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El bambú (Bambusa vulgaris) como materia prima para fabricación de Celulosa y otras aplicaciones Ing. Forestal German Hugo Gutierrez Cespedes HISTORIA DEL PAPEL Acompañando el desarrollo de la inteligencia humana, las representaciones gráficas se fueron cada vez más complejas, pasando de este modo a significar ideas. Paralelamente, este desarrollo llevó al hombre a utilizar soportes más adecuados para las representaciones gráficas, donde la historia registra el uso de pastillas de barro cocido, tejidos de fibras diversas, papiros, pergaminos y, finalmente, el papel. HISTORIA DEL PAPEL Papiro: tuvo su origen en Egipto. Son tiras extraídas de los tallos de una planta (Cyperus papyrus) de la familia de las ciperáceas muy abundante en las márgenes del Nilo. Tiene origen alrededor del año 3.000 A.C. Pergamino: hecho de pieles de animales, cuyo origen data del año 2.000 A.C. Las formas mejor acabadas de pergaminos (pieles curtidas) aparecieron alrededor de 200 A.C. Papel: tuvo su origen en China. Se atribuye a Ts'ai Lum (105 D.C.) la primacía de haber hecho papel por medio de la polpación de redes de pesca y de trapos. Después utilizó fibras vegetales (de bambú). HISTORIA DEL PAPEL La técnica de producción de papel, que inicialmente fue monopolio chino, fue aprehendida por los árabes y pasó a ser fabricada en Bagdad alrededor del 795 D.C, difundido a Occidente por rutas bastante tortuosas. Los primeros molinos de papeles ubicados en Europa (Península Ibérica) datan de 1.094 (en Xativa) y 1.238 (en Capellades). ESPECIES VEGETALES UTILIZADAS EN LA PRODUCCIÓN DE PASTA CELULÓSICA Tipo de Fibras Especie Origen FIBRAS CORTAS Eucalyptus saligna Originarios de Australia y Tasmania Eucalyptus alba Eucalyptus teriticornis Gmelina arborea Originario de Ásia Acácia mearnsii Originario de Sudáfrica Mimosa scabrella (Bracatinga) Especie nativa FIBRAS LARGAS Pinus elliottii Originários de los EUA y América Central (algunas originalmente llegaron de Europa) Pinus taeda Pinus caribaea Pinus patula Araucária augustifolia Especie nativa Fuente: http://www.ciflorestas.com.br/arquivos/n_especies_geada_19928.jpg Fuente: https://www.britannica.com/media/full/460904/197308 Pinus radiata – Local: Monterrey, Mexico Fuente: http://iba.org/images/shared/Biblioteca/IBA_RelatorioAnual2017.pdf Fuente: https://www.ibisworld.com/media/price-of-wood-pulp/ Fuente: SENAI - IPT (1981). Fibra Largura (mm) Ancho (micras) Altura de la Pared (micras) Bambu 1,16 - 6,16 7,5 - 29,2 2,75 - 13,2 Eucalipto 0,70 - 1,40 11,0 - 24,8 2,0 - 8,0 Pinus 1,55 - 4,68 21,5 - 42,8 2,80 - 19,6 Fuente: Resumo Público de certificação de Klabin s/a (2003). Especie Finalidad N o de cortes Edad del Plantio 1 3 2 5 3 7 n.. n.. 6 13 Celulosa 1 14 Serraria 1 20 1 6 2 13 3 21 Serraria 1 20 Araucária Serraria 1 45 Pinus spp. Celulosa Bambu (Bambusa vulgaris ) CelulosaEucalipto spp. Fonte: Hidalgo-López, O. (2003). Bamboo: the gift of the gods. 1.ed. Bogotá, Colombia. Fonte: INBAR RIFS.Transfer of technology models. High-yielding Bamboo Plantations for paper and pulp production Bambusa vulgaris var. vulgaris - Se cree que B. vulgaris fue introducido en América latina en la época de la colonización, proveniente de Asia. - De amplia distribución en el trópico y subtrópico. - Es uno de los Bambúes mas utilizado y cultivado en el mundo. Origén y Distribución de Bambusa vulgaris • Fácil propagación vegetativa; • Frecuencia de corte entre 2 y 3 años; • Ausencia de renovación de la plantación (En el Brasil a más de 40 años se viene cosechando con una frecuencia de 2 a 3 años) • Rápido crecimiento después del corte; • Alta resistencia a plagas; • Ausencia de floración gregaria (floraciones y muerte de toda la población); • Alta adaptabilidad a diferentes condiciones edafoclimáticas; • Permite su consorcio con cultivos agrícolas de ciclo corto (maíz); • Buena producción de Biomasa (15 a 20 ton/ha/año); • Fibras medias y largas paras fabricación de celulosa; • Producción de más de 200 litros de alcohol por ton de bambú; • Elevado poder calorífico bruto de 4000kcal.kg-1 (Balduino Junior et al, 2016) • Carbón vegetal con una densidad aparente de 0.418gcm-3 (Balduino Junior et al, 2016) • Carbón activado con una capacidad máxima de adsorción de 374,75 mg.g-1 ( Santana et al., 2018) Se desarrolla en diversos tipos de suelos, prefiriendo los arcillosos Bambu con 2 meses después de cosechado Bambu con 6 meses después de cosechado Producción de Plantas de Bambús en escala comercial Propagación del Bambú • Los plantíos comerciales requieren de una gran disponibilidad de plantulas homogéneas, libres de enfermedad y con alta capacidad de producción. Vivero Forestal Início de la producción de plantulas por estacas (25 dias) Bambusa vulgaris Plantulas con 3 meses Bambusa vulgaris Plantio Cuidados Generales • Época de plantío • Calidad de la plantula • Transporte al campo • Fertilización (abono) • Sistematización del plantío – (pensando en la cosecha, Topografía, recolección del bambú, distancia de los caminos, distancia entre plantas, etc.) Planta elite Establecimiento Aclimatización Selección Enraizamiento Multiplicación In vitro Plantio Mantenimiento del Cultivo • Control de malezas • Control de incendio • Abono PLANIFICACIÓN DE LA COSECHA Ejemplo de demanda: Demanda diaria de la fabrica: 500 ton/dia 3.500 ton/semana. Rendimiento forestal: 45 ton/ha/corte Corte de 77.78 ha/semana Corte diario* de 15,55ha. * Corte durante 5 días de la semana Almacenamiento estratégico: Almacenamiento en Fabrica > 2.500 ton En transito >250 ton/dia Almacenamiento en Campo - Lugar de la chipeadora > 250 ton - Culmos cortados sin follaje > 1.000 ton - Culmos cortados con follaje> 5.000 ton La Cosecha Tala rasa de la macolla • En terrenos planos y pendientes • Recolección /transporte interno/ procesamiento (chipeadora) Áreas de cosecha para período de elevada precipitación Identificación de Problemas en los caminos Identificación de las áreas mecanizables Carga y trasporte del Bambú en el campo Dirección del flujo de transporte Chipeadora de Bambú • Capacidad de producción • Exigencia de la Fabrica (Humedad, dimensiones, etc.) • Cuidados con el picado de bambú (Materiales extraños) • Calidad de las astillas ü Presencia de Silica en la constitución de las fibras ü Homogeneidad de las astillas ü Presencia de impuresas (barro/Arena) ü Presencia de hojas ü Bambú expuesto al fuego; ü Estado nutricional del plantio. Selección de los chips FABRICACIÓN DEL PAPEL Producción de Bolsas de Papel 27,593 24,469 23,079 26,516 33,022 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 35,000 2014 2015 2016 2017 2018 Producto: 3912 Celulosa y sus derivados químicos, n.c.o.p., en formas primarias importados por Perú Datos en miles de dolares • Una empresa forestal emplea mano de obra de forma directa e indirecta • Dependiendo del nivel de mecanización de los procesos de silvicultura y de cosecha, el sector forestal puede llegar a garantizar la mano de obra de varias centenas de trabajadores de forma directa (150 a 300 personas para 10mil hectáreas) y otros millares, de forma indirecta (llegando hasta 1.500 familias). • Una fábrica integrada (celulosa/papel y sacaría) ofrece empleo a una media de 400 a 600 personas. Un total de personas contratas que puede llegar 900 fuentes de empleos directos y un total de 4.500 familias siendo beneficiadas directa e indirectamente por los bosques comerciales de bambúes y su cadena productiva.Nuevas Alternativas El crecimiento del mercado internacional del bambú viene creciendo fuertemente, en 2006 el valor del mercado internacional para el bambú era de 7 billones de dólares (Montoya, 2014), y en poco más de una década en 2018 este mercado ya era valorado en 68.800 millones de dólares y se espera que crezca a una tasa anual del 5,0 % entre 2019 y 2025, llegando a los 98,3 Billones de dólares (Market Research Report, 2019). N Genero Especie Nome antigo Comercialización Industr. Rural Reflorest. DOMESTICACIÓN 1 Bambusa balcooa Dendrocalamus balcooa ALTA ALTA ALTA SI 2 Bambusa bambos B. arundinacea, B. spinosa ALTA ALTA ALTA SI 3 Bambusa blumeana B. spinosa, B. pungens, B. arnendo ALTA ALTA ALTA SI 4 Bambusa polymorpha MEDIA MEDIA BAJA SI 5 Bambusa textilis MEDIA ALTA MEDIA SI 6 Bambusa tulda Dendrocalamus tulda MEDIA ALTA MEDIA SI 7 Bambusa vulgaris B. surinamensis BAJA BAJA ALTA SI 8 Cephalostachyum pergracile Schizostachyum pergracile MEDIA ALTA MEDIA NO 9 Dendrocalamus asper Bambusa aspera, Gigantochloa aspera, Dendrocalamus flagellifer, Dendrocalamus merrillianus ALTA MEDIA ALTA SI 10 Dendrocalamus giganteus Bambusa gigantea MEDIA MEDIA MEDIA SI 11 Dendrocalamus latiflorus Bambusa latiflora, Sinocalamus latiflorus ALTA MEDIA MEDIA SI 12 Dendrocalamus strictus Bambos stricta ALTA MEDIA ALTA SI 13 Gigantochloa apus Bambusa apus, Gigantochloa kurzii MEDIA ALTA ALTA SI 14 Gigantochloa levis Bambusa levis, Gigantochloa scribneriana, Dendrocalamus curranii MEDIA ALTA ALTA SI 15 Gigantochloa pseudoarundinacea Bambusa pseudoarundinacea, B.verticilla ta, Gigan tochloa verticillata, G. maxima ALTA MEDIA MEDIA SI 16 Guadua angustifolia ALTA ALTA ALTA NO 17 Melocanna baccifera Bambusa baccifera MEDIA ALTA MEDIA NO 18 Ochlandra sps MEDIA MEDIA MEDIA NO 19 Phyllostachys pubescens P. heterocycla, var. pubescens, = Bambusa heterocycla, = P. edulis var. heterocycla (including P. bambusoides and P. eduliis) ALTA ALTA ALTA SI 20 Thyrsostachys siamensis Thyrsostachys regia, Bambusa regia ALTA ALTA ALTA SI Especies de Bambúes de Importancia Global y regional – INBAR 1998 BIOMASA COMO FUENTE DE ENERGIA Valores medios de densidad básica (g.cm-3), poder calorífico (kcal.kg-1) y densidad energética (Gcal.m-3) de biomasa de bambú y de eucalipto PRECIO DE VENTA: 40 a 60 dolares/ton FOB Valores medios para contenidos de carbón fijo, materiales volátiles, cenizas y poder calorífico del carbón de bambú y de eucalipto CARBÓN COMO FUENTE DE ENERGIA PRECIO DE VENTA: 200 -400 dolares/ton de Carbón PRECIO DE VENTA: 100 -180 dolares/ton de pellets PELLETS COMO FUENTE DE ENERGIA PRECIO DE VENTA: 850 dolares/ton de celulose CELULOSA ALCOHOL Y CELULOSA PRECIO DE VENTA: 0,788 dolares/litro de alcohol Transparent Market Research (TMR), predice que para finales de 2019 el mercado será mayor que 4.180 mil millones de dólares PRECIO DE VENTA: 1.500 – 2.500 dolares/ton CARBON ACTIVADO Jaime Andres Giraldo, especialista en producción de carbón activado de Guadua Brotes de Bambú https://1.bp.blogspot.com/-L2tfuVKXuU8/VHYp166zT6I/AAAAAAABL7c/QqbotGadVjM/s1600/ broto%2Bde%2Bbambu%2B1.jpg http://sc01.alicdn.com/kf/ HTB1wfcvIFXXXXbNXXXXq6xXFXXXk/New- Corp-Canned-Bamboo-Shoot-in- tin.jpg_220x220.jpg MUCHAS GRACIAS Contacto: German Hugo Gutiérrez g.gutierrez@utp.edu.co gh_gutierrez@hotmail.com (+57) 318. 659.3886 - COLOMBIA
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