La silvicultura como primera operación de transformación de la madera
Forestry as the first operation of wood transformation
Santiago Vignote Peña1, Isaac Martínez-Rojas1 y Antonio Villasante Plagaro1
1 Universidad Politécnica de Madrid. Correo-e: santiago.vignote@upm.es
]]> 2 Universidad de Lleida.
Fecha de recepción: 12 de enero de 2011
Fecha de aceptación: 26 de abril de 2011
Resumen
La silvicultura ofrece muchas posibilidades para adecuar la calidad de la madera a sus aplicaciones, no tanto por la factibilidad de mejorar sus propiedades físicas o mecánicas, que también es posible, aunque en pequeña medida, sino por reducir sus anomalías y alteraciones, y en caso de que el uso lo requiera, aumentarlas o fomentarlas. En el presente ensayo técnico se proponen los distintos factores y propiedades que, usualmente, intervienen en la definición de la calidad de la madera, y se analiza la influencia que tiene la silvicultura en cada uno de esos elementos. Entre las operaciones silvícolas, el manejo del turno constituye una de las opciones más viables para mejorar la calidad de la madera, ya que aumenta el rendimiento de su transformación; reduce el porcentaje de madera juvenil, el de nudos, médula, las tensiones de crecimiento e incrementa la relación duramen albura. Todas estas características inciden en su calidad para la mayoría de sus usos; tan sólo el aumento del riesgo de acebolladuras y de rajaduras radiales de médula, en algunas especies puede hacer que la madera se deteriore. También se analizan los efectos de la densidad, a través del espaciamiento de la plantación y los aclareos y claras, la fertilización y las medidas sanitarias.
Palabras clave: Calidad de la madera, cobertura, competencia, fertilización, sanidad forestal, silvicultura.
Abstract
]]> Forestry offers an array of possibilities to adequate the quality of the wood to its use, not only because of the different ways of improving its physical and mechanical properties, which is also possible in a small scale, but for reducing its anomalies and alterations and if needed to increase or enhance them. This paper shows the different factors and properties that are usually more involved in defining wood quality and the influence that forestry has in each of these factors is analyzed. Among forestry operations, the management of the shifts (rotation period) is one of the most viable options to improve wood quality, to increase its yield on transformation processes, to reduce per cent of juvenile wood, knots, pith, growth tension and to increase the relation between sapwood and heartwood. All these factors affect their quality for its diverse uses; even the increment of the risk of ring and heart shakes in some species can cause wood deterioration. In addition, the effects of tree cover or forest cover are also analyzed through the plantation spacing, thinning and clear cuts, fertilization and the sanitary cuts.Key words: Wood quality, competition, tree cover, fertilization, sanitation, forestry.
INTRODUCCIÓN
Sorprende la lectura de Monceau (1773), quien detalla la influencia del suelo, clima, la exposición, la densidad, situación dentro de la masa arbórea, edad del árbol, etc. en la calidad de la madera; además específica, para los taxa más importantes de Europa, el uso de la madera y las condiciones ambientales más adecuadas para cada uno de ellos, a nivel de especie. En esa época, la adecuación de la calidad a las necesidades de uso se basaba en la búsqueda, por curiosidad selectiva de los pies que poseían las propiedades requeridas (Fernández, 2011), pero con el inicio de la silvicultura como ciencia, se ha trabajado en la selección fenotípica de los árboles; sin embargo, el impulso más importante se ha dado en el crecimiento de la producción, por encima de la calidad. La causa responde, fundamentalmente, a dos aspectos:
— La variabilidad intraespecífica de las características de un árbol depende de la especie de que se trate. Respecto a las propiedades dendrométricas: altura, diámetro y volumen la variabilidad es en general muy grande, mientras que en las propiedades físicas o mecánicas, es pequeña. Así, en Gmelina arborea Roxb. se estiman coeficientes de variación superiores a 150% para el volumen y de 8.5% para la densidad de la madera (Balcorta y Vargas, 2004). El Forest Products Laboratory (1999), en un estudio de aproximadamente 50 especies estimó los valores medios de los coeficientes de variación de las principales características físicas y mecánicas de la madera, los cuales fueron de 10% para la densidad y 34% para la dureza, ésta última resultó más alta en respuesta, más que la anisotropía de la madera y que a la variabilidad propia de la especie. Es decir, que el mejoramiento de los aspectos productivos, en un taxón, es superior al de las propiedades físico-mecánicas de la madera.
— La calidad de la madera es una variable difícil de definir, pues cambia en relación con el producto final. Por ejemplo, los envases requieren madera ligera y blanca, en cambio el parquet necesita de elevada dureza (asociada a densidad alta) y un color en particular que resulta de la apreciación de los consumidores.
Una de las variables más utilizadas para evaluar la calidad intraespecífica de la madera es la densidad, dado que está muy relacionada con las características mecánicas, la dureza y el rendimiento en la producción de tableros de desintegración y pasta celulósica (Schimleck y Clark, 2008), pero su empleo obedece a la rapidez con la cual se determina. Aún a riesgo de ser incompleta la información, en el Cuadro 1 se detallan los principales factores que intervienen en la calidad de madera para chapa o en forma maciza (adaptado de Baillères y Durand, 2000).
En el Cuadro 1 se obviaron, como elementos de calidad, las propiedades mecánicas por su elevada correspondencia con la densidad, aunque podrían incluirse, sobre todo para las aplicaciones estructurales de la madera. En cualquier caso es una lista abierta, en la es factible integrar algunas particularidades.
]]> El objetivo de este ensayo técnico es recopilar los conocimientos técnicos y científicos que se tienen acerca de las posibilidades de la silvicultura para modificar las propiedades de la madera en los factores de calidad antes indicados.El turno
Sin lugar a dudas es el elemento silvícola que más influye en la calidad de la madera, pero no porque incida directamente en su resistencia, que excepto en los primeros años de crecimiento (madera juvenil) es bastante constante (Díez y Fernández-Golfín, 1998), sino por los efectos indirectos que a continuación se consignan:
Con la edad aumenta la proporción de madera adulta con respecto a la juvenil, y con ello se minimizan sus inconvenientes, tanto de reducción de la resistencia mecánica (que llega a ser de 50 a 60% inferior en la madera juvenil con respecto a la adulta), como de los problemas de contracción longitudinal que pueden ser hasta cinco veces superiores a los normales (Josza y Middleton, 1994).
A medida que el árbol madura, el diámetro del fuste se incrementa, y en consecuencia, también el rendimiento de las operaciones de aserrado, desenrollo y rebanado (Josza y Middleton, 1994). Así, Hocquet (1979) indica valores del 49% en trozas sin corteza, de diámetros en punta delgada menores a 15 cm y de 63% en trozas de 29 cm, mientras que para la obtención de piezas de carpintería industrializada y de pallets (tarimas) los registros son del 50 y 68%, respectivamente.
En las especies con poda natural, con la edad se reduce el porcentaje de ramas del fuste, sobre todo de las situadas en la parte inferior, cuando ésta no ocurre, la falta de luz en la zona baja del tronco mantiene el grueso de las ramas y disminuyen en porcentaje relativo, con relación a la sección del árbol (Echevarría, 1959; de Champs, 1989). Consecuentemente, el menor número de ramas lleva consigo una baja conicidad, por lo menos relativa (Echevarría, 1959; Josza y Middleton, 1994).
La edad, pese a que varía con la especie, es determinante para que principie la duraminización de la madera (Pardos, 1985; Knapic y Pereira, 2005). De la misma forma, en aquellos taxa con tendencia natural a entearse, este factor es el más importante para el inicio de dicho proceso (Climent et al. , 1993).
Al madurar la masa arbórea, los individuos pasan de ser dominados o codominados a dominantes, y con ello se pierden las irregularidades de crecimiento por variación en la competencia entre los árboles, pero también suele ser frecuente, en muchas especies, que a partir de edades muy longevas se empiece a producir fibra ondulada, fibra entrelazada e incluso en alguna madera avellanada (Cividini, 1983); además, pueden coexistir varias de esas alteraciones. En muchos casos, tales modificaciones tienen gran aceptación entre los industriales, dada la belleza que le proporcionan a la madera.
Así mismo, es característico que con el paso del tiempo se desarrollen contrafuertes u otros cambios en la forma del fuste, los cuales son propios de la madurez del árbol.
En determinadas especies, las tensiones perimetrales de crecimiento comienzan su reducción a partir de una edad específica, lo que influye en la disminución de las rajaduras radiales de médula y en los valores bajos de los alabeos que se producen en los despieces de aserrado en las piezas con tensiones muy altas. En estos casos, aumenta el riesgo de que se presente médula blanda, a consecuencia de las elevadas tensiones de compresión que originan los diámetros grandes (Vignote et al., 1996).
]]> La probabilidad de aparición de acebolladura es mayor con la edad de los individuos, sobre todo, en los que tienen diámetros menores (Bonenfant, 1985).Por último, en edades avanzadas surge el decaimiento del árbol, y con ello las alteraciones patológicas provocadas por hongos cromógenos e incluso se presenta pudrición.
En el Cuadro 2 se resume la importancia del turno en la calidad de la madera, la cual se expresa como el porcentaje de madera apta para la elaboración de chapa rebanada, industria en la cual se paga el metro cúbico de madera de primera cuatro veces más alto en comparación con el precio que alcanza la de aserrío.
A medida que aumenta la clase diamétrica el porcentaje de chapa es alto hasta que, como consecuencia del decaimiento del árbol, algunas trozas son desestimadas por el incremento en la pudrición (Cuadro 1).
La densidad
El marco de plantación, los aclareos y las claras (raleos) son operaciones que tienen como objetivo regular la densidad y con ello la competencia por la luz, los nutrimentos y el agua. Sus efectos se evidencian en la dificultad que tienen los árboles en pie para desviarse de su geotropismo negativo, por lo cual en los individuos que crecen bajo condiciones de dosel cerrado se observa una menor tendencia al defecto de la curvatura del fuste, por lo tanto de los defectos de forma del fuste, elipticidad, corazón descentrado y de la madera de reacción (Zobel y Van Buijtenen, 1989).
La densidad reduce la intensidad de la luz en las ramas más bajas del fuste, lo que facilita su poda natural o cuando menos que éstas sean más delgadas; además se reduce la conicidad e incluso está demostrado que a mayor densidad, el crecimiento en altura es superior (Echevarría, 1959; Josza y Middleton, 1997). Con marcos de plantación pequeños se obtienen árboles más derechos, con diámetros pequeños, alturas grandes, menor proporción de ramas o bien son más delgadas y espaciadas.
La mayor competencia asociada a la densidad supone una desaceleración del crecimiento; con ello los anillos de crecimiento son más delgados, y por tanto, el diámetro de los árboles. Pero tal situación produce importantes efectos en la textura de la madera y ésta en sus propiedades físicas y mecánicas (Jiménez Peris, 1999). En las coníferas, cuyo crecimiento de madera tardía es bastante constante la reducción del ancho de los anillos implica una disminución de la madera temprana y resulta en una textura muy elevada, que a su vez incide en el aumento de la densidad y de las características mecánicas. En las frondosas con presencia de poros en los anillos, el efecto es contrario, el crecimiento de la madera temprana es muy constante, y la presencia de anillos delgados implica menos madera tardía, con una textura de madera más fina, y en consecuencia se observa una baja en la densidad y en las propiedades mecánicas.
Las claras disminuyen la densidad y con ello se favorece el crecimiento, generalmente de forma automática. Existen especies que tardan en reaccionar, sobre todo aquellas que tienen una gran capacidad de rebrote, de tal manera que pueden pasar varios años antes de hasta que empiece a notarse ese crecimiento, al momento de convertirse en árboles dominados, los rebrotes son cortados.
Desde luego, el aumento en el crecimiento producto de la clara, tiene impactos positivos, como el aumento diamétrico y sus implicaciones en la productividad de su transformación, pero también provoca los de tipo negativo como: las irregularidades en el tamaño de los anillos de crecimiento, que inducen las estéticas e incluso, si ésta es grande, descompensaciones en las tablas que originan defectos de curvaturas y alabeos, los cuales limitan sus usos o cuando menos sus rendimientos. Además, como ya se ha indicado, en las coníferas, ese incremento diamétrico supone texturas más pequeñas y en ciertas frondosas texturas más grandes.
]]> Un último efecto desfavorable de las claras es el aumento de las tensiones de crecimiento, a consecuencia de la reorientación del árbol y con ello los problemas de rajaduras y alabeos en sus despieces de aserrado (Nicholson et al., 1975).Así mismo, debe considerarse que las claras intensas facilitan la penetración de la luz hasta la base de los árboles, lo que favorece el crecimiento de las ramas y el incremento diametral de los nudos. En especies con yemas adventicias provoca el desarrollo de nuevas ramas en la parte inferior del fuste.
Podas
La poda es una operación silvícola que pretende limitar los defectos de los nudos en la madera, y por tanto tiene una repercusión muy importante en la calidad; no obstante se trata de una herida al árbol, que influye en alguna medida en su crecimiento y constituye una vía de penetración para diferentes tipos de patógenos. Por estas circunstancias es una actividad que debe realizarse en épocas determinadas, en una proporción que no reste vigor al árbol y es mejor a edades tempranas tanto por el tamaño de la herida, como para reducir los efectos de los nudos; porque al relacionarse la madera juvenil con la actividad de las ramas, el fuste por debajo de la poda ya no forma madera adulta (de Champs, 1989).
Para el diseño de las podas es fundamental conocer las características de las trozas que solicitan las industrias. En el caso de la madera destinada a chapa de desenrollo, en particular, el diámetro de los árboles podados (que contendrá los nudos) está relacionado con el diámetro del núcleo de desenrollo, por lo que la altura de poda deberá ser un múltiplo del ancho de la chapa.
Fertilización
Operación de escasa aplicación en el manejo forestal, aunque cada día es más frecuente en plantaciones, con la intención de aumentar la productividad y no tanto por la calidad de la madera, sin embargo, tiene influencia en ella.
El nitrógeno incide en el aumento diamétrico del fuste y en consecuencia, para un mismo turno, implica una mejora de rendimiento en las operaciones de aserrado, desenrollo y chapa a la plana. Del mismo modo que se analizó para la densidad, el incremento en el crecimiento que supone la fertilización del suelo, afecta la textura, la densidad y las características mecánicas. En las coníferas reduce la textura, por lo que la madera se torna menos densa y resistente mecánicamente, y en las frondosas de poros en los anillos o con porosidad semidifusa la textura es mayor y son más densas y resistentes. Zobel y Van Buijtenen (1989) registran que tanto la densidad de la madera en coníferas, como la longitud de sus traqueidas disminuyen por lo menos durante dos años, después de la fertilización; en contraste, esos cambios tienen efectos diferentes en las latifoliadas, en función de la especie.
La falta de algún nutrimento puede ocasionar malformaciones del fuste, crecimientos muy pequeños e incluso facilitar que se produzcan enfermedades o la incidencia de plagas. En España se tiene consignado que la falta de boro en el eucalipto, provoca la pérdida de su yema apical (Andrade et al., 1995).
Sanidad
]]> La sanidad de las masas forestales puede influir en la calidad de la madera, de forma directa por pudrición, por su enteamiento o por los defectos de galería que son producto de la acción de los insectos xilófagos, o de forma indirecta porque la enfermedad o plaga favorece las malformaciones en el fuste. Es de todos conocido el efecto de Hypsipyla grandella Zeller sobre la guía terminal, y en general, en los brotes de los árboles de caoba y cedro que suele originar el ahorquillado del fuste y con ello la pérdida de calidad de su madera; este es un ejemplo de los cientos de insectos que causan problemas en este sentido. En cualquier caso, aún con plagas que no afectan más que a las hojas, la planta pierde crecimiento, con las consecuencias que ya se han indicado en la calidad, además de debilitar al árbol y de favorecer el ataque de otros organismos que pueden llevar a la muerte de la planta.Lo antes expuesto proporciona una visión de la importancia de los trabajos sanitarios en la calidad de la madera.
CONCLUSIONES
La silvicultura ofrece muchas posibilidades para mejorar la calidad de la madera, sobre todo en los factores dendrométricos estructurales y en menor medida en el resto de los aspectos planteados en el presente documento, ya que permite ajustar las propiedades de la madera a los requerimientos de la demanda.
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