Composición química de la madera.

INTRODUCCIÓN.

Un bosque representa algo distinto para cada uno de nosotros; para algunos puede ser una fuente de la que se obtiene leña, un producto esencial o un lugar para pasear o incluso un rincón de esparcimiento espiritual. Para otros, en cambio, es una fuente de agua pura para beber o materia prima para aserrar. Nuestras distintas percepciones hacen, a veces, más difícil comprender las perspectivas y necesidades de los demás, aunque podamos concordar en la importancia del uso sostenible de los bosques (Ahtesaari, 1999)

Este uso sostenible de los bosques recae sin más sobre el desafío al que se enfrenta el sector forestal en la actualidad, que consiste en satisfacer las necesidades de productos madereros y no madereros atendiendo al mismo tiempo a la demanda de servicios ambientales y sociales que se esperan de los bosques. (FAO, 1999)

La madera es el principal producto comercial procedente del bosque. Actualmente países como Australia, Portugal, España, Brasil, por solo citar algunos, disponen de plantaciones de eucaliptos destinadas a las Industrias de la Elaboración Primaria de la Madera, la Industria de la Celulosa y Papel y otros variados usos, no obstante, se considera que el género eucalyptus presenta alternativas de uso que no se han explotado.

Los extraordinarios adelantos alcanzados en los últimos años en la ciencia y la tecnología, representan un reto difícil, específicamente para los países en desarrollo. El conocimiento de la composición química de la madera y es especial de los eucaliptos son avances que brindan nuevas oportunidades en la implantación de tecnologías, que para aprovecharlas los países deben aumentar rápidamente su capacidad para asimilarlas en correspondencia con las condiciones socioculturales y ambientales existentes.

Palabras claves: eucalipto, composición química, madera, celulosa, pulpa, lignina, hemicelulosas, extractivos

1. – Composición química de la madera.

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. ( Browning, B.L., 1967); (Fengel, D., 1984).

La madera está formada por componentes estructurales y no estructurales, los estructurales son los que componen la pared celular y los no estructurales son denominados como sustancias extraíbles.( Bland, D.E., 1985).

La proporción de estos componentes varía con la especie, entre la madera de árboles de la misma especie y en diferentes partes del propio árbol, en la madera de la albura y duramen, en dirección radial y longitudinal.

Los parámetros edafoclimáticos influyen en la composición química, así, se presentan diferencias entre maderas que provienen de zonas templadas con las que provienen de zonas tropicales. (Fengel, D., 1984).

Fig. ( 1 ) Esquema general de los componentes químicos de la madera, según Browning, B.L (1967), Fengel, D., (1984)

1.1 – Componentes de la pared celular de la madera.

1.1.2 –La celulosa.

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 (Marx- Figini, M., 1964), siendo el principal componente de la pared celular. (Fengel, D., 1984).

La celulosa consiste en unidades de anhidro- ß - D(+) glucopiranosa en conformación C1, unidos por enlaces glicosídicos ß -1-4, por lo que se puede describir como un polímero lineal de glucanos. La unidad estructural de la celulosa es la celobiosa (disacárido) con una longitud de 1,03nm. (Fengel, D., 1984).

El grado de polimerización es del orden de los 15,000, lo que equivale a una masa molar en el orden de los 2,3 millones. Debido al tipo de enlace (ß-1-4) la molécula de celulosa tiene una forma lineal, estabilizada por la formación de numerosos puentes de hidrógeno intracadenales e intercadenales. Entre 40 y 70 moléculas se encuentran agrupadas en fibrillas elementales de un espesor de 3,5 y 7,5 nm y una longitud de varios µm. En ellas las moléculas de celulosa están orientadas longitudinalmente formando un agregado cristalino fuertemente ordenado, en el que todas las moléculas presentan la misma polaridad, lo que indica que tienen su extremo reductor orientado hacia el mismo extremo de la microfibrilla. En estos agregados las moléculas de celulosa no están unidas covalentemente, estabilizándose su estructura solamente por puentes de hidrógeno (C3-C6) y (C2-C5), que aunque muy débiles individualmente, su elevado número hace de la fibra de celulosa una estructura muy firme y poco sensible a la degradación. (Guardiola, J.L.; Amparo, G.L., 1995)

Las microfibrillas construyen las macrofibrillas y estas a su vez las fibras de celulosa. (Browning, B.L., 1967); (Sjöstrom, E., 1981)

La estructura cristalina de la celulosa de la madera ha sido estudiada por análisis de Difracción de Rayos X y métodos basados en absorción de luz Infrarroja polarizada. Mediante los espectros Infrarrojo de la celulosa se puede obtener información sobre los cambios estructurales de la celulosa oxidada, u obtenida por diferentes métodos. (Higgins, H.G., McKenzie, A.W., 1956), (Browning, B.L., 1967)

La celulosa presenta un alto grado de cristalinidad, pero no es 100% cristalina, dependiendo de la materia prima de donde proviene. La presencia de hemicelulosas en la celulosa de las maderas parece causar disturbios en la cristalinidad. Cuanto más cristalina es la celulosa mayor es su densidad. (Browning, B.L., 1967)

La cristalinidad de la celulosa se encuentra en función de la gran cantidad de puentes de hidrógeno, hecho que además explica por qué la celulosa no es soluble en los sistemas de solventes usuales. Ella es la responsable de determinadas propiedades físicas y mecánicas de las maderas por constituir el material de sostén del árbol, dándole resistencia y tenacidad. (Coronel, E.O., 1994)

Los análisis térmicos realizados a la celulosa en muchos casos han sido relacionados con el empleo de la madera y los materiales celulósicos, con fines energéticos y como una materia prima importante en la Industria Química de los Derivados. Los análisis térmicos realizados con más frecuencia a este tipo de material, son los relacionados con el Análisis Termicogravimétrico

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