Metodología Complementaria para la Identificación de 150 Especies Utilizando el Color de la Madera y del Extractivo


Tesis (Bachelor), 2014
126 Páginas, Calificación: Ninguna

Extracto

TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN

ABSTRAC

AGRADECIMIENTO

TABLA DE CUADROS

TABLA DE FIGURAS

TABLA DE ANEXOS

CAPITULO 1
1.1 INTRODUCCIÓN
1.2 JUSTIFICACIÓN
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 Objetivo general
1.3.2 Específicos
1.4 REVISIÓN DE LITERATURA
1.4.1 Madera
1.4.1.1 Características macroscópicas de la madera
1.4.1.1.1 Con relación a la estructura y anatomía
1.4.1.1.1.1 Albura
1.4.1.1.1.2 Duramen
1.4.1.1.1.3 Anillos de crecimiento
1.4.1.1.1.4 Radios leñosos
1.4.1.1.1.5 Medula
1.4.1.1.1.6 Vasos
1.4.1.1.1.7 Canales resiníferos
1.4.1.1.1.8 Parénquima
1.4.1.1.2 En cuanto a propiedades Organolépticas de la madera
1.4.1.1.2.1 Textura
1.4.1.1.2.2 Veteado
1.4.1.1.2.3 Grano, fibra o hilo
1.4.1.1.2.4 Dureza
1.4.1.1.2.5 Brillo
1.4.1.1.2.6 Olor
1.4.1.1.2.7 Sabor
1.4.1.1.2.8 Color
1.4.2 El Color natural de los materiales
1.4.2.3 Naturaleza y composición del color de la madera
1.4.3 Identificación de la madera
1.4.3.1 Medición del color
1.4.3.1.1 Software ´´ImageJ´´
1.4.3.1.1.1 Datos obtenidos por ImageJ
1.4.4 Estudios Relacionados
1.5 COMENTARIOS

CAPITULO 2
2.1 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
2.2 HIPÓTESIS
2.2.1 Hipótesis nula
2.2.2 Hipótesis alternativa
2.3 DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO
2.4 METODOLOGÍA UTILIZADA EN EL CAMPO
2.4.1 Muestras
2.4.2 Elaboración de las Muestras
2.4.2.1 Tabletas de Madera
2.4.2.2 Extractivo acuoso de madera
2.4.3 Selección de las Probetas y Tabletas
2.4.3.1 Tableta de Madera
2.4.3.2 Extractivo acuoso de Madera
2.5 METODOLOGÍA EN EL LABORATORIO
2.5.1 Determinación de las especies que presentaban diferencia entre los tipos de madera, albura y duramen
2.5.2 Pre Muestreo
2.5.3 Captura de Imágenes
2.5.3.1 Madera solida
2.5.3.2 Extractivo acuoso de madera
2.5.4 Determinación del Color en la Madera Sólida y el Extractivo Acuoso
2.5.5 Base digital de datos
2.5.6 Tabla colorimétrica
2.5.7 Paleta de colores
2.5.8 Elaboración de un software
2.5.8.1 Análisis del Sistema
2.5.8.2 Desarrollo de las Bases de Datos
2.5.8.3 Diseño del Sistema
2.5.8.4 Desarrollo del Sistema
2.5.8.5 Determinación del porcentaje de asertividad del software ´´Identificación de Madera´´
2.5.9 Procedimientos estadísticos para el análisis de resultados

CAPITULO 3
3.1 RESULTADOS
3.1.1 Protocolo para la aplicación de la Metodología para la Identificación Complementaria de 150 especies
3.1.1.1 Identificación complementaria en Madera Sólida
3.1.1.1.1 Material y equipo
3.1.1.1.2 Procedimiento
3.1.1.2 Identificación complementaria en el Extractivo Acuoso de Madera .
3.1.1.2.1 Material y Equipo
3.1.1.2.2 Procedimiento
3.1.1.3 Culminación del Proceso
3.1.2 Resultado de la Elaboración del Software para la identificación Complementaria
3.1.4 Resultado del Premuestreo para determinar la existencia de diferencia significativa en el color de los tipos de madera (albura y duramen) en una especie y metodología a seguir para la toma de datos en las muestas
3.1.5 Resultados Estadísticos de la Desviación Estándar en la Tabla Colorimétrica
3.1.6 Resultado de la Determinación de las Especies que Presentan o No Diferencias entre Albura y Duramen
3.1.7 Resultado de la Determinación del Color de 150 Especies de Madera Sólida y de los Extractivos Acuosos de Madera
3.1.8 Resultado de la Creación de la Tabla Colorimétrica
3.1.9 Resultado de la Elaboración de la Paleta de Colores
3.2 DISCUSIÓN

CAPITULO 4
4.1. COMPROBACIÓN DE LA HIPOTESIS
4.2. CONCLUSIONES
4.3. RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFÍA

ANEXOS

TABLA DE CUADROS

Cuadro 1. Valor mínimo, máximo, promedio y desviación estándar de los valores de la desviación estándar del color en los extractivos acuosos…60

Cuadro 2. Valor mínimo, máximo, promedio y desviación estándar de los valores de la desviación estándar del color en los extractivos acuosos….60

TABLA DE FIGURAS

Figura 1. Cedrela odorata

Figura 2. Tabebuia guayacan

Figura 3. Color de extractivo de Duramen de Swietenia macrophylla

Figura 4. Color de extractivo de albura Swietenia macrophylla

Figura 5. Ventana de ingreso en el Software ImageJ

Figura 6. Selección de área a muestrear de una tableta de madera, área de albura

Figura 7. Selección de área a muestrear de una extractivo acuoso de madera

Figura 8. Uso de la herramienta histograma de color en el software ImageJ para el análisis del color

Figura 9. Resultados obtenidos después de haber analizado el color de la muestra

Figura 10. Formato utilizado en Microsoft Excel para tabular la base de datos

Figura 11. Color de la Tabla color métrica de madera sólida

Figura 12. Color de la Tabla color métrica de extractivo acuoso

Figura 13. Paleta de colores de las muestras de madera sólida

Figura 14. Diagrama del promedio colorimétrico (sumatoria de las medias del color) y su respectivo radio (sumatoria de la desviación estándar del color).

Figura 15 Diagrama del conjunto del conjunto de especies con su epicentro y su radio variante entre sí

Figura 16. Diagrama del comportamiento del funcionamiento analítico del programa en el momento de identificar una muestra.

Figura 17. Diagrama funcional de la distancia euclidiana en el momento de identificar una muestra desconocida.

Figura 18. Interfaz del programa ´´Identificación de Madera´´...

Figura 19. Ventana para el ingreso de las medias del color de madera sólida al programa ´´Identificación de Madera´´..

Figura 20. Ventana para el ingreso de las medias del color de extractivo acuoso al programa ´´Identificación de Madera´´

Figura 21. Ventana con el listado de la identificación de las posibles especies a las cuales pertenece una ´´X´´ pieza de madera

Figura 22. Diagrama de la posición de los diferentes elementos para la captura de los extractivos acuosos de madera.

Figura 23. Ventana con el listado de la identificación de las posibles especies a las cuales pertenece un ´´X´´ extractivo acuoso de madera

Figura 24.

TABLA DE ANEXOS

ANEXO 1. LISTADOS DE ESPECIES 77

Lista de especies sometidas a elaborar la metodología complementaria de identificación usando el color de la madera y el color del extractivo

ANEXO 2. PRE MUESTREO

a. Cuadro Resumen del Pre muestreo

b. Cordia alliodora (X 081)

c. Terminalia amazonia (X 078)

d. Albizia guachepele (X 131)

e. Diphysa americana (X 143)

f. Croton glabellus (X 051)

g. Cordia gerascanthus (X 121)

h. Azadirachta indica (X 133)

i. Swietenia humilis (X 107)

j. Tectona grandis (X 007)

ANEXO 3. VALIDACIÓN DE LA ASERTIVIDAD DE IDENTIFICACIÓN EN MADERA AL PROGRAMA CREADO (IDENTIFICACIÓN DE MADERA)

ANEXO 4. TABLA COLORIMÉTRICA DE MADERA SÓLIDA

ANEXO 5. TABLA COLORIMÉTRICA DE EXTRACTIVOS DE MADERA

ANEXO 6. PROMEDIO DE COLOR EN MADERA SÓLIDA

ANEXO 7. PROMEDIO DE COLOR EN EXTRACTIVOS DE MADERA

RESUMEN

Según Russell (1956) un elemento clave en cualquier transacción de negocios que involucre madera, es la identificación de especies. Por lo que es imperioso conocer la especie a la cual pertenece la madera que se comercializa.

Por tal motivo, se tuvo a bien crear una metodología complementaria de identificación en la madera, que facilite el proceso de identificación, estableciendo dos clases de muestras: madera sólida y extractivos acuosos de madera, discriminando los diferentes tipos de madera que se encuentran en las especies, ´´albura´´, ´´duramen´´ y ´´sin diferencia entre albura y duramen´´, determinando el color de cada uno de ellos con el programa ´´ImageJ´´, creando así una tabla colorimétrica con el promedio y desviación estándar del color sumado a una paleta o muestrario de colores obtenidos; finalmente, con esta información, se creó un software, capaz de enlistar las posibles especies a las cuales podría pertenecer una pieza de madera desconocida, con un porcentaje de asertividad de identificación del 65% en las muestras de madera sólida. Consecuentemente, se estableció un protocolo de procedimientos destinados a la identificación complementaria de los dos tipos de muestras de este estudio, creando así, la metodología para la identificación complementaria de 150 especies utilizado el color de la madera y del extractivo.

ABSTRAC

According to Russell (1956 ) a key element in any business transaction involving wood, is the identification of species. So it is essential to know the species to which the timber belongs sold.

For this reason, saw fit to create a complementary methodology for identifying the wood , to facilitate the process of identifying, establishing two kinds of samples: solid and extractive wood aqueous wood, discriminating the different types of wood found in the species, ´´sapwood´´, ´´heartwood´´ and ´´no difference between sapwood and heartwood´´, determining the color of each one with the ''ImageJ'' program, creating a color table with the average and standard deviation of each color for each type of wood species, and finally, with this information, software, able to list the possible species which could belong to a piece of unknown wood, with a percentage of assertiveness identification of 65% in samples of solid wood was created. Consequently, a protocol supplementary procedures for identification of the two kinds of samples in this study , thus creating, the methodology for the identification of 150 species complementary color used and the catching timber is established

DEDICATORIA

A Dios que es el Rey de Reyes y Señor de Señores.

II Crónicas 4:17

Mis Padres, Francisco Gámez y Consuelo Abelar

´´ Todo parece imposible hasta que se hace ´´ - N. Mandela

AGRADECIMIENTO

A

Jehová, sin la ayuda de Él, no lo hubiera logrado… ´´Ni las hojas de los árboles se mueven, si no es por su poder´´

Mi Padres, Francisco Gámez y Consuelo Abelar

Mis Hermanos, Carolina, Carmen, Emanuel, Esdras y Keren Gámez

Mis Asesores, Tomás A. Mendoza y Joaquín Calderón

Mi Terna Evaluadora, Joaquín Sánchez y Antonio Izaguirre

Mis Compañeros de Dasonomía e Ingeniería, en especial a Daniel Martínez, Telma Zavala, Melvin Escobar, Julio Hernández, Jonatán Andino, Jacob Espino, Roberto Aguilera, Roger Galindo, Manuel Estrada, Luz Zuniga

Mis Catedráticos, en especial a Johnny Pérez, Oscar Ferreira, Alexander Elvir, Zoyla Avila, David Sandoval, José Montesinos

Mis Amistades Zinnia Zepeda, María Plazaola y María Dominguez

Personal de Biblioteca de la ESNACIFOR

Hospital Evangélico, específicamente a la Dra. Eunice Barahona.

CAPITULO 1

1.1 Introducción

Según Acuña, (2012), la madera es, con seguridad, el material natural que, desde los principios de la historia, más ha sido utilizado por el hombre. Solo en Honduras, se produjeron en el 2010, 101.42 millones de pies tablares, ICF, (2010), esta producción es resultado de la gran demanda de madera presente en el mercado nacional e internacional, demanda que ha sido satisfecha por la industria forestal. Según Russell (1956) un elemento clave en cualquier transacción de negocios que involucre madera, es la identificación de especies. No obstante, la identificación de madera, es una combinación de arte y ciencia (Wiedenhoeft, 2011).

Según Juanola (2009), el estudio de la identificación de especies, usando madera, ha sido abordado desde hace muchas décadas, aunque en la mayoría de los casos, la identificación se establece, de forma implícita, con la descripción de las características de las maderas y sus propiedades físico mecánicas.

Sin embargo, el color, es la característica más atrayente de la madera, Mari-Mutt (2007); y Juanola (2009), afirma que el análisis de color de las maderas sólo se ha analizado desde el punto de vista de degradación como consecuencia de la acción de la luz ultravioleta. La aplicación como clave para la identificación de madera es una

materia apenas estudiada. Por lo que, la aplicación de una metodología para la identificación de la madera, empleando el color como la clave complementaria, podría proporcionar métodos prácticos para la identificación de especies a partir de su madera.

1.2 Justificación

Según Acuña (2012), generalmente, la identificación de especies, usando solo madera, se basa en la determinación de las propiedades físicas (densidad, ángulo fibrilar), mecánicas (tensión, compresión) y químicas (pH, porcentajes de composición básica) de la madera; dichas propiedades pueden determinarse en valores precisos, empleando procedimientos poco prácticos y especializados, en donde, mayormente solo expertos pueden valorarlos y concluir con el diagnóstico del epíteto especifico al cual pertenece la madera; sin embargo, la madera presenta características macroscópicas, como el color, que aunque difícilmente proporcionan una información precisa para lograr la identificación de una especie, son consideradas en todas las claves macroscópicas; pero por ser muy subjetiva su cualificación, se utilizan de forma general y escasamente relevante.

Por ende, el color, por sí solo no puede constituir una clave independiente de identificación; pero si una donde, por medio de su determinación cuantitativa y cualitativamente, se facilite este proceso. Por lo que, la determinación precisa de los valores, en esta característica macroscópica, podría generar la información idónea para utilizar el color como fundamento de una característica clave para la identificación de especies en madera.

Por consiguiente, la creación de una metodología, implementando software para la determinación de valores precisos del color en la madera, podría generar procedimientos prácticos para la identificación complementaria de especies en madera, en donde los usuarios de esta metodología, podrían no ser precisamente expertos y posiblemente, puedan llegar a un diagnostico preliminar o de diferenciación al final de evaluar las demás características macroscópicas en la identificación de especies.

1.3 Objetivos

1.3.1 Objetivo general

Establecer una metodología para la identificación complementaria de 150 especies maderables de Honduras

1.3.2 Específicos

a) Determinar el color de las tabletas de 150 especies.
b) Determinar el color de los extractivos de 150 especies.
c) Creación de una tabla colorimétrica (base digital de datos) con los resultados obtenidos.
d) Elaboración de un software para facilitar la identificación de especies maderables de acuerdo a la determinación del color.

1.4 REVISIÓN DE LITERATURA

1.4.1 Madera

Desde el punto de vista biológico, la madera es un organismo heterótrofo constituido por un conjunto de células con propiedades específicas para desempeñar las funciones vitales de crecimiento, conducción de agua, transformación, almacenamiento y conducción de sustancias nutritivas y sustentación vegetal (Vargas, 1987).

1.4.1.1 Características macroscópicas de la madera

La estructura macroscópica de la madera es el conjunto de características que se observa a ojo desnudo o con diez aumentos Para la identificación de estas características y debido a su heterogeneidad, se establecen tres planos o secciones:

Transversal, perpendicular al eje de la rama o tronco Radial, que pasa por el eje y un radio de la rama o tronco Tangencial, paralela a un plano tangente al tronco, o al anillo de crecimiento. (Peraza, 2004).

1.4.1.1.1 Con relación a la estructura y anatomía.

1.4.1.1.1.1 Albura

´´Se encuentra en la parte externa del tronco, está constituida por tejidos más jóvenes que el duramen. Es una zona donde se produce con mayor intensidad los procesos de conducción de savia y materias orgánicas. De coloración más clara que el duramen`` (Acuña, 2012).

1.4.1.1.1.2 Duramen

´´Madera de la parte interior del tronco. Se encuentra constituido por tejidos que han llegado a su máximo desarrollo y resistencia. De coloración, a veces, más oscura que la exterior´´ (Acuña, 2012).

Por consiguiente, estas dos características presentan propiedades diferentes entre ellas, por lo que al momento de determinar sus aspectos cuantitativos, se debe hacer por separado para tener valores fidedignos en cada una de ellas.

1.4.1.1.1.3 Anillos de crecimiento

´´Los anillos de crecimiento representan el incremento anual de un árbol. Cada año se forma un anillo, por ello también se le llaman anillos anuales`` (Vargas, 1987).

1.4.1.1.1 . 4 Radios leñosos

``Son bandas o láminas delgadas de tejido parenquimatoso, cuyas células se desarrollan en dirección radial, es decir, perpendicular a los anillos de crecimiento. Ejercen una función de transporte. Almacenan y difunden las materias nutritivas.

Contribuyen a que la deformación o contracción de la madera sea menor en dirección radial que en la tangencial. Son más blandos que el resto de la masa leñosa. Por ello constituyen las zonas de rotura a comprensión, cuando se ejerce el esfuerzo paralelamente a las fibras’’ (Acuña, 2012).

1.4.1.1.1.5 Medula

``Parte que normalmente ocupa el centro del tronco; su función es almacenar substancias; el tamaño, color y forma, principalmente en latifoliadas es muy variable`` (Vargas, 1987).

1.4.1.1.1.6 Vasos

``También llamados tejido vascular, son los que conforman los órganos fundamentales de conducción en las especies frondosas. Son verdaderas “tuberías” que comunican el tronco del árbol desde su base a su copa, sirviendo de “autopistas” a la savia ascendente o bruta. Los vasos (poros) de la madera aparecen en la sección transversal como pequeños agujeros, y en la longitudinal como pequeñas estrías. En las coníferas no existen`` (Acuña, 2012).

1.4.1.1.1.7 Canales resiníferos

``Los canales resiníferos son espacios intercelulares revestidos por células epiteliales (epitelios) que vierten resinas producto de su secreción. En el leño pueden ocupar una posición:

a) Vertical: canales resiníferos longitudinales o axiales.

b) Horizontal hileras de canales resiníferos transversales u horizontales dentro de un radio (radio fusiforme) `` (Hernández, 2010).

1.4.1.1.1.8 Parénquima

``Son células de forma rectangular y paredes normalmente delgadas, no lignificadas, más cortas que las traqueidas axiales. Su función es el almacenamiento de sustancias nutritivas en el leño`` (Hernández, 2010).

1.4.1.1.2 En cuanto a propiedades Organolépticas de la madera

1.4.1.1.2.1 Textura

``Impresión visual producida por las dimensiones, distribución y porcentaje de los elementos estructurales en el leño, en concordancia con el grado de uniformidad en la apariencia`` (Vargas, 1987).

1.4.1.1.2.2 Veteado

Es la apariencia visual de la madera, dependiendo de los dibujos que los anillos de crecimiento presentan, sobre todo, en las caras tangenciales de piezas de madera. (CEP, 2009).

1.4.1.1.2.3 Grano, fibra o hilo

``Termino que se refiere a la disposición y dirección de los elementos constituyentes del leño en relación al eje del árbol`` (Vargas, 1987).

1.4.1.1.2.4 Dureza

``Consiste en la mayor o menor dificultad que presenta la madera para poder introducirle algún cuerpo, como clavos, serruchos o similares`` (EDUALMUC, 2009).

1.4.1.1.2.5 Brillo

´´Es la capacidad de la madera de reflejar la luz ´´ (Vargas, 1987).

1.4.1.1.2.6 Olor

Esta característica debe a la emisión de moléculas libres en el aire debido a la presencia de materiales de infiltración aromáticos en el leño (Acuña, 2012).

1.4.1.1.2.7 Sabor

Es dado por el efecto que en el sentido del gusto producen algunas sustancias contenidas en las células de la madera. Existe la relación que entre más taninos tiene una pieza de madera, más amarga será. (Acuña, 2012).

1.4.1.1.2.8 Color

Característica de la madera, resultado de la infiltración de materiales en la célula y la pared celular (aceites, taninos, resinas, entre otras). (Vargas, 1987).

De todas estas características, la investigación se enfoca en forma específica en la propiedad del color y de forma parcial en las características de la albura y el duramen, por presentar en ellas diferentes coloraciones para la mayoría de las especies maderables.

1.4.2 El Color natural de los materiales

El color en sí no existe, no es una característica del objeto, es más bien una apreciación subjetiva de la luz y la radiación en el espectro electromagnético. Por tanto, podemos definirlo como, una sensación que se produce en respuesta a la estimulación del ojo y de sus mecanismos nerviosos, por la energía luminosa de ciertas longitudes de onda (Rafols 2003).

1.4.2.3 Naturaleza y composición del color de la madera

El color, probablemente es el primer aspecto que se percibe al observar una pieza de madera. Este se debe principalmente a los extractivos que se encuentran en el interior de las células leñosas. El color varía no sólo entre diferentes clases de maderas sino también dentro de una especie y a menudo aún en la misma pieza de madera. Por lo general siempre hay diferenciación entre el color de la albura y el duramen; este último, por lo general es más oscuro que la albura, debido a la acumulación de taninos, FAO (1999); sin embargo en algunas maderas no existe tal diferenciación; por lo que cuando se utilice el color en procesos de descripción e identificación se debe tomar en cuenta el color correspondiente al duramen. El color también es variable según se trate de madera en condición verde o en condición seca según Chavesta (2006), no obstante, también existen maderas que presentan diferencias de coloración entre los leños de anillos de crecimiento, por lo que podemos percibir diferentes colores y tonalidades en una misma pieza de madera.

La coloración de la madera es, en gran parte, resultado de la infiltración de materiales en la célula y la pared celular, (aceites, taninos, resinas, etc.), depositados principalmente en el duramen. Algunas de estas sustancias son toxicas a hongos e insectos y es por este motivo que maderas oscuras, con altos contenidos de taninos presentan una elevada durabilidad natural. (Vargas 1987).

1.4.3 Identificación de la madera

La identificación de especies a partir de su madera, es una combinación de arte y ciencia, ya que requiere de la acumulación de conocimiento científico y experiencia, y de este modo, la identificación, se torna una actividad más práctica y sencilla, porque la mente procesa toda esta información, de una manera tal, que funde el conocimiento científico con una percepción mas artística de las estructuras usadas en la identificación de maderas (Wiedenhoeft 2011).

Por ende, Vargas (1987), menciona que desde el punto de vista de la identificación de maderas, el color (propiedad organoléptica), representa apenas una importancia secundaria, por lo subjetivo que puede llegar a ser su cualificación, pues este se altera de ser madera verde o seca, cuando es expuesto al aire debido a reacciones químicas resultantes de la oxidación de componentes orgánicos presentes en el leño, varía también entre el duramen y albura, y, finalmente, es susceptible a las alteraciones artificiales, por medio de pintura y coloraciones.

Por esta razón, según García, et al, (2003), indica que ´´son escasos los investigadores que utilizan el color para identificar maderas.´´

Moreno (2004), afirma que esto, es producto a que el proceso de identificación de colores depende del cerebro y del sistema ocular de cada persona en concreto, pues dos personas pueden interpretar un color dado de forma diferente, y puede haber tantas interpretaciones de un color como personas hay.

1.4.3.1 Medición del color

Por lo tanto, para medir el color, se utiliza un espectrómetro, un instrumento de medición que analiza el tipo de espectro emitido de una fuente o absorbido por una sustancia que se encuentra en el camino de la luz que emite una fuente, su funcionamiento está basado en la descomposición de la luz en las diferentes longitudes de onda que la componen a partir del fenómeno de refracción que sucede en un prisma o a partir del fenómeno de difracción de la luz que se produce en una red difracción (Jiménez, 2009).

1.4.3.1.1 Software ´´ImageJ´´

No obstante, el ser humano por naturaleza, busca siempre la manera de mejorar los procesos y tareas que realiza, y es debido a esta búsqueda, que se da el invento de los paquetes de software para computadora, estos paquetes vienen a facilitar y automatizar los procesos que las personas hacían sensorial o manualmente antes.

En la actualidad, existe el software ImageJ, que en sus herramientas contienen un histograma de color, cumpliendo la misma función del espectrómetro, calculando la longitud de onda de las imágenes que uno desee. (Juanola, 2009).

Según Kunik (2011), este software es una herramienta muy eficiente para el procesado de imágenes, logrando efectuar operaciones sofisticadas sobre ellas.

1.4.3.1.1.1 Datos obtenidos por ImageJ

a) Media aritmética

´´Muestra el valor central de los datos constituyendo ser la medida de ubicación que más se utiliza. En general, es calculada sumando los valores de interés y dividiendo entre el número de valores sumados´´ (Paz, 2007).

b) Moda

´´ Es el valor de la variable que tenga mayor frecuencia absoluta, la que más se repite, es la única medida de centralización que tiene sentido estudiar en una variable cualitativa, pues no precisa la realización de ningún cálculo´´ (SAEM Thales, 2000).

c) Desviación estándar

´´La desviación estándar o desviación típica (s) es una medida de centralización o dispersión para variables de razón (ratio o cociente) y de intervalo, de gran utilidad en la estadística descriptiva. También se define como la raíz cuadrada de la varianza. Junto con este valor, la desviación típica es una medida (cuadrática) que informa de la media de distancias que tienen los datos respecto de su media aritmética, expresada en las mismas unidades que la variable.

Se caracteriza por ser el estadígrafo de mayor uso en la actualidad´´ (UNAC, 2012).

1.4.4 Estudios Relacionados

Análisis del color y su variabilidad en las coníferas Pinaceae, Subfamilia Pinoideae del grupo Pinoide I de España

``En consideración a la dificultad de diferenciar los pinos españoles pertenecientes al grupo Pinoide I, esto es, Pinus uncinata L., Pinus nigra Arn. y Pinus sylvestris Mill., mediante los sistemas clásicos de análisis de sus características microscópicas y mediante lupa, el OBJETIVO de este trabajo fue encontrar un sistema automático y sencillo, con fiabilidad estadística, que permita la diferenciación de las especies españolas de tipo Pinoide I, basado en la capacidad de análisis de los sistemas informáticos´´ (Juanola, 2009).

´´Para ello, se planteó el análisis del color de la madera de este grupo Pinoide I mediante las técnicas del reconocimiento de patrones, cuyo punto esencial es la clasificación de una señal atendiendo a sus características. En este caso, la señal fue una imagen digital, obtenida mediante escaneado de una probeta de madera, y las características con las que se llevó a cabo la clasificación, fueron los datos del color de esa imagen digital en el espacio de color RGB (Rojo, Verde y Azul)´´ (Juanola, 2009).

´´El proceso pasó por una fase previa de extracción de características, que comenzó con la obtención de la imagen digital de las probetas de madera objeto del análisis, y la obtención de los datos de color de esas imágenes digitales. Con estos datos del color de la imagen, se obtuvieron los vectores aleatorios con las que se crearía un clasificador, y son los datos que posteriormente analizaron las muestras del conjunto del estudio´´ (Juanola, 2009).

´´La principal conclusión, obtenida en este estudio, es la posibilidad de identificar las especies del grupo Pinoide I usando un método automático y no destructivo para clasificar madera, atendiendo sólo a sus datos de color en el espacio RGB. Este método, proporcionó resultados satisfactorios en más de la mitad de las muestras, lo cual supone una diferencia estadísticamente significativa con la clasificación automática aleatoria´´ (Juanola, 2009).

1.5 Comentarios

La investigación se realizó con el objetivo de facilitar la identificación de especies en la madera, utilizando el color como característica única, generando una base de datos del color de las especies sometidas al estudio, una tabla colorimétrica y un software para la identificación complementaria de las especies en la madera, proporcionando en esta forma, herramientas para la clave de identificación que se está realizando en el Laboratorio de Maderas de ESNACIFOR.

Considerando la problemática en Honduras, donde existe una amplia variedad de especies de árboles maderables que actualmente se están aprovechando y comercializando, incluyendo especies amenazadas; la importancia del fortalecimiento de esta clave de identificación es significativa, ya que auxiliaría en gran manera al control del comercio de las especies, puesto que el técnico podría llegar a un diagnostico tentativo de la especie que le facilitara o complementara la identificación macroscópicas, proceso metodológico que más es utilizado por ser reducido en tiempo, equipo y especialización requerido, tornándose práctico y de bajo costo su manejo y aplicación.

CAPITULO 2

2.1 Definición del problema

Pinheiro (2002); indica que la identificación de especies, usando solo la madera consiste en un examen de la estructura anatómica de esta, por aspecto macroscópico (10X) y microscópico (40 a 400X), fotomacrografía y fotomicrografía, revisión bibliográfica de las propiedades físicas (densidad y contracción) y mecánicas (compresión paralela y perpendicular, cizallamiento, dureza). Este es un método seguro para la identificación correcta de madera, por género y/o especie, dando al usuario la garantía necesaria de confiabilidad en el proceso de comercialización; por consiguiente, las metodologías para la identificación de especies usando madera, son bien minuciosas y requieren de un alto grado de conocimientos para poderlas llevar acabo y culminar con un resultado, es decir, identificando la especie.

Sin embargo, una de las principales dificultades en la identificación de maderas por medios microscópicos es la de disponer, de una colección de preparaciones permanentes de calidad, donde se distingan claramente cada uno de los elementos constituyentes (Bravo, 2009).

Por otra parte, según Gonzales (2008), las características macroscópicas son perceptibles a simple vista o en su defecto, con la ayuda de una lupa 10x, por lo cual se facilita la identificación de especies, siempre y cuando, se disponga de un formato de resultados de la aplicación del procedimiento para la identificación organoléptica y macroscópica de las especies en donde se determinen los valores para cada característica y de esta forma llegar a un veredicto respecto a la especie.

Por ende, para lograr identificar las especies, usando solo la madera, se torna una actividad que mayormente a las personas no expertas en la temática, se les dificulta realizar; por lo que, esta investigación podría proporcionar métodos nuevos en los cuales resulte más sencillo y practico la identificación de especies teniendo solo muestras de madera.

2.2 Hipótesis

2.2.1 Hipótesis nula

Utilizando el color de la madera y del extractivo, no se puede lograr identificar las 150 especies de la xíloteca de ESNACIFOR.

2.2.2 Hipótesis alternativa

Utilizando el color de la madera y del extractivo, se puede lograr identificar las 150 especies de la xíloteca de ESNACIFOR.

2.3 Descripción del Área de Estudio

Las actividades se llevaron a cabo en las instalaciones de la Escuela Nacional de Ciencias Forestales ESNACIFOR; específicamente en el Laboratorio de Maderas del Departamento de Investigación Forestal Aplicada y el Taller de Carpintería de la ESNACIFOR.

2.4 Metodología Utilizada en el Campo

2.4.1 Muestras

La madera utilizada en este estudio proviene de la xíloteca1 del Laboratorio de Maderas en ESNACIFOR (Anexo 1), antes de que una tableta de madera fuera integrada a la xíloteca, fue identificada botánicamente con muestras de hojas, flores, frutos y semillas principalmente, correspondientes al árbol de donde se extrae la madera.

Para la determinación de color en la madera sólida, se emplearon tabletas seleccionadas de madera de 150 especies y para la determinación del color de sus extractivos acuosos, primero se crearon los mismos utilizando madera triturada y agua destilada.

2.4.2 Elaboración de las Muestras

2.4.2.1 Tabletas de Madera

Para crear las muestras de madera sólida, en la Carpintería de ESNACIFOR, se aserró la madera, produciendo piezas con las dimensiones de 1 x 7 x 10 cm, correspondientes a una tableta de madera, no obstante, la gran mayoría de las tabletas de madera empleadas en este estudio fueron proporcionadas de la xiloteca de ESNACIFOR.

Seguidamente, con una lija de grano 180, se igualaron las superficies de las tabletas, erradicando la superficie rustica o quemaduras de la sierra, con el propósito de tener tabletas de alta calidad, con superficies sin desperfectos, para que en el momento de determinar el color, este no sea adulterado por manchas, defectos o quemaduras.

2.4.2.2 Extractivo acuoso de madera

En la Carpintería de ESNACIFOR, se aserró otras piezas de madera con las dimensiones de 2.54 x 2.54 x 2.54 cm (1’’ x 1’’ x 1’’) para crear las probetas de madera, que fueron utilizadas en la obtención de los extractivos, sin embargo, cabe mencionar que, al igual que las tabletas de madera, la gran mayoría de las piezas usadas para este estudio fueron proporcionadas por la xiloteca de ESNACIFOR.

La probeta de madera se colocó en un recipiente de plástico doblemente reforzado (vaso) junto a 50 ml de agua destilada, estas piezas de madera se sometieron a un minuto de calor en un microondas casero (exceder el sometimiento de la probeta con 50 ml de agua destilada en un tiempo mayor a un minuto, provoca la ebullición del agua destilada, ocasionando perdida en el volumen de agua destilada), todo lo anterior es realizado con el propósito de ablandar la probeta que se tritura y extraer parte de los taninos y demás sustancias solubles en el agua, proporcionando como resultado una solución acuosa que contiene taninos y otras sustancias extraíbles de la probeta.

Seguidamente, la pieza de madera y el agua destilada se dejaron reposar en el recipiente de plástico reforzado hasta que la temperatura de ambos disminuyera a temperatura ambiente, para facilitar su manipulación respectiva.

Posteriormente, usando un utensilio de corte (cuchilla o machete) con el suficientemente tamaño para producir cortes tangenciales y fragmentar la pieza de madera lo más posible con el propósito de poder molerla a continuación de forma más fácil y efectiva. Se usó una balanza para medir un gramo de madera triturada. Respectivamente, el último paso en la obtención de los Extractivos, fue verter el agua que sirvió para ablandar la madera y que contenía parte de los mismos por el proceso de dilución y destilado, junto con el gramo de madera triturada en un tubo de ensayo de 20 ml de capacidad, cuya mezcla se dejó reposar una semana hasta que las partículas de madera triturada se asienten en el fondo del tubo de ensayo (al menos una hora, Ver inciso 3.1.1) , continuándose el proceso de dilución de los extractivos y para que al momento de la determinación el color, estas partículas no afectaran la captura de la imagen respectiva.

2.4.3 Selección de las Probetas y Tabletas

2.4.3.1 Tableta de Madera

Para las muestras de madera sólida, se seleccionaron, para cada de las 150 especies escogidas, tres tabletas de albura y tres de duramen, no obstante, para las especies que no presentan diferencia entre albura y duramen, únicamente se tomó tres tabletas y para todas estos tres tipos de madera identificados (albura, duramen y sin diferencia entre albura y duramen), se procuró que no presentaran defectos mecánicos (marcas de sierra o de cuchilla, fisuras, entre otras) y considerando que las tabletas de madera solida se encuentran en cajas de madera, donde su exposición al sol es prácticamente nula, sin embargo, esto no evitó que existieran muestras alteradas por la oxidación del aire y la decoloración por la luz ultravioleta, por lo cual se procuró eliminar estas imperfecciones lijando las tabletas y de esta forma obtener muestras que poseyeran los colores naturales propios de su especie y tipo de madera. (Figura 1 y 2)

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Figura 1. Cedrela odorata Figura 2. Tabebuia guayacan Fuente: Imágenes de tabletas de la Xíloteca.

2.4.3.2 Extractivo acuoso de Madera

En el caso del extractivo acuoso de madera, también se seleccionaron para cada una de las 150 especies, tres probetas de albura y tres de duramen para ser trituradas, no obstante, en las especies que no presentaron una diferencia entre albura y duramen, únicamente se seleccionaron tres probetas para crear exclusivamente tres extractivos acuosos.

Consecuentemente, tanto en las muestras de madera sólida y los extractivos acuosos, se ejecutaron tres repeticiones con dos factores (albura y duramen), para las especies que presentaban esta diferencia, y considerando las diferencias de color de madera entre las especies y variaciones en las tonalidades de color en cada una de estas así como también entre los tipos de madera, albura y duramen, en una misma especie (Figura 3 y 4), por lo que se determinó el color de manera individual.

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Figura 3. Color de extractivo de Figura 4. Color de extractivo de Duramen de Swietenia albura Swietenia macrophylla. macrophylla.

2.5 Metodología en el Laboratorio

2.5.1 Determinación de las especies que presentaban diferencia entre los tipos de madera, albura y duramen

Realizando una inspección física, en la xiloteca de ESNACIFOR, para cada una de las especies sometidas al estudio y apoyándose en la descripción botánica (para cada especie) en el ´´Manual de Cien Especies´´ del Ingeniero René Benítez y el ´´Manual de 30 Especies´´ de la Fundación de CUPROFOR se definió las especies que presentaban la diferencia significativa de albura y duramen; no obstante, las especies que no se encontraron descritas en ambos manuales, fueron inspeccionadas con mayor rigurosidad en la xiloteca y de esta forma definir las especies que presentaron esta diferencia.

2.5.2 Pre Muestreo

Con el propósito de establecer una metodología, en donde esta no dejara cabos sueltos respecto a los procedimientos a seguir para la toma de datos, se realizó un premuestreo en donde se utilizaron 9 especies y se determinó el comportamiento de las variables de color en los diferentes tipos de madera (conocer si existe diferencia significativa entre albura y duramen) utilizando un análisis de varianza.

Para conocer si existía una variación en el color de los extractivos acuosos respecto al periodo de tiempo en la toma de imágenes de estos (para evitar muestrear el fenómeno de oxidación de los líquidos), se tomó una imagen (con una cámara con programación ´´ISO 3200´´) tomado la primera imagen el día en que se obtuvo el extractivo y posteriormente, se tomó una imagen semanal durante cuatro semanas.

2.5.3 Captura de Imágenes.

2.5.3.1 Madera solida

Empleando un escáner marca ´´canon´´ de una resolución con 600 ppp2, se escaneó cada una de las tabletas de madera, procurando que las imágenes resultantes poseyeran una alta nitidez y definición con el propósito de obtener un muestreo significativo y real del color de la madera.

2.5.3.2 Extractivo acuoso de madera

El escanear un extractivo acuoso resulta muy complicado, porque este no presenta una superficie ortogonal ni un color consistente, pues se encuentra en un tubo de ensayo, cilíndrico, transparente y diluido en agua;

[...]


1 La palabra Xiloteca proviene de las raíces griegas xilo (ξυλο-), que significa madera, y teca (θiκη), que significa caja o armario, 'lugar en que se guarda algo', y nombra un tipo de colección especial, la madera. (EBUM, 2001)

2 Pixeles Por Pulgada cuadrada, del inglés ´´ dots per inch (DPI)´´

Final del extracto de 126 páginas

Detalles

Título
Metodología Complementaria para la Identificación de 150 Especies Utilizando el Color de la Madera y del Extractivo
Curso
Ingeniería Forestal
Calificación
Ninguna
Autor
Año
2014
Páginas
126
No. de catálogo
V334821
ISBN (Ebook)
9783656989134
ISBN (Libro)
9783656989141
Tamaño de fichero
3044 KB
Idioma
Español
Notas
En el desarrollo de la preparación de esta tesis se elaboró un software para facilitar la identificación de las especies y sus diferentes tipos de madera.
Etiqueta
metodología, complementaria, identificación, especies, utilizando, color, madera, extractivo
Citar trabajo
Job David Gámez Abelar (Autor), 2014, Metodología Complementaria para la Identificación de 150 Especies Utilizando el Color de la Madera y del Extractivo, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/334821

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