Anatomía de la madera

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Anatomía de la madera

  1. 1. Anatomía de la Madera Como todas las plantas verdes, los árboles producen el material necesario para el crecimiento en sus hojas, por un proceso conocido como “fotosíntesis ”. Derivando su energía desde la luz solar, en una reacción química compleja en la que el dióxido de carbono producido por la combinación del aire, con el agua que es tomada del suelo para formar azucares. La reacción da lugar a la clorofila, la sustancia verde que da a las hojas su color característico.
  2. 2. Anatomía de la Madera El dióxido de carbono entra directamente a las hojas a través de pequeñas aberturas llamadas “stomatas” , pero el agua tiene un largo viaje desde el suelo hasta la fabrica química en las hojas. Esta pasa a las raíces a través de los pelos de raíz por “osmosis” desde el flujo del agua, pasa de una solución de baja concentración salina, como es normal en la tierra, a una gran concentración de sales minerales. La savia fluye entonces a través del “xilema” hasta la copa del árbol.
  3. 3. Anatomía de la Madera Pero la madera tiene otras funciones importantes además de la conducción de la savia. Provee fuerza mecánica para soportar el peso de la copa del árbol, y guarda el alimento creado por las hojas. Este es movido en una solución desde las hojas hacia todas las partes del árbol a través de la corteza interna o “floema” y es usada inmediatamente o luego de un periodo de almacenaje para la generación del nuevo crecimiento.
  4. 4. Anatomía de la Madera La nueva madera es producida por una capa de células especializadas llamada “cambium” ubicada entre la madera y el floema. La madera del cambium encierra completamente las partes vivas del árbol y durante periodos del crecimiento activo las células del cambium se dividen para producir nuevas células de madera en el interior y células del floema en el exterior; así la nueva madera esta sobre un corazón de madera existente. Si una parte del año no es favorable para el crecimiento, por fríos o sequías, la madera es marcada con los incrementos estacionales que son vistos sobre los anillos de crecimiento. Si el crecimiento es continuo como en las regiones tropicales, no se producen anillos de crecimiento en la madera, o estos no son visibles a simple vista.
  5. 5. Anatomía de la Madera En la madera mas recientemente formada, llamada “albura” (sapwood), ocurren dos funciones importantes, el flujo de savia y el almacenaje de alimento. Sin embargo hay un tiempo cuando la albura mas interna es quitada de la región de crecimiento activa y muere, sufriendo de esta manera cambios químicos en el contenido de las células. Las nuevas sustancias producidas pueden colorear la madera a una forma distintiva de su “duramen” o (heartwood).
  6. 6. Características macroscópicas de la madera Se entiende por identificación macroscópica de la madera, aquella que refleja las cualidades de la madera a simple vista o haciendo uso de una lupa de 10 aumentos. <ul><li>Se entiende por vegetales leñosos aquellos que presentan las siguientes características: </li></ul><ul><li>Son plantas vasculares, es decir, tienen tejidos conductores especializados: xilema y floema. El xilema está lignificado y constituye la madera del vegetal maduro. </li></ul><ul><li>Son plantas perennes, es decir, deben vivir durante un cierto número de años. </li></ul><ul><li>- Tienen un tallo principal que persiste de un año para otro. En el caso de los árboles se llama tronco. </li></ul>La Madera Se llama madera al conjunto de tejidos del xilema que forman el tronco, las raíces y las ramas de los vegetales leñosos, excluida la corteza. Desde el punto de vista comercial, únicamente se aprovecha la madera de los árboles, es decir, vegetales leñosos de ciertas dimensiones.
  7. 7. Estructura macroscópica Corteza externa. Corteza interna o líber. Cambium o capa delgada de células vivas, generadora del crecimiento en espesor del árbol (xilema y floema). Leño o tejido leñoso propiamente dicho, que forma la mayor parte del tronco y que presenta patrones de crecimiento, fácilmente apreciables en las coníferas y en algunas frondosas (albura, duramen y medula). medula albura duramen cambium Transversal: perpendicular al eje de la rama o tronco. Radial: pasa por el eje y un radio de la rama o tronco. Tangencial: paralela a un plano tangente al tronco, o al anillo de crecimiento. Superficies de Referencia La sección del árbol, ha sido cortada para ilustrar los principales planos de referencia por los cuales son definidas la posición y orientación de las células. Los cortes, Transversal, Radial y Tangencial son todos perpendiculares unos con otros.
  8. 8. Maderas - duras y Maderas - blandas El termino de maderas duras y blandas, se refiere a los orígenes botánicos de la madera y no a la densidad o a su dureza física. Las maderas blandas vienen de las confieras, comúnmente con hojas en forma de agujas perteneciendo al grupo botánico de los “gimnospermas”, plantas con semillas desnudas. Pino escocés Pinus sylvestris Quercus robur Fagus selvática Haya Común Roble Europeo Las maderas duras vienen de árboles con hojas amplias, perennes o caducas, perteneciendo al grupo de los “angiospermas”.
  9. 9. La hoja tiene una capa protectora externa, el epidermis; un tejido fino intermedio llamado mesophyll, que contiene el cloroplasto necesario para la fotosíntesis; y los grupos vasculares centrales de células del xilema y floema, que llevan sustancias nutritivas desde y hacia la hoja. Floema Xilema Mesophyll Epidermis Anatomía de la Hoja
  10. 10. Un árbol crece en grosor por la actividad de una sola capa de células llamada “CAMBIUM”. Esta produce “albura” o xilema en el interior y corteza o floema en el exterior. Corteza externa Corteza Cambium Albura Duramen Anatomía del Tronco Como el cambium continuamente se divide, el primeramente formado xylema se separa progresivamente desde el cambium, sufriendo cambios físicos y químicos para formar el “duramen” distintivo.
  11. 11. Anatomía de la Raíz La solución entra en los flujos del xilema en las raíces y es distribuido por todo el árbol. El 99 % del agua es perdida a través del “stomata” de las hojas por evaporación. Hay, por lo tanto, un continuo movimiento de agua a través del árbol, y en verano un roble puede consumir mas de 450 litros. Pequeños pelos en las raíces se extienden dentro del suelo y extraen humedad por el proceso de osmosis. Las sales minerales esenciales para el crecimiento son también absorbidas y pasan dentro de la circulación de agua.
  12. 12. DENDROCRONOLOGÍA De forma similar, dendroecología, dendrohidrología y dendrogeomorfología se refieren a la aplicación de la dendrocronología al estudio de la ecología de las comunidades bióticas, los caudales de los ríos, lagos y embalses y la historia de las inundaciones, y los procesos geomorfológicos respectivamente . Además de la dendroarqueología, o datación de maderas históricas utilizando los anillos anuales, la Dendrocronología, puede dividirse en varios subcampos, algunos de los cuales se centran en aplicaciones a problemas de medio ambiente y clima. El prefijo dendro se usa en conjunción con el nombre específico de la disciplina científica, con lo que el término dendroclimatología se refiere a las investigaciones dendrocronológicas de los climas pasados y presentes. La Dendrocronología ( del griego dendros , árbol, y cronos , tiempo ) es el conjunto de métodos que tienen como objetivo la identificación de los anillos de crecimiento anual en los árboles y la asignación de cada uno de ellos, de forma precisa e inequívoca, a un año concreto en un calendario absoluto, en el que el último año es el presente.
  13. 13. El datado de los Anillos Tomando muestras por ejemplo de especímenes de árboles vivos, de una casa y otra madera aún mas antigua, es posible hacer coincidir áreas con iguales patrones y gradualmente construir un registro fechado hasta tan antiguo como las muestras de que dispongamos. Las fluctuaciones en las condiciones climáticas son fielmente conservadas en el modelo de anillos en el tronco de un árbol.
  14. 14. Metodología Los buenos resultados en la dendrocronología dependen en gran medida de la obtención de muestras de calidad. Estas muestras tendrán, por lo general, tres orígenes distintos: ÁRBOLES VIVOS. Las muestras extraídas de árboles vivos resultan fundamentales para iniciar la confección de la cronología de referencia, ya que el último año de la muestra procedente de un árbol vivo se corresponderá con el año actual, si muestreamos después de la estación vegetativa (primavera, verano), o con el año anterior, si muestreamos antes. La extracción de la muestra, también llamada core o testigo, se realiza con ayuda de una barrena forestal de incrementos.
  15. 15. EDIFICIOS U OTRAS ESTRUCTURAS ARQUITECTÓNICAS . Para esto, dependerá del estado de las mismas. Si el edificio ha sido ya derribado, se utilizará una sierra con la que cortar rodajas de unos cinco centímetros de grosor. Otra posibilidad, cuando no se vaya a derribar el edificio o la estructura no pueda ser agredida mediante el uso de la motosierra, es la utilización de una barrena mecánica. El sistema es similar al utilizado en los árboles vivos, aunque aquí es necesaria la ayuda de medios mecánicos debido a la mayor resistencia de la madera.    MADERAS ARQUEOLÓGICAS . Otro campo de muestreo son las maderas arqueológicas, que han conseguido perdurar gracias a la unión de varias circunstancias, como la existencia de terrenos limosos y la ausencia de oxígeno que evitan la descomposición de estas maderas. Las maderas arqueológicas permiten el acceso a muestras de gran antigüedad. El muestreo de este tipo de madera se realiza mediante el corte de las mismas, ha de ser un corte transversal que permita ver la secuencia de anillos.
  16. 16. En el laboratorio, las muestras requerirán distinto tratamiento en función de su origen. Por un lado, estan los testigos o cores, tanto de árboles como de vigas, que deben ser encolados en soportes especiales debido a su fragilidad. Posteriormente, al igual que con las rodajas de vigas, se procede al lijado de las mismas, con medios mecánicos o manuales. En cuanto a las muestras arqueológicas, éstas se preparan mediante el uso de una cuchilla con la que se pule la superficie. A continuación, se realiza la medida de las mismas. En este caso, se ha utilizado una estación de medida Lintab, conectada a un PC que registra todas las medidas. Una vez realizadas las medidas, se procedería al filtrado de las mismas y a su tratamiento estadístico.
  17. 17. Patrones de crecimiento Los eventos durante la vida de un árbol son marcados por otros rasgos de crecimiento además de los anillos. El desarrollo de las ramas es revelado por los patrones de nudos dentro de la madera, incluso el brote de una hoja en un tallo joven puede ser preservado en la madera. Esto ocurre en algunas maderas blandas con hojas que duran por algunos años. Los tejidos en la base de cada hoja son encerrados por el crecimiento del tronco y, cuando la madera es cortada, el patrón regular de la inserción de las hojas puede ser visto claramente. Normalmente las fibras de la madera van directas y paralelas al eje del árbol, pero el grano espiral, girando alrededor del eje vertical ha sido encontrado en mas de 200 especies, esto causa que la madera se parta.
  18. 18. Los “Nudos” en la madera, marcan, las “raíces” de las ramas en el tronco del árbol. Las ramas vivientes, mantienen la continuidad orgánica con el tronco, y los nudos “vivos” deforman su grano pero no afectan mucho la firmeza de la madera. Las ramas correctamente podadas son cortadas cerca de la base así, un mínimo de madera muerta es encerrada. Aunque se forme un aumento y la superficie de la cara cortada no sea continua con el tronco, la madera conseguida será sana.
  19. 19. En el estudio de los patrones de crecimiento y en las variaciones de las maderas, se toman discos de muestra desde árboles caídos y se conservan para ser analizadas. La mayor parte de estos discos, secados rápidamente, se parten a lo largo del radio, porque el encogimiento es mayor tangencialmente que a través de los anillos de crecimiento. Barrera protectora En el corte transversal superior, madera de Ciruelo, Prunnus sp , ha respondido a un ataque de hongos otorgando una barrera de resina , originalmente secretada justo bajo la corteza, este anillo protector ha sido completamente encerrado por el crecimiento posterior de la madera Madera comprimida En las maderas blandas, una forma modificada de tejido es resultado de los troncos de árboles que han crecido inclinados. Esta madera comprimida, tiene un resultado similar al de las maderas duras, es anormalmente densa, pero carece de dureza.
  20. 20. Patrones de crecimiento lento En la muestra de abeto abajo, los incrementos anuales, o anillos de crecimiento, son delgados, como ocurre a lo largo de la vida de muchos de los árboles. Estos patrones sugieren que el árbol creció lejos de las condiciones ideales, tal vez en una ladera desnuda, con una capa delgada o pobre de suelo. Patrones de crecimiento rápido En contraste con la muestra del abeto de crecimiento lento, la muestra superior de picea se ha desarrollado vigorosamente, sumando anchos incrementos anuales notables durante sus primeros doce años. El árbol aparentemente tuvo un suministro abundante de agua y un buen terreno.
  21. 21. Disciplina que estudia las maderas fósiles. Paleo-antiguo; xilo-madera; logia-estudio. Paleoxilología Entre los fósiles vegetales el tipo más perfecto es la madera petrificada y constituye uno de los testimonios principales de la vida vegetal existente en edades pretéritas en la Antártica. Capas de hielo y sedimentos formadas en diferentes épocas ocultan bosques desaparecidos hace millones de años. Ayudados por los deshielos de los glaciares, la erosión u otros procesos geológicos reaparecen capas de sedimentos portadoras de fósiles vegetales testigos de exuberante flora extinguida, cuyos estudios permiten conocer la historia de la vegetación desde las plantas primitivas hasta las formas mas complejas. En la isla Rey Jorge, península Fildes, los deshielos del Glaciar Collins, dejan al descubierto grandes troncos con estructuras bien preservadas, estos están depositados en la Base Julio Escudero del Instituto Antártico Chileno, en una muestra paleontológica que testimonia los bosques que existieron en Antártica.
  22. 22. Comúnmente se cree que las maderas fósiles son rocas con el aspecto externo de árboles, los cuales sirvieron como molde a lava ardiente que destruyo su interior y luego solidificó. Pero esto no es así. La petrificación ocurre en condiciones especiales de mínima oxidación y acción mecánica y generalmente esta asociada a condiciones especiales de volcanes u otros procesos geotérmicos en que aguas ricas en sílice o en carbonatos se infiltraran en las células de la madera impregnando el tejido con dióxido de silicio, carbonato de calcio u otros minerales. Proceso de petrificación Ocurre una transformación físico-química en que el material mineral toma el lugar del aire y el agua en los tejidos, reemplaza la pared celular y genera un notable duplicado de los caracteres anatómicos, siendo tan perfecto que permite en muchos casos identificar a que árbol pertenecía la madera. Incluso microorganismos como hongos y bacterias atrapados y momificados en la madera se pueden identificar.
  23. 23. Forma y Función de las Células Las Traqueidas son las más primitivas de los dos tipos de células, se encuentran en las gimnospermas, plantas vasculares antiguas; son células largas y aflautadas, imperforadas, es decir sus paredes terminales conectan filas de células. Los Miembros de Vaso aparecen en las angiospermas, el amplio grupo vegetal de más reciente evolución; son células cortas, anchas de paredes secundarias gruesas, se diferencian de las traqueidas por ser elementos perforados: sus paredes terminales pueden estar totalmente perforadas (placa de perforación simple) o estar dividida por barras (placa de perforación escaleriforme) o formar una red (placa de perforación reticulada).
  24. 24. Como la estructura de la madera es tridimensional, para estudiar la madera fósil se deben preparar láminas transparentes en los planos transversal, longitudinal y radial, igual que una madera actual. Como se trata de una roca, los cortes se realizan en un taller de preparaciones de rocas para estudios petrográficos. Se cortan con una sierra con filo diamantado y luego se adelgaza la roca por desgaste progresivo hasta obtener láminas transparentes para los estudios microscópicos de las estructuras celulares. Identificación La madera o xilema del tronco permite identificar a un leño fósil o actual, ya que cada especie tiene una estructura genéticamente definida que no cambia y que caracteriza a una planta. El cubo corresponde a la estructura tridimensional de una Araucaria.
  25. 30. Procesos y Producción I
  26. 31. Procesos y Producción I
  27. 32. Procesos y Producción I
  28. 33. Procesos y Producción I
  29. 34. Procesos y Producción I
  30. 35. Procesos y Producción I
  31. 36. Procesos y Producción I
  32. 37. Gracias…..
  33. 38. Lunes 4 Abril 9:30 hrs. Materiales - Marco de sierra, serrucho de costilla o similar. - Escuadra carpintera. - Listones de madera seca cepillada, 1 por c/u. - Cola fría para madera de secado rápido. - Lija para madera granos 120 y 250 o similar.

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