Xiloteca de las maderas y arbustos, especies en peligro de extinción o amenazadas de los bosques de Costa Rica

Informe final de proyecto de investigaciónEn Costa Rica existen alrededor de 50 especies en peligro de extinción que se desarrollan en los bosques de Costa Rica. Además de ello, existen otro tanto de especies catalogada como amenazadas, las cuales, quizás, en un poco tiempo formarán parte de las especies consideras como en extinción. Es por ello, el proyecto de investigación “Xiloteca de las maderas y arbustos de especies endémicas de los bosques de Costa Rica” tiene como meta recolectar y describir al menos muestras de madera de 50 especies de árboles o arbustos en peligro de extinción en los bosques en Costa Rica. Además de su descripción, fueron preparados “fichas de la madera” para agregar a un posible libro denominado “Las maderas de Costa Rica”. En material físico recolectado en este momento en la “xiloteca del centro de Investigación Bosque Industria”. Dicho material esta a disposición de diferentes usuarios. Aunque se tiene como objetivo de recolectar y describir 50 maderas catalogadas como en peligro de extensión no fue posible hacer todas ellas. Fueron recolectadas 20 muestras de las 50 en total. Para el resto de las especies no es fácil de encontrar o muestrear por que justamente tienen la denominación de peligro de extensión, habiendo muy pocos individuos presentes en muestro pías. A pesar de este inconveniente, fue posible incrementar agregar un nuevo objetivo al proyecto: impartir un curso de educación continuada al sector nacional denominado Identificación de madera y aspecto de dendrocronologia, con la participación de 13 personas de diferentes organismos nacionales como el INA, ICE, el ministerio de justicia, así como instituciones privadas y ONG. Con el desarrollo de este proyecto fue posible determinar que en Costa Rica existe una demanda por conocer las maderas de los árboles existentes en los bosques, no solo por su aprovechamiento, sino que para su conservación o bien conocer la dinámica de su crecimiento. Es por ello que se espera en las meses se espera plantear proyectos de investigación que contemplen el estudio de la anatomía del leño de especies leñosas que pueden ser árboles, arbustos o bien lianas

Maderas de la Península de Osa: su descripción e identificación para el control de su aprovechamiento

Informe final de Proyecto de InvestigaciónLa Península de Osa posee una de las vegetaciones más exuberantes, complejas y diversas de Costa Rica. Sus nutridas selvas se deben a la convinación de elementos naturales que han promovido el establecimiento de unidades florísticas con representación de tres tipos de bosques, el seco, el muy húmedo y el premontanos. Por años, esta riqueza biológica ha sido muy amenazada, principalmente por la explotación maderera, creando una problemática compleja que requiere desarrollar estrategias que consideren la evaluación de la biodiversidad desde la mayor cantidad de perspectivas. Con el fin de crear instrumentos que mejoren el control y manejo de los recursos forestales en Osa, se desarrolló esta propuesta que consideró como objetivo fundamental la generación y recopilación de conocimiento de las maderas de especies arbóreas de la región, de forma tal que se disponga de un instrumento de referencia que promueva el efectivo control del madereo. En este documento se presenta información para195 especies de árboles identificadas con usos maderables, o al menos con potencial uso maderable, presentes en Península de Osa. En general, se presenta información relacionada a tres grandes: 1. Descripción de corteza, 2. Descripción de la madera y 3. Una clave de identificación de la madera utilizando el programa LUCID 3, de uso para computadora

Secado de la madera de Gmelina arborea procedente de dos zonas de Costa Rica

Informe final de Proyecto de Investigación. Código: 5402-1401-8001El proyecto fue planteado debido a que durante el aprovechamiento industrial de Gmelina arborea, y en particular en el proceso de secado, se producen grandes diferencias en contenido de humedad final (CHf). Para ello fue evaluada madera procedente de árboles de 2 plantaciones jóvenes y 2 plantaciones cerca del turno de rotación o edad próxima a ser aprovechadas. Dichas plantaciones estaban, ubicadas en Piedras Blancas (Zona Sur), Península de Nicoya y Las Juntas de Abangares (Zona Norte). En el proyecto de investigación se estudio las posibles causas de la poca uniformidad en el CHf, siendo investigado el efecto de la anatomía, influencia de albura y duramen, procedencias, altura de la troza en el árbol y el tipo de corte presente en la madera

Secado convencional para madera de Acacia mangium y Vochysia guatemalensis de plantaciones forestales en Costa Rica

Informe final de Proyecto de Investigación. Código del proyecto: 5402-1401-1009El proceso de secado de la madera es una de las principales actividades que se realiza para la utilización de la materia prima que se genera en las plantaciones forestales. El contar con madera seca permite, entre muchas otras cosas, la disminución de los costos de producción, debido a que esta ofrece las mejores condiciones de trabajabilidad y de propiedades en la elaboración de productos con este material. En Costa Rica se han plantado una serie de especies forestales con muy excelente crecimiento y producción. No obstante, en recientes años se ha encontrado que algunas especies como la Acacia mangium y la Vochysia guatemalensis presentan serios problemas durante la etapa de secado, principalmente relacionado con la presencia de defectos, variaciones del contenido de humedad una vez que la madera está seca y el tiempo prolongado de secado. En vista de lo anterior el presente proyecto de investigación tuvo como objetivo establecer aquellos aspectos que se deben tener en cuenta durante el secado convencional de estas dos especies de madera. Se investigaron en su totalidad aquellos aspectos relacionados con las variaciones en el sentido médula-corteza, las variaciones del contenido de humedad inicial y final, la velocidad de secado, los cambios en el color de la madera y los defectos producidos en la madera antes y después del secado, para ambas especies. De las pruebas que se realizaron en estas especies se han elaborado cuatro publicaciones científicas, de las cuales ya una de ellas ha sido publicada por la revista “Maderas. Ciencia y Tecnología”, y el resto se encuentra en proceso de revisión. Además se elaboro una manual de secado para cada especie, los cuales están sometidos a publicación en la “Revista Forestal Kurú” de la Escuela de Ingeniería Forestal y en la revista “Tecnología en Marcha” del ITCR. Así mismo estas dos publicaciones fueron reducidas en dos “plegables” para divulgar en públicos menos especializados, como técnicos u operadores de secadoras. Mediante estas publicaciones se establecieron aquellos criterios relevantes a considerar durante el proceso de secado de las dos especies, de forma tal que se obtenga un mayor aprovechamiento y calidad de la madera aserrada proveniente de trozas de plantaciones forestales implementadas en Costa Rica.The drying process of wood is one of the main activities to be performed for the use of raw material generated in forest plantations. Having dry wood allows, among other things, lower production costs, because this provides the best working conditions and properties in the production with this material. In Costa Rica, there are a lot of planted forest species with very good growth and production. However, in recent years it have found that some species such as Acacia mangium and Vochysia guatemalensis present serious problems during the drying process, mainly related to the presence of defects, changes in the moisture content once the wood is dry and prolonged drying time. In view of this, the present research was to establish those aspects that should be taken into consideration during the conventional drying of these two wood species. Were totally investigate all the aspects related to changes in initial and final moisture content, drying rate, changes in the wood color and defects in the wood produced before and after drying, for both species. With these tests we have developed four scientific publications, of which one has already been published in the journal "Maderas. Ciencia y Tecnología" and the rest are under review. Also we have elaborated a manual of drying for each species, which are subject to publication in the “Revista Forestal Kuru” from the Forestry Engineering Department and in the journal “Tecnología en Marcha” from the ITCR. Along with these two publications, we developed two “Brouchures” to disclose in less specialized public, such as technicians or dryers operators. Through these publications were established those criteria relevant to consider during the drying process of this two species, so as to obtain greater utilization and quality of sawn timber logs from forest plantations implemented in Costa Rica

Mejoramiento en la eficiencia del proceso de secado convencional y homogenización en el color de la Albura y el Duramen en madera de Teca (Tectona grandis L.) (Documento I)

Informe final de Proyecto de Investigación. Código: 5401-1401-1030Different drying schedules were investigated to decrease drying time of Tectona grandis L. wood from juvenile plantations, using the drying rate (DR) to reduce time. The DR value was 20% per day during the first stages and by the time the wood reached 30% of moisture content (MC), the DR remained in 8% per day until the end of drying. The initial moisture content (MCi) ranged between 92 and 115%, MCi was affected by grain pattern and heartwood percentage. The final moisture content (MCf) differed in 2.0% in relation to the MC targeted for this study. Drying time can be reduced from 140 hours to 105 hours, maintaining DR conditions and saving 33% of energy consumption. DR is affected by moisture content and drying time and this behavior can be modeled mathematically by the equation Y = a*t + b. In these relations, the factors with greatest influence were dry-bulb temperature and wet-bulb depression. Both relations show an inflexion point in the relation DR-MC, 80% in fast drying schedule and 40% in slow drying schedule. This MC indicates the point where the DR must be changed

Determinación de los valores de esfuerzos estructurales para vigas de madera perfil Tipo I (Documento II)

Informe final de proyecto de investigación. Código del proyecto: 5402-1401-1008El proyecto tiene como fin determinar los valores de esfuerzo estructural de vigas de madera con perfil tipo I construidas a escala real con tres especies forestales de rápido crecimiento, para ser utilizadas como entre-pisos y techos

Influencia de los nutrientes minerales, características del suelo, edad del árbol y condiciones ambientales en el color del duramen y algunas propiedades en la madera de Tectona grandis (TECA-COLOR)

Proyecto de Investigación Código: 5402-1401-9401Aunque el color de la madera de teca es un factor importante para su comercialización, las causas de la variación en el color son poco conocidos. Este problema no solo ocurre madera proveniente del habitad natural, si no que también creciendo en plantaciones forestales que es altamente influenciado por las condiciones de crecimiento, el ambiente, el manejo y los suelos en las que se planta en Costa Rica. En vista de este problema es que en este proyecto de investigación se estableció con la finalidad de determinar el efecto de las condiciones ambientales, características físicas y químicas del suelo (tipo de suelo), las condiciones de la plantación en el color del albura y el duramen de la madera. Así también se relacionó la durabilidad natural de la madera proveniente de plantaciones forestales de rápido crecimiento con el color de la madera. Dentro de otros productos tenidos en este proyecto, fue determinada la influencia de las propiedades del suelo y los clones en otras propiedades de la madera. Varios fueron los principales resultados encontrados: (i) Los aspectos físicos y químicos del suelo en general no presentan grandes efectos en las propiedades del color de la madera, ya que parece que el color esta relacionado más con los aspectos climatológicos del sitio, como por ejemplo, el déficit hídrico, (ii) fue encontrado que además de que las propiedades físicas y químicas del suelo determinan el color de la madera, es posible también controlar este parámetro por otros aspectos tales como edad del árbol, tasa de crecimiento y densidad de plantación, los cuales son regulados por el manejo de las plantaciones y (ii) se encontró que los parámetros del color de la madera pueden ser controlados genéticamente, Además se encontró que el color posee un alto índice de heredabilidad, lo cual sin duda permitirá seleccionar clones con mejores características de color. Toda la información acá presentada fue generada de plantaciones de rápido crecimiento, todas ellas con edades muy próximas al turno de rotación y la información que es generada tiene como objetivo poner a disposición del sector de reforestación costarricense, todas las características necesarias para el procesamiento industrial de las especies de plantación

Modelaje del porcentaje de duramen, módulo de elasticidad dinámico y densidad de plantaciones forestales de Tectona Grandis L.f. de rápido crecimiento establecidas en Costa Rica (Documento I)

Informe final de Proyecto de Investigación. Código: 1401063La madera de duramen es la parte más importante del árbol en Tectona grandis L.f. Aunque existen varios modelos de predicción de volumen total (albura y duramen) en esta especie, no existen modelos de predicción de duramen únicamente. El objetivo del presente trabajo fue desarrollar modelos matemáticos para predecir la altura máxima del duramen (HWh), el diámetro (HWdiameter), porcentaje (HWpercentage), volumen y cantidad de trozas comerciales con duramen, de árboles de T. grandis de plantaciones de rápido crecimiento, utilizando variables de fácil medición como diámetro a la altura de pecho (DBH), altura total (Ht) y edad. Diferentes modelos fueron utilizados para establecer las ecuaciones de los parámetros del duramen con las variables predictoras. Se muestrearon en total 54 plantaciones en cinco regiones de Costa Rica, seleccionando 3 árboles por plantación. Los modelos seleccionados para predecir el HWh, HWdiameter y para el volumen de duramen incluyen el DBH y la Ht en los modelos. Para HWh y volumen el modelo propuesto es Y= β1+β2*Ht+β4*DBH con coeficientes de correlación de R=0.85 y 0.75 respectivamente y la ecuación del perfil del fuste para determinar los diferentes HWdiameter fue diHW2DBH2=−1.56∗(hiHt−1)+0.90∗(hi2Ht2−1), con R=0.96. En relación a la cantidad de trozas con duramen (diámetro mínimo de 7 cm) y la cantidad de trozas varía de 1, en árboles de 12 a 14 cm al DBH a 8 en diámetro de 40-45 cm al DBH

Secadora solar

Informe final de Proyecto de InvestigaciónEl proyecto Secadora Solar se planteó como una actividad de fortalecimiento de la Escuela de Ingeniería Forestal (EIFO). La intención de esta actividad se concretó en la construcción de la secadora y en la realización de una prueba de secado para efectuar los ajustes pertinentes al modelo con el fin de garantizar la eficiencia en el secado utilizando este tipo de tecnología. Los costos de la construcción fue asumida en su totalidad por la EIFO a través de los fondos generados por la venta de servicios, específicamente por proyecto productivo secado de madera. El aspecto novedoso de esta construcción está en que el consumo energético de la misma es muy bajo, ya en las secadoras solares son sistemas de utilización de tecnología limpia, pues el motor de trabajo en el secado tiene su base en la utilización del calor generado por lo rayos solares. Las actividades de esta actividad de fortalecimiento consistieron en la construcción de la secadora, obtención de la información de costos de construcción, ejecución de una prueba de secado en donde fue controlada las condiciones de ambientales y el secado de la madera. Para ello se utilizó madera de 2,54 cm de espesor de teca (Tectona grandis), que es una especie comúnmente utilizada en la reforestación comercial de Costa Rica. Se cumplieron todos los objetivos planteados para esta actividad y adicionalmente preparó material divulgativo sobre las secadoras solares, material que se encuentra en este momento en prensa. Se redactó un folleto con información detallada de la construcción de secadoras solares donde se presentan los costos de inversión y los costos de secados por metro cúbico de madera, el folleto se encuentra en revisión. Después de las prueba de secado realizado hasta el momento, se ve la necesidad de formular nuevos proyectos de investigación en donde permita analizar más en detalle la eficiencia de la secadora, dar control y seguimiento mínimo automático de las condiciones ambientales internas de la secadora y externas. Así también se ve la necesidad de involucrar en este posible proyecto otras del ITCR como Electrónica y Electromecánica. Desde luego es menester mencionar que es necesario de transferir este tipo de tecnología al sector productivo nacional para su implementación en las cadenas de producción.The project “Solar Dryer” was raised as a strength activity in the School of Forestry Engineering (EIFO). The activity results are the solar kiln and the test of drying wood, all of them will permit to make appropriate adjustments to the model to ensure efficiency in the solar dryer model. The cost of construction was assumed in full by the EIFO through funds generated by the sale of services, specifically using the count “drying wood production”. The innovative aspect of this construction is the energy consumption because it is very low, the solar dryers are systems that use clean technology, the driving force working in the dryer is based on the use of the heat, generated by the sun's rays. The activities of this strength activity consisted in the construction of the solar kiln for drying wood, obtain information from construction costs, and the test of dry, where the solar dryer controlled environmental conditions and make possible the drying of the wood. For the test was used wood of teak (Tectona grandis) 2,54 cm of thickness, this specie is widely used in commercial reforestation in Costa Rica. This strength activity met all the goals set; in addition, it was prepared an informative brochure about solar dryers aspects and a technical inform document that is at this moment, in press. It included detailed information related to investment costs, design, and the cost per meter cubic of drying wood. After the drying test, it was identified the needed to develop new research projects for analyze more detail about the efficiency of the dryer, install an automatic control and monitoring the environmental conditions from the internal and external kiln. So it was visualized the need to engage in this project other possible project researcher from others schools as Electronics and Electromechanical. In fact, it should be mentioned that there is need to transfer this technology to the national productive sector for its implementation in productivity chains

Establecimiento de las condiciones de termotratamiento de madera de melina (Gmelina arborea) y teca (Tectona grandis) para mejorar sus propiedades (Documento I)

Informe Final de Proyecto de Investigación. Código del proyecto: 1401062In recent years, new techniques and processes have emerged, such as heat treatment to modify and improve the properties of wood. This study evaluated the effect of thermo-treatment on physical properties (density, shrinking, mass loss, moisture absorption) color measured by the CieLab system, durability by accelerated testing of natural rot resistance, mechanics such as MOR and MOE in flexion, stress adhesion and chemicals by FTIR in wood of Tectona grandis and Gmelina arborea. Sapwood and heartwood samples, sawn under radial and tangential cutting patterns for T. grandis species and wood samples sawn under the radial and tangential cutting patterns for G. arborea were exposed to four temperature levels (205, 210, 215 and 220 ° C) and (185, 190, 195 and 200 ° C) respectively, plus control samples (without thermo-treatment) for each species. Results showed that density varied from 0.61 g cm-3 to 049 g cm-3 and from 0.43 g cm-3 to 0.47 g cm-3 fot T. grandis and G. arborea respectively, with a declining trend as temperature of the thermo-treatment increases in both species. Shrinking percentage fluctuated between 2.61 to 1.20% and from 2.40 to 1.62% for T. grandis and G. arborea respectively, where heartwood timber with tangential cutting pattern thermo-treated at 220°C for T. grandis species and G. arborea timber with tangential cutting pattern thermo-treated at 195 ºC showed the highest shrinking percentages in each species. Mass loss percentage ranged from 11.55 to 14.32 and from 7.75 to 14.09 for T. grandis and G. arborea respectively, reflecting an increase in the mass loss percentage with the increasing of the thermo-treatment temperature. Likewise, the absorption percentage varied from 1.05 to 2.66 % for T. grandis and from 1.39 to 2.37 % for G. arborea showing a decrease for T. grandis and an irregular behavior in G. arborea, when raising the heat treatment temperature Total color change (ΔE*) of wood varied from 21.91 to 40.92 and from 24.95 to 30.24 % for T. grandis and G. arborea respectively, reporting an increase in total color change as the heat treatment temperature increases. The change in color showed the largest changes in the brightness parameter (ΔL*), while redness (Δa*) and yellowing (Δb*) showed minor color changes. MOR varied from 44.18 to 76.63 MPa and from 49.70 to 60.68 Mpa for T. grandis and G. arborea respectively, affected mostly in heartwood timber with radial cut of T. grandis and G. arborea timber with tangential cut thermo-treated at temperatures of 220 and 200ºC respectively. Meanwhile, MOE values ranged from 3.07 to 3.78 GPa and from 6.94 to 8.52 GPa for T. grandis and G. arborea, respectively, reflecting the lowest values in sapwood timber with tangential cut at 205 ºC for T. grandis and in timber without heat treatment with tangential cut for G. arborea. Tension resistance showed a variation between 2.46 and 11.52 % and 4.13 to 8.69 % for T. grandis and G. arborea respectively, with a declining trend as the thermo-treatment temperature increases for both species. Moreover, it was found that failure percentage occurs mostly in wood with values higher than 26%. Durability of wood, showed that L. acuta degraded to a greater degree the wood in relation to T. versicolor. Likewise, it was obtained that G. arborea species is more susceptible to degradation compared to T. grandis. The bands of 1053 and 1108 cm-1 in thermo-treated wood had the highest intensity values regardless of the species, type of wood or cutting type, in relation to the different thermo-treatment temperatures, indicating chemical modification with the heat treatment. Finally, it was found that the heat treatment influences the physical, mechanical and chemical properties of the wood improving in some cases the quality of the same and in others affecting them, however, we must consider the conditions of the process, as well as the temperatures and time of exposure of wood per species and the objective of the same to obtain the best results