Resumen
La utilización de los residuos forestales para diferentes fines industriales ha constituido una solución, no sólo a los problemas medioambientales que la incorrecta disposición de los mismos ha provocado a través de los años, sino que ha influido sensiblemente en el incremento del valor agregado de la industria forestal por hectárea de árbol plantado. El uso del aserrín, de las virutas y de madera en la producción de compuestos aglomerados, pudiera permitir disminuir los costos y presentar un producto de calidad que pueda ir desplazando de la preferencia de los consumidores el empleo de otros materiales más caros y de más difícil disposición desde el punto de vista medioambiental.
El objetivo del trabajo es analizar las posibilidades de obtención de un producto reconstituido, a partir de la mezcla de aserrín con residuos de productos que contengan aluminio en su composición y desechos de polietileno.
Se analizó, mediante un estudio documental, que el producto, por su baja porosidad, resistencia al ataque de plagas, sus características ignífugas y su bajo costo de producción, pudiera constituir un fuerte competidor de los materiales comúnmente utilizados en la construcción de viviendas y edificios, tanto en interiores como en exteriores, así como en otros usos externos, sustituyendo a la madera y a los metales, con grandes ventajas frente a los efectos del interperismo. A lo anteriormente señalado se une el impacto medioambiental que el establecimiento de una producción de este tipo ocasionaría al utilizar como materia prima fundamental materiales que hoy constituyen una fuente de contaminación en el país y en otras latitudes.
Palabras claves: Tableros, ignifugo, residuos, medio ambiente.
Introducción
Las actividades de transformación mecánica de la madera y de plantación forestal así como otros procesos industriales, generan residuos muy poco utilizados en la industria como materias primas, que constituyen fuentes de contaminación.
En Cuba, se han realizado experiencias con residuos forestales (Aserrín) dirigidas a la solución de problemas vitales como la vivienda, teniendo en cuenta las estrategias de protección de los bosques con el objetivo de no sobreexplotarlos. De este modo a partir de la mezcla de aserrín de pino con cemento se han fabricado elementos de pared, con excelentes perspectivas para su uso en exteriores, lo cual puede constituir un paliativo medioambiental así como una posibilidad de reducir el consumo de Cemento en la industria de las construcciones civiles.
Los adelantos científicos revelan que se verá un gran cambio en a lo que materiales se refiere; se podrán llevar a cabo construcciones capaces de resistir el fuego. Esta idea está siendo estudiada con detenimiento por las constructoras de hoy. Recientemente se ha desarrollado un tipo de hormigón parecido al tradicional pero que posee la característica principal de evitar incendios. Estos materiales que se han desarrollado recientemente por la industria de la construcción son de tipo ignífugo, esto quiere decir que si se produce un incendio dentro de la dependencia, se evita que el fuego se expanda por toda la vivienda.
El hormigón de esta clase tiene una gran capacidad de resistencia al fuego por lo que las llamas del mismo no tendrán una gran incidencia haciendo que los edificios y construcciones tengan una mayor protección. Una característica que identifica a los materiales ignífugos desarrollados hasta el momento es la presencia entre sus componentes de compuestos termoplásticos. Uno de los aditivos más profusamente utilizados como ignífugos y retardadores de llama son los hidróxidos metálicos, principalmente los de aluminio y magnesio.
La mezcla de aserrín, con residuos de productos que contengan aluminio en su composición, con residuos de polietileno puede constituirse en un producto que por su baja porosidad, su resistencia al ataque de plagas, sus características ignífugas y su bajo costo de producción llegue a ser un fuerte competidor frente a los materiales comúnmente utilizados en la construcción de viviendas y edificios, tanto en interiores como en exteriores, así como pueda ser utilizado en otros usos externos sustituyendo a la madera y a los metales con grandes ventajas frente a los efectos del interperismo.
A lo anteriormente señalado se une el impacto medioambiental que el establecimiento de una producción de este tipo ocasionará al utilizar como materia prima fundamental materiales que hoy constituyen una fuente de contaminación en el país y en otras latitudes.
Materiales y Métodos
Materiales
Para el desarrollo de este material se cuenta con la infraestructura adecuada de equipamiento para su ejecución y culminación. La materia prima (Bolsas y Tetrabrik) es de fácil adquisición a través de las Empresas de Comunales y de la Gastronomía. El Aserrín concentrado en los aserríos pertenecientes a las EFIs, hoy constituye un serio problema ambiental.
Los Moldes metálicos serán construidos en los Talleres de la Facultad de Geología y Mecánica de la Universidad de Pinar del Río o se conveniarán con la Empresa Provincial de Servicios la cual posee una amplia experiencia en los procesos de extrusado así como en la fabricación de moldes para esta actividad.
Métodos
El proceso de desarrollo del material propuesto se definirá de forma que permita la obtención de un material de características ignífugas superiores a las de la madera, a partir de diversas fuentes de materias primas, ya que podrán utilizarse diversos tipos de polímeros priorizando los de baja densidad, así como la fuente de suministro de compuestos de aluminio puede ser variada (residuos de pinturas, separadores utilizados en la industria alimentaria o en la química, entre otros). Igualmente podrá utilizarse el aserrín de pino o el de otras latifolias. La mezcla de estos elementos componentes tendrá una influencia directa sobre el aspecto, las propiedades y la calidad del material compuesto obtenido.
Este nuevo material podrá ser obtenido mediante extrusión o por el método de prensado. En ambos casos será necesaria la construcción de moldes que prefijen el perfil de las piezas a producir.
El proceso de triturado de los sándwiches procedentes de los tetrabriks, hasta conseguir el tamaño de partícula preciso, se realizará en unas condiciones que permitan la transformación química del aluminio metal presente en dichos materiales en hidróxido, consiguiéndose de esta forma un material de las características requeridas. Este proceso de triturado permitirá conseguir un tamaño de partículas lo suficientemente pequeño que garantice la completa transformación del aluminio y una fácil dispersión de la mezcla polietileno – hidróxido metálico entre el resto de los componentes que constituirán la materia prima del proceso (fibras vegetales).
Considerando que sobre la calidad del material influyen la fibra utilizada, el tamaño de partícula de estas fibras, su humedad, la existencia de mayor o menor cantidad de compuestos volátiles, entre otros factores, una vez definida las fibras vegetales que vayan ser utilizadas en cada caso (el aserrín de pino o de otras latifolias) y las calidades de los polímeros disponibles, se realizarán las pruebas de fabricación precisas hasta conseguir en cada caso la formulación con la calidad deseada en función de las utilidades a las que vaya destinado. Para ello, se probarán distintos polímeros, fibras vegetales, tamaños de grano, aditivos (entre ellos residuos de algunos tipos de pinturas), proporciones de mezcla, y temperaturas de operación. Los productos resultantes de las distintas formulaciones se compararán entre ellos a partir de un grupo de indicadores prefijados mediante un test de comparación estadística.
Este proceso de elaboración de la materia prima puede ser obtenido según muestra una pequeña planta de elaboración de tableros representada en la Figura 1. En ella se muestran el equipamiento necesario para la producción de tableros, incluyendo todo el proceso por el que deben transitar los residuos producidos por la transformación de la madera, así también los que resultan del aprovechamiento forestal.
Figura 1. Esquema general del proceso de fabricación de los tableros de partículas (tomado de PADTREFORT, 1980)
Además para obtener una buena relación y adhesión de los elementos a emplear en la composición del material, se debe tener en cuenta al utilizar el método del prensado que la presión de las prensas puede ser aplicada por distintos medios, ya sean hidráulicas, neumáticas o manuales; lo importante es que la presión sea aplicada en forma pareja y no excesiva.
Resultados esperados
Los resultados que se esperan obtener en la presente investigación son los siguientes:
1.- Caracterización del estado actual de desarrollo de materiales ignífugos y su campo de aplicación.
Considerando que es un tema novedoso en nuestro país, la baja información que conduce a emplear métodos informáticos mas especializados para indagar sobre el tema. Nos refiere que los materiales ignífugos tienen una amplia perspectiva a nivel mundial, con determinados usos y finalidades, además de conducir al sector forestal a obtener un material con un alto valor agregado, además de que para su producción se utilizan residuos que constituyen grandes fuentes de contaminación, tanto para el medio ambiente como para la salud humana.
2.- Disponibilidad de las materias primas adecuadas para la fabricación del material propuesto. (Aserrín, Bolsas de Polietileno, Residuos de Pinturas, Separadores de envases de Bebidas).
En nuestro país hay una amplia disponibilidad de las materias primas a utilizar para la elaboración de este material, teniendo en cuenta que hoy existe una gran cantidad de aserrín acumulados en los aserríos sin ser utilizado, cantidad que aumenta considerablemente anualmente, así como el incremento en los vertederos urbanos de materias de lenta degradación como las bolsas de polietileno, tetrabrik y residuos de pinturas)
3.- Tecnología para la producción de perfiles del material que se propone, incluyendo la composición de la mezcla polietileno – aluminio – fibra celulósica, para producir un material con buenas propiedades ignífugas.
El proceso de desarrollo del material propuesto se definirá de forma que permita la obtención de un material de características ignífugas superiores a las de la madera, a partir de diversas fuentes de materias primas.
4.- Validación de las características del material producido con respecto a las de la madera de diferentes especies y a la de los tableros comúnmente utilizados en el país.
Esta validación se llevara a cabo a partir de:
Experimentos modelos: Realizados con el objetivo de producir a partir de cinco formulaciones diversas un material ignífugo y seleccionar la más adecuada en función del proceso de investigación científica diseñado para ser comparado con perfiles similares de maderas de Pino y otras especies tropicales y de Tableros vegetales
Estadística. Análisis multivarianza para comparar entre sí las distintas formulaciones a fin de seleccionar la más adecuada a la investigación, así como para comparar las características de este nuevo material con la de muestras de maderas y de tableros de los comúnmente utilizados en el país en diferentes aplicaciones.
Conclusiones
El uso del aserrín, de las virutas y de madera en la producción de compuestos aglomerados, puede permitir la disminución de los costos y presentar un producto de calidad que pueda ir desplazando de la preferencia de los consumidores el empleo de otros materiales más caros y de más difícil disposición desde el punto de vista medioambiental.
El tablero por su baja porosidad, resistencia al ataque de plagas, sus características ignífugas y su bajo costo de producción, puede constituir un fuerte competidor de los materiales comúnmente utilizados en la construcción de viviendas y edificios, tanto en interiores como en exteriores.
Para obtener una buena relación y adhesión de los elementos a emplear en la composición del material, se debe tener en cuenta que la presión de conformación debe ser homogénea y estable en toda la superficie del tablero.
Bibliografía
1. FAO. (2006). Tendencias y perspectivas del sector forestal el América Latina y el Caribe, Estudios de Monte # 148. ONG para la Agricultura y la Alimentación, 178 p.
2. http://www.winnerpaint.com.ar/especial_ABign_trans.htm. Consultado en Abril, de 2010
3. http://www.euskonews.com/0063zbk/gaia6305es.html. Consultado en Abril de 2009.
4. http://waste.ideal.es/recicladoplastico.htm. Consultado en Mayo de 2011.
5. Anneo Séneca, L. Estudia no para saber más sino para saber algo mejor. http://www.ecojoven.com/cuatro/12/plasticos.html. Consultado en Junio del 2010.
6. Álvarez Godoy, E; Díaz Aguirre, S y Alessandrini Díaz, M. Utilización racional de los residuos forestales. http://www.fao.org/docrep/003/y1237s/y1237s10.htm. Consultado en Junio del 2010.
7. Ramírez Pinto, C. Utilización de residuos forestales. gestión ambiental y sostenibilidad. http://www.gestiopolis.com/canales7/ger/utilizacion-de-residuos- forestales.htm. Consultado en Febrero de 2011.
8. http://embacuba.cubaminrex.cu/Default.aspx?tabid=5682. Consultado en Mayo de 2010.
Autor:
Ing. Yonny Martínez López 1
Dr.C. Raúl Ricardo Fernández Concepción 2
DrC. Daniel Álvares Lazo 3
MsC. Máryuri García González 4
Tte Crnel Ing. Ricardo Rodríguez Álvarez 5
1. Centro de Investigaciones y Servicios Ambientales. ECOVIDA. CITMA. Pinar del Río. Cuba.
2. Centro de Estudios Forestales. CEF. Universidad de Pinar del Río. Cuba.
3. Departamento de producción Forestal. Universidad de Pinar del Río. Cuba.
4. Centro de Estudios de Ciencias de la Educación Superior. CECES. Universidad de Pinar del Río. Cuba.
5. Empresa Industrial Militar Emilio Bárcera. Ciudad Habana.