Patologias_Biot_Madera_cap2

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Tesina 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2012 
Guillermo González_arq 
Magister en Construcciones en Madera_Modulo 1 
Universidad del Bio Bio-Concepcion-Chile 
 
Patologías Bióticas de la Madera 
De los Bosques Templados de Chile , a la Selva Atlantica de Misiones 
Magister en Construcciones en Madera_Modulo 1 _Tesina_2012 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Capitulo 2 : 
Durabilidad Natural de la Madera 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
C27H24O18 Tanino (Acido Tánico_Polimero Fenólico) 
Magister en Construcciones en Madera_Modulo 1 _Tesina_2012 2 
 
Tabla de Contenidos 
Titulos Pag 
Capitulo 2: Durabilidad Natural de la Madera 1 
Tabla de Contenidos 2 
La durabilidad natural de la madera , extractos y exudados 3 
Clasificacion Findlay para la Durabilidad natural 3 
Extraibles_Extractivos vegetales 3 
Composicion Quimica de los extraibles 4 
Taninos 6 
Extractos de corteza de especies nativas de Chile 6 
Extractos y exudados de la madera en relación a los acabados superficiales. 7 
Maderas ricas en extractos y exudados 8 
Daños de extractos y exudados en acabados superficiales. 9 
Bibliografia y Fuentes 9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Magister en Construcciones en Madera_Modulo 1 _Tesina_2012 3 
 
La Durabilidad Natural de la Madera , extractos y exudados 
 
Se denomina asi , según Cartwrigt (1960) y Gonzales (1974), a la resistencia que opone la 
madera al ataque de agentes biológicos de deterioro, tales como hongos e insectos xilófagos, 
perforadores marinos, y agentes no biológicos de deterioro, tales como desgaste mecánico, 
intemperismo atmosférico y al peligro del fuego. Para fines prácticos, la durabilidad puede 
considerarse como la resistencia que opone la madera a la pudrición. 
La durabilidad es una propiedad de la madera en extremo variable. Varia entre las diferentes 
especies leñosas, entre los diferentes árboles de una misma especie, y aun dentro de un mismo 
árbol. Los factores responsables de la durabilidad de la madera son numerosos y variables; 
algunos dependen de las características y condiciones de la madera misma, otros están 
relacionados con las circunstancias que concurren en su uso. 
La gran durabilidad del duramen con respecto a la albura se atribuye a la presencia de algunas 
condiciones físicas y químicas que suceden en la formación del duramen. En efecto, Kollman 
(1959) sostienen que el duramen se protege de hongos e insectos lignícolas mediante 
obstrucción mecánica de los vasos, taponamiento de las punteaduras e impregnación de las 
paredes celulares, con metabolitos que la hacen resistentes a los ataques de organismos 
xilofagos. Además se depositan en las células del duramen sustancias polifenólicas, 
básicamente derivados del ácido shiquímico, cinámico y cafeico, cuyas combinaciones con 
compuestos orgánicos determinan una gran variedad de preservadores de la madera, capaces 
de ejercer efectos tóxicos y/o repelentes contra organismos lignícolas. 
El amplio concepto de durabilidad natural comprende aquellas características de resistencia que 
posee la madera, sin tratamiento, frente al ataque de hongos, insectos, perforadores marinos y 
otras influencias. Esta resistencia es debida a los componentes extraíbles , los que actúan en 
forma diferente dependiendo del agente de que se trate. 
La durabilidad natural de la madera puede definirse de ese modo, como la resistencia que 
opone a todo tipo de deterioro. Para fines prácticos y considerando la preponderancia del 
deterioro biológico, la durabilidad natural se refiere a la resistencia que opone la madera al 
ataque de hongos e insectos xilófagos. 
La invasión de agentes de deterioro muestra una sucesión natural que esta en función del 
contenido de humedad de la madera. 
 
 Clasificación de Findlay para durabilidad natural. 
 
Clase de resistencia Pérdida de masa % 
Altamente resistente 0 - 10 
Resistente 11 - 24 
Moderadamente resistente 25 - 44 
No resistente 45 o más 
 
 
Extraibles, Extractivos vegetales 
 
 GARCIA et al (2003) dice que son sustancias que pueden extraerse de la madera por 
medio de un solvente adecuado o por la destilación al vapor, sin afectar la composición de 
la pared celular. 
 FLORES (2003) afirma que los extraíbles que se encuentran en los tejidos vegetales 
son sustancias tales como terpenos, fenoles, taninos, minerales, azúcares, 
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hidrocarburos alifáticos y aromáticos, ácidos alifáticos y aromáticos, esterinas, aceites 
esenciales, ácidos grasos y resinosos, resinas, grasas y otros. 
 HILLIS cit. QUINDE (1984) define como constituyentes no estructurales o secundarios 
de las plantas que pueden ser removidos generalmente con solventes orgánicos 
neutros. 
 SOTO (1982) menciona que son aquellas sustancias que se encuentran presentes en 
las diferentes fibras vegetales, pero que son carbohidratos, tales como ácidos grasos, 
terpenos, fenoles y resinas. Muchos de estos compuestos son solubles en agua o 
disolventes orgánicos polares como metanol, etanol o acetona, por lo que se elimina 
rápidamente en los procesos de extracción de celulosa. 
 QUINDE (1984) señala que los extractivos vegetales se encuentran acompañando al 
material celulósico y la lignina, difíciles de extraer, sin embargo, algunas sustancias 
pueden ser extraídas en cantidades pequeñas con solvente orgánicos neutros tales 
como etanol, benceno, acetona, cloroformo, diclorometano e incluso con agua. 
También indica que ha estas sustancias se les ha llegado a denominar como los 
“componentes químicos personificadores” de las maderas, influyendo en sus propiedades 
sean esta deseables o indeseables. Muchos de estos extractivos afectan la pulpabilidad de 
la madera, el blanqueo de la pulpa, la pintabilidad de la madera, su color, olor, etc. 
 AROSTEGUI (1976) menciona que todas las especies de madera y la mayoría de los 
vegetales contienen cantidades variables de algunas sustancias químicas diferentes a 
los carbohidratos y a la lignina que constituyen la pared celular. De acuerdo con el 
punto de vista con el que se estén tratando, reciben diversos nombres: 
o Componentes extraños de la madera, porque son diferentes a los compuestos que 
constituyen la pared celular. 
o Sustancias extraíbles o solubles. 
o Extractivos. 
o Sustancias volátiles, porque muchas de estas sustancias son volátiles o imparten 
características de olor a la madera. 
o Constituyentes menores 
o Extraibles 
 
Dentro de los componentes extraíbles, aquellos que se disuelven en agua como consecuencia 
de procesos de la madera pueden generar diferencias en la durabilidad natural de la albura y de 
duramen (Poblete et al., 1991) . Estos solubles en agua caliente corresponden a sales orgánicas, 
azúcares, gomas , pectinas , porciones de taninos y algunos polisacáridos hidrolizados 
(Rodríguez, 1978) 
 
Composición química de los extraibles 
 
La composición química de los extractivos varía mucho de especie a especie, dentro de 
la misma especie e inclusive entre las diferentes partes de un mismo árbol. El gran numero 
de compuestos que han sido identificados representan varias clases de compuestos 
orgánicos que pueden ser agrupados en tres grandes grupos: compuestos alifáticos 
(principalmente grasas y ceras), terpenos y terpenoides, y compuestos fenólicos. 
 
 Compuestos alifáticos: este grupo comprende los alcoholes y ácidos grasos; se les 
encuentra generalmente como éteres y cuando se combinan con el glicerol se les tiene 
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como grasas, mientras que cuando se combinan con alcoholes alifáticos de alto numero 
de carbonos(C18-C30) se les encuentra formando las ceras. 
 
 Terpenos y terpenoides: son derivados de la condensación de dos o más unidades 
de isopreno. El termino terpeno, se refiere específicamente a hidrocarburos, mientras 
que el termino terpenoides, a toda sustancia cuya unidad repetitiva es el isopreno 
sin condensar los grupos funcionales. Los terpenos y otras sustancias similares a ellos 
con variadas funciones entran en la composición de los aceites etéreos, y están 
ampliamente distribuidos en el reino vegetal. Son líquidos incoloros, mas ligeros que el 
agua, hierven a temperatura entre 140-190ºC. Son insolubles en el agua y presentan 
alto índice de refractividad. 
 
 Compuestos fenólicos: este grupo esta constituido por una mezcla muy heterogénea 
de compuestos que se pueden subdividir en taninos, lignanos, estilebenos, tropolones. 
 
Los extractos son compuestos solubles en diferentes solventes, por ejemplo : en alcohol-
benceno se solubilizan ceras, grasas y resinas; en agua fría, taninos, gomas, azúcares, 
materiales colorantes y en agua caliente, los almidones. Pueden clasificarse en ácidos 
volátiles, aceites esenciales, ácidos resinosos y polifenoles. El caucho y los taninos usados en la 
curtición del cuero, son ejemplos de extractos provenientes de maderas de amplio uso comercial 
a nivel mundial. Los extractos son también de gran importancia para la industria farmacéutica, 
sanitaria y en perfumería. 
En algunos usos, la madera está constantemente expuesta a la intemperie, y en otros casos 
debe pasar por procesos de transformación que incluyen vaporizados y cocciones a alta 
temperatura, aplicados en ambientes saturados de agua que remueven las sustancias propias 
de la madera que le confieren su resistencia natural. Este efecto de lavado podría generar 
alguna alteración en su resistencia a la durabilidad (García, 1980) . 
Entre los contenidos inorgánicos de la madera se encuentran los cristales y el sílice. Los cristales 
son depósitos en su gran mayoría de sales de calcio, que se encuentran principalmente en 
células parenquemáticas. El sílice es un material cuya fórmula química y grado de dureza se 
asemejan al diamante, pueden encontrarse en el interior de las células en forma partículas o 
granos. Los cristales y depósitos de sílice tienen gran importancia en la propiedad de 
trabajabilidad de la madera y se conocen popularmente como cenizas, se ha informado que 
tanto para coníferas como para latifoliadas varían entre 0,1 % y 1,0 %. (D‟Almeida 1981). 
Los complejos compuestos quimicos que constituyen los productos de secrecion de las plantas, 
suelen llamarse extractos cuando se presentan en estado solido, y exudados cuando se 
presentan en forma liquida, los primeros hay que extraerlos de los tejidos y los segundos se 
recogen directamente de secreciones espontaneas. Algunas de estas sustancias metabolicas son 
muy utiles y han proporcionado y proporcionan al hombre, muchas materias de importancia 
economica, pero tambien algunas de ellas pueden llegar a ser perjudiciales, como las que 
producen daños en el acabado superficial de la madera. La duracion del acabado de la madera 
depende de varios factores que lo puedan degradar, como la agresividad del ambiente en que 
esta situado, la exposicion que tiene respecto al sol, la calidad y tipo de recubrimiento, etc., 
pero en ocasiones también es un factor importante en la degradacion de los recubrimientos, la 
presencia de ciertos extractos y exudados en la superficie de la madera. 
Los extraíbles que se encuentran en los tejidos vegetales, tales como terpenos, fenoles, taninos, 
minerales, azúcares, hidrocarburos alifáticos y aromáticos, ácidos alifáticos y aromáticos, 
esterinas, aceites esenciales, ácidos grasos y resinosos, resinas, grasas y otros, se encuentran 
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distribuidos en follaje, madera, corteza y raíces. La corteza y las raíces son las partes donde se 
encuentran en mayor concentración los extraíbles. 
 
Taninos 
Los taninos son un grupo de sustancias propias del reino vegetal, que tienen principalmente la 
función de proteger a las plantas de los agentes patógenos. Están conformadas químicamente 
por polifenoles, es decir moléculas que poseen varias funciones fenol en su molécula. Poseen la 
propiedad de coagular las proteínas, lo que hace que se utilicen en la curtiembre del cuero. 
Existen dos grupos principales de taninos los llamados „taninos hidrolizables‟ y los „taninos 
condensados‟. Los taninos hidrolizables provienen de condensaciones y polimerizaciones del 
ácido gálico, que a su vez forma el ácido elágico. Forman compuestos de relativamente fácil 
eliminación de los tejidos y de colores claros principalmente pardo claro, blanco amarillento y 
crema. En contrapartida los taninos condensados son productos de difícil eliminación, de 
colores variados cuando son de bajo peso molecular y en este caso forman las antocianidinas 
que le dan los colores a las flores y a las cáscaras de muchas frutas. A medida que se 
condensan se van haciendo más oscuros, dando principalmente colores marrones, borravino 
rojos oscuros y otros similares. 
 Son los que le dan el color típico de todas las maderas oscuras como la caoba, el cedro 
misionero, el roble, el ébano, etc. Cuando la cantidad de taninos condensados es 
significativamente grande, estas maderas se utilizan como materia prima para la extracción de 
extractos curtientes. Tal es el caso del quebracho colorado de la región chaqueña que posee 
entre un 25 y un 35% en su duramen. 
Todos los taninos son sustancias no deseadas en la industria papelera, porque restan 
rendimiento y porque interfieren en las reacciones de deslignificación y blanqueo. Sin embargo 
los más inconvenientes son los taninos condensados. 
En el caso de acabados superficiales de protección de la madera la gravedad de los daños que 
pueden llegar a causar los extractos y exudados, es siempre mayor en recubrimientos 
transparentes o de colores transparentes como barnices y lasures, que en pinturas opacas, y 
tambien estos daños generalmente son mas importantes en los acabados que están situados en 
exteriores que en interiores, siendo precisamente el gran incremento que ha tenido en estos 
ultimos años el empleo de la madera en exteriores, y la poca duracion que tienen en general 
los acabados convencionales que tan buenos resultados dan en los acabados de interiores, lo 
que ha motivado el interes en estudiar y resolver los problemas que plantea la duracion del 
acabado de la madera en exteriores, buscando recubrimientos que duren al exterior de cinco a 
diez años y que sean de facil y economico mantenimiento. 
 
Extractros de corteza de Especies Nativas Chilenas 
 
La corteza se diferencia de la madera tanto en su estructura como en su composición química. 
La corteza presenta una serie de compuestos solubles en agua, denominados extraíbles, que 
son diferentes en cantidad y tipo a los de la madera. En muchos de los procesos de 
transformación de la madera los extraíbles de la corteza pueden llegar a las aguas residuales o 
servidas. El efecto de estos extraíbles se puede dar como un aumento de la falencia química y 
biológica de oxígeno en las aguas residuales y también como un aumento de la toxicidad de las 
aguas. Este efecto de los extraíbles se hace notar en los índices DBO y DQO, demanda biológica 
y demanda química de oxígeno (Springer y Peterson1991, Parsons 1996). 
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El grado de actividad biológica de los extractos parece estar directamente relacionado con 
algunas sustancias accesorias volátiles de la corteza. Entre ellas, los terpenos parecen ser 
gravitantes en la reacción. 
 
Extractos y exudados de la Madera en relación a los acabados superficiales 
 
Los extractos de la madera son productos metabolicos de secrecion en estado solido,solubles 
en agua y en alcohol cuando son de naturaleza glucosida, y solubles en disolventes organicos 
cuando son derivados de los Èsteres. 
Los extractos solubles en agua y en alcohol, como taninos, cloroforina, pigmentos colorantes 
indeseables, etc., son dañinos para el acabado de la madera cuando se disuelven, y salen a la 
superficie de la madera estimulados por el entorno. Alli, perturban los procesos de secado del 
acabado, deteriorandolo; o producen manchas que arruinan su aspecto estetico; acortando en 
todo caso la duracion natural del acabado. Estos daños se producen principalmente en maderas 
ricas en estos extractos, situadas en exteriores a la intemperie como en interiores cuando estan 
en contacto con agua, y alcohol, como por ejemplo en toneles de sidra. De entre estos extractos 
solubles en agua y en alcohol de los mas perjudiciales para el acabado de la madera son los 
taninos. Estos productos, conocidos también por acidos tanicos, o por tanino simplemente, son 
un conjunto de sustancias de natural glucosidad que participan de las mismas caracteristicas 
fÌsicas y quimicas, y que se encuentran en cantidades muy variables en la madera.Se hidrolizan 
por los acidos y por la enzima tanasa en glucosa y diversos acidos. Cuando estan disueltos, se 
oscurecen al oxidarse, tomando un tono de gris negruzco o negro, en un indeseable proceso 
que mancha los materiales de manera casi indeleble. Siendo precisamente esta forma de 
manchar tan intensa, lo que perjudica al aspecto decorativo del acabado, al adquirir un tono 
grisaceo o negro que le hace perder todo sentido estetico y decorativo.Tambien entre los 
extractos solubles en agua, otro glucosido que contienen algunas maderas perjudica 
notablemente al acabado, es la cloroforina. Esta sustancia es un energico antioxidante 
(reductor), que impide o retarda el secado de ligantes oxidativos, dificultando el anclaje y la 
buena adherencia del recubrimiento, produciéndose con ello la degradacion del mismo y la 
perdida de duración del acabado. 
Finalmente y dentro de estos extractos solubles en agua, se encuentran los pigmentos de 
colores indeseables, que pueden distorsionar el color que se haya podido elegir en el acabado. 
Estos pigmentos son generalmente combinaciones aromáticas debilmente acidas, que la luz los 
descompone sin excepcion, principalmente en ambientes humedos, blanqueandose al oxidarse. 
Ofrecen una amplia gama de colores que van del rojo al azul, pasando por amarillos, verdes, 
marrones, etc., y que pueden perjudicar al acabado de recubrimientos transparentes coloreados 
tipo lasures, si su empleo introduce colores distorsionantes y producen manchas indeseables. 
Los extractos solubles en disolvente organico, como aceites fijos, grasas y ceras, pueden 
perjudicar el acabado de la madera, cuando con su presencia dificultan la buena adherencia de 
los recubrimientos con anclajes defectuosos que provocan la degradacion de los recubrimientos 
y con ello la perdida de duracion del acabado. 
Estos productos son de composicion quimica muy similar, ya que son Èsteres (aceites) o 
derivados de los Èsteres (grasas y ceras). Su presencia en la superficie de la madera se aviva 
con acciones mecanicas de sierras, formones, etc o de pulido con lijas, pulidoras etc., en vez de 
avivarse con situaciones ambientales, como los extractos anteriores solubles en agua y en 
alcohol. 
Estos extractos en disolvente organico, se encuentran depositados dentro de las celulas 
vegetales, formando gotitas de las que se evaporan solamente las fragancias de ciertos aceites 
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esenciales, dejando generalmente como residuo aceites no secantes, que se encuentran en la 
superficie de la madera y dejan un tacto untuoso, que hace que a estas maderas se las suele 
conocer por maderas grasosas. Los aceites secantes y no secantes jamas se extraen de la 
madera, se extraen siempre de las semillas, como el aceite secante de tung, tambien conocido 
por aceite de madera o aceite de teca, que se saca de las semillas del árbol Aleurites fordii, o el 
aceite también secante de linaza que se extrae de las semillas de lino, Linum usitatissimum. Si 
se extraen en cambio de la madera fragancias, aromas y aceites esenciales como Sandalo, 
Alcanfor y Cedria. Los exudados de la madera son productos metabolicos de secrecion en 
estado liquido, mas o menos viscoso que provienen de las celulas y fluyen por canales o vasos 
hasta aflorar espontaneamente a la superficie. Son muy conocidos algunos exudados de tipo 
lechoso y aspecto como el latex del caucho, o del chicle; siendo utilizados por el hombre desde 
tiempos inmemoriales los exudados de tipo oleoso o resinas, como la trementina de los pinos, 
el copal de ciertas leguminosas, y otras muchas clases de resinas, como dammar, elemi,laca, 
estoraque, almaciga, kauri, etc. Estas secreciones resinosas son las mas afines y que mas 
interesan al acabado de la madera. Las resinas estan formadas por una gran variedad de 
polÌmeros, producidos muchos de ellos de la oxidacion de aceites esenciales. Son amorfas, mas 
o menos transparentes e insolubles en agua, pero mas o menos solubles en disolventes 
organicos ordinarios como el alcohol, Èter, esencia de trementina (aguarras), etc. 
Las resinas comerciales mas importantes proceden especialmente de las familias pinaceas, 
leguminosas y dipterocarpaceas. Se encuentran particularmente en los canales resiniferos de la 
madera, de donde salen cuando se cortan, y afloran al exterior o exudan, en superficie de corte, 
astillado, incisiones o magulla miento; siendo precisamente estas exudaciones, que pueden ser 
permanentes, esporadicas o circunstanciales, las que perjudican tanto al proceso de secado, 
como a recubrimientos ya secos produciendo ampollas agrietamientos y decoloraciones, que lo 
degradan, acortando la duracion del acabado. 
 
Maderas ricas en extractos y exudados 
 
El contenido de extractos y exudados de la madera, varia mucho de una especie a otra, y aun 
dentro de una misma especie, de una zona de la madera a otra, encontrandose ademas dentro 
de una misma especie variaciones de estas sustancias. Hay maderas muy ricas en extractos y 
pobres en exudados y viceversa, y hay tambien maderas llamadas blancas, practicamente 
exentas de estos productos. Es por ello difÌcil confeccionar listas de madera con estos 
contenidos mas o menos aproximada, sin embargo existen algunas maderas claramente 
distinguibles por el contenido de algunas de estas sustancias, que se enumeran a continuacion. 
En general, las sustancias extractivas mas perjudiciales al acabado de la madera son: los 
taninos, la cloroforina, las resinas, los aceites, las grasas y los colorantes. 
Las maderas ricas en taninos mas conocidas son el Roble, Castaño, Acacia, Iroko, Sequoia (Red 
wood), Western Red Cedar (Thuya plicata), Afzelia y Bolondo. La cloroforina se encuentra 
principalmente en el Iroko. Los colorantes se encuentran en numerosas maderas, a las que da 
bellas tonalidades de efectos muy decorativos, principalmente en maderas tropicales y nativas 
de calidad, como caoba, teca, nogal, etc. 
Las resinas se encuentran principalmente en maderas coniferas o resinosas, de entre las que 
destacan por Pino de Oregon, Pino Melis, Pino maritimo (P. Pinaster) y Pino ponderosa, pino 
Radiata en Chile y Pino Taeda en Argentina. 
Los aceites y las grasas abundan en las llamadas maderas grasas de entre las que destacan la 
Teca de Birmania, Niangon, Afzelia y Tola. 
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Finalmente hay maderas muy pobres tanto en extractos como en exudados, de colores muy 
pulidos o sin color, ofreciendo un buen soporte para tintes y recubrimientos, como el Haya, 
Abeto (A. Pectinata), Aliso, Chopo, etc. 
 
Daños de extractos y exudados a los acabados superficiales 
 
Los sistemas preventivos para evitar los daños de extractos y exudados en los acabados 
superficiales se reducen fundamentalmente a trestipos diferentes 
1. Eliminar de la superficie de la madera, antes de aplicar los recubrimientos, las sustancias 
pertubadoras del acabado. 
 limpiar cuidadosamente la superficie de la madera de extractos o de exudados con un 
disolvente y un trapo. 
 Para para eliminar extractos solubles en agua o alcohol (taninos, etc) hay que emplear 
disolventes no grasos tipo alcohol (metanol) o acetona. 
 Para eliminar extractos solubles en disolvente organico (aceites,etc) se deben aplicar 
disolventes parafÌnicos o aceites minerales 
 Se puede utilizar disolvente universal en ambos casos. 
 Para resinas, esencia de trementina (aguarraz) 
2. Incorporar en los recubrimientos pigmentos inhibidores con funcion tÌpica de absorber y 
barrer quÌmicamente los componentes de las sustancias que se quieren evitar. 
 Consiste en emplear recubrimientos (fondos y acabados) especialmente formulados con 
la incorporacion de pigmentos inhibidores del tanino con la funcion tÌpica de absorber 
quimicamente las manchas de tanino. 
3. Obstruir o taponar los poros por donde salen los exudados. 
obstruir la salida de exudados o resinas de focos de brotacion permanente, continua o 
alterna, situados generalmente en nudosidades de diferentes especies de coniferas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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