UTILIZACIÓN RACIONAL DE LOS RESIDUOS FORESTALES Por: Esther Álvarez Godoy, Susana Díaz Aguirre y Marta Alessandrini Díaz son investigadoras del Centro de Estudios de Biomasa Forestal, Universidad de Pinar del Río, Cuba. Investigación sobre los métodos para transformar el follaje y los residuos de la industria maderera en productos como piensos animales, fertilizantes, productos cosméticos y farmacéuticos. En algunos países, la eliminación de los residuos de la industria forestal, en especial follaje y residuos madereros, puede constituir un problema. Estas materias, no obstante, son muy susceptibles de ser utilizadas de una forma ecológica y económica en la producción de energía y de innumerables productos de alta demanda social. Se ha publicado ya mucha información sobre su uso para generar energía alternativa, por ejemplo en la producción de combustibles renovables como etanol y éter butílico terciario etílico. Pero el presente artículo se centra en la transformación de residuos forestales en productos de alto valor para otros varios sectores como las industrias farmacéutica, química y cosmética, así como el sector agrícola. Se resumen los estudios realizados en Cuba por el Instituto de Investigaciones Forestales, el Instituto de Ecología y Sistemática y en particular el Centro de Estudios de Biomasa Forestal de la Universidad de Pinar del Río. EL CENTRO DE ESTUDIOS DE BIOMASA FORESTAL INVESTIGA EL USO DE RESIDUOS FORESTALES PARA CUATRO CATEGORÍAS DE PRODUCTOS: Productos de celulosa de madera (lignocelulosa): energía, biofertilizantes, suplementos alimenticios; sustancias bioactivas y productos forestales naturales: cera, derivados clorofílicos, aceites esenciales, harina vitamínica; resinas y sus derivados: colofonia (pez griega), trementina; mobiliario y tableros: muebles, tableros de partículas. Estos productos se encuentran actualmente en distintas fases de desarrollo (laboratorio, pruebas, planta piloto y planta industrial), y la estrategia se dirige a consolidar la fase productiva y de comercialización de estos productos en la región. FOLLAJE ARBÓREO El follaje de los árboles talados representa una fuente de biomasa aprovechable para la obtención de aceites esenciales, ceras, extractos vegetales (derivados de clorofilas y concentrados alimenticios) y forrajes (Yagodin, 1881; Díaz, 1998). Aunque el follaje que queda en el suelo del bosque aporta ciertos beneficios como reciclaje de nutrientes y protección del suelo contra la erosión, su acumulación excesiva en los bosques puede suscitar problemas como el mayor riesgo de enfermedades e incendios forestales. Este es el caso sobre todo en las zonas de tala, en las que Vidal (1995) estima que suele quedar del 35 al 45 por ciento del follaje arbóreo. Las coníferas, por ejemplo, dejan tras de sí anualmente de 2 a 4 toneladas por hectárea. Retirando parte del follaje después de la tala se reduce el riesgo de incendios y enfermedades.

Los biopreparados a partir del follaje de especies forestales contienen altos niveles de clorofilas y carotenoides, por lo que poseen una amplia gama de aplicación en diferentes campos como la farmacéutica, la cosmética y la medicina veterinaria. La utilidad de los derivados de la clorofila está relacionada con su capacidad de estimular los procesos de regeneración de tejidos y con sus cualidades antimicrobianas, como lo demuestran los estudios realizados con pinos y abetos (Pavlutskaya, 1983; Mednikov, 1985). Las investigaciones realizadas en el Centro de Estudios han establecido una metodología (pendiente de patente) para obtener del follaje, en laboratorio, cera vegetal, aceites esenciales, pasta de clorofila y caroteno y residuos forrajeros. El tratamiento extractivo permite variar la composición de los productos terminados en función de las especies, las condiciones de producción y las demandas de la economía. El método se ha validado mediante el estudio de dos especies de coníferas corrientes en Pinar del Río: Pinus caribaea y Pinus tropicalis. El follaje debe ser verde y fresco y tratado en las 24 horas siguientes a la tala del árbol. Una vez separadas las ramas manualmente, el material se elabora mediante una máquina diseñada en el Centro de Estudio (Vidal, 1995) que separa las hojas de la madera y tritura después las hojas para producir un extracto. Esta máquina puede elaborar de 6 a 10 toneladas de follaje diariamente (después de este proceso pueden utilizarse las ramas como leña o con otros fines). El estudio de la composición bioquímica y el valor forrajero del follaje después del proceso de extracción y de secado demostró que éste puede utilizarse exitosamente en calidad de ración complementaria o suplemento forrajero para el ganado y las aves. De una tonelada de follaje de una plantación de especies coníferas pueden obtenerse: 500-600 kg de harina forrajera; 90 kg de pasta de clorofila y caroteno; 2 kg de cera; o 2 litros de aceites esenciales. Los productos extraídos se utilizan para preparar ungüentos y cremas dermatológicos (que tienen también usos veterinarios), pasta dental, jabones medicinales, lápices de labios y perfumes, artículos de los que hay una fuerte demanda en Cuba. Entre las especies estudiadas, Pinus caribaea var. caribaea dieron rendimientos relativamente altos de los diversos productos (Díaz, 1998). El análisis económico de los beneficios del proceso es todavía difícil. Desde el punto de vista de sus necesidades de materia prima, la producción comercial de pasta clorofilacaroteno es un proceso barato. La principal materia prima es el follaje de pino, que actualmente carece de valor comercial y no tiene, por lo tanto, un precio definido. Otros materiales utilizados son un disolvente orgánico y el hidróxido de sodio. El proceso se ha diseñado de manera que el 60 por ciento del disolvente orgánico utilizado en la extracción de estos productos pueda recuperarse para ser reutilizado. A partir de los resultados experimentales, el costo de 1 kg de pasta de clorofila y caroteno se ha calculado en 5,70 dólares EE.UU. (los demás productos se obtienen como subproductos del proceso tecnológico de obtención del derivado de clorofila). Los otros costos directos e indirectos de la elaboración dependen de la escala de

producción. Sin embargo, dado que el precio actual de 1 kg de pasta de clorofila y caroteno en el mercado es de 65 a 75 dólares EE.UU., puede deducirse que su producción comercial debería ser económicamente viable y también competitiva en el plano internacional. Actualmente, los derivados de la clorofila tienen un alto valor de mercado nacional e internacionalmente, por la tendencia a utilizar productos naturales; parece que es el momento de realizar un estudio de mercados, ya que hay una tendencia universal a establecer pequeñas plantas piloto para el tratamiento de la biomasa. RESIDUOS DE LA ELABORACIÓN DE LA MADERA Los residuos de la madera se han definido de diversas maneras según sus usos. La FAO (2000) ha definido así los residuos de la madera: Madera en rollo que queda después de la producción de productos forestales en la industria de elaboración forestal (es decir, residuos de la elaboración forestal) y que no ha sido reducida a astillas o a partículas [definiéndose las astillas y partículas como madera que ha sido reducida deliberadamente a trozos pequeños durante la manufactura de otros productos madereros']. Se incluyen los desechos de aserradero, tapas, despuntes, recortes, duramen de trozas para chapas, desechos de chapa, aserrín, corteza, residuos de carpintería y de ebanistería, etc. Se excluyen las astillas de madera obtenidas directamente (es decir, en el bosque) de la madera en rollo o de residuos (es decir, ya contabilizadas como madera para pasta, rolliza y partida, o astillas y partículas de madera). La generación media de residuos en la elaboración de madera aserrada, para las coníferas, es de alrededor del 30 por ciento de la biomasa del tronco utilizado, lo que incluye aserrín (5 a 8 por ciento) y corteza (10 a 14 por ciento) (Kalincha, 1978). La acumulación de los residuos en los aserraderos puede llegar a obstaculizar el desarrollo del proceso productivo, por lo que es necesario que sean evacuados con prontitud. Algunos productores los venden o regalan a empresas que les dan diferentes usos, pero en muchas ocasiones se envían a los vertederos o se incineran indiscriminadamente, lo que es un derroche de materia orgánica rica en nutrientes. El aserrín acumulado en el bosque o en los aserraderos constituye un depósito y un foco para la propagación de hongos (especialmente de los géneros Fomes, Schyzophylum y Polyporus, entre otros) que provocan la podredumbre de árboles moribundos o muertos con un contenido de humedad relativamente alto. El aserrín supone también peligro de incendios. La acumulación de aserrín puede tener además efectos ambientales negativos: Al descomponerse, el dióxido de carbono contenido en la materia orgánica se dispersa en la atmósfera. El sol y las altas temperaturas pueden provocar una pirólisis de baja temperatura en grandes montones de aserrín, haciendo que emitan gases contaminantes. La combustión eleva también la temperatura ambiente, produciendo un efecto de invernadero.

Los residuos pueden ser un medio ideal para la propagación de plagas y enfermedades. La cuestión del uso de los desechos madereros es muy compleja, sobre todo en los países en desarrollo, y depende de consideraciones económicas y de los medios de transporte. Los usos tradicionales que se han dado a los residuos pueden resumirse en combustible (Bintley y Gowen, 1994), elemento de aseo para pisos industriales, en granjas avícolas como cama para aves y otros animales de cría (Oconnell y Meaney, 1997) y para diferentes productos artesanales o industriales (Arends y Donkersloot, 1985). Principalmente utilizan residuos madereros la industria químico-forestal y la de tableros. La industria químico-forestal utiliza como materia prima astillas y aserrín para producir alcohol, levadura forrajera, furfural (un disolvente que es también precursor del alcohol furfuril, muy utilizado en la industria metalúrgica) y, más recientemente, suplementos alimenticios carbohi-dratados, minerales y/o proteicos para animales (Jolkin, 1989). En la industria de tableros, se utilizan los residuos para hacer tableros de partículas, enlistonados y de fibra de densidad media, por citar algunos ejemplos. PRODUCTOS LIGNOCELULÓSICOS Suplemento para la alimentación animal de aserrín de pino y eucalipto. Una masa sacarificada de aserrín de pino y eucalipto como suplemento para la alimentación animal se produce transformando por hidrólisis el complejo lignocelulósico. Para el tratamiento de prehidrólisis se mezcla el aserrín (de Pinus caribaea var. caribaea y Eucalyptus saligna) con agua en proporción 1:3 y se adiciona el catalizador superfosfato de calcio en estado sólido- en cantidad suficiente para que su concentración alcance el 4 por ciento. La mezcla se introduce en el autoclave para comprobar la reacción de prehidrólisis y se calienta en baño de glicerina bajo los regímenes de temperatura y tiempo previamente establecidos. El producto resultante es lignocelulosa enriquecida en azúcares (mono y oligosacáridos); es una masa suave de color pardo que conserva el aspecto del material inicial y tiene olor agradable. Sus propiedades son aceptables para su uso como suplemento de alimentación animal; por ejemplo, cumple las normas rusas de calidad para suplementos de alimentación de hidratos de carbono de origen vegetal (véase el cuadro). Propiedades de la masa de aserrín sacarificada de Pinus caribaea y Eucalyptus saligna Propiedad

Estándara

P. caribaea

E. saligna

Sustancias reductoras libres

11,4

(Porcentaje en masa seca) 11,9

Sustancias reductoras totales

16,2

13,3

Sustancias solubles en agua

23,0

18,0

Extracto etéreo

1,6

0,3

Proteína bruta

3,9

5,1

4

Fibra bruta

58,0

40,0