Estrategias mecánicas de las plantas arborescentes: enseñanzas estructurales de los árboles

Abstract

Los árboles son los seres vivos más grandes que jamás han poblado la Tierra, pudiendo tener más de cien metros de altura, masas de varios miles de toneladas y alcanzar edades de varios miles de años. Para conseguirlo, entre otros condicionantes funcionales, los árboles deben hacer frente a todo tipo de cargas mecánicas. Así, para cumplir con estos requisitos estructurales, los árboles cuentan con la madera, un material excepcional desde un punto de vista mecánico, y ofrecen un sinnúmero de estrategias de diseño que van desde garantizar la estabilidad estructural hasta ofrecer un adecuado factor de seguridad empleando una cantidad mínima de material, con la consecuente eficiencia metabólica. De esta forma, este trabajo presenta las estrategias más importantes de crecimiento, anatomía y morfología que emplean las principales familias de plantas arborescentes, las gimnospermas y las angiospermas, destacando especialmente las características de los materiales naturales vegetales, que poseen una organización jerárquica y que, en la mayoría de los casos, son materiales compuestos reforzados con fibras, materiales con estructura celular, o ambos, como la madera.

Trees are the largest living beings that have ever lived on Earth, with more than one hundred meters high, masses of several thousand tons and ages of several thousand years. In order to achieve this, among other functional conditions, trees have to cope with all kinds of mechanical loads. Therefore, to meet these structural requirements, trees have wood, an exceptional material from a mechanical point of view, and offer a number of design strategies ranging from ensuring structural stability to provide adequate safety factor using a minimum amount of material, with consequent metabolic efficiency. In that sense, this paper presents the most important strategies of growth, anatomy and morphology that use the leading arborescent plants families, gymnosperms and angiosperms, highlighting the features of natural plant materials, which have a hierarchical organization, and in most cases are fiber-reinforced composite materials, materials with cellular structure, or both, such as wood.