Artículo Científico

Tratamientos para reducir los índices de rajaduras

Treatments to reduce cracking rates

Ivania Pupo Carballo^{1  *} 

Daniel Alberto Álvarez Lazo² 

Rogelio Morejón Rivera³ 

Ignacio Estévez¹ 

Libeydys Prieto Ruiz⁴ 

¹Servicio Estatal Forestal de Pinar del Río. Pinar del Río, Cuba.

²Universidad de Pinar del Río "Hermanos Saíz Montes de Oca. Pinar del Río, Cuba.

³Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, Los Palacios. Pinar del Río, Cuba.

⁴Empresa AgroForestal Costa Sur. Pinar del Río, Cuba.

RESUMEN

Entre los defectos que más perjudican la calidad de la madera aserrada de Eucalyptus saligna Smith y Eucalyptus pellita F. Muell, se destacan las tensiones de crecimiento. Estas se manifiestan como rajaduras en los extremos de las trozas y en las piezas de la madera aserrada. La búsqueda de métodos simples para su reducción resulta de gran importancia para el desarrollo de la política forestal. La presente investigación desarrolla un conjunto de métodos que permiten reducir la influencia de las tensiones internas de crecimiento sobre las deformaciones de la madera aserrada. Para ello, se tomaron datos de campo de las dos especies objeto de estudio, Eucalyptus saligna Smith y Eucalyptus pellita F. Muell a las que se les aplicaron diferentes tratamientos, tales como: Anillado en los extremos de las trozas, almacenamiento de trozas con riego, anillado de árboles en pie, tomando como punto de partida un patrón o testigo para establecer comparaciones. Los resultados obtenidos muestran que los tratamientos utilizados posibilitan la reducción de las tensiones internas de crecimientos en la madera de Eucalyptus saligna Smith y Eucalyptus pellita F. Muell; se resalta el de las trozas almacenadas con riego donde se obtienen los mejores resultados.

Palabras clave: Tensiones de crecimiento; madera aserrada; Eucalyptus saligna Smith y Eucalyptus pellita. F. Muell.

ABSTRACT

Among the most harmful defects quality sawn Eucalyptus saligna Smith and Eucalyptus pellita F. Muell stand growth stresses. It´s manifested as cracks in the ends of the logs and pieces of lumber. The search for simple methods for reduction is of great importance for the development of forest policy. This research develops a set of methods to reduce the influence of internal stresses on the deformations growth of lumber. To which field data were taken from the two species studied, Eucalyptus saligna Smith and Eucalyptus pellita F. Muell to which different treatments were applied, such as: Ringing in the ends of the logs and logs with irrigation storage, taking as its starting point a standard or control for comparison. The results show that the treatments used possible to reduce internal stresses in the wood growth of Eucalyptus saligna Smith and Eucalyptus pellita F. Muell highlighting the logs stored in irrigated where you get the best results.

Keywords: Growth stress; lumber; Eucalyptus saligna Smith and Eucalyptus pellita. F. Muell.

Introducción

Actualmente es un objetivo de la política forestal crecer cada año en la producción de madera, fundamentalmente de plantaciones, aliviando la presión existente sobre los bosques naturales ya que en su gran mayoría las especies de alto valor comercial se encuentran distribuidas en estos bosques. La demanda de materia prima continúa en aumento y la oferta de madera aún más limitada, jugando un papel fundamental la diversificación de especies de rápido crecimiento que, además de adaptarse a las condiciones edafoclimáticas, son de alta productividad y tienen madera de buena calidad, donde se destaca el género Eucalyptus.

Sin embargo, según ^{Maree y Malan, (2000)}, la mayor limitación técnica que presenta este género y que constituye el problema de esta investigación, es la magnitud de las tensiones de crecimientos que, probablemente, resulte el indicador de mayor significación, puesto que altos niveles de tensión (particularmente las tensiones longitudinales) ocasionan los defectos que más perjudican el rendimiento y la obtención de madera aserrada de calidad en Eucalyptus saligna Smith y Eucalyptus pellita. F. Muell. Estas comienzan a liberarse desde el mismo momento de la tala y se manifiestan como rajaduras en los extremos de las trozas. En las piezas aserradas, las tensiones remanentes también provocan rajaduras y alabeos. ^{Del Menezzi y otros., (1998)}.

Algunos métodos no destructivos se han utilizado para evaluar el nivel de tensiones de crecimiento. ^{Ferrand, J.C., (1982)}; ^{Vignote y otros., (1996)}; no obstante, una de las formas de medición indirecta y más confiable para este efecto es la medición de las rajaduras ocurridas en los extremos de las trozas; estas se encuentran fuertemente correlacionadas con las deformaciones ocurridas en la madera aserrada. López y Genes, en al año 2005, citado por ^{González y otros., (2014)} .

Por lo tanto, el presente trabajo tiene como objetivo fue desarrollar métodos que permitan reducir la influencia de las tensiones de crecimiento para garantizar calidad en la madera aserrada.

Materiales y métodos

La presente investigación se llevó a cabo en la Empresa Forestal Integral “La Palma” (EFI La Palma), específicamente en la Unidad Empresarial de Base "Los Palacios", ubicada en el referido municipio, en la provincia de Pinar del Río, Cuba, en las plantaciones de Eucalyptus pellita F. Muelly Eucalyptus saligna Smith, ubicadas en el lote cuatro, utilizando individuos con características morfológicas similares a su topografía, densidad (2500 árboles/ha.), el tipo de suelo (pardos con carbonato) y la edad de 18 años.

Variables:

1. Número de grietas (NG).

2. Ancho de las grietas (AG).

3. Profundidad de las grietas (PG).

4. Longitud de las grietas (LG.)

5. Conicidad de las trozas (CT).

6. Diámetro de las trozas (DT).

7. Defecto de curvatura de cara en las piezas aserradas de 75x50 (DCCR).

8. Defecto de curvatura de cara en las piezas aserradas de 100x100 (DCCR).

9. Defecto de curvatura de canto en las piezas aserradas de 75x50 (DCCT).

10. Defecto de curvatura de canto en las piezas aserradas de 100x100 (DCCT).

11. Índice de rajadura de las trozas (IRT).

En el proceso de selección de las muestras, se empleó el muestreo aleatorio simple, buscando aumentar la precisión de las estimaciones y reducir los costos del levantamiento. ^{Aldana, (2010)} y ^{Álvarez y otros., (2016)}; se eligieron 100 árboles para determinar el número de unidades representativas para el estudio, se tuvo como variable de interés el diámetro en las trozas a 1.30 m. a la altura del pecho; así se emplea una población infinita (1-f) = 0,99 ≥ 0,98 y se considera un 10 % de límite del error admisible (LE) en la ecuación 1 y 2 siguiente, según ^{Nájera y otros., (2011}) y ^{Orosco y otros, (2016}):

Donde:

n	= Número de muestras
f	= Fracción de muestreo
t^2	= estadígrafo t de student al cuadrado
LE	= límite del error de muestreo admitido

Al obtener una muestra constituida por 200 trozas de 4.0 m. de longitud de cada especie que oscila entre 21.0 y 30.0 cm. de diámetro, este número fue dividido en grupos de 50 para aplicar los diferentes tratamientos que se describen a continuación (1, 2, 3, 4, para el E. saligna (especie 1) y 5, 6, 7,8, para el E. pellita (especie 2):

• Tratamientos 1 y 5, trozas almacenadas con riego: Este tratamiento consiste en mantener las trozas sometidas a riego durante 4 veces al día, con el objetivo de garantizar un elevado gradiente de humedad en la madera para disminuir el efecto de las tensiones internas de crecimientos y, a su vez, hacer más fácil el aserrado de las trozas, según ^{Soares, (1998)} Tratamientos 2 y 6, trozas almacenadas con anillo en los extremos: consiste en hacer un anillo de 30.0 cm. en cada extremo de las trozas, profundizando 1/3 del diámetro.

• Tratamientos 3 y 7: patrón.

• Tratamientos 4 y 8, anillado de árboles en pie: Consiste en hacer un anillo de 30.0 cm. de ancho a la altura del pecho (1.30 m.), profundizando 1/3 del diámetro, con el objetivo de cortar la circulación de la savia, eliminando el cambium del árbol hasta llegar a la profundidad deseada, para lo cual fue necesario esperar una razón de tres meses.

En el desarrollo de los tratamientos, se siguió, de manera sistemática, la cuantificación de las fendas o grietas producidas en las trozas debido a la liberación de tensiones de crecimiento en cuanto a longitud (LG), profundidad (PG), ancho (AG) y número (NG).

Estos datos fueron procesados con las facilidades del sistema Microsoft Excel donde se determinaron las medias de cada uno de los parámetros cuantificados, así como el índice de rajado de las trozas (IRT), según el tratamiento y la especie; se utilizó la metodología descrita por ^{Lima, (2000)} y ^{Beltrame y otros., (2013)} (Ecuación 3).

Donde:

IR	= índice de rajadura de las trozas, %
a i	= abertura máxima de la rajadura (i = 1...n), cm
C i	= tamaño de la rajadura (médula-casca), cm
D	= diámetro medio de corte, cm

También se calculó la variable conicidad en cada troza; se tuvo en cuenta la presencia de uno de los principales defectos que inciden sobre la calidad de la madera aserrada, a partir de la siguiente fórmula matemática, según ^{Álvarez y otros., (2013)}:

Donde:

(	- Conicidad;
db	- Diámetro en la base (cm);
dr	- Diámetro en la rabiza (cm);
L	- Longitud (m).

Las variables obtenidas fueron procesadas mediante las técnicas multivariadas de Componentes Principales y Conglomerados, herramienta útil para conocer la relación existente entre las variables cuantitativas, consideradas con el fin de saber cuáles variables están o no asociadas, cuáles se caracterizan en el mismo sentido o en el sentido contrario; también permite seleccionar las variables cuantitativas más discriminatorias para limitar el número de mediciones en caracterizaciones posteriores, el Análisis de Conglomerados (empleando la distancia Euclidiana al cuadrado), método analítico que se aplica para clasificar las variables en grupos relativamente homogéneos con base en alguna similitud existente entre ellas, las correlaciones de Pearson y análisis de varianza entre los tratamientos aplicados, tomando como variable dependiente el IRT y la utilización del paquete estadístico Manitab.15.

Resultados y discusión

Las tablas 1 y 2 muestran las correlaciones (correlaciones de Pearson) existentes entre las variables analizadas para cada una de las especies, los valores superiores a 0,600 se consideraron como significativos estadísticamente (p≤0,05); de ellos, los positivos muestran una relación estrecha y directa y los negativos, una relación inversa. (Tabla 1) y (Tabla 2)

Tabla 1 - Matriz de Correlaciones para el Eucalyptus saligna (especie 1). 

	NG	LG	DT	AG	IRT	PG	CT	DCCR 100x100	DCCT 100x100	DCCR 75x50
LG	0.751
DT	-0.642	-0.418
AG	0.917	0.949	-0.596
IRT	0.891	0.870	-0.286	0.916
PG	0.685	0.157	-0.123	0.384	0.610
CT	-0.278	-0.239	0.904	-0.332	0.061	0.301
DCCR 100x100	0.878	0.421	-0.361	0.642	0.778	0.950	0.072
DCCT 100x100	0.891	0.546	-0.277	0.718	0.876	0.913	0.156	0.980
DCCR 75x50	0.996	0.686	-0.646	0.875	0.860	0.734	-0.270	0.909	0.906
DCCT 75x50	0.973	0.619	-0.760	0.834	0.763	0.682	-0.413	0.867	0.835	0.984

Correlaciones significativas a partir de 0.600 para p<0.05

Tabla 2 - Matriz de Correlaciones para el Eucalyptus pellita (especie 2). 

	NG	LG	DT	AG	IRT	PG	CT	DCCR 100x100	DCCT 100x100	DCCR 75x50
LG	0.969
DT	-0.461	-0.238
AG	0.952	0.849	-0.710
IRT	0.790	0.641	-0.885	0.927
PG	-0.478	-0.645	-0.274	-0.267	-0.169
CT	0.267	0.061	-0.653	0.456	0.430	0.719
DCCR 100x100	0.591	0.511	-0.695	0.692	0.861	-0.460	-0.050
DCCT 100x100	0.640	0.655	-0.383	0.620	0.697	-0.768	-0.346	0.922
DCCR 75x50	0.618	0.569	-0.600	0.679	0.819	-0.574	-0.154	0.991	0.965
DCCT 75x50	0.826	0.731	-0.755	0.906	0.966	-0.413	0.191	0.932	0.854	0.922

Correlaciones significativas a partir de 0.600 para p<0.05

Dada la importancia que se les atribuye a las interrelaciones establecidas entre el índice de rajadura y sus componentes, se puede destacar la existencia de correlaciones fuertes y positivas de este con el número, longitud, ancho y profundidad de las grietas, así como con los defectos de cara y canto en las piezas aserradas de 100 x 100 y 75 x 50 mm., para la especie 1 y con el número, longitud y ancho de las grietas, así como con los defectos de cara y canto en las piezas aserradas de 100 x 100 y 75 x 50 mm., para la especie 2.

Se destacan, en ambos casos, la influencia de la variable (IRT) sobre los defectos de la madera aserrada, de forma positiva, y sobre el diámetro, de forma negativa, componente que, al decir de otros autores, ^{Álvarez y otros., (2013)}, ^{Vignote y otros., (1996)}, es la que mayor influencia ejerce sobre los mismos.

Los resultados expuestos en la tabla 3, relacionados con el análisis de Componentes Principales, explican con menos variables la información que se recogió en la matriz inicial de datos; por lo tanto, se muestran los valores propios, porcentajes de contribución de los componentes y su acumulado, así como las correlaciones existentes entre las variables originales. (Tabla 3)

Tabla 3 - Valores propios y porcentaje de contribución y acumulado de los componentes y las correlaciones de estas con las variables originales. 

	PC1	PC2	PC3	PC4	PC5
Valores Propios	6.3318	1.9783	1.1462	1.0167	0.2435
% contribución	0.576	0.180	0.104	0.092	0.022
% acumulado	0.576	0.755	0.860	0.952	0.974
NG	0.365	-0.047	0.087	-0.250	-0.426
LG	0.308	-0.079	-0.324	-0.480	0.346
DT	-0.020	-0.563	-0.481	0.316	0.086
AG	0.365	0.054	-0.133	-0.320	-0.261
IRT	0.359	0.161	0.092	-0.196	0.469
PG	0.064	0.390	0.750	-0.092	0.190
CT	-0.016	0.693	-0.078	-0.138	-0.241
DCCR 100x100	0.342	0.003	0.229	0.398	-0.151
DCCT 100x100	0.349	-0.032	-0.071	0.355	0.446
DCCR 75x50	0.358	-0.107	-0.018	0.378	-0.115
DCCT 75x50	0.371	0.026	-0.059	0.109	-0.273

El porciento de contribución de las componentes fue alto, nótese que los dos primeros componentes explican un 75.5 % de la variabilidad total de la muestra; se formaron tres agrupaciones que se aparecen en la figura 1, donde se aprecia, además, una gran dispersión en la ubicación de los tratamientos, que está dada por la gran variabilidad existente entre ellos. (Figura 1)

Fig. 1 - Distribución de los tratamientos para los dos primeros componentes. 

El primer componente contribuyó con más del 57 % de la varianza total explicada. Las correlaciones con las variables originales indican que el número, la longitud, el ancho, el índice de rajadura y los defectos de cara y canto, para ambas piezas, fueron las variables que más aportaron de forma positiva. El segundo componente contribuyó con un 18 % de la varianza total explicada y las variables Diámetro, Conicidad y Profundidad, fueron las de mayor aporte de forma positiva. Esto indica la utilidad que pueden tener estas variables en la diferenciación de los tratamientos, por presentar los valores más altos de correlación con los ejes principales.

Estos tratamientos, según algunos autores, tales como, ^{Lima y otros., (2007)}, ^{Trevisan, (2010)} , ^{Álvarez y otros., (2013)} han estado encaminados a reducir las tensiones internas de crecimientos y la obtención de madera aserrada de calidad.

Para corroborar los resultados obtenidos en los Componentes Principales para la clasificación de los tratamientos, se utilizó un Análisis de Conglomerados, atendiendo al criterio de incluir, dentro de un mismo grupo, aquellos que tengan características similares.

En la figura 2, se expone el dendrograma correspondiente al Análisis de Conglomerados; en este caso, se usó la técnica jerárquica ascendente para su construcción y se crearon 3 grupos. Las medias por variables y los tratamientos correspondientes, a cada clase. (Tabla 4) y (Figura 2)

Fig. 2 - Dendrograma obtenido a partir del análisis de conglomerados. 

Tabla 4 - Distribución de los tratamientos y medias por grupos, según el análisis conglomerado. 

El grupo 1 está integrado por los tratamientos de las trozas almacenadas con riego para la especie 1 y los árboles anillados en pie para la especie 1 y 2, la cual presentó los valores más pequeños en cuanto a número, longitud, ancho y profundidad de las grietas, aunque presenta el mayor valor de diámetro y los valores más pequeños en los defectos de cara y canto de las piezas aserradas y de índice de rajadura, por lo que estamos en presencia de los tratamientos más efectivos en cuanto a la reducción de las tensiones de crecimientos para ambas especies.

Las trozas almacenadas con riego para la especie 2 y las trozas con anillos en los extremos para las especies 1 y 2 se ubicaron en el grupo 2, donde, a pesar de obtener valores superiores a los del grupo 1, se manifiestan muy inferiores a los del grupo 3 que relaciona los testigos para ambas especies; por lo que, teniendo en cuenta estos resultados, se pueden considerar que los mismos también pueden ser aplicados para reducir las tensiones internas de crecimientos para ambas especies.

En la tabla 4, se reflejan los valores medios del IRT, calculados en los tratamientos aplicados, los que son inferiores a los registrados en estudios realizados por Lima, en el año 2005, en plantaciones de E. grandis de 21 años de edad en rollizos de 3.0 metros de longitud, a partir de 1.7 metros de altura, donde los valores promedios variaron entre 0.67 % y 0.87 %, según tratamiento silvicultural aplicado.

Mientras, ^{Lima y otros., (2007)}, obtuvieron valores de 0.89, 074 y 0.79 % en aprovechamientos de E. grandis de 21 años de edad que sufrieron diferentes intensidades de tala, asimismo, en esta propia especie, se encontraron valores por ^{Trevisan, (2010)} que varían entre 1.1 y 1.6 %. Sin embargo, en estudios realizados en diferentes clones de Eucalyptus sp por ^{Beltrame y otros., (2015)}, el valor promedio obtenido es de 0.46 %, aunque en algunos de ellos los resultados fueron entre 0.14 y 0.34, similares a los obtenidos en el presente trabajo.

Los tratamientos utilizados posibilitan la reducción de las tensiones internas de crecimientos en la madera de Eucalyptus pellita y Eucalyptus saligna, donde los mejores tratamientos resultan ser las trozas almacenadas con riego para el Eucalyptus saligna y árboles anillados en pie para las dos especies investigadas.

El número, la longitud, el ancho, el índice de rajadura y los defectos de cara y canto, para ambas piezas, fueron las componentes que más aportaron, de forma positiva, a los resultados obtenidos en los tratamientos.

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Recibido: 10 de Abril de 2018; Aprobado: 21 de Septiembre de 2018

^*Autor para la correspondencia: Correo electrónico: [e-mail]