TRABAJO FINAL DE:

TEMA: PRODUCCION DE CARBON VEGETAL A PARTIR DE LEÑA

INTRODUCCION

En este trabajo haremos hincapié en las distintas fases que nos permiten llevar a cabo el proceso de producción de carbón vegetal. Esto significa que la materia prima que se utiliza en dicho proceso es la leña de algunas especies de árboles que se diferencian de acuerdo a que si utilizamos maderas blandas o maderas duras para la elaboración de este proceso, haremos mención de algunas de estas especies en el anexo de este trabajo.

Sabemos que este proceso también se realiza con la utilización de otros tipos de hornos, a los cuales también haremos mención en el anexo expuesto al final del trabajo.

En este tema conocemos como se realiza dicho proceso, el cual se realiza mediante una combustión incompleta. Y por que decimos que es combustión incompleta? Justamente es incompleta porque no hay un contacto directo del calor con el combustible que en nuestro caso es la leña. Esta tipo de combustión es la que posibilita que la leña no se queme por competo y quedando como resultando el carbón de leña. En cambio la combustión completa es porque el combustible que se llega a utilizar se quema por completo hasta quedar como resultado cenizas, la cual es el producto de la combustión de la madera.

Además haremos mención de los de los distintos factores que son necesarios para lograrlo como son por ejemplo: los medios de transporte ya sea para el traslado de materia prima desde los lugares que se encuentran hasta donde se llevara a cabo la

formación del horno carbonero como así también el transporte para trasladar el producto terminado.

En cierto modo este proceso también se puede realizar en otros tipos de hornos (ver anexos)

Pero en nuestro trabajo nos enfocaremos solamente a la utilización de un solo tipo de horno “el horno tradicional” para llevar cabo el mencionado proceso de elaboración del carbón vegetal a partir de la utilización de leña.

MARCO TEORICO

COMBUSTIBLES SOLIDOS ARTIFICIALES

CARBON DE LEÑA

Las sustancias orgánicas de origen vegetal o animal contienen como componentes fundamentales carbono, hidrogeno, oxigeno y nitrógeno. Cuando estas sustancias como la madera, la leña, se queman completamente, se descomponen y forman numerosas sustancias dejando residuo de carbón, clasificado como artificial que ha sido elaborado por el hombre. El control de este proceso se hace sobre la ausencia de aire (esto aumenta el rendimiento), durante el proceso de pirolisis o de carbonización, para que la madera no se queme simplemente en cenizas, como sucede en un fuego convencional, sino que se descomponga químicamente para formar el carbón vegetal.

El poder calorífico de la leña es variable, depende del vegetal y del estacionamiento, en general se da entre los 3000 y los 3500 cal/g.

La leña reacciona de dos formas distintas:

a) Quemada con suficiente cantidad de aire, arde con llama viva y se consume rápidamente.

b) Calentada en ausencia de aire, experimenta un proceso de carbonización, dando el carbón de leña o carbón vegetal.

CULTIVO DE MADERA:

A continuación se mostrara un cuadro del tipo de madera utilizada para la producción de carbón vegetal, de acuerdo a la provincia con mayor producción de esta área.

Provincia Tipo de maderaChaco Vinal (considerado de plaga nacional desde 1941)

Quebracho Blanco (Aspidesperma) y Colorado.Maderas blandas

Formosa Vinal (en menor proporción que en Chaco)Quebracho blanco y algarrobillo

Santiago del Estero Generalmente Quebracho blanco

Los tipos de leñas y sus características se encuentran descriptas en el anexo

Obtención: El método para obtener el carbono de leña es el método de las carboneras o método de las pilas. Hay otros tipos de hornos que también se pueden utilizar. Ver anexos

Dicho método consiste en obligar a la leña que destile y elimine todos los volátiles quedando únicamente carbón.

Características esenciales típicas de cualquier horno de producción de carbón sin hogar

1) La leña debe estar perfectamente acomodada.2) No debe haber lugares vacios de leña por donde se pueda filtrar el aire. Cada

lugar vacio es una pérdida de leña y de peso en el sentido en que pierde carbón y se gasta más leña sin sentido.

3) Sellado perfecto.4) Las personas que controlen el horno deben ser practicas en el oficio, es necesario

personal idóneo y responsable, capaz de conocer las características del horno y del humo producido, cuando el horno está listo, cuando debe realizarse mayor entrada de aire, etc.

PROPIEDADES CARACTERISTICAS DEL CARBON VEGETAL

SOLIDO, NEGRO, OPACO, MUY POROSO y muy LIVIANO.

Contiene 10 % de humedad.

Arde con facilidad, produciendo poca llama y dejando 5 % de cenizas.

Retiene gases y sustancias coloreadas.

PODER CALORIFICO: 6.000 a 7.500 Kcal/Kg.

MATERIA PRIMA

Quebracho Blanco, Quebracho Colorado, Algarrobo, Ñandubay, Chañar, Calden, mención especial merece el carbón de eucalipto destinado a la Industria Siderúrgica de Altos Hornos Zapla.

ZONAS DE ELABORACION DE CARBON

Santiago del Estero, Salta, Córdoba, La Rioja, Chaco, Corrientes.

ANALISIS DEL PROCESO

Pasos en el proceso de fabricación de carbón vegetal

La fabricación de carbón puede ser dividida en varias fases o unidades operativas, que son:

1) Cultivo de la leña2) Cosecha de la madera3) Preparación de la madera para la carbonización4) Carbonización de la madera para obtener el carbón vegetal: tiempo de 25 a 30

días.5) Almacenamiento y transporte a depósito o puntos de distribución.

CULTIVO DE LA MADERA:

Sin embargo, antes de profundizar sobre el proceso de elaboración del carbón vegetal, el cual es materia de nuestro estudio, se va a diferenciar los distintos tipos de carbón de acuerdo al tipo de madera utilizada.

Tipos de carbón

Carbón de mezcla Pesada:

Esta denominación surge de la mezcla de maderas que se ocupan para su producción, que en su mayoría predominan las maderas duras como ser, Guayabo, Guayacán, Carnada, Algarrobillo y Quebracho Colorado.

Este producto es de alto valor energético que genera una gran fuente de calor, con muy baja concepción de chispas y de encendido medianamente fácil, por lo cual permite ser ocupado tanto para uso domestico, cadenas de restaurantes, comedores y panaderías (parrillas, asadores, hornos, salamandras, calefacciones y calderas), como también en uso industrial (hornos y calderas), ya que su poder calórico satisface todas las necesidades.

Carbón de Mezcla Liviana:

- A diferencia del anterior producto, se caracteriza por la utilización de maderas blandas y preferentemente de color blanco como ser Guayaibí, Palo lanza, Espina corona, Urunday y Quebracho blanco en su mayora.

El valor energético de este producto es de mediano valor y también satisface las necesidades para uso domestico en su mayoría, ya que la concepción de chispa es casi nula y su encendido resulta fácil, por lo cual es muy usado en restaurantes y comedores, (parrillas, asadores, y hornos).

- Carbón de Quebracho Colorado:

Debido a la madera utilizada, este carbón posee características muy particulares, como ser su alto concepción de chipas, su gran poder energético y calórico, y el brillo que presenta en su aspecto resquebrajado.

De encendido medianamente fácil y alto peso especifico por lo cual es usado generalmente en industrias metalúrgicas y siderurgias para calentamiento de grandes hornos y calderas.

- Carbonilla

Las prestaciones de este producto son similares a las del –Quebracho colorado y también es usado para la fabricación de briquetas.

Este producto nace en el proceso de empaque de los demás productos ofrecidos, ya que por su escasa granulometría, no queda en la saranda de separación del proceso antes mencionado, pero sus características surgen de una ecuación del remanente de los demás productos.

COSECHA:

La madera puede extraerse tanto de las reforestaciones como de los bosques naturales. Los productos de raleo, las limpiezas de sotobosque y la madera muerta pueden ser

transformados en carbón, facilitando la recuperación de tales maderas y aportando de este modo a una de las mayores fuentes de energía.

PROCESO DE ELABORACIÓN DE LA CARBONERA: FASES

Cortado y entresacado de la madera en el monte: esta actividad comienza por la corta de la leña con medios materiales como el hacha o sierra manual.

Traslado, clasificación y apilado de la leña: Se traslada el material leñoso al terreno destinado a la ubicación de la carbonera. Es en este lugar se procede a cortar la madera al tamaño adecuado, seleccionando y apilando troncos y ramas en función de su grosor y así facilitar el montaje posterior.

Montaje:

a) La leña

Se inicia el montaje colocando en el punto central y perpendicular a la base, dos troncos tiesos que harán de chimenea (por aquí se realizara el encendido y posteriormente la alimentación y el cebado) y sucesivamente, en piras circulares, se van

colocando troncos gruesos, ligeramente

inclinados hacia el centro rellenando todos los huecos con ramas finas dándole a la carbonera forma cónica.

b) Las hojas

Se cubre la leña con hojas, generalmente de haya, con el objetivo de evitar que la tierra que finalmente va cubrir la carbonera, penetre en el interior dificultando la combustión.

c) La tierra

A continuación se echa una capa de tierra que cubre toda carbonera, con el objeto de preservar la combustión interior y evitar la entrada de oxigeno que podría dar lugar a la formación de llamas y, por lo tanto, a la destrucción, o a la no formación del carbón.

d) Finalización del montaje

Concluido el montaje y cubrimiento de la carbonera, y antes de proceder a su encendido, el carbonero abre varios orificios en la base de la carbonera, son las boqueras, a través de las cuales va a respirar la carbonera durante su combustión; en función de cómo se vaya desarrollando esta, serán abiertas o cerradas por el carbonero.

- El encendido y la alimentación del horno:

Llegado el momento del encendido, el carbonero debe tener preparadas brasas incandescentes, sube a la parte más alta de la carbonera e introduce las brasas a través del caño. Así es como la combustión se inicia de la base al vértice.

Tras el encendido, durante los 8 primeros días de la combustión a razón de 3 veces al día, mañana, medio día y noche, el carbonero abre el caño y va añadiendo la temperatura idónea hasta alcanzarlos aproximadamente 400°C.

Concluido el periodo de 8 días de alimentación de la carbonera, el carbonero mantiene el caño destapado durante aproximadamente ocho horas, así comprobara que la combustión se está realizando en las condiciones idóneas, y, si es necesario, añadirá más leña. Cuando la combustión llega arriba, lo que se denomina romper el caño, el carbonero cierra la carbonera; tanto el caño que lo cubre con un trozo de césped colocad con la hierba hacia abajo, como las boqueras. A partir de este momento la carbonera comienza a hacer carbón.

Así permanece durante aproximadamente hora y media, momento en que se levanta la tapa de césped y se retira parte de la tierra que cubre la carbonera en esta zona con el objeto de comprobar que la combustión prosigue de forma correcta. A partir de este momento la vigilancia sigue siendo constante pero ya no se descubre la carbonera de forma regular.

- El cebado:

Como resultado de la combustión que se está realizando, puede ser preciso añadir más leña a la carbonera, es el cebado; para ello, el carbonero subido en la cima de la pira destapa el caño e introduce el holgunero; a continuación introduce leños de tamaño y grosor medios. Este proceso se realiza, aproximadamente cuatro o cinco veces a lo largo de la combustión. Para comprobar que la combustión está siendo correcta y que no se están produciendo “vacios” o “fallas”, el carbonero sube sobre la carbonera y con la masa, va dando sucesivos golpes consiguiendo así que la leña siga compactada.

Formación y proceso de carbonización:

- El primer paso, en la carbonización en el horno, es secar la madera a 100°C, o menos, hasta un contenido cero de humedad se aumenta luego la temperatura de la madera secada al horno a alrededor de 280°C. la energía para estas etapas viene de la combustión parcial de parte de la madera cargada en el horno, y es una reacción que absorbe energía o endotérmica.

- Cuando la madera está seca y calentada a alrededor de 280°C, se produce lo siguiente:

Leña (C, O, H, etc.) + O2 C (Carbón) + CO (monóxido de carbono) + H2O (vapor) + H3CCOOH (ac. Acético) + alquitranes + gases no condensables

- Se deja entrara aire en el horno para que de parte de la madera se queme, y el nitrógeno de este aire estar también presente en el gas. El oxigeno del aire será gastado en la quema de parte de la madera, arriba de la temperatura de 280°C libera energía, por lo que se dice que esta reacción es exotérmica.

- Este proceso de fraccionamiento espontaneo o carbonización, continua hasta que queda solo el residuo carbonizado llamado carbón vegetal.

A través de los días de combustión, la altura de la carbonera se va rebajando, desaparece su forma cónica y queda reducida a menos de la mitad, y, en general, caída hacia uno de los lados, normalmente aquel hacia el que están abiertas las boqueras; es señal de buena combustión y de que la leña se está convirtiendo en carbón, es la caída. Se aproxima el momento de comenzar la extracción del carbón.

- Extracción del carbón:

USUARIO

La naturaleza del trabajo, con el carbón saliendo a elevadas temperaturas, exige o se aconseja, una suave temperatura ambiente, por ello los carboneros desarrollaban esta última fase con las primeras horas de la mañana.

En primer lugar se realizan las tareas de limpieza que comienzan la jornada anterior a la extracción propiamente dicha. Con el tirazo y el rastro se va retirando la tierra compactada y aquella que ha formado “tormos”; una vez triturada se extiende nuevamente sobre la carbonera.

En esta limpieza previa permite que el carbón se obtenga con menos impurezas ya que la extracción se realiza retirando al mismo tiempo tierra y carbón. Seguidamente con el rastro se separa la tierra del carbón que se va alejando de la carbonera dejándolo extendido con objeto de que se enfríe, momento es que se procede al llenado de los sacos. “De la cantidad de leña de la carbonera se obtiene aproximadamente una quinta parte del carbón”.

- Almacenamiento y transporte a puntos de distribución para su comercialización:

Los productos ofrecidos se encuentran en estrecha concordancia con la demanda, adecuándolos a los requerimientos del comprador (cantidades, marcas, formas de entrega y de pago) y a la normativa vigente de cada país con relación a certificados de seguridad, de calidad y de embalaje, etc.

Embalajes del carbón pueden ser enviados en :- Bolsas sueltas de 10, 15 y 20 Kg dentro de un contenedor adecuado.- Bolsones sueltos dentro del contenedor de 18 a 22 Kg aproximadamente (en cada

uno de ellos bolsas de 3 a 5 Kg) según el requerimiento del comprador.- El producto final obtenido serán adecuados en formas y embalajes siguiendo las

pretensiones del comprador o usuario.

DIAGRAMA DE BLOQUE

ENTRADA SALIDA

Materia prima: trozos de madera c carbón, desechos sólidos y

gaseosos

Boca de aire

FLUJO DE ENERGIA

HORNO TRADICIONAL

Energía

HORNO CARBONERO

PROCESO DE CARBONIZACION

HORNOOPERADOR MATERIA

PRIMA

CARBON

E.C E.P E.L E.Qca

E.C E.Qca E.Ca

E.P E.L E.C E.P

E.Ca E.C producida por el aire

ENERGIAS EXTERNAS

Entrada:

Energía cinética y energía potencial:

Construcción del horno de las carboneras:- Disponer los trozos de madera para formar la base circular y al apilar las restantes.- Recubrir con tiara, paja y ramas finas las pilas de madera. Agregar carbón o leña por la chimenea central. Tapar y destapar la chimenea. Introducir los carbonos o lea encendida para iniciar el proceso.

Energía cinética producida por el aire:

Entrada de aire frio y pesado.

Energía química:

Carbones o leña encendida para iniciar el proceso. Proceso de combustión completa.

Energía calórica:

Calor producido por los carbones o leña encendida a introducir para iniciar el proceso.

Proceso de combustión completa.

Energía lumínica:

Para iniciar el encendido del horno. Se observa la leña encendida. Combustión completa.

ENERGIAS EXTERNAS

Energía química:

Destilación y eliminación de los volátiles de la leña. Proceso de combustión incompleta. La zona de mayor combustión es (C) que recibe

el oxigeno. Proceso de ignición inicial. Proceso de carbonización.

Energía cinética producida por el aire:

Recorrido de corriente de aire frio y pesado (indicado en el grafico, a través de flechas).

Energía calórica:

Calor producido por los carbones o leña encendida introducidos para iniciar el proceso.

Calentamiento de la leña para la destilación. Zona (B). Proceso de combustión incompleta.

SALIDA

Energía lumínica:

Salida de humos formados, por la chimenea central:

Blanco: eliminación del vapor de agua. Amarillo: Indica el exceso del aire. Azul: desprendimiento de CO2, que indica que la zona de carbonización esta

próxima.

Energía química:

Formación del carbón de leña. Desprendimiento de vapores. Eliminación de gases a 300° C.

Enfriamiento.

Energía cinética y energía potencial:

Destapar el horno. Destrucción del horno. Extracción del carbón.

Energía cinética producida por el aire:

Salida de aire.

La figura muestra el horno tradicional de las carboneras.

Chimenea

(b) (b)

(d) (d)

Entrada Entrada

Aire frio Zona de mayor combustión aire frio

C

LC

LS

L

Aire Aire

Zona de mayor combustión

Referencias:

C: carbón LS: leña seca

LC: leña carbonizada L: leña

( c )

( A )

UTILIDADES DEL CARBÓN VEGETAL

De combustión fácil. Posee alto poder calorífico y su obtención es económica. Es el combustible sólido más común en la vida diaria (braseros, parrillas, asadores,

etc) En la fabricación de mascaras antigás, debido a la capacidad absorbente de gases. Composición de medicamentos para tratar infecciones intestinales. Componente de la pólvora negra. Se emplean filtros de carbón para decolorar líquidos impurificados por sustancias

coloreadas.

ALGUNAS CONSECUENCIAS DE LA FABRICACIÓN DEL CARBÓN VEGETAL

La deforestación. Importantes problemas ambientales. Los suelos se vuelven infértiles para cultivos. Los gases que se eliminan son altamente tóxicos y venenosos.

CONCLUSION

A modo de conclusión de este trabajo se puede observar que este proceso tiene gran impacto ambiental en referencia a la liberación de los gases emitidos a altas temperaturas hacia el medio ambiente, contaminando de esta manera lo que está a su alrededor, también se puede notar que al realizarse una combustión incompleta se produce CO (monóxido de carbono) que es un gas toxico y contaminante que en grandes cantidades desequilibra el efecto invernadero.

Otro de los impactos se debe al lugar donde se realiza el montaje del horno, porque en esos sectores, una vez extraído el carbón dicho lugar queda infértil e inutilizable para un futuro cultivo.

En referencia al impacto social se puede destacar que la Argentina mantiene la producción de carbón vegetal en el mercado interno, de esta manera la mano de obra es destinada a la gente de la zona, evitando un mayor porcentaje de gente sin trabajo, esto significa una gran fuente de empleo.

En alusión a la deforestación se puede recalcar que la Argentina también realiza implante de bosques, para evitar un desequilibrio en la naturaleza.

Por último y para ir finalizando este trabajo, nos pareció un tema interesante. Ya que interiorizándonos en el proceso nombrado nos adentramos en el tema y así pudimos

conocer como se lleva a cabo a través de las distintas fases y procedimientos que son necesarias para concretar el “proceso de elaboración de carbón vegetal”.

Bibliografía:

Apuntes del espacio curricular Química. Tecnología e industrial. Babor Ibarz. Química General Modernauti. (1979). Editorial Marín. Barcelona. Janicow Arturo R. Pirometalurgía. (2000). Editorial Universidad Nacional de Jujuy.

Argentina. Gladys D.A. Biasioli. Catalina D.S. De Weitz. Química General e Inorgánica.

Editorial Kapelusz.1981. Bs. As. Argentina www.viarural.comar/...quebracho-blanco-01.jpg www.wikipedia.com

COMBUSTIÓN

La combustión es una reacción entre un comburente y un combustible, con desprendimiento de luz y calor.

Se denomina comburente al medio de reacción que permite que ocurra una combustión. En nuestro planeta, el comburente natural es el oxígeno (O2). Sin oxígeno no es posible una combustión.

Se define combustible a toda sustancia capaz de arder. Los combustibles se clasifican de distintas maneras, ya sea por su origen –naturales o artificiales- o por el estado físico en que se hallan a temperatura ambiente –sólidos, líquidos o gaseosos. Según la cantidad de oxígeno disponible, la combustión también se clasifica en completa e incompleta.

COMBUSTIÓN COMPLETA:

Toda combustión completa libera, como producto de la reacción, dióxido de carbono (CO2) y agua en estado de vapor (H2O); no importa cuál sea el combustible a quemar. Estas sustancias no son tóxicas, pero el dióxido de carbono es el mayor responsable del recalentamiento global.

Combustible + O2 CO2 + H2O + energía (luz y calor)

El calor de la reacción se libera, por eso se dice que es una reacción exotérmica. Esa energía calórica hace evaporar el agua, o sea los productos de una combustión completa están en estado gaseoso.La combustión completa presenta llama azul pálido, y es la que libera la mayor cantidad de calor –comparada con la combustión incompleta del mismo combustible-. Entonces, para hacer rendir mejor el combustible, hay que airear el lugar donde ocurre una combustión.Una ecuación que representa la combustión completa del metano (principal componente del gas natural) es:CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2 O

COMBUSTIÓN INCOMPLETA:

La combustión es incompleta cuando la cantidad de O2 no es suficiente para quemar de modo completo al combustible. Los productos de la combustión incompleta varían según la cantidad de oxígeno disponible. Generalmente se forma monóxido de carbono (CO), gas sumamente tóxico.

Esta sustancia produce la muerte por asfixia, ya que se combina con la hemoglobina de la sangre a una velocidad mayor que la del oxígeno. Esto significa que, aun habiendo oxígeno en el aire, la hemoglobina absorbe al monóxido de carbono antes, formando una molécula compleja muy estable. Los primeros síntomas de intoxicación son: somnolencia, dolor de cabeza, mareos, vómitos.

Otro producto de una combustión incompleta es el carbón, sólido, que por acción del calor se pone incandescente y da ese color amarillo-anaranjado a la llama, que por eso se le dice llama luminosa o fuliginosa. Este carbón, finamente dividido, se eleva por el calor que desprende la combustión, y se va enfriando a medida que se aleja de la fuente de calor, formando humo negro, que se deposita en los objetos cercanos formando lo que se conoce como hollín. También se produce agua, en estado de vapor, como otro producto más de una combustión incompleta.

La combustión incompleta no sólo es peligrosa, sino que libera menor cantidad de calor que la combustión completa del mismo combustible, o sea que lo malgasta.Generalmente, estas combustiones se producen cuando el combustible tiene un alto porcentaje del elemento carbono. El caso típico es el uso de los braseros, recipientes metálicos donde se coloca el carbón prendido, y se usan para calefaccionar.

Una ecuación que representa la combustión incompleta del hexano (principal componente de las naftas livianas) es:

C6 H 14+ 4 O2 --------------- CO + 5 C + 7 H 2Ohexano oxígeno monóxido carbón agua

de carbono (hollín)

PRODUCCIÓN DE CARBÓN VEGETAL A NIVEL PAÍS

La argentina, según la Sagpya tiene aproximadamente 35 millones de hectáreas de bosques nativos y 2 millones de bosques implantados. Argentina destina prácticamente el total de su producción de carbón vegetal al mercado interno.

La mayor participación promedio de extracción maderera está concentrada en las provincias de Chaco (36,82%), Buenos Aires (13,1%), Jujuy (9,98 %) y San Luis (5,96 %). Estas provincias realizan el 66 % de las extracciones de leña del país, de acuerdo con estadísticas de la Sagpya y la Secretaria de Desarrollo Sustentable y Política Ambiental.

Carbón vegetal chaqueño de exportación, valor agregado de la actividad forestal.

De acuerdo a un relevamiento hecho por NORTE en las entidades que agrupan a los productores forestales, en la provincia de Chaco existen más de 2700 hornos en funcionamiento y significa una fuente de empleo de 7000 personas aproximadamente. En los últimos años se abrieron las denominadas carbonerías, que son enormes galpones donde se acopia el producto y es embolsado para su exportación, principalmente Europa. Estos centros de acopio se concentraron en Pampa del Infierno, Sáenz Peña y Corzuela, pero existen zonas donde la industria del carbón sigue generando mano de obra como en Colonias Unidas. Los principales destinos a los que Argentina exporta son Italia, España, EE.UU, Alemania y Portugal.

- Mayor producción: el departamento de Almirante Brown (Chaco), según la dirección de Bosques, es el que mayor concentración de carbón tiene, aproximadamente un 34 % del total de la provincia. Este departamento abarca Concepción del Bermejo, Pampa del Infierno, Los Frontones y Taco Pozo.

Ilustraciones y características de algunos árboles utilizados para la producción de carbón vegetal.

Aspidosperma quebracho-blanco

- Quebracho blanco (sin. Macaglia quebracho –blanco) es una especie botánica sudamericana de de arboles, de las regiones norteñas de argentina.

- Árbol de mediano a gran porte, con tronco de 30 a 100cm de dímetro, corteza rugosa, gruesa y resquebrajada, de color castaño ocráceo característico, presenta ramitas jóvenes por lo común péndulas.

- Hábitat: Bolivia, Paraguay, Uruguay y argentina.

En argentina se encuentra en las provincias de Jujuy, salta, Tucumán, Catamarca, Santiago del estero, chaco, Formosa, corrientes, santa fe, entre rio, Córdoba, la rioja, san Juan y san Luis, constituye una de las especies forestales masa características del parque Chaqueño y es una de las especies arbóreas argentinas con mayor área de dispersión.

Schinopsis quebracho-colorado

- el quebracho colorado santiagueño (Schinopsis lorentzii o schinopsis quebracho-colorado) es una árbol nativo de Sudamérica, muy apreciado por su madera, utilizada en ebanistería, y por su alto contenido en taninos.

- crece en zona oriental de la región chaqueña, aunque debido a la muy intensa explotación del pasado siglo y a la muy reducida tasa de crecimiento la población se ha reducido de manera alarmante.

- su madera es fina y uniforme, de color rojizo oscureciéndose hacia el exterior y de grano irregular.

Es muy dura y por ello debido a la dificultad de su trabajo y la actual dificultad para obtenerla se emplea solo ocasionalmente en construcción, su alto rendimiento en taninos, hasta un 25 %, la destina por lo general a la industria de la curtimbre.

Prosopis ruscifolia (vinal)

- Vinal, viñal, visnal es una especie del genero prosopis: importantísima árbol maleza leguminosa con espinas, de regiones subtropicales del gran Chaco en Bolivia , chaco boreal paraguayo y centro norte argentina. Prospera en suelo arenoso y árido y resiste sequia, desarrollando un sistema radicular extremadamente profundo.

- Árbol mediano de 4 a 17 metros de alto, tronco de 60 a 90 cm de diámetro, fuertemente espinoso (espinas de hasta 2 dm de largo). Ramas arqueadas hacia abajo, flexuosas, corteza verde grisácea.

- La madera es castaña rosada, dura, densa (0,8 g/cm3) y durable, resistente, con un veteado interesante. Los frutos hervidos son comestibles. También sirven para la preparación de harina y panes y fermentados para chicha.

Un dato importante: en la producción de leñas se destacan las de quebracho blanco y algarrobo, como leñas estándares de primera calidad para el consumo en sus diferentes tipos (comercial, hogareño, comidas, etc.). Y en la máxima expresión en el producto leña, la de quebracho colorado “campana”, esto es un quebracho colorado con más de veinte años de estacionamiento, que le otorga a esta variedad una notable consistencia y rendimiento (hasta 3 veces más de duración que las leñas comunes de otras especies), y un notable plus por sobre todas las otras por sus calorías. Es esta la variedad más buscada y apreciada en el mundo por sus cualidades (a la calidad de la madera y sus propiedades debe adicionársele el tiempo de estación y almacenamiento, no inferior a 20 años, sin que exista medio técnico que pueda reemplazarlo)

Denominación científicas de la especies

o Algarrobo blanco (o árbol)………… “Prosopis alba”o Algarrobo negro…………………….“Prosopis nigra”o Quebracho blanco………………….“Aspidosperma schlecht”o Quebracho colorado……………….“Schinopsis lorentzii”

Santiagueñoo Quebracho colorado……………….“Schinopsis balansae”

Chaqueñoo Guayacan……………………………“Caesalpinia para guariensis”o Itin…………………………………….“Prosopsis kuntsei harms”o Mistol…………………………………“Zizyphus mistol griseb”

HORNO CARBONERO TRANSPORTABLE ( HORNO CON CHIMENEAS) Descripción

Este horno metálico sirve para fabricar carbón vegetal de óptima calidad y tiene como principal ventaja el hecho de que se puede trasladar, siguiendo la producción de leña en el monte. Esto permite carbonizar desechos leñosos de las explotaciones forestales, de los aserraderos, podas o trabajos de mejoramiento del bosque.

El horno está íntegramente construido en chapa de hierro y consta de las siguientes partes: 1 cilindro inferior de 2.320 mm de diámetro por 900 mm de alto y 3 mm de espesor, 1 cilindro superior de 2.290 mm de diámetro de

humo de 2.260 mm de diámetro, 400 mm de altura y 2 mm de espesor, 8 canales de entrada/salida de humos y 4 chimeneas de 127 mm de diámetro exterior, 2.300 mm de altura y 2 mm de pared.

El uso del horno demanda el cumplimiento de varias etapas:

- Preparación de la materia prima:

Deberá voltease, cortarse y apilarse la madera por lo menos tres semanas antes del horneo, para obtener un rendimiento máximo en carbón vegetal. El tamaño más oportuno para la madera será de 45 a 60 cm de largo y de hasta 20 cm de diámetro.

Pueden incluirse ramas de hasta 90 cm de largo, siempre que sus diámetros no sean superiores a 13 cm y que no se reduzca notablemente la densidad de empaque del horno. Pueden usarse trozas con diámetros vecinos a los 30 cm, siempre que se recorten en largos no mayores de 30 cm. cuando la madera tiene un diámetro mayor a los 30 cm, deberá ser rajada antes del uso.

Las ramas con un diámetro menor de 4 cm no deben ser mezcladas en la misma carga con madera de diámetros máximos. Este material deberá ser cargado con otra madera de tamaño mediano. Para llenar el horno son necesarios alrededor de 6 – 7 m3 de madera apilada.

- Armado y carga:

a) Se hace rodar la sección inferior del horno hasta el lugar preparado, y se le vuelca en su posición de funcionamiento.

Usando un poste de madera, como palanca, se insertan los ocho canales para el ingreso/ salida de aire, radialmente y con la cara abierta hacia abajo, debajo de la sección inferior y a intervalos equidistantes. Los canales de aire deben penetrar por los menos 20 cm dentro del horno, para evitar recalentamientos de la pared del mismo y que estén completamente libres de cualquier obstrucción.

b) Se carga el fondo del horno con madera asegurándose que las extremidades de los canales de ingreso/salida y los espacios entre ellos no estén bloqueados. Para ello, la carga se apoya sobre “listones”, que son piezas de madera de mediano diámetro (15 cm) dispuestas radialmente como rayos de rueda. Se forma el lecho con carbonilla, tizos y leña seca. El resto puede cargarse con leña recién cortada colocando los trozos más gruesos en el centro. Para crear cuatro puntos de encendido, se colocan, en cada cuadrante de la base del horno, leña seca de fácil combustión, con cualquier desperdicio inflamable (papel, aceite usado, lata) entre los listones, desde el borde de la parte inferior del horno hacia el centro. Ahora se coloca, haciendo cruz con los listones un puente de madera de diámetro chico y medio y de tizones (madera no completamente carbonizada en las hornadas anteriores). Haciendo que el primer estrato de madera desde el piso se apoye sobre listones, se forman, debajo de la carga, conductos de aire que harán que el fuego se distribuya más rápidamente en el centro del horno. Luego se pone el primer cilindro y se lo completa de leña, para luego colca el segundo el cual se lo llena hasta el tope. Por último, se coloca la tapa cónica.

- Encendido:

(a) Se aplica una llama a los cuatro puntos de las salidas de humo de la tapa cónica las cuales deben estar abiertas. Se enciende por debajo empezando por el lado contrario de donde viene le viento.

(b) Se deja que el horno queme libremente durante 30 minutos, hasta que la sección inferior, en correspondencia con cada punto de encendido, se vuelve tan caliente que resulta desagradable quedarse parado cerca del horno. Durante este periodo grandes cantidades de vapor (T°=100°C) se liberan de las cuatro bocas en la tapa del horno. Mientras esto se está desarrollando, se llenan las juntas entre las

secciones principales del horno, con arena o tierra, y se colocan en posición las cuatro chimeneas sobre los anillos de soporte, de los conductos de aire, alternadamente.

- Carbonización:

Cuando esta encendido, se coloca tierra en los sectores inferiores. Se ponen las chimeneas en forma alternada, permitiendo el ingreso de aire solo por los canales de entrada. A los 15-30 minutos, después de generar la contracorriente, cada chimeneas debiera emitir una columna de humo blanco (indica desprendimiento de vapor de agua) y denso. “es importante no dejar nunca un horno desatendiendo cuando los espacios entre los canales de entrada/salida están abiertos, puesto que el horno puede quedar seriamente dañado”. Cuando se usa madera mojada es probable que el tiempo de carbonización se alargue hasta un total de 48 horas y deben esperarse rendimientos más bajos.

Durante la carbonización, una cierta cantidad de alquitrán se deposita en los conductos de salida y en las chimeneas. Este alquitrán reduce la corriente de descarga de gas del horno, y debería ser eliminado. Durante el proceso es necesario mirar por la tapa superior a fin de determinar si todo el contenido se ha transformado en carbón. Para lograr un quemado más parejo, se cambian La chimeneas de lugar 2 veces (cada 8 o 10 horas).

El color de los humos nos da un aviso de lo que sucede dentro, pues si se tornan amarillos, indica que la entrada de aire es exagerada. La carbonización es completa cuando el color del humo, en todas las chimeneas, toma un tinte azulado (indica el desprendimiento de dióxido de carbono, CO2) y se vuelve casi transparente, lo que ocurre normalmente de 16 a 24 horas después del encendido. En esta fase, toda la superficie del horno debería ser caliente (1500 a 2000°C), tal que una gota de agua hecha caer sobre la pared del horno, evaporara inmediatamente con un ruido chispeante. Al llegarse a este momento, se sella con tierra y se toman las juntas con barro a fin de impedir la entrada de aire al horno para el enfriamiento.

- Enfriamiento y vacio:

Se deja enfriar el horno durante 16 a 24 horas antes de abrirlo y descargarlo. Una lluvia ayudarla mucha el enfriamiento.

El horno tiene una capacidad de 6 m3 de leña, es decir 1500 kg de leña del cual se obtiene 400 kg de carbón por horneada, dependiendo de la madera que se utiliza.

Ventajas del horno transportable:

Permite ganancia de calor, puesto que los gases desprendidos en la operación de este horno de chimenea tienen una temperatura de 100°C aproximadamente. A diferencia del horno de las carboneras, donde la temperatura de los gases alcanza hasta los 400°C.

Presenta un corto periodo de carbonización aproximadamente 48 horas. Por otro lado el carbón obtenido es limpio y seco, ya que no se apaga con agua.

Dependiendo de la distancia de traslado, el horno desarmarse y transportarse en camioneta, o directamente a mano.

HORNO MEDIA NARANJA DE LADRILLO

Los hornos de ladrillos, construidos y operados correctamente, representan sin duda uno de los métodos más efectivos para la producción de carbón vegetal. Estos hornos han demostrado ser una inversión de capital moderad, requerir poca mano de obra y poder dar rendimientos sorprendentemente. Pera tener éxito, el horno de ladrillo tiene que ser sencillo en su construcción, que las tensiones térmicas al calentarse y enfriarse, relativamente no lo afecten, y que sea suficientemente robusto para aguantar las tensiones mecánicas de la carga y descarga. Por un periodo de 6 a 10 años no se perjudican a causa de las lluvias o del clima.

- Diseño y construcción

Se usan como argamasa o mezcla, el polvo de carbón (carbonilla) vegetal y barro, por lo general sin soportes de hierro o acero en ningún lugar. La forma es semiesférica, de un diámetro de alrededor de 7 m (varia de 5 a 7 m). La medida de los ladrillos es de 0,24 m x 0,12 m x 0,06 m, siendo necesario, para construir un horno, una cantidad total de 5500 a 6000 ladrillos, teniendo en cuenta las roturas durante la construcción. El horno tiene dos puertas, diametralmente opuestas una de la otra. La línea de las puertas debe ser perpendicular a la dirección de los vientos predominantes.

La altura de cada puerta es de 160 – 170 cm, siendo el ancho en la base de 1,10 m y de 0,70 m en la parte superior. Se usa puerta para cargar el horno con leña, mientras que la otra se usa para descarga del carbón vegetal. Las puertas del horno se cierran con ladrillos, que se levantan después de completar la carga y ambas se abren cuando ha terminado la carbonización. Se trata de una operación sencilla, que se repite cada vez que se carga la carbonera, que consiste simplemente en colocar un ladrillo sobre otro y recubrir luego con barro. Se usan alrededor de 100 ladrillos por puerta (la parte superior del horno tiene un agujero (llamado “chimenea”) de alrededor de 0,22 a 0,25 m de diámetro. Alrededor de la base, en el nivel del suelo, hay diez agujeros regularmente distribuidos (0,06 m de altura x 0,12 m de ancho). Estos agujeros son las bocas de aire y

la chimenea permite la salida del humo. El cimiento del horno consiste en una doble fila de ladrillos, alto tres estratos asentados con argamasa de barro (ver figura abajo).

- Preparación de la materia prima: leña

La carbonera puede ser cargada con aproximadamente 30 ton de madera secada al aire, o con un contenido de humedad del 850kg /m3.

- Carga:

Se cargara por la puerta cerca de la pila de leña. Esta operación requiere dos hombres, y el tiempo que emplean para completarla no debería ser mayor de 6 horas.

Los tirantes los tirantes sobre los que se apoyara la madera deben ser preparados con madera corta, de un diámetro no superior a 0,08 – 0,10 m. la razón es de evitar el contacto directo de la leña. Como primera medida se debe colocar dos trozas cruzadas en el lado interno de la puerta de descarga. Las trozas de mayor diámetro deben colocarse en el centro donde se alcanzan mayores temperaturas prolongadas (debido que en ese punto se realiza la destilación).

La leña se apila en el horno en posición vertical hasta la altura de 1,20 m (largo de la madera). Sobre las trozas verticales se colocan trozas en posición horizontal, completando a llenar la capacidad del horno. Arriba de la carga y debajo de la chimenea se colocan maderas secas y pequeñas para facilitar el encendido de la carbonera. Una vez completada la carga, ambas puertas deben ser selladas, empleando ladrillos cubiertos de barro.

- Funcionamiento y carbonización:

Todas las entradas de aire y chimenea de la carbonera deben estar abiertos. Se hacen caer a través de la chimenea algunos pedazos de carbón encendido, con hojas secas y

ramas pequeñas, para asegurar que la leña prenda bien. Al cabo de algunos minutos, una columna blanca, visible de humo comienza a salir por la chimenea. Esta fase representa el principio de la destilación y en esta etapa la madera pierde su contenido de agua. El humo blanco continúa durante algunos días (dependiendo del contenido de agua) y luego comienza a volverse azul, indicador de que ha entrado en proceso la efectiva carbonización. Este proceso se controla abriendo y cerrando las bocas de aire en la base del horno. Por la chimenea no deben aparecer llamas, cuando el proceso de carbonización termina, el humo se pone casi tan transparente como el aire caliente. En este momento las bocas de la base deben ser cerradas con barro, o cubiertas con tierra y arena. Esta etapa se denomina el “purgado”. Después de esta etapa se cierra el agujero superior de la chimenea, y comienza la etapa del funcionamiento.

- Enfriamiento y vaciado:

Se acelera el enfriamiento tirando barro (diluido con agua) sobre el horno. Con ello además de enfriar, se ayuda a tapar todo agujero o rajadura sobre la pared, impidiendo así cualquier entrada de aire. El barro diluido y el agua deben aplicarse alrededor de tres veces diarias. Luego, antes de descargar el carbón, cuando el horno suficientemente frio, debe tenerse suficiente agua a disposición para evitar el reencendido al abrir la puerta del horno. Es suficiente un tambor de 200 litros para cada horno. Dos o tres hombres descargan el horno. El carbón se saca convenientemente del horno con una especie de horcón conocido como horquilla para piedra, que tiene 12 – 14 dientes distanciados 0,02 m, que hace que el bulto de la carbonilla fina (inferior a 20 mm) caiga y se quede en el horno. El carbón vegetal se coloca sobre un cuadrado de arpillera de 1,20 m que dos hombres sacan del horno.

Los tiempos para el proceso típico son los siguientes:

Carga 6horasPurga 1-2 díasDescarga 3-4 díasQuemado 6-7 díasEnfriado 3-4 días

Deberían ser suficiente 13-14 días para completar el ciclo para producir 9-10 ton de carbón vegetal en una carbonera de 7 m de diámetro. Empleando un horno de 6 m de diámetro el rendimiento aproximado por cada quema es de 7,5 ton, o 15 ton /mes. El promedio anual obtenido por el mayor productor de carbón vegetal en argentina, Salta Forestal, S.A., durante 1978fue de 3,75 ton de leña por tonelada de carbón. Siempre se pesan tanto la leña como el carbón. Rendimientos inferiores pueden resultar con madera de menor densidad o con mayor contenido de humedad. Durante las primeras 3 o 4 quemas, cuando los ladrillos y el piso de tierra se están secando, al horno se lo considera “verde” o “inmaduro” y los rendimientos son algo menores. La vida útil es de por menos 5 años, y no requiere mantenimiento especial. Cuando aparecen pequeñas rajaduras sobre las paredes, se usan pedazos pequeños de ladrillo con barro para cerrarlas.