La madera como materia prima industrial (página 2)

La forma más apropiada de quemar la madera puede colegirse de sus propiedades físicas y químicas peculiares, de las que no nos ocuparemos aquí. Nos limitaremos a decir que existen tres factores de cardinal importancia: las dimensiones de la parrilla; el diseño del depósito de combustible y la división de la toma de aire (en aire primario y secundario). No es posible establecer reglas fijas en lo referente a dimensiones. Cada aparato deberá diseñarse con vistas al uso a que ha de ser destinado, pero, en términos generales, todas las estufas para quemar madera deberán tener un depósito de combustible, una parrilla y tomas de aire.

El depósito de combustible.- El propósito de éste no es solamente contener la cantidad necesaria de combustible, sino también ofrecer un espacio adecuado para que las llamas puedan arder libremente. Por tanto, deberá ser de un tamaño que permita a los gases quemarse por completo antes de entrar en contacto con las superficies de caldeo que producirán su enfriamiento. El empalme del depósito de combustible con la parte más estrecha constituida por la parrilla, efectúa por medio de paredes laterales inclinadas que dan forma de embudo a esta parte inferior. De esta suerte el carbón vegetal se acumula en la parrilla y la cubre por completo con una capa de espesor adecuado. El depósito de combustible deberá tener una profundidad algo mayor que la largura de los tochos que han de utilizarse. Las tuberías y conductos de los humos que parten del depósito del combustible deberán estar dispuestos de tal forma que las superficies de caldeo queden bien expuestas a los gases producidos por la combustión. Se trata de hallar la solución más acertada desde el punto de vista de la técnica del tiro. Las dimensiones de los conductos deben ser proporcionales al contenido de gases del combustible y a la superficie total de caldeo. Tratándose de leña, es necesario alargar los conductos reduciendo la sección transversal de los mismos en la parte próxima a la boca en proporción a la merma en volumen de los gases al producirse su enfriamiento.

La parrilla.- Esta debe ser relativamente pequeña, siempre menor que el fondo del depósito del combustible, con el fin de que el carbón de leña que se forma durante la combustión llegue a tener el espesor suficiente para cubrir por completo la parrilla. Normalmente, la cantidad de calor producido por cada metro cuadrado de parrilla debe ser la siguiente:

1«Kcal» = calorías por kilogramo.

Esa producción de calor supone un tiro proporcional. Si éste resultara demasiado flojo debido, por ejemplo, a un conducto que esté muy bajo o haya sido mal construido, deberá ser inferior la carga de combustible que pueda admitir. Si la parrilla es demasiado grande, será excesiva la temperatura de los gases que salen por el conducto, lo cual lleva consigo considerables pérdidas de calor. Por otra parte, una parrilla demasiado pequeña origina fácilmente dificultades en el tiro, y, por tanto, una combustión incompleta, corriéndose el peligro de que se deposite alquitrán en el conducto.

En las estufas de madera la parrilla deberá estar construida de tal forma que la proporción entre los intersticios o ranuras y la superficie total oscile entre 0,25 y 0,35. Esta proporción es mucho más reducida que tratándose de hogares de coque, por el consumo relativamente escaso de aire que requiere el fuego de leña y porque la toma de aire deberá estar dispuesta en dos niveles distintos.

Es preferible elegir una parrilla plana. Deberá construirse de forma que pueda retirarse fácilmente el cenicero y tenga acceso el aire a todos los puntos. En las estufas de gran tamaño, los barrotes de la parrilla deben ser dentados o estriados por la cara inferior, con el fin de que se enfríen más fácilmente

La profundidad de la parrilla debe ser proporcional al tamaño de los leños que hayan de utilizarse.

Toma de aire.-En una estufa de madera el aire comburente debe penetrar a dos niveles distintos: bajo la parrilla, la corriente primaria yen la llama, la corriente secundaria.

La corriente primaria llega a la leña a través de las ranuras de la parrilla. Como no es sino una parte de la cantidad total necesaria para la combustión, el des prendimiento de gases es más lento y la combustión puede ser regulada con más facilidad. No obstante, es necesario permitir la entrada de aire primario en cantidad suficiente, ya que si se reprime demasiado el desprendimiento de los gases, y, por consecuencia, la producción de calor, la combustión resulta incompleta.

Es necesario que se caliente primero el aire secundario, antes de dispararlo regularmente hacia los gases de combustión concentrados encima de la capa de combustible, a fin de que prenda en los gases todavía no quemados. En las pequeñas estufas domésticas, el aire secundario, al igual que el primario, puede introducirse por el cenicero. Conductos en los que se calienta, lo acarrean al depósito de combustible, de donde sale por aberturas dispuestas de forma regular. Por el contrario, tratándose de estufas grandes, tanto el aire primario como el secundario se introducen y regulan separadamente.

Deberá existir una proporción cuantitativa específica entre estas dos tomas de aire. La de aire secundario deberá equivaler a una superficie total de una cuarta a una tercera parte de la que formen las ranuras de la parrilla por las que penetra el aire secundario.

Los sistemas de combustión.- Un sistema moderno de calefacción no sólo deberá asegurar una combustión completa, sin condensación, con la máxima eficacia calorífera, sino que, además, deberá reunir condiciones adecuadas de comodidad y limpieza.

Para llenar estas condiciones hay toda una variedad de métodos de combustión, según la clase de la calefacción y los fines a que se destine:

Combustión ascendente.- Siguiendo este método, el más sencillo y antiguo, suben las llamas y se esparce el fuego por toda la capa que forma combustible, de suerte que arda a la vez toda la carga. No es posible, por tanto, lograr así un fuego que arda ininterrumpidamente.

Merced a la parrilla estrecha y a las paredes inclinadas en forma de embudo, se obtendrá una buena capa de brasas, asegurando con ello una combustión lenta y de fácil regulación. Las brasas, amontonadas apretadamente, arden así durante mucho tiempo, y al cabo de largo rato pueden todavía prender fuego a una nueva carga de leña. La corriente de aire secundario que pasa por los conductos laterales, entra al depósito de combustible por encima de éste y se mezcla con los gases. Las caras inclinadas de las piedras refractarias especiales, utilizadas para la entrada y salida de la corriente de aire secundario, dan forma de embudo al depósito del combustible.

Combustión horizontal.- El depósito de combustible sirve primordialmente de recipiente del mismo, mientras se avivan las llamas en una segunda cámara. No deberán ser demasiado grandes las aberturas entre el depósito de combustible y esa segunda cámara, para mantener todo lo baja que sea posible la zona de combustión; pero tampoco deberán ser demasiado pequeñas, pues de lo contrario resultaría insuficiente el tiro. El tamaño de las aberturas debe ajustarse puntualmente a los fines que se persiguen. La corriente de aire secundario entra por la boca del depósito de combustible, es decir, por su parte más estrecha, donde se encuentran confinadas las llamas.

Las corrientes de aire primario y secundario penetran por la boca de carga y por el cenicero, pasando por una entrada común o estando separadas desde un principio. Los portillos de la boca de carga y del cenicero, desprovistos de rosetas de entrada para el aire, deberán cerrar tan herméticamente como sea posible, ya que si el aire penetra por encima de la zona de combustión, podría inflamarse toda la madera en reserva, lo cual sería contrario al principio que rige la combustión de esta clase.

Durante la combustión, los gases se van acumulando en la parte superior del combustible. Si se abre la boca de carga antes de que ésta se haya quemado por completo, la penetración de aire producirá una pequeña explosión. Para remediar este inconveniente, se adapta una válvula de paso a la boca de carga, de suerte que no sea posible abrir ésta mientras no se abra la válvula. De esta forma se evitan las explosiones y el desprendimiento de humos cuando se carga el hogar. Cuando se enciende, el dispositivo de la válvula de paso actúa de tiro directo, que se cierra al formarse el lecho de brasas o cuando se termina la operación de carga.

La combustión descendente o inversa.- Este sistema también asegura una combustión continua y un desprendimiento regular de calor. Como su nombre indica, lo característico de este sistema consiste en que la combustión se dirige hacia abajo. Sobre la parrilla se encuentra solamente el depósito de combustible; las llamas se extienden por debajo de la parrilla, la cual está formada por barrotes refractarios con ranuras estrechas entre sí. Durante la combustión solamente arde la capa de combustible que se encuentra inmediatamente sobre la parrilla. Las llamas bajan por los intersticios y se extienden por la cámara inmediata, de la que parten los conductos de humo. La entrada del aire comburente también se organiza a la inversa, es decir, entrando el aire primario por encima de la parrilla, mientras el secundario lo hace por debajo. Este sistema garantiza la buena combustión, ya que los gases pasan primeramente por la parrilla refractaria que está muy caliente. Por ello la necesidad de aire secundario es menor y todo el aire primario sobrante puede actuar como aire secundario.

Al igual que en el sistema anterior, se requiere una válvula de paso que funcione encima del depósito de combustible. Si se trata de lograr un fuego continuo, es decir, de combustión lenta, es evidente que los portillos de la boca de carga y del cenicero deben ajustar herméticamente, y la válvula deberá estar cerrada.

Una estufa de esta naturaleza sólo podrá utilizar combustible que arda con llama alta y es por tanto apropiada para leña. Lo mismo que todas las estufas modernas que obtienen un gran rendimiento calorífico del combustible empleado, los aparatos de combustión descendente necesitan una chimenea o conducto en perfecto estado, para proporcionarles un tiro adecuado.

La energía de la madera.- El uso de combustibles derivados de los bosques y la biomasa tiene un gran potencial desde el punto de vista técnico, económico, ambiental y social, pero debe ser asumido con racionalidad.

Los combustibles de la madera comprenden toda la biomasa leñosa (troncos, ramas, estaquillas, etc.), aserrín y otros residuos de las actividades de la tala y procesamiento, así como el carbón y otros combustibles derivados en dependencia del proceso de conversión. Las fuentes primarias de combustibles de la madera son los bosques y otras tierras no boscosas. Los planificadores y quienes elaboran las políticas energéticas no evalúan apropiadamente la importancia de la madera como una fuente de energía sostenible. Varias ideas equivocadas impiden el desarrollo de este tipo de energía dentro del sector energético:

–La madera no es relevante como una fuente de energía.–Los combustibles de la madera están pasados de moda.–Los combustibles de la madera tienen poco valor.–Solo las familias pobres y rurales usan estos combustibles.–Los combustibles de la madera son mercancías tradicionales.–La combustión de la madera adiciona a la atmósfera más dióxido de carbono que el   petróleo.

Estas ideas son erróneas. La energía de la madera es y será una fuente energética importante en los países en vías de desarrollo. El uso de los combustibles de la madera está aumentando, aunque no al nivel de los combustibles fósiles. A pesar de que estos combustibles son a menudo considerados «no comerciables», se comercializan ampliamente y constituyen la fuente principal de ingresos de muchas personas, en áreas rurales y urbanas. Este tipo de energía es usado por familias, industrias, instituciones y empresas comercializadoras, fundamentalmente en áreas rurales, pero también en las urbanas. Con el aumento de la población rural y las bajas probabilidades de grandes cambios por otras fuentes energéticas, el consumo de los combustibles de la madera continuará aumentando.

Los efectos de su uso pueden ser positivos o negativos, a pesar de que son más amistosos con el ambiente y de mayor factibilidad económica cuando lo comparamos con otros combustibles convencionales. Con relación a las políticas, muchas personas consideran los combustibles de la madera como tradicionales y fuera de moda, pero de hecho su consumo aumenta y están siendo usados para aplicaciones tradicionales y modernas. Por esto la energía de la madera debe ser incluida en la energía nacional y en las políticas forestales, lo cual está siendo instrumentado en muchos países.En los países en desarrollo los combustibles de la madera son una fuente de energía muy importante y vital para la estabilidad nutricional de las familias pobres en zonas rurales. Muchos estudios sobre la contribución de los bosques y árboles al sector energético indican que a pesar de que se exhiben grandes variaciones entre países, los combustibles de la madera son una gran fuente de energía en América Latina, Asia y África. Estimados sugieren que la biomasa es consumida globalmente a una tasa de 55 exajoules por año, lo que representa 15 % de la energía usada en el mundo. Recientemente, preocupaciones por el calentamiento global y las lluvias ácidas han resultado en un llamado hacia el uso de fuentes de energía renovable como la madera.

La madera para los países en desarrollo.- En 1980, aproximadamente la mitad de la población mundial dependía de la madera para satisfacer sus necesidades energéticas. Para los habitantes de los países en desarrollo es el recurso energético básico de tres cuartos de la población. En 1987, la biomasa aportó 15 % de la energía mundial y 38 % de la energía usada en los países en desarrollo, y en alguno de estos países representa 90 % de la energía total.

Principales consumidores.- En la mayoría de las áreas rurales del mundo las fuentes de energía de la madera son recopiladas fuera del mercado, por esto el rol de la energía de la madera en la economía energética global no es bien conocido. Datos de estudios detallados y valores precisos no están disponibles para muchos países. La incapacidad para enfrentar totalmente el potencial de este recurso y su contribución a la energía total y al desarrollo es una de las mayores limitantes para la comprensión del potencial energético de la madera, a pesar de algunos esfuerzos hechos para mejorar las estadísticas de esta fuente de energía.

Hoy los países en desarrollo consumen más madera y productos derivados, fundamentalmente leña y carbón. Como fuente de energía la madera representa 80 % del total y el 20 % restante es para usos industriales. Altas proporciones de madera son usadas para combustible en África, Asia y América Latina, donde representan 89, 81 y 66 % del consumo total de madera, respectivamente. Estos combustibles son ampliamente usados en el sector industrial y doméstico, ya que resultan más baratos que otros, y la biomasa local puede ahorrar montos sustanciales de moneda extranjera. Entre los consumidores están las familias, industrias, empresas comerciales e instituciones, mayormente en áreas rurales. Los patrones de consumo energético de las familias son específicos para cada sitio, varían de un país a otro y de un área a otra dentro de un país. Dependen del tipo de área (rural o urbana), disponibilidad de los recursos locales, del clima y de combustibles alternativos, y pueden variar en dependencia de la estación del año. Estos combustibles son usados principalmente para cocinar. Otras aplicaciones importantes son calentar el agua, la calefacción y el alumbrado. Las formas más usadas de la biomasa como combustibles son la leña y el carbón. En áreas rurales de países en desarrollo el uso dominante de la leña es para cocinar y generar calor, mientras que en las áreas urbanas el carbón es más usado

Este último es el resultado del proceso de combustión de la madera en ausencia de aire, y quema sin humo, no se descompone, aún cuando es almacenado durante largos períodos, no crea llamas peligrosas alrededor de las vasijas para cocinar y requiere una pequeña cocina cuya salida de calor es fácil de controlar. Además, tiene mayor poder calorífico que la leña. La industria del carbón provee un número de beneficios sociales y económicos, tales como el empleo, la transferencia de dinero del sector urbano al rural, las ganancias en divisas si el carbón es exportado y es un combustible libre de humo para las ciudades. En Asia la madera abarca 30 % del consumo total de energía. En los países sudasiáticos entre 20 y 80 % de la demanda de energía es cubierta por la madera. El sector más consumidor es el doméstico, pero numerosos servicios e industrias, como las que procesan metales y minerales (cerámica, joyería, fábricas de ladrillos, fundición y alfarería), industrias textiles, agrícolas y de alimentos, y otros servicios, usan este combustible para el procesado, calentamiento y secado del producto final. Cuando se compara con el sector doméstico, los combustibles de la madera usados por la industria representan entre 15 y 20 % del total de la energía consumida, y entre 10 y 30 % de la madera u otra biomasa consumida. En Tailandia el consumo de energía procedente de la madera (fundamentalmente carbón y leña) suministró en 1996 hasta 49 % de toda la energía en el sector doméstico. En Bangkok la leña y el carbón son ampliamente usados para una gran gama de labores domésticas. Para el continente africano, en la mayoría de los países las fuentes de energía para el sector doméstico son la leña y el carbón, particularmente las áreas rurales dependen de la leña. En Malawi cerca de 60 % de la demanda de leña responde a familias rurales y principalmente para la preparación de alimentos. En Kenya en 1987 la leña figuró en las estadísticas de la energía nacional con 73 % y ha continuado satisfaciendo las necesidades energéticas de la población.

En América Latina tenemos el caso de Nicaragua, donde la leña es la mayor fuente de energía, así como el primer producto forestal. En 1998 se estimó que la leña representó 58 % de la energía consumida y 70 % de toda la madera consumida. El total de consumo es de 2 o 2,5 millones de toneladas por año, con 90 % del total para la cocina doméstica.Por su parte, Brasil tiene la madera como la mayor fuente de energía, y esto se debe en gran medida al carbón que este país produce. En 1994, 33 millones de metros cúbicos de carbón (cerca de 90 millones de metros cúbicos de madera) fueron consumidos en el país.

Comercio y empleo

A pesar de que la leña es recolectada por los jefes de familia y por las mujeres que tienen a cargo esta tarea, su comercio es también importante, particularmente para áreas urbanas y para el consumo industrial. Los sistemas energéticos basados en los combustibles de la madera son los más disponibles en muchas áreas, y cuando son adecuadamente manejados no solo son versátiles y sostenibles, sino también efectivos en la generación de ingresos y empleos. Las oportunidades de empleo han sido destacadas como la mayor ventaja, por los múltiples efectos que ayudan a generar actividades económicas y a fortalecer la economía local. Ellos son una fuente importante de ingreso para muchas áreas rurales del mundo. Para los países asiáticos el negocio de los combustibles de la madera es la fuente principal de ingresos, fundamentalmente para el sector doméstico rural. Por ejemplo, en Filipinas en 1992 se estimó que unas 830.000 familias (532.000 recolectores, 158.000 carboneros y vendedores, 40.000 comercializadores rurales y 10.000 comercializadores urbanos) estuvieron involucrados en el comercio de estos combustibles.

Energía de la madera y género

En relación con la mujer, cambios hacia un modelo de desarrollo energético sostenible podría tener un efecto positivo para ella en términos de salud, trabajo, generación de ingresos y calidad de vida. Aunque la energía es solo uno de los factores que determinan la calidad del género, la combinación entre la eficiente utilización de la energía de la madera y otras fuentes renovables abre un abanico de oportunidades para las mujeres; por ejemplo, el reconocimiento de su tiempo de trabajo fuera del mercado como «energía humana» (colección de leña, cocinar, procesado de alimentos, etc.).

Modernas aplicaciones

En años pasados muchos países asiáticos se han involucrado en aplicaciones modernas de la madera como fuente de energía. No son proyectos pilotos o investigaciones, sino inversiones actuales que utilizan la biomasa para generar calor, vapor o electricidad para las industrias a través de tecnologías modernas, convenientes y más eficientes, como la cogeneración (generación de calor en las industrias agrícolas) y plantas de poder dendrotermal (generación de electricidad mediante la combustión de biomasa). Estos proyectos están probando ser técnicamente exitosos y económicamente rentables, y muestran además cuál podría ser el rol de los combustibles de la madera en el futuro y que esta puede ser una opción energética técnicamente eficiente, económicamente viable y ambientalmente sostenible.

Bosque para usos múltiples

La energía de la madera tiene un lugar importante en el bosque para uso múltiple, un modelo de manejo para la producción y cosecha combinada de madera, combustible y productos forestales no madereros. Como ejemplo está el caso de Burkina Faso, donde un uso no planificado de los recursos forestales ha traído el deterioro de las áreas forestales de Ouagadougou. Se asumió un proyecto con el objetivo de desarrollar un programa nacional para la producción integrada y sostenible de madera, particularmente leña y carbón. El proyecto tuvo como salida la protección y conservación del recurso, así como un aumento de los ingresos de la población local en 50 %, que fueron capaces de satisfacer la demanda urbana de estos productos.

Perspectivas

En los países en desarrollo la leña y el carbón son las formas más comunes de combustibles de madera y resultan fuente importante de energía e ingresos, especialmente para las áreas rurales. Su producción puede generar desarrollo económico y oportunidades de empleo, y están siendo usados para modernas aplicaciones, lo que demuestra su viabilidad económica y ambiental. Para generalizar estos resultados y hacer más tangibles estas ventajas es necesario el uso sostenible de las fuentes de energía de la madera y llevar a cabo el desarrollo de la biomasa como fuente de energía dentro del sector energético con métodos y procedimientos que sean consistentes con la conservación de la biodiversidad y otros propósitos medioambientales.

Pulpa y papel

1. Del árbol al papel.- El papel consiste en un tejido o entramado de fibras vegetales con alto contenido de celulosa, que han sido refinadas y tratadas en agua antes de ser depositadas sobre un tamiz y secadas. El papel y los productos relacionados con él se elaboran a partir de fibras de celulosa presentes en las plantas. Estas fibras pueden provenir de diferentes vegetales: algodón, madera, paja de cereales, caña de azúcar, etc., pero actualmente la mayor parte de la producción mundial del papel proviene de la madera. A la vez, un tercio del total de madera procesada en el mundo se emplea para la fabricación de pasta. La mayor proporción de pulpa se fabrica a partir de pulpa de madera, aproximadamente un 89% de la producción total, por lo que sólo un 11% se fabrica a partir de otras fibras.

Producir una tonelada de papel virgen requiere de unas 2 a 3,5 toneladas de árboles par ser procesadas en una planta de celulosa. Transformar esa cantidad de árboles en papel significa utilizar grandes cantidades de agua, energía y químicos, y genera grandes cantidades de contaminantes gaseosos y líquidos y residuos sólidos. A escala mundial, la industria de la pulpa y el papel es la quinta industria más grande en cuanto a consumo de energía, contabilizando el 4% del consumo de energía global.

1.1. De pulpa a papel

Para fabricar el papel se combinan distintos tipos de pulpas húmedas mezcladas con sustancias de relleno (carbonato de calcio, caolín, dióxido de titanio, etc.) y con otros aditivos (colofonia, sulfato de aluminio, tinturas), todo lo cual se extiende uniformemente sobre una malla metálica, se somete a un secado y luego se lo remueve con un fieltro absorbente. La superficie de los papeles de impresión y escritura es luego alisada mecánicamente o revestido con una capa de arcilla o tiza (coteado). A partir de las diferentes categorías de pulpas se pueden obtener cientos de diferentes tipos de papeles.

2. Procesamiento de pulpa, papel y madera

Se puede dividir el procesamiento de la pulpa y el papel en dos etapas:

• la producción de pulpa con una gran variedad de fibras provenientes de la madera, u otras plantas, o, en un volumen cada vez mayor, del papel reciclado; y,

• fabricación de productos de papel. Se utilizan cantidades menores de fibras sintéticas para papeles especiales.

La producción de papel puede realizarse conjuntamente con la producción de pulpa (fábricas de papel integradas), o separadamente, en cuyo caso, se compra la pulpa de las fábricas respectivas del país, o se la importa. En los países industrializados, la capacidad de las fábricas de pulpa rara vez es menor de 500 toneladas de pulpa por día. En los países en desarrollo, pueden ser de 50 toneladas por día o mes.

Los procesos de producción de pulpa son mecánicas, termomecánicas y químico-termo-mecánicas, o químicas, utilizando el proceso sulfito, kraft o kraft/sulfito. El Proceso Kraft es el dominante debido a su versatilidad y flexibilidad. Algunas de las plantas más antiguas emplean el proceso sulfito, que predominó hasta 1935, porque en ese tiempo se consideraba que la pulpa de sulfito era más barata y más fácil de producir que la de kraft.

En una fábrica de papel integrada, la lechada de pulpa se transporta por tubería directamente a las máquinas de papel. Las fábricas no integradas utilizan pulpa seca, mayormente. Se mezcla la pulpa seca con agua antes de introducirla a la fábrica de papel.

La madera es la materia prima fundamental para la producción de pulpa, pero se emplean, además, fibras vegetales como: paja, bagazo, rafia brava, papiro, sisal, lino, yute, etc. El papel de desecho es una materia prima cada vez más importante, especialmente para la producción de papel periódico y ciertos papeles de seda, papel de cartas, revistas y cartón. El único tratamiento químico que se requiere, es la eliminación de la tinta, porque la mayoría del papel reciclado se reduce a pulpa mecánicamente.

Las fábricas de pulpa, a menudo, se instalan cerca de su fuente de materia prima, a saber, los bosques. Es importante manejar el bosque adecuadamente para asegurar que se tenga un suministro uniforme y sostenido de madera, y, también, porque la explotación de la madera es una de las operaciones más difíciles y peligrosas de la industria de papel.

El mercado global de la pulpa es uno de los más grandes dentro de la industria de productos forestales, con grandes cantidades de pulpa que se trasladan entre las regiones productoras netas y las consumidoras netas. América del Norte y los Países Escandinavos Nórdicos (Canadá, EEUU, Suecia, Finlandia y Noruega) son los productores de pulpa de mercado mas importantes. Sin embargo, otros países con plantaciones de rápido crecimiento como Brasil, Chile, Portugal, España e Indonesia, han surgido también como importantes productores para el mercado global.

El principal destino de la pulpa de mercado sigue siendo Europa Occidental (a excepción de los Países Escandinavos), que recibió el 38% del total de las exportaciones (1999). El segundo mercado es Estados Unidos (19%), seguido por Japón (8%) y Asia/Africa (20% en total). China se encuentra entre los destinatarios internacionales más influyentes y de mayor crecimiento. América del Norte, Países Escandinavos y América Latina son importantes exportadores netos al igual que otros países de Asia y Europa Occidental.

América del Sur es actualmente una de las regiones preferidas para la instalación de nuevas plantas y para la expansión de la capacidad de las plantas existentes.

El consumo mundial de la industria papelera actualmente supera los 323 millones de toneladas por año (PPI, 2001) mientras que en 1990 era de 238 millones de toneladas (PPI, 1991). Según pronósticos de la FAO el consumo global de papel será un 80% más alto en el 2010 que en 1990.

3. Plan de Producción Limpia para la Industria del Papel Greenpeace reclama al Gobierno del Presidente Kirchner y al Gobierno del Presidente Tabaré Vazquez la elaboración de un "Plan de Producción Limpia para el Sector Papel", que involucre los siguientes puntos:

• Eliminación del cloro en el blanqueo.- El blanqueo con cloro es una de las partes más perjudiciales del proceso de producción de papel. Es imprescindible eliminar los daños ambientales generados en esta etapa. La pasta puede ser blanqueada con métodos que no emplean cloro -Totalmente Libres de Cloro o TCF. Para hacerlo se utilizan blanqueadores a base de oxígeno tipo peróxido de hidrógeno (agua oxigenada), ozono y oxígeno gaseoso. Esta tecnología totalmente libre de cloro ha demostrado ser eficiente, posible y económicamente conveniente.

• Extender el proceso de cocción y realizar el proceso de delignificación con oxígeno.- Es un prerrequisito imprescindible para lograr que el proceso pueda ser totalmente libre de cloro. Este paso reduce las cantidades de lignina que ingresa a las etapas de blanqueo. Los residuos de la delignificación con oxígeno pueden ser reciclados.

• Eliminar totalmente los efluentes de las plantas de pasta y papel.- La eliminación del cloro y sus subproductos altamente corrosivos permite a las papeleras comenzar a operar en sistemas Totalmente Libres de Efluentes. Al tratar y reciclar los efluentes dentro del proceso es posible reducir la cantidad de agua empleada y eliminar las descargas tóxicas.

• Aumentar el porcentaje de papel que es reciclado y el contenido de papel reciclado post-consumo en los papeles a la venta.

Disponer de medidas para que todo el papel descartado por los organismos públicos nacionales sea reciclado. Que el papel de impresión y escritura que compre el gobierno contenga al menos un 20% de fibras recicladas post-consumo a dos años de iniciado este plan. Reducir la demanda de papel blanco. Favorecer la Investigación y el Desarrollo de tintas más limpias que permitan un mejor reciclaje sin contaminación. Favorecer impositivamente a las empresas que opten por fabricar papel de impresión con fibras post-consumo. Recientemente la Ciudad de Buenos Aires adoptó por ley un "Plan de Basura Cero" que eliminará la disposición final de elementos reciclables como el papel.

• Establecer líneas de crédito blandas para la eliminación de los efluentes de las industrias del sector y la promoción y crecimiento de las empresas de reciclado. Se debe promover, en plazos adecuados, la reconversión de las industrias del sector a procesos más limpios y generar condiciones más propicias para el reciclado de papel y el consumo de productos fabricados con fibras recicladas.

• Exigir la explotación sostenible de los recursos forestales.- En la utilización de fibra virgen, ésta debe provenir de cultivos certificados según los estándares del sistema de certificación forestal del Forest Stewardship Council (FSC35). Esta certificación es una condición necesaria a la que deberán añadirse criterios específicos de explotación sustentable de maderas para ambos países.

• Tanto las plantas industriales como plantaciones forestales, deben estar sujetas a la aprobación de las comunidades que se verán afectadas por tales emprendimientos y deben ser estudiados sus impactos ambientales y socioeconómicos.- La recesión económica actual ha acarreado problemas como la baja de los precios de los productos básicos, lo que está teniendo repercusiones perceptibles en los mercados de exportación de pulpa. Los precios de la pulpa han caído recientemente, registrándose un descenso en el número de envíos de pulpa mundiales en un 8,2 por ciento en agosto, por un total de 3.157 toneladas métricas. Los inventarios de producción nórdicos se han reducido a 24 días de consumo, el nivel histórico mas bajo, mientras que los las existencias de los fabricantes subieron a 41 días. El mayor revés para la pulpa han sido los problemas de disponibilidad y el precio, aspectos que muy probablemente no se mejorarán en 2009 con la imposición por parte de Rusia de aranceles a los productos forestales destinados a Europa y la región nórdica.

La pulpa de eucalipto de fibra corta de Brasil ocupa ahora un lugar destacado en los mercados mundiales, y las características favorables del suelo, las condiciones climáticas y las mejoras genéticas se conjugan para que el país produzca como media 50 metros cúbicos de madera por hectárea, frente a los 30 metros cúbicos en otras partes del mundo. Un 30 por ciento de la pulpa kraft de madera dura mundial procede de Brasil, ya que el país produjo 7,8 millones de toneladas métricas el año pasado.

En Brasil, los precios y el uso de papel recuperado cayó en gran parte de 2008, En lo que se refiere a la realización de proyectos en Brasil, International Paper está construyendo una nueva fábrica de papel en Três Lagoas, en el estado de Mato Grasso do Sul, Brasil. La nueva unidad de producción de papel que será arrancada en el primer trimestre de 2009, tendrá una capacidad de 200.000 toneladas métricas por año de papel de impresión sin estucar sintético sin madera.

Como parte de un acuerdo de intercambio de activos, concluido a principios de 2008 con la empresa brasileña Votorantim Celulose e Papel (VCP), la empresa estadounidense se hizo con el control de las actividades relativas a la pulpa, papel y productos forestales de VCP en Luiz Antônio en el estado de São Paulo, mientras que VCP tomó el control de la fábrica de pulpa de IP en Três Lagoas. Stora Enso ha comprado extensiones de bosque en el estado de Rio Grande do Sul con el objeto de construir una fábrica de pulpa con una posible producción de papel.

En Uruguay, varios proyectos están siendo examinados en los consejos directivos de las empresas. La empresa española, Grupo Empresarial ENCE SA, se esta preparando para construir una fábrica de pulpa kraft con una capacidad de producción de 1 millón de toneladas por año, unas instalaciones energéticas y un puerto de exportación en Punta Pereyra, Colonia, a o largo del Río de la Plata. Se prevé que el proyecto de un valor de 1.400 millones de dólares de EE.UU. se ponga en marcha en junio de 2010. Stora Enso también ha adquirido 69.000 hectáreas de extensiones de pino y eucalipto, con la intención de, a largo plazo, construir una fábrica de pulpa.

El grupo portugués Portucel Soporcel, con una participación mayoritaria de SEMAPA, una empresa de inversiones con holdings en el papel, cemento y otras actividades, construirá una fábrica de pulpa de 4.000 millones de dólares de EE.UU. y un puerto de aguas profundas en la parte oriental del país, cerca de la frontera con Brasil.

En Chile, Celulosa Arauco y Constitución SA (Arauco) es la mayor empresa de productos forestales y pera cinco fábricas en Chile y una en Argentina. Es propiedad en un 99,9 por ciento de COPEC, el gigante conglomerado de la energía, minería y recursos, que es controlado en un 60 por ciento por la familia Angelini de Chile. Las fábricas de pulpa de Arauco, Valdvia y Nueva Aldea combinadas producen 2,2 millones de toneladas métricas de pulpa cada año, mientras que dos más pequeñas plantas de pulpa aportan otras 700.000 toneladas.

En Argentina, donde Arauco dirige una fábrica de pulpa que produce 350.000 toneladas por año, llamada Alto Paraná en Puerto Esperanza, la economía se ha estado expandiendo a una tasa de crecimiento anual de 8,5 por ciento, a juzgar por las cifras que se publicaron durante el primer semestre de 2008. En general, se prevé que el PIB crezca entre 3 y 4 por ciento. Este crecimiento seguramente beneficiará los mercafruta, plantas y aparatos eléctricos y partes de automóvil han impulsado fuertemente el mercado del cartón corrugado del papel en el que las exportaciones

Reactivos químicos

Un reactivo es, en química, toda sustancia que interactuando con otra (también reactivo) en una reacción química da lugar a otras sustancias de propiedades, características y conformación distinta, denominadas productos de reacción o simplemente productos.

En la reacción de formación del óxido de magnesio,los reactivos son el magnesio y el oxígeno

Por tratarse de compuestos químicos, los reactivos se pueden clasificar según muchas variables: propiedades físico-químicas, reactividad en reacciones químicas, características del uso del reactivo.

Sin embargo, por tratarse del concepto de reactivo la clasificación más adecuada en este caso sería la de características de su uso, según la cual se clasifican en el uso al que están destinados los reactivos. Esta clasificación viene dada en el envase del reactivo y depende del tratamiento que se le haya dado, de su riqueza, de su pureza que determina el uso químico que se le va a poder dar, teniendo en cuenta la precisión, exactitud y error absoluto que se ha de tener en la operación química a realizar.

Así los reactivos se pueden clasificar en:

• PB: Destinado a bioquímica.

• PA: Destinados a aplicaciones analíticas

• QP: Químicamente puro, destinado a uso general en laboratorio.

• DC: Destinados a las aplicaciones del análisis clínico.

Que produce reacción. Substancia que se emplea en química para reconocer la naturaleza de ciertos cuerpos por medio de la acción que produce sobre ellos (es casi lo mismo que sustancia reactante).

Propiedades químicas y químico-físicas de la madera.

Para hacer un aprovechamiento óptimo de la madera desde el punto de vista químico es necesario conocer su composición química, cuyos compuestos surgen de la combinación de los elementos C, H y O, la que se compone, de forma general, de dos grupos de sustancias: extraíbles y los componentes de la pared celular, estos últimos comprenden la lignina, celulosa y hemicelulosa (Hans, B. y Anders, R., 1995).

Cada uno de estos componentes presenta distintas estructuras químicas. Sus proporciones, en los vegetales leñosos, comprende los siguientes rangos de valores (Díaz A., 1986), (Cartagena, M. del C., 1994): lignina, entre 25 y 35 % (maderas blandas), entre 17 y 25 % (maderas duras); celulosa, entre 40 y 45 %, prácticamente igual tanto para maderas duras que para maderas blandas); hemicelulosa, 20 % (maderas blandas), entre 15 y 35 % (maderas duras).

Por otra parte se puede decir que los árboles no podrían alcanzar tanta altura si sus troncos no estuvieran impregnados de lignina, cuya propiedad de aglutinamiento proporciona la dureza y rigidez necesaria a los haces de fibras celulósicas.

La pared secundaria, que constituye la mayor parte de la madera, contiene cerca del 75 % de la lignina (Tancredi, N., 1995.). Esta sustancia da a la pared celular una gran resistencia, dureza e impermeabilidad, lo que va a permitir en futuras aplicaciones, desarrollar sobre ella un proceso regulado de gasificación y la creación de poros, obteniéndose carbón activado.

A modo de resumen, podemos añadir que en las coníferas la relación lignina-hemicelulosa-celulosa es de 30:20:50 % en masa y en las latifolias la relación es en igual orden, de 20:30:50 (Díaz, A., 1986).

Descomposición térmica de la madera.

Existen diferentes vías para el aprovechamiento tecnológico de los residuos lignocelulósicos. Considerando la naturaleza de los procesos a emplear pueden distinguirse de forma general los procedimientos químicos-hidrolíticos, biológicos y termoquímicos (Cordero, T., 1987; Rodríguez, J.J., 1990).

Procesos termoquímicos.

La madera antes de ser transformada térmicamente sufre un proceso de cambio que comprende: trozado y secado para después ser combustionada, pirolizada o gasificada (Rodríguez, J.J., 1990; van Belle, J.F., 1998).

La combustión, pirolisis y gasificación, constituyen probablemente alternativas de mayores posibilidades de implantación industrial a corto plazo, para el uso de los residuos lignocelulósicos.

Combustión.

La combustión constituye el sistema más empleado para el aprovechamiento de residuos leñosos, representando cifras relativamente importantes dentro de la estructura de consumo energético de los países menos desarrollados, siendo en este caso más favorecido el medio ambiente al ser menores las emisiones de CO2 al compararlas con las de los combustibles fósiles, (Ghetti, P., Ricca, L. and Angelini, L., 1996). Este proceso termoquímico domina las aplicaciones industriales y residenciales en el mundo de hoy, (Ghetti, P.y col.). Es ampliamente aceptado que una oxidación a baja temperatura es la principal fuente de calor conducente a la combustión espontánea, (Bhat , S. y Agarwal, P.K., 1996).

Uso estructural

uso estructural se manufacturan principalmente de madera del primero y segundo renuevos. Las piezas se evalúan visualmente, mecánicamente, o se examinan digitalmente, y se les asigna la clase principalmente en base a la resistencia de cada miembro, no por su apariencia. Las reglas de clasificación limitan el número de características naturales y de imperfecciones de manufactura que afectan la resistencia, e influyen en los usos finales correspondientes a cada clase, especie y tamaño. Cada especie y cada clase tienen valores de diseño asignados. 

Los valores de diseño correspondientes a la madera de uso estructural se derivan de las normas de la Sociedad Norteamericana para Pruebas de Materiales (American Society for Testing of Materials – ASTM), y de cualquier criterio considerado adecuado por el Instituto Nacional de Normas y Tecnología de EE.UU. (National Institute of Standards and Technology), con el asesoramiento y la consultoría del Laboratorio de Productos Forestales (Forest Products Laboratory) de la USDA. 

Clases de madera para uso estructural

Las clases de madera para construcción (estructural), de conformidad con la Regla Nacional de Clasificación, están divididas en tres categorías según el tamaño, y en cuatro según la resistencia. 

Tamaño: En la primera categoría se incluyen productos de 38 x 38 mm a 89 x 89 mm. (En EE.UU. estos tamaños tienen la nomenclatura de 2×2 a 4×4, la cual refleja los tamaños nominales de madera sin secar y sin cepillar de 2" x 2" a 4" x 4".) Hay tamaños disponibles en las categorías de resistencia "Structural Light Framing" (entramado liviano de estructuras), "Light Framing" (entramado liviano) y "Stud" (pie derecho). 

Resistencia: La madera de las clases "Structural Light Framing" (SLF) (entramado liviano de estructuras) está destinada para uso en diseño estructural, donde se necesitan los más elevados valores de diseño en tamaños para entramado liviano, de 38 a 89 mm de espesor x 38 a 89 mm de ancho. 

Resistencia: La madera de las clases "Light Framing" (LF) (entramado liviano) (de 38 to 89 mm de espesor x 38 a 89 mm de ancho) está destinada para uso en entramados donde no se requieren los valores de resistencia, como en el caso del entramado de muros, soleras, minipuntales, bloques, etc.

Tamaño: La segunda categoría con respecto al tamaño comprende productos de 38 x 38 mm a 89 x 337 mm (en EE.UU. tamaños nominales de 2×2 a 4×14). Los productos comprendidos en esta gama de tamaños pueden clasificarse como de clase "Stud" (pie derecho). 

Resistencia: La madera de clase "Stud" (pie derecho) es una clase optativa de uso general (en tamaños de 38 a 89 mm de espesor x 38 a 337 mm de ancho) para instalación vertical de soporte de carga, como en el entramado de muros. 

STRUCTURAL JOISTS & PLANKS

Tamaño: La tercera categoría con respecto al tamaño comprende productos de 38 x 114 mm a 89 x 438 mm (tamaños nominales de 2×5 a 4×18). Estos tamaños caen en la categoría de "Structural Joists & Planks" (viguetas y tablones estructurales). 

Resistencia: La clase de madera "Structural Joists & Planks" (SJ&P – viguetas y tablones estructurales) se destinan para sistemas armados con piezas de 114 mm y de mayor ancho, como las viguetas para pisos, viguetas, cabeceros, vigas pequeñas, armaduras y entramado en general.

Características de estructura de madera

Entre los motivos que han obstaculizado el uso de la madera de de cualquier especie en la construcción debe tenerse en cuenta la falta del concepto de bosque puro del arbol como tal; han siempre crecido distribuidos esporádicamente, en forma heterogénea y alcanzando raramente las dimensiones requeridas para la producción de vigas estructurales para uso, edilicio. Hoy en día, gracias a la tecnología del (madera laminada-encolada), las dimensiones de la materia prima ya no constituyen una limitación: partiendo de una transformación industrial tradicional como es el aserrado, ahora es posible obtener productos comportamiento al corte de la madera resultó muy interesante, sugiriendo que la madera podría ser utilizada de manera ventajosa en viguetas de luces o espacios pequeños o en la porción central de viguetas laminares mixtas.

Entonces, se comenzó a verificar experimentalmente la posibilidad de elaborar elementos, laminares ("gluelam") con alta eficiencia estructural (entendida como la relación entre características relacionadas con el comportamiento mecánico y la densidad de la madera), mediante la combinación de madera de de especies, (en torno al eje central) con especies más duras, dotadas de características mecánicas notablemente superiores, dispuestas simétricamente en laminaciones externas.

AQUÍ OBSERVAMOS EL TIPO DE COMBINACIÓN DE MADERA

Figura 1. Distribución de los cortes del tronco para la producción de piezas para DÚO

(MGB).

Nota: los diagramas situados a los pies de las piezas son meramente simbólicos e ideados para una mejor comprensión del aprovechamiento que el método DÚO hace de las características anisotrópicas de la madera

Figura 2. Ejemplo de posibles combinaciones de los productos DÚO y TRÍO en nuevos formatos

Referencias bibliográficas

Cita bibliográfica

• Adchiri, T. and Furasawa, R., Fuel 65, p.927, 1986.

• Bastick, M., Perrot, J.M. y Weber, J., "General characteristics of coal gasification", International Chemical Engineering, vol.26, N0.2, p. 251, 1986.

• Greenpeace (2006) El Futuro de la Producción de Celulosa y las técnicas de producción más favorables para el medio ambiente.

• ICEM (2008) Conferencia mundial de la ICEM del sector de la pulpa y el papel

Cita electrónica

• 1. http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Discusi%C3%83n:Procesamiento_de_pulpa,_papel_y_madera&actión=edit&redl

• 2. http://es.wikipedia.org/wiki/Reactivo

• 3. 

Autor:

Yasmani Orlando Tarqui Huanca

Jhon Erick Mamani Cumpa

Ulises Macedo

Rolando Quispe

Madre de Dios – 2009

Docente: Ing. RR.NN. Luis Huaroc Alvarez

Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco

Facultad de Ciencias Forestales y Medio Ambiente

Carrera Profesional de Ingeniería Forestal

Anatomía de la Madera