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Revista de Investigación e Innovación Científica y tecnológica GnosisWisdom
ISSN: 2789-4282
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Artículo de revisión
Volumen 4Número 3, Setiembre – Diciembre 2024
Valoración Dasométrica y Cálculo del Poder Calorífico en la madera
de la Especie Forestal Alnus acuminata kunth en el Anexo de Pillo,
Pampas- Tayacaja, 2024
Dasometric Valuation and Calculation of the Calorific Value in the wood of the Forest Species
Alnus acuminata kunth in the Annex of Pillo, Pampas-Tayacaja, 2024
Luis Julio Palacios-Aguilar
Universidad Nacional de Huancavelica, Perú
Andrés Jesús Ramírez-Laurente
Universidad Nacional de Huancavelica, Perú
Mery Yessenia Arquiñeva-Paco
Universidad Nacional de Huancavelica, Perú
Anali Tornero-Cortez
Universidad Nacional de Huancavelica, Perú
Luis Julio Palacios-Aguilar
Universidad Nacional de Huancavelica, Perú
Andrés Jesús Ramírez-Laurente
Universidad Nacional de Huancavelica, Perú
Mery Yessenia Arquiñeva-Paco
Universidad Nacional de Huancavelica, Perú
Anali Tornero-Cortez
Universidad Nacional de Huancavelica, Perú
https://doi.org/10.54556/gnosiswisdom.v4i3.84
Fecha de aceptación: 18/10/2024
Fecha de envío: 12/08/2024
RESUMEN
El artículo "Valoración Dasométrica y Cálculo del Poder Calorífico en la madera de la Especie Forestal Alnus
acuminata en el Anexo de Pillo, Pampas-Tayacaja, 2024" presenta un estudio integral sobre la madera de Alnus
acuminata, conocido como aliso, en el Anexo de Pillo, Pampas-Tayacaja. El objetivo principal es evaluar las
características dasométricas y determinar el poder calorífico de esta especie forestal. La investigación busca
proporcionar datos cruciales para la gestión forestal sostenible y el uso eficiente de la madera. Se utilizó
técnicas de muestreo por estratificación y mediciones dasométricas para evaluar altura, diámetro y volumen
de los árboles. El análisis del poder calorífico se llevó a cabo con una bomba calorimétrica, determinando el
poder calorífico superior (PCS) y el inferior (PCI) de la madera. Los resultados indican que el PCS de Alnus
acuminata es competitivo, aunque ligeramente inferior a otras especies como Eucalyptus globulus y Pinus
radiata. En cuanto al poder calorífico Inferior la especie forestal Alnus acuminata kunth tiene un valor de
451.455Kcal/kg, en cuanto al poder calorífico superior fue 990.455 Kcal/Kg, tiene una densidad moderada,
una contracción volumétrica de 7% y un poder calorífico adecuado para aplicaciones energéticas, aunque con
algunas variaciones según la parte del árbol y el contenido de humedad. En conclusión, la madera de aliso es
valiosa tanto para la gestión forestal como para el aprovechamiento energético, con consideraciones
importantes para su manejo y uso en distintos contextos.
Palabras clave: Poder calorífico, Alnus acuminata kunth, valoración dasométrica.
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ABSTRACT
The article "Dasometric Assessment and Calculation of the Calorific Value in the wood of the Forest Species
Alnus acuminata in the Annex of Pillo, Pampas-Tayacaja, 2024" presents a comprehensive study on the wood
of Alnus acuminata, known as alder, in the Annex of Pillo, Pampas-Tayacaja. The main objective is to evaluate
the dasometric characteristics and determine the calorific value of this forest species. The research aims to
provide crucial data for sustainable forest management and efficient timber use. Stratification sampling
techniques and dasometric measurements were used to assess tree height, diameter and volume. Calorific value
analysis was carried out with a bomb calorimeter, determining the upper calorific value (HCV) and lower
calorific value (LHV) of the wood. The results indicate that the PCS of Alnus acuminata is competitive,
although slightly lower than other species such as Eucalyptus globulus and Pinus radiata. As for the lower
calorific value, the forest species Alnus acuminata kunth has a value of 451.455Kcal/kg, as for the upper
calorific value it was 990.455 Kcal/Kg, it has a moderate density, a volumetric shrinkage of 7% and a calorific
value suitable for energy applications, although with some variations depending on the part of the tree and the
moisture content. In conclusion, alder wood is valuable for both forest management and energy harvesting,
with important considerations for its management and use in different contexts.
Keywords: Calorific value, Alnus acuminata kunth, dasometric assessment.
INTRODUCCIÓN
La especie forestal Alnus acuminata kunth, conocida
comúnmente como aliso, desempeña un papel
fundamental en la ecología de las regiones
montañosas de América Central y del Sur. Este árbol
no solo contribuye a la mejora del suelo mediante su
asociación simbiótica con bacterias fijadoras de
nitrógeno, sino que también es una fuente valiosa de
madera con múltiples aplicaciones industriales y
energéticas. En el contexto del Anexo de Pillo,
Pampas-Tayacaja, la evaluación dasométrica y el
cálculo del poder calorífico de la madera de Alnus
acuminata kunth se presentan como herramientas
esenciales para una gestión forestal sostenible y
eficiente (Garzón, et al., 2021, P. 46-57).
Este artículo, tiene como objetivo principal
determinar la valoración dasométrica y calcular el
poder calorífico de dicha especie. La valoración
dasométrica proporciona información crucial sobre el
crecimiento y el volumen de los árboles, aspectos que
son fundamentales para la planificación y el manejo
forestal. Por otro lado, el cálculo del poder calorífico
nos permite determinar la eficiencia de la madera de
aliso como fuente de energía renovable (López, 2006,
P. 18).
De esta manera se pretende evaluar sus características
organolépticas distintivas, características
taxonómicas, entre otros. En cuanto a sus
características físicas, la madera de aliso presenta una
densidad moderada, oscilando entre 0.56 g/cm3
cuando está seca al aire. Esta densidad, junto con su
estructura uniforme, facilita su procesamiento y
manejo en distintas aplicaciones. La madera de aliso
también se destaca por su estabilidad dimensional, lo
que minimiza el riesgo de deformaciones durante su
uso (Vásquez, 2008, P. 26-34).
Por tal, esta investigación ofrece una perspectiva
integral sobre las potencialidades y aplicaciones de
esta especie forestal. Este estudio no solo contribuye
al conocimiento científico y técnico de la especie,
sino que también promueve prácticas de manejo
forestal sostenible y el uso eficiente de recursos
naturales.
MATERIALES Y MÉTODOS
Área de Estudio
El estudio se hizo en el anexo de pillo, provincia de
Tayacaja, departamento de Huancavelica, situado
entre las coordenadas UTM 8613.80 Km. N 8673,50.
Km. Ny 468.10 Km. E, a una altitud de 3375
m.s.n.m.; la temperatura promedio es de 20°C en el
día y 8°C por las noches; no obstante, entre mayo y
setiembre puede bajar hasta - 4°C, con pocas lluvias.
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Figura 1
Ubicación del ámbito de estudio.
Materiales y Equipos
El estudio contempló la obtención y análisis de la
información necesaria para la evaluación
dendrométrica (cinta métrica) de la plantación, con el
fin de conocer el estado actual y la evolución de su
altura, diámetro, área basal y volumen en el tiempo,
para lo cual se utilizó la estimación visual, cuaderno
de campo, pintura para la codificación y flexómetro
para medir el área de la parcela. El diseño de muestreo
estadístico utilizado fue el simple aleatorio.
Método de Muestreo
El método aplicado por estratificación se refiere a la
distribución uniforme que presenta las especies
arbóreas de acuerdo con la categoría diamétrica y
seleccionando muestras de árboles al azar, según el
siguiente diámetro (DAP) a una altura de 1.30 m del
suelo.
Asimismo, se aplicó el Método de la cuerda, es la
medición en campo más utilizado, pero el más
impreciso y subjetivo. Consiste en asimilar el terreno
a figuras geométricas, rectángulos y triángulos, donde
se toman medidas con cinta métrica. En este caso se
utilizó una faja de la parcela en forma rectangular de
20x5, extrayendo solo los árboles para
aprovechamiento, mientras los árboles semilleros y
futura cosecha aún se evita codificar para ser
aprovechado, ya que tienen otros usos.
Al aplicar la metodología en el aprovechamiento de
esta especie forestal y analizar el poder calorífico, se
debe de tener en cuenta lo señalado, el artículo 77 del
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Reglamento para la Gestión de las Plantaciones
Forestales y los Sistemas Agroforestales, aprobado
por Decreto Supremo N° 020- 2015-MINAGRI,
establece que el SERFOR apoya a los gobiernos
regionales y gobiernos locales. en la promoción de la
plantación y mantenimiento de especies arbóreas y
arbustivas, de manera agrupada o individual, con
fines de ornamentación, recuperación de áreas
degradadas, esparcimiento, creación de micro climas,
reducción del polvo sedimentable, mejoramiento de
la calidad de vida de las poblaciones urbanas, entre
otros.
Evaluación del Potencial de Biomasa
En este trabajo se estudió la especie forestal Alnus
acuminata kunth, inicialmente se realizó una
inspección detallada del área donde se encuentra la
especie con la finalidad de recopilar datos sobre la
ubicación, diámetro a la altura del pecho (DAP), la
altura total ((MINAGRI, DGFFS & PCM,
OSINFOR, 2012). Posterior a ello se estableció una
parcela de 20 x 5 m empleando una cinta métrica para
marcar el área, dado a lo anterior se hizo un muestreo
por faja de la parcela de 500m2.
Los datos tomados en campo fueron procesados en el
programa Microsoft Excel 2016, donde se determinó
los resultados de cada parámetro medido.
Determinación del área basal (AB)
Con los datos obtenidos en campo del DAP se calculó
el área basal de cada una de las especies encontradas
en las parcelas. Para determinar el área basal se usó la
siguiente fórmula establecido por Murillo et al.
(2004):
AB= (π 〖DAP〗^2) /4
Donde:
AB: Área basal (m^2)
π: Valor de Pi (3.1416)
DAP: Diámetro a la altura del pecho (m)
Determinación del volumen total (V)
Para determinar el volumen total, se empleó la
ecuación propuesta por FAO (2010), el cual propone
calcular el volumen del fuste en la forma de un
cilindro, proponiendo así la siguiente ecuación:
V=AB×HC×f
Donde:
V: Volumen (m^3)
AB: Área basal (m^2)
HC: Altura comercial (m)
f: Factor forma (0.65)
Evaluación del Poder calorífico
Determinación del poder calorífico superior
experimental
El procedimiento se llevó a cabo en una bomba
calorimétrica, donde se trabajó con una muestra de
aproximadamente 0,2 g. Esta muestra se colocó en
una bolsita de plástico, previamente pesada para
determinar el contenido calorífico (e3) según una
relación cal/peso establecido. Luego, se dobló la
bolsita con la muestra en forma de paquetes, se ató
con alambre de combustión y se colocó en el soporte
de la bomba calorimétrica. Se llenó la bomba con
oxígeno a 30 atmósferas y un balde con 2000 ml de
agua destilada a 25°C aproximadamente se colocó
dentro del calorímetro. Tras equilibrar las
temperaturas, se encendió la muestra presionando el
botón de ignición durante 5 segundos. Se realizó un
proceso de purga para liberar el oxígeno residual, se
limpió la bomba y se tituló la solución resultante para
determinar el valor calorífico. Además, se midió la
longitud del alambre de combustión quemado para
calcular la energía liberada. Por diferencia se halló la
medida del alambre que se quemó y se apuntó como
e2 (cada unidad corresponde a 1 cal) (Norma ASTM-
D-2015-66,1972). Los resultados se expresaron en la
siguiente fórmula:
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𝐾𝑐𝑎𝑙 = (𝐴𝑇° ∗ ST)− (𝑒1 + 𝑒2 + 𝑒3)
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 (𝑆𝑇)
Donde
AT°: Temperatura final – temperatura inicial
e1: Calorías pos titulación
e2: Calorías liberadas del alambre
e3: Calorías de la bolsita de plástico
ST: Es el promedio de varios Standard de ácido
benzoico 2483 Cal/°C
Determinación del por calorífico inferior
Se determinará a partir del poder calorífico superior.
Los resultados se expresan en la siguiente fórmula:
𝐏𝐂𝐈 = PSC − CV
Donde
PCI: Poder calorífico inferior (kcal/Kg)
PCS: Poder calorífico superior (kcal/Kg)
CV: Calor de vaporización (539 kcal/Kg constante).
Análisis Estadístico
La elección del análisis estadístico dependerá de la
naturaleza específica de tus datos, para lo cual se
utilizó Microsoft Excel (en la tabulación de datos de
campo).
RESULTADOS
Es importante diferenciar las calidades y
clasificaciones de madera, ya que en base a ellas se
realiza el desglose de mediciones. Lógicamente es un
factor directamente relacionado con la demanda de
consumo y los procesos industriales para la obtención
de productos (vigas, tablones, chapas, virutas, etc).
Respecto al sistema de mediciones el método
adoptado es el del Sistema Internacional de Unidades,
en el que se emplean los centímetros (cm), las
toneladas para peso (Tm), el metro para la altura (m)
y el metro cúbico para volumen (m3). Para los
productos leñosos es muy utilizado el estéreo como
medida.
Descripción taxonómica de la especie forestal
Alnus acuminata kunth:
Describir taxonómicamente la especie forestal
estudiada, implica realizar una descripción detallada
y sistemática de sus características morfológicas,
anatómicas, también de aspectos genéticos. Este
proceso es fundamental para clasificar y nombrar
correctamente a la planta dentro del sistema de
clasificación biológica, siguiendo los principios de la
taxonomía.
Tabla 1
Descripción taxonómica
Reino:
Plantae
División:
Magnoliophyta
Clase:
Magnoliopsida
Orden:
Fagales
Familia:
Betulaceae
Género:
Alnus
Especie:
Alnus acuminata kunth
Descripción de las propiedades organolépticas:
Las propiedades organolépticas de la madera se
refieren a las características sensoriales que podemos
percibir mediante nuestros sentidos. Estas
propiedades son importantes para evaluar la calidad y
el uso potencial de la madera en diversas
aplicaciones.
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Tabla 2
Descripción Organoléptica
PROPIEDADES ORGANOLÉPTICAS
Color
Veteado
Olor y Sabor
Brillo
Grano
Textura
Descripción de las propiedades Mecánicas de la
madera:
Las propiedades mecánicas de la madera son
fundamentales para entender su resistencia y
comportamiento bajo diferentes condiciones de
carga. Estas propiedades son cruciales en
aplicaciones donde la madera se utiliza
estructuralmente, como en la construcción de
edificios, puentes, muebles, entre otros.
Tabla 3
Descripción de las Propiedades Mecánicas
Propiedad
Unidades
Valor
Módulo de Elasticidad de Flexión
Kg/cm2
84.98
Módulo de Ruptura de Flexión
Kg/cm2
598
Comprensión Paralela
Kg/cm2
221
Compresión Perpendicular
Kg/cm2
61.9
Cizallamiento
Kg/cm2
90
Dureza de lados
Kg/cm2
379
Tensión Perpendicular
Kg/cm2
49.2
Tenacidad
Kg-m
2.7
Fuente: Aliaga (1972) y Lastra (1987)
Descripción de las propiedades Físicas
Las propiedades físicas de la madera se refieren a
características que se pueden medir o evaluar sin
alterar la estructura interna del material. Estas
propiedades son importantes tanto para su
clasificación como para determinar su idoneidad para
diferentes usos y aplicaciones.
Tabla 4
Descripción de las Propiedades Físicas
Propiedad
Unidad
Valor
Peso
g/cm3
0.43
Densidad
g/cm3
0.56
Contracción Radial
%
2.2
Contracción Tangencial
%
3.2
Contracción Volumétrica
%
7
T/R
%
1.45
Fuente: Aliaga (1972) y Lastra (1987).
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Descripción de las propiedades Microscópicas de la Madera de Aliso.
Tabla 5
Descripción de las Propiedades macroscópicas.
DESCRIPCION
DETALLE
Macroscópica
Vasos ligeramente visibles a simple vista, de tamaño medio,
poros en mayoría solitarios y algunos múltiples radiales de
2 a 3 células en sentido radial, de mediana abundancia,
porosidad difusa, con una tendencia a formar pequeñas
líneas radiales y no se observan gomas o tilides dentro de
los vasos del duramen. Parénquima axial visible con
aumento de 10X y de tipo apotraqueal difuso escaso.
Parénquima radial apenas visible con aumento de 10X, de
ancho medio, se observan radios de dos anchos, de
abundancia media y no estratificado Otras estructuras
visibles ausentes.
Figura 1
Imagen de las propiedades macroscópicas de la madera de Alnus acuminata kunth
Tabla 6
Descripción de las Propiedades microscópicas
DESCRIPCION MICROSCÓPICA
DETALLE
Vasos
• Porosidad: difusa.
• Distribución: tiende a formar cadenas radiales.
Agrupamiento, exclusivamente solitarios, en promedio
85% y múltiples radiales de 2-3 células.
• Frecuencia: poco numerosos, promedio de 16
poros/mm² (14-19).
• Longitud: cortos, promedio de 150 µm (94-342).
• Diámetro: pequeño, promedio de 75 µm (6187).
• Engrosamiento helicoidal de las paredes ausentes.
• Apéndices: presentes en ambos extremos y tamaño
medio.