EP) COMISION NACIONAL DE INUESTIG!ICION CIENTIFICM Y TECNOLOGICA (CONICYT) DIRECCION DE PLPNIFICACIDN (DIPLA) Canadá 303, Casilla 297-J, santiago, Chile

CONICYT/SRE/3

SEMINARIO SOBRE LOS RECURSOS ENERGETICOS DE CHILE

Santiago de Chile, 16-19 Abril 1974

EL BOSQUE CHILENO COMO FUENTE DE COMBUSTIBLES

Rdiger Albin A., Roberto Juacida P., Herbert Rodmanis

INSTITUTO DE TECNOLOGIA E INDUSTRIAS DE LA MADERA UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE

Valdivia, Marzo 1974

EL BOSQUE CHILENO COMO

FUENTE DE COMBUSTIBLES

Rdiger Albin A. Roberto Juacida P. Herbert Radmanis

Instituto de Tecnología e Industrias de la Madera

Universidad Austral de Chile

RESUMEN

En Chile existen aproximadamente 300.000.000 m 3 de madera en el bos que nativo y 70.000.000 m3 en los bosques de plantaciones. Del volu men total del bosque nativo, un O% no sirve para los procesas in - dustriales aplicados en el país y teoricarnente es leña. De la made-ra de las plantaciones se obtiene un aprovechamiento mayor y el ma-terial combustible se limita a residuos industriales, que se esti - me en un 20-30% del volumen total de la materia prima.

La madera sirve como combustible en forma de leña, carb6n vegetal y desechos industriales tales como: corteza, aserrín, tapas, cantone-ras, desechos generales, chips de combusti6n y lignina en la lejía negra de la fabricación de celulosa. b 6lo el volumen de aserrín pro ducido anualmente en Chile y que no se aprovecha en ninguna forma, se estima en 300.000 - 500,000 m3 s6lidos da madera.

-1-

El valor calorífico de madera en forma da leña o desperdicios indus-triales es considerablemente más bajo que el del carbón. En cambio, el valor calorífica del carbón vegetal producido de madera tiene va-lores comparables con el carbón de piedra (hulla). Normalmente el a-serrín y el chipa de combustión se inyecta con presión de aire en cal doras con un considerable aumento de su poder calorífico.

La falta de datas estadísticos sobre combustibles leñosos y su impor-tancia socio-econ6mica para el país, merecen mayor atención y fomento en el futuro.

1. INTRODUCCION

Los bosques de Chile han sido una fuente decorn-

bustible desde la primera colonización hasta ].a fecha. La leña y el

carbón vegetal siempre han jugado un papel importante para satisfa-

cer la necesidad de combustible no sólo de los consumidores particu-

lares, sino también de las empresas industriales ubicadas en las re-

giones boscosas del país.

egÓn estimacjones hechas por el Instituto Faros-

tal en el año 1965 (1) existirían en Chile, en forma aproximada

20.000.000 hs de bosques y matorrales con un volumen total de made-

ra aproximado a unos 370.000.000 m3 . Este volumen se ha visto dismi-

nuido por el consumo desde ese año a la fecha presente.

Solamente 500.000 hós de estos bosques son rela-

tivamente vírgenes y maderables can una existencia en volumen de u-

nos .o.000.000 m3 . Hay además unas 3.700.000 hs cubiertas con bos-

ques parcialmente explotados con un volumen de madera de 74000•000

metros cúbicos. De esto se puede establecer que sólo un 20% de los

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bosques totales contienen madera aprovechable para usos industria-

les, en tanto que la mayoría de los bosques están constituidos por

matorrales, especies no maderables o renovales nativos. Los bosques

artificiales, en su mayoría da pino, alcanzan solamente a 350.000

hás con un volumen estimado de 70.000.000 m 3 de madera. (2)

Las posibilidades de uso de los bosques como

fuente de leña o combustible en general, estén limitadas por va-

rios factores que deben ser considdrados, tales como: el equili-

brio ecológico, la protección de la tierra, la regeneración natu-

ral de los bosques, las limitaciones dadas por la ubicación de los

bosques en relación a los posibles consumidores de los combusti-

bles, la accesibilidad de los bosques, los costos de la extracción

de leña y del transporte en relación a otros combustibles más bara

tos o de más fácil obtención.

Otra fuente de combustible leñoso es la madera

de desechos producidas en la transformación industrial de le made-

ra como son: desechos de aserraderos, fábricas de tableros, barra-

cas, producción de durmientes para ferrocarriles, maderas de minas

fuera de uso y de otras fábricas que usan la madera como materia

prima principal.

Según el tipo de industria y su producto final,

se puede decir que en la transformación mecánica industrial de la

madera, el aprovechamiento de la madera desde el árbol volteado en

el bosque hasta el producto final, es solamente un 200% en el pro-

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media. El resto es materia leñosa que puede servir como combustibles

pero en muchos casos no es aprovechada apropiadamente.

2. LEÑA DE LOS 805L!UES

No existen en Chile cifras concretas sobre la

extracción de maderas para uso como leña. Una estimación muy esque-

mática de la FO (3), basada en valores del Instituto Forestal, in-

dica pare los años 1968 y 1969 una producción de leña y carbón ve-

getal de 3.000.000 m3 anuales. En comparación a los 14.000.000 de m

tras cúbicos da madera extraide para fines industriales parece baja

la cifra para leña y probablemente es más alta sin posibilidad de

control estadístico.

Las especies arbóreas más importantes en la pro-

ducción de leña y carbón vegetal son: (en orden decreciente) Ulmo

(Eucryphia cordifolia), Tineo (Ueinmannil3 trichosperma), Olivillo

(í-'extoxicon punctatum), Tepe (Laurelie philippiana) y Roble (Notho

fagus oblique).

Según el Censo de Vivienda 1960 (14 ) un 96% de

las casas en la Provincia de Valdivia usaban leña o carbón vegetal

como único a más importante combustible. Si so estima, que los

260.000 habitantes de la provincia (1960) o seo 145.175 casas (1960)

consumieren en el promedio anualmente 2 metros ruma (Im x im x Im

de madera armada) por persona o 10 - 15 m.r. por casa, se llega u

un consumo entre 400.000 y 600.000 m.r. solamente en la provincia de

Valdivia (5). Se puede asumir que relaciones paracidas son válidas

para las otras provincias del sur de Chile en la zona boscosa y con

condiciones climáticas que hacen incluso necesario un consumo mayor

de combustible qua en lo provincia de Valdivia.

3. Cf\RBON VEGETAL

Por destilación en seco de la madera se obtiene

carbón vegetal. Su empleo no se limite al uso domestico para la pre-

paración de comidas, alimentos a las brasas y para calentar el ho-

gar, sino tambin es empleado en altas hornos, en metalurgia y otros

usos industriales. Sobre todo el uso industrial de carb6n vegetal

fue causa de la destrucción de valiosos bosques en la cercanía de es

tas industrias en tiempos pasados.

Elempleo de carbón vegetal se debe al hecho de

ser un combustible renovable, liviano, fácil de manipular y con va-

lores caloríficas comparables con el carbón de hulla (ver TABLA 3).

Lamentablemente no existen cifras en la estadís-

tica forestal de Chile sobre carbón vegetal producido anualmente en

el país. Además, en las pocas cifras existentes sobre la materia,

no se distingue entre laño y carbón vegetal, sino aparecen los va-

lores como un solo conjunto.

-5-

1 ------.- -,

Para la Provincia de Valdivia tenemos datos en

el ya citado trabajo de VOLLMER (1972). i--g6n éste, se ha produci-

do en el año 1969 en la citada provincia, aproximadamente 58.400

sacos de carbón vegetal (1 saco = ± 25 kg). En comparaci6n al volu-

men da carbón vegetal producido se menciona una producci6n de leña

de 136.000 m.r. en el mismo año 1969. La encuesta se efectu6 en un

total de 216 productores, con más de 50 hs de bosques. En el cita-

do trabajo se estima la demanda anual da carb6n vegetal en la pro

vincia en 7.500.000 kg (= 300.000 sacos), contra una "capacidad da

producciEn" de 6.000.000 kg/año (= 240.000 sacas).

A base de estas cifras sería posible hacer algu-

nas estimaciones para Chile en total.

La intensidad de trabajo por tonelada de carb6n

vegetal se estimo en 6,9 días/hombre (en comparaci6n: 1 metro ruma

leña 0,6 días/hombre). Un metro ruma de leña equivale a más o me-

nos 4 sacos (100 kg) de carb6n vegetal. (VOLLMER, 1972)

L • RESIDUOS INDUSTRIALES

La industria forestal chilena consumió hasta el

3 - 3 , ano 1971 aproximadamente 4.000.000 m solido sin corteza (mssc)

1) - En el año 191+4 se estim6 la demanda par cpita anual en 20 kg para Chile en total. (Misi6n Forestal Norteamericana)

- Lo "Mensura Forestal" (1952) ha estimado la demanda en 20 kg par cpita y año en el sector rural y 30 kg/cEpita en el sec-tor urbano.

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de madera en rollizos por año. Con el inicio de la producción en las

fábricas de celulosa ARAUCO (1972) y CELCO (Constitución, 1974) se

aumentará este consumo por 1.400.000 m3 ssc si las dos Fábricas tra-

bajan con 121 máximo da su capacidad.

El consumo de madera se divide aproximadamente en

tre las siguientes rubros:

TABLA 1. ESTIMÍ\CION DEL CONSUMO DE MADERA EN LA INDUSTRIA

FORESTAL DE CHILE 1973

Producto Materia Prima

Pulpa y Papel 2.000.000 m3 ssc

Aserraderos 2.500.000 m3 "

Chapas y Terciados 45.000 m3

Tableros de Partículas 40.000 m3 "

Tableros de Fibras 60.000 m3 "

Postes de Transmisión 10.000 m3

Durmientes 200.000 m3 °

T O T M L 4.855.000 m3 ssc

De este volumen total de madera en rollizos se

obtiene coma producto final solamente un porcentaje que varía con-

siderablemente según sea el producto. Se calculan los siguientes

factores de transformación (equivalentes de madera en rollizos):

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TABLA 2. PRODUCTOS Y SUS EQUIVALENTES EN MATERIA PRIMA

Productos Unidad Equivalente en madera Estimación del (estimación promedio) aprovochom.

Pulpa mecánica t.m. 2, 5 m eso = 1,2-1,3 t.m.. -- 77 - 83%

Pulpa química t.m. 5,0 m3 sso = 2,3-2,5 t.m. 40 - 45%

Madera aserrada m 3

2,0 m3 50%3 3

m 2,0-3,0 m 3 3

m 2,5-3,5 m

m 1,5m3

Tobi. de fibras t.m. 2,5 m = 1,1-1,2 t.m.

Durmientes m3

118.- 2 m3

Chapas

Terciados

Tabl. de patíc.

35 - 50%

30 - 40%

65%

83 - 90%

50 - 55%

El producto con el mayor volumen de desperdicios

es la madera aserrada. Los desechos son tapas y cantoneras (20 a 25%),

aserrín (13-20%) y corteza (10%).

Solamente el aserrín producido anualmente en Chi-

le alcanza entre 300.000 y 500.000 m3 sólidos de madera. De este vo-

lumen sirve solamente una muy pequeña parte como combustible indus-

trial en las calderas de la misma industria. La mayor parte se pier-

de sin uso alguno.

En las otras industrias la relación de producto:

desechos es más favorable o las posibilidades del aprovechamiento de

las desechos son mejores. Por ejemplo: en la producción de pulpa quí-

mica, se pierde más o menos un 50% de la materia prima en forma de

lignina. Esto se puede quemar junto con otros combustibles en las cal

deras de la misma industria, pero muchas veces se beta con las aguas

residuales.

- 8 -

En general se puede decir, que el aprovechamiento

de los desperdicios combustibles de lo industria forestal de Chile

todavía no se encuentra en su máximo, sobre todo en lo que a aserra-

deros se refiere.

5. TRINSFORAMCION DE MADERA EN EF'JERGIA MECINICA

La madera como tal posee un poder calórico bastan-

te menor que el carbón de piedr8, existiendo una diferencia propor-

cional del orden de 4:1. Además el poder calorífico se ve influido

por el contenido de humedad en el momento de la combustión.

Tembión influye el contenido de resinas, lignina

y celulosa en la madera. Maderas compuestas de alto grado da celulo-

so (p.ej. álamo y sauce) tienen un poder calorífico relativamente bi

jo.La .transformaciófl de la madero en carbón vegetal

produce un combustible da alto valor calorífico, comparable al car-

bón de piedra (hulla).

- 9-.

TABLA 3. ALGUNOS VALORES CALORIFICOS DE C0MBLJTIRLES

1 T E M jÇcil/kg

Carbón de piedra (hulla) 7.500 - 8.500

Lignito (carbón Lote) i 6.400

Carbón vegetal (madera) 7.000 - 8.000

Lignina vi 6.100

Celulosa 4.100 - 4,350

Laño de coníferas vi 2.000 - 4.600de

Leña de P. insigne 1.200 - 1.800 humedad

Lañe da latifoliadas l 1.900 - 4.300

Aserrín coníferas suelto vi 1.700 - 3.000

Aserrín en forma de bri- queta

4.000 - 4.500

FUENTE: hOLLMRNN (6)

En el proceso de transformación de la madera en

energía es preciso que se cumplen ciertas exigencias en relación a

le amplitud de le cámara de combustión de las calderas. Estas de-

ben tener un volumen 4 veces mayor, por lo menos que aquellas que

empleen carbón, y al mismo tiempo contar con inyectores de aire au-

xiliares laterales, aparte del ventilado directo.

Las calderas dotadas de los elementos necesarios,

combustioflan de igual forma madera de "chips" y desperdicios de ma-

yor tamaño, trayendo esto la ventaja que la decisión que se tome en

funci& de las costos de transporte que significan llegar a ella.

Ejemplo: En una caldera con un 84% de rendimiento, alimentada por

desperdicios de madera se alcanza can 1,8 m3 por hora a producir

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250 H.P. por hora. (Fuente: Industria Valdiviafla).

Vale mencionar, que existen en el mercado chi-

peadores especialmente para producir chips do combuti6fl de des-

echos do madera que son más finos que aquellas usados para produ-

cir pulpa. Estos chips se prestan para ser inyectados en la calda-

re con aire.

BIBLI0GRIFIA:

(1) Valenzuela R., Hernán: Nociones de Silvicultura Instituto Forestal, Santiago, 1967

(2) García y ., Oscar: Situación da oferta y demanda de madera para la industria do celu-

losa en el corto y mediano plazo. (mimeograf.) Reunián de consulta en el crea de celulosa y papel. Santiago, Diciembre de 1973

(3) FI0: Anuario de Productos Forestales Roma 1969/70

() Direcciáfl de Estadísti- ca y Censos: II Censo de Vivienda, 29 de Noviem

bre de 1960, Resumen del País. Santiago, 1960

(5) \Jollmer, Udo:Bezichuflgefl zwischen dar Intensi-tat und dern PrbeitskrftBbedQrf dar Forstwirtschaft in einem Ent-wickluflgslaT]d, dargestellt am Bei-spisl dar Provinz Valdivia, Chile. Inaugural Dissertatiofl, Universitt Freiburg, 1972

(6) Kollmann, Franz: Technologie des Holzes und dar Hoiz werkstoffe. Springer Verlag Berlin, Gttingen, Heidelberg. 1951

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