H. Pande
Este articulo considera el impacto que las fibras no leñosas podrían tener sobre el suministro mundial de fibras en los dos próximos decenios.
H. Pande pertenece a la Facultad de Montes de la Universidad de Toronto, Toronto, Ontario, Canadá.
Se entiende por fibras no leñosas los materiales vegetales celulósicos distintos de la madera de los que pueden extraerse fibras para la fabricación de papel. Los materiales no leñosos más usados por la industria del papel son paja, bagazo de caña de azúcar, bambú, cáñamo, kenaf, yute, sisal, abacá, borra de algodón (fibras cortas que quedan una vez desmotado el algodón) y carrizo. La mayoría de las plantas no leñosas son anuales y alcanzan su máximo potencial fibroso en una determinada estación.
Actualmente la madera es, con mucho, la principal materia prima para la industria mundial de la pasta y el papel. Sin embargo, desde una perspectiva histórica, la madera es una materia prima relativamente nueva en la industria papelera. El papel se hacía antaño exclusivamente a partir de fibras vegetales no leñosas. La primera producción real de papel se atribuye a T. S'ai Lun en el ano 5 de la era actual en China. Este primer papel se hacía al parecer con restos textiles, trapos viejos y redes de pescador usadas, que contenían las fibras de cáñamo y hierba de China (ramio) (Atchison y McGovern, 1993).
La paja es la fibra no maderera más utilizada. Paja de arroz en la India
Aunque originalmente se utilizaron materiales no leñosos para hacer el papel, a fines del siglo XVII la madera pasó a ser la principal proveedora de fibra en Europa. Las reservas al parecer inagotables y la versatilidad de la madera fueron las causas principales de esta evolución. Actualmente, las empresas papeleras más modernas se basan en la madera (Smook, 1992).
La situación actual
A escala mundial, las fibras no leñosas aportan una pequeña parte de la materia prima suministrada para la fabricación de papel y de cartón. En muchos países, sin embargo, estas fibras se utilizan todavía ampliamente y tienen una notable importancia por su volumen absoluto y en porcentaje del suministro total de pasta. El Cuadro 1 da una idea del uso actual de fibras no leñosas en la industria papelera en 18 países que abarcan casi el 98 por ciento de la producción mundial.
La región que ha invertido más tiempo y recursos para hacer pasta a partir de materiales no leñosos es la de Asia y el Pacífico. En particular, China y la India van a la cabeza, por volumen, en la utilización de plantas no leñosas para fabricar papel. En América del Norte, América Latina, Europa, las repúblicas rusas y Africa, el uso de fibras no leñosas ha sido relativamente limitado.
CUADRO 1. Principales usuarios de fibras no leñosas en la industria papelera
|
País |
1993 |
1998 (estimación) |
||
|
Capacidad de fabricación de pasta (miles de toneladas) |
Porcentaje de la capacidad total |
Capacidad de fabricación de pasta (miles de toneladas) |
Porcentaje de la capacidad total |
|
|
China |
15 246 |
86,9 |
16 830 |
84,3 |
|
India |
1 307 |
55,5 |
2001 |
61,3 |
|
Pakistán |
415 |
100,0 |
415 |
100,0 |
|
México |
321 |
29,2 |
324 |
29,3 |
|
Perú |
298 |
95,2 |
296 |
95,2 |
|
Indonesia |
267 |
22,1 |
267 |
10,1 |
|
Colombia |
218 |
45,1 |
218 |
37,2 |
|
Tailandia |
209 |
100,0 |
509 |
100,0 |
|
Brasil |
196 |
3,1 |
238 |
3,3 |
|
Venezuela |
185 |
75,2 |
187 |
75,4 |
|
Estados Unidos |
179 |
0,3 |
204 |
0,3 |
|
Grecia |
150 |
85,7 |
160 |
84,2 |
|
España |
140 |
7,9 |
141 |
7,7 |
|
Argentina |
140 |
14,6 |
140 |
12,8 |
|
Egipto |
127 |
100,0 |
127 |
100,0 |
|
Italia |
120 |
13,3 |
120 |
13,3 |
|
Cuba |
108 |
100,0 |
108 |
100,0 |
|
Turquía |
103 |
16,5 |
103 |
16,5 |
Fuente: Oye et al., 1991.
Fuentes principales de fibras no leñosas
Actualmente la fibra no leñosa más utilizada es la paja, con el 46 por ciento de la producción total (Cuadro 2). Vienen a continuación el bagazo de caña de azúcar (14 por ciento) y el bambú (6 por ciento) (Atchison, 1995). Otras fibras no leñosas como algodón, cáñamo, sisal y kenaf están adquiriendo también importancia en la fabricación de pasta y papel.
CUADRO 2. Principales fibras no leñosas
|
Materias primas |
Capacidad para hacer pasta de papel de fibras no leñosas |
|||
|
1985 |
1988 |
1993 |
1998 (Estimación) |
|
|
(miles de toneladas) |
||||
|
Paja |
6 166 |
5 260 |
9 566 |
10 187 |
|
Bagazo de caña de azúcar |
2 339 |
2 267 |
2 984 |
3 682 |
|
Bambú |
1 545 |
1 674 |
1 316 |
1 850 |
|
Diversas: algodón, carrizo, sisal yute, cáñamo, kenaf, lino |
3 302 |
6 366 |
6 870 |
7 742 |
|
Total |
13 352 |
15 567 |
20 736 |
23 471 |
Fuentes: Atchison (1995); FAO (1997).
Ventajas e inconvenientes del uso de fibras no leñosas en la industria papelera
Algunas de estas fibras no leñosas utilizadas como materias primas tienen elevados rendimientos anuales por hectárea. El rendimiento anual medio por hectárea del kenaf, fibra no leñosa, es casi el doble que el de maderas blandas de crecimiento rápido (Cuadro 3) (Pierce, 1991). Las plantas no leñosas tienen menor contenido de lignina que las maderas y generalmente es más fácil deslignificarlas, ya que tienen un nivel más bajo de energías de activación (Bobalek y Chaturvedi, 1989). Fabricando papel a partir de fibras no leñosas se contribuiría a reducir la demanda de madera para pasta que pesa sobre los bosques naturales y las plantaciones en gran escala. En ciertas condiciones climáticas, la producción de fibras no leñosas puede ser una alternativa razonable a las plantaciones de árboles.
En cuanto a los inconvenientes, la disponibilidad de un suministro de fibra constante durante todo el año es una exigencia primaria de las fábricas de papel. Dado que la mayoría de las plantas no leñosas son anuales, es preciso desarrollar una gran capacidad de almacenamiento para asegurar un suministro constante. Otra complicación es que la mayoría de las plantas productoras de fibras no leñosas tienen un alto volumen y una baja densidad en comparación con la madera. El elevado contenido de sílice otro problema de la generalidad de las fibras no leñosas. La mayoría de las industrias papeleras que utilizan estas fibras son pequeñas y no tienen instalaciones químicas de recuperación adecuadas para operar con los grandes volúmenes de sílice que es preciso eliminar.
Otra desventaja del uso de fibras no leñosas pueden ser los altos insumos requeridos para cultivar y recolectar estas cosechas anuales.
CUADRO 3. Rendimiento medio anual de diversas materias primas para fabricación de papel
|
Planta |
Rendimiento en fibra (t/año/ha) |
Rendimiento en pasta (t/año/ha) |
|
Madera blanda escandinava |
1,5 |
0,7 |
|
Madera blanda de crecimiento rápido |
8,6 |
4,0 |
|
Madera blanda de zona templada |
3,4 |
1,7 |
|
Madera dura de crecimiento rápido |
15,0 |
7,4 |
|
Paja de trigo |
4,0 |
1,9 |
|
Paja de arroz |
3,0 |
1,2 |
|
Bagazo de caña de azúcar |
9,0 |
4,2 |
|
Bambú |
4,0 |
1,6 |
|
Kenaf |
15,0 |
6,5 |
|
Cáñamo |
15,0 |
6,7 |
|
Pasto elefante |
12,0 |
5,7 |
|
Alpiste |
8,0 |
4,0 |
Fuente: Pierce (1991).
Bambú en Uganda. El bambú está muy extendido en todo el mundo en desarrollo
Niveles actuales de disponibilidad
Se ha estimado que la disponibilidad total de fibras no leñosas aptas para la fabricación de papel en todo el mundo es de unos 2 500 millones de toneladas anuales (Atchison, 1995; McCloskey, 1995). Esta cifra se refiere a toda clase de fibras no leñosas, incluidas las usadas en las industrias textil y agrícola, de cuyo total actualmente sólo una pequeña parte se dirige a la fabricación de papel. El resto se utiliza de formas que son hoy más rentables (por ejemplo el algodón en la industria textil y la paja como pienso para el ganado) o no es utilizable por problemas logísticos relacionados con los costos de recolección y transporte.
Hay varios factores que pueden traducirse en un mayor uso de las fibras no leñosas actualmente disponibles para la fabricación de papel e incluso en un aumento de la producción de tales fibras para esa industria específica.
|
Características de las fibras no leñosas Las dimensiones medias de varias fibras de plantas no leñosas en comparación con las dimensiones de fibras de la madera se indican en este cuadro. Los datos muestran la gran diversidad de las características de estas fibras. Muchas de ellas son similares a las fibras cortas de maderas duras, mientras que otras son tan largas que hay que acortarlas para que sirvan mejor parar producir papel. En general, el diámetro de las fibras no leñosas es pequeño, siendo la textura de la pasta resultante menos basta. Las dimensiones de la fibra dan una idear de su utilidad potencial para la fabricación de pasta y de papel. De hecho, desde el punto de vista técnico, puede producirse cualquier calidad de papel utilizando una combinación adecuada de fibras vegetales no leñosas. |
Dimensiones de las fibras de plantas no leñosas
|
Fibras no leñosas |
Longitud media (mm) |
Diámetro medio (micras) |
|
Abacá (cáñamo de Manila) |
6,0 |
24 |
|
Bagazo de caña de azúcar (desmedulado) |
1,0-1,5 |
20 |
|
Bambú |
2,7-4,0 |
15 |
|
Tallos de maíz y sorgo (desmedulado) |
1,0-1,5 |
20 |
|
Fibra de algodón |
25 |
20 |
|
Tallos de algodón |
0,6-0,8 |
20-30 |
|
Crotalaria (cáñamo sun) |
3,7 |
25 |
|
Esparto |
1,5 |
12 |
|
Paja de lino |
30 |
20 |
|
Cáñamo |
20 |
22 |
|
Yute |
2,5 |
20 |
|
Fibra blanda de kenaf |
2,6 |
20 |
|
Fibra medular de kenaf |
0,6 |
30 |
|
Trapos |
25 |
20 |
|
Carrizo |
1,0-1,8 |
10-20 |
|
Paja de arroz |
0,5-1,0 |
8-10 |
|
Sisal |
3,0 |
20 |
|
Paja de trigo |
1,5 |
15 |
|
Fibras de madera | ||
|
Coníferas de zona templada |
2,7-4,6 |
32-43 |
|
Maderas duras de zona templada |
0,7-1,6 |
20-40 |
|
Maderas duras tropicales diversas |
0,7-3,0 |
20-40 |
|
Eucalipto |
0,7-1,3 |
20-30 |
Fuente: Atchison y McGovern (1993).
Desde una perspectiva ecológica, hay un interés creciente por parte de los grupos de activistas y los consumidores individuales por los tipos de papel que no entrañen peligro para el árbol, lo cual puede ayudar a promover la producción de papel a partir de fibras no leñosas. Otro factor coadyuvante puede ser la perspectiva de una legislación ambiental que dicte nuevas normas sobre la eliminación de residuos agrícolas constituidos por fibras.
La producción papelera absorbe una parte voluminosa y creciente de la explotación maderera mundial. En 1983, alrededor del 35 por ciento de la producción comercial de madera en todo el mundo se utilizó para fabricar papel o productos análogos, y las proyecciones anuncian un crecimiento del 50 por ciento en el año 2000. En los Estados Unidos, por ejemplo, el 27 por ciento de la cosecha de madera de 1996 se destinó a la producción nacional de pasta (Horn, 1975). La presión ecologista para la reducción de las cortas de madera podría impulsar un fuerte desarrollo de materias primas no convencionales en la fabricación de pasta y de papel (Mall y Upadhyay, 1989; Smook, 1992).
En los países en desarrollo con recursos forestales limitados o cuyas condiciones ambientales impidan establecer plantaciones importantes, la promoción de industrias agrícolas orientadas específicamente a la producción de fibras no leñosas para su uso en la fabricación de papel podría integrarse en los planes generales de desarrollo e industrialización.
Tres escenarios futuros
Teniendo en cuenta estas consideraciones, se han imaginado tres escenarios para el posible desarrollo futuro de las materias primas no leñosas para la industria de la pasta y el papel (Cuadro 4).
Escenario I: continuación de las tendencias históricas. El primer escenario para las fibras no leñosas se basa en la proyección de los datos históricos sobre los próximos 15 años. Se han realizado regresiones lineales sobre los datos de producción publicados y se han proyectado las tendencias resultantes. Este método no considera la posibilidad de cambios radicales en el uso de materiales no leñosos.
Según este escenario, con excepción de la región de Asia y el Pacífico, aun que habría algún aumento en el uso de fibras no leñosas, los niveles de producción se mantendrían bajos y el aumento anunciado de la demanda podría cubrirse fácilmente mediante los suministros previsibles (McCloskey, 1995). En Asia y el Pacífico, por otra parte, el consumo de fibras no leñosas casi se duplicaría, arrastrado por los aumentos en China y la India. En esta región, no es seguro que la producción posible de fibras no leñosas llegue a responder a la demanda.
CUADRO 4. Tres escenarios de uso de fibras no leñosas frente a la producción total de papel, 1988-2010
|
Región |
Escenario |
1988 |
1993 |
2000 |
2010 |
|
(miles de toneladas) |
|||||
|
Europa |
Producción total de papel |
64 805 |
69 304 |
86 707 |
108 914 |
|
Capacidad de pulpa, fibras no leñosas: |
|||||
|
(Escenario 1) |
- |
512 |
580 |
558 |
|
|
(Escenario 2) |
- |
512 |
2 196 |
5 446 |
|
|
(Escenario 3) |
- |
512 |
697 |
878 |
|
|
Asia y el Pacífico |
Producción total de papel |
52 169 |
68 769 |
98 850 |
138 331 |
|
Capacidad de pulpa, fibras no leñosas: |
|||||
|
(Escenario 1) |
- |
17924 |
24 236 |
33 396 |
|
|
(Escenario 2) |
- |
17 924 |
33 967 |
69 165 |
|
|
(Escenario 3) |
- |
17 924 |
23 146 |
32 391 |
|
|
América del Norte |
Producción total de papel |
95 988 |
94 091 |
109 758 |
130 899 |
|
Capacidad de pulpa, fibras no leñosas: |
|||||
|
(Escenario 1) |
- |
179 |
248 |
335 |
|
|
(Escenario 2) |
- |
179 |
2 319 |
6 545 |
|
|
(Escenario 3) |
- |
179 |
224 |
267 |
|
|
América Latina |
Producción total de papel |
9560 |
11 306 |
13 226 |
15 783 |
|
Capacidad de pulpa, fibras no leñosas: |
|||||
|
(Escenario 1) |
- |
1 466 |
1 684 |
1 711 |
|
|
(Escenario 2) |
- |
1 466 |
1 684 |
3 157 |
|
|
(Escenario 3) |
- |
1 466 |
1 546 |
1 845 |
|
|
Africa |
Producción total de papel |
2 588 |
2 353 |
2 922 |
3 280 |
|
Capacidad de pulpa, fibras no leñosas: |
|||||
|
(Escenario 1) |
- |
266 |
276 |
298 |
|
|
(Escenario 2) |
- |
266 |
309 |
492 |
|
|
(Escenario 3) |
- |
266 |
218 |
244 |
|
|
Federación de Rusia |
Producción total de papel |
10 750 |
4 536 |
593 |
593 |
|
Capacidad de pulpa, fibras no leñosas: |
|||||
|
(Escenario 1) |
- |
- |
- |
- |
|
|
(Escenario 2) |
- |
- |
- |
- |
|
|
(Escenario 3) |
- |
- |
- |
- |
|
|
Todo el mundo |
Producción total de papel y cartón |
225 887 |
250 359 |
312 056 |
397 780 |
|
Capacidad total, fibras no leñosas: |
|||||
|
(Escenario 1) |
15 567 1 |
20 736 |
27 140 1 |
36 484 1 |
|
|
Porcentaje de pulpa de fibras no leñosas en la producción total de papel |
6,9 |
8,3 |
8,7 |
9,2 |
|
|
Capacidad total, fibras no leñosas |
|||||
|
(Escenario 2) |
15 567 1 |
20 736 1 |
40 789 |
84 805 |
|
|
Porcentaje de pulpa de fibras no leñosas en la producción total de papal |
6,9 |
8,3 |
13,1 |
21,3 |
|
|
Capacidad total, fibras no leñosas |
|||||
|
(Escenario 3) |
15 567 1 |
20 736 1 |
25 832 |
35 624 |
|
|
Porcentaje de pulpa de fibras no leñosas en la producción total de papel |
6,9 |
8,3 |
8,3 |
8,3 |
|
1 En algunos totales se incluye una cantidad variada de materias no leñosas, debido a la naturaleza de los datos históricos. Fuente: Atchison (1995).
Escenario 2: uso óptimo de fibras no leñosas. Este escenario es el de un mundo ideal, en el que todos los países del planeta alcanzasen un objetivo fijado de uso de fibras no leñosas. Para componer este escenario, se han escogido cifras basadas en el uso actual de fibras no leñosas en cada una de las seis regiones del mundo. Por ejemplo, se asignó a la región de Asia y el Pacífico un objetivo del 50 por ciento en el contenido en fibras no leñosas de todos los productos de papel y cartón para el año 2010, ya que el uso de tales fibras es ya muy alto en esa región. Otros niveles ideales se basaron en estimaciones del mejor uso potencial que pueda alcanzar una región en el plazo fijado. Los objetivos para dentro de 15 años por regiones fueron, en porcentaje de contenido de fibras no leñosas: Europa 5 por ciento; Asia y el Pacífico 50 por ciento; América del Norte 5 por ciento; América Latina 5 por ciento; y Africa 5 por ciento. No se han incluido en los cálculos las repúblicas rusas por falta de datos.
Las regiones que acusan cambios mayores en el volumen de materias no leñosas utilizadas son América del Norte y Europa, que han tenido tradicionalmente niveles elevados de producción de papel junto con niveles muy bajos de uso de fibras distintas de la madera, y la región de Asia y el Pacífico, que ha utilizado siempre muchos materiales no leñosos en la elaboración de papel. Otras regiones aumentan en altos porcentajes el uso de fibras no leñosas según este escenario, pero sus bajos niveles de producción papelera hacen que ello no repercuta mucho sobre la producción total. Aunque esta demanda supone un aumento masivo de la cantidad de fibras no leñosas necesarias, debe observarse que la oferta de hoy es más que suficiente para responder a esa demanda (McCloskey, 1995).
Tres escenarios de uso de fibras no leñosas frente a la producción total de papel
Escenario 3: uso mínimo de fibras no leñosas. El tercer escenario parte del su puesto de que no se harán nuevos progresos en el uso de fibras no leñosas. Un análisis de los datos históricos revela que esto ha sucedido anteriormente en algunos países. Este escenario adopta el enfoque más negativo, y presenta los niveles mínimos en que podría mantenerse el uso de fibras no leñosas.
Según el escenario 3, la única parte del mundo que haría un uso importante de las fibras no leñosas seria la región de Asia y el Pacífico. El uso no pasaría en todas las demás regiones de una fracción insignificante de la producción total de pasta y papel.
Entre todas las regiones y en los tres escenarios, Asia y el Pacífico serían la mayor región consumidora de fibras no leñosas hasta el año 2010 (véase en el Cuadro 4 una comparación entre los usos de tales fibras y la producción de papel y cartón según las tres proyecciones descritas). Existen en la región especies nativas no leñosas aptas para la producción de fibra, y se dispone ya de la tecnología necesaria para utilizarlas. La India y China seguirán siendo probablemente los dos países que más recurrirán a las plantas no leñosas.
Estas materias primas pueden también ganar importancia en América Latina y Africa, donde se está introduciendo la tecnología y se están tomando decisiones de inversión de capitales. Estas regiones tienen el clima necesario, y los períodos de crecimiento son bastante largos para hacer que las fibras no leñosas ofrezcan una alternativa atractiva a las plantaciones forestales para alimentar la industria papelera.
Es improbable que América del Norte y Europa hagan un uso extensivo de los suministros no leñosos, en vista del clima de estas regiones y de la existencia de tecnologías de producción y elaboración de la madera muy desarrolladas.
No se dispone de datos sobre las repúblicas rusas, pero el clima adverso y la brevedad de la estación de crecimiento se oponen a un desarrollo importante de cultivos no leñosos para la producción de fibras.
Se ha investigado el efecto que la disponibilidad de fibras alternativas podría tener sobre los suministros mundiales de fibras en los próximos quince años. Examinando cada uno de los tres escenarios, es posible contemplar una serie de variantes de disponibilidad de fibras recuperadas y fibras no leñosas que representan una gama de resultados posibles. Los escenarios se han concebido para ofrecer estimaciones altas y bajas de disponibilidad de fibras alternativas que definan el límite de esas posibilidades y apunten la tendencia general hacia el futuro.
La industria de la pasta y el papel está considerando cada vez más las fuentes alternativas de fibras, incluidas las no leñosas. Se prevé que la cantidad de fibras no leñosas empleadas aumentará constantemente en los países deficitarios de madera, y tendencias paralelas pueden apreciarse también en países ricos en recursos forestales a medida que las presiones ecologistas y sociales restringen las superficies de bosques disponibles para la producción maderera. Puede preverse por lo tanto que en el futuro las fibras no leñosas sustituirán más a la madera a medida que decline la disponibilidad económica de madera para pasta. El consumo mundial de fibras no leñosas creció en más del 50 por ciento entre 1983 y 1994. Son previsibles nuevos aumentos de más del 120 por ciento hasta el año 2010.
Pese a estos aumentos previstos, el porcentaje global de fibras no leñosas destinadas a la producción de pasta seguirá siendo bajo. En 1983 se utilizó en la producción mundial de pasta para papel un 5,3 por ciento de fibras no leñosas, cifra que se elevó al 11,7 por ciento en 1994. En el año 2010 podría alcanzarse un máximo del 19,8 por ciento, aunque las proyecciones más realistas se sitúan entre el 12 y el 15 por ciento de la capacidad mundial de producción de pasta. Los problemas ambientales relacionados con el uso de fibras no leñosas (por ejemplo, el elevado contenido de sílice ya mencionado), unidos a los problemas de almacenamiento y a la brevedad de la estación de crecimiento en gran parte del mundo, se han combinado para que el porcentaje de fibras no leñosas utilizadas en la producción mundial de pasta sea una fracción de la capacidad total.
|
Reciclaje de fibras no leñosas Al considerar la presencia de las fibras alternativas en el suministro mundial de fibras, deben establecerse en algún momento las posibilidades de reciclaje de las fibras no leñosas. Se han hecho estudios preliminares sobre los efectos de la reducción a pasta y el reciclaje respecto al kenaf. Se ha comprobado que la mayor parte de las plantas no leñosas tienen menor contenido de lignina que la madera, y que es más fácil deslignificarlas ya que tienen menor energía de activación (Pande y Roy, 1996). Ha bebido también investigaciones sobre los cambios experimentados por las fibras durante el reciclaje de la pasta de paja de trigo (Xumei y Xiachun, 1996). Según los resultados de estos trabajos, la pasta de paja de trigo no difiere de la pasta de madera a efectos del reciclaje. |
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