Zamorano Zamoran o – Carr Carrera era de A groindus ndustri tria a de Agroi de Ag Agroin roindustr dustria ia Estructura Estructura de de la la madera madera
Introducción Introducción al al estudio estudio de de la estructura estructura macroscópica macroscópica yy microscópica microscópica de de la la madera madera
Para hacerse una mejor idea de la estructura de la madera, su origen, funciones y propiedades, es necesario conocer su estructura macroscópica, que se reconoce a simple vista o con la lupa, los procesos vitales que se dan en el árbol y la estructura más fina que se ve solamente bajo el microscopio.
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La madera como producto de la actividad vital del árbol
Metabolismo del árbol Aire Aire == 20,75% 20,75% Oxígeno Oxígeno ++ 77,08% 77,08% Nitrogeno Nitrogeno
Sol Sol En el interior de las células ++ 1% 1% Gases Gases nobles nobles tienen lugar numerosas reacciones químicas que les ++ 0,04% 0,04 Diox ido de Carb ono 0,04% 0,04% % Dioxido Dioxido Dioxido de Carbono Carbono Carbono permiten a las células crecer, Oxígeno Oxígeno se se libera libera producir energía y eliminar Energía Energía Clorofila + Clorofila luminosa residuos. luminosa + Carbono Carbono ++ Nutrientes Nutrientes El conjunto de estas reacciones ++ Agua Agua == = = Fotosíntesis Fotosíntesis se llama metabolismo (término Carbohidratos: Carbohidratos: glucosas, glucosas, sacarosa, que proviene de una palabra sacarosa, almidón, almidón, celulosa, celulosa, albúmina, albúmina, etc. etc. griega que significa cambio). El agua se mueve por el tronco a razón de la fuerza capilar. La principal característica de los Lluvia Lluvia vegetales es la capacidad fotosintética, que utilizan para Nutrientes Nutrientes elaborar el alimento que Compuestos Compuestos disueltos disueltos en en agua agua necesitan transformando la orgánicos orgánicos disueltos energía de la luz en energía disueltos en en El El agua agua disuelve d isuelve disuelve agua agua química; los los nutrientes nutrientes del del suelo suelo
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La madera como material no tiene más las propiedades del árbol, está biológicamente muerta; por eso es falso cuando se habla de que la madera es un cuerpo vivo porque se mueve (“trabaja”), esto es debido a causas químicas y físicas y a su estructura. La madera es a razón de su origen biológico y a que su crecimiento depende de una serie de factores: localización, clima y estructura del suelo, un material no homogéneo.
Definición De La madera Definición Es Es un un conjunto conjunto de de tejidos tejidos vegetales, vegetales, leñosos, perennes que forman forman la la masa masa principal del cuerpo de los los árboles árboles Es Es un un material material organizado organizado y heterogéneo, heterogéneo, cuya cuya principal función es el sostén sostén del del vegetal, vegetal, conducción de la savia, y almacenamiento de sustancias sustancias
La madera consiste en pequeños tubos que transportan agua, y los minerales disueltos en ella, desde las raíces a las hojas. Es un tejido vascular (xilema).
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Aunque la fina capa de cámbium es la única parte del tronco que está viva, en el sentido de que es la parte que crece, también hay células vivas esparcidas por el xilema de la albura. Hay dos tipos de tejido vascular: xilema, que conduce agua y Sección transversal del árbol minerales desde el suelo hacia los tallos y hojas, y floema, que conduce los alimentos sintetizados en las hojas hacia los tallos, las raíces y los órganos de almacenamiento y reproducción. Según envejecen los árboles, el centro del tronco muere; los vasos se atascan y se llenan de goma o resina, o se quedan huecos.
La parte central del tronco se llama duramen. Los cambios internos de los árboles van acompañados de cambios de color, diferentes según cada especie, por lo que el duramen suele ser más oscuro que la albura.
Corteza Corteza externa externa (muerta) (muerta)
Líber Líber oo corteza corteza interna interna
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En el corte transversal se destacan los anillos anuales, médula, duramen, rayos, etc. Cuando cortamos el tronco por el centro (médula), la madera tiene una veta compuesta de líneas rectas. Como los anillos anuales están enrollados alrededor del eje del tronco, y el tronco tiene siempre cierta conicidad, un corte tangencial a los anillos anuales producirá madera con vetas cruzadas,
Ma Macr croe oest stru ruct ctur ura a de la mad m ader era a Macro croest estru ructu ctura ra mader ma dera Corte Corte transversal transversal Albura Albura
Duramen Duramen Médula Médula Corte Corte radial radial
Anillos Anillos anuales anuales corteza corteza
Rayos Rayos medulares medulares
líber líber
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Direcciones de corte Rayos Rayos medulares medulares
Corteza Corteza Cambium Cambium
Corte Corte Radial Radial
Médula Médula
Corte Radial Radial Corte Corte tangencial tangencial
Duramen Duramen Albura Albura
Albura Albura
Corte Transversal Transversal Corte Corte Tangencial El dibujo de la veta depende de la dirección del corte. 17
A la izquierda tabla aserrada en corte radial (quarter sawn), veteado en líneas rectas. A la derecha corte tangencial: se ve un veteado de la madera más dibujado.
Veteado De Las Tablas según dirección de corte
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Coníferas Clasificación Clasificación de la madera Las maderas se clasifican en duras y blandas según el árbol del que se obtienen.
En Honduras se diferencia entre madera de pino y madera de color. Las 5 ó 7 variedades de pino que se dan en el país, se toman como simplemente pino. A la madera de las coníferas se le suele llamar madera blanda, con independencia de su dureza. (Gimnospermas- semilla no rodeada de fruto) Así, muchas maderas blandas son más
Latifoliadas
duras que las llamadas maderas duras. Las maderas blandas suelen ser resinosas; muy pocas maderas duras lo son. Por Ej., el cedro tiene gomas. A la madera de los árboles de hoja latífoliadas se le llama madera dura. En Honduras madera de color.
Son de la familia de las angiospermas (se reproducen por semilla rodeada de fruto), y se subdividen en mono- y dicotiledóneas. Las maderas duras suelen emplearse en ebanistería fina y para parqués de calidad.
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Diferentes Tipos De Corte En Coníferas El dibujo que presentan todas las variedades de madera se llama veta, y se debe a su propia estructura. El aspecto de la madera es una de las propiedades más importantes cuando se utiliza para decoración, revestimiento o fabricación de muebles. Las irregularidades de las vetas pueden crear atractivos dibujos, por lo que a veces la madera se corta a propósito en planos
Diferentes Tipos De Corte En Latifoliadas
oblicuos para producir dibujos ondulados y entrelazados.
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Algunas especies de maderas Mundiales La madera es un recurso muy versátil, porque los distintos tipos difieren considerablemente en cuanto a su color, densidad y dureza. Cada una de las maderas aquí mostradas tiene características particulares. La caoba es un árbol tropical apreciado por ser resistente y fácil de trabajar. El nogal americano tiene una madera dura de gran resistencia empleada para mangos de herramientas y muebles, y también para el ahumado de alimentos. Los fabricantes de instrumentos musicales aprecian mucho la madera de cerezo. El tejo es resistente, de veta fina, y se emplea en ebanistería y para la fabricación de arcos. El iroko, como la caoba, resiste a la podredumbre y los insectos, y tiene la veta ‘entrelazada’ de muchos árboles tropicales. El roble es una de las maderas más duraderas: se emplea en tonelería, chapado y revestimiento de suelos. El alerce es una madera resistente relativamente barata empleada en la construcción y en la fabricación de papel.
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Especi Espe cies es Lat Latif ifol olia iada das s No Tradicionales De Honduras
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Micr Mi croe oestr struc uctu tura ra De La Madera
Se trata aquí de la estructura fina de la madera, que se ve bajo el microscopio. Los árboles como todos los vegetales son organismos verdes pluricelulares;
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La célula vegetal Estructura y función celular
La enorme variedad de Pared celular celular especies vegetales refleja, en parte, la diversidad de tipos de células que constituyen las diferentes Vacuolas Vacuolas plantas. Pero entre todas estas células hay similitudes básicas que descubren el origen común y las Núcleo Núcleo relaciones entre las especies botánicas. Citoplasma Cada una de las células Protoplasto Protoplasto vegetales es, al menos en parte, autosuficiente, y está Plastos aislada de sus vecinas por una membrana celular o plasmática y por una pared celular. Las vacuolas contienen grasas, aceites esenciales, resinas y taninos. El Protoplasto es la sustancia fundamental (la materia viva) de las células. La Membrana y la pared celular garantizan a las células la realización de sus funciones; En las células muertas del duramen, el protoplasto también está muerto. La pared celular se mantiene. Pero las sustancias contenidas cambian su composición y cantidad. 24
Esquema de la pared celular de una un a traqu tr aquei eida da de coní co nífer fera a traq ueida coníf con ífera era
•TPar ed verr sa •T-- Pared •T Pared Par ed verrugo verrugosa verrugo ugosa sa
•PPar ed prim aria a •P- Pared Pared Par ed primari primaria primar ia
•S Par ed Sec aria aa SS22 •S22-- Pared Pared Par ed Secund Secundari Secund undari aria
•M•M - Lámin Lá mina aa media med •MLámin Lá mina media media ia
•S Par ed Sec aria aa SS11 •S11-- Pared Pared Par ed Secund Secundari Secund undari aria
Pared celular
La principal diferencia entre las células vegetales y animales es que las primeras tienen pared celular. Ésta protege el contenido de la célula y limita su tamaño; también desempeña importantes funciones estructurales y fisiológicas en la vida de la planta, pues interviene en el transporte, la absorción y la secreción. Primeramente la pared celular está formada por una membrana muy fina, de sustancias péctinicas, que viene de la partición de las células y sirve para unirlas (lignina = el cemento del árbol, las células son los ladrillos) La pared primaria está compuesta ante todo de celulosa. Se engruesa con el crecimiento de la célula. Cuando la célula alcanza su forma y tamaño definitivos, el citoplasma va formando una pared secundaria
bastante gruesa de hemicelulosa y lignina. Este aumento de grosor de la pared celular contribuye bastante a la resistencia del cuerpo del árbol. Con el enriquecimiento de las vacuolas con más de las mismas sustancias que contiene, la vacuola va formando la pared verrugosa, reduciendo al citoplasma a una película fina
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Pu Punt ntea eadu dura ras ss en Tr aque ueíd ídas as Punt Pu ntea eadu dura ras en Traq Traq aque ueíd ídas as De De Madera Mad era L a –– Cor Corte tee Radial Rad Madera Mad era De Lluvi Llluvia Lluvia uvia Corte Cort Radiial Radial al De Pino Pino Pino Las punteaduras
En la pared celular se destacan unas zonas circulares o elípticas, de pared delgada, que son las punteaduras. Estas mantienen la comunicación con las células contiguas para el intercambio de sustancias.
El engrosamiento de la membrana de cierre, disco o torus, hace que al aplicarse éste sobre la abertura de la bóveda (poro) la cierre herméticamente como si fuese una válvula. Las punteaduras de la madera temprana (lluvias) de coníferas alcanzan dimensiones considerables, siendo más reducidas en la madera tardía (estación seca). Las punteaduras son de importancia técnica en el curado a presión, para la difusión de los antisépticos dentro de las maderas,
Est Estruc ructur tura a De Pun teadur duras as Estru Es tructu ctura ra De Las Las Puntea Puntead Punt eadura uras s En La Pared Pared Celular Celular
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Tipos de células
Tipos La enorme variedad de especies arbóreas Tipos De De Células Células Y Y Formas Formas De De Fibras Fibras refleja, en parte, la diversidad de tipos de células que constituyen las diferentes especies. Según las diferentes funciones, así son diferentes la forma y el tamaño de las células: Células de parénquima: axial o radial, de pared delgada. Su función es: acumulación de sustancias de reserva (almidón, grasas, resinas, polisacáridos, ácidos tanínicos, etc.). Algunos de éstos son tóxicos y repelen hongos. Células esclerenquimáticas: forman junto a las colenquimas el esqueleto del árbol, mueren al final del ciclo de crecimiento. Corteza CamMédula Tráqueas o vasos: forma tubular diversa Corteza CamMédula externa bium externa bium de pared gruesa. Se reconocen con lupa F X Fllo oeem maa Xiilleem ma a en forma de poros en latífoliadas. 1-Fibras de esclerénquima 5-Tráquea 5-Tráquea de de anillos anillos Su función: conducción de la savia y 1-Fibras de esclerénquima 2-Parénquima 6-Traqueídas 2-Parénquima 6-Traqueídas oxigenación en las latífoliadas 7-Tráquea 3-Elemento criboso criboso 7-Tráquea red red Traqueidas: células tubulares alargadas 3-Elemento 8-Tráquea 4-Tráquea con con punteaduras punteaduras 8-Tráquea tornillo tornillo que constituyen hasta un 95% de las 4-Tráquea coníferas. Su función: las traqueidas de madera temprana transportan transportan la savia, las las de madera tardía tardía refuerzan el tronco. Las células principales del floema son los elementos cribosos —llamados así por los grupos de poros que tienen en las paredes— a través de los que se conectan los protoplastos de las células contiguas. 27
Los tejidos del árbol
Los Tejidos Del Árbol
La estructura básica de la célula vegetal y sus elementos Tejidos de creci cr ecimie miento nto -- Meriste Mer mos crecimi crec imiento ento Meriistemos stemos Tejidos presenta muchas variantes. Los tipos de células similares se organizan en unidades estructurales y funcionales llamadas tejidos que constituyen el conjunto de la planta; éstos tienen puntos de crecimiento formados por células en división activa en los cuales se forman células y tejidos nuevos. Los puntos de crecimiento, llamados meristemos, se encuentran en los extremos apicales de los tallos y las raíces (meristemos apicales), Tejidos dérmicos donde causan el crecimiento primario de los vegetales, y Tejidos vasculares en las paredes de tallos y raíces (meristemos laterales), donde inducen el crecimiento Tejidos fundamentales secundario. En los árboles (plantas vasculares) se reconocen tres grandes sistemas tisulares: dérmico, vascular y fundamental.
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Los Tejidos Dérmicos •Epidermis Estudio a través de la hoja
•Tejido •Tejido de de corteza corteza interior
El tejido fotosintético de la hoja está •Corteza formado por dos tipos de células flexibles de pared delgada: parénquima en empalizada, con células largas dispuestas en columnas (aquí tienen lugar casi todas las reacciones químicas), y parénquima esponjoso, de estructura más irregular. Ambos tipos de células tienen cloroplastos, órganos fotosintéticos que ajustan su posición en el citoplasma para recibir la mayor cantidad de luz. Los nervios transportan agua y nutrientes a las células parenquimatosas. Los estomas son unas aberturas que regulan la entrada y salida de gases. La capa más externa es una cutícula transparente de cera.
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Tejido vascular
Hay dos clases de tejido vascular: xilema, encargado de conducir, desde el suelo, agua, nutrientes y minerales disueltos, y el floema, que transporta alimentos sintetizados en las hojas por medio de la fotosíntesis. El xilema también almacena nutrientes y contribuye a sujetar la planta.
Tejidos Vasculares En El rbol
(A) – Vaso del xilema (tráquea) (B) – Elemento criboso maduro del floema
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(sistema traqueal) está formado por dos clases de tejido conductor: traqueidas y vasos (tráqueas). Las células que los forman son en los dos tipos alargadas, afiladas por los extremos, con paredes secundarias y sin citoplasma, y mueren al madurar. Xilema:
Xilema Con Rayos Medulares
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Floema Con Punteaduras Corte Corte Tangencial
(tejido conductor de nutrientes) está formado por células que se mantienen vivas al madurar.
Floema:
Hay dos tipos de estos elementos: células cribosas, con poros estrechos dispuestos en grupos bastante uniformes en las paredes celulares, y tubos cribosos, con poros mayores en unas paredes celulares que en otras. Aunque los elementos cribosos contienen citoplasma también en la madurez, carecen de núcleo y otros orgánulos. Los elementos cribosos llevan asociadas unas células anexas que tienen núcleo y se encargan de fabricar y segregar sustancias que entregan a los elementos cribosos, así como de extraer de éstos los productos de desecho que forman. Los vasos suelen ser más cortos y anchos que las traqueidas y, además de punteaduras, tienen perforaciones carentes de engrosamiento primario y secundario a través de las que circulan libremente el agua y los nutrientes disueltos.
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Forma y tamaño de los elementos estructurales de coníferas Y latifoliadas c)
b)
• a)Tr a)Traq aque ueiida • b) Tráq Tráquea ueass (vaso (vasos) s)
a) d)
• c) Fib Fibra ra leñ leñosa osa •d) Elemento criboso 33
El Tejido Fundamental El Tejido fundamental
Las plantas tienen tres tipos de tejido fundamental: está Parénquima, distribuido por toda la planta, está vivo y mantiene la capacidad de división celular durante la madurez. En general, las células tienen sólo paredes primarias de grosor uniforme. Funciones: fotosíntesis en las hojas, almacenamiento, Colénquima Esclerénquim Escle rénquima aa (tejido (tejid oo esqueleto) esqueleto )) Colénquima Esclerénquim Escle rénquima (tejido (tejid esqueleto esque leto) Parénquima secreción y cicatrización Parénquima •Vivo •Células •Cél ulas pie proto plasto •En •Vivo en en la la •Células •Cél ulas pierden pierden pierden rden protoplasto protopl protoplasto asto al al de heridas. Hay células •En toda toda la la planta, planta, vivo vivo madurez madurar madurez madurar de este tipo en los tejidos •Una •Una pared pared yy capacidad capacidad de de división división •Tejido •Paredes xilemático y floemático. en madurez •Tejido de de •Paredes secundarias secundarias gruesas, gruesas, con con en madurez sostén en lignina sostén en lignina •Funciones: El colénquima, también •Funciones: fotosíntesis, fotosíntesis, partes partes jóvenes jóvenes •Función: almacenamiento, •Función: sujetar sujetar yy reforzar reforzar las las almacenamiento, secreción secreción yy se mantiene vivo en la partes que han dejado de crecer cicratización cicrati zación de heridas he ridas partes que han dejado de crecer cicratización cicrati zación de heridas madurez, y está formado por células provistas de paredes de grosor desigual. El colénquima puede plegarse, y actúa como tejido de sostén en las partes jóvenes de las plantas que se encuentran en fase de crecimiento activo. El esclerénquima, está formado por células que pierden el protoplasto al madurar y tienen paredes secundarias gruesas, por lo general con lignina. Se encarga de sujetar y reforzar las partes de la planta que han terminado de crecer. 34
Microestr Microe structu uctura ra de coní conífer fera a Diferencias en la estructura celular de las coníferas y latifoliadas
Históricamente, las coníferas son más antiguas (hace unos 200...300 millones de años) que las latífoliadas (100 millones de años). Tienen una estructura más regular y sencilla. En el corte transversal se ven las traqueidas que discurren en filas radiales desde el cámbium (a veces distanciadas de éste) hasta la médula. En los anillos anuales, se distinguen: madera de sequía: menos punteaduras, pared más gruesa y células aplastadas en sentido radial. Madera de lluvia: más punteaduras, pared delgada y dispuestas con mayor simetría. Entre las traqueidas están los rayos medulares compuestos de líneas de células de parénquima, traqueidas e irregularmente canales intercelulares con resina. Microe Mic roestru structur ctura a de latífo latífolia liadas das Microestructur ctura latífoliadas latífoli adas Son difíciles de ver a simple vista
A Cort e Transver Tran sversal sall (CTr) (CTr ) A –– Corte Corte Transversa Transv ersal (CTr) B Cort ee Tangenc Tang ial (Cta) (Ct B –– Corte Corte Cort Tangencial Tangen encial cial (Cta) (Cta) a) C Rad ial C –– Corte Corte Radial Radial Radi al CR CR
11 –– Traqu Tra quei eida das ss Traqu Tra quei eida das 22 –– Rayos Ray os me dulares ares Rayos Ray os medul med medula ulares res
Las latifoliadas
La estructura anatómica de las latífoliadas es mucho más compleja. Los vasos que a simple vista parecen poros dan un aspecto característico al corte transversal y su distribución es ordenada. Los vasos más anchos se encuentran siempre en la madera de lluvia.
11 –– Vaso (tráq uea) Vaso (tráquea) (tráquea) (tráq uea) 22 –– Células Célula ss esclerenquimá escleren quimáticas ticas Células Célula esclerenq esclerenquimát uimáticas icas 33 –– Rayos medul ares Rayos medulares medulares medul ares 44 –– Células Célula ss de par ma Células Célula de parénqui parénquima parénqui énquima ma longitudinales longitudinales 55 –– Canal rresinífer roo en rrayo ayo Canal resinífe resinífero esinífero en rayo
Los rayos medulares de las latífoliadas tienen formas más variadas y se componen de bandas de células, siendo por esto visibles. En general, las células de las latífoliadas tienen paredes más gruesas y más estrechas en el centro, por eso son por lo general más pesadas y fuertes que las coníferas.
A transv ersal A –– Corte Corte transversal transversal transv ersal B Cort ee tangenci tan gencial al B –– Corte Corte Cort tang tangenci encial al C Cor te rradia C –– Corte Corte Cor te radia radial adialll
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Poros Anillados y Poros Dispersos En Maderas De Latifoli L atifoliadas adas Latifoliadas
•Poros Anillados
•Poros Dispersos
•Encino, •Encino, fresno, fresno, Olmo Olmo
•Arce, abedul, haya, álamo
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Anillos Anuales
•Corte transversal de madera de pino •Clara separación de madera de lluvia y madera de sequía
•Corte transversal transversal de una una madera africana africana •No hay diferenciación entre madera de lluvia y madera de sequía
Sumario •
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La madera es un producto de la actividad vital del árbol Para aclarar la composición, desarrollo, funciones y propiedades de los tejidos de la madera es necesario conocer la estructura microscópica y los procesos vitales del árbol
•
La enorme variedad de especies vegetales refleja, en parte, la diversidad de tipos de células que constituyen las diferentes plantas
•
El estudio de la estructura de la madera sirve para reconocer las especies y sus propiedades
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