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Investigación sobre el uso de maderas tropicales

Robert L. Youngs

ROBERT L. YOUNGS es Director del Laboratorio de Productos Forestales de los EE.UU. mantenido en Madison, Wis., por el Servicio Forestal, Departamento de Agricultura de los EE.UU., en cooperación con la Universidad de Wisconsin.

Aprovechar más, desperdiciar menos

EXAMEN DE UN BOSQUE TROPICAL HÚMEDO - la naturaleza es más variada que el comercio

En el Nuevo Mundo, los bosques tropicales perennes muy húmedos de baja altitud cubren unos 5 millones de km², y en cualquiera de ellos suele haber cientos de especies arbóreas. El volumen de madera en pie puede fluctuar entre 150 y 300 m³ por ha, pero la corta industrial es sumamente selectiva y sólo se extrae del 3 al 10% de dicho volumen.

La mayor parte de la producción de un gran complejo manufacturero integrado en la región de las Guayanas, Sudamérica, se basa principalmente en cinco especies: el 90% de las exportaciones de madera en trozas lo constituían últimamente dos especies; el 95% de las exportaciones de madera aserrada, tres especies, y toda la producción y exportación de madera terciada, una especie. No obstante, se conocen de sobra las características técnicas de unas 50 especies y la mitad de éstas se clasifican como fácilmente disponibles en cantidad.

La corta altamente selectiva de especies no es exclusiva de las Américas. En efecto, el 90% de las exportaciones de trozas del Africa occidental que salen por Nigeria lo constituyen sólo 6 especies. La corta selectiva es aún más evidente en los ricos bosques del Asia sudoriental. Por ejemplo, se han descrito alrededor de 3 900 especies arbóreas en las Filipinas, pero son menos de 100 las que se venden en los mercados locales, y las que dominan en el mercado de la exportación son 7 solamente.

Tradicionalmente, nuestras industrias elaboradoras de la madera se han basado en el «método de la diferencia». Se han hecho reconocimientos detallados de los bosques por doquier para encontrar especies que den el máximo rendimiento en aplicaciones específicas. Ahora precisamente hay un movimiento no sólo hacia el desarrollo de sistemas de utilización del «árbol completo», sino también hacia procesos y productos tolerantes en cuanto a las especies. La diversidad de las especies que afluyen a las fábricas de pasta está muy lejos de la limitación a la picea-abeto-álamo de hace unos pocos años. Hay planchas de maderas terciadas cubiertas de transparencias, repujadas, con veta, barnizadas que se comercializan sin ninguna identificación. salvo los nombres decorativos de «cascada verde» o «sol de oro». En efecto, los tableros de partículas y de fibras no llevan etiquetas botánicas. Un ulterior desarrollo de la clasificación mecánica de la resistencia puede permitir obtener componentes de madera de cualquier especie y calidad para su utilización como elementos estructurales que deben soportar esfuerzos transversales y longitudinales con rendimiento eficiente y que puede certificarse. En los bosques tropicales húmedos heterogéneos de los valles, la búsqueda más intensa de sistemas no taxonómicos o no específicos permitiría una corta más flexible de madera en pie.

Por mezclados que sean los bosques tropicales húmedos de tierras bajas pueden semejarse en composición y forma bosques muy dispersos. L.R. Holdridge en el Centro de Ciencias Tropicales, San José (Costa Rica), cuantificó la forma o fisonomía del bosque basándose en zonas de vida natural delimitadas por la lluvia, temperatura y evapotranspiración. Si se puede demostrar que los recursos madereros en su conjunto, y la forma del bosque, reflejan las condiciones ambientales de una zona de vida natural, se pueden elaborar procesos basados en determinada mezcla de madera, aparte de las especies que la compongan. Los resultados se podrían aplicar a grandes extensiones boscosas, dondequiera que se encuentren, siempre que estén en la misma zona biológica según dicha clasificación.

Estudios hechos últimamente en el Laboratorio de Productos Forestales de los Estados Unidos, Madison, Wisconsin, revelan que la distribución del peso específico de la madera en las especies tropicales americanas corresponde a ciertas zonas de vida natural en la clasificación de Holdridge. El peso específico se escogió para hacer este primer sondeo porque correlaciona bien con características de la madera tan importantes como su resistencia mecánica, encogimiento, encolabilidad, retención de tornillos y clavos, fuerzas cortantes requeridas para su elaboración mecánica y formación de hojas de papel.

En las zonas de vida natural tropical árida con baja precipitación (1000 a 2000 mm) y en la húmeda premontana, la distribución de las especies es relativamente uniforme en todas las clases de densidad desde 0,30 o menos hasta más de 0,69. En las zonas de vida natural tropical húmeda y premontana muy húmeda (2000 a 4000 mm de precipitación), una elevada proporción de las especies están produciendo maderas muy pesadas. La abundante precipitación (4 000 a 8 000 mm) de las zonas naturales de vida tropical muy húmeda y premontana pluvial, favorece a las especies clasificadas como de densidad moderada de 0,40 a 0,49. Esta labor de investigación establece una base significativa para tomar muestras con el fin de perfeccionar procesos no relacionados con especies y puede dar una idea de los lugares más idóneos para instalar complejos industriales que dependan de la madera en pie.

Corta de «cualquier árbol»

Los actuales sistemas de corta de madera de especies primarias podrían fomentarse si perpetuaran las maderas preferidas. En la mayoría de los casos no es así. Cortando «cualquier árbol» se pueden evitar muchos problemas de ordenación de bosques que hasta la fecha son insolubles. Es cierto que el terreno quedaría bien preparado para cultivos de alto rendimiento o para la manipulación de las especies colonizadoras; pero los procesos insensibles podrían también ser catastróficos si no se controla estrictamente o se restringe la corta de materia prima allí donde el impacto ambiental sea intolerable.

El Laboratorio de Productos Forestales, en virtud de un acuerdo con la Agencia para el Desarrollo Internacional de los Estados Unidos, inició un proyecto de investigación cooperativo trienal a principios de 1975.

El proyecto tiene dos objetivos de investigación relacionados con vistas a la elaboración a escala comercial de productos forestales en las zonas menos desarrolladas del trópico.

Objetivo N° 1. Mediante la investigación, el desarrollo y los ensayos en planta piloto, desarrollar un sistema de elaboración técnico y económico para la fabricación de pasta, papel y productos afines con mezclas que se encuentren naturalmente en los bosques de latifoliadas tropicales. Estos sistemas estarían sujetos a la prueba de plena factibilidad y tecnología apropiadas. Los residuos no aceptables para cualquiera de los productos forestales se utilizarán para producir la energía necesaria para el sistema de elaboración.

Objetivo N° 2. Planificación y montaje de los elementos de un «paquete de prefactibilidad» en base a los resultados del Objetivo N° 1, y aplicado a una, dos o tres áreas menos desarrolladas (América Latina, Africa y Asia sudoriental), y difundir, hacer publicidad y demostraciones del «paquete» a inversionistas potenciales en conferencias y seminarios.

Entre los beneficios previstos en una instalación operativa figuran: (a) nuevos puestos para obreros especializados o no; (b) elaboración de productos forestales útiles para el desarrollo de mercados locales y competitivos en el mercado mundial; (c) estímulo de industrias subsidiarias, y (d) ahorro apreciable de divisas.

La investigación planificada incide en mezclas de maderas corrientes que simulan las que se encuentran en las diferentes zonas geográficas y climáticas de los bosques tropicales. Se escogió este método para poder aplicar la información obtenido a cualquier área forestal del trópico, incluso en aquellas donde hay, o se obtienen fácilmente, sólo algunos datos sobre las características de las maderas.

La premisa fundamental de la investigación es que la densidad de la madera es el factor más crítico en la determinación de la calidad del producto que se puede obtener de un tipo de materia prima. Por tanto, el problema que se plantea es el de las maderas cuya densidad es desfavorable. Hay otros factores, como el contenido de sílice, las materias que se pueden extraer y el color, que se han asociado con algunos problemas de elaboración y calidad del producto.

Una segunda premisa es que las latifoliadas de los bosques tropicales naturales son semejantes, y la información obtenido en Asia sudoriental se puede aplicar con buen criterio a Africa o América Latina.

La información obtenido en fuentes escritas, viajes y visitas de fábricas por nuestro personal y de personas que visitan el laboratorio de productos forestales ratifica las premisas fundamentales y demuestra que este proyecto es necesario. Los actuales usuarios y los planes en curso siguen excluyendo selectivamente un número relativamente grande de especies madereras que se encuentran en los bosques tropicales naturales. Estas especies madereras se consideran «inconvenientes», porque plantean problemas de calidad de los productos o de elaboración. Esta manera de proceder limita el desarrollo de un buen plan silvícola racional y prudente porque deja a sus espaldas un bosque de árboles indeseados.

Muestreos amplios

Para abordar este problema se eligieron áreas específicas en tres países, que representan tres zonas geográficas, para tomar muestras de sus recursos madereros, a saber, en el orden en que se tomaron las muestras, Filipinas (que representa al Asia sudoriental), Ghana (Africa) y Colombia (América Latina). En cada zona se aplicó esencialmente el mismo método de muestreo. En base a la literatura, se designaron como muestras potenciales especies con valores especificados de densidad, contenido de sílice y materias extractivas para poder simular mezclas con la distribución de densidades escogida, con contenido alto y bajo de sílice y materias extractivas y una gama de colores claros y oscuros. Se dejó cierta libertad de sustitución donde las condiciones locales dificultan la corta de una especie preferida.

Se tomaron muestras de 50 especies en Filipinas, de 22 en Ghana y de 18 en Colombia. El hecho de que el número de especies de las Filipinas seleccionado para muestreo sea mayor se debe a que se programó un margen de esfuerzos más amplios para la primera muestra y se proyectó el empleo de las muestras siguientes para la verificación de los primeros resultados.

La madera se envió por avión al Laboratorio de Productos Forestales, donde cada especie se descortezó, se tomaron muestras de las maderas para análisis, astillándose y almacenándose en cámara fría para su ulterior utilización. Se hicieron tres mezclas de astillas con la madera de cada país: en una la distribución de la densidad era uniforme; en la segunda predominaban las de mayor densidad, y en la tercera las de densidad media.

Estas mezclas sirvieron después de base para ensayos exploratorios para obtener la pasta, fabricación de papel y de tableros que permitieran establecer procedimientos para la elaboración a escala piloto de diversos productos, a saber: pasta comercial, papel de diario, papel escolar, papeles sanitarios, cartón de capa o cara, medio para corrugar y tableros de fibras y de partículas. También se sometieron a tratamientos ulteriores, basándose en la premisa de que eliminando las astillas de densidad ultraelevada se lograría una mejora significativa de la calidad de los productos sometidos a los ensayos. Por consiguiente, se sometieron las mezclas a fraccionamiento en máquinas corrientes para proceder a la separación por gravedad específica o en tamices vibratorios. El empleo de tamices vibratorios se basa en la observación de que nuestra astilladora producía astillas más pequeñas cuando la densidad de las maderas era mayor.

La prospección reveló que se pueden obtener pastas kraft comerciales (blanqueadas o no) de cada una de las tres mezclas básicas, pero hay diferencias de calidad significativas que no tienen importancia probablemente. Además, es probable que las tres mezclas de maderas de Ghana den una pasta de calidad mejor que las maderas de las Filipinas. Los datos sobre las maderas de Colombia son incompletos. En general, la calidad de las pastas kraft blanqueadas de latifoliadas tropicales debería ser igual, o ligeramente superior quizá, a la de las pastas de latifoliadas producidas en Estados Unidos y Escandinavia.

Con las tres mezclas de las Filipinas aparentemente se consigue bien la pasta mediante el proceso semiquímico al sulfito neutro, pero las maderas de mayor densidad reducen los factores de calidad, importantes para producir medio corrugado. Hasta la fecha no se ha determinado si cociéndolas con menor rendimiento o empleando álcalis más concentrados se pueden usar mezclas que contengan cantidades significativas de maderas cuya densidad sea superior a 0,66. Como no se ha resuelto esta cuestión, no se ha evaluado por este proceso la madera de Ghana ni la de Colombia para averiguar si sirven para medio corrugado.

Se hizo algún esfuerzo para separar por colores las astillas de latifoliadas tropicales mediante procedimientos ópticos conocidos. El sistema dio resultados relativamente buenos, pero la velocidad con que se separan las astillas es demasiado baja como para considerarlo un medio comercial para obtener madera de color claro para hacer la pasta mecánica requerida por el papel de diario. En consecuencia, si se desea hacer papel de diario, será preciso escoger los trozos de madera de color claro para hacer pasta mecánica, evitando incurrir en grandes gastos de blanqueo.

Con astillas de las tres maderas de color más claro, se hizo pasta mecánica por el proceso termomecánico. Las pastas así obtenidas se emplearon después en la preparación de diversas pastas que contenían pasta kraft blanqueada de latifoliadas y pasta comercial de coníferas al sulfito o al sulfato para hacer papel de diario en una máquina experimental de 30,48 cm de ancho. Los resultados de los ensayos parecen indicar que se puede producir papel de diario de calidad, resistencia y calidad de impresión comerciales con pastas compuestas casi en un 100% de latifoliadas tropicales.

Papeles y cartones

Se pudieron hacer papeles culturales - escolares y de escribir - con una pasta compuesta de 80% de pasta kraft blanqueada de latifoliadas tropicales y 20% de pasta kraft o al sulfito de fibra larga. Probablemente es posible emplear algo de pasta termomecánica de latifoliadas tropicales en sustitución de la pasta kraft de latifoliadas tropicales cuando aquél sea el tipo de pasta disponible.

Los velos de papel (facial e higiénico) y de toallas son productos posibles cuando se puede usar un elevado porcentaje de pastas kraft de latifoliadas tropicales. Se obtuvieron características semejantes a las de los papeles comerciales con pastas que contenían hasta 80% de pasta kraft de latifoliadas tropicales.

Las investigaciones sobre papel de capa o cara y medio corrugado están todavía en curso porque se han presentado dificultades en lo que respecta a este último producto. Una vez resueltas, se procederá a su montaje para hacer cajas y someterlas a ensayos. Se espera obtener resultados favorables utilizando latifoliadas tropicales en la fabricación de cartones para envases corrugados.

Ya se dijo que las mezclas de astillas se separan en fracciones con procedimientos basados en su peso específico y en el tamizado, con el fin de eliminar las de madera de mayor densidad. Estos procedimientos han dado resultados diversos según la cantidad de madera de alta densidad que contienen las mezclas. Aparentemente, se puede mejorar la cantidad de la pasta kraft en un 10 a un 25%. En consecuencia, estos procedimientos pueden ser útiles cuando es necesario mejorar la calidad competitiva o hacer pasta kraft de latifoliadas de calidad superior para poder venderla a mayor precio en el mercado. El material de desecho se puede usar como combustible para producir la energía necesaria en el proceso de producir la pasta.

Los tableros de fibras hechos por proceso seco o húmedo con mezclas de maderas de tres latifoliadas tropicales cumplieron fácilmente con las Normas Voluntarias de Productos aplicables a los tableros duros ordinarios. Además, se pueden usar como alma en los muebles y como forros para exteriores, siempre que se fabriquen con las resinas indicadas para tales aplicaciones. Estos tableros de fibra siempre tienen una superficie con propiedades excelentes.

A pesar de no ser objeto de investigación, se hizo un análisis crítico de la literatura relativa al ambiente y a la silvicultura bajo un régimen de utilización más intensiva de los bosques tropicales, con el objeto de aplicar la mejor tecnología para mantener este recurso renovable. Se recomendarán los tipos de investigación.

Al terminar esta investigación, una reunión internacional presentará y debatirá esta nueva información, al igual que todas las últimas novedades, a fin de resolver los problemas técnicos que todavía limitan la utilización de los recursos que encierran las latifoliadas tropicales. Esta Conferencia Internacional sobre la Mejor Utilización de los Bosques Tropicales se celebrará en Madison, Wisconsin, 21-26 mayo 1978.

De acuerdo con los planes provisionales, en las sesiones técnicas los debates versaran sobre los recursos, el ambiente y la silvicultura, las infraestructuras, la producción de pasta, la fabricación de diversos tipos de papel, la producción de tableros de fibras y de partículas y, por último, la aplicación de la nueva tecnología. El programa de la reunión apareció en la sección «El mundo forestal» de Unasylva, N° 116.


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