Post on 02-Aug-2015
La Ciencia de la Madera
2.1 La biol ogía de la madera
:3:a comprender el comportamiento y deterioro de los objetos arqueológicos
;aj'cados en madera, es necesario comprender qué es la madera. Este
::;rocimie¡to permitirá al conservador relacionar con profundidad la alteración
que sufren las estructuras celulares, el papel que juegan en el deterioro y su
:Jnportamiento ante los tratamientos de conservación. Para llegar a esto es
tecesario tener presente que los elementos celulares que componen a la madera
:enen funciones como cualquier organismo vivo complejo y que al cortarse el
¡¡bol éstas únicamente se transforman. Por tal motivo a continuación se exponen
las partes más importantes de la estructura de la madera desde su origen: el
üonco del áLrbol.
2.1.1 Estructura de la madera y sus variac¡onesLa madera es producto del metabolismo de un organismo vivo -el arbol- y por este
morivo está sujeta a variaciones en sus propiedades, como a factores externos que
afectan el crecimiento del árbol del cual proviene. Las plantas leñosas se
caracterizan por su estructura fibrosa y por su contenido de celulosa, hemi-celu.losas y lignina como componentes principales. Las plantas se clasifican segúnsus relaciones evolutivas, pero por sus objetivos, este trabajo sólo prestaráatención a la estructu¡a de las plantas a¡borescentes que producen madera y que
induyen las clases coníferas y latifoliadas. Las coníferas se siruan en el grupo delas gimnospermas y las latifoliadas dentro de las angiospermas.
TBAOU€IOAS DEPARED GBUE9A
TRAOU€IDAS DE PAFED DELGADACON PUMTEADURAS
e-tipos de árboles
Figura 1: Esquema de un pino (conÍfera)y d€ un encino (latilol¡ada). Tomado deTaylor ar a/ (1 978: 1 8).
VASOS DEMAD€RATEMPRANAco¡tPUNTEADUBAS
I¡IADERA TEMPRAN¡r
ÉBRAS DAGADASINTERVASCI.JLARES
MADEMTARDIA -"-. ege,,
ur;,í*Íi'ri"i$
Madera ArqueolÓgica Anegada Una GuÍa para su Estudio y Conservació
Irléxico presenta abundantes bosques de coníferas y entre las principale
familias encontramos la Piñaceae, la CupresSaceae, la TaxodiaCeae, la
podocarpaceae, la Taxaceae y la Araucariceae (Echenique lr{anrique y Roble
Fernández, 1993: 22). Estos áLrboles generalmente son siempre verdes y tienen
tronco principal vertical con ramas dispuestas con apariencia de cono. Sus
semillas no están cubiertas por un fruto (de ahi el nombre de gimnosperma
gimnos=desnudo, sperma=semilla). Entre las latifoliadas que producen madera en
lr{éxico, están las de la familia de la Fagaceae, Annonaceae, Burseraceae
Combretaceae, entre otras (Echenique tr'fanrique y Robles Fernández, 1993: 2
Estos á,rboles producen hojas planas y anchas y en bosques tropicales presentan
un comportamiento parecido a las coníferas, pero en general pierden
abruptamente Sus hojas. Suelen ramifiCarse y a veces presentan un tronco
principal con gran número de ramas (Echenique Manrique y Robles Fernández,
1993: 22).
Figura 2: Esquema de lascaracteríslicas generales de lasesp6cies de coníteras y d€ latiloliadas.Tomado de Ortega y Ricalde (1989: 10).
coNTFERAS (GTMNOSPERMAS)
SEMILLA DESCUBIERTA.
PLANTA OUE NO FORMA FRUTOS.
HO.JAS FINAS, GENEFALMENTE ENFORMA DE AGUJAS.
FLORES AUSENTES.
EJEMPLOS: PINO, ABETO, CIPRECE,AHUEHETE.
LATIFOLIADAS(ANGIOSPERMAS)
SEMILLA CUBIERTA O DENTRODE ALGUN TIPO DE FRUTO.
HOJAS DE OIFERENTESFORMAS, GENERALMENÍEANCHAS.
FLORES DE DIFERENTESTAMAÑoS.
EJEMPLOS: CEDRO, CAOBA,ENCINO. SAUCE, NOGAL.
r El tronco de cualquier árbol, ya sea de conífera o latifoliada, es¡a
constituido por raices, tronco y corona. El tronco es el elemento de soporte de la
corona y contiene células de crecimiento diametral (zona del cambio); además
cuenta con un sistema de transporte de nutrientes constituido por el floema
situado en la parte exterior al cambio; y por el xilema o madera que es un sisteme
de células de transporte y soporte que contribuyen al crecimiento del árbol.
Para comprender mejor la estrucrura de la madera y describir los elementos
celulares presentes se puede recurrir a la división del tronco in tres direcciones
y ejes principales:. el eje longitudinal que corre paralelamente a lo largo del tronco;. el eje radial, que es paralelo a los rayos orientados de la médula a la corteza;. el eje tangencial, que es tangente a los anillos de crecimiento o a la circunfe¡encl¿
del Eonco. II
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ejes de la made¡a-+
La Ciencia de la l{adera
[i:,"^'li:T#ftaarmiHrs#xül":ffi"o.'RAICES
ffi*u.¡e el ¡ouAY LAs susfANclAs
ffifi}ft¡ffiJ##ff#:n*rII
I
j*L.O R'STE
FLUJO DE LA SAVI,A IascENOENTE POR ILAALAURA I
-]-T-
CORTEZA
Fioura 3: Partes d€l árbol Tomado de
Eclhenique Manriqu€ Y Robles
Femández (1993: 23)'
Fioura 4: Esquema del corte lransvsrsal
de"un tronco. Tomado da Echenique
Uan¡que Y Robles Fernández (1 993:
25\.
Fioura 5: Esquema del tallo lۖoso en
t*s"ffi :?:illlTli"ü1il ü "',,,'r
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PI¡¡¡OTRANSVENS
ilDIO VASCULAR
""^ti;e*,uu *"r1HRÍ38'HX[S xTLEM PRT¡¡ARIo
PLANO RADIAL
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RERAS LEÑOS S
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IANGENCIAL
Madera Arqueológica Anegada Una Guía para su Estudio y C!ry!rvación
Fnura 6: Esqu€ma de los Planos Y e¡es
oo-la oradera. Tomado do Echenk¡uo
Manri¡r€ y Roblss Femández (1993:
21).
ptenos de la madett+
L= EJE LONGITUDINAL, PARALELO AL EJE
DEL TRONCOT= EJE TANGENCIAL, TANGENTE A LOS
ANILLOS DE CRECIMIENTOR= EJE BADIAL, PERPENDICULAR A LOS
EJESLONGITUDINAL Y TANGENCIAL
TR= PLANO TRANSVERSALLT= PLANO TANGENCIALLR= PLANO MDIAL
Estos ejes a su vez se definen en tres planos:
' el plano transversal que contiene a los ejes radial y tangencial;
- el plano radial que contiene a los ejes radiat y longitudinal; y
. el plano tangencial que contiene a los ejes tangencial y longitudinal'
Los elementos celulares en cada r¡no de los planos tiene propiedades y
comportamientos diferentes, esto tiene especial importancia al describir sus
características (como estabüidad dimensional y resistencia mecánica), por lo que
siempre que se hable de una madera en alguno ellos se tiene que especificar de
cuál se trata (Echenique Manrique y Robles Fernández' 1993:23)'
Eltroncodeunárbolpresentadüe¡enteselementosquesedistinguenporlas funciones que uevan a cabo. Pa¡a mtender el comportamiento de una madera
es necesario analizar las partes que la componen y entender su funcionamiento en
el complejo del árbol mismo. Entre las zonas más caracteristicas del tronco y
observables a simple vista encontramos Ia albu¡a -v el duramen'
2.1.2 Albura Y duramenAl observar un tronco transversalmente la albu¡a )' el du¡amcn de un árrbol son
zonas que se pueden diferenciar fácilmente por su coloración distinta; esto se
debe a las diferentes actividades metabólicas que realizan las células de que están
formados. El duramen ocupa la porción central y la albu¡a la porclón externa del
tTOCO.
La parte de la madera en el árbol que presenta una coloración muy clara en
la cuat las células de xilema están üvas y fisiológicamente acfivas se llama albura'
La formación del duramen se debe a que, después de un tiempo, el protoplasmal
de las células vivas del xilema muere. h nansiciÓn de Ia aibu¡a al duramen está
acompañada por la formación de varias sustancias orgánicas conocidas
colectivamente como eYtractivos; estos compuestos químicos ¿Ytraídos del xilema
favorecen el obscu¡ecimiento del te.¡ido, que contrasta con eI color ligero de la
albura. Aunque se ha aceptado que el duramen no tiene células vivas (Frey
Wyssling y Bosshard, 1959; Fahn y Amon,1963; Apud Jane, I970: 73,157,158) ésta
-ñ
sstar dqttro de la célula' La formay el consumo d€ sustancias que PuÉI gl mtaUot¡srno aclivo de la célula relaciona la €laboración y el consumo G suslancEs que Pucwr s-(o'
d€ rss cáruras ves€tal€s ". u",i"ur",'ü,ilJ1i.-üia' J¡"' '-l:ltTli'T-1':^:"::l*: fl.0:",51""T3,T'Si;L:E
II
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ff:f'g?i¿Tfff"il"ffi'""',"FJl"'ffi#.fiI?Ji"¿:'-*n arsunas excspcionss- por una pár.d no viva d€ c€lulosa' El
protoplalma és un¡ organ¡zaciOi ¿f*áp""'at* oiglnicos e inorgánicos Los compuestos orgánicos son prot6ínas' gfasas'
carbohbretos y ácidos orgán¡cos, v'ü.-á-rír*i"J ito.éa"i* .* ..1i" mine6l€s' Ade'nás p6ssta dal 85% 81 9¡.16 d€ agua (b su
Dolo lolel (Greuhdl y Adamr' 1976: l3¿l)
2'1.4M':::::,t"'J::il:'*"i'f'::'"J:an en,os ejes v p'Ianos que 'Ia
Los ejementot'"'l -"-,.ab de la observación de las estmcturas celulares en los
Íjsna presenta t* -"::,:'-;;;.;;*,0r" d.,.*ar o inferir qué especie
Jerentes planos y eSes de la madera es posible determinar o infe
,r,, ¡¡¡dera conforma t""o artefacto: es decir' si se trata de una madera de
].nU.ru o de iatifolÍada'
Denrro ¿e tos planos y ejes, Ia madera puede imaginarse como coniuntos de
iu¿u' en dirección paralela y perpendicular al tronco del
--eiulas tLrbulares orier
rilt O. manera intercalada (Jane' 1970: 104)'
En la maderu .*r,"" dos tipos de células: laq ptoqeqquimatosas y las
parenquimatosas'Lasprosenquimatosas.Seencargandelacondgccióndeaguay
otrassustanciasyademásdansoportemecánico,,!sonlongitudinal.esenSu^-:n ,,.p caracterizan por ser elementos de transición entre los tipos
l#;;:iae c¿rulasJrntre enas se encuentran: las traqueidas, que pueden tener
unarregtolongitudinalotransversal(deradio),lasfibrotraqueidas,lasfibrasübriformes, las traqueidas vasculares, las traqueidas vasicéntricas y los elementos
rasculares (Jane, 1970: 104)' Las células parenquimatosas se encargan de
almacenarlasreservasnutritivasdelárbolydesintetizardiversassustancias'ésras son las células de parénquima que pueden ser longirudinales o transversales'
v que forman los radiostlEchenique Nfanrique y Robles Femández, 1993: 3l).
1) Estructura de coníferas
ir-.;,*.rrra de las coníferas es bastante simple' ya que está formada por
e]ementoslongitudinales'traqueidasfundamentalmente,queconstituyenCercadel90%delvolúmendelamadera.Sóloencontramosdostiposdecélulas:traqueidas verticales y horizontales (elementos prosenquimatosos) y células de
+-tipos de céIulas en
Ia madera
F¡gura B: Esquema de las células de la
mádera de coníleras Y de madera de
latifoliadas. Tomado de Odega Y
Ricalde (1989: 13).
parenquima (elementos parénquimatosos)'
La Ciencia de la Madera
TRAQUEIDA DE MADERA TARDIA
TFAOUEIDA DE MADERA TEMPRANA
PUNTEADURA
CARAS RADIALES
CELULAS DE PARENQUIMA RADIAL
riÉ*fti#-<Jl¡-¿l:í¡di \tr t;**o
/ RAoIAL
TRAOUEIDASRADIALES
Una Guía para su Estudio y Conserva.ron I
Figura 9: Esquema de la estructuracelúlar ds las coníferas. Tomado deOrtega y Ricald€ (1989: 12).
Madera Arqueológica Anegada
Las traqueidas son elementos alargados,
de mayor longirud que anchura, que presentan
terminaciones en punta en las paredes tangen-
ciales y redondas en las radiales. Las paredes
celulares pueden ser gruesas o delgadas,dependiendo de la posición de la célula en el
anillo de crecimiento (Jane, 1970: 107).
Las traqueidas se denominan célulasxilemáticas no perforadas, que presentanpunteaduras areoladas hacia las células laterales
(IAWA, 1957: 160). Son conductoras de
sustancias, y proporcionan soporte y resistencia
mecánica al arbol (Echenique Manrique y Robles
Fernández, 1993: 29). También existentraqueidas horizontales o de radio que se
agrupan en torno a las células de parénquima
pero no se presentan en todas la coníferas.
Estas tienen punteaduras a¡eoladas y paredes
gruesas.
En coníferas las células de parénquima llegan a ser como el 7 u 8% del
volúmen de la madera (Kollman y Coté, 1968, Apud Echenique ltfanrique y Robles
Fernández, i993: 31), los radios son generalmente uniseriados y están
constitüdos por células de parénquima y traqueidas horizontales.
Las células de parénquima en conÍferas y latifoliadas se parecen mucho
entre sÍ. Son generalmente cortas, con paredes delgadas y a veces gruesas, con
punteaduras simples. Generalmente son cuadradas o rectangulares. Con
frecuencia el parénquima longitudinal consiste en se¡ies de células cortas y unidas
por los extremos.
2) Estructura de latifoliadasLa madera de latifoliadas es mucho más compleja que la de coníferas por su
especialización y variedad. La estrucrura vertical está compuesta por células
fibrosas largas que parecen tubos, con paredes delgadas de gran diámetro que
forman los vasos, los cuales son los elementos más característicos de las
Iatifoliadas y funcionan como ductos conductores (Jane, i970: 116).
Transversalmente los vasos se ven como poros de gran üámetro y pueden
presentarse en forma anular, semianula¡ o difusa según cómo se agrupen y el
tamaño que presenten. La madera de laüfoliadas también presenta otros üpos de
elementos longirudinales prosenquimatosos:. fibrotraqueidas: células parecidas a las traqueidas con paredes gruesas, lúmen
reducido y punteaduras a¡eoladas (Jane, 1970: 116; LAWA, 1957147; Echenique
Ifanrique y Robles Fernández, 1993: 30).
. fibras'librifornoes: células que se pueden considerar una variación de las
flbrotraqueidas; son alargadas, comúnmente de pared gruesa y presentan en
RADIOS(PARENOUIMA
RESINIFERO
3n
ttIIttI
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htpótesis se ha refutado ya que se han encontrado células de parénquima vivas en
esta zona'
cabe hacer notar que el color oscuro no siempre es una condición necesaria
de la existencia del ciuramen, pues cn el centro del xilema en géneros como Ficea,
Abies, Tsuga, Populus y otros' no se marca un cambio de color perceptible aunque
se trate de tejido muerto'
EI cambio de color de una zona a otra se debe principalmente al proceso de
tra¡sformación de la albura a duramen. Esta üansformaciÓn se produce por un
graduai vaciamiento de oúgeno en las células vivas, a medida que se distancian
de la zona del cambio2. Esta insuficiencia de oúgeno produce una degradaciÓn
progtesiva y culmina en el completo rompimiento de la actividad respiratoria de
las células vivas. Al mismo tiempo, los granos de almidón que existen en estas
zonas y que son un rasgo normal de la blancura, se hidrolizan y desaparecen
abruptamente. Esta pérdida, altera el sistema enzimático de las células
permitiendo que el oxígeno residual oxide otros compuestos constitutivos de las
células (fenoles principalmente). La oxidación y polimerización de estos
compuestos produce la formación de pigmentos característicos del durámen. En
algUnos casos los extractivos pueden ser de color claro u oscuro, por lo que el
duramen puede ser diferenciable o no (Jane, 1970: 96)'
Una característica de la presencia de ertractivos en el duramen de algunas
angiospermas, es que materialmente reducen la permeabilidad de la madera, el
cual, volviéndola más resistente a la impregnación de preservaüvos y sustancias
químicas.
En madera aserrada, el duramen suele ser más du¡able y más resistente al
ataque de hongos e insectos que la albura; esto se debe tanto a Ia presencia de
extractivos tóxicos para organismos deteriorantes como a la baja cantidad de
oxigeno y humedad en esta zona, lo cual impide su desarrollo. También a causa de
los extractivos, el duramen generalmente es más pesado que la albura annque
presenten ambas partes la misma densidad y contenido de humedad.
?zonaa de la made¡a
<-extractivos
<-durabilidad yresistencia de albura yduramen
Figura 7: Esquema del tronco donde seaprecian albura y duramen en cortetransversal. Tomado de faylot et al(1978:18).
La Ciencia de Ia Madera
CodcÉ axlcmá
DURAMEN
ALBURA
2 Cambio 6s le zma de produccl5n d€ células de crecimienlo d¡amstral localizada €ntre el xilema y olflo€ma,
t
II
enittos decrecímiento->
Madera .ArqueolÓgica Anegada Una Guía para su Estudio y Conservación
La conducción de agua en el tronco se limita únicamenrt.a las tapas
e\ternas. La madera situada en el centro no es funCional para el movtmlt'nto del
líquido y por el contrario, los elementos centrales actúan como reserva de
sustancias nutritivas.
2.1.3 Madera temprana y madera tardíaLos cambios estacionales en las zonas climáticas templadas y fúas ocaslonan en
los árboles la formación de anillos de crecimiento que se pueden obseryar en un
corte transversal del tronco. Esta demarcación se debe principalmente al
crecimiento del árbol. La zona denominada madera temprana se refiere a la
temporada de mayor crecimiento, mientras que la de madera tardía corresponde a
la de menor creclmiento anual. L¿ transición entre la madera temprana y la tardÍa
puede ser gradual o abrupta. La madera producida por el cambio durante la
temporada de crecimiento forma un anillo, por tanto cada anillo generalmente
responde a un periodo anual de crecimiento. El crecimiento varía scgún la
temporada del año, la incidencia de los rayos solares y la precipitación pluvial
(Echeruque \tanrique y Robles Fernárndez, 1993: 25).
La porcion de madera producida en primavera (madera temprana)
generalmente es más porosa, sus células son largas y presenta una densidad baia.
l¡ madera ta¡día a menudo es más densa y obscura, y sus célulaS son pequeñas y
de diámetro menor. En un corte transversal puede apreciarse que la madera tardía
está formada por células con paredes más gruesas, diámetros radiales más
pequeños f iúmenes más reducidos que los de la madera temprana (Echenique
Irfanrique r-Robies Fernández, 1993: 25).
Los facrores que producen estos cambios estructurales definttiv¿tmente
están supeft¡ados a las condiciones atmosféricas que gobiernan la transpiración y
la humedad del suelo (Echenique lr{anrique y Robles Fernández, 1993: 25). De
acuerdo con esia lupótesis, cuando la humedad de la tierra se agota en periodo de
SeCaS, Se oülF"la ¡¿ firrmedad almacenada en el árbol, pero el efecto directo de la
deficiencia de agua et el tronco es una reducción en el metabolismo, lo cual se
eypresa en ,-tna dlsmi¡ución en la üvisión célular en el cambio y en detrimento del
alargamrenlo radial de las nuevas células de madera formadas (Echenique
Ilanrique r,'Robies Fernández, 1993: 25).
Los á¡L'oles struados en zonas tropicales donde no se presenta una época de
secas ma:.ada presental un crecimiento radial periódico. Esta periodicidad se
debe a c¡,rrblos de temperatura, duración del dia y alta precipitación. Sea como
sea. er:sten dos tipos de árboles tropicales: los que exhiben claras zonas de
c.eci.mlento )- otros en cuyos anillos definitivamente no se distingpen tales zonas
rEchen:q'"re Ua¡rique )'Robles Femández, 1993: 26)'
En el caso de las coníferas la relaciÓn entre el porcenta.ie de madera
rernpraxa y' roadera tardia tend¡á un efecto importante en los valores de densidad;
por el conrario las latüobadas, mientras más alto sea el porcentaje de fibras con
pareCes gruesas 1' Iúmenes con diámetros pequeños, se reflejará en valores más
altos de densidad (Barcenas, 1995: I l).
La Ciencia de la N{adera
,,,e2 de punteaduras areoladas, punteaduras simples (Jane, 1970: 116 LAWA,
\gS7:147; Echenique luanrique y Robles Fernández, 1993: 30).
, traqueidas vasculares: células no perforadas que se asemejan a un elemento
vascular pequeño, llamadas imperfectas (Jane, 1970: ll6; IAWA, L957: 147
Echenique trfan¡ique y Robles Ferniández, 1993: 30).
. traqueidas vasicéntricas: células muy cortas y de forma irregular que se
presentan próximas a las celulas de vaso. En sección transversal aparentan ser
celulas de parénquima y sus paredes están cubiertas por punteaduras areoladas
no simples, tienen apariencia de fibrotraqueida corta-
Todos estos elementos prosenquimatosos tienen el objeto de soportar
mecánicamente la estructura, más que conducir sustancias. Estos elementos
aportan el mayor porcentaje del volumen de la madera de laüfoliadas (Jane, 1970:
i16; IAWA, 1957:147; Echenique Manrique y Robles Fernández, f 993: 3l)Otros elementos longirudinales, como el parénquima tienen la función de
reserva, y se pueden asociar a vasos o pueden ser independientes de ellos. Dentro
de las célu-las de parénquima pueden encontrarse cristales de carbonato de calcio
y sílice. En aigunas latifoliadas las células de parénquima conforman la tercera
parte del volumen de la madera, pero el promedio es un poco menos del 2D6. Su
forma es parecida a la descrita anteriormente en las coníferas: cortas, cuadradas o
rectangulares, con paredes delgadas o gruesas.
La madera de latifoliadas tropicales
eüibe gran diversidad de tamaño, disposición
y abundancia de radios. En general se
clasifican en uniseriados y multiseriados,según tengan una o más de dos hileras de
células respectivamente, vistos en el plano
tangencial. Estos son agregados de células que
se extienden radialmente tanto en el xilemacomo en el floema. Existen radioshomogéneos y heterogéneos. Los radioshomogéneos están constituidos por célulasprocumbentes, es decir, cuyo eje mayor se
extiende en sentido radial. Los radiosheterogéneos están constituidos por célulaserectas y células procumbentes. Estostérminos no deben aplicarse a coníferas (Jane,
1970: 125).
F¡gura 10: Esquema de la estructura delas latifoliadas. Tomado cje Ortega yRicalde (1989: 13).
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RADIOSvAsos
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