Estructura de La Madera

12

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.

Estructura de la madera

Introducción al estudio de la

estructura macroscópica y

microscópica de la madera

Zamorano – Carrera de AgroindustriaEstructura de la madera

Introducción al estudio de la

estructura macroscópica y

microscópica de la madera

Zamorano – Carrera de Agroindustria

13

La madera como producto de la actividad vital del árbol En el interior de las células tienen lugar numerosas reacciones químicas que les permiten a las células crecer, producir energía y eliminar residuos. El conjunto de estas reacciones se llama metabolismo (término que proviene de una palabra griega que significa cambio). El agua se mueve por el tronco a razón de la fuerza capilar. La principal característica de los vegetales es la capacidad fotosintética, que utilizan para elaborar el alimento que necesitan transformando la energía de la luz en energía química;

Metabolismo del árbol

Sol

Energía luminosa Clorofila

Fotosíntesis=

+

Aire = 20,75% Oxígeno+ 77,08% Nitrogeno+ 1% Gases nobles+ 0,04% Dioxido de Carbono

Oxígeno se libera

Lluvia

Nutrientes disueltos en agua

Carbono + Nutrientes+ Agua =

Carbohidratos: glucosas, sacarosa, almidón, celulosa, albúmina, etc.

Compuestos orgánicos disueltos en agua El agua disuelve

los nutrientes del suelo

Metabolismo del árbol

Sol

Energía luminosa Clorofila

Fotosíntesis=

+

Aire = 20,75% Oxígeno+ 77,08% Nitrogeno+ 1% Gases nobles+ 0,04% Dioxido de Carbono

Oxígeno se libera

Lluvia

Nutrientes disueltos en agua

Carbono + Nutrientes+ Agua =

Carbohidratos: glucosas, sacarosa, almidón, celulosa, albúmina, etc.

Compuestos orgánicos disueltos en agua El agua disuelve

los nutrientes del suelo

14

Definición De La maderaEs un conjunto de tejidos vegetales, leñosos, perennes que forman la masa principal del cuerpo de los árboles

Es un material organizado y heterogéneo, cuya principal función es el sostén del vegetal, conducción de la savia, y almacenamiento de sustancias

Definición De La maderaEs un conjunto de tejidos vegetales, leñosos, perennes que forman la masa principal del cuerpo de los árboles

Es un material organizado y heterogéneo, cuya principal función es el sostén del vegetal, conducción de la savia, y almacenamiento de sustancias

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. 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).

15

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 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.

Sección transversal del árbol

Líber o corteza internaCorteza

externa (muerta)

Sección transversal del árbol

Líber o corteza internaCorteza

externa (muerta)

16

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,

Macroestructura de la madera

Duramen

Médula

Anillos anuales

Rayos medulares

Albura

corteza

líber

Corte transversal

Corte radial

Macroestructura de la madera

Duramen

Médula

Anillos anuales

Rayos medulares

Albura

corteza

líber

Corte transversal

Corte radial

17

El dibujo de la veta depende de la dirección del corte.

Direcciones de corte

Corteza

Cambium

DuramenAlbura

Corte tangencial

Rayos medulares

Corte Radial

Corte Transversal

Corte Radial

Corte Tangencial

Albura

Médula

Direcciones de corte

Corteza

Cambium

DuramenAlbura

Corte tangencial

Rayos medulares

Corte Radial

Corte Transversal

Corte Radial

Corte Tangencial

Albura

Médula

18

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 corteVeteado De Las Tablas

según dirección de corte

19

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

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.

ConíferasConíferas

LatifoliadasLatifoliadas

20

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

oblicuos para producir dibujos ondulados y entrelazados.

Diferentes Tipos De Corte En ConíferasDiferentes Tipos De Corte En Coníferas

Diferentes Tipos De Corte En LatifoliadasDiferentes Tipos De Corte En Latifoliadas

21

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.

Algunas especies de maderas MundialesAlgunas especies de maderas Mundiales

22

Especies Latifoliadas No Tradicionales De Honduras

23

Microestructura 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;

24

Estructura y función celular La enorme variedad de especies vegetales refleja, en parte, la diversidad de tipos de células que constituyen las diferentes plantas. Pero entre todas estas células hay similitudes básicas que descubren el origen común y las relaciones entre las especies botánicas. Cada una de las células vegetales es, al menos en parte, autosuficiente, y está 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.

La célula vegetal

Pared celular

Vacuolas

Núcleo

Plastos

CitoplasmaProtoplasto

La célula vegetal

Pared celular

Vacuolas

Núcleo

Plastos

CitoplasmaProtoplasto

25

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

Esquema de la pared celular de una traqueida de conífera

•T- Pared verrugosa

•S2- Pared Secundaria S2

•S1- Pared Secundaria S1

•P- Pared primaria

•M- Lámina media

Esquema de la pared celular de una traqueida de conífera

•T- Pared verrugosa

•S2- Pared Secundaria S2

•S1- Pared Secundaria S1

•P- Pared primaria

•M- Lámina media

26

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,

Estructura De Las Punteaduras En La Pared Celular

Estructura De Las Punteaduras En La Pared Celular

Punteaduras en Traqueídas De Madera De Lluvia – Corte Radial De Pino

Punteaduras en Traqueídas De Madera De Lluvia – Corte Radial De Pino

27

Tipos de células La enorme variedad de especies arbóreas 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. Tráqueas o vasos: forma tubular diversa de pared gruesa. Se reconocen con lupa en forma de poros en latífoliadas. Su función: conducción de la savia y oxigenación en las latífoliadas Traqueidas: células tubulares alargadas que constituyen hasta un 95% de las coníferas. Su función: las traqueidas de madera temprana transportan la savia, las de madera 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.

Tipos De Células Y Formas De Fibras

1-Fibras de esclerénquima2-Parénquima3-Elemento criboso4-Tráquea con punteaduras

5-Tráquea de anillos6-Traqueídas7-Tráquea red8-Tráquea tornillo

Corteza externa

Cam-bium

Médula

Floema Xilema

Tipos De Células Y Formas De Fibras

1-Fibras de esclerénquima2-Parénquima3-Elemento criboso4-Tráquea con punteaduras

5-Tráquea de anillos6-Traqueídas7-Tráquea red8-Tráquea tornillo

Corteza externa

Cam-bium

Médula

Floema Xilema

28

Los tejidos del árbol La estructura básica de la célula vegetal y sus elementos 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), donde causan el crecimiento primario de los vegetales, y en las paredes de tallos y raíces (meristemos laterales), donde inducen el crecimiento secundario. En los árboles (plantas vasculares) se reconocen tres grandes sistemas tisulares: dérmico, vascular y fundamental.

Los Tejidos Del ÁrbolTejidos de crecimiento - Meristemos

Tejidos dérmicosTejidos vascularesTejidos fundamentales

Los Tejidos Del ÁrbolTejidos de crecimiento - Meristemos

Tejidos dérmicosTejidos vascularesTejidos fundamentales

29

Estudio a través de la hoja El tejido fotosintético de la hoja está 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.

Los Tejidos Dérmicos•Epidermis

•Tejido de corteza interior

•Corteza

Los Tejidos Dérmicos•Epidermis

•Tejido de corteza interior

•Corteza

30

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 Árbol

(A) –Vaso del xilema (tráquea)(B) –Elemento criboso maduro del floema

Tejidos Vasculares En El Árbol

(A) –Vaso del xilema (tráquea)(B) –Elemento criboso maduro del floema

31

Xilema: (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 Con Rayos MedularesXilema Con Rayos Medulares

32

Floema: (tejido conductor de nutrientes) está formado por células que se mantienen vivas al madurar.

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.

Floema Con Punteaduras

Corte Tangencial

Floema Con Punteaduras

Corte Tangencial

33

Forma y tamaño de los elementos estructurales de coníferas Y latifoliadas

• a)Traqueida

• b) Tráqueas (vasos)

• c) Fibra leñosa

•d) Elemento criboso

a)

b)

c)

d)

34

El Tejido fundamental Las plantas tienen tres tipos de tejido fundamental: Parénquima, está 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, secreción y cicatrización de heridas. Hay células de este tipo en los tejidos xilemático y floemático. El colénquima, también se mantiene vivo en la 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.

El Tejido Fundamental

Colénquima•Vivo en la madurez

•Tejido de sostén en partes jóvenes

Parénquima•En toda la planta, vivo

•Una pared y capacidad de división en madurez

•Funciones: fotosíntesis, almacenamiento, secreción y cicratización de heridas

Esclerénquima (tejido esqueleto)•Células pierden protoplasto al madurar

•Paredes secundarias gruesas, con lignina

•Función: sujetar y reforzar las partes que han dejado de crecer

El Tejido Fundamental

Colénquima•Vivo en la madurez

•Tejido de sostén en partes jóvenes

Parénquima•En toda la planta, vivo

•Una pared y capacidad de división en madurez

•Funciones: fotosíntesis, almacenamiento, secreción y cicratización de heridas

Esclerénquima (tejido esqueleto)•Células pierden protoplasto al madurar

•Paredes secundarias gruesas, con lignina

•Función: sujetar y reforzar las partes que han dejado de crecer

35

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. Son difíciles de ver a simple vista

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.

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.

Microestructura de coníferas

A – Corte Transversal (CTr)B – Corte Tangencial (Cta)C – Corte Radial (CR)

1 – Traqueidas2 – Rayos medulares

Microestructura de coníferas

A – Corte Transversal (CTr)B – Corte Tangencial (Cta)C – Corte Radial (CR)

1 – Traqueidas2 – Rayos medularesMicroestructura de latífoliadas

1 – Vaso (tráquea)2 – Células esclerenquimáticas3 – Rayos medulares4 – Células de parénquima longitudinales5 – Canal resinífero en rayo medular

A – Corte transversalB – Corte tangencialC – Corte radial

Microestructura de latífoliadas

1 – Vaso (tráquea)2 – Células esclerenquimáticas3 – Rayos medulares4 – Células de parénquima longitudinales5 – Canal resinífero en rayo medular

A – Corte transversalB – Corte tangencialC – Corte radial

36

Poros Anillados y Poros Dispersos En Maderas De Latifoliadas

•Poros Anillados

•Encino, fresno, Olmo

•Poros Dispersos

•Arce, abedul, haya, álamo

Poros Anillados y Poros Dispersos En Maderas De Latifoliadas

•Poros Anillados

•Encino, fresno, Olmo

•Poros Dispersos

•Arce, abedul, haya, álamo

37

Anillos Anuales

•Corte transversal de madera de pino

•Clara separación de madera de lluvia y madera de sequía

•Corte transversal de una madera africana

•No hay diferenciación entre madera de lluvia y madera de sequía

Sumario • 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