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Analisis dimensional para determinar volumen y peso de madera de mezquite (Prosopis L.).

Dimensional analysis to determine volume and weight in mezquite wood (Prosopis L.)

INTRODUCCION

El mezquite constituye una parte importante de la flora nacional (Rzedowski, 1978; Gomez, 2008), alcanzando inclusive caracter predominante en ciertas regiones (Meza y Osuna, 2003; Valenzuela et al., 2010; Valenzuela et al., 2011a; Trucios et al., 2011; Barrientos, 2011); ha estado ligado con la vida de los habitantes de las regiones aridas y semiaridas desde tiempos remotos (Argueyes y Montoya, 1991; Antezana et al., 2000; Villanueva et al., 2004; Gomez 2008), siendo muy valioso como alimento (Galindo y Garcia-Montoya 1996; Gomez, 2008; Villanueva et al., 2004), combustible (STAFF, 2001; Camou, 2007), medicina (Lewis y Elvin-Lewis, 1977; Niembro, 1986; Gomez, 2008), carbon (Durso et al., 1973; Galindo y Garcia-Montoya, 1996, Cavazos, 1997; Villanueva et al., 2004; Gomez, 2008; Rios et al., 2011a) y material de construccion y proteccion (Niembro, 1986; Meza, 2002; Gomez, 2008).

Es el recurso energetico preferido y esencial entre los habitantes de las zonas aridas y semiaridas (Gomez, 2008). Sin embargo, el aprovechamiento constante de este tipo de vegetacion es el que ha reducido aun mas sus poblaciones (Trucios et al., 2011; Vallejo et al., 2011) por lo que sus fuentes de aprovechamiento se estan agotando aceleradamente, presentandose una fuerte escasez de combustible con adecuado poder calorifico (Villanueva et al., 2004; Barrientos, 2011).

El aprovechamiento del mezquite es una actividad complementaria en algunos lugares para el ingreso familiar, toda vez que en muchos casos es la actividad principal de varias comunidades de la region en lo que se refiere a los ultimos anos (Villanueva et al., 2004; Gomez, 2008). Por otra parte, el desconocimiento de tecnicas o incumplimiento de la normatividad forestal en lo referente al aprovechamiento de la lena de mezquite, ha llevado a los productores a una sobreexplotacion del recurso, ejerciendo una presion cada dia mayor sobre el ecosistema, el cual es fragil por las condiciones ambientales, esto hace que los arboles sean cortados totalmente, sin permitir su regeneracion, lo que pone en peligro el recurso y los futuros aprovechamientos del mismo (Maldonado y De la Garza, 2000; Rios et al., 2011b; Trucios et al., 2011; Valenzuela et al., 2011b).

En la actividad forestal el volumen de madera de mezquite reviste singular importancia para determinar el volumen aprovechable por su caracter conciliatorio en la transaccion de compra-venta de lena de mezquite en raja o en su caso de carbon vegetal (Barrientos, 2011; Rios et al., 2011a; Valenzuela et al., 2011a). En la actualidad existen desacuerdos en el metodo o formula que hay que emplear para obtener volumenes apegados a la realidad, por lo que los responsables tecnicos forestales aplican diferentes metodos para la obtencion de este parametro. Es necesario emplear o sentar las bases sobre una metodologia que proporcione mayor confiabilidad en los resultados esperados, es por ello que se presenta la necesidad de un analisis dimensional que permita estimar los volumenes de las areas propuestas para el aprovechamiento forestal maderable de mezquite (Meza y Osuna, 2003).

El metodo que se puede utilizar para estimar la produccion de madera es el conocido como analisis dimensional (Meza, 2002). Este se basa en medidas de facil obtencion de las dimensiones de las plantas y su relacion con el volumen o peso de los individuos mediante la tecnica de regresion. Estas relaciones se hacen con el proposito de generar ecuaciones que seran utilizadas posteriormente para estimar el volumen de los individuos, o bien para la elaboracion de tablas o tarifas de produccion empleadas para el mismo proposito. La principal ventaja es que es un metodo rapido, preciso, economico y libre de la influencia personal para estudiar la produccion maderable.

OBJETIVO

Obtener un modelo de prediccion para general tablas de volumen y peso de madera mediante un analisis dimensional con medidas de facil obtencion en los arboles de mezquite.

MATERIALES Y METODOS

Area de estudio

El estudio se realizo en terrenos del Ejido San Antonio de la Sierrecilla, del municipio de Mazapil, Zacatecas, Mexico, localizado a 281 km de la ciudad de Zacatecas y a 101 km de la cabecera municipal de Mazapil en las coordenadas geograficas 24[grados]25'00" N y 102[grados]18'00" O, a una altitud de 1665 m.

El clima predominante es seco semi-calido del tipo BS0hw. La temperatura media anual es de 17,8[grados]C, la temperatura minima del ano es de 2,7[grados]C, que se presenta en el mes de enero, y junio es el mes mas caluroso con 31,7[grados]C. La precipitacion media es de 261,5 mm, siendo marzo el mes menos lluvioso con 1,6 mm y agosto el mas lluvioso con 56,9 mm (IMTA, 2005).

El ejido se encuentra dentro de la Region Hidrologica El Salado (RH-37) en la cuenca Camacho-Grunidora (D5036); el escurrimiento es menor de 10 mm, por lo que no existe infraestructura hidraulica ni almacenamientos importantes, con excepcion de algunos bordos utilizados con fines domesticos y de abrevadero. El relieve se caracteriza por amplias llanuras interrumpidas por sierras dispersas, en su mayoria de naturaleza volcanica (FIRCO, 2005).

Con base en la clasificacion de suelos de la FAO/ UNESCO 1968 (CETENAL, 1970), se encuentran en el predio 3 unidades de suelo: litosol (en las sierras, en laderas, barrancas y lomerios, con una profundidad menor a los 10 cm), xerosol (tiene una capa superficial de tono claro y muy pobre en humus, debajo de la cual puede haber un subsuelo rico en arcillas) y solonetz (tiene un subsuelo arcilloso con terrones duros en forma de columnas).

En el predio tiene predominancia el matorral desertico rosetofilo con arbustos y plantas de porte bajo con poblaciones muy densas, seguido del matorral desertico microfilo, se encuentran plantas de porte alto principalmente el mezquite y un area con vegetacion halofila, con dominancia de pastos salados con arbustos y arboles de mezquite (Rzedowski, 1978).

Estudio dasometrico

Se seleccionaron las variables diametro mayor de copa y altura total del arbol, ya que son faciles de determinar en campo. Para el diametro mayor de copa se utilizo la cinta metrica y para la altura se uso estadal graduado. Estas variables (variables independientes) pueden ser correlacionadas con las variables de volumen ([m.sup.3]) y peso de madera (kg), que son mas dificiles de medir in situ (variables dependientes) y con ello se pueden utilizar las primeras variables para estimacion de las segundas, mediante el analisis de regresion.

Estimacion de peso y volumen de madera

La determinacion de las variables volumen ([m.sup.3]) y peso fresco de madera (kg) se realizo con el material resultante del derribo de 39 arboles de distintas dimensiones, eliminando ramas y ramillas no aprovechables, con la finalidad de utilizar solo los tallos de tamano comercial o aprovechable para madera o carbon.

El pesaje de madera se realizo con una balanza con capacidad de 100 kg, mientras que la determinacion de volumen en [m.sup.3] se llevo a cabo utilizando el metodo del xilometro desarrollado por Rios et al. (2011b), el cual utiliza el principio de Arquimedes.

Analisis estadistico

El analisis estadistico de las variables, consistio en analisis de regresion de las variables, asi como las graficas resultantes, usando para ello el programa PASW Statistics 18 (IBM SPSS).

RESULTADOS Y DISCUSION

De las variables independientes analizadas (Tabla 1), el diametro mayor de copa presento un [r.sup.2] considerablemente mayor. Por lo anterior, se considero apropiado utilizar esta variable para determinar el volumen de madera de forma rapida y confiable, lo que facilitaria las evaluaciones de campo y disminuiria los gastos requeridos en dichas evaluaciones en los predios forestales.

La ecuacion que se obtuvo para la prediccion de volumen de mezquite ([m.sup.3]) fue:

Volumen de madera de mezquite ([m.sup.3]) =2,341[E.sup.-6][x.sup.2] - 0,0012x + 0,1803

Con este modelo polinomial se obtuvo un coeficiente de determinacion r2 = 0,860. Este valor sugiere que es factible aplicar la ecuacion para la estimacion de volumen en arboles de mezquite de predios con caracteristicas similares (Figs. 1 y 2).

[FIGURA 1 OMITIR]

Para la variable de peso fresco de madera (Figs. 3 y 4), relacionada con el diametro mayor de copa se obtuvo un coeficiente de determinacion [r.sup.2] = 0,889 (Tabla 1), con la ecuacion:

Peso de fresco de madera (kg) = 0,001[x.sup.2] - 0,556x + 81,909

[FIGURA 2 OMITIR]

[FIGURA 3 OMITIR]

Es importante mencionar que la variable de diametro mayor de copa ha sido encontrada como una variable confiable para determinar volumen y cobertura de mezquite segun estudios realizados en predios de los municipios de Viesca y San Pedro en el estado de Coahuila por Villanueva et al. (2004). En dichos estudios se utilizaron ademas, atributos estructurales como altura (m), diametro basal (m), diametro de copa (m), diametro y longitud de ramas y tallos aprovechables (mayores de 3 cm en diametro y 1,2 m de largo). Los modelos obtenidos por Villanueva et al. (2004), utilizan como variables independientes el volumen medio de copa y la altura para obtener el volumen aprovechable de madera de mezquite, sin embargo, los intervalos de diametro de copa resultan ser muy amplios, mientras que en el modelo resultante del presente estudio permite obtener datos con el diametro mayor de copa.

[FIGURA 4 OMITIR]

Meza (2002) en Baja California utilizo el diametro basal y estimo el volumen de madera muerta, en este caso el estudio fue en madera o lena en verde, lo que presenta mayor facilidad para obtener los datos en campo.

Con base en los resultados obtenidos en este estudio, se genero la tabla de determinacion de volumen y el peso de madera en [m.sup.3] para el predio. Se considera que esta tabla puede utilizarse con un amplio margen de seguridad en el area de influencia (Tabla 2).

Para el aprovechamiento sustentable de las poblaciones de mezquite es necesario implementar programas de manejo forestal que deben enfocarse en la rehabilitacion de los individuos de poblaciones existentes, considerando practicas de podas de formacion (eliminacion de ramas secundarias, lena muerta, ramas inferiores). Se ha observado que esta actividad genera un mejor desarrollo y emision de brotes vigorosos, y como consecuencia un aumento en la floracion y fructificacion. La ejecucion de estas practicas se refleja en la produccion de madera y fomenta la regeneracion natural de las poblaciones.

CONCLUSIONES

Mediante la utilizacion de tecnicas de regresion no lineal, se determino el modelo polinomial para la estimacion de volumen en [m.sup.3] y peso fresco de madera de mezquite en kg mediante la medicion de la variable diametro de copa, que es de facil obtencion en campo. Las ecuaciones resultantes pueden ser utilizadas por productores silvicolas y tecnicos forestales.

El diametro de copa resulto ser la variable con mayor indice de correlacion [r.sup.2] = 0,852 para volumen y para peso fresco de madera de mezquite con [r.sup.2] = 0,889.

En los ejemplares de mezquite el diametro de copa minimo aprovechable es de 150 cm, se usa como parametro los tallos para elaborar carbon, lo que permite hacer un mejor manejo de las poblaciones naturales de mezquite y de forma directa hacer una seleccion de los ejemplares sujetos de aprovechamiento, lo anterior representa en una medida de conservacion de los recursos forestales y espetificamente de mezquite.

La obtencion del modelo es una herramienta de utilidad en el manejo de las poblaciones naturales del recurso forestal maderable de las zonas aridas, buscando el aprovechamiento sustentable.

RECONOCIMIENTOS

Los autores desean agradecer a la Dra. Cristina Garcia de la Pena su valiosa asesoria para llevar a cabo los analisis estadisticos; de la misma manera se agradece al Consejo Nacional de ciencia y Tecnologia el apoyo economico para la realizacion de los estudios de postgrado del Ing. Jose Antonio Hernandez Herrera.

REFERENCIAS

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Manuscrito recibido el 11 de noviembre de 2011.

Aceptado el 3 de junio de 2014.

Este documento se debe citar como:

Hernandez-Herrera, J.A., L.M. Valenzuela-Nunez, a. Flores-Hernandez y J.C. Rios-saucedo. 2014. Analisis dimensional para determinar volumen y peso de madera de mezquite (Prosopis L.). Madera y Bosques 20(3):155-161.

Jose Antonio Hernandez-Herrera (1), Luis Manuel Valenzuela-Nunez (2) *, Arnoldo Flores-Hernandez (3) y Julio Cesar Rios-Saucedo (4)

(1) Maestria en Ciencias en Recursos Naturales y Medio Ambiente en Zonas Aridas. Universidad Autonoma Chapingo URUZA. Durango, Mexico.

(2) Facultad de Ciencias Biologicas. Universidad Juarez del Estado de Durango. Durango, Mexico.

* Autor de correspondencia. e-mail: luisvn70@hotmail.com

(3) Universidad Autonoma Chapingo URUZA. Durango, Mexico.

(4) INIFAP Campo Experimental Valle del Guadiana. Durango, Mexico.
Tabla 1. Coeficientes de determinacion [r.sup.2] y
estimacion de f. Variables independientes altura y
diametro mayor de copa. Variables dependientes
volumen y peso de fresco de madera de mezquite.

                                 Diametro
                                  mayor
Variables               Altura   de copa

Peso (kg)   [r.sup.2]   0,091     0,889
                F       1,792     110,56

Volumen     [r.sup.2]   0,100     0,860
(m3)
               F        2,001    144,46

TABLA 2. Tabla de determinacion de volumen y peso
de madera de mezquite en [m.sup.3].

Diametro
mayor            Volumen    Peso (kg)
de copa (cm)       (m3)

150               0,184      36,309
200               0,188      21,009
250               0,194      10,709
300               0,200       5,409
350               0,208       5,109
400               0,217       9,809
450               0,227      19,509
500               0,238      34,209
550               0,250      53,909
600               0,263      78,609
650               0,278      108,309
700               0,294      143,009
750               0,311      182,709
800               0,329      227,409
850               0,348      277,109
900               0,369      331,809
950               0,390      391,509
1000              0,413      456,209
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Author:Hernandez-Herrera, Jose Antonio; Valenzuela-Nunez, Luis Manuel; Flores- Hernandez, Arnoldo; Rios-Sau
Publication:Madera Y Bosques
Date:Sep 22, 2014
Words:3452
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