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