La mayor parte del carbón vegetal se obtiene en pequeña escala por el tipo de productores rurales sea para sus propias necesidades locales, sea para un mercado limitado. Hay un comercio internacional, relativamente pequeño para carbón vegetal y difícilmente los productores de una región compiten con los de otra. Este hecho permite aislar los productores de carbón en varios países, y permite que continúen las diferencias de mercado regional.
Un factor adicional es el motivo por el cual se carboniza la madera. Por un lado, los fabricantes de carbón industrial quieren alcanzar el máximo de la productividad y eficiencia. En el otro extremo de la escala están los que carbonizan la madera simplemente porque no pueden fraccionar la madera combustible en forma de trozas para la cocina casera, por ningún otro método, siendo sus orientaciones totalmente diversas. El primer grupo tiene acceso al capital y a la tecnología, el segundo puede carecer aun de un hacha o sierra eficiente y tiene que elegir un método que pide el mínimo absoluto de inversión de capital. Si esto implica el uso, con grandes desperdicios, de los recursos o de la fuerza de trabajo humana, no parece existir para ellos ninguna otra alternativa.
La tradición, sabiduría corporeizada de las sociedades rurales, juega un papel importante. Para los que no pueden correr riesgos, por su precaria situación económica, la opción lógica es de seguir en una localidad, los métodos establecidos, reconocidos por su buen funcionamiento. Donde los factores sociales dominan, es corrientemente muy difícil introducir una nueva tecnología para la fabricación de carbón vegetal, a menos que se modifiquen los factores sociales. Con frecuencia se observan tentativos de modificar la tecnología de la fabricación del carbón vegetal, por medio de alguna ayuda: agregado de sierras mecánicas, nuevos hornos y así sucesivamente. Cuando estos agregados dejan de ser accesibles, la necesidad económica obliga al productor a volver al método tradicional, probado, con todas sus fallas técnicas obvias, Los métodos de carbonización, por lo tanto, no pueden ser evaluados solamente sobre la base de los factores técnicos; los factores sociales tienen igual importancia.
Pero a lo largo del tiempo una buena tecnología es importante
para mejorar las condiciones sociales. Por lo tanto, si los factores sociales
lo permiten, deberán seguirse los métodos que dan los rendimientos
mejores de carbón vegetal, de mejor calidad. Estas consideraciones
técnicas son el motivo de este capítulo, al comparar los
diversos métodos para la conversión de la madera en carbón
vegetal.
La primera diferenciación importante está entre los métodos que calientan la madera por medios externos, empleando madera, gasoleo, gas, etc., y los métodos que permiten que, en una medida limitada, la combustión tenga lugar dentro de la carbonera quemando parte de la carga de madera y empleando este calor para secar y carbonizar el resto.
Fig.13 Clasificación de los métodos de carbonización
Este método debería ser el más eficiente, puesto que el calor se genera donde será empleado, usando combustible madera de bajo costo. En la práctica es difícil controlar la combustión y se quema cierta cantidad extra de madera, con lo que baja el rendimiento.
El recalentamiento indirecto (externo) permite un control más preciso, pero es difícil e ineficiente transmitir el calor a la carga, y las retortas de metal resultan casi indispensables. Los subproductos pueden recuperarse libres de contaminación de los productos de la combustión. Un método híbrido calienta la carga de madera, haciendo pasar a través de ella gas caliente, que se obtiene quemando un combustible, pudiendo ser madera, gasoleo o gas. Para asegurar que el gas caliente no tenga oxígeno se requiere un control preciso, puesto que de lo contrario se quemaría parte de la madera, en vez de ser simplemente carbonizada. La transferencia del calor del gas caliente a la madera es bastante eficiente, y cuando pueden recircularse los gases con un buen control, es factible condensar y recoger los subproductos, así como el gas combustible de la madera.
Los sistemas que utilizan la generación interna de calor pueden aún ser subclasificados según su método de construcción. Las tres posibilidades halladas son, de tierra, de menor costo, de ladrillos o mampostería, cuyo costo es intermedio, y de acero, que es el más caro. Los hornos de acero se subdividen además en tipos transportables y tipos fijos.
Los hornos de acero tienen dos ventajas: pueden ser trasladados con facilidad, lo que puede ser muy útil, y se enfrían rápidamente, con lo que el ciclo de tiempos es más corto. Sim embargo, la transportabilidad no es siempre una calidad de eficiencia, puesto que dificulta organizar y supervisar eficientemente la producción, mientras que los hornos fijos de ladrillo pueden ser enfriados bastante rápidamente, usando un barro viscoso de arcilla (con cuidado inyectando agua pulverizada en el horno. Si bien los ciclos de tiempos son todavía de alrededor de seis a ocho días, comparados con dos días para los hornos de acero, la mayor capacidad y el costo muy inferior de los hornos en ladrillo hacen que éstos sean preferidos, excepto cuando la portatilidad fuese esencial.
Los hornos de tierra y fosas, aún cuando se hacen funcionar con eficiencia, queman y enfrían lentamente y contaminan con tierra el carbón vegetal. Tienen sin embargo reales ventajas cuand el capital es limitado o no existe.
Los hornos calentados por una fuente externa de calor se dividen en, los que se calientan por el pasaje de gases calientes a través de la carga y aquellos donde el calor se transfiere a través de las paredes de la retorta. La mayoría de las carboneras de esta subdivisión son metálicas, pero hay una excepción, el horno Schwartz, todavía usado comercialmente, que es en ladrillo y calienta la carga forzando una corriente de gas caliente desde una fogata que quema madera, hecha al costado del horno. Si bien es teóricamente excelente, puesto que puede quemarse madera y corteza de poca calidad, el horno en la práctica está en desventaja con los hornos en ladrillo con fuego interno, a causa de su elevado costo de construcción, que requiere partes en acero y en hierro de fundición, por la dificultad de controlar con exactitud el fuego, y de ser sellado en el enfriamiento, causando filtraciones de aire y pérdida de carbón vegetal.
Las retortas de acero, calentadas a través de las paredes, no son muy usadas en la actualidad por su alto costo y eficiencia intrínseca baja, pero recientemente han aparecido (14) algunas retortas experimentales transportables y semitransportables, p. ej. la retorta Constantina y la retorta de tambores jamaicana. Las retortas de acero, calentad-as por gases en circulación son eficientes, producen carbón vegetal de excelente calidad y hacen posible la recuperación de los subproductos. Sin embargo, su elevada inversión de capital no es atractiva, excepto cuando el costo del obrero para los métodos tradicionales desequilibra el alto costo de capital. Estas retortas en la actualidad se usan principalmente para fabricar carbón vegetal de alta calidad, para usos metalúrgicos y químicos. En una época parecían ser atractivas para la industria del carbón vegetal, pero los recientes adelantos en la fabricación de hierro de alta calidad sin el carbón vegetal y los cambios en la industria mundial del acero, basada sobre el carbón mineral, hace que su empleo sea problemático, hasta que se proyecte una versión para un menor costo de Inversión. Parecería que difícilmente contribuirán significativamente en la producción de carbón vegetal para uso casero, en los países en vía de desarrollo.
Una vez clasificados los diferentes tipos de carboneras, ellas pueden
ser entonces comparadas, empleando diversos índices de cálculo
(29), tales como la producción por unidad de volumen interno, unidad
de superficie de espacio ocupado, unidad de capital invertido etc. Es mejor
realizar estos cálculos para la comparación de tipos dentro
de una sub división, una vez que se ha alejado el tipo básico
de carbonera necesario sobre amplios conceptos sociales y tecnológicos.
En la práctica, en lo que se refiere al mundo en desarrollo, las
elecciones se limitan a decidir entre hornos en fosas, parvas, hornos en
ladrillo y hornos de acero, todos de calefacción interna. Cuando
el recurso limitado es el capital y se dispone de madera, son preferibles
los hornos de tierra. Cuando se dispone de cierto capital y deben hacerse
muchos esfuerzos para producir eficientemente carbón vegetal de
calidad, posiblemente se preferirán los hornos en ladrillo. Los
hornos de acero pueden hallar empleo donde la mobilidad es de una importancia
tan fundamental que compensa los elevados costos de capital y de reparaciones.
Las coníferas producen generalmente un carbón vegetal más blando, más friable que las latifoliadas, pero cuando hay una gran disponibilidad a precios convenientes, constituyen una buena materia prima y producen todo tipo de carbón vegetal.
Cuando es posible elegir una fuente leñosa, como cuando se hacen plantaciones para producir madera, se justifica elegir las especies y manejar su crecimiento para obtener carbón vegetal con óptimas propiedades. Las especies de eucalipto producen un carbón vegetal bueno y denso, y son las especies que se prefieren para plantaciones con este fin. Antes de plantar especies no ensayadas y poco conocidas, deben hacerse pruebas atentas.
A lo largo del tiempo, lo que cuenta es la masa de carbón vegetal
comerciable produ- cida por masa de materia leñosa. El volumen de
madera que crece por hectárea es sólo un indicador aproximado
de la substancia leñosa producida. Un gran crecimiento en volumen
puede corresponder a una baja densidad y por lo tanto a bajos rendimientos
de carbón por unidad de volumen de madera. También la madera
más densa produce por lo general carbón vegetal más
denso y menos friable. Por lo tanto merece la pena investigar cuales especies,
y qué régimen de ordenación producen el máximo
rendimiento en las plantaciones de substancia leñosa por peso. Se
trata de un área de investigación activa y todavía
no se tienen contestaciones claras, pero los eucaliptos son todavía
el género favorecido.
Es posible tener madera de tamaño uniforme, con la que ha sido cultivada en planta- ciones, pero los bosques naturales dan una gama de tamaños. El corte y el rajado de la madera es costoso en mano de obra, en capital y en combustible, y debería evitarse en lo posible. Para carbonizar troncos de gran diámetro y cargas de madera de tamaños mezclados, son mejores los cielos lentos, siendo óptimo el método de la fosa. Entre los hornos de mampostería, los mejores son los hornos más grandes con cielos más lentos, representando un método bien demostrado para carbonizar madera densa, de gran diámetro (alrededor de 0,5 m) de bosques naturales. Los problemas de la carbonización pueden reducirse, colocando los bloques de gran diámetro en el centro de la carga. Los hornos metálicos, que pierden mucho calor por las paredes y se enfrían rápidamente, son inefectivos para carbonizar la madera de gran sección.
A medida que aumentan los costos del combustible, del obrero y del capital, el costo de recortar la madera es grave y creciente, favoreciendo el uso de las fosas de tierra, de parvas y hornos en ladrillo. Es también, por lo general, más fácil y más rápido cargar los hornos con madera de grandes dimensiones, especialmente si sus longitudes corresponden a los tamaños de la carbonera, de fosa o de parva. Merece estudiarse con cuidado les relaciones entre el cultivo, la corta, el secado y el cargado del horno para decidir sobre las dimensiones óptimas de la madera, sea longitud que diámetro, para reducir al mínimo los costos globales del manipuleo y carbonización, y obtener carbón vegetal con propiedades óptimas para su uso final.
Los habitantes rurales pobres, que no pueden adquirir sierras ni hachas,
convierten a menudo la madera de gran diámetro en carbón
vegetal, para poder quebrarlo para su empleo en sus fogones de cocina.
Hay muchos motivos prácticos para recomendarlo si se comparan la
eficiencia relativa de la conversión de la madera en carbón
vegetal y la eficiencia de combustión en fuegos de cocina para la
leña y para el carbón vegetal. Además, el carbón
vegetal es seco y puede ser almacenado indefinidamente, sin que se eche
a perder. Los cálculos demuestran que la carbonización de
la madera de gran diámetro y el quemado del carbón vegetal
es técnicamente alrededor de dos veces más eficiente que
el quemado directo de la madera en un fogón de cocina abierto. Además,
sin hachas o sierras o cuñas, la madera de gran diámetro
no se emplea y puede pudrirse antes de que se pueda quemar.
