Nuevas tecnologías de producción de carbón vegetal H.E. Stassen Hubert E. Stassen es un consultor de Stassen Consultants, Enschede, Países Bajos. El carbón vegetal se ha producido y utilizado como combustible para cocer y asar desde la Edad de Piedra, y para producir instrumentos metálicos desde la Edad de Bronce. En los países en desarrollo se utiliza todavía ampliamente en hogares urbanos y rurales para cocer y asar, ya que produce poco humo y tiene un alto valor calorífico. En los países desarrollados está aumentando su demanda como combustible para barbacoas. Grandes cantidades de carbón vegetal se utilizan en la producción de cobre y cinc, así como en la producción de metales preciosos. Al calentar la madera en ausencia de aire se produce carbón vegetal, junto con alquitranes volátiles y una mezcla de gases. Las cantidades relativas de estos tipos de productos dependen del equipo utilizado y de las características de la madera original. El contenido de humedad es un parámetro especialmente importante. La madera seca produce más carbón vegetal que la húmeda. En las aplicaciones domésticas o las barbacoas es importante el contenido remanente de alquitrán (o volátil) del carbón vegetal. A mayor contenido de carbono fijo, menor contenido de alquitrán y menos humo durante la combustión. Para las aplicaciones metalúrgicas también son importantes el contenido de ceniza y el tamaño y la resistencia a la compresión del carbón. Producción tradicional de carbón vegetal Hasta principios del siglo XX la práctica totalidad del carbón vegetal se producía con métodos tradicionales. Se colocaba la leña en pozos excavados en la tierra, se le prendía fuego y se cubría con tierra. La combustión de parte de la madera producía bastante calor para carbonizar el resto. Otro método era cubrir con tierra y hierba montones de leña y prenderle fuego a través de aperturas en la cubierta de tierra (hornos de tierra). Las aperturas podían cerrarse y abrirse convenientemente, y podían practicarse otras para controlar la entrada de aire. Este método permitía controlar la combustión y la carbonización algo mejor que el del pozo. Ambas técnicas se siguen practicando en muchos países en desarrollo, sobre todo porque son baratas. No obstante, sus rendimientos son muy bajos (normalmente 1 kg de carbón vegetal a partir de 8 a 12 kg por lo menos de leña), la calidad no es uniforme (porque es difícil mantener una carbonización uniforme) y contaminan el medio ambiente al emitir alquitranes y gases venenosos. Métodos tradicionales mejorados En los años setenta y ochenta del pasado siglo se consiguió mejorar la producción tradicional de carbón vegetal equipando los hornos de tierra con chimeneas hechas con bidones de petróleo (hornos Casamance) y construyendo pequeños hornos de acero o ladrillo. Todos estos métodos se basan en la combustión parcial de la carga de leña para producir el calor necesario para la carbonización; por consiguiente el rendimiento depende en gran medida del contenido de humedad de la madera. Con una buena práctica, son posibles rendimientos de 1 kg de carbón a partir de 4 a 5 kg de leña secada al aire. Más corrientes son rendimientos de 1 kg de carbón por 6 a 8 kg de leña. La ventaja de procedimientos que utilizan una cobertura sólida (metal, ladrillo u hormigón) es su cierre hermético, que minimiza el efecto de una mala supervisión y da resultados más uniformes. Los hornos de acero y ladrillo requieren menos trabajo que los montones recubiertos de tierra, incluso mejorados, pero pueden ser menos accesibles para los carboneros tradicionales por su elevado costo. Convendría promover métodos tradicionales mejorados en pequeña escala. Tecnologías de producción industrial La demanda industrial de carbón vegetal en el siglo XX suscitó nuevas tecnologías en mayor escala para mejorar el rendimiento y la calidad. Se concibieron diferentes tipos de hornos de ladrillo o metal de funcionamiento intermitente o retortas de funcionamiento continuo, que elevaron considerablemente el rendimiento (1 kg de carbón por 5 a 7 kg de leña) y produjeron un carbón mucho más uniforme con un mayor contenido de carbono fijo. Muchas fábricas de este tipo funcionan todavía hoy en Europa y las Américas, pero la contaminación plantea un problema persistente. Las fábricas de carbón vegetal emiten grandes cantidades de humo, hollín y partículas de alquitrán, así como mal olor, y se consideran una amenaza para la salud. Nuevos sistemas de alto rendimiento y bajas emisiones La tendencia actual en la producción de carbón vegetal aspira a mejorar los efectos medioambientales manteniendo o elevando al mismo tiempo el rendimiento y la calidad del producto. Recipientes de acero o retortas se llenan con leña presecada y se colocan en un horno de carbonización de ladrillo calentado a 900 °C. Los alquitranes y gases producidos al calentarse la madera se conducen a una cámara de combustión separada a alta temperatura. El gas de combustión que sale de esa cámara se utiliza para calentar el horno de carbonización, y el calor restante del horno se utiliza para el presecado de la leña. El excelente aprovechamiento del calor de este tipo de equipo permite producir 1 kg de carbón vegetal por 3 ó 4 kg de leña. La altísima temperatura de la cámara de combustión hace que se quemen por completo todas las partículas, alquitranes y gases. En los Países Bajos, se ha certificado que este tipo de equipo cumple con los requisitos estrictos de emisión para las instalaciones de combustión. Las emisiones de alquitranes, monóxido de carbono y peróxido de nitrógeno, así como los componentes olorosos, están muy por debajo de los límites legales. Las nuevas fábricas de carbón vegetal de alto rendimiento y bajas emisiones requieren mayores costos de inversión que los viejos hornos o retortas de ladrillo o acero, pero en muchos casos esto se compensa sobradamente con el mayor rendimiento y el mejoramiento en las emisiones viene a ser una prima gratuita. Por ello esta tecnología relativamente nueva se ha extendido en los dos últimos años no sólo en los países de la Unión Europea cuidadosos del medio ambiente (Francia, Países Bajos), sino también en Europa oriental (Estonia) y en regiones en desarrollo (China, Ghana, Sudáfrica). En Singapur está en construcción una fábrica de carbón vegetal a partir de maderas vieja.
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