ESTRUCTURA DE LA MADERA A LA OBSERVACIÓN MACROSCÓPICA (No incluye identificación)

Madera normal y madera anormal - defectos de la madera Hasta ahora hemos hablado de lo que se suele llamar madera normal, es decir el tejido homogéneo y simétrico, de crecimiento lento y parejo, situación que no se da con frecuencia en forma natural. Por el contrario, habitualmente se forma lo que se llama madera anormal, nombre que abarca dos tipos de fenómenos distintos: el denominado madera de reacción por un lado, y los defectos producidos por nudos y daños generados en el tronco mientras está vivo. Madera de reacción Se da este nombre a un efecto que se produce en casi todos los troncos, tanto de coníferas como de latifoliadas, debido a las tensiones asimétricas a las que se ven sometidos por diferencias de peso de la copa entre uno y otro lado, o a meteoros como el viento, a las pendientes, etc. Estos diferenciales de tensión sobre el tronco hace que su crecimiento sea desparejo en el sentido radial, hecho que se distingue palpablemente en los cortes transversales, que presentan anillos de crecimiento excéntricos. La madera de reacción es de compresión en las coníferas y de tensión en las latifoliadas. La madera anormal es de importancia para el producto obtenido, porque posee distinta composición química y morfología fibrosa que la madera común. Por lo general la de coníferas es más lignificada y las traqueidas son más cortas, y la de latifoliadas posee lo que se llama celulosa gelatinosa que da fibras de pobres propiedades físico mecánicas

Anillos excéntricos en la madera de reacción

En las plantaciones comerciales es posible observar en la mayoría de las plantas algún porcentaje de maderas de reacción, que se dispone siempre del mismo lado. Por ello cuando se muestrea se suele indicar en las rodajas los puntos cardinales. Defectos El principal "defecto" que presentan las maderas son los nudos, es decir las inserciones de las ramas que se desprenden del tronco principal. (En realidad lo que llamamos defecto, desde el punto de vista papelero, es un acontecimiento normal para la planta) Los nudos poseen tejidos celulares muy densos y tramados muy difíciles de desfibrar en los procesos de pulpado, y además contienen en las coníferas más lignina y resinas, y en las latifoliadas también más lignina y productos oscuros como taninos. La importancia de los nudos es muy variable con las especies y particularmente con la historia de la planta, es decir el tipo de plantación y los cuidados culturales que se le brindaron a la misma. En nuestra región el tema de los nudos tiene una particular importancia, debido a que, tanto para pulpa como para madera,

se utilizan plantas más jóvenes que las habituales en otras regiones forestales del mundo. Por ello vamos a dedicar unos párrafos más al tema. Los nudos en las coníferas En los troncos de estos árboles los nudos se presentan de forma homogénea en los dos tercios superiores del tronco, (Figura Nº 27), y son en general de tamaño mediano. Dependiendo del espaciamiento de la plantación y de la velocidad de crecimiento muchos nudos quedan incluidos en la madera. Particularmente en la Araucaria angustifolia, los nudos son muy abundantes en el tercio superior del fuste, y están distribuidos en franjas a la misma altura, lo que sirve para la identificación inmediata de un rollizo descortezado de esta especie. Puesto que esta madera es de primera calidad como tal, es muy difícil que se utilice todo el tronco para fibra, sino solamente las partes superiores llamadas "despuntes". Este material, si bien posee la excelente fibra de esta especie, tiene unos bajos rendimientos en los procesos de pulpado químico, debido a la alta cantidad de rechazos por nudos que presenta.

Nudos en la madera de Araucaria.

Heridas y quemaduras.

Los nudos en las latifoliadas Los nudos en las latifoliadas son más heterogéneos que en las coníferas, (Figura Nº 28), y pueden estar en prácticamente todo el fusta. Es frecuente la abundancia de nudos en algunas progenies de Eucalyptus grandis del norte de Corrientes, formados por falta de poda de las ramitas que van creciendo por debajo de la copa, en la zona de sombra de la plantación. Hemos contado hasta 35 ramitas por árbol en plantaciones que nunca fueron podadas. A medida que el árbol crece , estas ramitas se van secando y las inserciones, es decir los nudos, quedan incluidos en la madera. Si son de pequeño tamaño no influyen mayormente, ni siquiera en el desbobinado para la confección de terciados. Por eso es conveniente podarlas cuando son pequeñas, para que no crezcan y formen nudos grandes. Otra característica de esas ramitas inferiores en los Eucalyptus, es que si se secan generan en la inserción una estructura llamada "bolsón", que se llena de una sustancia de protección a las infecciones externas que se llama quino. El quino es inconveniente para la calidad de la pulpa, porque interfiere en las reacciones de pulpado, consume reactivos y las oscurece. Otros defectos de la madera están dados por las heridas sufridas por la planta viva, ya sea por golpes, rajaduras por viento e insectos, como por el quemado en los incendios forestales. Todos ellos disminuyen la calidad de la madera: los golpes repetidos, por ejemplo entre dos árboles contiguos, producen madera anormal de la que ya se habló. Las rajaduras, como las que se generan en los Eucalyptus producen la destrucción del tejido de la zona contigua para formar quino. Este tipo de estructura se llama "venas de quino" porque suelen tener una longitud en el sentido longitudinal de uno o varios decímetros. Por último la madera quemada, que habitualmente no sirve como tal, se puede utilizar para pulpa pero produce mucha suciedad, puesto que el carbón es inal-

terable en los procesos químicos y mecánicos de pulpado. El daño en los incendios es muy variable dependiendo de la densidad de la plantación, y del estado del suelo. Si la plantación es muy densa y con mucha hojarasca depositada, el calor dura lo suficiente para dañar todo el cambium de los troncos y los árboles mueren. Por el contrario si ya está raleada, la altura de las copas es la suficiente y no existe mucho material combustible en el suelo, el

fuego pasa rápido y los árboles se mantienen vivos prácticamente sin daño. Habitualmente suceden situaciones intermedias y los árboles quedan parcialmente dañados, perdiendo producción la plantación. Es habitual en las plantaciones de Eucalyptus de la Mesopotamia observar en los cortes transversales zonas en forma de media luna siempre del mismo lado, (de donde vino el fuego), habitualmente cubiertas de quino de color marrón rojizo, de varios centímetros de longitud

MICROESTRUCTURA DE LA MADERA.

Se entiende por microestructura de la madera la que se puede ver con el microscopio óptico, es decir que son las estructuras intermedias entre lo visible a simple vista, y las de nivel cuasi molecular, solo distinguibles con el microscopio electrónico, que se denominan ultraestructuras. La microestructura es la más importante para comprender la morfología de las materias primas fibrosas, como así también para el análisis de lo que sucede durante los procesos de fabricación de la pulpa y el papel. Con el microscopio óptico se ven perfectamente los elementos celulares de los tejidos vegetales, y ello es lo que vamos a estudiar a partir de ahora. Morfología de elementos celulares Los tejidos vegetales de la madera consisten en diferentes tipos de células, diferenciadas al poco tiempo de su formación, para cumplir tres tipos de funciones: a) Conducción. b) Almacenaje. c) Sostén.

Es muy importante comprender los fundamentos siguientes, para entender la morfología de los distintos elementos. Toda célula de conducción de líquidos se caracteriza por poseer gran parte de su pared perforada para comunicarse con la siguiente. Toda célula de almacenamiento es de forma "isodiamétrica", es decir sus tres dimensiones son semejantes. Además son de pequeño tamaño. Toda célula del tejido de sostén posee gran dimensión longitudinal en comparación a las otras dos, para darle resistencia y flexibilidad al tronco. Otro concepto significativo que hay que aclarar es que si bien en las maderas de latifoliadas existen tres tipos de tejidos para cada una de las tres funciones, en la de coníferas que es una rama primitiva de los vegetales, las funciones de conducción y sostén las realizan las mismas células que se denominan traqueidas (tráquea = conducto). Estas traqueidas tienen, por lo tanto las características de ambos tejidos: son largas y poseen muchas orificios en la pared para conducir líquidos. La nomenclatura general de los tejidos se dan en la Figura siguiente.

Nomenclatura de los elementos celulares de la madera

Por lo dicho anteriormente es lógico suponer que la madera de coníferas es más sencilla. Efectivamente, la madera de gymnospermas solamente cuanta con traqueidas y células parenquimáticas. Por el contrario, los tejidos de las latifoliadas poseen tres tipos de células: las fibras, las células parenquimáticas y los elementos vasculares. Traqueidas de coníferas Las traqueidas forman la fracción de "fibras" de las coníferas. La descripción general de las traqueidas es la siguiente: Son células alargadas, de extremos cerrados, con una longitud de 2 a 4 mm y un ancho entre 0,30 y 0,60 mm, que da una relación largo/ancho entre 50 y 100 . Sus paredes poseen orificios que las comunican con las células contiguas. Estos orificios se denominan puntuaciones, y existen en casi todas las células vegetales. En el caso de las traqueidas las puntuaciones se denominan areoladas. Las puntua-

ciones areoladas son perforaciones en una célula, que se corresponden con otra igual en la célula vecina, y que poseen una membrana porosa a modo de válvula, y que tienen funciones de regular la calidad y cantidad de fluidos que circulan entre ellas. En las traqueidas estas puntuaciones areoladas se distribuyen en bandas perpendiculares al eje longitudinal. La forma y distribución de las puntuaciones areaoladas en ellas es distinta en cada género botánico, por lo que son una importante característica para la identificación. En este curso no profundizaremos en el tema, pero es importante saber que existen publicadas claves muy precisas para la identificación de prácticamente todas las traqueidas de coníferas de las especies utilizadas en el mundo para la fabricación de pulpa para papel. El espesor de la pared de las traqueidas oscila entre 2 y 6 micras, es decir 0,02 a 0,06 milímetros.

Morfología de traqueidas de coníferas

Como se ve en la figura A, las puntuaciones areoladas no están distribuidas al azar a lo largo de la pared, sino que por el contrario están concentradas en franjas, que coinciden en la madera con la unión por el exterior de los radios leñosos formados por tejido parenquimático. Es por ello que éstos sitios se denominan campos de cruzamiento. El campo de cruzamiento que se ve ampliado en 30-B, es un modelo de como pueden verse las puntuaciones al microscopio, dependiendo la forma, los contornos y las sombras de las condiciones de observación. En E, por el contrario, se muestra un modelo simplificado de como es la puntuación en realidad, y de como se ve en el microscopio en los cortes transversales, C y D. Es decir que la areola (o aureola) no es más que el borde del ensanchamiento de la pared para permitir la ubicación de la membrana permeable que se llama torus .

El torus puede verse o no al microscopio, según si el corte está o no teñido, del estado de la madera original y de otras circunstancias. Lo que si es importante para la caracterización de las traqueidas es ver la areola, para definir una puntuación areolada del otro tipo de puntuación existente que se denomina puntuación simple que no la tiene. La puntuación simple es propia de las células parenquimáticas de coníferas y latifoliadas y de las fibras de éstas últimas. Obsérvese que en este caso hay solamente un orificio el la pared que se corresponde a otro semejante en la pared de la célula contigua, sin existir otro tipo de estructura. Las puntuaciones simples de las células parenquimáticas también están ubicadas como campos, puesto que se corresponden con las puntuaciones areoladas de las traqueidas, aunque por el pequeño tamaño que poseen estas estructuras, son menos visibles.

Esquema de una puntuación simple Células parenquimáticas de coníferas

Las células parenquimáticas de coníferas poseen pocos tipos en comparación a las de las latifoliadas, y son de forma corriente por lo que merecen poca atención, salvo un tipo que es el que recubre los canales de resina, porque poseen una morfología propia que pueden caracterizar este

tipo de maderas en una pulpa, cuando los elementos celulares están sueltos entre sí. Éstas células se llaman células parenquimáticas epiteliares o más comunmente células epiteliares (o epiteliales), que forman los canales de resina formando parte de un tejido denominado epitelio.

Morfología de los elementos celulares de las latifoliadas

a) Fibras libriformes. Son las más importantes desde el punto de vista papelero, y comprenden el 70 90% del peso total. b) Fibrotraqueidas. Son elementos más cortos que las fibras libriformes y poseen puntuaciones areloadas.

La morfología de los elementos celulares de las latifoliadas es mucho más compleja que la de coníferas, siendo los elementos principales los siguientes; c) Elementos vasculares, propios de las latifoliadas e inexistentes en las coníferas. Son las células que forman los vasos (los poros de los cortes de madera para macroscopía). Tienen forma de tonel abierto

en los dos lados y poseen grandes campos de puntuaciones areoladas. d) Parénquimas de formas variadas, semejantes al de las coníferas. Éstos tipos de elementos se pueden apreciar en la Figura siguiente.

Descripción de las fibras libriformes de latifoliadas. Las fibras propiamente dichas son células en forma de huso, es decir largas y con los extremos más o menos aguzados Figura A, B y C. Como las traqueidas son huecas, poseyendo una pared celular de espesor sumamente variable. La principal fuente de variación es genética, es decir que depende de la especie.

Sin embargo también dentro de un mismo árbol puede variar significativamente entre madera juvenil, madera madura, madera temprana, madera tardía y de acuerdo a la altura del tronco desde el suelo. Con la longitud sucede lo mismo, tanto en lo genético como en lo local.

Morfología de elementos celulares de latifoliadas.

Las fibras, por ser parte de tejido que tiene solamente funciones de sostén, poseen pocas puntuaciones y simples. Además en muchas de ellas no son fácilmente visibles por haber sido cubiertas parcialmente por crecimientos de pared posteriores a la muerte. En cuanto a la morfología general se puede decir que es variada dentro del mismo árbol, principalmente en la esbeltez, la longitud, el ancho, el espesor de pared y la forma de sus extremos. Por lo general, y dado el tipo de ubicación de cada fibra dentro del tejido fibroso, los dos extre-

mos son diferentes: uno es aguzado y el otro romo, como se puede ver en las figuras B y C. En la fibra de la figura A no se distingue por su fineza y por la resolución del sistema de dibujo. La longitud de las fibras, como ya se dijo, es muy variable por diversas causas. Las medidas extremas de las que se utilizan para papel oscilan entre 0,6-0,7 mm las más cortas hasta 1.4-1,6 las más largas, pudiéndose tomar como 1 mm el valor promedio En algunas especies las fibrotraqueidas se pueden considerar fibras corrientes por su

gran extensión. No es el caso de los Eucalyptus, Figura C, que poseen forma tortuosa y son de corta longitud. La distribución de frecuencias por longitud de las fibras de un árbol de latifoliadas, muestra una gran dispersión, e inclusive casi siempre es bimodal, es decir que po-

see dos máximos. Éste fenómeno se debe a la existencia de dos tipos de fibras no muy diferenciados, a los que se les ha llamado población "A", (fibras largas y rígidas) y población "B" (fibras más cortas y anchas).

Vista microscópica de los tres planos de corte de la madera

IMÁGENES AL MICROSCOPIO DE CORTES DE MADERA

Trasversal Latifoliadas

Timbó Colorado (Misiones) (Enterolobium contortisiliquum)

Tabernaemontana sp. (Argentina)

Cariocar sp. (Costa Rica)

Guayca (Ocotea puberula – Misiones)