proyecto de tesis dn marupa durabilidad natural
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David_ferreyrax@hotamil.com
“Año del Centenario de Machu Picchu Para el Mundo”
UNIVERSIDAD NACIONAL DE UCAYALI
FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES Y AMBIENTALES
ESCUELA DE INGENIERÍA FORESTAL
“Durabilidad Natural de la Madera de Simarouba amara (Marupa) en
Condiciones in vitro, procedente de bosques secundarios”
PROYECTO DE TESIS
Presentado por:
DAVID ANTONIO FERREYRA ACHO
Pucallpa – Perú
2011
I.- DATOS GENERALES.
1.1 TITULO: “Durabilidad Natural de la madera de Simarouba amara (Marupa)
procedente de bosque secundarios en Condiciones in vitro”
1.2 AUTOR : David Antonio Ferreyra Acho
1.3 ASESOR : Ing. Leticia Guevara Salnicov
1.4 CO ASESORA :
1.5 LUGAR DE EJECUCION :Universidad Nacional de Ucayali
1.6 FECHA DE PRESENTACION :
II.- DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN.
2.1.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
2.1.1 Formulación Del Problema.
La madera de Simarouba amara (Marupa) tiene demanda creciente en el mercado
nacional y de exportación, tiene aplicaciones para fabricación de muebles ligeros que no
soporten grandes esfuerzos ni pesos. Es excelente para molduras, almas de muebles y
paneles, cajonería, muebles pintados, gavetas,revestimientos, tacones de zapatos,
instrumentos musicales (teclas de piano y piezas de órganos),madera contrachapada, falsos
techos, pulpa para papel, palos de fósforos, palos para chupetes y baja lenguas, así como
para partes y piezas para embalajes ligeros como cajas de espárragos y juguetes. Y de
acuerdo con las condiciones ambientales, la madera de marupa puede ser susceptible de
deterioro biológico. En usos exteriores y especialmente en contacto con el suelo, es
posible que la madera de marupa sea atacada por hongos xilófagos, tiene una importante
proporción de tejido parequimático, suave, con alto contenido de almidón, fácilmente
digerible por los hongos de la pudrición blanda. Las fibras también pueden ser atacadas por
los hongos xilófagos, pudiendo ser la pudrición blanca, la marrón o ambas. Así la
situación, pierde campos de utilización y se reduce la demanda del mercado.
Como parte del estudio tecnológico de maderas es necesario efectuar ensayos de laboratorio
y de campo para determinar la resistencia a la pudrición de las maderas. LOAYZA (1979)
afirma que debido al corto período de experimentación y a la facilidad de su rápida
adopción para probar nuevos productos al ataque de hongos, los ensayos de
laboratorio son ventajosos con relación a las de campo.
Entonces el panorama que se nos presenta nos lleva a formular la siguiente
interrogante:
¿Se podrá conocer la durabilidad natural de la marupa en condiciones in
vitro?
2.1.2 Justificación
El manejo sostenible de los bosques amazónicos requiere necesariamente de la utilización
de la biodiversidad de especies. La variedad de especies maderables que se aprovechan
actualmente o que son potencialmente comerciales varían ampliamente en sus propiedades
químicas, físicas, mecánicas y aptitud de usos. Muchos concesionarios y empresas de
transformación mecánica de la madera en el departamento de Ucayali han orientado el
aprovechamiento de maderas duras que tienen mayor presencia y mejor distribución en los
bosques de producción, en reemplazo de las tradicionales cada vez más escasas y con
costos de extracción altos.
El 70% del territorio peruano está cubierto por bosques naturales, los que se encuentran
deficientemente aprovechados, por el uso inadecuado y selectivo de la madera, así como la
falta de inversión de capitales para un mejor uso y aprovechamiento tanto en bosque como
en su transformación.
Conocer la durabilidad de esta especie constituye una ayuda para buscar una mejor
utilización de la madera como producto final en usos industriales y otros.
2.1.3 Objetivos:
General
Determinar la durabilidad natural Simarouba amara (marupa) en
condiciones in vitro
Específico
Determinar la resistencia natural de las especies, frente al ataque de los
hongos.
Clasificar las maderas de las especies estudiadas de acuerdo a los
Criterios de Findlay en categorías de resistencias.
III.- MARCO TEORICO
3.1 ANTECENDENTES
Guevara (1993), manifiesta que la durabilidad, es una propiedad en extremo
variable, varía entre las diferentes especies leñosas, diferentes arboles de una
misma especie y aun dentro de un mismo árbol.
Cartwirght (1942), menciona que en un mismo tronco existen diferencias con
respecto a la durabilidad de su albura y duramen siendo que la resistencia de
este último es mayor que la primera y varía marcadamente en algunas especies
según su posición en el mismo tronco.
Rengifo (1990), utilizando como medio de cultivo agar malta y siguiendo la
metodología indicada por la norma ASTM-D2017-62, método de laboratorio,
evaluó la durabilidad natural de 9 especies forestales en base a la acción de
dos hongos xilófagos Ganodermaaplanatum y Polyporussanguineus en dos
niveles de altura del árbol (zona basal y copa) determinando como madera de
densidad media altamente resistente a: “huimba negra” Ceiba samaumaMart,
moderadamente resistente: “zapotillo” QuararibeawittiiK“ machin
zapote”Quararibea bicolor, “zapote”Quararibea cordata, “huimba
blanca”Chorisiainsignis, maderas de baja densidad “ lupuna colorada”
Cavanillesiahylogeiton. “Lupuna blanca” Ceiba pentandra, “punga
colorada”Eryotheca globosa y “topa” Ochromapiramydale. Indica además
que el efecto de las zonas de altura en el comportamiento de la madera no
presento diferencia significatica para algunas maderas de densidad media;
pero si en maderas de densidad baja. Los resultados de la investigación
determinaron que la zona de copa es más resistente que la zona basal.
El mismo autor indica que la razones de pérdida de peso de las probetas de
debe al consumo de lignina, y cita al hongo Polyporussanguineus, como el
más agresivo y causante de la variabilidad en el peso de las probetas por su
preferencia alimenticia.
3.2REVISIÓN DE LITERATURA
ESPECIE :Simarouba amara Aubl.
FAMILIA :Simaroubaceae
SINONIMIA :Simarouba glauca Hemsley
NOMBRES COMUNES :Perú: Marupa; Bolivia: Amargo. Chiriguamo. Brasil:
Simarupa, Marupa.
Colombia: Marupa, Simaruba, Palo Blanco. Cuba: Palo Blanco.
Costa Rica: Olivo. Ecuador: Cuña, Capulli, Cedro Amargo.
Guatemala: Aceituno. Guyana: Simarupa.
Venezuela: Cedro Blanco, Simaruba.
NOMBRE COMERCIAL INTERNACIONAL: Simaruba
CARACTERÍSTICAS DE LA ESPECIE
Distribución geográfica: Se encuentra en zonas altas con suelos arenosos
bien drenados, en las formaciones de bosque muy húmedo premontano (bmh-
PM) en transición a bosque húmedo tropical(bh-T). Generalmente crece
asociada con las especies: Jacaranda spp., Sclerolobiumspp.,
Laetiaspp.,Guatteriaspp. Según las zonas y los resultados de inventarios
disponibles, el volumen bruto de laMarupa varía de 0,3 a 1,6 m3/ha (con un
diámetro a la altura del pecho superior a 0,40 metros).
ÁRBOL: De fuste recto, ahusado, cilíndrico sin aletones y conicidad
pronunciada. Altura comercial promedio de 24 metros y altura total promedio
de 40 metros. El diámetro promedio a la altura del pecho de 0,60 metros. La
corteza externa es de color gris claro, de textura casi lisa a levemente agrietada
con fisuras finas verticales, lenticular, presenta 4 centímetros de espesor.
Cortezainterna de color amarillo cremoso, con veteado blancuzco, de textura
arenosa y sabor muy amargo, de allí proviene su nombre genérico.
Trozas: Tienen buena conformación, son rectas, cilíndricas, pero pueden
presentar un decrecimiento notable. El diámetro de las trozas varía de 0,50 a
0,85 metros, la albura no se distingue de la madera del corazón. Ofrecen
resistencia a los ataques de insectos gracias a las sustancias amargas
contenidas en la corteza.
Por su alta susceptibilidad al ataque de agentes biológicos, las trozas deben
recibir un acondicionamiento y tratamiento preventivo tanto en el bosque
como en el aserradero:
a) Evitar el contacto con el suelo lo menos posible, acondicionándolas sobre
durmientes.
b) Proteger los extremos de la troza con fungicida e insecticida.
c) Revestir los extremos con pintura esmalte para minimizar el avance de
rajaduras y acebolladuras.
d) Evacuarlas con rapidez de las zonas de extracción mediante flotación.
e) De igual manera las trozas en el aserradero deben acondicionarse sobre
durmientes y en patios bien drenados, a fin de evitar que se manche o ensucie
la madera y obtener de esta manera una buena presentación del producto final.
DURABILIDAD NATURAL
Según JUNAC (1988) el término durabilidad se refiere a la capacidad natural de
la madera para resistir al ataque de agentes biológicos y no biológicos. No
obstante, consideran que dada la preponderante participación de los hongos sobre
los otros agentes destructores, la durabilidad es definida como la resistencia de la
madera a las pudriciones o acción
micótica. PANSHIN (1980) afirma que la pudrición de la madera significa la
pérdida de cohesión y resistencia mecánica por destrucción o alteración de los
componentes principales de la pared celular, debido a la actividad de los
fermentos segregados por los hongos xilófagos. CARTWRIGHT y FINDLAY
(1958) señalan que la durabilidad natural es la facultad de permanencia de la
madera puesta en servicio. Por ello, esta propiedad implica la resistencia de la
madera a la pudrición causada por hongos, el ataque de insectos xilófagos y el
deterioro por agentes no biológicos (fuego, desgaste mecánico e intemperísmo).
JUNAC (1988) indica que la durabilidad natural de la madera se determina a
través de métodos de laboratorio y de campo. También manifiesta que las
experiencias alcanzadas hasta el momento indican que, aunque existen
diferencias en los resultados, estas dos determinaciones son, en su mayor aparte,
equivalentes y por eso aceptadas en todo el mundo. La variación de la
durabilidad puede ocurrir dentro de una especie y entre especies. Dentro de un
árbol se ha observado que presenta una gran diferencia entre la madera de albura
y duramen, entre la parte baja y superior del ronco, así como entre la parte
cercana y alejada a la médula en la zona del duramen. La diferencia entre
especies se debe a la proporción de albura y duramen, así como a la cantidad y
tipo de extractivos. Para estudiar, evaluar y clasificar la durabilidad natural de la
madera de las especies forestales susceptibles de aprovechamiento, es necesario
llevar a cabo pruebas específicas que proporcionen datos adecuados sobre el
deterioro de la madera. Las pruebas de campo son las más recomendables porque
representan condiciones reales de uso a la intemperie y en contacto con el suelo.
Por otro lado afirman que la evaluación de la durabilidad natural y resistencia de
la madera a la pudrición en función a la pérdida de leña expresado en porcentaje
del peso seco inicial, es muy empleada por ser un método sencillo, rápido y
aplicable en maderas susceptibles con gran deterioro. Según KOLLMAN (1960)
la madera esta compuesta de 40 a 61% de celulosa; 15 a 30% de hemicelulosa,
17 a 35% de lignina y 1 a 20% de sustancias extractivas, correspondiendo a
cenizas o residuos finales de 0.2 a 5.8%. Estos materiales son la fuente de
carbohidratos de la madera sirven de alimento a los hongos causantes de la
pudrición.
3.3.- DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS
Albura.
Tejido lignocelulósico caracterizado por células de lumen grande y paredes
celulares relativamente delgadas, sin tílides, inclusiones y extractivos.
Generalmente de color claro.
Densidad.
Relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Se acostumbra expresar en
gramos por centímetro cúbico.
Durabilidad natural.
Resistencia que opone la madera a la acción de los agentes de deterioro,
especialmente los de origen biológico
Duramen.
Tejido lignocelulósico caracterizado por células de lumen pequeño, paredes
celulares relativamente gruesas, a menudo con tílides, inclusiones y extractivos
en el lumen. Leño biológicamente inactivo y que generalmente se diferencia de
la albura por su color más oscuro. Puede estar infiltrado por formas, resinas y
otros materiales que lo hacen más oscuro y más resistente a los ataques de los
microorganismos. Se encuentra localizado en el centro del árbol, entre la médula
y la albura.
Hongos xilófagos.
Hongos que producen la pudrición de la madera, pertenecen principalmente a la
familia Basidiomycetes, se presentan en maderas susceptibles con contenido de
humedad superior al 20%, medran en ambientes con temperatura y humedad
relativa altas.
Mancha azul.
O mancha de savia, es la coloración de la madera a consecuencia de la invasión
de hongos cromógenos, que por difracción de la luz sobre sus filamentos
coloreados, presenta una tonalidad de color azul oscuro.
Olor.
Es producido por efluvios de ciertas sustancias químicas, tales como resinas,
aceites y gomas, que se encuentran infiltradas en la madera, las cuales al
volatizarse emanan olores característicos.
Pudrición.
Grado de desorganización del tejido lignocelulósico caracterizado por la pérdida
gradual de las propiedades químicas, físicas y mecánicas de la madera.
Punto de saturación de la fibra.
Condición en la madera que se caracteriza por la presencia de agua en las
paredes celulares, habiéndose eliminado el agua libre de los lúmenes celulares.
Generalmente se asume en 30% aunque las investigaciones indican que puede
variar de 19 al 45%.
IV.- HIPOTESIS, VARIABLES Y OPERACIONALIZACIONES DE LAS
VARIABLES
4.1. HIPÓTESIS
Se podra realizar un estudio de determinación de la durabilidad natural de la
madera Simarouba amara ( Marupa) en condiciones in vitro.
4.2 VARIABLES
4.2.1 Variable independiente
Muestra de madera de Marupa
Hongos inoculados
4.2.2 Variable Dependiente
Humedad
Periodo de Inoculación
Temperatura
4.2.4 Indicadores
Hongos Inoculados
Hongo que degradan celulosa, Hongos que degradan lignina
Humedad (Expresada en porcentaje)
Alta (80-100), media (50-80), baja (0-50)
Periodo de Inoculación (Meses)
Prolongado (3 meses), Intermedio (2 meses), Rápido (1 mes)
Temperatura (grados centígrados)
Alta (30-40), media (20-30), baja (15-20)
V.- METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION
5.1.METODO DE INVESTIGACION
Para la determinación de la durabilidad natural o resistencia a la pudrición de
la madera de se utilizara el método de la experimentación en condiciones in
vitro según las especificaciones de la Norma ASTM D 2017-81. .Los hongos
xilófagos se cultivan en una cámara de pudrición conteniendo medio
artificial estándar esterilizado y se incuban en un ambiente regulado a
condiciones apropiadas de temperatura y humedad relativa para favorecer la
pudrición. Las probetas de madera son secadas en estufa para determinación
del peso seco inicial, luego son esterilizadas por vapor húmedo a presión y
colocadas en las cámaras de pudrición. El periodo de incubación es de
noventa días. Las probetas son nuevamente secadas en estufa hasta peso
constante y se determina el peso final
5.2. POBLACION Y MUESTRA
La población la constituye el volumen de madera de Simarouba amara
( Marupa)obtenida del bosque macuya. El tamaño de la muestra la constituye
la troza de madera. Se ha tomado muestras procedentes de 1 troza de
diferentes niveles, las muestras son secciones circulares de diámetros variables
y 4 a 6” de espesor, con corteza, libres de grietas y rajaduras, sanas sin signos
de presencia de insectos, pudrición, mohos o mancha azul
5.3. IDENTIFICACION ANATOMICA
La identificación anatómica se efectuó en el Laboratorio de Anatomía de la
Madera de la Facultad de Ciencias Forestales y Ambientales de la Universidad
Nacional de Ucayali
5.4. INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS
5.4.1 Para la determinación del peso inicial y final de las probetas:
Balanza digital 0,01 g de precisión
Estufa eléctrica con termostato regulable para obtener temperatura de 103 ± 2
°C.
Campana de desecación provista de cloruro de calcio
5.4.2 Para la preparación de medio de cultivo estándar
Autoclave de esterilización por vapor húmedo para obtener 120 °C y 1.0546
kg/cm2 de presión
Balanza digital 0,1 g de precisión
Vasos de precipitado de 100 y 1 000 ml
Probetas graduadas de 100 y 1000 ml
5.4.3. Para el cultivo de hongos xilófagos
Agujas histológicas
Cultivos puros de hongos xilófagos con identificación taxonómica
Estufa eléctrica con termostato regulable con rango de operación para obtener
temperaturas de 27 ± 2 °CFrascos de vidrio de 250 cm3 de capacidad, tapa de
plástico a rosca con empaquetadura de jebe
5.4.4 Para el periodo de exposición de las probetas de madera
Cuarto de incubación
Termómetro de Hg con rango de operación de 10 a 50 °C.
Higrómetro con rango de operación de 0 a 100 %.
5.5. PROCEDIMIENTO DE RECOLECCION DE DATOS
5.5.1 Preparación de probetas de ensayo
Las probetas se prepararon en una sierra de disco con dientes diamantados,
inmediatamente con una lija 120 se eliminaron los residuos de aserrín y
astillas de madera. Se secaran en estufa regulada a 103 ± 2 °C hasta
peso constante, se colocan por espacio de 30 minutos en una campana de
desecación provista de cristales de cloruro de calcio anhidro y después se
pesan en una balanza con 0,01 g de precisión, que se considera el peso
inicial del experimento (PI).
5.5.2 Especies de hongos xilófagos
Los hongos fueron colectados del Centro de Investigación Forestal
Macuya de la facultad de Ciencias Forestales y Ambientales de la
Universidad Nacional de Ucayali e identificados en el laboratorio de
Preservación de la Madera de la Universidad Nacional Agraria La Molina.
Las especies utilizadas para la investigación son:
5.5.3 Preparación del medio de cultivo
Paralelamente se preparará el medio de cultivo estándar cuya composición
se detalla a continuación. Todos los ingredientes son calidad para
análisis. Se prepara el medio por disolución en agua destilada caliente y
posterior uniformización por agitación manual hasta la ebullición.
Agar agar 20 g
Extracto de malta 12 g
Dextrosa 20 g
Peptona 1 g
Agua destilada 1 000 g
5.5.4 Preparación de las cámaras de pudrición
Se trasvasan 30 ml de medio de cultivo caliente y liquido conteniendo 0.5 gr de
bactericida a cada frasco de vidrio y se esterilizan en autoclave a 120 °C
de temperatura y 1.0546 kg/cm2 de presión por espacio de 30 minutos. Se
dejan enfriar y se colocan en posición horizontal sobre una superficie
previamente desinfectada con una solución de cloruro de mercurio II (Hg
Cl2) al 0,1%.
5.5.5 Inoculación de las cámaras de pudrición
Las cámaras esterilizadas son inoculadas con pequeños trozos de cultivo
de los hongos xilófagos seleccionados para el experimento y serán
introducidas en la estufa eléctrica regulada a 27 ± 2 °C de temperatura y
70 % de humedad relativa hasta que el micelio cubra no menos de la mitad
de la superficie del medio de cultivo.
5.5.6Acondicionamiento de las probetas de ensayo
Las probetas secas en estufa se esterilizaran en autoclave a 100 ± 2 °C y
1.0546 kg/cm2 de presión por espacio de 30 minutos y se dejaran enfriar
hasta temperatura ambiente bajo condiciones asépticas en un dispositivo
microvoid. Se introducirá una probeta en cada cámara de pudrición
utilizando pinzas y guantes quirúrgicos esterilizados. Las tapas serán
parcialmente enroscadas para propiciar el intercambio gaseoso y la
disponibilidad de oxigeno indispensable para el metabolismo de los
hongos aeróbicos.
5.5.7 Instalación del experimento
Las cámaras de pudrición se colocaran en el cuarto de incubación por
espacio de 90 días.
5.5.8 Determinación del peso final
Finalizado el periodo de exposición se retiraran las probetas de las cámaras de
pudrición, se secan en estufa hasta peso constante, se limpian restos de
micelio y se colocan en una campana de desecación provista de cloruro de
calcio por espacio de 30 minutos, posteriormente son pesadas en balanza
con 0,01 g de precisión, que se considera el peso final del experimento.
La pérdida de peso se calcular con la siguiente formula matemática:
Pérdida de peso = [(Peso Inicial – Peso final)/Peso inicial] * 100 %
Donde:
La pérdida de peso de las probetas del experimento esta expresada en
porcentaje El peso inicial y final de las probetas del experimento esta
expresado en gramos.Los resultados se interpretaron de acuerdo al criterio
establecido en la Norma ASTM D 2017 (1985) como se muestra a
continuación:
Cuadro 1. Clasificación de maderas según A.S.T.M. Norma D-2017
Perdida de peso
(%)
Grado de resistencia
Al hongo de prueba
Grupo por
resistencia
0-10 Altamente resistente A
11 a 24 Resistente B
25 a 44 Moderadamente resistente C
+ 44 No resistente D
5.5.9 Tratamiento estadístico de los datos
Las probetas serán distribuidas al azar en las cámaras de pudrición. Las
cámaras de pudrición serán colocadas al azar en la estufa.
Obtenidos los valores de los índices de pudrición se calculó el promedio
por especie de hongo xilófago, la desviación estándar, el coeficiente de
variación y los límites de confianza
6.-CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
Nº Actividades
Ejecución
J
1
s
2
s
3
s
4
s
1
s
2
s
3
s
4
s
1
s
2
s
3
s
4
s
1 Recopilación de información
2 Organización de actividades
3 Preparación de muestras
4 Aislamiento y Siembra de hongos
5 Repique de hongos
6 Inoculación de hongos
7 Evaluacion de la investigacion
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