 115 trees, from the Central and Iberian mountains, the density at different heights and at different distances from the pith (at 3,4 m height) were studied. By means of the analysis of variance was possible to conclude that the height, distance to the pith and the provenance significatively influences the value of the density K.W.: Basic density, Pinus sylvestris INTRODUCCIÓN Desde el punto de vista industrial, la madera de pino silvestre es la más apreciada de las coníferas españolas. Sus masas principales, ubicadas en los sistemas Central e Ibérico, han dado lugar a las denominaciones de origen, más o menos correctas pero ampliamente extendidas en el comercio de la madera, de pino Valsaín y pino Soria. La diferencia de aceptación en el mercado hace pensar en una diferencia de calidad, a pesar de que ambas masas pertenecen al ecotipo ibérico (NICOLAS y GANDULLO 1969). Para conocer si existen diferencias significativas entre las maderas de ambas procedencias es necesario conocer el valor de sus características. Por caracterización de una madera se entiende la determinación de un gran número de propiedades del material, que van desde el conocimiento de las particularidades de la pared celular a las características macroscópicas del tronco, pasando por una serie de propiedades físicas, químicas, mecánicas y tecnológicas. De todas ellas la densidad es, sin duda, la propiedad que mejor caracteriza a una madera. Está estrechamente correlacionada con la mayoría de las restantes propiedades físicas, mecánicas y tecnológicas. De ahí que muchos autores hayan determinado fórmulas que relacionan ciertas características con la densidad, KOLLMANN (1968). Conocer la densidad es, por tanto, tener un conocimiento aproximado de otras múltiples características y de su aptitud de uso. La densidad de la madera, al igual que otras características como el color, olor o resistencia a los agentes destructores, puede verse afectada por la aparición de ciertos compuestos químicos, 229

2 llamados extractivos, que no forman pat1e de la estructura de la madera y que, por tanto, no influyen significativamente en las propiedades mecánicas de la misma. En las coníferas los extractivos están formados, principalmente, por resinas y su proporción es mucho mayor en el duramen que en la albura. De ahí que la con-elación entre densidad y propiedades mecánicas, o la comparación mecánica entre maderas, sea mucho mas estrecha considerando la densidad de la madera extractada. Sin embargo, salvo casos especiales, la densidad que se suele determinar lo es, por razones prácticas, de la madera sin extractar. Dentro de una misma especie, la densidad de la madera varía con el lugar de crecimiento, la altura en el tronco, la distancia a la médula, etc. En general, en las coníferas, existe una disminución de la densidad con la altura, (KOCH, 1972; INIA, 1991 y COWN y McCCONCHIE, 1980); mientras en las frondosas suele ocurrir lo contrario (BAONZA y GUTIÉRREZ, 1996; YANCHUK 1983; BEAUDOIN et al., 1992 y GUTIÉRREZ 1992). En cuanto a la distancia al médula, en las coníferas suele aumentar hasta un cierto punto, para permanecer casi constante, mientras las frondosas tienen un comportamiento mas desigual. El objetivo de este estudio estriba en la comparación de la densidad entre maderas procedentes de las dos regiones, así como, el análisis de su variación con la altura en el tronco y con la distancia a la médula. El estudio está basado en madera limpia, libre de defectos o anomalías que puedan afectar al valor de la densidad. MATERIAL Y MÉTODOS: En cada una de las dos regiones se eligieron tres zonas de muestreo: una de monte joven (El Espinar, en el Sistema Central y Neila, en el Ibérico), en la que se estaban efectuando claras y otras dos en edad de corta, eligiéndose los árboles entre los señalados para corta ese mismo año (Rascafría y Valsaín, en el Sistema Central y Quintanar de la Sierra y Navaleno, en el Sistema Ibérico). Las procedencias y valores medios y extremos de los diámetros normales y edades de los árboles muestreados se dan en la tabla l. El número de árboles muestreados fue de 67 en el sistema Central y de 48 en el Ibérico. De cada uno de ellos se tomaron discos de unos 4 cm de espesor, a las alturas de: 0,3, 3,4, 4,5, 7,6, 10,7, 13,8, etc., metros, de los que se obtuvieron las densidades básicas mediante la medición de los volúmenes en verde por el procedimiento de inmersión en agua aplicando el principio de Arquímedes, y las masas anhidras mediante desecación en estufa a 103 ± 2 C, hasta masa constante. Las alturas tomadas corresponden a las secciones de corte de trozas utilizadas en ensayos mecánicos. Asimismo, a la altura de 3,4 m se tomó un disco adicional, de 2 cm de espesor, para el estudio de la variación de la densidad con la distancia a la médula. A partir de él se obtuvieron 4 piezas radiales de 2 cm de anchura, pertenecientes a dos diámetros perpendiculares. Dado que estas piezas no tenían una longitud constante y el número de anillos en cada disco era diferente, se dividieron en 12 partes de igual longitud radial, con lo que la comparación de características se hizo, a partir de la médula, cada 1/12 de la longitud del radio. En cada una de las probetas se midieron su masa y su volumen en los estados: verde, acondicionada a 20 e y 65 % de humedad relativa del aire y estado anhidro. Los volúmenes se obtuvieron mediante el volumenómetro de Breuil, por el procedimiento de inmersión en mercurio. Finalmente se determinó, en todas las probetas, el contenido de extractivos mediante la extracción con éter y con alcohol-benceno (KOCH, 1972). A partir de estos datos se calcularon las densidades: anhidra (masa y volumen medidos al 0% de humedad), al 12% de humedad (masa y volumen al 12%) y básica (masa en estado anhidro y volumen en verde); una vez obtenido el contenido de extractivos se calculó, además, el valor de la densidad básica de la madera extractada. Mediante 230

3 la media ponderada, según su posición radial, se obtuvieron los valores con-espondientes a la sección completa. RESULTADOS En la figura 1 se representa la variación de la densidad básica media, por alturas, en las 6 parcelas. En ella puede verse que los valores obtenidos en las parcelas del Sistema Central (líneas continuas) son, para todas las alturas, inferiores a los obtenidos en las del Sistema Ibérico (líneas intem1itentes). En todas las parcelas se observa un descenso brusco de la densidad desde la base a la altura de 3,4 m para continuar ese descenso, al aumentar la altura, aunque de forma mas lenta. El análisis de varianza de la densidad básica (tabla 3), considerando como fuentes de variación: la altura (0,3, 3,4, 4,5, 7,6, 10,7, 13,8) Y la región de origen (Sistemas Central e Ibérico), indica que existen diferencias, significativas al 99%, tanto para la altura como para la región de procedencia. En la tabla 2 se dan los valores medios, en las seis parcelas, de las diferentes densidades obtenidas a partir de los discos tomados a 3,4 m. Asimismo, en las figuras 3 y 4 se dan, de forma gráfica, para las parcelas en edad de corta, la variación de la densidad básica (extractada y sin extractar) con la distancia a la médula. En ellas puede observarse, como ocurría con la iní1uencia de la altura, que las parcelas del Sistema Central presentan densidades algo inferiores a las del Sistema Ibérico. Mediante el análisis de varianza, considerando conjuntamente todas las parcelas en edad de corta (tabla 4), se ve que existen diferencias significativas al 99%, de la densidad básica, no solo con la distancia a la médula sino también entre las dos regiones de procedencias. En la figura 2 están representados los valores medios de las densidades básicas extractada y sin extractar, para el conjunto de procedencias, según su distancia a la médula; observándose que, lógicamente, las densidades son mayores en las maderas sin extractar que en las extractadas, siendo la diferencia mayor cuanto mas cerca de la médula se encuentre. Mediante las correlaciones entre las densidades básicas, extractada y sin extractar, con las características calculadas: números de anillos de duramen y total, diámetros de duramen y total, porcentaje de extractivos y contracción volumétrica, realizados con los valores del disco tomados a 3,4 m, en todos los árboles adultos, se ha obtenido la tabla 5 de correlaciones, en la que se observa que la densidad extractada tiene mejores coeficientes de correlación que la sin extractar, para todas las características estudiadas. Aunque las correlaciones con el número de anillos tanto del duramen como del total no son significativas, sin embargo, si lo son con los diámetros de duramen y total; así mismo, tampoco es significativa la correlación con el porcentaje de extractivos mientras existe una alta correlación con la contracción volumétrica CONCLUSIONES La densidad media de la madera de Pinus sylvestris procedente del sistema Ibérico es significativamente mas alta que la del sistema Central. La densidad disminuye con la altura en el tronco, con mayor intensidad cuanto menor sea su distancia a la base. La densidad aumenta con la distancia a la médula hasta un punto que, en los árboles adultos, está próximo a la mitad del radio para disminuir ligeramente o permanecer prácticamente constante hasta el cambium. Este modelo se da mejor en la madera extractada ya que la sin 231

4 extractar presenta un pequeño descenso, próximo a la médula y un sensible máximo sobre la mitad del radio, figura 2. Los coeficientes de correlación de la densidad básica extractada con otras características son mas altos que los obtenidos con la madera sin extractar. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS BAONZA M.V., GUTIÉRREZ OLIVA A., Características macroscópicas de la madera de Castanea crenata xc. sativa, Invest. Agr.: Sist. Recur. For., Vol. 5(1), BEAUDOIN et al., 1992 Interclonal, intraclonal and within-tree variation in wood density of poplar hybrid clones. Wood and Fiber Science, 24(2): COWN DJ., McCCONCHIE D.L., Wood property variations in an old-crop stamp of radiata pine. New Zealand loumal of Forestry Science, 10(3), GUTIÉRREZ OLIVA A., Tecnología selvícola e industrial del chopo. Cap11: Caractelisticas físico-mecánicas. Proceedings 19 a sesión de la comisión internacional del álamo Vol.I1: INIA, Propiedades y tecnología de la madera de pino radiata del país vasco. MAPA, monografía INIA n 80, 243 pp. NICOLAS A., GANDULLO 1.M., Ecología de los pinares españoles: II. Pinus sylvestris L. Instituto Forestal de Investigaciones y Experiencias. Madrid KOLLMANN F.F.P., CÓTÉ W.A., PrincipIes of Wood Science and Technology I Solid Wood. Springer-Verlag, New York Inc., 592 pp. KOCH P., Utilization of the Southem Pines, Vol. 1, The Raw Material. U.S. Department of Agriculture Forest Service, 734 pp. SHEPARD R.K., SHOTTAFER 1.E., Specific gravity and mechanical property-age relatinoships in red pine. Forest Products loumal, 42(7/8), YANCHUK A.D., DANCIK B.P., MIKO M.M., Intraclonal variation in wood density oftrembling aspen in Alberta. Wood and FiberScience, 15(4), Municipio Región D. Norm. c/c Edad, años El ESQinar -SG- S. Central 31 (19-42) 65 ( 65-65) Rascafría -M- S. Central 41 (30-53) 134(71-183) Valsaín -SG- S. Central 40 (34-48) 119 (94-148) Neila -BU- S. Ibérico 30 (20-39) 66 ( 48-91) Quintanar -BU- S.lbérico 41 (35-52) 165 ( ) Navaleno -SO- S.lbérico 34 (28-39) 124 ( ) Tabla 1.- Datos de la muestra 232

5 Procedencia D. Básica D. Básica Densidad Densidad sin extrae. extractada anhidra al 12% de H. El Espinar 397 (7,8) 388 (7,4) 456 (8,5) 482 (8,1) RascafrÍa 410 (9,4) 394 (9,4) 470 (9,9) 497 (9,6) ValsaÍn 418 (6,9) 404 (7,1) 481 (8,2) 510 (7,7) Neila 431 (6,2) 423 (6,1) 501 (6,7) 528 (6,4) Quintanar 428 (6,7) 412 (6,6) 495 (7,7) 523 (7,4) Navaleno 437 (2,2) 428 (2,3) 506 (2,1) 534 (2,1) Tabla 2.- Valores medios de densidad (coeficiente de variación), a la altura de 3,4 m, para las diferentes procedencias Fuente variac. Suma Cuad. G.L. Cuad. Med. F Signo Altura ,38 *** Región ,49 ** Alt. x Reg ],24 n.s. Error Total Tabla 3.- Análisis de varianza de la densidad básica con la altura y región Fuente variac. Suma Cuad. G.L. Cuad. Med. F Signo Radio ,83 *** Región ,74 *** Rad.x Reg ,56 n.s. Error Total Tabla 4.- Análisis de varianza de la densidad básica con la distancia a la médula y la región de procedencia a la altura de 3,4 m N anillo N anillo diámetro diámetro % de contrae. duramen totales duramen total extracto volumet. D. básica -0,2460-0,2123-0,5457-0,4298-0,2488-0,7706 extractada (n.s.) (n.s.) (***) ( **) (n.s.) (***) D. básica -0,1881-0,1306-0,4465-0,3619-0,0836-0,7483 sin estractar (n.s.) (n.s.) ( **) ( *) (n.s.) (***) Tabla 5.- Coeficientes de correlación (significación) entre la densidad básica, extractada y sin extractar, con otras características. Valores de discos tomados a 3,4 m de altura. 233

6 530 k 1m3 El Espinar 450 kg/m3 -t== Rascafría '-Valsaín -'-Neila '-Ouintanar... Navaleno extractada inextractada I altura en el tronco (m) I I distancia a la médula (R/12) I 450 k 1m3 450 kg/m t== Rascafría ~ Valsaín ~ Ouintanar -A-Navaleno t== Rascafría -... Valsaín Ouintanar -A-Navaleno 330 distancia a la médula (R/12) 330 distancia a la médula (R/12) 234