Área Tecnología de la Madera

CIEFAP

Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónico

Alternativas y Tendencias en la Utilización de Residuos Forestales

Gabriel E. Amaturi

Alejandro Jovanovski

RITIM

Red de Instituciones de Desarrollo Tecnológico para la Industria de la Madera

República Argentina

Junio 2000

Tabla de contenido

Prefacio..............................................................................................................................1

1 Introducción...........................................................................................................2

2 Alternativas de utilización.....................................................................................4

2.1 Producción de Energía...........................................................................................4

2.1.1 Leña o chip............................................................................................................6

2.1.2 Madera densificada...............................................................................................6

2.1.3 Carbón...................................................................................................................7

2.1.4 Gas de Madera - Methanol....................................................................................9

2.1.5 Ethanol................................................................................................................10

2.2 Aplicaciones en el suelo........................................................................................11

2.2.1 Compost..............................................................................................................12

2.2.2 Acondicionante o "mejorador" de suelo..............................................................13

2.2.3 Estabilizante de caminos.....................................................................................13

2.2.4 Cubierta de suelo o "Mulch"...............................................................................14

2.2.5 Control de erosión...............................................................................................14

2.3 Materiales compuestos.........................................................................................15

2.3.1 Tableros de fibra, partículas y astillas.................................................................15

2.3.2 Combinación cemento-madera............................................................................15

2.4 Producción de hongos comestibles......................................................................17

2.5 Alimentación de ganado......................................................................................18

2.6 Productos y subproductos directos.....................................................................19

2.6.1 Productos de madera rolliza de pequeño diámetro.............................................19

2.6.2 Tejas partidas o tejuelas......................................................................................19

2.7 Artesanías y Muebles rústicos.............................................................................20

3 Caracterización y cuantificación del material residual....................................21

4 Criterios básicos para la selección de alternativas............................................22

5 Consideraciones finales........................................................................................23

6 Bibliografía...........................................................................................................27

Prefacio

El Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónico (CIEFAP)

fue creado por iniciativa de las Provincias de Neuquén, Río Negro, Chubut y Tierra del

Fuego, las Universidades de la Patagonia (UNPSJB) y del Comahue (UNC), contando

con la colaboración de la Agencia Alemana de Cooperación Técnica (GTZ). El CIEFAP

tiene como objetivo propender al desarrollo sustentable de la región de los bosques

andino-patagónicos, mediante un correcto uso de sus recursos forestales nativos e

implantados, la preservación del ambiente y la promoción del ecoturismo en la región.

La Red de Instituciones de Desarrollo Tecnológico de la Industria Maderera

(RITIM), es una asociación civil sin fines de lucro, conformada por 11 instituciones

(asociaciones, institutos de investigación y centros tecnológicos, entre otros)

relacionadas al sector maderero argentino. RITIM fue creada en mayo del año 2000,

mediante el apoyo técnico y económico de la GTZ, con la finalidad de acompañar el

desarrollo del sector industrial maderero por medio de proyectos de medio y corto plazo

como así también a través de trabajos de investigación y desarrollo.

1

1 Introducción

Los residuos originados por aprovechamientos forestales varían considerablemente

en sus características y volúmenes, dependiendo de numerosos factores tales como:

calidad del bosque, especie, tipo de intervención, tipo de producto final, etc.

Una caracterización de los residuos en cuanto a su tamaño, forma, especie,

contenido de humedad, localización y volumen, es prácticamente indispensable a la

hora de tomar decisiones sobre su posible utilización.

En bosques nativos de Patagonia, cuyo destino final es el aserrío, y considerando la

variabilidad antes mencionada, los porcentajes de residuos en relación al volumen

aserrable varían aproximadamente entre 150% y 300%, incluyendo el descope de los

árboles maderables y los árboles no maderables, que deben ser intervenidos por razones

silvícolas.

El objetivo de este informe fue realizar una recopilación de los principales destinos

dados a los residuos forestales a nivel mundial, lo cual servirá como referencia para el

desarrollo de futuros trabajos, que aborden el tema con mayor profundidad.

El informe se orienta a residuos generados en aprovechamientos de bosques. Sin

embargo, dado que en muchos casos los residuos forestales son procesados

(normalmente a chips) para disminuir el riesgo de incendio, facilitar su transporte o

acelerar su descomposición, se consideró conveniente incluir algunas alternativas

originalmente desarrolladas para residuos de procesamiento primario o secundario de la

madera, que permitan el uso de chips.

2

La recopilación de información se llevó a cabo mediante consultas bibliográficas y

búsquedas en Internet. Cabe señalar que estas últimas brindaron la mayor cantidad de

información actualizada.

El trabajo se desarrolló en el Área de Tecnología de la Madera del Centro de

Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónico (CIEFAP), en el marco de la Red

de Instituciones de Desarrollo Tecnológico de la Industria Maderera (RITIM).

3

2 Alternativas de utilización

La información recopilada se agrupó bajo siete alternativas genéricas de uso de los

residuos forestales:

Producción de energía.

Aplicaciones en el suelo.

Materiales compuestos.

Producción de hongos comestibles.

Alimentación de ganado.

Productos directos.

Artesanías y muebles rústicos.

A continuación se describe cada una de estas alternativas:

2.1 Producción de Energía

La producción de energía a partir de biomasa está generalmente restringida a sitios

en los cuales los combustibles fósiles (gas y petróleo) u otros tipos de energía

(hidráulica, eólica, etc.) no se encuentran disponibles. Ante la disponibilidad de gas o

derivados del petróleo, generalmente los combustibles leñosos son descartados debido a

la complejidad e incomodidad en su manejo, aún en los casos en que resulten más

económicos para la producción de energía.

El problema del calentamiento del planeta por el aumento en los niveles de dióxido

de carbono (CO2) y otros gases (producidos por la quema de combustibles fósiles), ha

ocasionado que se promocione la utilización de combustibles renovables. Desde este

4

punto de vista, el uso de combustibles leñosos o derivados, presenta una interesante

ventaja con respecto a los combustibles fósiles, ya que en el largo plazo el CO 2 emitido

por la combustión de residuos forestales, no aumenta la cantidad total del mismo en la

atmósfera, ya que la descomposición natural de los residuos produciría la misma

cantidad de este gas.

Actualmente, en algunos países europeos se realizan ensayos con especies de corta

rotación (sauces y álamos), con el propósito de producción de combustible para generar

energía. Este tipo de práctica cierra un ciclo, donde una cantidad de CO2 equivalente a

la liberada hacia la atmósfera es fijada nuevamente por el cultivo.

Una ventaja adicional radica en que la combustión de biomasa generalmente

produce menos emisiones de óxidos de nitrógeno y azufre, que la combustión de

derivados de petróleo o carbón mineral.

Diferentes tipos de combustibles fabricados a partir de residuos leñosos (carbón,

combustibles líquidos, gas de madera, etc.), intentan agilizar o facilitar su transporte,

manejo y distribución, cerrando así la brecha con los combustibles fósiles. En este

sentido uno de los principales objetivos en el desarrollo de combustibles líquidos o

gaseosos, es facilitar su utilización en máquinas de transformación energética

originalmente diseñadas para combustibles derivados de petróleo o gas, compitiendo

directamente con éstos. Sin embargo lograr el máximo rendimiento energético y una

gran facilidad de manejo, son aspectos generalmente opuestos para combustibles a base

de madera. La combustión directa de madera logra la mayor cantidad de energía,

mientras que la conversión de ésta en combustibles gaseosos o líquidos la hace más fácil

de manejar, posibilitando su uso incluso en motores de combustión interna.1

Normalmente se asume, en forma optimista, que la conversión en combustibles líquidos

consume el 50% de la energía contenida originalmente en la madera.2

5

En este contexto se describen y analizan 5 tipos de combustibles generados a partir

de residuos forestales. Ellos son: leña o astillas (chips), madera densificada, carbón, gas

de madera/methanol y ethanol.

2.1.1 Leña o chip

La leña es utilizada normalmente en lugares donde su costo es bajo o bien no se

tiene acceso a otro tipo de energía. Existen regiones en las cuales aún se utiliza leña

proveniente de aprovechamientos forestales, aunque esta siendo notablemente

desplazada por combustibles fósiles, debido a la comodidad y bajo costo de estos

últimos.

Las astillas de madera o chips son un producto escasamente conocido y utilizado en

Argentina, al menos en Patagonia. Posee las ventajas de permitir una mayor

automatización en su manejo, si se lo utiliza a nivel industrial, y aprovechar material sin

restricciones de tamaño.

2.1.2 Madera densificada

La madera densificada consiste genéricamente en partículas de madera (aserrín,

astillas y viruta) comprimidas a presiones entre 600 y 1500 kg/cm2 (dependiendo del

producto final), las cuales pueden o no llevar un agente aglomerante para ayudar a su

cohesión. Como resultado se obtiene un combustible denso de hasta 1400 kg/m3, con un

contenido de humedad entre 6 y 10%, con bajo contenido de cenizas (menor o igual al 2

%) y un poder calorífico entre 4500 y 5000 kcal/kg.3-4.

6

Los productos de madera densificada se fabrican en una gran variedad de formas y

tamaños, pudiendo diferenciarse básicamente tres tipos:

Troncos: con forma cilíndrica de 5 a 10 cm de diámetro y 30 a 40 cm de largo.

Briquetas: generalmente con forma de discos de 5 a 10 cm de diámetro y 2 a 4 cm de espesor.

Pellets: cilindros pequeños de 1 a 2 cm de diámetro y 2 a 4 cm de largo.

Las tecnologías actuales permiten densificar prácticamente cualquier tipo de

material, lo que incluye diferentes formas de biomasa, entre ellas la madera. Esto es

particularmente interesante en el caso de residuos forestales "finos", tales como hojas,

acículas y ramas.

Las ventajas de la madera densificada son el ahorro de volumen para un mismo

valor de poder energético, la disminución de los costos de transporte y las facilidades de

almacenamiento y manejo que presenta. Adicionalmente, este producto tiene bajo

contenido de cenizas, constituyendo un combustible fácil de quemar producido a partir

de materiales que no lo son (aserrín, chips, residuos leñosos triturados).

2.1.3 Carbón

El carbón se fabrica a partir de la combustión incompleta de madera realizada en

hornos especialmente diseñados para tal fin. Posee la ventaja de un poder calorífico

superior por unidad de volumen o peso (6900 - 7900 kcal/kg) al de la madera

(3500-4000 kcal/kg), quemándose más limpiamente, con escasa emisión de humo.5

7

Los rendimientos promedio de la producción industrial de carbón son del 35%

relacionados a la madera, dependiendo de varios factores tales como: especie, tamaño

de las piezas y tipo de proceso.

La principal aplicación del carbón es con fines energéticos en siderurgia, cocción de

alimentos a las brasas y calefacción. Otros fines son la producción de gas, también con

fines energéticos, y carbón activado para filtrado y purificación.

Carbón Activado

El carbón activado es un producto utilizado como filtro purificador de diferentes

sustancias, tanto líquidas como gaseosas. Entre sus aplicaciones más comunes se

pueden mencionar:

Filtros para agua potable, aire de edificios, mascaras, etc.

Decloración de agua

Recuperación de vapor de combustibles

Recuperación de oro

Estabilización de suelos y residuos cloacales

La producción de carbón activado se realiza a partir de carbones fabricados con

distintos materiales (principalmente madera, carbón mineral y cáscara de coco), los

cuales son sometidos a tratamientos de activación. Los procesos de activación

básicamente purifican el carbón, creando una estructura muy fina, altamente porosa y

de gran superficie (entre 1000 y 1600 m2/gr.). Los microporos responsables de las

cualidades filtrantes del carbón activado tienen dimensiones moleculares de solamente

algunos angstrong.

8

Las principales técnicas de activación de carbón a nivel comercial son las

siguientes6:

Activación química

Es utilizada normalmente en carbones a base de madera. El carbón es impregnado

con un fuerte agente deshidratante (ácido fosfórico o cloruro de zinc) y calentado a

500 - 800 ºC para ser activado. Posteriormente es lavado, secado y triturado a polvo.

Este tipo de carbones presenta una estructura de poro muy abierta, ideal para adsorber

grandes moléculas.

Activación con vapor

Utilizada para carbón de piedra y de cáscara de coco. El proceso de activación se

realiza a temperaturas de 800 - 1100 ºC, en presencia de vapor y poco oxígeno para

evitar la combustión y eliminar componentes volátiles.

2.1.4 Gas de Madera - Methanol

La gasificación de madera puede producirse mediante una combustión incompleta

restringiendo la entrada de aire, o bien calentando la madera dentro de un contenedor

cerrado con una fuente energía adicional (destilación destructiva). Cada uno de estos

métodos, explicados en forma muy simple, da por resultado diferentes tipos de gases.7

La combustión incompleta de material leñoso genera lo que se llama gas productor

(producer gas), el cual es una mezcla de dióxido y monóxido de carbono, hidrocarburos

(principalmente metano), hidrógeno y una importante cantidad de nitrógeno. El poder

9

calorífico de este gas es relativamente bajo, entre 900 y 1200 kcal/m3 8, y puede

quemarse en calderas o motores de combustión interna.

La destilación destructiva produce un gas denominado syngas o synthesis gas, cuya

composición es fundamentalmente de monóxido de carbono e hidrógeno, con menor

contenido de nitrógeno. El poder calorífico del syngas es de aproximadamente 2700

kcal/m3, pudiendo quemarse en turbinas o calderas con fines energéticos. El aspecto

más interesante que presenta el syngas es la posibilidad de ser transformado en un

combustible líquido de alta calidad denominado methanol o alcohol de madera.

Actualmente existen grandes plantas de gasificación que producen syngas con nuevos

métodos, quemándolo para generar electricidad. Durante períodos de baja demanda de

energía eléctrica, estas plantas producen methanol con los excedentes de gas.

2.1.5 Ethanol

El ethanol es un combustible líquido de muy buena calidad, producido básicamente

a partir de la fermentación de biomasa. La materia prima más utilizada en su producción

son los granos, principalmente trigo y maíz. La biomasa de tipo leñosa resulta en un

mayor costo de producción9, existiendo incentivos para el desarrollo de métodos más

económicos de producción de ethanol a partir de estos residuos, dada su gran

disponibilidad.10

Países como Canadá, Estados Unidos y Brasil, entre otros, utilizan mezclas de

ethanol y gasolina para motores de automóviles. En Estados Unidos este tipo de

combustible ha logrado una participación del 12% en el mercado de la gasolina.

Empresas como Ford y Chrysler producen vehículos que pueden operar con un

combustible conocido como E85, el cual es una mezcla de 85% de ethanol y 15% de

gasolina.11

10

Poder calorífico promedio para diferentes combustibles

La siguiente tabla muestra el poder calorífico promedio de diferentes combustibles

por la unidad de peso o volumen en que normalmente se comercializan.

Tipo de Combustible Kcal/Unidad

Fuel Oil clase 2* 9320/lt.

Kerosene (Fuel Oil clase 1)* 8988/lt.

Gasolina 8340/lt.

Ethanol 5110/lt.

1 Zerbe J.I. 1982. Energy Properties of Wood. Fuelwood Management and Utilization Seminar. Proceedings. East Lansing, MI: Michigan State University: 152 p. Internet: http://www.fpl.fs.fed.us/documnts/pdf1983/zerbe83a.pdf

2 Zerbe J.I. 1992. Liquid Fuels from Wood - Ethanol, Methanol, Diesel. World Resource Review. 3(4):406-414. Internet:http://www.fpl.fs.fed.us/documnts/pdf1991/zerbe91a.pdf

3 Hassler C. C., Sims H. C., Bean T.L., Ponzurick T. G. 1990. Evaluating a wood densification system for producing fuelwood logs. Forest Products Research Society. Forest Product Journal 40 (11/12): 10-18.

4 Grover P., Mishra S. 1996. Biomass Briquetting: Technology and Practices. Regional Wood Energy Development Programme in Asia. FAO. Field Document Nº 46. Internet: http://www.rwedp.org/acrobat/fd46.pdf

5 Lomagno J., 1992. Producción de Carbón en la Patagonia. Manual Nº4, CIEFAP. 50p. Argentina

6 CPL Carbon Link Limited. 1998. Activated Carbon. Production Operations and Processing Techniques.   Internet:http://www.activated-carbon.com/1-2.html

7 Mossberg C.W. 1991. Alternatives to fossil fueled engine/generators. Internet: http://www.humboldt1.com/~michael.welch/extras/woodgas.pdf

8 The Innovative Technology Center. 1999. Gasification. De Montfort University. School of Agriculture. Caythorpe Campus, Caythorpe, Grantham. UK. Internet: http://www.dmu.ac.uk/ln/itc/gas.htm

11

Methanol 4310/lt.

Gas Natural 7336/m3

Gas de madera (Synthesis gas) 2700/m3

Gas de madera (producer gas) 1000/m3

Antracita (Carbón fósil) 8000/kg

Carbón vegetal 7500/kg

Turba 5000/kg

Pellets 4700/kg

Corteza (0 % humedad)** 4700/kg

Madera de Pino (0 % humedad)** 4600/kg

Madera de latifoliadas (0 % humedad)** 4400/kg

* Fuel oil: productos de petróleo líquido utilizados para generación de energía. Los de uso doméstico se

clasifican en 1, 2, 3. Los de uso industrial en 4, 5 y 6

** El contenido de humedad afecta significativamente el poder calorífico. En latifoliadas para un 15% de

contenido de humedad el valor disminuye a 3700 Kcal/kg 12

2.2 Aplicaciones en el suelo

Los residuos forestales pueden ser utilizados como acondicionantes o suplementos

para el suelo, para lo cual deben estar en forma de astillas, aserrín o virutas. Estos

9 Coxworth E., Hucq A. Economics of Biofuels. Centre for Studies in Agriculture, Law and the Environment University of Saskatchewan. Canada Internet: http://pine.usask.ca/centres/csale/Pubs/GHG/HandC/handc.htm

10 Kryzanoowski T. 1998. From Wood Waste to Ethanol Fuel. Logging and Sawmilling Journal. Mayo 1998. Internet: http://forestnet.com/archives/may98/waste.html

11 Renewable Fuels Association.1999.Ethanol Industry Outlook 1999 and Beyond. Internet: http://www.ethanolrfa.org/outlook99/99industryoutlook.html

12 Walker J. C. F. 1993. Primary Wood Processing. Principles and Practices. Chapman & Hall. U.K. 585 p.

12

materiales hacen un importante aporte de materia orgánica al suelo. Dependiendo del

efecto que se quiera lograr sobre el mismo se deben variar el tamaño y la forma del

material utilizado; un agregado fino se descompone e incorpora al suelo rápidamente

mientras que agregados de mayor tamaño cumplirán mejor la función de protección o

soporte físico por un mayor período de tiempo.

A continuación se presentan cinco tipologías de uso de estos materiales en el suelo.

2.2.1 Compost

La producción de compost se desarrolló originalmente para el estabilizado y

retención de nutrientes presentes en el estiércol, con el fin de utilizarlos posteriormente

en cultivos. Actualmente las fuentes de materia orgánica para la producción de compost

son muy diversas: residuos municipales, aguas cloacales, biomasa residual de cultivos,

residuos forestales, estiércol, residuos de industrias procesadoras alimentos, etc. En

muchos casos estos materiales tienen altos contenidos de agua, y deben ser secados o

deshidratados antes de su compostaje. El agregado de aserrín o chips se presenta como

una forma de bajar el contenido de agua de estos materiales.13

Una de las características que definen la calidad de un compost es su relación

carbono/nitrógeno, la cual idealmente debe ser de 30/1. Los residuos leñosos tienen una

relación carbono/nitrógeno normalmente superior a 200/1, por lo cual la producción de

compost a partir de residuos forestales requiere del aporte extra de nitrógeno. Este

aporte puede efectuarse mediante el agregado de fertilizantes u otros residuos ricos en

nitrógeno (estiércol, aguas servidas, etc.)

13 Richard T.L., Walker L.P. 1998. Composting trends and technologies. Dept. of Agricultural & Biological Engineering. New York State College of Agriculture and Life Sciences. Riley Robb Hall. Cornell University. Ithaca, NY. U.S. Internet: http://www.cals.cornell.edu/dept/compost/comp.trends.html

13

Debido a que la corteza es el reservorio de la mayoría de los nutrientes existentes en

los árboles, los compost producidos a partir de corteza son de muy buena calidad, e

incluso se han encontrado propiedades fungicidas naturales en los mismos.14

La producción de compost a partir de residuos de madera es una actividad que se

practica ampliamente en países desarrollados, como Estados Unidos y Japón, los que

tienen altos costos de disposición de residuos. Para muchas empresas la producción de

compost a partir de sus propios residuos brinda un retorno económico o un costo nulo

de disposición de los mismos.

2.2.2 Acondicionante o "mejorador" de suelo

La incorporación de aserrín o chips al suelo mejora los regímenes de agua en suelos

con texturas extremas, ya sean arcillosas o arenosas, incluso favoreciendo la

disponibilidad de nutrientes. No obstante, al igual que en el caso del compost, es

necesario un aporte extra de nitrógeno.15

Las partículas de madera también son utilizadas como acondicionantes de compost

con el objeto de mejorar su porosidad, lograr mayor aireación y aumentar su retención

de agua.

14 Hoiting, H. A. J. 1980. Composted bark, a lightweight growth medium, with fungicidal properties. Plant Disease 64:142-7

15 Grez R., Gerding V. 1995. Aplicación de aserrin de la industria forestal para el mejoramiento del suelo. Revista Bosque 16(1): 115-119. Chile

14

2.2.3 Estabilizante de caminos

El agregado de chips o astillas de madera en sitios de tránsito no consolidados, tales

como caminos temporales, huellas o senderos, mejora la cohesión y drenaje,

principalmente en lugares húmedos, dando como resultado un terreno con mayor

capacidad para soportar el peso del tránsito e incluso disminuyendo la compactación del

mismo. Es importante que el tamaño de las astillas no sea demasiado pequeño ya que

tendría un efecto contrario sobre el drenaje y no cumpliría con la función de soporte

físico.16 La dimensión de las astillas abarca desde 1/4 a 6 pulgadas, (6 - 150 mm)

dependiendo de la intensidad y tipo de tráfico, vida útil deseada y tipo de suelo.17

Por otra parte, en lugares de recreación o con fines turísticos una cubierta de este

tipo tiene un efecto estético muy importante.

2.2.4 Cubierta de suelo o "Mulch"

La cubierta de suelo se realiza en lugares de cultivo, huertas y jardines, con el fin de

prevenir la pérdida de humedad del suelo, proteger de temperaturas extremas y del

crecimiento de malezas. Estas cubiertas son generalmente de un color oscuro y se

aplican en muchos casos sólo con fines estéticos. En este sentido la madera chipeada o

triturada, que normalmente es de color claro (salvo la corteza), puede ser teñida para

lograr un producto más atractivo.

16 C.T. Donovan Associates. 1994. A Source Book on Wood Waste Recovery and Recycling in Southeast. Southeastern Regional Biomass Energy Program. U.S. Department of Energy. Internet:http://rredc.nrel.gov/biomass/doe/rbep/se_waste/

17 University of Georgia.1998. Wood Biomass Production and Use in Georgia: Existing Situation and Estimates - Uses of Wood Byproducts. U.S. Internet: http://www.bae.uga.edu/outreach/wood/paper/wwuses.html

15

2.2.5 Control de erosión

Los residuos forestales pueden ser utilizados en el control de la erosión producida

por viento, lluvia y crecidas, entre otros. La capacidad de prevención de erosión

depende en gran medida del tamaño de las partículas o piezas utilizadas, cuanto mayor

es su tamaño mayor su capacidad de evitar la erosión.

Debido a la naturaleza biodegradable de la madera, su utilización en el control de

erosión debe limitarse a situaciones donde no se requiere un efecto permanente. Los

chips y astillas son adecuados para el restablecimiento de cubiertas vegetales, debido a

que los espacios entre las partículas permiten el crecimiento de hierba y otro tipo de

vegetación. Posteriormente el material leñoso se descompone y desaparece

incorporándose al suelo.

El tamaño y la forma de los residuos forestales utilizados en el control de erosión,

afectan significativamente los efectos sobre el terreno. Por este motivo las aplicaciones

de estos materiales deben ser analizadas en detalle para cada caso en particular.

2.3 Materiales compuestos

2.3.1 Tableros de fibra, partículas y astillas.

La producción de estos tableros consume un importante volumen de residuos

forestales, transformándolos en productos de mayor valor agregado con un gran

mercado a nivel mundial. Sin embargo la producción rentable de estos tableros

generalmente implica grandes inversiones iniciales, altos volúmenes de producción y un

abastecimiento sostenido de materias primas. Estas características hacen que la

16

instalación de plantas de este tipo se restrinja a regiones forestales muy desarrolladas,

con grandes volúmenes de materia prima.

Se consideró que la complejidad técnica que existe en la elaboración de este tipo de

productos supera ampliamente los alcances de este trabajo por lo que no se profundizan

en mayor medida los conceptos hasta aquí expuestos.

2.3.2 Combinación cemento-madera

La combinación cemento madera es utilizada para fabricar productos de distinto

tipo que se utilizan en la construcción de edificios o viviendas. Dentro de estos

productos pueden nombrarse paneles para revestimientos interiores o exteriores, pisos,

cielorrasos, tejas, bloques y ladrillos.

Las tecnologías de fabricación de estos productos van desde tan complejas como las

aplicadas en tableros de fibras o partículas, hasta prácticamente manuales, con equipos

muy simples, utilizadas en países subdesarrollados.

La combinación cemento-madera reduce la densidad del concreto, mejorando sus

propiedades como aislante térmico y acústico. Por otra parte es un material

incombustible y resistente a ataques de insectos y hongos, pudiendo trabajarse con

herramientas de corte de metal duro como las utilizadas para madera y otros materiales

compuestos. Las propiedades de este material cambian de acuerdo a la relación

cemento - madera del compuesto, el que puede contener entre 10% y 70% de su peso en

madera y consecuentemente entre 90% y 30% de cemento.18

17

En contraste con estas ventajas, la fabricación de compuestos cemento-madera

presenta algunos inconvenientes. El ambiente alcalino de la matriz de cemento provoca

una disolución de la lignina, afectando la estabilidad de los componentes

lignocelulósicos que reduce la cohesión del compuesto.

Por otra parte, la presencia de taninos, azúcares, hemicelulosa y lignina disminuyen

o inhiben totalmente el fraguado del cemento. Debido a que las cantidades de estos

elementos varían notablemente para diferentes especies, algunas pueden requerir

tratamientos previos a su uso en este tipo de productos, con el objeto de modificar o

disminuir algunos de estos compuestos químicos. Existen especies que son consideradas

como no aptas para este tipo de productos, debido a los altos contenidos de lignina o

sustancias inhibitorias del fraguado (abedul, alerce).

2.4 Producción de hongos comestibles

Existen diversas especies de hongos comestibles que son cultivados en sustratos a

base de madera. Originalmente muchos de estos hongos se cultivaban en troncos donde

se realizaban perforaciones e introducían tarugos de madera infectados con el hongo a

cultivar. Posteriormente se desarrollo la alternativa de bolsas plásticas llenas con

aserrín, chip o madera triturada, que eran esterilizadas e inoculadas con el hongo. Cortes

en los laterales de la bolsa plástica, permiten que el cuerpo de fructificación se

desarrolle y sea posteriormente cosechado.

18 Forest Products Laboratory. 1999. Wood Handbook - Wood as an engineering material. Gen. Tech. Rep. FPL-GTR-113. Department of Agriculture. Forest Service. Forest Products Laboratory. Madison, WI: U.S. 463p Internet: http://www.fpl.fs.fed.us/documnts/FPLGTR/fplgtr113/fplgtr113.htm

18

Actualmente los cultivos se realizan principalmente con esta última técnica, ya que

además de utilizar un residuo como sustrato, los tiempos de fructificación disminuyen

notablemente.19 Esta descripción es una generalidad, ya que las técnicas de cultivo,

composición del sustrato y condiciones varían significativamente con las especies que

se cultiven.

Algunas de las especies comercialmente más conocidas de hongos comestibles

descomponedores de madera son:

Pleurotus ostreatus (Pleurotus, Oyster)

Lentinus edodes (Shitake)

Auricularia aurícula y Auricularia polytricha (Wood ear, Kukirage)

Tremella fuciformis (White jelly)

Flammulina velutipes (Enoki)

Hericium

Ganoderma lucidum (Reishi)

Pholiota nameko (Nameko)

Stropharia rugoso-anulata (Wine cap)

Agaricus bisporus (Champignon)

19 Wong G.J. 1998. Cultivation of Edible Mushrooms.   Internet: http://www.botany.hawaii.edu/faculty/wong/BOT135/Lect18.htm

19

2.5 Alimentación de ganado

Los alimentos para herbívoros normalmente requieren en su composición de un

porcentaje de sustancias indigeribles, que promueven una adecuada salivación y

digestión del alimento. Los residuos de madera, adecuadamente procesados en forma de

aserrín o chips pequeños, pueden cumplir perfectamente esta función.20

Tanto la celulosa como la hemicelulosa pueden ser digeridas por rumiantes, sin

embargo al estar rodeadas o "empaquetadas" en lignina esto se hace imposible. La

aplicación de métodos de deslignificación permitirían hacer de la madera un producto

digerible por el ganado. En este sentido existen resultados positivos de ensayos en el

uso de residuos de fibra de la industria papelera como forraje.21 Por otra parte,

tratamientos con vapor en autoclaves a altas presiones aumentan significativamente la

digestibilidad de la madera, permitiendo incorporarla hasta en un 15% en la dieta de

rumiantes.22

Forrajes de escaso poder nutritivo y baja digestibilidad, como las pajas de cereales,

son tratados con hidróxido de sodio, amonio y otras sustancias a fin de incrementar su

poder nutricional.23 Este tipo de tratamiento es también aplicable a algunos tipos de

20 Harkin J.M. 1969. Uses for sawdust, shavings and waste chips. Research Note 0208; FPL-RN-0208. Department of Agriculture. Forest Service. Forest Products Laboratory-Madison, Wis. U.S.    Internet: http://www.fpl.fs.fed.us/documnts/fplrn/fplrn208.pdf

21 Mcknight D., Boermans H., Morgan J., Sharpe P. 1998.Potential of Animal Feed from Domtar Wood Pulp By-Product Final Report - Phase 1. Kemptville College. University of Guelph. Kemptville. Ontario. Canada. Internet: http://www.kemptvillec.uoguelph.ca/Resrch/pubs/mckdom.htm

22 Kazuhito Mitsutani. 1997. Regarding broad leaves tree roughage transformation. Gifu Prefecture Arctic Forestry And Forest Products Research Institute. Japón

20

madera, las cuales se transformarían no sólo en un "relleno" del alimento, sino también

en un nutriente parcial.Error: Reference source not found

2.6 Productos y subproductos directos

Bajo este ítem se agrupan aquellos productos o subproductos que se obtienen casi

directamente de los residuos dejados en el bosque con escaso o ningún procesamiento

extra, como postes, varillas, varillones, tejuelas, etc.

2.6.1 Productos de madera rolliza de pequeño diámetro

Los productos de madera rolliza de pequeño diámetro abarcan postes y varillones

trozados a medidas estándares. La posibilidad de producción depende en gran medida

de la durabilidad de la madera considerada. Como alternativa, puede plantearse la

impregnación de aquellas maderas de baja durabilidad, como el caso de los pinos.

Estos productos son normalmente utilizados en forma rústica en alambrados de

campos y predios, o en construcciones rurales. Una opción que mejora su aspecto

estético y aumentaría su utilización es el cilindrado mediante máquinas especiales.

2.6.2 Tejas partidas o tejuelas

Mucho del material remanente como residuo de aprovechamientos en los bosques,

es apto para la fabricación de tejuelas, fundamentalmente trozos de rollizos o árboles de

23 University of Alberta Dairy Research and Technology Resources. 1998. Feed ingredients and feed storage. Internet: http://agfor1.afns.ualberta.ca/drtc/dp472-5k.htm

21

gran diámetro afectados por problemas de sanidad, situación frecuente en los bosques

nativos andino-patagónicos.

Las tejas se fabrican a partir de trozos de rollizos de 60 cm de largo, que en primer

lugar son partidos en bloques. Posteriormente, mediante una cuchilla o cizalla, se parten

en el sentido de las fibras, buscando un corte lo más radial posible. Es fundamental que

el grano de la madera sea recto para obtener piezas de un espesor homogéneo.24

Al igual que en el caso de postes, la durabilidad de la madera es un punto

fundamental en la fabricación de tejas, sin embargo tratamientos de impregnación

permiten que especies de baja durabilidad, como el pino ponderosa, sean utilizadas en

Estados Unidos para la producción de tejas, desplazando inclusive a tejas fabricadas con

maderas de mayor durabilidad, debido a que se logra un 100% de impregnación,

alcanzando una vida útil superior a los 50 años25.

2.7 Artesanías y Muebles rústicos

El potencial del material residual en los bosques para la fabricación de estos

productos es excelente, y desde un punto cualitativo es un recurso bien aprovechado en

muchas regiones. Sin embargo en términos cuantitativos, el aporte es insignificante en

lo que refiere al problema de utilización de residuos.

24 Saelzer Fuica G.1987. Tejuelas de madera Cuaderno de Edificación en madera Nº2. Universidad de Biobío. Chile 48p

25 Revista Roofer. 1996. Pine continues to Shake up the wood roofing industry Internet: http://www.lifepine.com/feanov.htm

22

En general, las artesanías y muebles rústicos se encuentran ligados a lugares

turísticos o de recreación. Actualmente, ha tomado gran auge en Patagonia la

construcción rústica (troncos, madera con cantos vivos, etc.), equipada con

amoblamientos del mismo tipo. Este es un excelente nicho para utilizar el material

residual de bosques nativos patagónicos, los cuales brindan una gran variedad de formas

y tamaños.

Los muebles para exteriores (jardines, plazas, parques, camping, etc.) son una buena

opción para la utilización de material residual de coníferas, dado que éstos pueden ser

cilindrados para mejorar su estética y facilitar su armado.

3 Caracterización y cuantificación del material residual

Cualquiera sea la alternativa de uso de residuos considerada, primero es necesario

realizar una caracterización (fundamentalmente tamaño y contenido de humedad) y

cuantificación de los volúmenes actuales y futuros. Otro aspecto básico es su ubicación

geográfica, ya que el costo de transporte tiene una incidencia en muchos casos decisiva.

Guillermo (1988)26 presenta una detallada descripción de las técnicas para

caracterizar y cuantificar el material que se encuentra sobre el suelo de los bosques; las

que se han desarrollado para la prevención y lucha contra incendios forestales. Estas

técnicas estiman el volumen y tipo de combustible, mediante parcelas o transectas de

muestreo.

26 Guillermo J.A. 1988. Manual de Inventario de Combustibles Forestales. Publicación Docente Nº 27. Universidad Austral de Chile. Facultad de Ciencias Forestales. Valdivia. Chile. 71p

23

Dado que estas metodologías evalúan todo el material combustible existente,

incluyendo hierbas, arbustos, hojarasca, etc., se deben tomar sólo aquellas técnicas

correspondientes al material leñoso producido por aprovechamientos forestales

(despunte de trozas, ramas, descopes).

En el caso de los bosques andino-patagónicos de lenga debe considerarse la

presencia de pudriciones en un alto porcentaje de los árboles, lo que puede disminuir los

volúmenes disponibles para determinados usos que no acepten madera degradada. En

este sentido el CIEFAP esta llevando a cabo el proyecto "Determinación de factores

técnicos de expansión y reducción de biomasa en bosques de lenga", que brindará

información referente al tema (comunicación personal, Gabriel Loguercio).

4 Criterios básicos para la selección de alternativas

Básicamente existen cuatro factores que determinan el potencial uso de residuos de

maderaError: Reference source not found:

Características o condiciones de los residuos

Costos de transporte y procesamiento.

Mercado para el producto final

Presiones legislativas y fondos de inversión.

Considerando estos cuatro factores debería seleccionarse la o las opciones más

adecuadas, teniendo en cuenta la complementabilidad de muchas de ellas.

Los primeros dos puntos son aspectos netamente locales y se encuentran

condicionados por el tercero: un producto que es económica y técnicamente factible de

producir puede fracasar si no es conocido y aceptado en el mercado. Por otro lado la

24

introducción de un producto nuevo trae aparejado costos adicionales, mas aún si debe

competir con sustitutos.

El cuarto factor presenta una importancia creciente a nivel mundial, sin embargo en

nuestro país aún no existen grandes presiones legales sobre el manejo de residuos

forestales o incentivos para su utilización.

El efecto invernadero o calentamiento global, es un problema que preocupa a

organizaciones ambientalistas y a países desarrollados, principales responsables de las

emisiones de CO2. El aumento de éste y otros gases en la atmósfera, disminuye la

irradiación o devolución al espacio de la energía recibida del sol. Este efecto, similar al

que ocurre en un invernadero, provocaría un aumento global en la temperatura de 2 a 6

grados centígrados en los próximos 100 años. Una modificación de esta magnitud

cambiaría el clima del mundo, perjudicaría cosechas y elevaría el nivel del mar

notablemente.

En 1992 se firmó en Río de Janeiro, Brasil, un convenio de las Naciones Unidas

mediante el cual los 35 países más desarrollados del mundo se comprometieron a

reducir sus emisiones de gases que aumentan efecto invernadero, al nivel de 1990 en el

año 2000. Debido a los altos costos que implicaría una reducción de las emisiones por

parte de estos países, se consideró el secuestro de carbono por los bosques como una

opción de menor costo para mitigar el problema, ya que este podía realizarse a nivel

global en lugares que presentaran el menor costo posible. En Diciembre de 1997, el

protocolo de Kyoto estableció tres instrumentos para que los países cumplieran con sus

obligaciones de reducción: la implementación conjunta, el mecanismo de desarrollo

limpio y el comercio de permisos de emisión. El mecanismo de desarrollo limpio

permite a países en desarrollo implementar proyectos de reducción de emisiones,

25

financiados por países desarrollados, y que estos últimos puedan utilizar dichas acciones

para cumplir con sus obligaciones de reducción.27

5 Consideraciones finales

De la recopilación de información realizada se desprende que el destino más

habitual para residuos forestales es la producción de energía, probablemente debido a la

importancia que ha tomado el problema del efecto invernadero.

En la generación de energía térmica, las tecnologías utilizadas son sencillas y

conocidas, salvo algunas excepciones, lo cual las hace apropiadas para la situación de

Patagonia. Sin embargo, el bajo costo y la gran comodidad que brinda el gas, principal

competidor en la generación de este tipo de energía, disminuye notablemente las

posibilidades de utilización de los residuos forestales en este ámbito. La incorporación

de calderas o estufas que realicen una combustión más eficiente, con mayores períodos

entre cargas de combustible o bien con carga automática de los mismos, es un punto que

alentaría el uso de los residuos forestales en la generación de energía térmica.

En el caso de generación de energía eléctrica, la tecnología utilizada es bastante más

compleja y normalmente implica la generación de vapor o la gasificación de la madera

para su utilización en turbinas. Es poco probable que el uso de residuos forestales tome

importancia a corto plazo en este sector, debido a lo complejo y costoso de estas

tecnologías.

27 Ramírez P. 1998. Gases de Efecto Invernadero y Venta de Carbono. Una Vision de Conjunto. Revista Ciencias Ambientales Nº 15. Diciembre 1998.

26

Cualquier tipo de acción que tienda a promover el uso de biomasa en la producción

de energía, debe explotar los beneficios ecológicos de esta actividad, dado que es su

principal ventaja sobre los combustibles fósiles.

Los usos relacionados al mejoramiento del suelo (compost, mulch, acondicionador,

control de erosión) se presentan como una atractiva opción para Patagonia,

considerando que la región productora de residuos forestales, es una franja cordillerana

que limita con una basta estepa árida de suelos pobres, con problemas de erosión y

reducidos lugares aptos para cultivos. Debido a la carencia de humus o tierra negra en

dicha región, sus centros urbanos son un excelente mercado para este tipo de productos.

El caso puntual del compost implica importantes beneficios ecológicos, debido a

que su producción incluye el uso de otros residuos orgánicos (municipales, industriales,

aguas servidas, etc.), cuyo tratamiento o disposición es un aspecto que generalmente

presenta inconvenientes en muchas comunidades. Por otra parte, la producción de

compost puede ser el complemento de una o más de las alternativas de uso de residuos

forestales enunciadas en este trabajo. Por ejemplo el cultivo de hongos comestibles

produce material leñoso degradado que puede ser perfectamente utilizado en compost;

la ceniza proveniente de calderas dendroenergéticas, también puede ser utilizada como

aditivo para mejorar la descomposición de biomasa28 29.

El estabilizado de lugares de tránsito con astillas de residuos, tiene un potencial

interesante debido a la gran cantidad de caminos precarios existentes en la región

28 Gerding V., Grez R., Rondanelli G. V. 1994. Descomposición de corteza de arboles nativos para la formación de sustratos para el cultivo de plantas. Revista Bosque 15(2) 11-18. Chile

29 Grez R., Gerding V. 1995. Ceniza de Calderas Dendroenergéticas. IV Efecto sobre la Absorción de Elementos Nutritivos en Vegetales. Revista Bosque 16(1): 91-94. Chile.

27

andino-patagónica, principalmente en los aprovechamientos forestales. Los senderos

para caminatas en lugares turísticos son otro destino probable.

Los blocks o ladrillos de cemento-madera son un excelente producto a fabricar en

países en vías de desarrollo, debido a la facilidad en su manufactura.30 Estos productos

junto con otros, tales como tejas y paneles, representan una excelente oportunidad para

desarrollar construcciones económicas.

Los productos de madera maciza, (artesanías, muebles, postes, varillones, tejas,

etc.), son producidos y comercializados en mayor o menor medida en toda la región

patagónica. El curso de acción recomendable con estos productos, es el incentivo para

su uso y la optimización de su producción. En este sentido es importante la difusión y

adaptación de nuevas ideas o productos relacionados con estos materiales.

Ante la decisión de avanzar sobre cualquiera de las aplicaciones consideradas en

este informe, deben tenerse en cuenta los cuatro factores enunciados al comienzo de la

sección 4, los cuales deben analizarse en un estudio de prefactibilidad técnica-

económica, para lo cual el presente trabajo constituye una herramienta para la selección

alternativas.

La decisión final de implementación de alguna alternativa de uso, estará supeditada

a un estudio de factibilidad técnico-económica y de mercado de los productos

seleccionados. La ejecución de esta instancia requerirá de mayor información que la

presentada en este trabajo.

30 Maloney T. M. 1993. Modern Particleboard and Dry Process Fiberboard Manufacturing. Editorial Miller Freeman Inc. U.S. 682p

28

6 Bibliografía

29