SUBPROYECTO: “OPCIONES PARA LA PROMOCIÓN E INNOVACIÓN TECNOLÓGICA DE MADERAS PROCEDENTES DE PLANTACIONES FORESTALES CON ESPECIES NATIVAS DE LA REGIÓN AMAZÓNICA” ESTUDIO PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DEL PUMAQUIRO (Aspidosperma macrocarpon Mart.) PROVENIENTE DE PLANTACIONES DEL BOSQUE NACIONAL ALEXANDER VON HUMBOLDT - UCAYALI ING. JOSÉ ARMANDO PANTIGOSO GARCÍA LIMA – PERÚ 2009 ÍNDICE Página ÍNDICE ......................................................................................................................................................... II LISTA DE CUADROS ................................................................................................................................. III LISTA DE FIGURAS .................................................................................................................................. IV 1. INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................1 2. REVISIÓN DE LITERATURA .............................................................................................................2 2.1 DESCRIPCIÓN BOTÁNICA..................................................................................................................2 2.2 SILVICULTURA ................................................................................................................................3 2.3 HÁBITAT Y DISTRIBUCIÓN ................................................................................................................3 2.4 DESCRIPCIÓN DE LA ZONA EN ESTUDIO .............................................................................................4 2.5 DESCRIPCIÓN DE LA MADERA ..........................................................................................................4 2.5.1 Características Generales ...........................................................................................................4 2.5.2 Características Anatómicas ........................................................................................................5 2.5.3 Durabilidad Natural ...................................................................................................................5 2.5.4 Secado y Trabajabilidad .............................................................................................................6 2.5.5 Uso de la Madera .......................................................................................................................6 2.6 PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LA MADERA .........................................................................6 2.6.1 Propiedades Físicas de Aspidosperma macrocarpon ....................................................................6 2.6.2 Propiedades Mecánicas de Aspidosperma macrocarpon ..............................................................7 2.6.3 Clasificación de la Madera según sus propiedades Físicas y Mecánicas .......................................9 3. MATERIALES Y MÉTODOS ............................................................................................................ 11 3.1 LUGAR DE EJECUCIÓN DEL ENSAYO ................................................................................................ 11 3.2 MATERIALES Y EQUIPOS ................................................................................................................ 11 3.2.1 Especie .................................................................................................................................... 11 3.2.2 Equipos de Laboratorio ............................................................................................................ 11 3.2.3 Otros ....................................................................................................................................... 12 3.3 METODOLOGÍA ............................................................................................................................. 12 3.3.1 Colección y selección de muestras ............................................................................................. 12 3.3.2 Procesamiento de Trozas y preparación de probetas .................................................................. 12 3.3.3 Codificación de probetas .......................................................................................................... 13 3.3.4 Métodos para determinar las Propiedades Físico – Mecánicas ................................................... 15 3.3.5 Procesamiento de datos y evaluación de resultados.................................................................... 15 4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ........................................................................................................... 17 4.1 PROPIEDADES FÍSICAS ................................................................................................................... 17 4.1.1 Densidad peso específico y contracción ..................................................................................... 17 4.1.2 Análisis de regresión y correlación densidad básica – contracción ............................................. 20 4.1.3 Análisis comparativo de la especie en estudio ............................................................................ 20 4.1.4 Clasificación de las propiedades físicas ..................................................................................... 22 4.2 PROPIEDADES MECÁNICAS ............................................................................................................. 22 4.2.1 Resistencia y rigidez ................................................................................................................. 22 4.2.2 Análisis de regresión y correlación densidad básica – resistencia mecánica ................................ 28 4.2.3 Características en el comportamiento de la madera estudiada .................................................... 29 4.2.4 Análisis comparativo de la especie en estudio ............................................................................ 31 4.2.5 Clasificación de las propiedades Mecánicas .............................................................................. 31 4.3 APTITUD DE USO............................................................................................................................ 32 5. CONCLUSIONES ............................................................................................................................... 34 6. RECOMENDACIONES ...................................................................................................................... 35 ii Lista de cuadros Página CUADRO 1 : PROPIEDADES FÍSICAS DE LA MADERA DE ASPIDOSPERMA MACROCARPON SEGÚN DIFERENTES AUTORES………………………………………………………………….. 7 CUADRO 2 : PROPIEDADES MECÁNICAS DE ASPIDOSPEMA MACROCARPON SEÑALADAS POR DIFERENTES AUTORES………………………………………………………………….. 8 CUADRO 3 : CLASIFICACIÓN DE LAS MADERAS PERUANAS SEGÚN SUS PROPIEDADES FÍSICAS…….. 9 CUADRO 4 : CLASIFICACIÓN DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LAS MADERAS MEXICANAS EN CONDICIÓN SECA AL AIRE (CH = 12%)………………………………………………… 10 CUADRO 5 NÚMERO DE PROBETAS PARA ENSAYOS FÍSICO - MECÁNICOS PARA LA ESPECIE ESTUDIADA…………………………………………………………………………….. 14 CUADRO 6 : VALORES PROMEDIO DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE ACUERDO AL NIVEL DE CORTE. 17 CUADRO 7 : VARIABILIDAD DE LA DENSIDAD Y CONTRACCIÓN DE LA MADERA DE PUMAQUIRO…. 18 CUADRO 8 : ANÁLISIS DE VARIANZA PARA LOS TRES NIVELES ESTUDIADOS………………………. 18 CUADRO 9 : VALORES PROMEDIOS DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE LA MADERA DE PUMAQUIRO.. 19 CUADRO 10 : COMPARICIÓN DE LOS COEFICIENTES DE VARIACIÓN TOTALES OBTENIDOS CON LOS PRESENTADOS POR EL DEPARTAMENTO DE AGRICULTURA DE LOS ESTADOS UNIDOS… 19 CUADRO 11 : COEFICIENTES DE CORRELACIÓN, DETERMINACIÓN Y ECUACIONES RESULTANTES DE LAS REGRESIONES LINEALES………………………………………………………………... 20 CUADRO 12 : VALORES PROMEDIOS DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE ACUERDO AL NIVEL DE CORTE………………………………………………………………………………….. 23 CUADRO 13 : VARIABILIDAD DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA DE PUMAQUIRO…. 25 CUADRO 14 : ANÁLISIS DE VARIANZA PARA LOS TRES NIVELES ESTUDIADOS……………………… 26 CUADRO 15 : VALORES PROMEDIOS DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA DE PUMAQUIRO…………………………………………………………………………… 27 CUADRO 16 : COMPARICIÓN DE LOS COEFICIENTES DE VARIACIÓN TOTALES OBTENIDOS CON LOS PRESENTADOS POR EL DEPARTAMENTO DE AGRICULTURA DE LOS ESTADOS UNIDOS... 28 CUADRO 17 : COEFICIENTES DE DETERMINACIÓN Y ECUACIONES DE REGRESIÓN LINEAL PARA LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE PUMAQUIRO……………………………………………. 29 CUADRO 18 : CLASIFICACIÓN DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE ASPIDOSPERMA MACROCARPON…………………………………………………………………………………... 32 iii Lista de figuras Página FIGURA 1 : COMPARACIÓN DE LA DENSIDAD BÁSICA Y ANHIDRA DE ASPIDOSPERMA MACROCARPON………………………………………………………………………… 21 FIGURA 2 : COMPARACIÓN DE LA CONTRACCIÓN TOTAL DE ASPIDOSPERMA MACROCARPON……. 21 FIGURA 3 : FALLAS TIPO ASTILLADURA EN PROBETAS DE FLEXIÓN ESTÁTICA (VISTA FONDO)…. 30 FIGURA 4 : FALLAS ENCONTRADAS EN TENACIDAD……………………………………………… 30 FIGURA 5 : RESISTENCIA PROMEDIO DE LA MADERA DE PLANTACIÓN DE PUMAQUIRO Y BOSQUE NATURAL AL 12 % DE CONTENIDO DE HUMEDAD……………………………………… 31 FIGURA 6 : COMPARACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE HUAYRURO, MANCHINGAY COPAIBA PROVENIENTES DE BOSQUE NATURAL CON PUMAQUIRO DE PLANTACIÓN……………. 33 FIGURA 7 : COMPARACIÓN DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS (CONDICIÓN 12%) DE COPAIBA, HUAYRURO Y MANCHINGA PROVENIENTES DE BOSQUE NATURAL CON PUMAQUIRO DE PLANTACIÓN…………………………………………………………………………… 33 iv 1. INTRODUCCIÓN La estación experimental Alexander von Humboldt es una fuente valiosa de información silvilcultural de especies forestales nativas la misma que es necesaria para el establecimiento de plantaciones forestales en la región amazónica; asimismo para el desarrollo de estas es necesario que el conocimiento silvicultural este continuado por estudios tecnológicos de la madera; esto para conocer el efecto del manejo silvicultural sobre las características que va a presentar la madera procedente de plantaciones. Mencionado lo anterior en el marco del proyecto “Opciones para la promoción e innovación tecnológica de maderas procedentes de plantaciones forestales con especies nativas de la región amazónica” el cual tiene por objetivo incrementar el valor económico de las plantaciones de especies forestales nativas en la Amazonía peruana, se encuentra la especie Aspidosperma macrocarpon de la cual se tiene conocimiento de su madera procedente de bosque natural la misma que presenta un alto valor comercial y es ampliamente utilizada . El presente estudio tiene la finalidad de evaluar las propiedades físicas y mecánicas para la especie Aspidosperma macrocarpon procedente de plantación de la estación experimental Alexander von Humboldt para proponer los posibles usos. 2. REVISIÓN DE LITERATURA 2.1 DESCRIPCIÓN BOTÁNICA Reynel et al (2003) describe que el árbol tiene un diámetro entre 40 – 100 cm y entre 20 – 40 m de alto, con fuste cilíndrico, la ramificación desde el segundo tercio, la base del fuste recta. La corteza externa agrietada profunda, color marrón; mientras que la corteza interna es homogénea, amarillenta; al cortarla fluye látex blanco muy escaso. Presenta hojas simples, alternas y dispuestas en espiral, de unos 11 – 18 cm de longitud y 6 – 9 cm de ancho; las inflorescencias en panículas cortas subcapitadas, de unos 5 x 5 cm, usualmente en las ramas desprovistas de hojas, las flores son de mediano tamaño, unos 1,5 – 1,8 cm de longitud, hermafroditas, con cáliz y corola presentes, el pedicelo, presenta frutos del tipo folículos discoides de unos 8 – 15 cm de longitud, dispuestos en pares y erguidos; tienen numerosas semillas membranosas, aladas, circulares, de unos 5,5 – 7 cm de diámetro. Fenología Según Flores (2004) cita que la floración ocurre entre julio y octubre, durante la época seca. Los frutos tardan en madurar 8 – 10 meses. La diseminación de las semillas ocurre entre agosto y octubre, alcanzando su máxima probabilidad de ocurrencia en setiembre, a principio de la época lluviosa. Las semillas son grandes, carnosas y aladas en forma de escudo Reynel et al (2003) mencionan registros de floración a fines de la estación seca, entre Agosto – Setiembre, y fructificación a inicios de la estación de lluvias, entre Noviembre – Diciembre. La polinización en el género Aspidosperma es posiblemente efectuada por mariposas y algunas veces abejas; además las semillas aladas de esta especie son dispersadas por el viento. 2.2 SILVICULTURA Reynel et al (2003), indica que la propagación por semillas en esta especie es exitosa, en cuanto al crecimiento menciona una especie de este género, Aspidosperma schultesii, ensayada en Jenaro Herrera donde se estableció una plantación con espaciamiento de 2,5 x 4 m, en esta se obtuvo un crecimiento promedio de 8 – 10 cm de diámetro a los 10 – 14 años respectivamente, y alcanzó una altura promedio de 10 m a los 14 años, por otro lado en cuanto a la supervivencia esta fue baja, del 20 % y se sugiere que la plantación debe tener un mantenimiento para obtener óptimos resultado. Carrera citado por Angulo et al (2004) menciona que Aspidosperma macrocarpon presenta un IMA (Incremento medio anual) del Dap de 0,54 cm/ árbol, establecida en fajas de enriquecimientos de 5 m de ancho en bosques residuales evaluadas a una edad de 11,7 años en el Bosque Nacional Alexander Von Humboldt con supervivencia de 53%; el autor concluye que el crecimiento fue menor de lo esperado debido a la falta de mantenimiento en la plantación, sin embargo destaca el crecimiento aceptable para esta especie. Este mismo autor en otro estudio en el mismo Bosque Nacional Alexander Von Humboldt presenta un IMA del Dap de 0,61 cm/ año en fajas de 5 m de ancho y de 1,31 cm/ año en fajas de 10 m a la edad de 9 años, mencionando que se caracteriza por conformar un buen tipo de fuste, pues presenta poda natural. Wightman et al (2006) cita para Pumaquiro una edad aproximada de corte de 40 años de edad señalando que prefiere sitios con suelos ácidos, con buen drenaje, planos o con poca pendiente señala además que la especie presenta un incremento en diámetro de 1,1 cm por año en promedio en experiencias realizadas en Von Humboldt. 2.3 HÁBITAT Y DISTRIBUCIÓN Según Reynel et al (2003) Aspidosperma macrocarpon se encuentra en bosques húmedos amazónicos de tierras bajas, mayormente por debajo de los 700 msnm; se le observa en zonas con pluviosidad elevada y constante. Es una especie esciófita, característica de bosques primarios, en suelos arcillosos a limosos, fértiles, bien drenados con pedregosidad elevada. 3 Aróstegui (1974), menciona que esta especie se presenta en las formaciones de Bosque Seco Tropical y Húmedo Tropical en donde es abundante, encontrándose asociada con Tabebuia capitata, Cayocar sp., Inga sp., Jacaranda copaia, Schizolobium sp., Lauráceas y Burseráceas, en suelos bien drenados no inundables de bosques primarios y secundarios, generalmente hasta los 700 msnm. En el Perú se le ha encontrado en Pucallpa, Iquitos Yurimaguas y Tarapoto. 2.4 DESCRIPCIÓN DE LA ZONA EN ESTUDIO La plantación se encuentra ubicada en la estación experimental Alexander von Humboldt dentro del Bosque Nacional Alexander von Humboldt a 225 msnm y 86 km de la ciudad de Pucallpa; entre 8°31’00 – 8°50’30 Sur y 74°14’27 – 74°55’10 O; en el Departamento de Ucayali. Según Holdrige (1987) el área de estudio incluye las zonas de vida bosque húmedo tropical y bosque muy húmedo tropical. Flores (2002) indica que la temperatura promedio es de 26°C; la temperatura máxima promedio es de 29°C y la temperatura mínima promedio es de 24°C. La humedad relativa promedio es de 78%. La precipitación anual promedio es de 3600 mm con una estación muy lluviosa de Noviembre a Marzo y otra de menor precipitación de Abril a Octubre. 2.5 DESCRIPCIÓN DE LA MADERA 2.5.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES Aróstegui (1974), describe a Aspidosperma macrocarpon con albura de color crema parduzco y duramen pardo amarillento con bandas longitudinales de un color más intenso y brillantes en la sección radial, esto en condición seca al aire, adiciona que la albura es angosta de 3 cm de espesor y ocupa el 90% de la sección transversal. El grano es entrecruzado, textura media a 4 fina, brillo medio, con veteado con reflejos dorados producido por bandas angostas longitudinales brillantes de color mas intenso y arcos superpuestos en la sección tangencial formado por los anillos de crecimiento, no presenta olor ni sabor. 2.5.2 CARACTERÍSTICAS ANATÓMICAS A) CARACTERÍSTICAS MACROSCÓPICAS Chavesta (2005) señala que la madera presenta porosidad difusa, poros visibles con lupa de 10x, predominantemente solitarios de forma oval y redonda; parénquima no visible aún con lupa de 10x; radios visibles con lupa de 10x, no estratificados. B) CARACTERÍSTICAS MICROSCÓPICAS Acevedo y Kikata (1994) describen que los vasos presentan diámetro tangencial de 43 a 129 µm y longitud entre 384 y 729 µm; platina de perforación horizontal a muy inclinada con perforación simple, punteado intervascular alterno con puntuaciones pequeñas, redondas y abertura inclusa de forma oval. Presencia escasa de gomas. El parénquima es del tipo apotraqueal difuso. Presenta radios homogéneos uniseriados, no estratificados, altura entre 310 y 390 µm, presencia de gomas. Presenta fibras libriformes, punteadura simple, no estratificada el diametro total 19 µm, el grosor de la pared celular es de 4 µm, la longitud varia entre 1459 y 2611 µm. 2.5.3 DURABILIDAD NATURAL La Cámara Nacional Forestal (1996) menciona que la especie no requiere preservación debido a que no es susceptible al ataque biológico, tiene muy buena durabilidad natural al ataque de hongos, mediana al ataque de termitas y buena al ataque de insectos de maderas secas. 5 2.5.4 SECADO Y TRABAJABILIDAD Chavesta (2005) señala que la madera es una madera de secado natural rápido y de buen comportamiento al secado artificial con programa moderado, en cuanto a su trabajabilidad es de fácil aserrío y de regular a buen comportamiento a la trabajabilidad. Aróstegui (1982) indica que Pumaquiro es de fácil aserrío, buen comportamiento al cepillado y torneado y de regular comportamiento en el taladrado y moldurado. 2.5.5 USO DE LA MADERA La Cámara Nacional Forestal (1996) señala que Aspidosperma macrocarpon puede ser utilizada en construcción pesada, muebles, machihembrados, durmientes, mobiliario, pisos y carpintería de interior y exterior, Chavesta (2005) adiciona pasos de escaleras y balaustres. Aróstegui (1982) considera la madera para mangos de herramienta y ebanistería. 2.6 PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LA MADERA 2.6.1 PROPIEDADES FÍSICAS DE ASPIDOSPERMA MACROCARPON Las Propiedades Físicas de Aspidosperma macrocarpon de bosque natural que se presenta en el Cuadro 1 son referidas a tres fuentes estas son; JUNAC (1981), esta presenta las propiedades físicas de 20 especies de Perú donde incluye al Pumaquiro, otra fuente es la presentada por Aróstegui (1971) esta corresponde al bosque de Iparía; Aróstegui (1978) presenta resultados de la madera de diez árboles procedentes del Bosque Nacional Alexander von Humboldt. Herrera (1987) determinó la densidad básica y anhidra para Pumaquiro las cuales fueron de 3 3 0,70 g/cm y 0,81 g/cm respectivamente esto para cuatro árboles colectados del Bosque Nacional Alexander von Humboldt. . Por otro lado Aróstegui (1982) clasifica a las maderas del Perú en cinco grupos, según esto y lo citado por este mismo autor en 1978 en donde la Pumaquiro presenta una densidad básica de 6 3 0,67 g/cm , correspondería la clasificación de alta caracterizándose por tener resistencia mecánica alta, especialmente flexión estática, compresión, cizallamiento y dureza, además durabilidad natural de regular a buena. Cuadro 1 : Propiedades Físicas de la madera de Aspidosperma macrocarpon según diferentes autores. Fuente Propiedad Unidades Aróstegui Aróstegui JUNAC (1971) (1978) (1981) Anhidra 0,68 0,77 0,76 3 Densidad g/cm Básica 0,61 0,67 0,67 Radial 3,60 4,10 4,10 Tangencial % 7,10 8,08 8 Contracción Total Volumétrica ….. 12,38 11,80 Relación T/R … 1,90 ….. 2,10 2.6.2 PROPIEDADES MECÁNICAS DE ASPIDOSPERMA MACROCARPON Las Propiedades Mecánicas de Aspidosperma macrocarpon procedente de bosque natural son mostradas en el cuadro 2, en este se presenta el estudio de JUNAC (1981) donde presenta valores al 12 % de contenido de humedad a diferencia de las otras dos fuentes donde sólo se determinaron las propiedades a una condición verde. 7 Cuadro 2 : Propiedades Mecánicas de Aspidospema macrocarpon señaladas por diferentes autores Fuente Propiedad Unidades Aróstegui Aróstegui JUNAC (1981) (1971) (1978) Contenido de Humedad % 59 Verde 12 Verde Flexión Estática 1. ELP 544 626 744 638 2 kg/cm 2. MOR 907 950 1142 955 2 3. MOE t/cm 129 146 145 148 Compresión Paralela 1. ELP 360 434 ….. ….. 2 kg/cm 2. RM 484 522 678 522 2 3. MOE t/cm 140 165 ….. ….. Compresión Perpendicular 2 1. ELP kg/cm 79 95 119 96 Cizallamiento 1. Radial 134 113 2 kg/cm 114 117 2. Tangencial 141 122 Dureza 1. Lados 623 738 886 739 2 kg/cm 2. Extremos 627 736 931 737 Tenacidad 1. Radial 3,62 3,9 kg-m 3,6 4 2. Tangencial 2,91 4,12 2 Tensión Perpendicular kg/cm 47 ….. ….. ….. Clivaje kg/cm 60 ….. ….. ….. 8 2.6.3 CLASIFICACIÓN DE LA MADERA SEGÚN SUS PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS Aróstegui (1982) menciona los rangos para clasificar las maderas según sus propiedades físicas (cuadro 3) En el cuadro 4 se muestra la clasificación de las propiedades mecánicas de las maderas mexicanas en las condiciones seca al aire (12%). Cuadro 3 : Clasificación de las maderas peruanas según sus propiedades físicas Propiedades Físicas Grupo Densidad Contracción Clasificación 3Básica (g/cm ) Volumétrica (%) I < 0,30 < 7 Muy Mala II 0,30 – 0,40 7 – 10 Baja III 0,41 – 0,60 10,1 – 13 Media IV 0,61 – 0,75 13,1 – 15 Alta V > 0,75 > 15 Muy Alta Fuente: Aróstegui (1982) 9 Cuadro 4 : Clasificación de las propiedades mecánicas de las maderas mexicanas en condición seca al aire (CH = 12%) Flexión Estática Compresión Dureza Compresión Paralela Cizallamiento Perpendicular ELP 2 2 Lateral Extremos Clasificación 2 2 MOR (kg/cm ) MOE (t/cm ) RM (kg/cm ) (kg/cm ) 2 (kg/cm ) 2 2(kg/cm ) (kg/cm ) < 550 < 75 < 325 < 35 < 50 < 150 < 160 Muy Bajo 551-800 76 – 105 326-450 36-65 51-90 151-350 161-400 Bajo 801-1000 106-125 451-530 66-85 91-120 351-550 401-625 Medio 1001-1300 126-150 531-650 86-125 121-165 551-900 626-1050 Alto > 1300 > 150 > 650 > 125 > 165 > 900 > 1050 Muy Alto Fuente: Dávalos y Bárcenas (1999) 3. MATERIALES Y MÉTODOS 3.1 LUGAR DE EJECUCIÓN DEL ENSAYO El estudio tuvo lugar en el Laboratorio de Propiedades Físico-Mecánicas de la Madera del Departamento Académico de Industrias Forestales de la Facultad de Ciencias Forestales de la Universidad Nacional Agraria La Molina (UNALM). 3.2 MATERIALES Y EQUIPOS 3.2.1 ESPECIE La especie que se estudió es Aspidosperma macrocarpon (“Pumaquiro”) proveniente de una plantación experimental de la estación experimental Alexander von Humboldt ubicada en el distrito de Irazola, provincia de Padre Abad en la región Ucayali. 3.2.2 EQUIPOS DE LABORATORIO - Prensa Universal “Tinius olsen” de ensayos mecánicos y accesorios. - Probadora de Tenacidad “Baldwin”. - Balanza de precisión 0.01g. - Estufa Eléctrica. - Taladro. - Sierra circular portátil. - Vernier Digital con precisión de 0,01 mm. - Desecador de humedad provistos de silicagel. - Micrómetros con precisión de 0.01mm. - Vaso de precipitación de 500 ml. - Pinzas. - Cámara Digital de 5 megapíxeles. 3.2.3 OTROS - Wincha, Escuadra, Lupa 10x, cuchilla. - Lápiz de cera, artículos de escritorios. - Formatos. - Computadora. 3.3 METODOLOGÍA 3.3.1 COLECCIÓN Y SELECCIÓN DE MUESTRAS Esta fase fue realizada por el Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA). Para el estudio de coleccionaron 6 árboles. 3.3.2 PROCESAMIENTO DE TROZAS Y PREPARACIÓN DE PROBETAS Estas dos etapas al igual que las anteriores fueron realizadas por el Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA). Se tomaron tres trozas cada una de ocho pies esto para el análisis de la variación de las propiedades físicas y mecánicas por altura. 12 De estas trozas se obtuvieron listones para luego tener las probetas de madera con las dimensiones estipuladas por la Norma Técnica Peruana para ensayos físicos, en cuanto a las dimensiones de las probetas para los ensayos Mecánicos estas cumplen con lo estipulado por la norma ASTM (2000), Designation: D 143 – 94 (Reapproved 2000) Métodos Primario. El número de probetas utilizadas por tipo de ensayos y niveles se muestra en el cuadro 5. 3.3.3 CODIFICACIÓN DE PROBETAS - El primer digito es un número que hace referencia al árbol. - El segundo digito indica el nivel de corte. Respecto a los niveles de corte se tuvieron los niveles 1,2 y 3 cada uno hace referencia a ocho pies de altura siendo el primer nivel el 1 seguido por 2 y así sucesivamente. - El tercer digito es una letra o número que indica la repetición para ese nivel de corte. A manera de ejemplo se presenta el siguiente código de un listón: 27 – 2 - B Árbol Segundo nivel Segunda repetición de corte (probeta) del segundo nivel 13 Cuadro 5 Número de probetas para ensayos físico - mecánicos para la especie estudiada Árbol Ensayo Niveles Total 4 9 16 19 22 24 A 5 5 5 5 5 5 30 B 5 5 5 5 5 5 30 Propiedades Físicas C 5 5 5 5 5 5 30 Total 15 15 15 15 15 15 90 A 5 5 5 5 5 4 29 B 5 5 4 4 5 4 27 Flexión Estática C 1 4 3 2 1 3 14 Total 11 14 12 11 11 11 70 A 5 5 5 4 5 5 29 B 5 3 4 5 4 0 21 Compresión Paralela C 3 5 4 2 4 2 20 Total 13 13 13 11 13 7 70 A 5 5 5 4 5 5 29 Compresión B 5 5 5 5 5 5 30 Perpendicular C 0 5 5 5 0 0 15 Total 10 15 15 14 10 10 74 A 5 5 4 5 4 4 27 B 5 5 4 4 4 4 26 Dureza C 0 5 4 4 0 0 13 Total 10 15 12 13 8 8 66 A 3 5 3 5 3 4 23 B 4 5 4 4 4 4 25 Extracción de clavos C 0 5 4 5 0 0 14 Total 7 15 11 14 7 8 62 A 5 5 4 5 4 4 27 B 5 5 3 4 4 4 25 Tensión Perpendicular C 0 4 4 5 0 3 16 Total 10 14 11 14 8 11 68 A 5 5 5 5 5 5 30 B 5 5 5 5 5 5 30 Clivaje C 0 5 5 5 5 5 25 Total 10 15 15 15 15 15 85 A 5 5 5 5 5 5 30 B 5 5 5 5 5 5 30 Cizallamiento C 0 5 5 5 5 5 25 Total 10 15 15 15 15 15 85 A 10 10 10 10 10 10 60 B 10 10 8 10 12 10 60 Tenacidad C 8 10 11 10 9 10 58 Total 28 30 29 30 31 30 178 14 3.3.4 MÉTODOS PARA DETERMINAR LAS PROPIEDADES FÍSICO – MECÁNICAS Los ensayos para determinar las propiedades físicas se realizaron de acuerdo a las NTP (Norma técnica peruana) las cuales se muestran a continuación: - NTP 251.010:2004. “Método para determinar el contenido de humedad”. - NTP 251.011:2004. “Método de determinación de la densidad”. - NTP 251.012:2004. “Método de determinación de la contracción”. Los ensayos mecánicos se realizaron según lo estipulado en la norma ASTM (2000), Designation: D 143 – 94 (Reapproved 2000)- Parte I. Métodos Primarios. En condición seca al aire. 3.3.5 PROCESAMIENTO DE DATOS Y EVALUACIÓN DE RESULTADOS Para el procesamiento de datos se ingresaron y ordenaron los datos mediante el uso de los programas Microsoft Excel para Windows y Minitab 15 para Windows. El análisis estadístico primero comprende un análisis básico este incluyó determinar promedios, rangos, intervalo de confianza (al 95%) y también los coeficientes de variación entre y dentro de árboles para cada una de las propiedades. Para realizar las pruebas estadísticas correspondientes se realizó un análisis de varianza (ANVA) utilizando el diseño completo al azar (DCA) para determinar si existen diferencias significativas (P < 0,05) entre alturas para las propiedades mecánicas y físicas de Densidad Básica y Contracción Total (Saturada a Seca al horno). Este análisis tuvo lugar en los 3 niveles de corte 1, 2 y 3 siendo el nivel inferior 1. Para la validación de este análisis se debió cumplir los supuestos de homogeneidad de variancia y normalidad de los errores, habiéndose cumplido lo anterior y haberse encontrado diferencias significativas (P < 0,05) entre alturas se prosiguió a utilizar la prueba de Tukey para encontrar entre que pares de medias correspondiente a cada nivel de corte son diferentes. 15 Por otro lado en el caso que los supuestos mencionados no fueran cumplidos se utilizó la prueba de Kruskal – Wallis correspondiente a las pruebas no paramétricas. Para determinar la influencia del peso específico tanto en la contracción como en la resistencia mecánica se realizó el análisis de regresión teniendo como variable independiente el peso específico mientras que las variables dependientes son las que corresponden a la propiedad mecánica. Para esto se ajusto la resistencia y el peso especifico al 12% de contenido de humedad. La clasificación de las propiedades físicas y mecánicas del estudio, se realizó según los criterios de Aróstegui (1982), Dávalos y Bárcenas (1999), presentados en los cuadros 3 y 4 para esto fue necesario ajustar los valores al 12% de contenido de humedad, estos ajustes también fueron realizados para la comparación con otras fuentes de investigación. La propuesta de los posibles usos se realizó teniendo en cuenta; similitud de las propiedades con otras especies de similar densidad básica, requisitos por tipo de uso para ser comparados con los valores de resistencia obtenidos para la madera ensayada. 16 4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 4.1 PROPIEDADES FÍSICAS 4.1.1 DENSIDAD PESO ESPECÍFICO Y CONTRACCIÓN Los resultados de las propiedades físicas evaluadas según niveles de corte se presentan en el cuadro 6, el coeficiente de variación entre y dentro de árboles y totales en el cuadro 7 y los resultados del análisis de varianza en el cuadro 8. La contracción radial y longitudinal muestran diferencias significativas entre los niveles de corte, identificándose con la prueba de Kruskal – Wallis que el nivel A es diferente a los niveles superiores B y C siendo estos últimos similares; este comportamiento se dio para las dos propiedades mencionadas. Cuadro 6 : Valores promedio de las propiedades físicas de acuerdo al nivel de corte Rango Coeficiente de PROPIEDAD Nivel Promedio Variación (%) Valor Mín. Valor Máx. A 0,66 4,20 0,60 0,71 Densidad Básica B 0,64 4,13 0,58 0,70 C 0,64 5,67 0,60 0,76 A 7,79 9,88 4,44 8,97 Tangencial B 7,71 9,49 4,12 8,64 C 7,80 8,38 6,78 9,41 A 3,93 11,94 2,27 4,84 Radial B 4,16 7,83 3,16 4,70 Contracción C 4,27 13,98 3,22 6,09 Total A 0,13 71,31 0,05 0,45 Longitudinal B 0,18 45,53 0,05 0,45 C 0,16 45,52 0,06 0,36 A 11,78 4,99 10,28 12,91 Volumétrica B 12,00 4,62 11,34 13,82 C 12,01 7,98 10,54 14,45 Cuadro 7 : Variabilidad de la densidad y contracción de la madera de Pumaquiro Coeficiente de Variación (%) Propiedad Entre árboles Dentro de árboles Totales Saturada* 6,72 3,35 3,62 Densidad Anhidra 12,23 4,40 5,17 Básica 11,85 4,01 4,80 Tangencial 20,67 7,99 9,18 Radial 13,88 11,79 11,93 Contracción Total Longitudinal 60,15 251,88 53,87 Volumétrica 15,37 4,99 6,06 Relación T/R 20,63 16,34 16,61 * 49,23 % de humedad Cuadro 8 : Análisis de varianza para los tres niveles estudiados. Propiedad Significancia Densidad Básica N.S Tangencial N.S Radial (np) * Contracción Total Longitudinal (np) * Volumétrica (np) N.S Donde: *: Significativo N.S: No Significativo np: Prueba no paramétrica En el cuadro 9 se incluyen los valores promedios para las propiedades físicas, observando los coeficientes de variación totales, comparándolos con los recomendados por el U.S. Department 18 of Agriculture (1974) ninguna de las propiedades físicas determinadas presentan valores superiores a los permisibles. Según Arroyo (1983) la contracción longitudinal es generalmente bastante pequeña mencionando que las especies presentan valores promedios de de 0,1 y 0,2% de verde a anhidro comparándolo con 0,16% de la madera ensayada este se encuentra dentro de lo normal el intervalo de confianza también coincide con esta comparación. Cuadro 9 : Valores promedios de las propiedades físicas de la madera de Pumaquiro Intervalo de Coeficiente de Propiedad Unidades Promedio Confianza Variación (%) Lim. Inf. Lim. Sup. Saturada* 0,96 3,62 0,96 0,97 3 Densidad Anhidra g/cm 0,73 5,17 0,73 0,74 Básica 0,65 4,80 0,64 0,65 Tangencial 7,77 9,18 7,62 7,91 Radial 4,12 11,93 4,02 4,22 Contracción % Longitudinal 0,16 53,87 0,14 0,18 Total Volumétrica 11,93 6,06 11,78 12,08 Relación T/R ….. 1,91 16,61 1,85 1,98 Donde: * 49,23 % de humedad Cuadro 10 : Comparición de los coeficientes de variación totales obtenidos con los presentados por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos Coeficiente de Variación Coeficiente de Propiedades U.S. Department of Variación (%) Agriculture (1974) (%) Saturada 3,62 ………. Densidad Anhidra 5,17 ………. Básica 4,80 Peso específico 10 Tangencial 9,18 14 Contracción Radial 11,93 15 Total Volumétrica 6,06 16 19 4.1.2 ANÁLISIS DE REGRESIÓN Y CORRELACIÓN DENSIDAD BÁSICA – CONTRACCIÓN Los resultados del análisis de correlación lineal muestran que la densidad básica no es un buen estimador de la contracción pues los coeficientes de determinación son muy bajos (cuadro 11). Según lo descrito en el párrafo anterior la densidad básica no es un factor determinante en la variación de la contracción sino consecuencia de un conjunto de factores no estudiados estos serian básicamente anatómicos. Cuadro 11 : Coeficientes de correlación, determinación y ecuaciones resultantes de las regresiones lineales Coeficiente de Coeficiente de Propiedad (Variable Dependiente) Ecuación Lineal 2 Correlación ( r ) Determinación ( r ) Contracción Tangencial Total 0,28 0,08 y = 3,58 + 6,48 DB Contracción Radial Total 0,33 0,11 y = 0,71 + 5,27 DB Contracción Longitudinal Total 0,01 0,00 y = 0,136 + 0,034 DB Contracción Volumétrica Total 0,33 0,11 y= 6,89 + 7,79 DB Donde: y: Propiedad (Variable Dependiente) DB: Densidad Básica (Variable Independiente) 4.1.3 ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESPECIE EN ESTUDIO Los resultados del estudio en relación a otros trabajos de investigación de la especie Aspidosperma macrocarpon muestran que la densidad básica para la plantación estudiada es superior a la fuente Aróstegui (1971) y similar con Aróstegui (1978) esto último si se hubiera considerado el primer nivel (basal); sin embargo es inferior a los resultados de Herrera (1987) proveniente de bosque natural con madera suficientemente madura. Respecto a los valores de contracción presentan contracciones similares a los de bosque natural esto también se da para la estabilidad dimensional (relación T/R). 20 0,9 0,81 0,8 0,77 0,73 0,70 0,7 0,67 0,68 0,65 0,61 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Densidad básica Densidad anhidra Aróstegui (1971) Plantación Pumaquiro Aróstegui (1978) Herrera (1987) Figura 1 : Comparación de la densidad básica y anhidra de Aspidosperma macrocarpon. 14 12,38 11,80 11,93 12 10 8,00 8,08 8 7,77 7,10 6 4,10 4,12 4,10 4 3,60 2,101,90 1,91 2 0 Contracción Radial Total Contracción Tangencial Total Contracción Volumétrica Total Relación T/R Aróstegui (1971) JUNAC (1981) Plantación Pumaquiro Aróstegui (1978) Figura 2 : Comparación de la contracción total de Aspidosperma macrocarpon. 21 3 Porcentaje g/cm 4.1.4 CLASIFICACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS De acuerdo a la clasificación descrita por Aróstegui (1982) y según los resultados obtenidos, la 3 madera estudiada, con densidad básica promedio de 0,65 g/cm se clasifica como Alta, mientras que su contracción volumétrica promedio de 11,93 % esta catalogada como Media. La relación T/R (Estabilidad dimensional), con un valor promedio de 1,91; según la clasificación descrita por Aróstegui (1970), esta considerada como una madera estable. 4.2 PROPIEDADES MECÁNICAS 4.2.1 RESISTENCIA Y RIGIDEZ Los resultados de las propiedades mecánicas evaluadas según niveles de corte se presentan en el cuadro 12, el coeficiente de variación entre y dentro de árboles y totales en el cuadro 13 y los resultados del análisis de varianza en el cuadro 14. Las pruebas de significancia para las propiedades mecánicas indican que sólo muestran diferencias significativas entre niveles de corte el esfuerzo al límite proporcional (ELP) en Flexión estática, resistencia máxima en Compresión paralela, esfuerzo al límite proporcional (ELP) en Compresión perpendicular y Tenacidad. La prueba de comparación de medias precisa que en Flexión estática (ELP) y Compresión perpendicular los niveles A y B son similares, lo mismo sucede entre los niveles B y C, las diferencias se encontraron entre los niveles A y C. Para Compresión paralela (resistencia máxima) se encontró las diferencias A con C y B con C siendo los niveles A y B similares, por último en tenacidad se observó que A es diferente a B y C siendo estos dos últimos similares. El patrón que se observa en todas las diferencias encontradas es que el nivel basal “A” es menor y diferente al nivel de mayor altura “C” producto de la mayor proporción de madera adulta en la base; esto coincide con Jozsa y Middleton (1994) los cuales señalan que la madera madura se encontraría en la parte baja del fuste a diferencia de la parte alta la cual estaría formado todo por madera juvenil la misma que tiene menor resistencia Haygreen y Bowyer 22 (1982). Observando la densidad básica para los tres niveles (cuadro 6) el nivel basal presenta menor densidad sin embargo estas diferencias no son significativas. Cuadro 12 : Valores promedios de las propiedades mecánicas de acuerdo al nivel de corte Coeficiente Rango CH Propiedad Unidades Nivel Promedio de Variación Valor Valor (%) (%) Min. Max. A 734,90 9,75 588,80 849,80 14,05 ELP B 715,90 9,01 530,40 840,90 14,08 C 669,20 11,63 534,90 815,90 13,89 2 kg/cm A 1181,50 11,97 853,80 1400,20 14,05 Flexión Estática MOR B 1130,30 8,49 911,90 1337,90 14,08 C 1109,90 12,71 796,40 1415,10 13,89 A 140,67 9,21 114,24 174,78 14,05 2 MOE t/cm B 143,76 6,69 129,68 162,97 14,08 C 138,67 6,89 121,56 159,72 13,89 A 412,10 13,75 276,00 529,40 14,19 ELP B 410,20 19,02 240,20 570,50 14,07 C 403,40 18,69 222,10 546,50 13,97 2 kg/cm A 602,67 5,97 501,41 674,72 14,19 Compresión RM B 594,30 10,47 455,40 702,60 14,07 Paralela C 563,30 9,04 423,90 635,00 13,97 A 166,34 11,57 107,00 196,09 14,19 2 MOE t/cm B 172,11 15,15 113,56 216,26 14,07 C 173,80 11,94 124,47 213,13 13,97 A 114,71 19,28 74,12 158,99 13,55 Compresión 2 ELP kg/cm B 104,76 17,35 73,16 148,69 13,65 Perpendicular C 96,84 14,55 75,08 126,30 13,69 A 918,50 9,68 771,10 1111,30 13,69 Extremos B 861,80 8,26 748,40 1088,60 13,62 C 871,40 9,40 748,40 1009,20 13,64 2 Dureza kg/cm A 838,00 13,59 646,40 1151,00 13,69 Lados B 771,50 9,78 606,70 912,90 13,62 C 795,50 16,00 640,70 1094,30 13,64 23 Cuadro 15: Valores promedios de las propiedades mecánicas (Continuación) Coeficiente Rango CH Propiedad Unidades Nivel Promedio de Variación Valor Valor (%) (%) Min. Max. A 119,29 15,98 85,73 160,57 12,97 Extremos B 111,82 17,12 76,66 152,41 12,99 Extracción de C 113,30 14,06 88,00 147,87 12,87 Kg Clavos A 189,20 10,36 144,24 223,39 12,97 Lados B 177,53 8,29 147,42 206,61 12,99 C 176,80 7,88 156,94 201,17 12,87 A 56,69 27,97 19,52 85,28 14,61 Tensión 2 kg/cm B 50,85 30,47 24,93 88,77 14,77 Perpendicular C 52,43 28,89 25,73 79,54 14,44 A 80,64 22,74 55,49 129,49 14,52 Clivaje Kg/cm B 76,54 23,81 49,42 109,76 14,66 C 78,29 24,15 39,53 116,38 14,65 A 159,82 9,20 122,70 182,21 13,79 2 kg/cm Cizallamiento B 160,07 12,22 127,58 200,10 13,94 C 155,98 14,29 76,72 189,21 14,01 A 2,46 31,66 0,42 4,08 13,85 Tenacidad kg-m B 2,01 30,53 0,30 3,43 13,87 C 1,95 28,32 0,55 3,17 13,79 En el cuadro 15 se presentan los valores promedios de las propiedades mecánicas para la madera de Pumaquiro. La variabilidad de las propiedades mecánicas es baja así se observa al realizar la comparación de los coeficientes de variación experimentales con los permisibles propuestos por el U.S. Department of Agriculture (1974) cuadro 16, en este sólo tensión perpendicular es superior. 24 Cuadro 13 : Variabilidad de las propiedades mecánicas de la madera de Pumaquiro. Coeficiente de Variación (%) Propiedad Entre Dentro de Totales árboles árboles ELP 17,17 9,53 10,27 Flexión Estática MOR 23,51 9,48 11,10 MOE 16,41 6,77 7,87 ELP 14,73 16,80 16,66 Compresión Paralela RM 16,29 7,83 8,73 MOE 16,31 12,52 12,84 Compresión Perpendicular ELP 28,10 17,89 18,77 Clivaje 34,25 22,47 23,35 Tensión Perpendicular 15,40 29,88 29,05 Cizallamiento 11,16 11,85 11,82 Extremos 13,12 9,11 9,48 Dureza Lados 12,58 12,58 13,22 Extremos 27,42 14,64 16,07 Extracción de Clavos Lados 10,90 9,39 9,51 Tenacidad 42,11 31,89 32,23 25 Cuadro 14 : Análisis de varianza para los tres niveles estudiados. Propiedad Significancia ELP * Flexión Estática MOR N.S MOE N.S ELP N.S Compresión Paralela RM (np) * MOE N.S Compresión Perpendicular ELP * Clivaje N.S Tensión Perpendicular N.S Cizallamiento N.S Extremos N.S Dureza Lados N.S Extremos N.S Extracción de Clavos Lados N.S Tenacidad (np) * Donde: *: Significativo N.S: No Significativo np: Prueba no paramétrica 26 Cuadro 15 : Valores promedios de las propiedades mecánicas de la madera de Pumaquiro Promedio Coeficiente de Intervalo de Confianza Ensayo Unidades CH (%) Resistencia variación (%) Lim. Inf. Lim. Sup. ELP 14,03 714,46 10,27 696,96 731,96 2 kg/cm Flexión Estática MOR 14,03 1147,40 11,10 1117,10 1177,80 2 MOE t/cm 14,03 141,46 7,87 138,81 144,12 ELP 2 14,09 409,05 16,66 392,80 425,30 kg/cm Compresión Paralela RM 14,09 588,93 8,73 576,67 601,18 2 MOE t/cm 14,09 170,20 12,84 164,99 175,41 2 Compresión Perpendicular ELP kg/cm 13,62 107,06 3,02 102,40 111,71 Clivaje kg/cm 14,60 78,50 23,35 74,55 82,45 Tensión Perpendicular 14,63 53,54 29,05 49,77 57,30 Cizallamiento 2 13,91 158,78 4,75 154,73 162,83 kg/cm Extremos 13,65 886,90 9,48 866,20 907,60 Dureza Lados 13,65 803,40 13,22 777,30 829,60 Extremos 12,96 114,93 16,07 110,24 119,62 Extracción de Clavos kg Lados 12,96 181,69 9,51 177,30 186,09 Tenacidad kg-m 13,84 2,15 32,23 2,04 2,25 Cuadro 16 : Comparición de los coeficientes de variación totales obtenidos con los presentados por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. Coeficiente de Coeficiente de Variación U.S. Propiedad Variación (%) Department of Agriculture (1974) (%) ELP 10,27 22 Flexión Estática MOR 11,10 16 MOE 7,87 22 ELP 16,66 24 Compresión Paralela RM 8,73 18 MOE 12,84 29 Compresión Perpendicular ELP 18,77 28 Tensión Perpendicular 29,05 25 Cizallamiento 11,82 14 Extremos 9,48 17 Dureza Lados 13,22 20 Tenacidad 32,23 34 4.2.2 ANÁLISIS DE REGRESIÓN Y CORRELACIÓN DENSIDAD BÁSICA – RESISTENCIA MECÁNICA Los coeficientes de correlación y determinación entre las propiedades mecánicas y el peso específico son altos sólo en dureza (cuadro 17). Cuadro 17 : Coeficientes de determinación y ecuaciones de regresión lineal para las propiedades mecánicas de Pumaquiro Coeficiente de Coeficiente de Propiedad (Variable Dependiente) Ecuación Lineal 2 Correlación ( r ) Determinación ( r ) ELP 0,43 0,18 y = - 82 + 1261 G12 Flexión Estática MOR 0,60 0,36 y = - 757 + 2890 G12 MOE 0,40 0,16 y = 37,7 + 159 G12 ELP 0,13 0,02 y= 270 + 264 G12 Compresión Paralela RM 0,36 0,13 y = 256 + 593 G12 Compresión Perpendicular ELP 0,59 0,35 y = - 159 + 396 G12 Extremos 0,71 0,51 y = - 370 + 1887 G12 Dureza Lados 0,74 0,54 y = - 865 + 2441 G12 Donde: Y: Propiedad (Variable Dependiente) G12: Peso específico al 12 % de contenido de humedad 4.2.3 CARACTERÍSTICAS EN EL COMPORTAMIENTO DE LA MADERA ESTUDIADA La madera ensayada presenta en flexión estática la falla tipo astilladura según se observa en la figura 3. Para tenacidad existen tres formas generales de fallas siendo la figura 3 A y 3 B las fallas más recurrentes estas difieren al observar la falla en sentido transversal, así en la probeta 3 B se aprecia que la mitad de la sección tiende a la quebradura y la otra mitad a la astilladura; no sucede lo mismo en la probeta de la figura 3 A; el otro tipo de falla pero de menor ocurrencia fue del tipo desviación del grano (figura 3 C). 29 Probeta 16 -2-B Probeta 22 -2-A Probeta 19 -1-B Probeta 22 -1-D Figura 3 : Fallas tipo astilladura en probetas de Flexión estática (Vista Fondo) A Probeta 24-2-C-1 B Probeta 4-3-B-4 C Probeta 24-2-B-2 Figura 4 : Fallas encontradas en tenacidad 30 4.2.4 ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESPECIE EN ESTUDIO Comparando la plantación de Pumaquiro con los valores de bosque natural presentados por JUNAC (1981) (figura 5); se observa una clara similitud entre las resistencias para las propiedades mencionadas. 1400 1237,28 1200 1142 1000 946,15931 886 836,82 788,13 800 744 678 665,49 60 0 40 0 145 20 0 147,29 117,17119 0 Flexión estática Flexión estática Flexión estática Compresión Compresión Dureza (Lados) Dureza (ELP) (MOR) (MOE) paralela (RM) perpendicular (Extremos) (ELP) Plantación Pumaquiro JUNAC (1981) Figura 5 : Resistencia promedio de la madera de plantación de Pumaquiro y bosque natural al 12 % de contenido de humedad. 4.2.5 CLASIFICACIÓN DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS En el cuadro 18 los resultados de las propiedades mecánicas para la madera de Aspidosperma macrocarpon la clasifican como una madera de resistencia mecánica Alta. 31 Resistencia Cuadro 18 : Clasificación de las Propiedades Mecánicas de Aspidosperma macrocarpon Criterio de Valor Promedio clasificación - Dávalos Propiedad Ajustado al 12 % y Bárcenas (1999) Condición 12% MOR 1237,28 Alto Flexión Estática MOE 147,29 Alto Compresión Paralela RM 665,49 Muy alto Compresión Perpendicular ELP 117 Alto Cizallamiento 167,94 Muy alto Dureza Lados 836 Alto Dureza Extremos 946 Alto Fuente: Elaboración Propia 4.3 APTITUD DE USO Según las propiedades físicas y mecánicas de la madera estudiada comparadas con las de especies de uso conocido y requisitos de uso propuestos por Aróstegui (1970), la madera de Pumaquiro tendría aptitud para estructuras y carpintería de obras (viviendas), construcciones pesadas, mueblería, ebanistería. En relación a su uso estructural la especie muestra valores de resistencia y rigidez apropiados; sin embargo es conveniente señalar que la madera presenta nudos por lo que es necesario observar el efecto de estos a escala natural; por otro lado a que considerar los diámetros de las trozas alcanzados para esta plantación. En cuanto a carpintería de obra, mueblería, ebanistería también cumple con los requisitos físicos y mecánicos sin embargo es recomendable conocer su comportamiento a las maquinas (taladrado, moldurado, etc.), La comparación con especies de uso conocido se observa en la figura 6 y 7 14 12,7 11,93 12 10 9,4 8,1 8 7,77 6,3 6,4 6 5 4,12 4 4 3,19 1,91 1,97 2 1,6 1,6 0 Contracción radial Contracción tangencial Contracción volumétrica Relación T/R Plantación Pumaquiro Huayruro (JUNAC 1981) Manchinga (JUNAC 1981) Copaiba (Aróstegui 1970) Figura 6 : Comparación de las propiedades físicas de Huayruro (Ormosia coccinea), Manchinga (Brosimum uleanum) y Copaiba (Copaifera Officinalis) provenientes de bosque natural con Pumaquiro de plantación. 1400 ,2 8 37 12 1200 5 10 9 04 4 1 15 46 , 1000 ,3 8 2 9 22 13 8 88 6, 9 9 8, , 8 8 3 087 7 8 800 9 7 7 06 ,4 ,1 3 2 7 65 6 7 67 6 0 6 7 98 2 5 59600 05, 10 53 1 3 5 5 41 5 4 400 4 9 ,5 ,9 5 7, 2 6 ,4 5 8 17 2 67 ,1 58 1 , 7 9 6, 200 14 12 3 4 401 17 1, 0 8 1 122 13 151 1 12 84 1 0 ) ) ) ) ) P) E P P) )R M s oL O O L o o s nt (E M M (E (R L (E d m ie a ( ( la a L a re m tic ca ca e le l la r ( i i a x t lla tá át átt ra l a u E a s t a a r di c ez ( z e s s r p p n u za i C ón e e n n ónn ó i p e D ur e xi ió ió si s e r D Fl e x ex e rele l r p n p F F pm m ióo o s C C re pom C Plantación Pumaquiro Copaiba (Aróstegui 1970) Huayruro (JUNAC 1981) Manchinga (JUNAC 1981) Figura 7 : Comparación de las propiedades mecánicas (condición 12%) de Copaiba (Copaifera Officinalis), Huayruro (Ormosia coccinea) y Manchinga (Brosimum uleanum) provenientes de bosque natural con Pumaquiro de plantación. 33 Resistencia Porcentaje 5. CONCLUSIONES - La madera de Pumaquiro varía longitudinalmente en las propiedades de contracción radial y longitudinal, flexión estática (ELP), compresión perpendicular, compresión paralela (RM) y tenacidad encontrándose que el nivel basal presenta mayor resistencia que el último nivel. - La madera de Pumaquiro presenta valores similares a los reportados para bosque natural, la clasificación que se ha obtenido para esta madera es: densidad básica alta, contracción volumétrica media y resistencia mecánica alta. Estas propiedades presentan baja variabilidad. - Las propiedades físicas y mecánicas de la madera evaluada permiten asignarle los siguientes usos: estructuras y carpintería de obras (viviendas), mueblería, ebanistería. 6. RECOMENDACIONES - Realizar estudios para conocer el comportamiento de la madera al encolado, así también a las maquinas (taladrado, moldurado) para confirmar su uso en carpintería de obra, mueblería, ebanistería. De la misma forma determinar el efecto de los nudos en la resistencia de la madera a escala natural, esto para su uso en estructuras se menciona debido a que se ha observado este defecto. - Determinar las propiedades mecánicas de madera procedente de bosque natural en estado seco al aire (12%) para así ser una fuente adicional de comparación con los valores obtenidos en el presente estudio. - Si bien la resistencia para esta madera (probetas libre de defectos) se ha encontrado que es alta, se recomienda realizar un estudio de productividad para determinar el porcentaje de madera libre de defectos que se pueda obtener y contraponer con el mantenimiento efectuado a esta plantación. BIBLIOGRAFÍA 1. Aróstegui, A. 1970. Estudio de las propiedades físico- mecánicas de 16 especies maderables del país. Lima, PE, Centro de investigaciones forestales. v.2, 76 p. 2. Aróstegui, A. 1974. 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