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57. Madera, aserraderos, mecanizado de la madera, productos de la madera
Indice
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1. Descripción del ámbito de actividad
2. Impacto ambiental y medidas de protección
2.1 Mecanizado de la madera
2.2 Fabricación de materiales derivados de la madera
3. Análisis y evaluación de impacto ambiental. Fuentes de referencia
4. Relación con otros ámbitos de actividad
5. Evaluación sinóptica de la relevancia ambiental
1. Descripción del ámbito de actividad
La madera es el material y suministrador de energía más antiguo de que dispone la humanidad. Por su cualidad de recurso renovable reviste una importancia especial. A pesar de la disponibilidad de materiales metálicos, químico-sintéticos y minerales, la madera ha seguido conservando su relevancia como importante materia prima. Debido a sus características tecnológicas, las maderas tropicales han encontrado una aplicación valiosa como materiales de trabajo y decoración, especialmente en los 30 últimos años. En la mayoría de los países tropicales y subtropicales, la madera juega un papel decisivo como recurso energético.
En la explotación de la madera, son importantes los siguientes sectores:
- Producción (economía forestal, incl. reforestación), tala y transporte
- Procesamiento mecánico de la madera (aserrado, cepillado, fresado, lijado)
- Fabricación de materiales derivados de la madera en forma de tableros (paneles de madera contrachapada, de conglomerado, de fibras)
- Transformación en otros productos bajo una profunda modificación química de la madera
- Combustión
La presente exposición se refiere ante todo al tratamiento primario, el procesamiento mecánico de la madera, es decir, a la fabricación de materiales derivados y a la carbonización de la madera. La combustión de este material se tratará sólo brevemente.
En este capítulo no se tiene en cuenta otro sector secundario de la industria maderera, concretamente el de la fabricación de papel y celulosa a partir de la madera, ya que nos remitiremos a él en el capítulo correspondiente.
Los impactos ambientales, como polvo, ruido y olores, que se originan en el procesamiento y transformación de la madera, se pueden eliminar en su mayor parte mediante una elección adecuada del emplazamiento, alejando las instalaciones de los núcleos poblados (véase el capítulo de Planificación de emplazamientos industriales). Por otro lado, hay que prestar especial atención al tema de las aguas residuales. La utilización de protectores adecuados para los oídos y la respiración puede, si no evitar, reducir al menos las repercusiones directas sobre los trabajadores.
En cuanto a la magnitud del impacto ambiental, hay que señalar que el cultivo de escarda que se practica tras la quema de árboles puede representar el máximo peligro para el medio ambiente en la tala de la madera. Con frecuencia es el factor más importante de la destrucción de los bosques.
Respecto a las repercusiones sobre el empleo, hay que observar que en la industria de la madera trabajan casi exclusivamente hombres.
2. Impacto ambiental y medidas de protección
2.1 Mecanizado de la madera
La madera es una materia prima regenerable que se obtiene fundamentalmente de los bosques naturales. Las plantaciones forestales todavía ocupan un lugar secundario en muchos países.
En el sistema dual de explotación de la madera, en el que intervienen autoridades forestales estatales y concesionarios particulares, con frecuencia se enfrentan intereses económicos y de política forestal.
El mecanizado de la madera propiamente dicho comienza en el aserradero con el descortezado -caso de que éste no haya sido realizado ya en el bosque-, el tronzado y el corte a medida de la madera extraída del bosque. La madera aserrada se utiliza directamente como material de construcción o se ennoblece mediante el cepillado, fresado, lijado, pintado o impregnado.
Los aserraderos son fábricas en las que los rollizos de madera se transforman en mercancía cortada (mecanizado primario). El procesamiento mecánico de la madera conlleva la producción de ruido y polvo. Asimismo, va seguido con frecuencia de un tratamiento superficial con lacas, decapantes, etc., en el que se desprenden sustancias gaseosas, de fuerte olor.
· Ruido
Los dispositivos mecánicos de transporte, corte, fresado, cepillado y aspiración de polvo empleados en la industria de la madera producen ruidos. Este hecho se acentúa cuando, a causa de las condiciones climáticas, se construyen aserraderos abiertos.
Dado que los emplazamientos suelen estar ubicados en función del lugar de procedencia de la materia prima, es decir, alejados de los núcleos poblados, los trabajadores de la empresa son, primeramente, los afectados por el ruido, por lo que debería ser obligatorio el uso de protectores para el oído. En las instalaciones y equipos nuevos debería atenderse a que las herramientas sean lo más herméticas posible y reducir de este modo la emisión de ruidos.
Otras repercusiones negativas sobre el operario de la máquina provienen de las vibraciones. En la construcción de los fundamentos y de las instalaciones debería prestarse atención a la reducción de las mismas.
· Emisiones de polvo
En el mecanizado de la madera se producen, además de ruidos, emisiones de polvo. En el aserradero la madera se separa con arranque de virutas. Al tratarse casi siempre de madera fresca y de fibras saturadas, las emisiones de polvo en estos casos tienen una importancia relativamente pequeña, haciendo innecesaria la incorporación de filtros textiles o de desempolvadores húmedos. En el caso de que las virutas de aserrado se almacenen al aire libre, deberán adoptarse medidas de precaución frente al polvillo volante.
La formación de polvo tiene gran relevancia en el mecanizado de la madera en los talleres de carpintería, fábricas de muebles y empresas afines. En estos lugares, la cantidad y calidad del polvo son diferentes de las que se produce en los aserraderos. Ante todo, es importante la finura del polvo, expresada mediante el tamaño del granulado y su distribución. Los polvos finos son, obviamente, más difíciles de eliminar que los gruesos y representan una carga mayor para la salud de las personas, en especial en el caso de las partículas que pueden penetrar en los pulmones. La producción de polvo fino es superior en los procesos de lijado que en los de mecanizado con arranque de virutas.
Mediante la inhalación de polvo de madera, en especial el polvo de madera dura, se pueden absorber sustancias perjudiciales para la salud y ocasionar graves enfermedades. Deberán averiguarse previamente los riesgos específicos derivados para la salud y adoptarse las correspondientes medidas de seguridad.
Para reducir las emisiones de polvo en los puestos de trabajo, deberá dotarse a las máquinas de dispositivos de aspiración. Esta medida se basa tanto en la prevención de la salud para los empleados como en la protección frente a incendios y explosiones. Deberán blindarse las máquinas y dimensionarse los dispositivos de aspiración y de transporte de modo que se consiga una succión del polvo suficiente. Si el equipo de aspiración en el área de trabajo genera una fuerte presión negativa, deberá garantizarse una compensación de la presión sin que por ello se originen corrientes en el puesto de trabajo. Esto rige también para los edificios industriales con construcciones parcialmente abiertas.
Si en el mecanizado se liberan sustancias perjudiciales para la salud, está prohibido retornar el aire expulsado a las áreas de trabajo. En el caso de un retorno del aire expulsado, no está permitido sobrepasar las concentraciones de polvo admisibles en el puesto de trabajo. La conducción del polvo aspirado debe realizarse a través de tubos incombustibles, resistentes a las roturas y al desgaste. La construcción de los tubos de aspiración y la medición de las velocidades de succión deben realizarse de tal modo que no se produzcan sedimentaciones en puntos no deseados del sistema.
Antes de evacuar el aire aspirado al exterior, hay que separar el polvo. Esto se realiza mediante separadores centrífugos o filtros textiles. En la aspiración de polvo de lijado es necesaria la utilización de filtros textiles más complicados y eficaces. Con el fin de prevenir incendios y explosiones, los dispositivos de aspiración deben estar provistos de sistemas de una protección preventiva, como válvulas de descarga de la presión, discos de reventamiento, dispositivos de detección de chispas, detectores de incendios sin llamas y equipos de extinción.
· Emisiones gaseosas
En el secado de la madera, las sustancias volátiles contenidas en la misma ocasionan molestias por olores. Por ello, el aire expulsado por las instalaciones de secado tiene que dirigirse de modo que se eviten dichas molestias.
Como ya se ha mencionado anteriormente, las industrias mecanizadoras de la madera se encuentran con frecuencia en lugares aislados, por lo que los trabajadores de la misma son los principales afectados por las emisiones gaseosas.
Mediante la elección oportuna del emplazamiento (distancia, dirección principal de los vientos), es posible minimizar estos efectos.
Por lo demás, las emisiones gaseosas de los aserraderos sólo desempeñan un papel secundario.
· Análisis y evaluación del impacto ambiental
Las instalaciones de la industria de la madera están sometidas en Alemania a las Directrices Técnicas para el Mantenimiento de la Pureza del Aire y de la Protección frente a los Ruidos** (TA-Luft, TA-Lärm). Las directrices TA-Luft de 1986 limitan la concentración del polvo de madera en el aire respirable a 20 mg/m³ para un flujo de 0,5 kg/h. Para diversos polvos de maderas que han sido tratadas con determinados conservantes o impregnantes son válidos otros valores más reducidos.
Para la mayoría de las sustancias orgánicas que se presentan en el mecanizado de la madera, el límite superior es de 150 mg/m³ para 3kg/h. Para los polvos en suspensión perjudiciales para la salud se han determinado unos valores de concentración de 0,45 mg/m³ o de 0,30 mg/m³.
Para delimitar la carga acústica se utiliza como patrón el nivel de intensidad acústica. Se han introducido tres curvas diferentes de evaluación de frecuencias para la representación de las magnitudes de medición y de valoración: el valor de medición individual, el nivel efectivo y el nivel de evaluación (normas DIN, directrices VDI). Los valores límite permitidos en Alemania se encuentran entre 35 y 70 dB(A), en función de las condiciones previas de evaluación.
En el caso de los productos conservantes de la madera, debe comprobarse su composición (los productos que contienen bine fileno clorado están prohibidos en Alemania). Tienen que almacenarse cerrados y a prueba de accidentes. Las gotas de conservantes que se deslizan de la madera tratada, no deben escaparse de forma incontrolada. Deben adoptarse las correspondientes medidas de prevención de accidentes e incendios. Los residuos deben eliminarse adecuadamente.
En caso de adquisición de nuevos equipos o construcción de nuevos aserraderos o de fábricas dedicadas al mecanizado de la madera, estas reglamentaciones deberían aplicarse como valores orientativos si es que no existen ya normas nacionales al respecto.
· Relación con otros ámbitos de actividad
Por lo general, los aserraderos reciben la materia prima de los bosques circundantes. Se debe prestar atención a que la madera provenga de una explotación forestal adecuada (estrategia racional de explotación, interconexión de los diversos planes de aprovechamiento, regulación de los rendimientos, silvicultura y técnicas de obtención de la madera) que trabaje bajo el principio de la sostenibilidad.
Los productos de los aserraderos se destinan ante todo al mecanizado industrial y artesanal de la madera (sector de la construcción, del mueble y de los embalajes) así como a la exportación. Por el contrario, los materiales residuales que se originan contribuyen al suministro de materias primas para la industria dedicada al procesamiento de los derivados de la madera, en especial la industria de tableros conglomerados.
La combustión de la madera residual afecta a todas las ramas del aprovechamiento de la madera, por lo que se tratará en un capítulo aparte.
El mecanizado de la madera va unido ante todo a la formación de ruido y polvo. En las operaciones de secado o tratamiento artificial las emisiones gaseosas y de ruidos que se producen son sólo reducidas. Se caracterizan ante todo por su grado de molestia o de suciedad. De modo general, de la industria aserradora no se deriva un peligro para el medio ambiente, si se dejan de lado las medidas de protección de la madera. Una elección cuidadosa del emplazamiento de las fábricas y núcleos habitados puede evitar este problema.
2.2 Fabricación de materiales derivados de la madera
Bajo el concepto de "material derivado de la madera" se entienden los tableros de conglomerado, las planchas de fibras y la madera contrachapada. Aparte de madera, y exceptuando algunos tipos de planchas de fibras, estos productos contienen aglutinantes orgánicos o inorgánicos y, en parte, aditivos.
Los aglutinantes son principalmente resinas aminoplásticas y fenoplásticas, productos derivados de la condensación de un compuesto amínico (urea, melamina) o de una sustancia fenólica (fenol, resorcina, cresol y formaldehído). El encolado de tableros de conglomerado a base de colas de diisocianato es relativamente nuevo. En los tableros de madera estratificada se utilizan colas de acetato de polivinilo (piedra blanca).
· Fabricación de tableros de conglomerado
Prácticamente todos los surtidos y restos de madera así como, en parte, los materiales vegetales fibrosos, cortezas y biomasas se pueden utilizar como material de partida para los tableros. La primera fase del tratamiento es la trituración del material en bruto. Los rollizos y los maderos largos se desmenuzan en forma de astillas con trituradores de tambor o se hacen virutas directamente con ayuda de arranca-virutas. El siguiente paso es el secado. A continuación sigue la disposición por capas, la estratificación, encolado y prensado en caliente de las virutas.
Las fases de producción mencionadas en primer lugar se realizan en aparatos cerrados sin emisiones importantes, que solamente surgen en el encolado en caliente en la prensa de tableros de conglomerado a temperaturas de 160 hasta 220° C. El acabado consiste en el canteado, alisado y formateado de los tableros.
Los aglutinantes son sobre todo resinas aminoplásticas y fenoplásticas, productos derivados de la condensación de un compuesto amínico (urea, melamina) o de una sustancia fenólica (fenol, resorcina, cresol y formaldehído). El encolado de tableros de conglomerado a base de colas de diisocianato es relativamente nuevo.
· Fabricación de madera contrachapada
Bajo el concepto de madera contrachapada se entiende la madera para el chapado y los tableros de madera estratificada. La madera contrachapada surge mediante el encolado de varias hojas de chapa.
Mediante el aserrado, acuchillado o descortezado de la madera en bruto apropiada, ésta se corta en forma de chapas, se seca y, a continuación, se encola y comprime. El acabado consiste en el canteado, alisado y formateado.
· Fabricación de planchas de fibras
Se diferencia entre planchas de fibras blandas, semiduras (medium density fibreborad = planchas MDF) y duras.
Las planchas de fibras blandas no poseen aglutinantes. Las planchas de fibras duras tampoco contienen colas o sólo cantidades muy reducidas de una resina de fenolformaldehído. Las planchas semiduras o MDF contienen, al igual que los tableros de conglomerado, entre un 7 y un 9% de aglutinantes.
El primer paso en la producción de planchas de fibras es la fabricación de fibras de madera, lo que se realiza mediante un tratamiento mecánico, térmico o químico.
La compresión se realiza asimismo mediante diversos procedimientos.
· Fabricación de materiales derivados de la madera ligados mineralmente
Estos materiales se fabrican con virutas o fibras de madera y un aglutinante mineral como cemento, escayola o magnesita. La madera es el componente principal, representando al menos el 85% del peso en seco. La fabricación es similar a la de los tableros de conglomerado, pero además existe un proceso de secado y de prensado en caliente.
3. Análisis y evaluación de impacto ambiental. Fuentes de referencia
En el transporte, fraccionamiento y preparación de la madera se originan emisiones de ruidos en todos los tipos de fabricación. En los almacenes pueden originarse emisiones de polvo. Al igual que en los aserraderos, las molestias resultantes de ello pueden reducirse mediante la correcta elección del emplazamiento y mediante medidas de protección para los empleados (blindaje en los puestos de trabajo, protectores para los oídos).
En el acabado de los tableros de conglomerado, de madera contrachapada y de planchas de fibras se produce un polvo de madera especialmente fino que tiene que recogerse con ayuda de separadores centrífugos o filtros textiles ya que supone un peligro para la salud de los trabajadores.
Emisiones gaseosas surgen solamente en el secado de las virutas y en la compresión de éstas y de las chapas.
En la compresión de los tableros de conglomerado y de la madera contrachapada, en caso de utilizarse resinas aminoplásticas se emite ante todo formaldehído en función de la relación molar de la resina. Las resinas de fenolformaldehído emiten sólo vestigios de fenol y formaldehído en menor medida que en el caso de las resinas aminoplásticas. Los fenoles y los formaldehídos son potencialmente tóxicos para la salud. Las emisiones de formaldehído en el puesto de trabajo no deben superar en Alemania los 0,6 mg/m³. Según las directivas de la CE, el tablero terminado no debe tener más de 10 mg de formaldehído por 100 g de peso del tablero. Una vez montados los tableros, la concentración de formaldehído en el aire del entorno no debe sobrepasar la cifra de 0,1 ppm.
El Reglamento de Productos Peligrosos (Gefahrstoff-verordnung)** de 1986 prescribe en Alemania los valores máximos de emisión de formaldehído para todos los materiales derivados de la madera. Cuando éstos se aglutinan mineralmente, no se producen estas emisiones gaseosas.
En la limpieza de las máquinas encoladoras y de las prensas surgen problemas para las aguas residuales. Cuando se utilizan procedimientos húmedos en la fabricación de planchas de fibras, se originan aguas residuales que contienen finas partículas de madera, celulosa, aglutinantes y otros productos de mejora que se pueden eliminar mediante procedimientos físicos (sedimentación, flotación o filtración) y/o biológicos. El procedimiento semiseco o seco no produce aguas residuales.
Los materiales sobrantes, en forma de partículas de madera, se pueden reintroducir en el proceso de producción de tableros de conglomerado o bien quemarse.
Para el análisis y evaluación de las repercusiones medioambientales, aparte de las informaciones específicas dadas en el texto, deben tenerse en cuenta las indicaciones para el mecanizado de la madera.
4. Relación con otros ámbitos de actividad
La industria de los materiales derivados de la madera necesita del bosque como suministrador de materia prima, si es que no puede recurrir a los restos de madera como es el caso del sector de tableros de conglomerado y de planchas de fibras. Aquí es aplicable el principio de sostenibilidad forestal. El capítulo relativo a la Silvicultura contiene informaciones detalladas al respecto.
La utilización completa de los rollizos en los aserraderos debe vincularse lo más posible a la fabricación de tableros de conglomerado y de planchas de fibra.
Las empresas que trabajan los materiales derivados de la madera son grandes consumidoras de corriente eléctrica y hoy día son muy pocas las que se abastecen eléctricamente a partir de la madera. Remitimos aquí a los capítulos de Planificación energética, Centrales térmicas y Energías renovables.
Las cuestiones relativas a la gestión de las aguas residuales se tratan también en un capítulo aparte.
· Carbonización de la madera
El carbón vegetal se produce mediante un proceso de descomposición térmica de la madera (pirólisis de la madera) con exclusión del aire. Este proceso genera además productos gaseosos y líquidos, como gas, vinagre, alcohol etílico y alquitrán de la madera.
La carbonización se realiza a temperaturas comprendidas entre los 400° C y 600 C. El producto más importante es el carbón vegetal. Se utiliza como carburante, como reductor en la metalurgia y como materia prima en la industria química y farmacéutica. El alquitrán de la madera y las demás sustancias líquidas orgánicas se pueden procesar o quemar con fines energéticos.
La carbonización de la madera, junto con la obtención de celulosa, es hoy en día el único procedimiento a escala industrial en el que se modifica considerablemente las características químicas de la madera. Por ello, la carbonización de la madera no se incluye en el sector de la industria maderera, sino que constituye una parte especial de la industria química.
En muchos países, el carbón vegetal es un importante recurso energético para la cocción de alimentos y la calefacción. La favorable relación existente entre el peso y el poder calorífico permite también elevadas distancias de transporte entre el lugar de fabricación y los mercados de ventas. A causa de la reducida producción de humos al quemarse, este recurso energético es especialmente apreciado en las ciudades.
La carbonización se realiza frecuentemente en pequeñas empresas (excepto en la Amazonia oriental, Carajas), que cortan ellas mismas el material de partida o lo obtienen de los residuos de madera de los aserraderos cercanos. Esto último resulta especialmente idóneo cuando no existe ninguna planta para procesar los materiales derivados de la madera que se originan en el aserradero.
Las emisiones gaseosas de la carbonización de la madera, en forma de humo y de un olor intenso, no solamente son molestas, sino que, si no se trabaja correctamente, los derivados de la pirólisis, como el benzapireno, pueden ser perjudiciales para la salud de los propios trabajadores o de la población en caso de elevada concentración (riesgo de cáncer). En cuanto a la correcta elección del emplazamiento, rigen los mismos criterios que se han aludido para los aserraderos.
En la carbonización de la madera se producen considerables cantidades de agua pirolítica -hasta un 15% del material de partida; estas aguas residuales contienen, entre otras cosas, alquitrán pirolítico y sustancias orgánicas solubles en agua. Mientras que en la industria del carbonizado de la madera a gran escala, los productos líquidos derivados de la pirólisis tienen que tratarse de acuerdo con las normas aplicables a las instalaciones de la industria química, las pequeñas empresas no están sujetas aún a medidas similares.
Si la carbonización de residuos de madera se realiza en grandes cantidades cerca de plantas mecanizadoras, deberán adoptarse las medidas adecuadas para impedir que las sustancias tóxicas lleguen al suelo y aguas.
· Combustión de restos de madera
El volumen de materiales sobrantes (harina de aserrado, astillas, cortezas) depende del producto y del procedimiento empleado. El volumen de restos es considerable especialmente en la tala de maderas de frondosas tropicales (hasta un 60%). Para la eliminación de los materiales sobrantes resulta apropiada la utilización energética mediante la combustión. En la mayoría de los casos no es posible otro tipo de comercialización de los residuos de madera debido a la ubicación de los emplazamientos. Sólo en casos excepcionales existe una fábrica de papel o de celulosa dependiente.
Una combustión completa produce monóxido de carbono, hidrocarburos orgánicos, alquitrán y hollín. La emisión de oxido de nitrógeno en la combustión de la leña es difícilmente controlable.
5. Evaluación sinóptica de la relevancia ambiental
Mientras que las empresas de madera contrachapada mecanizan rollizos de alta calidad, los tableros de conglomerado y de fibra resultan de la utilización de maderas, algunas de ellas de baja calidad, incrementando su valor.
A las repercusiones negativas para el medio ambiente derivadas de los aserraderos, en el caso de las fábricas de conglomerados y de maderas contrachapadas, vienen a sumarse emisiones gaseosas, sobre todo de formaldehído. Por el contrario, los encolados a base de fenoplastos y diisocianatos producen menos emisiones. Una excepción en lo que se refiere a las emisiones es la fabricación de planchas de fibras sin colas.
Las emisiones gaseosas de los secadores de virutas de madera, sobre todo en el caso de maderas de frondosas, son poco perjudiciales para el medio ambiente, aunque resulta molesta la intensidad de los olores. En la elección del emplazamiento deben tenerse en cuenta los criterios aludidos para los aserraderos.
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