Impregnación
de bórax y ácido bórico en caña Guadua angustifolia Kunth por el método
de inmersión
Borax and
boric acid impregnation into Guadua angustifolia Kunth cane by immersion
method
Juan
Pablo Simisterra Borja1; Roberto Enrique Cervantes Proaño1;
Lorena E Ona Yanez1, *;
Digmar
Alfredo Lajones Bone1
1 Universidad
Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Facultad de Ciencias Agropecuarias,
Estación Experimental Mutile, Km 18 Vía al Aeropuerto, Esmeraldas, Ecuador.
*Autor
corresponsal: lorena.ona@utelvt.edu.ec (L. E. Ona Yanez).
ID
ORCID de los autores
J.
P. Simisterra Borja: 
https://orcid.org/0000-0001-5544-4627 R. E. Cervantes
Proaño: https://orcid.org/0000-0003-4865-7370
L.
E. Ona Yanez: https://orcid.org/0000-0001-5958-9057 D. A. Lajones Bone: https://orcid.org/0000-0002-8143-8578
RESUMEN
La caña Guadua angustifolia Kunth es un
material con un gran potencial de industrialización que no ha sido objeto de
estudio en el ámbito de la preservación por lo que se carece de una guía
técnica sobre este procedimiento. El objetivo de esta investigación fue cuantificar niveles de impregnación
del preservante elaborado con sales de boro aplicado por el método de inmersión
en caña Guadua angustifolia Kunth. Para ello se utilizaron
probetas de caña fresca en etapa madura que fueron secadas al horno y
sumergidas durante diferentes períodos de tiempo de preservación en una
solución de bórax y ácido bórico al 4%. Para al análisis cualitativo, las
probetas se cortaron a la mitad transversalmente y los segmentos se expusieron
a sustancias reveladoras elaboradas a partir de Cúrcuma longa y ácido
clorhídrico. Adicionalmente, la dimensión de la coloración obtenida tras esta
reacción química fue evaluada a través del análisis cuantitativo mediante el
uso de fórmulas. Los principales resultados demostraron que para obtener
niveles de absorción superiores a los 200 kg/m3 es necesario que las
muestras se encuentren con un contenido de humedad inferior al 15% previo a la
preservación; además, se estableció que un tiempo de inmersión de al menos 72
horas garantiza alcanzar un nivel tóxico de retención efectiva de 0,40 a 0,50
kg/m3 de producto activo.
Palabras clave: impregnación; caña guadua;
preservante; boro.
ABSTRACT
Guadua angustifolia Kunth cane is a
material that has a great potential for industrialization, but it lacks a
technical guide for its preservation. The objective of this research was to
quantify impregnation levels of the boron salt preservative applied by the
immersion method in Guadua angustifolia Kunth cane. Fresh mature cane
test tubes were used, which were oven-dried and submerged during different time
periods in a solution made of borax and 4% boric acid. For the qualitative
analysis, the specimens were cut in half crosswise and the segments were
exposed to revealing substances made from Curcuma longa and hydrochloric
acid. Additionally, the dimension of the coloration obtained after this
chemical reaction was evaluated through quantitative analysis using formulas.
The main results showed that, in order to obtain absorption levels higher than
200 kg/m3, it is necessary that the samples have a moisture content
of less than 15% prior to preservation. In addition, it was established that an
immersion time of at least 72 hours guarantees reaching an effective retention
toxic level of 0.40 to 0.50 kg/m3 active product.
Keywords: Impregnation;
guadua cane; preservative; boron.
Recibido: 17-10-2021.
Aceptado: 10-02-2022.
La Guadua angustifolia Kunth es una especie de la familia de
los bambúes que es cultivada en regiones tropicales del Ecuador continental, es
considerada el tercer bambú más grande del mundo y puede alcanzar alturas de
hasta 30 m y 22 cm de diámetro (Añazco, 2019). El género Guadua
corresponde al bambú nativo más importante de América tropical con
aproximadamente 30 especies distribuidas desde México hasta Argentina, las
cuales se pueden encontrar en un rango de altitud que va de 0 hasta los 2.200
m.s.n.m. (Moreno et al., 2006).
Hoy en día la construcción de viviendas con Guadua angustifolia
Kunth es bastante común, especial-mente en países latinoamericanos como
Venezuela, Colombia, Brasil, Perú y Ecuador (Céspedes et al., 2020; López
et al., 2021). En la provincia de Manabí - Ecuador, es muy evidente cómo
la guadua o caña brava se ha convertido en el nuevo acero vegetal para las
construcciones (Bello & Villacreses, 2021). Muchos expertos
señalan que este tipo de caña, adecuadamente preservada, cumple con todos los
requisitos para ser un material de construcción sostenible e incluso se ha ensayado
su resistencia al fuego, evidenciando que es más resistente al fuego que los
tableros de madera aglomerada (García et al., 2021; Mena et al., 2012). Se
han realizado pruebas y se ha determinado que este tipo de caña presenta buena resistencia
a la tensión, adherencia, es liviana, buena absorción y por su rugosidad
también puede ser empleada en matrices poliméricas (Espitia et al., 2018),
todas estas características hacen de la caña Guadua angustifolia Kunth
un material idóneo para construcciones y estructuras. Sin embargo, este material tiene una alta vulnerabilidad al ataque de
insectos como el escarabajo Dinoderus minutus (Watanabe et al.,
2015); plagas y enfermedades como las termitas xilófagas y los hongos de
pudrición que varían en función de los factores abióticos (Añazco, 2013) y que
pueden provocar grandes daños a nivel estructural, ya que al alimentarse de la
lignina y celulosa (Silva et al., 2020), presentes en el bambú, provocan que
los culmos pierdan resistencia en sus paredes y se vuelvan quebradizos (Cortez
et al., 2019). Otra desventaja de acuerdo con Morales et al. (2012) es
que los procesos de preservación y secado de esta caña presenta varios
problemas que generan un producto sin calidad garantizada.
Estos hechos demandan la aplicación de métodos de preservación y
secado adecuados, para prolongar la vida útil de este recurso (Morán, 2015).
Varios registros han demostrado que, desde la antigüedad, se han utilizado
métodos químicos para la conservación de la madera y el bambú, considerándose
los más apropiados para este objetivo. Se ha establecido que existe una gran
cantidad de materiales químicos que se han empleado para preservar la madera y
el bambú contra el ataque de agua, insectos y hongos, e incluso como retardante
del fuego (Gauss et al., 2019). La función de los preservadores químicos es,
básicamente, inhibir el desarrollo y la vida de los microorganismos, sin
afectar los tejidos, ni cambiar el color natural del material (Cortez
et al., 2019).
Morales et al. (2012) afirman que los compuestos de boro son las
sustancias más utilizadas en la preservación de culmos de bambú y sus productos
derivados en algunas empresas del Eje Cafetero Colombiano, donde se emplean
soluciones de bórax y ácido bórico como preservantes, pues son compuestos
favorables por su baja toxicidad para las personas y el medio ambiente, así
como por su efectividad para la protección de la madera (Sotomayor & Ávila,
2020). Otra ventaja es que son de fácil acceso para la mayoría de los
productores.
En casi todos los casos el boro es el químico más apropiado para
tratar el bambú, ya que este tiene propiedades insecticidas y fungicidas, su
efectividad es tan elevada que en todos los métodos de preservación la solución
puede reutilizarse varias veces y cualquier solución residual puede ser diluida
en agua y utilizarse como fertilizante en plantaciones (Kaminski et al., 2016).
Hay que resaltar que la preservación de este material no solo tiene
que ver con la utilización de las sustancias preservantes, se basa en una serie
de procesos con características específicas y conocimientos ancestrales como:
el proceso de selección de la guadua dentro del guadual para ofrecer un
producto que satisfaga el mercado (Méndez & Palominos, 2005); luego, el
corte en secciones transversales establecidas según la demanda de los clientes,
este corte se lo realiza en luna menguante para que desciendan los líquidos
presentes en sus cavidades por la disminución de la gravedad (Cely et al,
2012); posteriormente se realiza el secado para reducir el contenido de humedad
y mejorar su resistencia al ataque de hongos e insectos que por lo general
atacan desde el momento del corte. El secado puede ser al aire libre o al horno
teniendo en cuenta que debe ser lo más lento posible para que el bambú se
encoja uniformemente (Kaminski et al., 2016). Final-mente, la preservación
de las secciones que son sometidas al tratamiento por inmersión con los agentes
y preservantes químicos como: hidróxidos, sulfatos, cloruros, alcoholes,
ácidos, extractos botánicos entre otros, estos se emplean a diferentes
concentraciones de acuerdo con los parámetros deseados y la variedad de bambú
tratada (Kaur et al, 2016; Sulaeman et al., 2018).
Estos datos muestran que la caña Guadua angustifolia Kunth es
un producto muy versátil que requiere de un procedimiento técnico para su
preservación que contribuya a incrementar su resistencia y durabilidad,
generando productos de calidad con alto valor agregado permitiendo el
desarrollo económico de los productores que se dedican al uso y transformación
de este material. Por ello, este estudio tiene como objetivo cuantificar
niveles de impregnación del preservante elaborado con sales de boro aplicado
por el método de inmersión en caña Guadua angustifolia Kunth para
definir lineamientos técnicos en la preservación de este tipo de bambú.
Recolección de muestras
La caña guadua fue obtenida en el bosque seco tropical Mútile, ubicado
en la parroquia San Mateo, cantón y provincia Esmeraldas en Ecuador. Los
ensayos de laboratorio se llevaron a cabo en el Laboratorio de Propiedades
Físicas de la Madera de la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad
Técnica “Luis Vargas Torres” de Esmeraldas.
Como muestras se tomaron secciones de 30 cm de Guadua angustifolia
Kunth, de 4 años en estado fresco y madura, como se muestra en la (Figura 1).
Figura 1. Probetas de Guadua
angustifolia Kunth
Preparación de soluciones
Se utilizó el
preservante hidrosoluble conocido como pentaborato. Morán (2009) determinó que
por cada 100 L de agua se requieren 2 kg de cada elemento sustancia. Para este
estudio se mezclaron 0,5 kg de bórax y 0,5 kg de ácido bórico y se utilizaron
25 L de agua para disolverlos, obte-niendo una solución al 4%.
Para el
análisis de impregnación, se emplearon las soluciones reveladoras de sales de
boro descritas por Berrocal et al. (2004) que consisten en: A) 10 g de cúrcuma en 100 ml de alcohol al 90% y B)
20 mL de ácido clorhídrico a una concentración de 34%, 6g de ácido salicílico
disueltos en 100ml de alcohol al 90%.
Fase de preservación
Una vez obtenidas las probetas frescas de Guadua angustifolia
Kunth, se realizó la perforación de los nudos que se encontraban en cada una de
ellas para facilitar el ingreso y penetración del preservante (Morales, 2007;
Owoyemi & Kayode, 2008). Posteriormente, se tomó las medidas de peso,
circunferencia y espesor, para ingresarlas al horno de secado precalentado a 80
°C en dos períodos de 24 horas con el objetivo de disminuir al 30% el
contenido de humedad, medida deliberada como punto de saturación de la fibra en
caña guadua.
De acuerdo con Sánchez & Morales (2019), el contenido de humedad
se determinó al final de los períodos de secado mediante la siguiente fórmula:
(1)
Donde:
Ch: Contenido de humedad
Pf: Peso Fresco (pre secado)
Psh: Peso seco al horno
Seguidamente, se sumergieron las muestras en el preservante de acuerdo
con los diferentes períodos de tiempo de cada tratamiento (12, 24, 36, 48, 60,
72 y 84 horas), se dejó escurrir para eliminar el exceso solución y se volvió a
ingresar al horno a 80 °C por 12 horas con el fin de disminuir la producción de
moho por exceso de humedad.
Previo al
análisis de impregnación se procedió a seccionar transversalmente las probetas
preser-vadas (Landauro et al., 2016).
Análisis de impregnación
La evaluación de la impregnación se realizó a través de tres
parámetros: absorción, retención y penetración del preservante. Proceso que se
realizó mediante dos métodos de verificación uno cualitativo y otro
cuantitativo que se detallan a continuación.
En el método cualitativo, la técnica consistió en aplicar la solución
“A”, con un aspersor sobre la superficie de la caña guadua. Se dejó secar a
temperatura ambiente por 10 min, para luego aplicar la solución “B” sobre las
áreas coloreadas de amarillo por la solución “A” (Gauss et al., 2019).
La (Tabla 1) muestra las tres escalas de coloración que se
determinaron de acuerdo con el nivel de retención del preservante.
Tabla 1
Parámetros de
clasificación de los niveles de retención de acuerdo con la coloración
|
Nivel de retención
|
Características
|
|
Baja
|
Cambio leve, amarillento
|
|
Media
|
Cambio color naranja
|
|
Alta
|
Cambio color rojo
|
Fuente: Morales et al. (2012).
La penetración se determinó midiendo con un
calibrador el desplazamiento de los colores en el espesor de cada probeta y se
clasificaron de acuerdo con los parámetros establecidos en la (Tabla 2).
Tabla 2
Parámetros de
clasificación del nivel de penetración según la intensidad de color
|
Nivel de penetración
|
Características de color
|
|
Total regular
|
Coloración uniforme total
|
|
Total irregular
|
Pequeñas lagunas intensas
|
|
Parcial regular
|
Periférica y uniforme
|
|
Parcial irregular
|
Difusa y no se rige al patrón
|
|
Nula
|
Penetración insignificante
|
Fuente: Posada (2015).
En el método cuantitativo, se determinó la
cantidad de solución retenida mediante el uso de las fórmulas establecidas por
la Junta del Acuerdo de Cartagena (1988).
El cálculo de la retención requiere previamente la
determinación de la absorción. De acuerdo a Sotomayor (2020) la absorción (A)
se define como la cantidad total de preservante que queda en la caña después de
la impregnación y se calcula empleando la siguiente fórmula:
|
|
|
(2)
|
Donde:
P1: Peso de la probeta antes del tratamiento en kg.
P2: Peso de la probeta después del tratamiento en kg.
V: Volumen de la madera en m3.
La retención (R) se define como la cantidad de
producto activo retenido en la probeta preservada (Sotomayor & Villaseñor,
2016), mientras que el término retención efectiva (Re) se emplea para definir
la cantidad de producto realmente tóxico que ha quedado impregnado (Landauro
et al., 2016).
|
|
(3)
|
Donde:
A:
Absorción, expresada en kg/m3
C%:
Concentración del preservante expresado %
F:
factor tóxico expresado como H3BO3.
La
clasificación de las probetas según su capacidad de absorción se efectuó
utilizando la escala que se muestra en la (Tabla 3).
Cabe aclarar que la clasificación de los niveles
de absorción se lo realizó utilizando unidades de kilogramos de producto activo
retenido (Nivel de retención).
Tabla 3
Rangos de
clasificación por absorción de preservante
|
Categorías de
absorción del preservante
|
|
Absorción
alta (Aa): > 10 kg de producto activo/m3
Absorción
buena (Ab): 8-10 kg de producto activo/m3
Absorción mala (Am): 4-8 kg de producto activo / m3
Absorción
nula (An): < 4 kg de productos activos / m3
|
Fuente: Junta del Acuerdo de Cartagena (1988).
Análisis estadístico
Para determinar el grado de protección que otorga
el bórax y ácido bórico en las probetas de caña Guadua angustifolia, se
establecieron siete tratamientos, uno por cada período de tiempo (12, 24, 36,
48, 60, 72 y 84 horas) empleando una concentración constante de preservante. La
unidad experimental correspondió a una probeta de 30cm y cada tratamiento fue
aplicado a dos unidades experimentales, dando un total de 14 pruebas de
preservación.
La evaluación de los datos obtenidos fue realizada
mediante el cálculo de la media aritmética (Sotomayor & Ávila, 2020) y el
coeficiente de correlación del contenido de humedad entre las variables
absorción, retención y penetración, permitiendo categorizar los datos siguiendo
los parámetros de clasificación presentados anterior-mente.
Ensayo de reducción del contenido de humedad
Las probetas mostraron una significativa pérdida
de peso al ser sometidas al primer turno de secado (Psh1) a una temperatura de
80 °C por 24 horas, provocando que en algunos casos el contenido de humedad
disminuyera más del 30% que se tenía previsto (Tabla 4), parámetro que el
Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda (MIDUVI) (2016) tiene proyectado
como límite para alcanzar el punto de saturación de la fibra en Guadua.
Adicionalmente, en el segundo turno de secado se comprobó que el peso (Psh2)
seguía disminuyendo y por consiguiente el contenido de humedad (Ch2),
alcanzando en varias probetas, niveles que fueron inferiores al 15%, cumpliendo
en cierta parte con lo descrito por Salazar et al. (1997) donde determinan que
se requiere entre un 10% y 15% de humedad en los tallos al momento de la
preservación para incrementar la absorción de los preservantes e impedir el
ataque de hongos e insectos.
De acuerdo con Gutiérrez & Takeuchi (2014) se
puede determinar que las variaciones de contenido de humedad en las probetas de
estudio se deben a que estas fueron obtenidas de la cepa, basa y sobre basa de
un culmo de guadua, donde la sección de cepa en estado verde es la que cuenta
con una mayor cantidad de tejido parenquimático que es el encargado de absorber
grandes cantidades de agua, a diferencia de la sección de basa y sobre basa que
tienen una menor capacidad de absorción. La (Tabla 4) resume los datos
obtenidos del proceso de secado:
Tabla 4
Contenido de humedad de las probetas
|
Probeta
|
Pv
|
Psh1
|
Ch1 %
|
Psh2
|
Ch2 %
|
DF
|
|
P1T1
|
1,54
|
1,069
|
44,06
|
0,911
|
17,34
|
|
|
P2T1
|
1,5
|
1,147
|
30,78
|
0,833
|
37,70
|
X
|
|
P1T2
|
1,69
|
1,42
|
19,01
|
1,136
|
25,00
|
|
|
P2T2
|
1,68
|
1,226
|
37,03
|
1,044
|
17,43
|
|
|
P1T3
|
2,801
|
2,29
|
22,31
|
2,043
|
12,09
|
X
|
|
P2T3
|
1,864
|
1,753
|
6,33
|
1,474
|
18,93
|
|
|
P1T4
|
1,967
|
1,544
|
27,40
|
1,389
|
11,16
|
|
|
P2T4
|
1,81
|
1,628
|
11,18
|
1,268
|
28,39
|
X
|
|
P1T5
|
1,596
|
1,08
|
47,78
|
0,924
|
16,88
|
|
|
P2T5
|
1,48
|
1,06
|
39,62
|
0,854
|
24,12
|
X
|
|
P1T6
|
2,314
|
1,984
|
16,63
|
1,809
|
9,67
|
|
|
P2T6
|
2,802
|
2,428
|
15,40
|
2,059
|
17,92
|
X
|
|
P1T7
|
2,167
|
1,886
|
14,90
|
1,568
|
20,28
|
|
|
P2T7
|
2,404
|
2,191
|
9,72
|
1,973
|
11,05
|
|
|
Pv:
Peso Verde (pre secado) en kg.
Psh1:
Primer peso seco al horno en kg.
Psh2:
Segundo peso seco al horno en kg.
Ch1:
Contenido de humedad después del primer secado
Ch2:
Contenido de humedad después del segundo secado.
DF:
Agrietamiento.
|
En el primer secado, el 100% de las probetas
cambiaron su color de verde a amarillo opaco, y a su vez el 33% sufrieron daños
en su estructura física evidenciando un ligero agrietamiento a partir del
primer turno de secado, coincidiendo con lo descrito por Mendez & Palominos
(2005) quienes indican que una ventaja del proceso de secado al horno es la
velocidad del secado y la desventaja es la posibilidad que agrietamiento y
deformación de los culmos. Varios investigadores recomiendan realizar el secado
del bambú lo más lento posible para que no se produzcan grietas y rajaduras
(Kaminski et al., 2016).
Análisis cualitativo de impregnación
Al analizar este parámetro se evidenció, a lo
largo del espesor, el cambio de color que han sufrido las probetas al
aplicarles las sustancias reveladoras, tal como lo describe Posada (2015),
quien especifica que un cambio de coloración de amarillo a rojo es un indicador
de la presencia de boro retenido en las cañas como se muestra en la (Figura 2).
Figura 2. Reacción del boro frente
a las sustancias reveladoras. A la izquierda: borde de la probeta que estuvo
frente a frente con el preservante. A la derecha: Parte intermedia de la misma
probeta.
El cambio de coloración de cada muestra fue medido
en todo su espesor para poder realizar el análisis de retención que se presenta
a continuación (Figura 3).
Figura 3. Retención del preservante
medido en milímetros en el espesor de las probetas de caña Guadua
angustifolia Kunth.
a. Retención
Estos resultados muestran que existe una relación
directa entre el tiempo de inmersión en preservante y la cantidad de
preservante retenido. De acuerdo con la escala de clasificación de Morales et
al. (2012) (Tabla 1) se pudo establecer que los tratamientos T1 y T2 tienen un
nivel de retención bajo por su coloración amarilla. El T3 presentó una
retención media por mayor influencia del color naranja y el T4 presentó una
retención media alta, con una coloración naranja que alcanzó el rojo claro. A
partir del T5 se pudo observar niveles de retención altas seguidos del T6 y T7
donde toda su superficie se mostró completamente roja, lo que permite asegurar
que en estos dos últimos tratamientos la penetración del preservante fue total.
Estos resultados coinciden con la investi-gación de Posada (2015) quien afirma
que una coloración intensa, en tonos rojo vino, es indicador de una presencia
importante de ácido bórico retenido. Los resultados de esta prueba logran ser
útiles para dar una idea de la forma en la que está retenido el boro en el
espesor de la caña guadúa en función del tiempo de exposición al preservante.
b. Penetración
En referencia a los datos de penetración obtenidos
en la investigación de Posada (2015) mediante una prueba preliminar en probetas
de Guadua angustifolia que fueron preservadas en un período de 2 horas
determinó que la penetración puede ser total con ciertas irregularidades o
total con una distribución uniforme. Afirmación que no coincide con los
resultados obtenidos en esta investigación, ya que como se observa en la Tabla
5,
dichos
niveles de penetración se obtuvieron en los tratamientos 5, 6 y 7
correspondientes a 60, 72 y 84 horas de inmersión, respectivamente. La explicación
más probable a este hallazgo es que dicha diferencia se debe a que Posada al
aplicar las sustancias reveladoras no dividió las probetas en secciones (Figura
2) como lo recomienda Zaldívar et al. (2014) y analizó únicamente los extremos
de las probetas, lo cual arrojó datos erróneos de penetración, ya que los
extremos estuvieron en contacto directo con la sustancia preservante y fueron
los primeros en saturarse del producto a pocas horas de inmersión, es por ello
que al aplicar las sustancias reveladoras se observó que las muestras se
encontraban totalmente preservadas, pero aquella aseveración solo se puede
garantizar para los extremos de la caña y no para la parte media.
Tabla 5
Nivel de penetración del preservante
|
Tratamientos
|
Tiempo
(h)
|
Penetración
|
|
P1T1
|
12
|
Nula
|
|
P2T1
|
12
|
Parcial Regular
|
|
P1T2
|
24
|
Parcial Regular
|
|
P2T2
|
24
|
Parcial Regular
|
|
P1T3
|
36
|
Parcial Regular
|
|
P2T3
|
36
|
Parcial Regular
|
|
P1T4
|
48
|
Parcial Regular
|
|
P2T4
|
48
|
Parcial Regular
|
|
P1T5
|
60
|
Total Irregular
|
|
P2T5
|
60
|
Total Irregular
|
|
P1T6
|
72
|
Total Regular
|
|
P2T6
|
72
|
Total Regular
|
|
P1T7
|
84
|
Total Regular
|
|
P2T7
|
84
|
Total Regular
|
Análisis cuantitativo de impregnación
a. Absorción
Para la determinación de la retención, fue
necesario realizar previamente el cálculo de la absorción. Conforme a los datos
calculados a partir de la ecuación de absorción, se pudo evidenciar una
tendencia de absorción creciente conforme aumentaba el tiempo de inmersión tal
como ocurrió en el análisis cualitativo, es decir que, existe una relación
directa entre el tiempo de inmersión y la absorción del preservante, no
obstante Sotomayor & Villaseñor (2016) mencionan que la capacidad de
absorción depende más de la especie estudiada que de su densidad o porosidad.
Como se puede observar en la (Figura 4), en los tratamientos 6 y 7 se
presentaron los mayores niveles de absorción de preservante, estos tratamientos
son los que involucraron mayores tiempos de exposición al preservante;
adicionalmente, se encontró que, el contenido de humedad exhibe una relación indirecta
en la capacidad de absorción de las probetas.
Figura 4. Influencia del contenido
de humedad en la absorción
b. Influencia
del contenido de humedad en la absorción
El contenido de humedad es un factor limitante en
el proceso de preservar la guadua o cualquier otro tipo de material. Los datos
obtenidos permiten comprobar esta hipótesis, observándose una alta tendencia de
absorción en las probetas que poseen contenidos de humedad bajos, sin que tenga
mucha influencia el tiempo de preservación al que se han sometido. También se
tiene en cuenta la hipótesis descrita por Gutiérrez et al. (2018), quienes manifiestan
que las probetas que corresponden a la parte de cepa del culmo de guadua,
tienen abundante tejido parenquimático que tiene la capacidad de absorber
grandes contenidos de humedad, factor que sería responsable de la cantidad de
solución absorbida por algunas de las probetas de esta investigación. En la
figura 4 se puede observar claramente como las probetas P1T3, P1T4, P1T6 y P2T7
que contaban con un contenido de humedad inferior al 15% fueron las que
presentaron los mayores niveles de absorción, esto da una clave precisa sobre
el verdadero punto de saturación de la fibra en la caña Guadua angustifolia,
parámetro que permitiría alcanzar los niveles óptimos de preservación de este
material. Con este dato se separa a la caña guadua del argumento de Keil (2004)
quien afirma que, para una absorción adecuada de sustancias preservantes
hidrosolubles, la madera debe tener al menos 20% de humedad.
c. Retención
La norma de clasificación especificada por la
Junta del Acuerdo de Cartagena (1988) (Tabla 3) determina que la absorción es
mala (Am) cuando se presentan niveles de 4 a 8 kg/m3 de producto
activo retenido, lo que permite ubicar al T1, T2, T3 y T4 en esta categoría,
coincidiendo con el análisis cualitativo hecho anteriormente donde los niveles
de retención en estos 4 tratamientos no presentan una coloración aceptable para
codificarlos en una retención alta, seguidamente el T5 se ubica en la categoría
de absorción buena (Ab), ya que su nivel promedio de retención fue de 8 a 10
kg/m3 y por último está el T6 y T7 con niveles de absorción altos
(Aa) por sus medidas de retención superiores a los 10 Kg/m3. Estos
resultados (Tabla 6) coinciden, con Landauro et al. (2016) quienes definen una
relación directa entre el tiempo de inmersión y la retención calculada.
Figura 5. Niveles de retención y
penetración en cada tratamiento.
Tabla 6
Resultados obtenidos en la evaluación cualitativa
y cuantitativa
|
Variables independientes
|
Método cualitativo
|
|
Método cuantitativo
|
|
|
Tratamientos
|
Tiempo inmersión
(h)
|
Retención
|
Penetración
|
Retención
(Kg/m3)
|
Retención Efectiva
(kg/m3)
|
Penetración
(%)
|
Contenidos de humedad (%)
|
|
P1T1
|
12
|
Baja
|
Nula
|
5,52
|
0,22
|
0
|
17,34
|
|
|
P2T1
|
12
|
Baja
|
Parcial Regular
|
5,34
|
0,21
|
0
|
37,70
|
|
|
P1T2
|
24
|
Baja
|
Parcial Regular
|
5,03
|
0,20
|
0
|
25,00
|
|
|
P2T2
|
24
|
Baja
|
Parcial Regular
|
6,45
|
0,26
|
0
|
17,43
|
|
|
P1T3
|
36
|
Media
|
Parcial Regular
|
8,73
|
0,35
|
0
|
12,09
|
|
|
P2T3
|
36
|
Media
|
Parcial Regular
|
6,43
|
0,26
|
0
|
18,93
|
|
|
P1T4
|
48
|
Media alta
|
Parcial Regular
|
8,71
|
0,35
|
13,3
|
11,16
|
|
|
P2T4
|
48
|
Media alta
|
Parcial Regular
|
6,78
|
0,27
|
6,7
|
28,39
|
|
|
P1T5
|
60
|
Alta
|
Total Irregular
|
7,19
|
0,29
|
40
|
16,88
|
|
|
P2T5
|
60
|
Alta
|
Total Irregular
|
10,30
|
0,41
|
33,3
|
24,12
|
|
|
P1T6
|
72
|
Alta
|
Total Regular
|
13,22
|
0,53
|
100
|
9,67
|
|
|
P2T6
|
72
|
Alta
|
Total Regular
|
6,79
|
0,27
|
100
|
17,92
|
|
|
P1T7
|
84
|
Alta
|
Total Regular
|
10,58
|
0,42
|
100
|
20,28
|
|
|
P2T7
|
84
|
Alta
|
Total Regular
|
10,43
|
0,42
|
100
|
11,05
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d. Penetración
El nivel de penetración
cuantitativa se determinó midiendo el porcentaje de espesor de caña que estaba
totalmente coloreada de rojo intenso (Figura 5). Berrocal et al. (2004)
mencionan en su investigación que para considerar una penetración como
adecuada, el preservante debe haber alcanzado al menos la mitad del espesor de
la pieza de madera tratada. Es decir que esta tonalidad es un indicador para
determinar si la caña tiene un nivel alto de retención del preservante
(Zaldívar et al., 2014) y las áreas que se encuentren impregnadas de este
color reflejarán el nivel de penetración de la muestra (Ermawati et al., 2021).
Como se observa en la
figura 5, en ocho de las catorce muestras del estudio se evidenció la
coloración deseada (T4, T5, T6 y T7), pero en la mayoría de los casos esta
coloración no abarcaba todo el espesor de las muestras. En el tratamiento
cuatro, con tiempo de inmersión de 48 horas, se pudo observar como la
impregnación solo había alcanzado 13,3% y 6,7% de espesor en las muestras; algo
similar a lo que ocurrió en el tratamiento cinco, con tiempo de inmersión de 60
horas, donde se observó un 40% y 33,3% de espesor preservado, siendo distinto
en los tratamientos seis y siete con tiempos de inmersión de 72 y 84 horas,
respectivamente, donde se alcanzó el 100% de impregnación (coloración rojo
intenso) en todo el espesor de las muestras, siendo estas muestras catalogadas
con un nivel de penetración total (Morales et al., 2012).
Relación entre métodos de evaluación
De acuerdo con el análisis de las variables
absorción, retención y penetración del preservante evaluadas a través de los
métodos cualitativo y cuantitativo, se pudo determinar cuál de los tratamientos
empleados presentó los niveles más altos de impregnación en probetas de caña Guadua
angustifolia Kunth.
Como se puede observar en la Tabla 6 los datos
obtenidos por el método cualitativo y cuantitativo tienen una estrecha relación,
es evidente que los niveles más altos de retención se sitúan en los tiempos de inmersión
de 60, 72 y 84 horas con penetraciones totales regulares e irregulares y
retenciones efectivas calculadas superiores a los 0,40 kg/m3,
permitiendo confirmar la hipótesis desarrollada por Landauro et al. (2016)
quienes definen que un método de preservación por inmersión solo es efectivo si
se lleva a cabo por al menos 72 h. Sin embargo, otros autores como Morales
(2007) y Zaldívar et al. (2014) han planteado en sus investigaciones que
las secciones de caña que serán tratadas mediante el proceso de inmersión
prologada en sales de boro deben permanecer de 4 a 12 días sumergidas en la
solución para lograr una buena penetración. De igual manera el Ministerio de
Desarrollo Urbano y Vivienda (MIDUVI) (2016) especifica que la guadúa rolliza
se debe someter a inmersión por un tiempo de al menos 5 días a temperatura
ambiente para lograr su preservación total. Datos que son diferentes a los
obtenidos en esta investigación.
Landauro et al. (2016) manifiestan que durante 72
horas de inmersión en el preservante de pentaborato con una concentración de 2%
se alcanzan dosis tóxicas con una retención efectiva de 0,55 kg de boro/m³
anhidro, que protegen a las probetas de bambú del ataque de termitas de la
especie Cryptotermes brevis.
La evaluación de 7 tratamientos de preservación en
probetas de caña Guadua angustifolia Kunth sometidas a inmersión durante
diferentes períodos de tiempo, demostró que el máximo nivel de impregnación se
alcanzó a partir de 72 horas de inmersión, obteniendo un nivel de retención
promedio de 0,40 kg/m3.
El análisis de las variables cualitativas y
cuantitativas en cada uno de los tratamientos determinó que la relación entre
el contenido de humedad y el tiempo de inmersión son los factores claves para
lograr altos niveles de absorción y retención de preservante. Adicionalmente,
el contenido de humedad óptimo para lograr el punto de saturación de la fibra
en caña Guadua angustifolia Kunth debe ser inferior al 15% pues permite
elevar al máximo los niveles de absorción del preservante.
Para poder determinar si el grado de protección
presentado es verdaderamente efectivo ante el ataque de insectos y hongos se
propone someter a prueba muestras preservadas de caña Guadua angustifolia
Kunth bajo los niveles de retención efectiva propuestos en esta investigación.
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