La necesidad de crear tecnologías amigables con el medio ambiente ha llevado a invertir recursos en la investigación de nuevas materias primas para combustibles.
por María Cristina Area *
El cuidado del medio ambiente, que es actual foco de atención de la sociedad en su conjunto, se ha transformado en un factor que agrega valor a la producción industrial, haciéndola más competitiva a través de la utilización de tecnologías avanzadas y recursos renovables. En este ámbito, la posibilidad de reciclar, reutilizar, hacer del descarte un recurso y recurrir a las bioenergía representa un tema de fundamental importancia en la economía de algunos sectores industriales.
Una biorrefinería es una estructura que integra procesos de conversión de biomasa y equipamiento para producir combustibles, energía y productos químicos a partir de la biomasa. El concepto de biorrefinería es análogo al de refinerías de petróleo, que producen múltiples combustibles y productos a partir del petróleo, pero su implantación se plantea dentro de las fábricas de pulpa de celulosa.
Evolución
Las biorrefinerías industriales han sido identificadas como el camino más prometedor para la creación de una nueva industria basada en la biomasa. A partir de las materias primas fibrosas pueden obtenerse: químicos, plásticos, etanol, biogás, calor, electricidad, carbón, otros combustibles.
El concepto de diversificación ha evolucionado desde las producciones con tecnologías simples, hasta las basadas en la química sintética, la biotecnología y los procesos de obtención de nuevos materiales. En este contexto, en muchos países la estrategia en el desarrollo de los derivados se dirige a la obtención de productos con un mayor valor agregado, partiendo de criterios tecnológicos y de producciones flexibles, que utilicen los diferentes subproductos, y productos intermedios del proceso.
Los temas ligados a la biorrefinería generan más valor añadido a la materia prima del sector forestal, un valor que se presenta en forma de productos actuales, productos químicos y energía.
Avances en biorrefinerías
La biorrefinería, que puede definirse como “el uso eficiente del potencial total de la materia prima y procesos del sector forestal, para la ampliación del rango de alto valor añadido de los productos (por cooperación en y entre cadenas)”, representa sin duda una oportunidad para el sector forestal.
En junio de 2006 en España, la Plataforma Tecnológica Forestal y de las Industrias Derivadas creo el Grupo de Trabajo de Biorrefinería, un grupo de expertos europeos que asesora al sector en este tema, de modo que la PTF pueda marcar tendencias de I+D+i para atender la demanda de bio-productos y bio-combustibles (1). El Grupo de Trabajo editó un informe, que incluye un campo de áreas políticas sobre la biorrefinería, un análisis de los desarrollos y procesos de biorrefinería y un plan de trabajo para las plataformas.
Según dicho informe, la Biorrefinería forestal integra:
1.Procesos de separación y conversión de eficiencia selectiva. En este campo es necesario avanzar en la investigación en tecnologías, para que se puedan promover un número de conceptos de refinería para varios materiales.
2.Biorrefinería como recurso de biocombustibles sólidos y líquidos. El conocimiento y experiencia de la industria papelera en este campo y el desarrollo tecnológico y de los mercados, crearán nuevas fuentes de ingresos para esta industria.
3.Biorrefinería de la fibra reciclada. Además de la basada en la madera, esta refinería de la fibra recuperada posee un doble interés: valoriza residuos del reciclado de papel y reduce la generación de lodos en la fábrica.
4.El sector aprovechará sinergias con el sector agrícola y sector químico. El valor añadido se incrementará verdaderamente cuando empiecen a desarrollarse las auténticas sinergias entre esos sectores.
5.El impacto socio-económico del desarrollo de la biorrefinería. Los sistemas deberán observarse de forma integrada, aportando empleo y valor añadido desde las materias primas.
La industria de la biorrefinería ha sido identificada como el más prometedor rumbo a la creación de una nueva industria doméstica. Pero los productos industriales basados en la biomasa solo pueden competir con los productos petroquímicos, si las materias primas son óptimamente explotadas.
La biorrefinería es una oportunidad real para el sector y las industrias forestales, que puede ayudar a las compañías a asegurarse la rentabilidad y contribuir a la vez a alcanzar los retos y objetivos políticos. La industria forestal tiene a corto plazo, opciones para brindar soluciones concretas con la madera de los residuos y de las plantaciones. Desarrollar este enorme potencial será una bio-solución para paliar el cambio climático.
Un tema global
El interés internacional de la biorrefinerías es considerable, la Plataforma Tecnológica Forestal Española, en sus líneas estratégicas tecnológicas y de investigación (silvicultura, productos forestales, productos papeleros, bioenergía, entre otros) considera entre sus objetivos estratégicos: la pulpa, la energía y productos químicos procedentes de la biorrefinería de la madera.
En Estados Unidos de Norteamérica, hay una importante iniciativa federal “Bioproducts-Bioenergy Initiative” para triplicar el uso de biomasa como materia prima para energía y producción de químicos para el 2010. En Japón, “Bio-productos” es una de las tres iniciativas clave en biotecnología y su objetivo es transformar la industria convencional. En Alemania, existen programas y regulaciones para promover combustibles renovables, químicos y materiales y bio-procesos industriales eco-eficientes (2).
Estos conceptos no se limitan sólo a las materias primas fibrosas provenientes de plantaciones forestales, sino también a cualquier materia prima fibrosa como, por ejemplo, residuos agroforestales.
Íberoamérica es una gran reserva de biomasa con muchas posibilidades de explotación. Sin embargo, las situaciones y necesidades de cada país son bien diferentes, con grandes productores de celulosa (Brasil, Chile), grandes recicladores de papel (México, España), y grandes generadores de residuos agroforestales (Cuba, y Brasil, que dispone de 120 millones de toneladas anuales de bagazo).
Las ventajas del concepto de Biorrefinería forestal o de residuos agrícolas se basan en (2):
1.Competitividad:
Productos con valor añadido y propiedades equivalentes a las que se obtendrían usando química convencional y química basada en el petróleo.
Incremento en productividad industrial, competitividad, empleo e ingreso.
Diversificación de las materias primas y de las fuentes de energía.
2.Ambiente, desarrollo sustentable y salud:
Materias primas renovables y que se constituyen en sumidero de CO2.
Balance global de CO2 en el proceso producto más favorable.
Residuos fácilmente biodegradables (proceden de fuentes naturales).
Industria basada en crecimiento sostenible de los recursos.
3.Comunidades rurales y urbanas:
Incremento del valor agregado de la materia prima local.
Beneficios sociales: empleo, ingreso y mejor calidad de vida.
Incentivo para el mantenimiento del medio agrícola y forestal
Mantenimiento de la población en el medio rural (evita emigración masiva a las ciudades o fuera del país).
Los principales biocarburantes o combustibles para el transporte producidos a partir de biomasa son el bioetanol y el biodiesel. El primero se produce principalmente mediante la fermentación de granos ricos en azúcares o almidón como los cereales. El biodiesel se obtiene, en cambio, a partir de plantas oleaginosas, como la colza y el girasol (3).
Un aspecto importante a tener en cuenta es que las materias primas que se utilizan para la producción de biocombustibles son objeto de varios cuestionamientos. Por ejemplo, el biodiesel utilizado en algunos países contiene aceite de soja, cultivada masivamente en muchos países de América del Sur. Esto ha generado denuncias de grupos ambientalistas, manifestando que la plantación indiscriminada de esta oleaginosa estaría ejerciendo una fuerte presión sobre los bosques nativos (4). Asimismo, se dice que la producción de biocombustibles podría competir con la producción de alimentos (5).
Es deseable entonces, que al seleccionar la fuente de biocombustibles, se apliquen estrictos criterios de sustentabilidad. Esto es, seleccionar los cultivos con el mejor balance energético y el mejor balance de gases de efecto invernadero, lo que se constituye en una indiscutible oportunidad para la forestoindustria.
Referencias
1.I+d+i en el sector forestal: la bio-solución, Sector Forestal & Industrias Derivadas Plataforma Tecnológica, Hoja Informativa Octubre 2007. http://www.plataformaforestal.org/empresas/plataformaforestal/boletines/Boletin%20PTFE%204%20octubre%202007.pdf
2.Rojas, O., Lucia L., Kelley, S., Phillips, R., Biorefinerias y (Bio)materiales a partir del Recurso Forestal, Taller RIADICYP para una acción estratégica regional de celulosa y papel en países del MERCOSUR, Valdivia, Chile, Octubre 2006. http://www.riadicyp.org.ar/
3.CIEMAT. Biocombustibles, Suplemento electrónico sobre biocarburantes, SUPLEMENTOS: Febrero 2006. Febrero 2006 http://www.energiasrenovables.ciemat.es/suplementos/biocarburantes/001.htm
4.Greenpeace, Es imprescindible frenar la pérdida de los últimos bosques nativos. En Campaña, Nro.28 – 2 de mayo de 2008. www.greenpeace.org.ar
5.FAO, Cambio climático, energía y alimentos, Conferencia sobre los nuevos retos, Roma 3–5 de junio de 2008. ftp://ftp.fao.org/docrep/fao/010/i0085s/i0085s00.pdf
** Investigadora Independiente del Comisión Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y Profesora de la Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Misiones, Argentina. Dirige el Programa de Investigación de Celulosa y Papel de la UnaM. m_c_area@fceqyn.unam.edu.ar
RIADICYP, Presentación de la Red Ibero-Americana de Biorrefinerias a partir de Materias Primas Fibrosas (RIABIOREF), presentada a CYTED en junio de 2008.
Son varias las estrategias que tanto proveedores como corrugadores tienen que implementar para contrarrestar los efectos de los crecientes costos. La energía, los fletes y la demanda de materias primas han afectado la competitividad de toda la cadena productiva.
por Herbert Martínez
Los precios del papel seguirán subiendo el resto del año y podrían llegar a incrementos hasta del 30% para todo el período. Esta es la realidad que vive nuestra industria en Latinoamérica y para la cual tanto proveedores de papel como corrugadores están tomando medidas.
Justificaciones mundiales
Y es q ue los mencionados incrementos no tienen una justificación en razones tales como aumento de rentabilidad, olas especulativas o escasez por aumento creciente de la demanda. Las motivaciones son transversales a todos los sectores de la economía mundial: aumento de la demanda por materias primas o comodities, incremento en los precios de la energía y aumentos en los fletes, producto de las alzas en los precios del petróleo.
Estos son fenómenos, que además de afectar la productividad de las empresas por los altibajos en el flujo de producción, lesionan su competitividad, pues ante unos costos crecientes, hay que tomar decisiones dolorosas sobre los márgenes de rentabilidad. Las recientes presiones mundiales generadas por los precios de los hidrocarburos aceleraron la demanda de los sectores productivos por combustibles alternativos. De ahí que productos como el biodisel y el bioetanol comenzaran a tener una prioridad mayor para la economía mundial. Prioridad que comenzó a competir con las necesidades alimentarias de la población mundial por la utilización de las cosechas de productos básicos tales como el maíz, el aceite y el trigo(ver recuadro).
Esta necesidad de tener combustibles más baratos para reducir los costos de producción, ya fue cuestionada por el Fondo Monterario Internacional, por considerar que esta tendencia de la economía mundial podría generar una hambruna a futuro. De otro lado, también hay que sumarle los progresivos incrementos en el gas que en algunos países latinoamericanos, como Argentina, han estado por encima del promedio de la región debido a que su estructura energética se ha quedado pequeña frente al crecimiento de su economía.
Según Ignacio Berna, presidente de la empresa distribuidora de papel argentina IMB, “quien no traslada los incrementos en precios hoy, o se funde la fábrica o el cliente, porque tanto los costos de energía, combustibles, fletes han subido y quien no vea esto está en otro planeta. Además, las fábricas de papel tienen claro que no seguirán produciendo si no cubren los costos”.
Los incrementos
Según Heriberto Sepúlveda, gerente comercial de la empresa corrugadora chilena Industrias Vani, los incrementos en los papeles que compra para elaborar empaques han sido constantes, los cuales, ha transferido a sus clientes finales. ”Comenzamos comprando a principios del año a 60 centavos de dólar y en este momento estamos comprando a 81 centavos de dólar el kilo. Con estos precios ya hemos traspasado los costos. Con relación al año anterior, estos costos se han aumentado alrededor de un 20%. Este valor nosotros hemos tenido que trasladárselo a nuestros clientes, quienes en general, han aceptado esta situación”.
Los papeles que más demanda esta empresa chilena son liners 120, 140, 200 y 240 gramos y la composición de sus productos se basa un 60% en cartulinas y el 40% restante en papeles para fabricar microcorrugado y corrugado. Frente al incremento en las materias primas, esta empresa chilena subió el precio de su producto terminado este año un 16%, aunque en su estructura de costos, los insumos representan un 65% del precio final.
Para Carlos A. Paredes, gerente de producción de la empresa corrugadora ecuatoriana Productora Cartonera S.A. , su empresa no le ha podido trasladar la totalidad de los aumentos de los papeles a sus clientes: “los incrementos de precios han sido parciales, los clientes y el mercado no están en condiciones de absorber la totalidad del incremento”. Para el ecuatoriano, este año las alzas en los papeles que le envían sus proveedores están entre el 25 y el 30% y los papeles que más demanda son liners kraft, blanco y medium.
Demanda lenta
Según Berna, cuya empresa comercializa papel en toda Latinoamérica, en lo que va corrido del año se ha sentido una lentitud en la demanda por papel y el sector no ha crecido lo que se esperaba. “En general toda la demanda en latinoamérica está lenta porque el mercado está muy sensible. Los mismos problemas que tienen los consumidores de papel, lo tienen las fábricas“.
En el caso de los gauchos, la situación de la demanda es más compleja debido a que el paro del sector agrario, congeló toda la producción de cajas para productos frutícolas que se exportan. Y en la actualidad, los agricultores se quejan que no tienen incentivos para seguir cosechando, frente a la pesada carga de impuestos que deben soportar.
Berna señaló que en el año anterior la demanda por papel creció un 7% en general. “En demanda de papeles para corrugar, los que están más fuertes son Perú y Ecuador. Colombia está parado y el problema de los Estados Unidos lo complicó; Bolivia está enredado por todo el tema político y Brasil creció un poco“, anotó el argentino.
Reducción de costos
Frente a este panorama alcista son tres la estrategias a seguir para no perder competitividad: traslado parcial o total de incrementos al cliente final, búsqueda de nuevos proveedores y mejores precios y reducción de costos vía mayor productividad en planta y automatización de procesos.
Con relación a lo segundo, la tendencia de los corrugadores es la de fusionar materias primas locales con importaciones de Estados Unidos, Canadá, Brasil y Europa y mezclar fibras vírgenes con recicladas, de acuerdo a las necesidades del usuario de los empaques. En algunos casos, como por ejemplo Chile, las diferencias en precio de los proveedores locales de papel contra los extranjeros son de un 9% a favor de los foráneos.
Sobre este tema, Sepúlveda señaló: “Estoy comprando el 80% de los papeles localmente y el 20% restante lo estoy trayendo de Canadá y Brasil. No hay muchas diferencias frente a la calidad de unos y otros, pero lo hacemos por razones de costos. En el caso de Canadá, como tenemos un tratado de libre comercio, estos papeles llegan con un muy buen precio. Entonces se podría dar que nos resultaría más conveniente bajar la compra nacional y aumentar la importaciones “.
Respecto a las mezclas entre fibras, el chileno puntualizó: “Pienso que haciendo un mix de importaciones con proveedores locales, podemos reducir costos. También estamos haciendo pruebas de fibras vírgenes y recicladas porque se nos da el caso, de repente, que las segundas no tienen la misma tenacidad que las primeras y por eso tenemos que incrementar los gramajes para poder lograr el mismo aspecto que una fibra virgen“.
Cuando se compran papeles fuera de la región, es normal encontrar buenos precios y algunas promociones temporales llamadas spots, pero con éstas hay que tener cuidado, pues ellas no garantizan un flujo de producto constante en el tiempo con las mismas especificaciones. “Es bueno tener proveedores alternativos, hay que aprovechar la oportunidad. Por eso, el corrugador tiene que ser honesto con su cliente final y decirle que hoy tenemos este producto, pero mañana no sabemos si tendremos un abastecimiento de esto. Porque en la búsqueda de un buen precio encuentra negocios spot y lo que se pierde con ellos es la regularidad de tener un producto constante“, coincidió Berna.
Frente a la reducción de costos, para no afectar los márgenes de rentabilidad, el ecuatoriano Paredes señaló que el mejoramiento de sus procesos productivos buscando ser más eficientes, ha sido la solución. Para el chileno Sepúlveda, la automatización es la mejor estrategia para contrarrestar los incrementos en los insumos. “Estamos automatizando muchos procesos, con el objeto de optimizar los tiempos y el crecimiento de la empresa, que está por los lados de la automatización y no por la mayor contratación de gente. Esto nos ha permitido bajar muchos costos en mano de obra, que eran muy altos en el producto terminado“. Sepúlveda manifestó que la mano de obra que queda cesante por nueva tecnología, es reubicada en otras áreas de la empresa.
Industrias Vani, adelanta un ambicioso plan de automatización a mediano plazo. En la actualidad, ya han invertido US$1,6 millones, de un total de US$5,4 millones que se ejecutarán en un lapso de tres años.
Calidad vs. necesidades
La calidad de los papeles y en general de las materias primas tienen una incidencia directa en la producción como en los costos del producto final. Para Carlos Paredes “Cada vez es más difícil encontrar papeles que cumplan especificaciones de alta rigidez y baja absorción de humedad, lo cual hace que se modifique constantemente la operación en la línea de corrugar “. Modificaciones que generan costosas paradas.
La selección de las materias primas y la consecuente reducción de costos, depende de qué tan enterado esté el corrugador de las necesidades y exigencias de su cliente. “En el corrugado hay que ser muy específicos en para qué se va a usar la caja: si es para frigorífico, flores, industriales, etc. depende de cada uno de los países. Uno tiene que comprarle a proveedores confiables que tengan un producto regular. No existe un producto malo o bueno si no distintos tipos de usos“, dijo Berna.
¿Cómo podrían los proveedores de papeles para empaques contribuir a la competitividad de la industria en estas épocas de demanda lenta y aumento de costos? Esto respondió Sepúlveda: “Pienso que les falta innovación. Que ofrezcan alternativas de productos que sean buenas alternativas en estos momentos de crisis, que puedan ofrecer gramajes intermedios o mezcla de fibras vírgenes con recicladas, para tener un producto intermedio que a la larga pueda suplir los mayores costos que tiene la fabricación “.
Es un hecho que los precios del papel seguirán subiendo y que es bastante paradójico que mientras la demanda por empaques y papeles crezca poco y de manera aritmética, los costos asociados a la producción se incrementen casi de forma exponencial. Son varias las estrategias que implementan los corrugadores hoy para que la mencionada paradoja no los saque del mercado. Pero lo que es muy claro es que esas estrategias tienen que tener un eje central cual es trabajar en equipo con los clientes para enfrentar las alzas que afectan a toda la cadena. Entonces hay que hacer un análisis con el cliente del empaque: si quiere bajar la calidad o pagar un poco más para tener una calidad acorde al producto que va a empacar“.
Para la fabricación de diferentes tipos de papel, se utilizan cilindros rotatorios. Conozca las características y el funcionamiento de este tipo de rodillos, con miras a obtener hojas de óptima calidad
por: Bruno Becerra Aguilar*
Uno de los formadores usados en la fabricación de papel es el cilindro rotatorio, en donde se elaboran una gran variedad de papeles como el tisú, papel moneda, el papel para cartón, etc. Estos productos son muy diferentes, no sólo en su calidad y características físicas, sino también en su materia prima. Sin embargo, cualquiera que sea el tipo de formador, lo que esencialmente se desea es obtener una hoja de óptima calidad.
Formación de la hoja en un formador cilíndrico
La formación de la hoja es un proceso importante. El proceso se inicia cuando en un formador fourdrinier, se deposita la suspensión fibrosa proveniente de la caja distribuidora, sobre la tela de formación, en donde la fibra puede moverse y orientarse libremente antes de que la hoja de papel se consolide.
Esta facilidad de movimiento de las fibras se ve reducida, cuando se trata de un formador de doble tela, en el cual el chorro de pasta es aprisionado fuertemente por las dos telas.
Sin embargo, en un formador cilíndrico la fibra se encuentra en continuo movimiento, a través de todo el tiempo de formación de la hoja, puesto que la pasta se deposita en una tina dentro de la cual está girando el cilindro. Una característica importante durante el proceso de formación de la hoja en un cilindro formador, es la velocidad del flujo de la pasta que se forza a pasar entre el tambor rotatorio y la pared interna de la tina, ya que debe de ser igual a la velocidad del cilindro formador.
Para formar la hoja en un formador cilíndrico, la pasta es alimentada al interior de la tina en donde está girando un tambor recubierto con una maIla o tela de formación. Para entender la manera como se forma la hoja es indispensable establecer un punto determinado en el formador como base de referencia.
De acuerdo a éste, al comenzar a penetrar el tambor a la suspensión fibrosa la presión hidráulica hace pasar a través de la malla, agua y parte de fibra, pero, un gran número de estas se van depositando sobre la tela, formándose una capa, la cual se va incrementando a medida que avanza el tambor, pero, también a medida que engrosa la capa de fibra sobre el cilindro formador, se reduce la cantidad de agua filtrada hacia el interior del cilindro y por consiguiente con mayor razón, la cantidad de fibras, puesto que no sólo tiene que vencer el obstáculo que representa la malla, sino también la capa de fibra depositada sobre ella.
Drenado y velocidad, decisivos
Dos factores son de gran importancia durante el drenado en un formador cilíndrico. Uno de ellos es la velocidad a que corre la pasta dentro de la tina, velocidad que puede ser regulada por medio de una bomba alimentadora, por un arreglo de compuertas, o por medio de una caja distribuidora.
La velocidad de la pasta dentro de la tina es importante. Si imaginamos la pasta en forma estática y el cilindro formador girando, la. fibra se adherirá a la malla y formará una capa, sin embargo, como el tambor se encuentra girando la parte superficial de la capa de fibras sufrirá disturbios y deformaciones al crearse esfuerzos entre el fluido que está dentro de la tina y la capa de fibra depositada sobre el cilindro de formación, por consiguiente, el producto, es decir, la hoja, resultará con defectos en su formación y de baja calidad.
Por el contrario, si la pasta se hace fluir con la misma velocidad a la cual gira el tambor se depositará sobre su malla una capa uniforme, y se evitarán los defectos citados en el párrafo anterior. Normalmente, el formador tiene una velocidad mayor, “aunque no se quiera”, que la velocidad de la suspensión fibrosa. Esto provoca que muchas fibras sean arrastradas y orientadas en el sentido longitudinal a la hoja.
Cuando la hoja ya ha sido formada es transportada hasta la parte superior del tambor donde un rodillo la presiona contra un fieltro y el propio tambor, adhiriéndose entonces la hoja al fieltro. El rodillo despegador o couch tiene como función principal el mejorar la superficie de la hoja rompiendo y allanando los grumos y por ello es que está recubierto de hule blando, pues, así, absorbe cualquier deformación provocada en el momento de presionar la hoja contra el cilindro formador, evitándose así que el formador sea el que sufra daños o deformación alguna.
Para obtener un eficiente levantamiento de la hoja es indispensable que el fieltro esté óptimamente acondicionado, es decir, si el levantamiento de la hoja se lleva a cabo por medio de fuerzas capilares, el fieltro y la hoja deben unirse firmemente, y para ello se requiere que continuamente el fieltro sea lavado y secado mecánicamente utilizando regaderas y cajas de succión. Si el fieltro no es acondicionado puede presentarse problemas, algunos de los cuales son los siguientes:
a) La hoja no se adhiere fuertemente al fieltro por lo que puede separarse de él causando roturas o defectos en la hoja.
b) Si el fieltro está demasiado obstruido no sólo ocurre lo citado en el párrafo anterior sino que también destruye la estructura de la hoja provocando hoyos.
Drenado de la pasta en un formador cilíndrico
El tambor y la tina en un formador cilíndrico deben de tener una configuración tal que permita mantener siempre la misma velocidad del fluido, esto es importante no sólo para la formación de la hoja sino también para el drenado de la pasta, razón por la cual el centro del cilindro está desplazado del eje central de la tina, manteniendo una distancia mayor entre el tambor y la tina por el lado donde se alimenta la pasta debido a que la pasta al ir drenando va decreciendo su volumen y por lo tanto, también debe hacerlo el ducto donde está contenida, y de esta manera la velocidad del fluido permanecerá semejante o igual a la del cilindro rotatorio.
La presión hidráulica es la fuerza que más influye en el drenado. A medida que la fibra se va depositando sobre el formador. El grosor de la hoja se va incrementando y el drenado va disminuyendo. Para incrementar el nivel del fluido en la zona de alimentación de la pasta se utilizan algunos aditamentos tales como compuertas o una caja distribuidora. El agua drenada hacia el interior del tambor es evacuada a través de un ducto que la conduce hacia el tanque de agua blanca.
Factores importantes durante la formación de la hoja en un cilindro formador:
a) Velocidad del tambor.
b) Consistencia de la suspensión fibrosa.
c) Freeness de la pasta.
Estos factores no son los únicos que inciden en la formación de la hoja en un formador cilíndrico, pero si son los más importantes. Puede hablarse también del peso base ya que entre más alto, mayor dificultad se tendrá en el drenado; de la temperatura, puesto que el incremento de esta alterará la viscosidad de la pasta y por consiguiente también la facilidad que tenga el agua para fluir entre las fibras.
Tomando en cuenta los factores que se enumeraron como los más importantes en la formación y drenado de la pasta y hablando en particular de la velocidad del tambor, este determina el espesor que tendrá al final la hoja. Por tanto si el tambor es de velocidad constante debe buscarse en la consistencia o la refinación un mayor peso base; sin embargo, si el tambor es de velocidad variable puede fácilmente decrecerse la velocidad si se desea aumentar el peso base o viceversa, sin alterar la consistencia.
La consistencia de la pasta juega un papel importante en la rapidez de formación de la hoja y el drenado de la pasta; aumentando la consistencia se reducirá el tiempo de formación y al mismo tiempo se disminuirá la rapidez de drenado, puesto que el espesor de la red fibrosa depositada sobre el formador se incrementará rápidamente y dificultará el paso del agua. Claro que el control de la consistencia tiene un Iímite, tanto superior como inferior, en la adecuada operación del cilindro formador.
El freeness de la pasta también es determinante en el drenado y formación de la hoja. Si el. desarrollo de las fibras efectuado en la refinación es alto, se formará una hoja más compacta lo que traerá como consecuencia una. gran dificultad para el drenado de la suspensión fibrosa. Por el contrario si es bajo, el drenado será más rápido. Todos estos factores deben de conjugarse adecuadamente y el operario tendrá que ser una persona muy hábil para tenerlos en cuenta y hacer las correcciones pertinentes.
Mecanismos de drenado en un formador cilíndrico
El drenado en un formador cilíndrico sumergido en la suspensión fibrosa fundamentalmente es debido a la fuerza hidrostática, es decir, a la presión que ejerce el fluido debido a su altura y densidad. Es por ello necesario e importante el mantener siempre una diferencia grande entre el nivel del fluido dentro del tambor y el que se encuentra fuera de él.
* Universidad de Guadalajara.
bbecerra@dmcyp.cucei.udg.mx
La necesidad de crear tecnologías amigables con el medio ambiente ha llevado a invertir recursos en la investigación de nuevas materias primas para combustibles
por: María Cristina Area **
El cuidado del medio ambiente, que es actual foco de atención de la sociedad en su conjunto, se ha transformado en un factor que agrega valor a la producción industrial, haciéndola más competitiva a través de la utilización de tecnologías avanzadas y recursos renovables. En este ámbito, la posibilidad de reciclar, reutilizar, hacer del descarte un recurso y recurrir a las bioenergía representa un tema de fundamental importancia en la economía de algunos sectores industriales.
Una biorrefinería es una estructura que integra procesos de conversión de biomasa y equipamiento para producir combustibles, energía y productos químicos a partir de la biomasa. El concepto de biorrefinería es análogo al de refinerías de petróleo, que producen múltiples combustibles y productos a partir del petróleo, pero su implantación se plantea dentro de las fábricas de pulpa de celulosa.
Evolución
Las biorrefinerías industriales han sido identificadas como el camino más prometedor para la creación de una nueva industria basada en la biomasa. A partir de las materias primas fibrosas pueden obtenerse: químicos, plásticos, etanol, biogás, calor, electricidad, carbón, otros combustibles.
El concepto de diversificación ha evolucionado desde las producciones con tecnologías simples, hasta las basadas en la química sintética, la biotecnología y los procesos de obtención de nuevos materiales. En este contexto, en muchos países la estrategia en el desarrollo de los derivados se dirige a la obtención de productos con un mayor valor agregado, partiendo de criterios tecnológicos y de producciones flexibles, que utilicen los diferentes subproductos, y productos intermedios del proceso.
Los temas ligados a la biorrefinería generan más valor añadido a la materia prima del sector forestal, un valor que se presenta en forma de productos actuales, productos químicos y energía.
Avances en biorrefinerías
La biorrefinería, que puede definirse como “el uso eficiente del potencial total de la materia prima y procesos del sector forestal, para la ampliación del rango de alto valor añadido de los productos (por cooperación en y entre cadenas)”, representa sin duda una oportunidad para el sector forestal.
En junio de 2006 en España, la Plataforma Tecnológica Forestal y de las Industrias Derivadas creo el Grupo de Trabajo de Biorrefinería, un grupo de expertos europeos que asesora al sector en este tema, de modo que la PTF pueda marcar tendencias de I+D+i para atender la demanda de bio-productos y bio-combustibles (1). El Grupo de Trabajo editó un informe, que incluye un campo de áreas políticas sobre la biorrefinería, un análisis de los desarrollos y procesos de biorrefinería y un plan de trabajo para las plataformas.
Según dicho informe, la Biorrefinería forestal integra:
1.Procesos de separación y conversión de eficiencia selectiva. En este campo es necesario avanzar en la investigación en tecnologías, para que se puedan promover un número de conceptos de refinería para varios materiales.
2.Biorrefinería como recurso de biocombustibles sólidos y líquidos. El conocimiento y experiencia de la industria papelera en este campo y el desarrollo tecnológico y de los mercados, crearán nuevas fuentes de ingresos para esta industria.
3.Biorrefinería de la fibra reciclada. Además de la basada en la madera, esta refinería de la fibra recuperada posee un doble interés: valoriza residuos del reciclado de papel y reduce la generación de lodos en la fábrica. 4.El sector aprovechará sinergias con el sector agrícola y sector químico. El valor añadido se incrementará verdaderamente cuando empiecen a desarrollarse las auténticas sinergias entre esos sectores.
5.El impacto socio-económico del desarrollo de la biorrefinería. Los sistemas deberán observarse de forma integrada, aportando empleo y valor añadido desde las materias primas.
La industria de la biorrefinería ha sido identificada como el más prometedor rumbo a la creación de una nueva industria doméstica. Pero los productos industriales basados en la biomasa solo pueden competir con los productos petroquímicos, si las materias primas son óptimamente explotadas.
La biorrefinería es una oportunidad real para el sector y las industrias forestales, que puede ayudar a las compañías a asegurarse la rentabilidad y contribuir a la vez a alcanzar los retos y objetivos políticos. La industria forestal tiene a corto plazo, opciones para brindar soluciones concretas con la madera de los residuos y de las plantaciones. Desarrollar este enorme potencial será una bio-solución para paliar el cambio climático.
Un tema global
El interés internacional de la biorrefinerías es considerable, la Plataforma Tecnológica Forestal Española, en sus líneas estratégicas tecnológicas y de investigación (silvicultura, productos forestales, productos papeleros, bioenergía, entre otros) considera entre sus objetivos estratégicos: la pulpa, la energía y productos químicos procedentes de la biorrefinería de la madera.
En Estados Unidos de Norteamérica, hay una importante iniciativa federal “Bioproducts-Bioenergy Initiative” para triplicar el uso de biomasa como materia prima para energía y producción de químicos para el 2010. En Japón, “Bio-productos” es una de las tres iniciativas clave en biotecnología y su objetivo es transformar la industria convencional. En Alemania, existen programas y regulaciones para promover combustibles renovables, químicos y materiales y bio-procesos industriales eco-eficientes (2).
Estos conceptos no se limitan sólo a las materias primas fibrosas provenientes de plantaciones forestales, sino también a cualquier materia prima fibrosa como, por ejemplo, residuos agroforestales.
Íberoamérica es una gran reserva de biomasa con muchas posibilidades de explotación. Sin embargo, las situaciones y necesidades de cada país son bien diferentes, con grandes productores de celulosa (Brasil, Chile), grandes recicladores de papel (México, España), y grandes generadores de residuos agroforestales (Cuba, y Brasil, que dispone de 120 millones de toneladas anuales de bagazo).
Las ventajas del concepto de Biorrefinería forestal o de residuos agrícolas se basan en (2):
1.Competitividad:
Productos con valor añadido y propiedades equivalentes a las que se obtendrían usando química convencional y química basada en el petróleo.
Incremento en productividad industrial, competitividad, empleo e ingreso.
Diversificación de las materias primas y de las fuentes de energía.
2.Ambiente, desarrollo sustentable y salud:
Materias primas renovables y que se constituyen en sumidero de CO2.
Balance global de CO2 en el proceso producto más favorable.
Residuos fácilmente biodegradables (proceden de fuentes naturales).
Industria basada en crecimiento sostenible de los recursos.
3.Comunidades rurales y urbanas:
Incremento del valor agregado de la materia prima local.
Beneficios sociales: empleo, ingreso y mejor calidad de vida.
Incentivo para el mantenimiento del medio agrícola y forestal
Mantenimiento de la población en el medio rural (evita emigración masiva a las ciudades o fuera del país).
Los principales biocarburantes o combustibles para el transporte producidos a partir de biomasa son el bioetanol y el biodiesel. El primero se produce principalmente mediante la fermentación de granos ricos en azúcares o almidón como los cereales. El biodiesel se obtiene, en cambio, a partir de plantas oleaginosas, como la colza y el girasol (3).
Un aspecto importante a tener en cuenta es que las materias primas que se utilizan para la producción de biocombustibles son objeto de varios cuestionamientos. Por ejemplo, el biodiesel utilizado en algunos países contiene aceite de soja, cultivada masivamente en muchos países de América del Sur. Esto ha generado denuncias de grupos ambientalistas, manifestando que la plantación indiscriminada de esta oleaginosa estaría ejerciendo una fuerte presión sobre los bosques nativos (4). Asimismo, se dice que la producción de biocombustibles podría competir con la producción de alimentos (5).
Es deseable entonces, que al seleccionar la fuente de biocombustibles, se apliquen estrictos criterios de sustentabilidad. Esto es, seleccionar los cultivos con el mejor balance energético y el mejor balance de gases de efecto invernadero, lo que se constituye en una indiscutible oportunidad para la forestoindustria.
Referencias
1.I+d+i en el sector forestal: la bio-solución, Sector Forestal & Industrias Derivadas Plataforma Tecnológica, Hoja Informativa Octubre 2007. http://www.plataformaforestal.org/empresas/plataformaforestal
/boletines/Boletin%20PTFE%204%20octubre%202007.pdf
2.Rojas, O., Lucia L., Kelley, S., Phillips, R., Biorefinerias y (Bio)materiales a partir del Recurso Forestal, Taller RIADICYP para una acción estratégica regional de celulosa y papel en países del MERCOSUR, Valdivia, Chile, Octubre 2006. http://www.riadicyp.org.ar/
3.CIEMAT. Biocombustibles, Suplemento electrónico sobre biocarburantes, SUPLEMENTOS: Febrero 2006. Febrero 2006 http://www.energiasrenovables.ciemat.es/suplementos/biocarburantes/001.htm
4.Greenpeace, Es imprescindible frenar la pérdida de los últimos bosques nativos. En Campaña, Nro.28 – 2 de mayo de 2008. www.greenpeace.org.ar
5.FAO, Cambio climático, energía y alimentos, Conferencia sobre los nuevos retos, Roma 3–5 de junio de 2008. ftp://ftp.fao.org/docrep/fao/010/i0085s/i0085s00.pdf
* RIADICYP, Presentación de la Red Ibero-Americana de Biorrefinerias a partir de Materias Primas Fibrosas (RIABIOREF), presentada a CYTED en junio de 2008.
** Investigadora Independiente del Comisión Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y Profesora de la Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Misiones, Argentina. Dirige el Programa de Investigación de Celulosa y Papel de la UnaM. m_c_area@fceqyn.unam.edu.ar
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