El Pino, una valiosa fuente sustentable (página 2)

Protección

En muchos sitios se ha reportado mortalidad de árboles debido a los hongos Armillaria mellea, Phytoptona cinnamomi, Heterobasidion annsusm y Cylindrocladium spp. En América central hay varios insectos problemáticos, principalmente el gorgojo de la corteza (Dendroctous spp), la pililla de los brotes (Rhyacionia spp.), el gorgojo de los brotes (Pissoles spp.), defoliares de la familia Tortricidae y gorgojos del cono (Curculionidae).

Semillas

Son angostamente ovoides, de unos 6 mm de largo; color gris pardusco, con un ala membranosa de color castaño que permanece adherida a la semilla. Un cono contiene de 60 a 70 semillas germinables y un kilogramo, alrededor de 60 000. La germinación puede alcanzar hasta un 50% en nuestro país, y comienza entre los seis y diez días después de sembradas. Las plántulas tienen de cinco a seis cotiledones. El crecimiento durante los dos primeros años es relativamente lento, aumentando de los tres a los cinco años; de esta forma, en condiciones favorables, puede alcanzar hasta 16 6 17 m a los diez años.

Propagación

En esta especie se maneja tanto la regeneración natural como la plantación. La regeneración natural puede efectuarse, incluso, en pinares relativamente densos, aun cuando es considerada una especie heliófila, pues su exigencia a la luz no es tan alta como en otras especies de nuestros pinos. (Lam. 1.) La plantación se realiza con posturas obtenidas en viveros por el sistema de bolsas, las cuales deben permanecer de cinco a seis meses; aunque pueden aplicarse otras formas, tales como raíz desnuda y plantación directa.

Manejo

La especie no presenta buena auto poda, por lo que en plantaciones destinadas a la producción de madera de aserrío, es necesario realizar podas artificiales para mejorar la calidad del fuste. Aunque en plantaciones para otros fines, se sugiere la realización de podas para facilitar el ingreso al rodal y disminuir el riesgo de incendios.

Hábitat

En Cuba crece sobre suelos de reacción ácida, en lomas arcillosas con proporciones de cuarzos, micas y pizarras y en suelos sílico-arcillosos, proporciones abundantes de hierro; esto es, en suelos lateríticos.

Los pinos en general se encuentran diseminados por las regiones frías y templadas de la Tierra. Muchas especies se encuentran en México, en alturas que fluctúan entre el nivel del mar y los 15 000 pies, en climas subtropicales y templados. Abundan en Guatemala, Honduras y Nicaragua y en pequeños núcleos de Ecuador y Norte de Costa Rica.

Madera

La madera es resinosa, de color carmelita rojizo y varía la intensidad del color con la cantidad de resina presente, sin diferencias notables entre albura y duramen.

Los anillos de crecimiento están bien delimitados; las zonas de madera temprana y madera tardía claramente definidas. Textura media, grano con tendencia a la torsión, resinosa al tacto y olor característico, con una densidad media al 12 % de humedad de 0,740 g/cm3. Se puede utilizar en construcciones generales, marcos, puertas, ventanas, bocaminas, pulpa para papel, etcétera.

Para ser utilizada en contacto con el suelo, debe ser preservada y, es recomendable barrenar antes del clavado y el atornillado para evitar las rajaduras.

Es nuestro objeto de estudio el Pinus caribaea, por lo tanto se debe tener en cuenta, según el (Ing. Arnaldo Díaz) que esta madera presenta los tejidos más sencillos, y homogéneos. En ellas predominan las traqueidas (cerca del 95%) con la doble función de conducción y sostén. Se debe tener en cuenta también que en los pinos, los canales resiníferos verticales y radicales (u horizontales) se comunican entre si formando sistemas de canales por donde fluye la resina.

La madera de ramas tiene los anillos muy estrechos y contiene relativamente más madera de otoño que la del tronco, por lo que presenta una elevada proporción de madera comprimida.

Composición química

Para determinar el contenido de sustancias extractivas en la madera de Pinus caribaea fueron usados, sistemas de solventes, y al poder ser eliminadas, se realizaron diferentes tipos de extracciones, donde se observo:

En las diferentes muestras que, al usar el solvente benceno etanol, éter de petróleo a la edad de 35 años, es mayor, y menor a la edad de 16 años.

Con el etanol es mayor a los 35 años y se incrementa a los 16 años.

Al hacerse uso del agua el contenido de extracción es menor a los 16 años y mayor a los 35 años.

El contenido de extractivos, de hidróxido de sodio, se observó que a los 10 años, es menor y mayor a los 16 años de edad.

El contenido de humedad, a los 10 años es menor que a los 35 años.

Se analizó el contenido de cenizas presentes en la madera, y se observo que a la edad de 10 años, él es menor y a los 35 años aumenta el contenido.

Al llevar a cabo un análisis espectral, se llego a la conclusión de que los elementos químicos presentes, a medida que aumenta la edad a los 16 años y 10 años el contenido de elementos son igual, y a la edad de 35 años, se observa que se tienen otros elementos incluidos.

Para determinar el porcentaje de acides con agua en la madera se obtuvo que este porcentaje es mayor a los 35 años, y con acetato de sodio, el porcentaje de acides es menor a los 35 años.

El contenido de lignina obtenido en diferentes muestras, por diferentes métodos, se realizo una observación, llegando a la conclusión de que a la edad de 10 años por los métodos, de peppers y freudenberg stum el porcentaje de lignina es mayor, pero al tener el contenido de lignina por el método de Tappi el porcentaje de lignina es menor a los 16 años y mayor a los 10 años, al hacer el análisis de la lignina después de la hidrólisis el porcentaje es mayor a los 10 años y menor a los 35 años, la lignina extraída en dioxano es mayor a los 10 años, y menor a los 16 años, con un total de grupos ácidos mayor a los 10 años y menor a los 35 años. Después al seguir la observación se logro observar que los grupos carboxilos poseen un porcentaje mayor a los 16 años, y menor a los 35 años. Con los grupos metoxilos es mayor a la edad de 35 y menor a la edad de 10. Los hidroxilos a la edad de 10 años se observo mayor y a la edad de 35 años se observo menor porcentaje de contenido. Al observar los grupos carbonilos este porcentaje es mayor a los 16 años y menor a los 10 años.

Después de hacer las anteriores observaciones, se llevaron a realizar otras observaciones con el contenido individual de monosacáridos en lignina a la edad de 10 años el porcentaje de glucosa es igual que a los 16 años y menor a los 35 años. La galactosa a los 10 y 16, la manosa el porcentaje es mayor a los 35 años y menor a los 10 años, con la xilosa mayor a los 10 años, y menor a los 16 años, la arabinosa y ramnosa mayor a los 10 años y menor a los 35 años.

Cuando después de tratar con los monosacáridos procedemos a realizar las observaciones con los polisacáridos, y tenemos en cuenta que en la madera del pino caribae están conteniendo diferentes compuestos que a la respectiva edad se observan diferentes porcentajes, así el mayor porcentaje de holocelulosa es mayor a los 35 años, y menor a los 10 años, con pentosanos es mayor a los 10 años y menor a los 35 años, con lignina mayor a los 16 años y menor a los 35 años, con la hemicelulosa mayor a los 35 años Y menor porcentaje a los 16 años.

En la observación que se llevo a cabo con los monosacáridos con la hemicelulosa, se obtuvieron diferentes muestras de hemicelulosa y se obtuvo que es mayor la xilosa en la fracción A con arabinosa a la edad de 10 años y menor a los 16 años, con contenido de arabinosa mayor a los 16 años y menor a los 10 años.

En la fracción B, con galactoglucomananos mayor en la glucosa a los 16 años, y menor a los 10 años, con galactosa mayor a los 10 años y menor a los 16 años. Con la manosa mayor a los 10 años y menor a los 16 años, la xilosa mayor a los 16 años y menor a los 10 años, la arabinosa mayor alos 16 años, y menor a los 10 años.

En la fracción C, con glucomananos, con la glucosa, mayor a los 16 años y menor a los 10 años, la manactosa igualmente, con la xilosa solo a los 16 años, la arabinosa mayor a los 10 años, y menor a los 16 años.

Después se llevo a cabo la hidrólisis de polisacáridos con diferentes compuestos; se pudo observar que con la holocelulosa, la glucosa es mayor a los 35 años, y menor a los 10 años, sin galactosa, la manosa contenida en un por ciento mayor a los 10 años, y menor a los 35 años, la xilosa menor a los 35 años, y mayor a los 10, arabinosa menor a los 10, y mayor a los 35 años; rabinosa es menor a los 10 años y mayor a los 35 años. En la celulosa la glucosa está contenida en un por ciento mayor a los 10 años y menor a los 16 años.

Con las diferentes muestras de polisacáridos, al haber hecho una observación a la hidrólisis con acido sulfúrico; la fácil hidrocilación de polisacáridos es mayor a la edad de 35 años, y menor a los 10 años; los polisacáridos hidrolizables contenidos son mayor a los 35 años y menor a los 16 años; con el total de polisacáridos en la madera es mayor a los 35 años, y menor a los 16 años. Teniendo en cuenta el residuo como lignina, es mayor a los 10 años, y menor a los 35 años.

Durante todas las anteriores observaciones también se procedió a observar, los grupos acetilos en la madera del pino, en diferentes muestras se observó que el por ciento de grupos acetilos es mayor a la edad de 10 años, y menor a los 35 años.

El porcentaje de cristalinidad en muestras de celulosa del Pinus caribaea, se llegó a observar que a la edad de 16 años es mayor y a los 10 años es menor.

La madera está compuesta de forma general por tres grupos de sustancias, las que conforman la pared celular, donde se encuentran las principales macromoléculas, celulosa, poliosas (hemicelulosas) y ligninas, que están presente en todas las maderas; el otro grupo lo conforman las sustancias de baja masa molar conocidas también como sustancias extraíbles que se encuentran en menor cantidad, y las sustancias minerales. La proporción y composición química de la lignina y las poliosas difiere para las maderas de coníferas y latifolias, mientras que la celulosa es uniforme en composición en todas las maderas.

Expliquemos un poco acerca de la madera de las coníferas

La celulosa es el homopolisacárido que se encuentra en mayor proporción en la madera, es una estructura básica de las células de las plantas y la sustancia más importante producida por este organismo vivo, siendo el principal componente de la pared celular es un homopolisacárido constituido, por unidades de β-D (+)- anhidroglucosa en forma piranósica unidas estas entre sí por enlaces de tipo acetático o enlace glicosídico. La celulosa puede ser descrita como un polímero lineal de unidades de β-D (+)- anhidroglucosa, donde las unidades de β-D(+)- anhidroglucosa se enlazan entre sν a través del C1 de una unidad de β-D(+)- anhidroglucosa y el C4 de la otra molécula dando origen a un polímero lineal y el monosacárido que lo forma es la glucosa, es un homopolisacárido y el prefijo "homo" significa que existe en esta macromolécula un solo tipo de monosacárido.

Según (Ing. Arnaldo) en los resultados de los últimos años, la celulosa está contenida en 40-45%.

En la formación de la molécula de celulosa, ocurren reacciones sucesivas entre grupos hidroxilos del C1 de la β-D(+)- anhidroglucosa, con grupos hidroxilos del C4 de otras unidades de β-D(+)- anhidroglucosa, dando origen a un polνmero lineal formado exclusivamente por unidades de β-D(+)- anhidroglucosa y eliminaciσn de una molécula de agua por cada enlace formado.

Estructura base de la celulosa

Las cadenas de celulosa son largas y están ordenadas en un plano (forma planar). Existen tres razones para este ordenamiento.

Las poliosas o hemicelulosas son heteropolisacáridos de alta masa molar, que se encuentran constituidos por diferentes unidades de monosacáridos: pentosas, hexosas y ácidos urónicos, enlazados entre sí por enlaces glicosídicos, formando estructuras ramificadas y en general amorfas. La función de las hemicelulosas en la madera parece ser de intermediario entre la celulosa y la lignina, tal vez facilitando la incrustación de las microfibrillas.

Según el Ing. Arnaldo Díaz en las hemicelulosas delas coníferas, la manosa es el azúcar mas importante. La composición en carbohidratos, la hemicelulosa: glucomanano 12-20% metil glucoronoarabinoxilana 10-14%, arabino galactano 2%.

Las maderas están conformadas por azúcares neutros de seis átomos de carbono: glucosa, manosa, galactosa y de cinco átomos de carbono: la xilosa y arabinosa. Algunas poliosas contienen adicionalmente ácido urónico. Se pueden encontrar los mananos, glucomananos, glucanos, xiloglucanos, ramnogalactouronanos. Las hemicelulosas se encuentran asociadas con la celulosa mediante fuertes interacciones polisacárido – polisacárido. El contenido de poliosas varía radialmente en la madera aumentando hacia el centro y variado en su composición de azúcares.

Lignina; Según Freudenberg la lignina es una molécula tridimensional, un olímero constituido en unidades de fenil propano.

Las ligninas son fracciones no carbohidratadas de la madera libre de extraíbles, extremadamente complejas y difíciles de caracterizar. Constituyen un polímero aromático, heterogéneo, ramificado, donde no existe ninguna unidad repetida definidamente. Las ligninas de la madera se clasifican en lignina de madera de coníferas, lignina de madera de latifolias. El componente principal de la lignina es la unidad coniferílica.

Poseen propiedades aglutinantes que conforman la consistencia fibrosa de las maderas (revistiendo las células del xilema), donde realizan la función mecánica de sostén. Su composición depende de muchos factores.

Como productos

Las resinas; también juegan un papel importante, la oleorresinosa que exuda de las incisiones practicada en la cortexa de los pinos, se separa por destilación con vapor en una fracción volátil, la esencia de la trementina y un residuo no volátil, la colofonia que, una vez frio, se cuaja en una masa de colore amarillo o pardo. Esta colofonia se emplea para calafatear los cascos de los barcos y para impermeabilizar las velas. La parte más abundante o colofonia es una mezcla de ácidos orgánicos que se utiliza también como cola de papel y en la industria de barnices y plásticos. Látex y resinas.

En la región hay alrededor de 4.5 millones de hectáreas de bosques naturales y plantaciones de pino distribuidas en todos los países. Las especies principales son: Pinus caribaea, Pinus oocarpa (var: hondurensis y bahamensis), Pinus radiata, Pinus elliottii, Pinus taeda, Pinus montezumae, Pinus douglasiana y Pinus lawsoni.

Trementina; Es utilizada en la manufactura de alcanfor sintético que se emplea para hacer celuloides, en la manufactura de pinturas y barnices.

El aceite de pino; Se utiliza para pinturas, aceites de flotación, para tratar tejidos antes de tejerlos. La brea de pino es componente del caucho, se utiliza en la manufactura de la cordelería, estopa, jabones, medicinas, desinfectantes et

Composición química de la resina de los pinos

En presencia de una Oleo – Resina, que está en forma de una solución integrada por una "resina típica" denominada brea o colofonia, disuelta en un aceite esencial conocido como aguarrás o aceite de trementina. A esta solución de brea y aguarrás se le suele denominar miera o gema, la cual en contacto con el aire se vuelve viscosa, opaca y deja en el tronco del árbol, al evaporarse el aguarrás, una sustancia blanca-amarillenta que recibe el nombre de barrasco o incienso blanco.

La colofonia es la fracción resinosa ácida de la oleoresina, constituida hasta un 90 % de ácidos resínicos como el ácido abietínico, (C20 H30 O2) y pimárico, estando constituido el 10 % restante por ésteres y ácidos grasos. Sus características principales son:

• Densidad, variable con el color, entre 1,07 – 1.12 g . cm -3, aumentando con el color, desde amarillo pálido al café rojizo, casi negro.
• Insoluble en agua y soluble en alcohol, benceno, éter, y otras sustancias orgánicas.
• Frágil.
• Punto de reblandecimiento entre 70 y 80 o C.
• Por la acción del aire se oxida su superficie, a la luz y al calor se isomeriza, polimeriza o condensa gran parte de los compuestos que la forman.

Los derivados de la colofonia se utilizan como adelgazantes de pinturas y en productos especiales tales como perfumes, goma de mascar, adhesivos, barnices, jabones, pinturas, fármacos y fungicidas. Honduras, México y Brasil son importantes países productores y exportadores en la región.

El aguarrás o aceite de trementina, es la parte no resinosa, volátil, de la oleoresina, formada por hidrocarburos terpénicos como el y el pineno. Sus características principales son:

• Es un líquido incoloro, de olor penetrante.
• Densidad a 15 C: 0.86 – 0.866 g. cm -3.
• Apolar.
• Punto de ebullición: 159 C.
• Punto de inflamación: 33 – 35 ºC.
• Tensión superficial: Muy baja.
• Soluble en alcohol, sulfato de metilo, anilina, etc.
• Insoluble en agua y algo más ligera que ella.
• Se oxida por la acción del aire, espesándose y coloreándose.

Es una sustancia que se utiliza, fundamentalmente, por sus propiedades como disolvente, humectante (tensión superficial baja), y dispersante de pigmentos debido a que es apolar en pinturas y similares.

Fig. 1 muestra de la resinación en el Pinus caribaea

Utilidad

El pinar tiene tres valores distintos: el valor maderable en primer lugar; el valor de los productos de la resina, en segundo lugar; y el valor higiénico y estético en tercer lugar.

De todos los pinos de la América, el corazón del pino macho es el más duro, pesado y resistente.

Su madera se emplea y tiene gran demanda; en estructuras de todas clases, puentes muelles, almacenes, fabricas de toda clase de construcciones que requieran maderas resistentes de grandes dimensiones; postes y pilotes, carros de ferrocarril y traviesas. Lamb(1973) opina que una correcta selección de la proveniencia de la semilla y de los sitios de plantación y un apropiado manejo silvicultural, las plantaciones artificiales han de proporcionar material para la manufactura de papeles de envolver y cartones, tableros de fibra y aglomerados, madera de gabineteria y carpintería, madera de construcción, etc.

Usos y manejos en finca

La madera es de gran versatibilidad y puede usarse para la construcción en general, pulpa para papel, postes para tratados, pisos, láminas para contrachapados, muebles, artesanías, leña y carbón. Se ha usado para postes de tendido eléctrico, aunque la var. Hondurensis es algo débil para este fin. La resina puede usarse en la elaboración de desinfectantes y pinturas.

Mercado y Oportunidades

En los últimos 20 años la recolección exportación de semillas ha sido una importante fuente de ingreso y ejemplo en Guatemala, Honduras y Nicaragua. En Nicaragua, los precios de la madera de esta especie se cotizaban en 1995 a dólar 7-10/m3 en pie, mientras que la madera aserrada alcanzaba precios de USS 166/m3. La madera de esta especie es apta para postes rollizos, madera de aserrío y pulpa.

Productos silviquímicos: contribución al desarrollo sostenible

Fig 2. Foto del Pinus caribaea

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Autor:

Laura Sofía Holguín Perdomo

Leila R. Carballo Abreu

Yasiel Arteaga Crespo

Universidad de Pinar del Río – Facultad de forestal y agronomía

Pinar del Río, Cuba – 2008