Hornos de ladrillos para producción de carbón vegetal

Capítulo 7
HORNOS DE LADRILLOS
Los hornos de ladrillos, construídos y operados correctamente, representan sin duda
uno de los métodos más efectivos para la producción de carbón vegetal. En el curso
de varias décadas de uso, estos hornos han demostrado ser una Inversión de capital
moderada, requerir poca mano de obra y poder dar rendimientos sorprendentemente
buenos de carbón vegetal de calidad apta para todos sus usos industriales y
domésticos.
Hay muchos diseños para los hornos de ladrillos usados en todo el mundo, y la
mayoría están en condiciones de dar buenos resultados.
Para tener éxito, el horno de ladrillo debe satisfacer una cantidad de requisitos
importantes. 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 período de seis
a diez años no se perjudican a causa de las lluvias o del clima.
Se debe poder, en cualquier momento, controlar la entrada del aire en el horno, y
durante la fase del enfriamiento, sellar el horno rápida y herméticamente para impedir
el ingreso del aire. El horno debe permitir - por ser relativamente liviana - un
enfriamiento fácil y, asegurar un buen ' aislamiento térmico a la madera sometida a la
carbonización, puesto que, de lo contrario, se producirían puntos fríos por el golpe del
viento sobre las paredes del horno, que impide la combustión correcta del carbón y
que puede llevar a una producción excesiva de trozos de madera parcialmente
carbonizada ("tizones") y bajos rendimientos. La capacidad del horno de ladrillo de
conservar el calor de carbonización, es una razón importante por su gran eficiencia en
la conversión de madera en carbón vegetal.
Foto 13. Hornos Missouri hechos de cemento armado. Observar las puertas de
acero y la pila de carbón en depósito. Missouri, E.U. de N.A. Foto A. Baker
Los diseños de los hornos tradicionales hechos con ladrillos, han sido mejorados en el
curso de muchos centenares de años, pero hay otros tipos de carboneras de ladrillo en

funcionamiento que, en los recientes anos, han sido sometidos a una sistemática
invest igación para su perfeccionamiento. Estos son, el horno colmena brasileño, el
horno argentino media naranga, el horno Schwartz de los europeos y el horno Missouri
de los norteamericanos. El primero, el segundo y el cuarto queman parte de la madera
cargada, dentro del horno, para carbonizar el sobrante. El horno Schawartz usa la
corriente de gas caliente de un fogón externo, pasado a -través del horno, para
generar el calor para el secado y para calentar la madera a fin de que inicie su
carbonizaci6n. El horno Schwartz requiere considerable cantidad de acero para la
grilla, puertas y soportes. Puesto que su rendimiento (cuando la leña es escasa) no es
en la práctica superior al de otros, no puede ser recomendado para uso general en el
mundo en desarrollo. El cuarto tipo de horno, bien probado en la práctica, es el horno
Missouri desarrollado y aún en uso en E.U. de N.A. Está hecho comunmente de
cemento armado o bloques perforados de cemento y tiene chimeneas y puertas de
acero. Sus rendimientos son parecidos a los de las carboneras de Argentina y Brasil.
Se completa con grades puertas de acero, que permiten el uso de equipos mecánicos
para carga y descarga. Tiene dos desventajas para su empleo en el mundo en
desarrollo: requiere una cantidad de acero y cemento en su construcción, siendo
ambos materiales costosos y frecuentemente de importación, y no es tan fácil de
enfriar como los otros hornos. Se adapta más, por lo tanto, a ser usado en climas
templados más fríos donde los materiales y la capacidad para la construcción en acero
y en cemento armado son accesibles, y la temperatura del ambiente permite un
enfriado fácil. Es interesante donde se dispone fácilmente de mano de obra de
motocargadores frontales, etc.
Las ventajas de los hornos argentinos y brasileños son:
 Pueden ser construidos en tamaños medianos a grandes.
 Se construyen totalmente con ladrillos hechos localmente con arcilla/arena de
cocción liviana y argamasa de barro. No requieren acero, excepto pocas barras
de acero plano sobre las puertas y como refuerzo en la base del domo, para el
caso del horno del Brasil.
 Son robustos y no son dañados fácilmente. No pueden ser fácilmente dañados
por exceso de temperatura; pueden quedar expuestos sin protección al sol y a
la lluvia, sin corrosión o efectos negativos, y tener una vida útil de 5 a 8 años.
 Los ladrillos asentados sobre barro pueden ser reciclados y usados de nuevo
cuando se reubican los hornos.
 El control de la quema es relativamente sencillo, especialmente en el caso del
horno argentino.
 Los hornos pueden ser enfriados fácilmentemandoarcilla viscosa y se sellan
herméticamente con facilidad durante el enfriamiento. Un progreso reciente
para el enfriamiento rápido es el uso de la Inyección de agua.
 Ambos sistemas que funcionan en grupo (baterías) de hornos, han sido bien
investigados y normalizados, de manera que se ha llevado al máximo la
eficacia de la mano de obra y del uso de la materia prima.
 El carbón vegetal producido se adapta a todos los usos, inclusive para el
hogar, metalúrgico y para la producción de carbón activado.
El mayor inconveniente de estos dos tipos de hornos es que no se adaptan a la
recuperación o quema reciclada de ningún subproducto, alquitrán o gases, con lo que
aumenta la contaminación del aire y reduce levemente la posible eficiencia termal. Sin
embargo, y justamente, debe agregarse que no hay hornos de ladrillo probados
industrialmente capaces de la simple recuperación de alquitrán sin recurrir a
componentes de acero, lo que aumenta notablemente el costo y la complejidad de la
carbonera.

Foto 14 .Construcción de un horno de ladrillo media naranja. Nótese la vara
de madera radial, la manera como se asientan los ladrillos en parte de la pared
para reforzar el domo del horno. Foto J. Bim.
7.1 El horno media-naranja argentino
7.1.1 Preparación del sitio
Para una batería de 12-14 hornos se requiere un espacio limpio de 4.000-5,000 m2. La
madera obtenida de esta limpieza, exceptuando lar. trozas que se pueden usar en
aserrado o para postes, se emplea como leña. El sitio sobre el cual se construirá el
horno debe ser levemente compactado y luego rellenado para llevarlo al nivel general
del sitio, para hacer que el agua drene fácilmente lejos del horno.
7.1.2 Diseño y construcción
En la figura 5 se muestra el diseño de este horno, que se construye totalmente con
ladrillos. Se usan como argamasa, 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 6 m (varía de 5 a 7 m). El semana de los ladrillos es de
0,24 m x 0912 m x 0,06 m, siendo necesario, para construir un horno, una cantidad
total de 5,500 a 6,000 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 una 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 la carbonera, que consiste simplemente en colocar un ladrillo sobre
otro y recubrir luego con barro.

Foto 15. Una carbonera media naranja apenas terminada.Observar el refuerzo
del arco de la puerta para evitar daños al hornodurante la carga y la descarga.
Observar como se entrecruzan los ladrillos en un espesor doble alredeor de la
puerta, comparado con la pared de un solo espesor como se observa en la
esquina supeior derecha. Argentina. Foto J. Bim.
Se usan alrededor de 100 ladrillos por puerta y pueden volverse a usar hasta que Be
rom- n por el manipuleo. La parte superior del horno tiene un agujero (llamado
"chimenea") pe 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.
Figura 5: El horno es semiesférico, con dos puertas opuestas para facilitar la carga y
descarga y para ventilar.
El caparazón es mayormente de un solo estrato de ladrillos con una doble fila
alrededor de cada puerta.
Son com,unes a cada costado de las puertas columnas adicionales de ladrillos. Se
requieren alrededor
de 6,000 ladrillos comunes hechos a mano, asentados con argamasa de barro,
mezclado con polvo de carbón.

Foto 16: Cerrando la cúpula de un horno media naranja en construcción. Obsérvese
la vara radial y la orientación de los ladrillos en el domo. Argentina. Foto J.Bim.
Foto 17:Horno media naranja parcialmente completado y tanque de depósito de agua
completado. Observar el entrelace de ladrillos en la parte de la pared de doble espesor
y la forma como se asientan los ladrillos en las partes donde el espesor es simple.
Argentina. Foto J.Bim.
7.1.3 Leña
La leña que se utilizará se corta en largos de alrededor de 1,00 - 1,30 m con un
diámetro mínimo de 0,05 m y un diámetro igual al ancho de la puerta. La leña que
viene transportada del monte (por acoplados o animales) debe ser depositada lo más
cerca posible de la puerta de carga. Se recomienda un tiempo de secado al aire no

inferior a 4 - 5 semanas, lo que depende de las condiciones locales del clima. Pueden
emplearse medios mecánicos o manuales para descortezar la madera. Mucha de la
corteza cae por sí sola durante el período del secado. La carbonera puede ser cargada
con aproximadamente 30 ton de madera secada al aire, o con un contenido de
humedad del 25%, con una gravedad específica de alrededor de 850 kg/m3.
7.1.4 Carga
Lo más conveniente es cargar 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 seis horas. Los tirantes sobre los que se apoyará 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 con el suelo. Las trozas de mayor diámetro
deben colocarse en el centro donde se alcanzan mayores temperaturas prolongadas.
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, como se ve en la figura 5 y en la foto18
en un horno (bocas de aire) no se-obturen. 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.
Foto 18: Carga típica de un horno media naranja. Argentina
7.1.5 Funcionamiento
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 ramitas, para asegurar que la leña prenda bien. Al cabo de algunos minutos, una
columna blanca, densa, 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 enfriamiento. Se acelera el
enfriamiento tirando barro (diluido con agua) sobre el horno. Con ello, ademán de
enfriar, se ayuda a tapar todo agujero o rajadura sobre la pared, impidiendo así
cualquier entrada de aire. El barro diluído y el agua deben aplicarse alrededor de tres
veces diarias.
Antes de descargar el carbón, cuando el horno está suficientemente frío, 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 6 horas
Quemado 6-7 días
Purga 1-2 días
Enfriado 3-4 días
Descarga 3-4 días
Deberían ser suficientes 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, 0 15 ton/mes. El promedio anual obtenido por el mayor productor de
carbón vegetal en Argentina, Salta Forestal, S.A., durante 1978 fue 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 ó 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 lo 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.
La cantidad normal de hornos, para una batería, es de 10-14, lo que depende del tipo
de monte, del área considerada y de las distancias de transporte. Se necesita también
disponer de agua. Puede hacerse con ladrillos y cemento un tanque para una
capacidad de alrededor de 3.000 litros. Tres hombres mantienen en función una
batería: un fogonero y dos ayudantes.
7.1.6 Ladrillos
Sin importantes los ladrillos usados para los hornos. Un ladrillo ideal es bastante
poroso, con buena resistencia al impacto térmico y buen aislante. Las paredes del
horno deben aislar la madera que se carboniza, contra la pérdida excesiva de calor,

especialmente la que causa el viento, y sin embargo, durante la etapa del
enfriamiento, debe conducir el calor para permitir que el enfriamiento tenga lugar
rápidamente.
Por razones de economía, y cuando la estrategia de producción de carbón lo indica,
los ladrillos deberían hacerse y quemarse cerca del lugar donde se construirá el horno.
Se prepara unaarcilla arenosa con un contenido de aproximadamente 65% de arcilla.
Para aumentar la porosidad de los ladrillos, puede agregarse a la mezcla de arcilla
cruda alrededor del 20% de aserrín. Los ladrillos secos se autoqueman en grandes
pilas, usando leña como combustible.
Los ladrillos densos, hechos a máquina, de gran resistencia, como los que se usan en
las construcciones urbanas, no son aptos, siendo más susceptibles a quebrarse por el
calor. Cuestan además mucho más, entregados sobre el lugar, de los que se fabrican
y queman localmente.
Es importante disponer de barro (arcilla). Un buen tipo de barro tiene un contenido
bastante elevado de arena y de materia orgánica y no se encoge o pela al secado.
Tampoco debe secarse muy duro, puesto que periódicamente la arcilla tiene que ser
raspada del horno, ya que se acumula en espesores después de varios ciclos de
enfriamiento. Esta arcilla puede ser usada de nuevo.
La fotografía 19 muestra un típico lugar de fabricación de ladrillos. Los ladrillos se
hacen con arcilla arenosa escavada de un banco aluvial en un arroyo vecino. Se corta
la mezcla compacta húmeda con una zapa para formar cada ladrillo y exponerlo, como
se muestra, para el secado. Los ladrillos secos se enciman en grandes pilas de 20.000
a 30.000 unidades. La pila se arma formando conductos internos, que desembocan en
la parte superior de la pila y se inician en las aperturas para el encendido, a lo largo de
la base en los cuatro costados. Una vez completada la pila, se encienden los fuegos
de leña en las aperturas correspondientes y se alimentan continuamente durante 10-
12 días o más, para aumentar la temperatura de la pila hasta alrededor de 900°C. Se
deja luego que la pila se enfríe y se desmantela. Los ladrillos bien quemados se
separan de los que no lo son tanto y que forman las partes externas de la pila. Los
ladrillos incompletamente quemados pueden volverse a quemar en la pila sucesiva o
usados en construcciones de poca calidad.

Foto 19 : Típico sitio de fabricación de ladrillos comunes.
Salta, Argentina. Foto H. Booth.
Foto 20. Fabricación de ladrillos por métodos manuales y quemados
en pilas con conductos que usan madera como combustible.
Foto H. Booth.
7.2 El horno colmena brasileño
7.2.1 Diseño

La industria del carbón vegetal en Brasil, fundamental para la industria siderúrgica por
carbón vegetal en ese país, es para dicho producto, en la actualidad, una de las
industrias de mayor éxito en el mundo entero, basado sobre la tecnología de
carboneras en ladrillo. Todo país que desee ampliar su producción de carbón vegetal
sobre criterios válidos, podrá beneficiarse mucho con la experiencia del Brasil. La
descripción que sigue se ajusta mucho al informe de H. Meyers sobre la industria de
carbón vegetal siderúrgico (23).
Los hornos que funcionan ampliamente y con éxito en el Brasil, y especialmente en el
Estado de Minas Gerais, son del tipo fijo, de calcinación interna y producción en
tandas. Las importantes empresas siderúrgicas tienen en funcionamiento varios
millares de estos hornos, que son circulares, con techo en cúpula o domo, y
construídos con ladrillos comunes. La pared circular está totalmente en contacto con el
aire externo. Este tipo de horno se identifica por el nombre de "Horno colmena en
ladrillo% Véase la figura 6.
El horno colmena brasileño tiene las siguientes ventajas:
 Los gases pasan a través de la carga de madera. El calor contenido en los
gases es usado parcialmente en el proceso del secado de la madera y de la
carbonización.
 Rendimientos buenos, de hasta 62% en volumen, 0 sea, 1,6 est. de madera/m3
de carbón vegetal, cuando ha funcionado correctamente.
 Bajo costo, apreximadamente $US 700 (en 1978) incluso vías de acceso
camionables.
 Fácil construcción. Dos hombres pueden construir un horno en 8 días.
 Materiales sencillos. 8-500 ladrillos quemados de arcilla con sólo una banda de
acero para el domo. Sin basamento de concreto.

 Larga vida útil. Hasta 6 años en el mismo sitio. Puede ser desmantelado sin
importantes pérdidas de ladrillos y vuelto a armar en otro sitio.
 Tiempo de carbonizaci6n. de 9 días con una producción de 5 ton/ciclo.
 Carbonización uniforme.
 Enfriamiento uniforme, ya que las paredes están completamente en contacto
con el aire externo.
 Programa de funcionamiento corto; alrededor de nueve días. Esta duración
podría ser abreviada por enfriamiento forzado con la pulverización fina de
agua.
 Control uniforme de la combustión interna, por medio de 18 bocas de aire para
la entrada de aire necesario de combustión.
 Manutención fácil y barata, pocas reparaciones, sin rajaduras de paredes, ni
electricidad, muy poca agua, aproximadamente 100 litros por horno y por
tanda.
Foto 21. Batería de hornos de ladrillos en varias fases del ciclo de
carbonización.
Minas Gerais, Brasil. Foto J. Bim.
7.2.2 Construcción
Una batería de 7, requiere un sitio de las siguientes dimensiones:
Largo 70 m
Ancho 25 m
Esta superficie es necesaria para los 7 hornos, para almacenar y para curar el car-
vegetal durante dos días, caminos de acceso para los camiones que traen la madera,
espacio de almacenamiento de una cierta cantidad de madera, caminos de acceso
para los camiones que retiran el carbón, y una superficie para el giro de camiones.
Para preparar el terreno para los hornos, y para la plataforma de carea del carbón
vegetal, será siempre necesario hacer algún movimiento de tierra con caterpilar. El

terreno deberán tener una leve pendiente para permitir el drenaje del agua de lluvia.
Con frecuencia se agrupan sobre una misma fila dos o más baterías de hornos. Así es
cuando los bosques vecinos son extensos y se dispone de grandes cantidades de leña
a poca distancia. Cada batería deberá consistir de 7 hornos, y la superficie total será
un múltiple de la superficie citada para una batería. La construcción de una gran
cantidad de baterías permite centralizar bien y supervisar las operaciones,
obteniéndose carbón vegetal de buena calidad y rendimientos.
La cantidad total de hornos, en un centro, deberá limitarse a 35 ó 42 debido a los
humos de sus chimeneas que, si bien no dañinos para la salud, irritan los ojos y los
pulmones. Los centros de fabricación de carbón vegetal deberían por lo tanto ubicarse
a una distancia de por lo menos dos km de los pueblos. Deberá también tomarse en
cuenta la dirección del viento predominante.
Cuando se va a instalar una batería, se marca antes sobre el terreno la línea central.
Los centros de los hornos se distancian de 8 metros. El centro de cada horno está
señalado con un caño de dos metros clavado verticalmente en el suelo. Se trava la
circunferencia interna del horno a los 5 metros y la circunferencia externa a los 5,40 m.
de diámetro.
Se marcan las dos puertas de un metro de ancho, los basamentos para los pilones de
las puertas, las seis chimeneas y los basamentos del horno, y se excava la zanja para
la base. Los basamentos para el horno deben comprender cuatro estratos de ladrillos,
debajo de la superficie del suelo, y un estrato de ladrillos, arriba del suelo. Cada
estrato debe ser asentado con cuidado y a nivel.
Fig. 7 Corte transversal de un horno colmena mostrando los métodos de construcción
Una vara de 2,50 m se fija horizontalmente en el tubo central, para funcionar de guía
en la construcción de las paredes. Al levantar las paredes, se dejan las aperturas para
las puertas pero se construyen sus pilares. La argamasa está hecha de diez partes de
arcilla y una parte de carbonilla fina, previamente tamizada. Cuando se deposita la
primera vuelta de ladrillos, deben dejarse las aperturas necesarias para las bocas de
aire, tres entre cada par de chimeneas, un -total de 18 simétricamente distribuidas. El
tamaño de las bocas de aire es: ancha 0,10 m, altura 0,08 m. Las chimeneas se
construyen simultaneamente a las paredes, y las dimensiones internas de los
conductos son: 0,12 m x 0,10 m. Al construir las paredes del horno debe cuidarse que
las diferentes vueltas o estratos de ladrillos estén nivelados, pudiéndose usar una gula
de madera. Después de asentar cinco cursos de ladrillos, deben dejarse dos aperturas

verticalmente arriba de dos bocas de aire ubicados cerca de las chimeneas. Después
de una segunda capa de cinco cursos, se deja una apertura central de emergencia. Al
cabo de las siguientes cinco capas, se ubicarán dos aperturas de emergencia,
verticalmente arriba de las primeras. Las aperturas de emergencia son de 0,07 m x
0,07 m. Para cada par de chimeneas debería ' haber cinco bocas de emergencia.
Cuando la pared ha alcanzado 1,60 m de altura, deben colocarse los linteles de hierro
ángulo sobre los pilones de las puertas y se continúa la construcción de las paredes
de alrededor. Quedarán listas de esta manera las dos aperturas para las puertas de
1.00 m de ancho x 1,60 m de alto. Después de cargar el horno con leña y cerrar las
puertas con ladrillos, el fogonero deberá dejar una boca de aire en la pared de la
puerta, a la misma altura de las otras.
La altura total de la pared vertical será de 1,80 m y la última fila de ladrillos deberá ser
bien nivelada. Sobre esta fila va otro curso de ladrillos con argamasa, y contra este
último curso se adosarán cuatro segmentos de una banda de acero, sujetados con
tornillos no apretados.
La primera fila de ladrillos para el domo, deberá ser ajustada cortando el borde de la
última fila de ladrillos de la pared. Se quita el caño central y se reemplaza con un jalón
o estaca corta, enterrada y nivelada, a la misma altura de la última fila de ladrillos del
basamento. Se conecta a esta estaca la vara de compás gula de un largo aprox. de
3,10 m, para la construcción del domo, que será construido con el espesor de medio
ladrillo, usando el mínimo de argamasa Se asegura la robustez del domo por la pre- de
un ladrillo contra el otro.
Deberán dejarse aperturas de emergencia de 0,07 m x 0,07 m en el quinto curso de
ladrillos, otras diez en el décimo curso y seis en el quinceavo. La apertura para el
encendido, en forma triangular de 0,10 m x 0,10 m, se mantendrá en la parte superior
del domo. Al completarse el domo, se aprieta la banda de acero, las paredes serán
recubiertas con una argamasa fina arcillosa y el domo será regado con arcilla diluída,
para cerrar rajaduras y foros.
Fig. 8 Horno colmena de ladrillo para colinas
Diámetro del horno 4,0 m
Volumen nominal del horno 24,8 m3
Volumen efectivo del horno 21,6 m3
No. de bocas de aire 1

No. de chimeneas 3
No. de bocas de salida 4
No. de bocas de salida de emergencia 4
Cantidad de ladrillos 2.000
7.3 Horno colmena para colina
En la figura 8 se hace ver una variación del horno de ladrillo colmena. Se trata de un
horno redondo de 4 m de diámetro, construído sobre una pendiente o colina que forma
sus paredes laterales y trasera. A ella se hará referencia con el nombre de carbonera
tipo colina. Requiere una cantidad considerablemente menor de ladrillos. Muchos
millares de estos hornos funcionan en Minas Gerais y otros estados del Brasil, siendo
muy populares entre los pequeños productores independientes de carbón vegetal. Su
funcionamiento es algo más fácil que el de los hornos de ladrillo colmena, ya que
tienen para el control, solo una boca de aire, comparada con las 18 del anterior. La
composición química y física y los rendimientos del carbón vegetal producido en las
carboneras tipo colina son muy parecidos a los del horno de ladrillo colmena. No se
mencionan diferencias significativas entre las calidades de los dos tipos de carbón
vegetal.
7.3.1 La construcción de la carbonera para colina
En el lugar para el horno, se limpiará una superficie circular de seis metros y se
marcará un círculo de cuatro metros de diámetro. Se excava la cámara del horno de
l,14 m de alto y el piso se nivela bien. Se marcan (Fig. 8) la posición de la puerta de
0,60 m de ancho y tres o cuatro chimeneas (de una sección de 0,35 m x 0,35 m) a
cierta distancia una de otra.
Las aperturas para la puerta y las tres chimeneas deben ser excavadas en el banco
hasta una altura de 1,40 m y las chimeneas levantadas hasta una altura de 1,50 m con
ladrillos colocados en su borde.
Se plantará una estaca en el centro del piso, con un brazo de compás para levantar el
domo arqueado correspondiente. El largo de la guía será igual a la altura exacta inte
rior del domo, o sea, 2,45 m.
Si la altura del banco o de la ladera es insuficiente, para alcanzar la altura de la pared
de 1,40 m, será necesario agregar algunas filas de medio ladrillos. La argamasa
empleada es la misma de la que se usa para el domo. Deberá construirse un de
ladrillos sobre la apertura de la puerta. Alrededor de la base del domo deberá hacerse
la incisión inclinada, necesaria para el asiento del domo.
El domo se construye del espesor de medio ladrillo, con poca argamasa, hecha de
diez partes de suelo arcilloso y una parte de carbonilla fina tamizada. Deberán dejarse
cuatro agujeros de emergencia de 0,07 m x 0,07 m simétricamente ubicados, en el
décimo estrato de ladrillos, y se dejarán otros cuatro agujeros de 0,08 m x 0,08 m
después de otros diez estratos. En la cabeza del domo se dejará una apertura para el
encendido de 0,10 m x 0,10 m x 0,10 m.
El arco sobre la apertura de la puerta se construye con ladrillos apoyados sobre sur.
costados y ligado a la estructura de ladrillos del domo. Cerca de la puerta de la
carbonera se hace una apertura en el faldeo o ladera para facilitar el manipuleo de la
leña. Después de haber cargado la carbonera con madera y se ha cerrado la puerta,

deberá dejarse una boca para el ingreso del aire en el nivel de la bola. Alrededor del
horno se excavan las trincheras necesarias para el drenaje del agua.
7.3.2 Manutención de la carbonera
Deberá rasparse periódicamente el exceso de arcilla que se ha formado con las
sucesivas pinceladas de barro diluído, para mejorar el enfriamiento del carbón vegetal.
La extructura del horno puede dañarse con golpes; por ejemplo, por los camiones
carros, trozas etc., y esto debe evitarse. Los pilares de la puerta deben protegerse con
dos postes esquineros. Los ladrillos que se han caído de las paredes o que quedan
flojos deben volverse a poner en su lugar y apretados.
Los agujeros de salida y de emergencia tienen que cerrarse con ladrillos en forma de
cuna sin argamasa y pincelados en el exterior con arcilla líquida. Los conductos de las
chimeneas tienen que ser cuidadosamente limpiados con una vara de madera larga y
flexible.
Las chimeneas tienen que terminar por arriba de la banda de acero del domo, para
reducir la erosión que pueden provocar los humos. De todos modos, al cabo de
algunos años habrá corrosión de la banda. La banda de acero del domo deberá ser
apretada regularmente y deberá reemplazarse cualquier parte corroida.
El piso del horno deberá mantenerse siempre nivelado. Cuando fuese necesario, se
pondrá un poco de tierra arcillosa húmeda y se apisonará. Si el suelo de la plataforma
del horno se raja, tendrá que taparse para evitar daños al basamento del horno, a
causa, por ejemplo, de agua de infiltración. Los canales de drenaje del agua deberán
mantenerse desobstruidos en todo momento.
Los animales sueltos deberán mantenerse fuera del centro de fabricación de carbón
vegetal, por medio de cercos de alambre de púa u otros materiales.

Foto 22. Horno colmena para colina, construida sobre un costado de colina,
ya sellada y pronta para el encendido. Brasil. Foto J. Bim.
7.4 El horno Missouri
El horno Missouri ha sido desarrollado en el curso de muchos años en las zonas
forestales de latifoliadas caducas del Estado de Missouri en E.U. de N.A. El diario ha
llegado más o menor. a una normalización alrededor de 1960, y Pitts Jarvis ha
publicado las dimensiones y detalles de construcción recomendados en "The Wood
Charcoal Industry in the State of Missouri" (English Series Bulletin No. 48, Engineering
Experiment Station, Columbia, Missouri). El horno Missouri se adapta a un clima
invernal fuerte, a elevados castos de mano de obra, carga y descarga mecánica, y
emplea métodos de construcción y materiales que pueden ser costosos y difíciles de
conseguir en el mundo en desarrollo.
El horno Missouri tiene que soportar condiciones ¡normales de fuertes heladas,
que pueden ser muy destructivas para los hornos de ladrillos de liviana construcción.
Dos de los mayores peligros son el hinchado de los suelos del basamento por helada y
el congelamiento del agua en rajaduras en la mampostería. Para evitar el rápido
deterioro del horno son esenciales un fuerte refuerzo del basamento, de las paredes y
del techo y una extructura monolítica de cemento armado. Las bajas temperaturas del
aire exigen también una extructura bien aislada para reducir las pérdidas de calor y
una excesiva producción de tizones malquemados en la carga.
El horno Missouri está diseñado para permitir el fácil ingreso de equipo mecánico,
como pequeños tractores, camiones, cargueros frontales que permiten llenar y vaciar
el horno fácil y rápidamente, que viene a ser su característica más interesante, donde
la mano de obra es cara.
7.4.1 Diseño
Los hornos típicos Missouri varían en volumen desde aproximadamente 4 m3 hasta
350 m3. Parece ser que el volumen medio óptimo es de alrededor de 180 m3. Este
tamaño permite tener un costo bastante bajo por m3 de volumen, sin que el horno sea
tan grande que resulte difícil controlarlo. Este horno es alrededor de tres veces más
grande de una media naranja o del horno tipo colmena (ver 7.1 y 7.2).
El horno tiene una planta rectangular (Fig. 9), de alrededor de 7 m de ancho y 11 m de
largo. Las paredes son de alrededor de 2,50 m de alto para permitir la entrada del
equipo mecánico. La máxima altura del techo abovedado es de alrededor de 4 m del
suelo.Las paredes son de aproximadamente 250 m de espesor. La fotografía 13
muestra un grupo típico de hornos Missouri.
Las cantidades de materiales necesarias para construir un horno Missouri son
¡mpresionantes, cuyo costo debe ser cuidadosamente calculado por parte de los
constructores potenciales. En el cuadro 5 se compara el material necesario para un
horno Missouri de 180 m3 (50 cuerdas) de capacidad, con cuatro hornos del tipo
brasileño, que totalizan una capacidad de 200 m3. La mayor desventaja del horno
Missouri, para los países en desarrollo es su elevado contenido de cemento y acero,
ambos productos comunmente importados y a menudo caros y difíciles de obtener.
Puede ser escasa la habilidad de trabajar con estos materiales en un área típica
productora de carbón vegetal. la ventaja que el horno puede ser fácilmente cargado y
descargado mecánicamente, debe ser cuidadosamente sopesada caso por caso.

El costo del acero puede ser crítico en países en vía de desarrollo, por lo que es
importante comparar la relativa eficiencia con el acero utilizado en diferentes tipos de
hornos.
Un índice útil es el de calcular la producción de carbón vegetal por cada tipo de acero
usado en la construcción de los diferentes modelos. Es evidente que las parvas de
tierra y las fosas son las mejores carboneras, puesto que no emplean acero en
absoluto y el índice es infinito. La comparación puede ser útil entre los hornos
Missouri, la colmena brasileña y los hornos transportables de acero. Usando los
valores, citados en este manual, para la producción de carbón vegetal obtenido
durante la vida útil del horno, cuando se le emplea con eficiencia, los índices son los
siguientes: colmena brasileña: 8.200 kg de carbón vegetal por kg de acero en la
construcción horno Missouri: 550 kg de carbón por kg de acero de construcción y
hornos transportables de acero: 330 kg de carbón por kg de acero de construcción.
Por lo tanto el horno colmena usa el acero 15 veces en forma más eficiente del
Missouri, y el Missouri usa el acero 1,5 veces más eficientemente que los hornos de
acero transportables.
El horno Missouri es una extructura de ingeniería que debe ser construida con
cuidado, de acuerdo con las especificaciones del diseno. Se producirá el colapso de la
extructura si no se usa suficiente acero de refuerzo, o no ha sido correctamente
ubicado. Si no se emplea pizarra aglomerada expandida y/o el horno se sobrecalienta,
se produce el colapso del techo abovedado por el colapso de los refuerzos de acero
del techo y de las paredes. El colapso de un horno tan costoso seria un desastre
económico para la mayoría de los productores y, si no se dispone de mano de obra
hábil en la construcción y los materiales especificados, no debería encargarse su
construcción.
Cuadro 5: Material empleado en el horno Missouri y 4 hornos colmenas
equivalentes
Materiales Un horno Missouri
de 180 m3
Cuatro hornos colmena
Volumen total 200 m3
Cemento con aglomerado expandido
de pizarra
46 m3 nada
Ladrillos comunes nada 34.000
Total ton de acero 4,4 ton m 0,58 ton
Refuerzos 1,56 0,58
Marco de las puertas 0,74
Conductos de aire 0,34
Puertas 1,11
Diversos 0,20
Tubos de cerámica 37 m de 150 m de diámetro nada
7.4.2 Construcción
Las paredes, el piso y el techo del horno se hacen de hormigón armado, con marcos
de puertas de acero fundido en el lugar. Para mejorar la aislación termal y la
resistencia a los golpes de calor, se recomienda el agregado de pizarra expandida
liviana. Por lo general no se encuentra el aglomerado de pizarra expandido en la
mayoría de las áreas donde se fabrica carbón vegetal en el mundo en vía de
desarrollo. Las puertas dobles del horno son una componente crítica y costosa. Deben
abrirse fácilmente, y aún así, deben poder ser cerradas herméticamente, para evitar

filtraciones de aire duran-te la quema. Se recomiendan planchas de acero de 10 cm de
espesor, para reducir deformaciones que impiden un cierre correcto. El cierre se hace
atornillando las puertas al marco de acero de las puertas, embutido en la pared y entre
una y otra donde se juntan, recomendándose tuercas de 18 mm (3/4 pulg.). Cada
lámina de la puerta pesa más de un cuarto de tonelada por lo que deben estar bien
colgadas sobre bisagras de servicio pesado para soportar el repetido abrir y cerrar.
El horno está equipado con ocho chimeneas;, hechas con tubos de drenaje de
cerámica de 15 cm (6 pulgadas). Pueden usarse también canos de acero o de hierro
moldeado. Cada chimenea es de alrededor de 4,5 m de alto y mantenida con
abrazaderas afirmadas en las paredes del horno.
Los hornos normalmente se agrupan en baterías de seis o más, con lo que se tiene un
uso económico del equipo y de la mano de obra. Algunas veces en los Estados
Unidos, para reducir la contaminación, las baterías de hornos están conectadas con un
conducto central y con un sistema de quema posterior que alimentan una chimenea
común. Se desmantelan los conductores normales y las salidas de humo se conectan
por medio de conductores horizontales de acero al quemador final. Este quemador que
se alimenta con gasolio, es necesario para calentar las corrientes de gases que llegan
y asegurar que se reduzcan totalmente a bióxido de carbono y agua, al mezclarse con
la llama del quemador de gasoleo antes de descargarse a la atmósfera, por medio de
un ventilador. Fr. obvio que este sistema puede solamente ser económico si el precio
del carbón vegetal es elevado, cuya producción puede ser económica aún quemando
algo de gasoleo.
7.4.3 Funcionamiento
El rendimiento de conversión de los hornos del tipo Missouri es similar al de los hornos
de ladrillos de tipo brasileño y argentino, cuando todos ellos funcionan bajo
condiciones óptimas. Los elevados costos de construcción del horno Missouri se
compensan con los ahorros de mano de obra producidos por el uso de equipos
mecánicos de carga y descarga. teóricamente, puesto que un horno Missouri grande
tiene el volumen de alrededor de 4 hornos del tipo brasileño, debería producirse un
ahorro adicional, en costos de mano de obra, durante la quema. En la práctica, el
horno Missouri no llega a rendir su total potencial, especialmente en los climas cálidos,
debido a su enfriamiento lento. Existe una estación estrecha entre el área superficial
del horno, el volumen, la temperatura ambiente y el ritmo de enfriamiento. Hornos y
compartimentos muy grandes se enfrían lentamente y, si el costo de la construcción es
elevado, están reflejando un uso ineficiente del capital, debido a la producción limitada
por culpa de su lento enfriamiento.
La quema en el horno se controla en forma parecida a la de los hornos transportables
de metal; el sistema de circulación del gas es bastante similar. Los rendimientos son
normalmente mejores, debido a su mejor aislación termal y mayor relación entre el
volumen y la superficie, lo que significa que se utiliza mejor el calor endotérmico de la
carbonización y que el horno no está tan expuesto a los efectos de enfriamiento, a
causa del viento y de la lluvia, de lo que sucede con el horno metálico no aislado.
Los hornos Minsouri están normalmente equipados con termocuplas, para leer la
temperatura en diferentes puntos dentro del horno. Ello es importante para estos
hornos tan grandes, ya que permiten localizar rápidamente puntos fríos y calientes de
modo que el operador puede tomar medidas correctivas, cerrando o abriendo las
bocas de aire al pie del horno. Puede controlarse también el proceso del enfriamiento,
abriendo el horno solamente cuando la temperatura del carbón es suficientemente

baja. Así se evitan fuegos que, en estos hornos tan grandes, no son fáciles de
controlar ni aún con manejos mecánicas.
Se necesita una cuadrilla de dos hombres para la carga y la descarga, equipados con
un motocargador frontal y un camión. Es suficiente un operador por turno para
controlar la combustión y, si se usan termocuplas, un hombre por turno para
supervisar un cierto número de hornos.
El ciclo del horno es generalmente de alrededor de 25 a 30 días, lo que depende de
los ritmos de enfriamiento. La capacidad de dos hornos de 180 m3 igual a
aproximadamente el consumo de madera de una batería standard de siete hornos
brasileños. Pero, dado que el ciclo de tiempos es diferente, la utilización de la mano de
obra no es tan eficiente como podría ser, a menos que hubiera más hornos en la
batería. La estilización del equipo mecánico no llega a su óptimo a menos que el
número de hornos sea suficiente para tenerla trabajando en forma más o menos
continua.
El ciclo de los tiempos, en un horno Missouri en un clima cálido, es de por lo menos un
mes, compuesto en la manera siguiente:
Carga 3 dias 2 hombres mas equipo
Quema 7 dias 2 " en turnos de 12 hrs., ó 3 h en turnos
de 8 hrs.
Enfriamiento 21 dias 1 " supervisión a tiempo parcial
Dascarga 2 dias 2 " más equipo
El tiempo total es de 33 días. Si no se disponen de máquinas, el cielo de tiempo puede
estirarse a dos o más meses.
7.4.4 El horno tipo Missouri en el mundo en vía de desarrollo
El horno tipo Missouri era y aún es un importante método de fabricación de carbón
vegetal en EE.UU. de N.A. DI 1958, cuando la industria estaba en su apogeo, se
produjeron por este método, en Missouri, alrededor de 45,000 ton de carbón vegetal.
(Esta producción es mínima si se la compara con la producción por otros métodos en
el mundo en desarrollo, pero es suficiente para atraer la atención sobre sí).

La mayor ventaja del horno Missouri comparado con los hornos de ladrillos es la
posibilidad, realmente la necesidad, de la carga y descarga mecánica.
Sus desventajas son, su elevado casto por el intenso uso de acero y cemento y por su
inmobilidad, Contrariamente a los hornos de ladrillo, no puede ser demolido y
reconstruído. Debe disponerse por lo tanto de abastecimiento en madera para diez
años, dentro de una distancia económica de transporte, para cualquier grupo de
hornos. La cantidad de madera, para un grupo de algunos hornos de 180 m3 sería de
aproximadamente 120.000 m3. Un bosque de 4.000 ha capaz de rendir 30 m3 por
hectárea, tendría que ser reservado durante 10 años para proporcionar esta cantidad
de madera. Esta superficie daría una distancia media de transporte de 2,5 km, lo que
es razonable.
Los hornos tipo Missouri, o sus equivalentes, serían más aceptables si la construoción
fuese más liviana y por lo tanto más barata, y si pudieran ser enfriados más
rápidamente, quizás empleando inyecciones de agua. La industria brasileña está
investigando en esta dirección. Se ha obtenido en los Estados Unidos un enfriamiento
más rápido y una construcción más sencilla, construyendo los hornos con paneles
aislados laminados con acero. Desgraciadamente, el acero en el costo de la
construcción sigue siendo elevado, lo que es una barrera en el mundo en desarrollo,
donde estos productos tienen que ser importados.
En lo que se refiere a la transferencia de tecnología resulta útil la experiencia del
proyecto FAO/PNUD en Ghana. se ha constituido un horno Missouri y, técnicamente,
el funcionamiento de este horno ha sido un éxito. Los problemas son el elevado costo
de construcción y de los equipos mecánicos de carga y descarga.

Foto 23. Bateria de hornos media- naranja de mas de ocho años
y todavía en funcionamiento. Los Tigres, Argentina. Foto H. Booth.
7.5 Centros de fabricación de carbón vegetal
Los hornos colmena de ladrillo se agrupan en baterías de 7, 14, etc., (siempre un
múltiple de 7). Los hornos de tipo colina se agrupan en baterías de 14, 18, etc.,
(siempre múltiples de 14).
Fig.10. Ciclo de funcionamiento para hornos colmena de ladrillo
Descarga de carbón y carga de leña 8 horas
Carbonización 96 horas
Enfriamiento 88 horas
Ciclo Total
192 horas u 8
días
Cada batería está cuidada por dos hombres, un operador para el carbón o fogonero y
un ayudante.

Un centro de producción vegetal comprende una o más baterías de hornos, cada una
completa con su infraestructura necesaria para una operación continua. Por ejemplo,
canchas para la leña para el almacenamiento del carbón para los elementos de carga
del carbón, caminos de acceso, abastecimiento de agua etc.
7.5.1 Ciclo de funcionamiento de una batería de siete hornos de carbón
vegetal
El ciclo operacional de cada uno de los siete hornos se inicia en días sucesivos. Si el
horno No. 1 se descarga y se recarga (en ocho horas) un día lunes, luego el No. 2 se
descarga y recarga un martes, etc. El horno No. 1 estará por lo tanto listo para la
descarga y recarga el martes siguiente, y el horno No. 2 en el sucesivo miércoles etc.
El domingo es un día de descanso, durante el cual no se descarga ni se carga el
horno. Los hornos que deberían ser descargados de domingo, serán atendidos el
lunes siguiente, de modo que el ciclo vuelve a comenzar un lunes para cada horno en
el turno, después de seis semanas.
Cuadro 6. Características de los hornos colmena y colina
Tipo de horno Volumen de leña en
estéreos
Relacion real Volumen de
carbón por
hornada
Rendimiento
medio/leña
carbón
vegetalNominal Real Nominal
Horno colmena de
ladrillo de 5 m. de
diámetro.
48,94 37,34 70% 17,8 2,1 : 1
Horno tipo colina de 4 m
de diámetro.
24,8 17,40 60% 8,9 2,2 : 1
Los rendimientos arriba citados son los que se han obtenido hasta aproximadamente
1975. A partir de 1976, gracias a la continua Investigación y experiencias y al
mejoramiento de las condiciones operativas, con el entrenamiento de los fogoneros del
carbón de leña y con una mejor supervisión, los rendimientos de los hornos operados
por empresas han mejorado continuamente: a 1,9 : 1 (53%); 1,8 1 (55 1,7 : 1 (59%).
Recientemente se estaban obteniendo (1977) rendimientos de 1,6 : 1 60%) en
operacion de rutina.
Produccón de una batería de 7 hornos colmena en 30 dias: 30/8x7 = 26,25 tandas, o
dígase, 26 hornadas. Cada hornada = 17.8 m3 de carbón vegetal. La producción
mensual l7,8 x 26 = 462,8 m3 de carbón, y la producción anual 17,8 x 26 x 12 = 5-
553,6 m3.
7.5.2 Instrucciones para el funcionamiento del horno colmena de ladrillo.
(i) Carga
Primero colocar dos trozas cruzadas en el lado interno de la puerta de
descarga. Luego bloquear la puerta de descarga con ladrillos, asentados sin
argamasa. La parte externa de la puerta deberá ser pincelada con arcilla
diluída, pero solamente después de terminar la carga.

Ahora comienza la carga. Las trozas se colocan verticalmente, las piezas más
delgadas contra la pared, las más gruesas hacia el centro del horno, donde la
temperatura será más alta. Colocar las bases aguzadas de los trozos sobre el
piso del horno, para facilitar la cimentación de los gases. La madera apilada
debajo del techo en cúpula se coloca horizontalmente, sobre la madera que fué
colocada verticalmente sobre el piso. Rellenar bien dentro del domo. La
madera debe ser apilada lo más compacta posible para llenar el horno con una
máxima cantidad de material. Para que el encendido sea más fácil, el
entramado será más suelto y se usará un poco de leña de fácil encendido
cerca del punto de ignición. Si hay alguna madera deteriorada, colocarla cerca
de la apertura de descarga, ya que el carbón que ella produce tendrá la
tendencia de encenderse fácilmente y, si ello sucede, puede ser fácilmente
retirada, cuando se descarga el horno. Cerrar la puerta de carga de la misma
manera como se ha hecho con la puerta de descarga.
Una vez que el horno está listo para el encendido, se dejan abiertas todas las
bocas y aperturas.
(ii) Encendido del horno
Introducir, por la apertura central en el domo, una palada de carbón
incandescente. En la estación de las lluvias puede ser necesario ayudar con un
poco de kerosene o aceite lubrificante usado. Usar el foro central solamente
para el encendido, ya que el proceso de carbonización debe proceder desde
arriba hacia abajo. Al principio de la etapa del encendido, el humo saldrá del
foro de ignición, antes blanco y pocos minutos después, coloreado oscuro, que
es la señal de que el fuego ha prendido. Debe entonces taponarse la apertura,
con ladrillos pincelados con arcilla diluída.
Foto 24. Descargando carbón vegetal de un horno de ladrillo en Salta,
Argentina.
La horquilla se usa para separar tizones encendidos . Foto M. Trossero.

(iii) Carbonización
Inmediatamente después del encendido, el humo sale de lar. bocas de
descarga, inicialmente coloreado blanco, significando que la superficie de
carbonizaci6n está aumentando. Ahora se taponan las bocas de salida de
emergencia y las que están Ubicadas en el domo.
Lar. chimeneas comienzan a echar humo. Desde este momento en adelante, el
horno funciona exclusivamente con aire controlado, que viene de las bocas de
aire y por la corriente de las chimeneas que expurgan los gases de
carbonización.
El proceso de carbonización avanza, desde arriba hacia abajo y también
horizontalmente. Deben vigilarse las chimeneas para estar seguros que
funcionan uniformemente, lo que se obtiene controlando la corriente de aire
que entra por las bocas de aire, modificando la posición de un ladrillo suelto
inclinado sobre la boca.
El fueguista controla la carbonización mirando el color del humo que sale de las
chimeneas. La carbonización avanza, siempre que el color sea blanco. Mas
adelante se pondrá blanco azulado y luego, azul transparente. Cuando este
color se estabiliza, deberán cerrarse las bocas de aire.
Al final de la carbonización, el humo se pone incoloro y transparente. Cuando
arriba de las chimeneas aparece una zona de aproximadamente 20 cm de alto
de humo sin color, se cierran las chimeneas.
Las chimeneas no ofrecen simultáneamente el mismo color del humo ni aún
después de haber tomado cualquier precaución. Es por lo tanto necesario
regular, una por una las bocas de aire y cerrar las chimeneas
correspondientes. Estas últimas continuarán a largar humo durante un cierto
tiempo después que se han taponado las bocas de aire. Las chimeneas no
deberán ser cerradas demasiado pronto, para evitar la presencia de pedazos
de leña no carbonizados.
Se da por terminado el proceso de la carbonizaci6n una vez que se han cerrado las
chimeneas. Después de cerrar todas las aperturas, ellas serán pinceladas
cuidadosamente con arcilla diluída para evitar toda entrada de aire.
(iv) Enfriamiento del horno
Se pincela todo el horno con varias capas de arcilla diluída para tapar
todas las aperturas, pérdidas y rajaduras. La cantidad de brochadas
varía entre tres y seis. Cuanto mejor sea hecha esta operación tanto
más rápido será el enfriamiento de la carbonera. Cuando las hendiduras
no se cierran completamente, el aire continuará a entrar en el horno,
impidiendo que se apague el fuego, provocando la pérdida de carbón
vegetal por su combustión y aumentando el contenido de cenizas.
(v) Descarga del horno y curado del carbón vegetal
Cuando el horno es suficientemente frío, se abre y se descarga el
carbón. El fogonero conoce la temperatura correcta, de 60° a 70°C. con
el tacto, apoyando el dorso de la mano sobre la pared de la puerta.

Para evitar fuegos expontáneos no debe nunca abrirse el horno hasta
que no esté lo suficientemente frío. Estos fuegos pueden ser apagados
con agua pero, en la mayoría de los casos, será necesario cerrar
inmediatamente el horno, resultando siempre una pérdida de carbón.
Suficiente agua, por lo menos un barril de 200 litros, debe estar a rápida
disponibilidad antes de abrir el horno. El espacio frente al horno, donde
se almacenará el carbón deberá estar limpio. Nunca debe colocarse
carbón fresco sobre carbón viejo. El horno se abrirá rápidamente. El
fogonero observará por el olor de los gases que salen, si hay fuego en
algún lugar y, en tal caso, lo apagará con una pulverización de agua.
Los ladrillos de la apertura de la puerta serán puestos a un costado,
para que interfieran con las operaciones de la descarga, que se hacen a
mano con una horquilla especial ancha y un canasto. Es buena práctica
la de separar todos los pedazos de madera no carbonizada, ladrillos,
cenizas, carbonilla fina y restos de arcilla. Los pedazos de madera no
carbonizados completamente se separan y se vuelven a cargar en la
sucesiva hornada. El carbón vegetal descargado se junta en un montón
y se deja por un tiempo para que se airee completamente, que es lo
que se llama el curado. El carbón fresco absorbe oxígeno; esta reacción
química viene acompañada por un aumento de la temperatura que
puede provocar un encendido espontáneo. Por lo tanto, el carbón fresco
debe ser "curado" al aire libre durante dos días, antes de ser
transportado a los depósitos intermedios o a las plantas siderúrgicas.
Por supuesto, es difícil controlar si esta operación ha sido siempre
hecha con el necesario cuidado. Principalmente al final del mes, cuando
los que trabajan con el carbón tienen apuro por completar sus cuotas
mensuales de producción, sucede con mucha frecuencia que el carbón
vegetal resulte insuficientemente curado, representando un grave
peligro de incendio.
Durante el curado, las parvas de carbón vegetal no deberían superar el
1,50 m de altura o de profundidad, para permitir un contacto íntimo
entre el carbón y el aire que lo circunda.
Después de la descarga, se limpia el fondo del horno. Se abren todas
las bocas de aire y las chimeneas y se limpian de los residuos de la
carbonizaci6n. El interno completo de los hornos queda muy recubierto
de alquitrán duro, pez o betún que se condensa y acumula durante las
sucesivas hornadas y protege los ladrillos.
7.5.3 La carbonización en los hornos de colina
Es lo mismo que en los hornos colmena de ladrillo. El funcionamiento es más sencillo,
puesto que hay sólo una boca de aire para vigilar y regular. Estos hornos
estánubicados frecuentemente en lugares de difícil acceso, sin caminos. El carbón
descargado debe ser llevado al camino más cercano con mulas, o a un lugar donde
será recargado. Para elegir mejor entre los dos tipos de hornos pueden tomarse en
cuenta los siguientes puntos de comparación:
Horno colmena de ladrillo Horno de colina
No requiere una topografía
especial
Es necesario tener una pendiente
natural o preparar una artificial

Frecuentemente será
necesario remover una
cantidad considerable de
tierra para preparar una
superficie plana de buena
extnsión.
Se requiere muy poco movimiento
de tierra.
No tiene requisitos
especiales sobre la textura o
composicion del suelo. En el
caso de suelo arenoso, el
piso puede ser hecho con
arcilla traída de otro lugar.
Son importantes la textura y la
composición del suelo. Si es
demasiado arcilloso, se rajará por
el efecto del calor de carbonización
y habrá infiltraciones de aire. Si es
arenoso, la pared puede sufrir
fácilmente un colapso y retener
demasiado calor, impidiendo un
enfriamiento rápido.
Vida útil: mínimo de 1.200
m3 de carbón vegetal.
Vida útil: mínimo de 350 m3 de
carbón vegetal.
Deben hacerse plataformas
para el horno que permitan el
manipuleo del carbón
directamente sobre
camiones, depués del
curado. Los camiones
deberán llegar a un nivel
inferior ( ver fig.10)
Los hornos deben construirse lo
mas cerca posible de la madera
disponible
Distancia máxima de la
madera disponible:5 km.
Distancia máxima de la madera
disponible: pocos centenares de
metros.
Mano de obra: 2 hombres
para cada batería de 7
hornos.
Mano de obra: 2 hombres para
cada batería de 14 hornos.
Los fogoneros para carbón
vegetal deben haber
alcanzado mucha habilidad
para vigilar correctamente y
regular las 18 bocas de aire.
Es recomendable el
entrenamiento de la mano de
obra.
Funcionamiento sencillo.
Solamente una boca de aire. No se
requiere entrenamiento especial.
Capítulo 8
HORNOS METALICOS
En los años 30 se difundió en Europa, para la fabricación de carbón vegetal, el empleo
de hornos metálicos cilíndricos transportables. Durante la Segunda Guerra Mundial su
técnica fué desarrollada aún más por el Reino Unido (U.K) en su laboratorio de
investigación de productos forestales (UK Forest Products Research Laboratory).
Diversas versiones del diseno original fueron usadas de una extremidad a otra en el
Reino Unido. Esta tecnología fue transferida a los países en vía de desarrollo a fines
de los años 60. especialmente con las actividades del Departamento Forestal de
Uganda. Ver también lar. referencias 7, 8, 9, 10, 17, 18, 25, 34 para mayor
información.

8.1 Diseños disponibles de hornos metálicos transportables
El Tropical Products Institute (TPI). que es una unidad científica de la Overseas
Development Administration, ha adquirido considerable experiencia en el
Funcionamiento de diversos modelos de hornos transportables de metal, ya sea en el
Reino Unido como en muchos países en desarrollo. El Instituto ha evolucionado hasta
llegar a un modelo que se considera ahora ser óptimo en economía de construccción,
robustez y durabilidad, funcionaniento sencillo con eficiencia y productividad máxima
para las situaciones de los países en desarrollo.
Las principales características del horno modelo TPI son:
- Se usa una chapa de acero de 3 mm de espesor para fabricar la sección del
fondo del horno; para la sección superior y para la tapa se usa chapa de acero
de 2 mm de espesor.
- Las dos secciones principales del horno son cilíndricas.
- Se usan repisas con perfiles de hierro ángulo de 50 mm, para soportar la
sección superior y la tapa. Estos soportes están soldados en la parte interna
del borde más alto de las dos principales secciones cilíndricas.
- Los ocho tubos de entrada/salida, ubicados debajo de la sección inferior del
horno, se abren en la base. Alrededor del hueco en la cara superior de cada
canal, se ha previsto un collar para sostener la chimenea durante el funciona
miento del horno.
- En la tapa del horno hay cuatro bocas a igual distancia, para la liberación del
vapor.
En otras versiones de hornos metálicos transportables pueden encontrarse varias
modificaciones de las características anteriores. Algunos fabricantes de hornos usan
chapa metálica de espesor menor del que recomienda el modelo TPI. Para asegurar al
horno una vida máxima útil, especialmente cuando se lo hace funcionar con descuido,
el espesor y el tipo de metal empleado en la fabricación del horno es de importancia
fundamental. La sección inferior del horno está expuesta a las tensiones más grandes
por el calor, y debería ser fabricada con lámina de acero de espesores a partir de los 3
mm. Para la sección superior y para la tapa es suficiente un espesor de 2 mm. Un
ulterior aumento de la durabilidad se obtendrá empleando en la fabricación del horno
acero Corten "Al' en lugar de acero dulce. Esta aleación especial tiene la propiedad de
resistir al calor y la herrumbre. Su costa básico es de alrededor del 10%. mayor que el
del acero dulce, pero puede ser más, donde fuesen necesarios acuerdos especiales
para obtenerlo.
Un horno ampliamente usado en los bosques del Reino Unido, tiene una sección
superior cónica, de modo que el diámetro de la tapa es considerablemente menor del
de la sección inferior. Se reduce con ello el peso de la tapa, el armado del horno
resulta más fácil y se aumenta la rigidez de la sección superior, sin afectar el
comportamiento del horno.
Sin embargo, no se le usa en el modelo TPI, puesto que sería más difícil de construir
la sección cónica en los pequeños talleres mecánicos que se encuentran en los países
en desarrollo y limita además su mobilización en terrenos de monte.
Los detalles del sellado entre las secciones son de importancia crítica. Un modelo de
horno metálico usa canales en lugar de repisas para sostener la parte superior y la
tapa. Estos canales están soldados en la parte interna del borde superior de ambas
secciones, inferior y superior; se rellenan con arena durante el armado para crear un
sello hermético al colocárseles encima la sección superior de la tapa. Los canales, sin

embarg retienen el alquitrán de madera que se condensa en las paredes del horno, y
las elevadas temperaturas, que se alcanzan durante las últimas etapas de la
carbonización, cuece la me ola de alquitrán de madera con la arena, formándose un
cemento duro, por lo que se requie ren muchas horas de trabajo pesado para limpiar
los canales después de cada hornada. Ade TU las secciones a menudo se funden
juntas después del enfriamiento, y las juntas se da- si se usan palancas de metal para
separar las secciones. Otra falla grave del modelo es el uso de una tapa de cierre
superior, donde el sellado se obtiene por medio de una ba da vertical soldada en la
parte de abajo de la tapa. En el caso en que se observara una fuga en la junta entre la
tapa y la sección superior, después que se ha encendido el horn sería sumamente
difícil sellarla, puesto que ese tipo de tapa impide al fogonero de poner más tierra o
arena en la junta. Estos problemas no surgen con el modelo TPI, ya que los hierros
ángulos usados para soportar la sección superior y la tapa no retiene el alquitrá
Además, la colocación de la tapa dentro del borde de la sección superior permite al
opera dor de agregar a la junta más arena o tierra para el sellado, corno y cuando
fuesen necesarios.
Algunos hornos metálicos usan, como canales de carga y descarga, tubos de sección
cuadrada. Se ha hallacdo, en la práctica, que es más conveniente usar los canales de
base abierta del diseno TPI. Ello es porque el alquitrán de madera, que se condensa
en las chimeneas durante la carbonización, fluye abajo en los canales donde el calor lo
cuece, formando una pasta dura. Cuando los canales tienen una base abierta, la
mayor parte del alquitrán es absorbido por el suelo y lo poco que queda puede ser
fácilmente eliminado por el libre acceso a las superficies inferiores. También, después
de uso prolongado, las terminaciones de los canales de ingreso/salida, insertadas
dentro del horno, se retuercen por el intenso calor localizado, generado en ese punto
por el encuentro entre el aire y la carga. Si se ha usado una sección cuadrada para el
canal, las caras superiores e inferiores se tuercen hacia adentro, lo que limita
seriamente el flujo, del aire y del gas de descarga, a través del canal. Es difícil
reconstruir su forma original, porque las superficies internas del tubo no son
accesibles. Por otro lado, la distorsión de un canal de base abierta puede ser corregida
fácilmente girándolo y enderezándolo con un mar tillo.
En algunos diseños, las chimeneas están inseridas en el canal por un agujero cortado
en la superficie superior de este último. La base de cada chimenea tiene una pequeña
sección cortada que permite el ingreso del humo desde el canal. Este tipo de encaje
puede reducir la salida de los gases, si ocurriese una rotación accidental de la
chimenea y además los canales no pueden ser limpiados fácilmente durante el
funcionamiento del horno.
Todos los hornos metálicos transportables incorporan algún refuerzo para proteger el
horno durante el manipuleo. Un refuerzo excesivo, sin embargo, puede crear
problemas, ya que aún los hornos más robustos pueden ser dañados, si se los
descarga negligentemente del camión. Cuando se daña un horno fuertemente
reforzado, se requerirá considerable trabajo para reponerlo en su forma original. Ello
puede a veces hacerse usando un gato entre dos maderos largos, colocados
atravesados al diámetro de la sección dañada. El refuerzo más importante que se
recomienda, para los hornos metálicos, es el uso de una banda de hierro ángulo,
soldada en forma contínua alrededor de la parte externa del borde inferior de la
sección de abajo. Con ello se tendrá un doble espesor de metal en el borde inferior del
horno, donde las tensiones de calor son más severas. Ofrece también una superficie
plana que distribuye el peso del horno en los canales de ingreso/salida. Las repisas de
apoyo de hierro ángulo, soldadas en el interior del borde superior de las secciones de
la base y superior, ofrecen más refuerzo, que se completa con una tira plana soldada
alrededor y adentro del borde inferior en la sección de arriba y de la tapa.

No todos los hornos incorporan en la tapa bocas para la liberación del vapor. Des- del
encendido del horno, las grandes cantidades de vapor liberadas durante la fase inicial
del proceso, deben irse. Si no hay bocas de liberación de vapor, debe quitarse la tapa
antes del encendido y luego puesta en su lugar, apenas la carga comienza a quemar
violentamente. Se puede también recargar el horno: el hundido natural de la carga da
tiempo suficiente para que el vapor escape, antes que la tapa se asiente sobre el
borde de apoyo, Los riesgos obvios que se presentan, con estos dos procedimientos,
producen cierta ansiedad, en los cursos iniciales de entrenamiento de fogoneros con
poca experiencia. Se ha hallado que, cuando se introducen los hornos metálicos en
nuevas áreas del mundo en desarrollo, son mucho más preferidas las bocas de
liberación de vapor. Otra ventaja está en la producción de carbón vegetal a partir de
materia prima de pequeñas dimensiones, como son los desperdicios y las cáscaras de
coco. Para mantener una corriente suficiente de gas, a través de la carga durante la
carbonización de estos materiales, se recomienda encender el horno, arriba, a través
de las bocas de liberación de vapor en la tapa.
En fin, algunos hornos que se encuentran en el mercado, están equipados con aletas y
tapas metálicas unidascon bisagras sobre los canales de entrada/salida, y que se usan
para cerrar el ingresodel aire, dentro del horno, en el momento del sellado. Estos
extras, aumentan el costo de la inversión de capital para el horno, y se ha hallado que
son absolutamente innecesarios. Debido a la herrumbre, las tapas abisagradas no
pueden ser usadas ya a los pocos días. El sellado puede obtenerse más
efectivamente con el uso de tierra o arena. En algunos modelos, se incluyen manijas
en el externo de las secciones cilíndricas del horno. Si bien las agarraderas son
necesarias en las tapas del horno, ellas pueden crear problemas, cuando están en las
secciones cilíndricas principales, en los momentos en que estas secciones tienen que
rodar de un lugar a otro. Se ha hallado que los horno pueden ser fácilmente
maniobrados sin el uso de manijas en las dos secciones cilíndricas.
8.2 Horno metálico para carbón vegetal hecho con tambores de
aceite
Puede fabricarse carbón vegetal en hornos hechos con tambores standard de 45
galones de aceite (aprox. 180 lt). Este método ha funcionado bien, usando materia
prima que quema rápido, como madera de palma de coco, cáscaras de coco y basura
de madera. Sin embargo, cuando se hacen funcionar con latifoliadas densas, es difícil
obtener una completa carbonización y el carbón resultante posiblemente tiene un
elevado contenido de materia volátil. Aún con materiales de baja densidad, el
contenido volátil del carbón vegetal producido es algo elevado, si bien no es un
inconveniente serio para un combustible doméstico de uso local. Si el carbón debe ser
producido para la exportación, el uso, sin embargo, de hornos metálicos apropiados,
hará que sea posible obtener la buena calidad exigida por el comercio.
Un hombre puede hacer funcionar un grupo de hasta 10 unidades de tambores de
gasoleo. El proceso requiere un período de carbonización de alrededor de dos a tres
horas, seguido por un período de enfriamiento de alrededor de otras tres horas. Un
operador con experiencia puede reciclar diez tambores, dos veces por día, obteniendo
una producción total de hasta 30 kg de carbón por cada tambor. Esto significa que la
operación de un hombre, usando 10 hornos, puede producir 1,5 ton de carbón vegetal
en una semana de 5 días, si recibe el suministro de madera adecuadamente
preparada.

Comparado con métodos tradicionales de producción la eficiencia de conversión
obtenida con hornos de tambores de aceite, es comparativamente elevada,
habiéndose citado rendimientos de hasta el 23% (sobre la base seca). (8). La principal
desventaja del método es que, para obtener resultados satisfactorios, la materia prima
tiene que ser de un largo menor de 30 cm, con un diámetro máximo de 5 cm. Ello
significa una considerable cantidad de mano de obra para la preparación de la materia
prima. A veces es también difícil y caro obtener tambores de aceite usados. Los
tambores tienden a quemar-se bastante rápidamente, por el metal delgado empleado,
y tienen que ser reemplazados con relativa frecuencia.
Foto 25: retorta hecha con tambores de aceite. Observar
el caño para recoger el condensado y el fuego preparado
en la zanja. Ghana. Foto Lejeune.
8.3 Ventajas y desventajas de los hornos metálicos transportables
Las principales ventajas de los hornos metálicos transportables comparados con el
método tradicional del foso o de la parva de tierra, son:
- La materia prima y el producto están dentro de un recipiente cerrado,
permitiendo el máximo control de la entrada de aire y de la corriente de gases,
durante el proceso de carbonización.
- El personal inexperto puede ser entrenado en poco tiempo y hacer funcionar
con facilidad estas unidades.
- Se requiere menos supervisión del proceso, mientras que para la fosa o la
parva, es necesario el cuidado constante.

- Puede obtenerse una eficiencia consistente, media de conversión del 24%
incluyendo la carbonilla fina (sobre la base del peso seco). Las fosas y las
parvas dan a menudo rendimientos erráticos inferiores.
-Puede aprovecharse todo el carbón obtenido en el proceso. Con los métodos
tradicionales (fosa y parva) parte del carbón vegetal producido se pierde en el
terreno, y el que se recupera está, a menudo, contaminado con tierra y piedras.
-Los hornos metálicos transportables, si son diseñados para descargar agua de
la tapa, pueden funcionar en áreas con mucha lluvia, siempre que el sitio tenga
un drenaje correcto. Los métodos tradicionales de producción de rarb6n
vegetal, funcionan con dificultades en ambientes muy húmedos.
-Una mayor variedad de materias primas pueden ser carbonizadas con el
máximo control del proceso, incluyendo coníferas, madera de deshechos,
madera de palma de coco y cáscaras de coco.
-El ciclo total de producción, cuando se usan hornos metálicos, es entre dos y
tres días.
Las desventajas del empleo de hornos metálicos comparados con los métodos
tradicionales de la fosa y de la parva de tierra, son:
-Debe conseguirse el capital inicial para pagar el costo de la fabricación de los
hornos. Debe poderse disponer de habilidades y equipo para talleres
mecánicos fundamentales y, a menudo, debe importarse el acero usado en la
fabricación de los hornos.
-Cierto cuidado es necesario en la preparación de la materia prima para facilitar
el empaquetado y para una eficiencia máxima. La madera debe ser cortada o
rajada a medida, y estacionada por un período de por lo menos tres semanas.
-Puede ser difícil trasladar los hornos portátiles metálicos sobre un terreno muy
quebrado, si bien pueden pasar con facilidad pendientes más suaves.
-La vida útil de los hornos metálicos es de solo dos a tres años.
Las ventajas del uso de hornos transportables metálicos, comparados con
instalaciones fijas, inclusive los hornos de ladrillos, son:
-Los hornos metálicos transportables pueden ser desmantelados con facilidad y
con frecuencia, y hechos rodar sobre el terreno forestal para ir detrás de las
extracciones comerciales de la madera, de los raleos de las plantaciones y de
las operaciones de limpieza del terreno. Ello significa que puede evitarse el
transporte complicado y caro de la madera a lugares centralizados de
elaboración.
-El ciclo total de operación para esas unidades es de aproximadamente de una
semana, mientras que para los hornos metálicos es de dos a tres días.
Las desventajas del empleo de hornos metálicos, comparados con hornos construidas
con ladrillos, son:
-El costo de fabricación de un horno metálico portátil es normalmente mayor de
un horno construido con ladrillos de producción comparable, lo que se debe
principalmente al costo de la materia prima. Cuando el acero tiene que

importarse, se necesitan divisas. Para la fabricación y mantenimiento, se
requieren, habilidad para trabajar las láminas de acero, y un taller.
-Gracias a la mayor aislación termal de las paredes del horno construido con
ladrillos, una menor cantidad de la madera cargada se quema durante el
proceso de carbonización y normalmente se obtiene una eficiencia de
conversión levemente mayor de la que se tiene con los hornos metálicos
transportables. Los hornos de ladrillos pueden car bonizar madera de gran
diámetro y se requieren menos cortes transversales y de raja.
-No es factible la recuperación de subproductos con hornos metálicos
transportables para carb6n vegetal. Existen posibilidades de recuperar los
alquitranes condensables, cuando se emplean hornos construidos con ladrillos.
- En una situación de procesos centralizados donde funcionan baterías
estáticas de hornos hechos con ladrillos puede proveerse más rápidamente
supervisión operativa y apoyo logístico.
Foto 26: Horno metálico transportable. Foto TPI
8.4 Fabricación del horno metálico TPI
El horno consiste en dos secciones cilíndricas que encajan y de una tapa cónica. La
tapa viene provista con cuatro bocas para la salida del vapor, regularmente
distanciadas entre sí, que pueden ser cerradas, si requerido, con tapones. El horno se
apoya sobre ocho conductos de entrada/salida de aire, dispuestos radialmente
alrededor de la base. Durante la combustión, cuatro chimeneas para el humo se
encajan sobre conductos alternados de aire.

El horno puede ser construído localmente en un sencillo taller que trabaje las chapas
de acero. Si se encuentra, deberían usarse láminas de acero Corten 'A' de 3 mm de
espesor, en lugar de acero dulce, ya que sus condiciones de resistencia al calor y a la
herrumbre prolongarán la vida útil del horno.
8.5 El transporte y la ubicación de los hornos
Los hornos pueden ser transportados con facilidad sobre un camión de piso plano.
Para transportar el horno en la parte trasera de una camioneta pick-up, pueden
encajarse las dos secciones cilíndricas la sección superior dentro del borde inferior del
cilindro de abajo, y hecho rodar sobre la parte trasera del vehículo usando -un plano
inclinado de madera. La tapa cónica puede colocarse dentro de los cilindros y la carga
será apuntada y atada firmemente para evitar que vaya rodando.
Debe cuidarse la descarga de las secciones cilíndricas de los vehículos. Si las
secciones cáen sobre su costado, es posible que se produzcan distorsiones y habrá
dificultades en el momento de ensamblarlas para el uso. Podría tolerarse alguna
distorsión liviana pero, si es profunda, deberá ser arreglada con un gato o cric de auto
y dos palos largos puestos a través del diámetro de la sección dañada
Para economizar mano de obra se recomienda que funcionen dos o más hornos en
grupo a una distancia a pie razonable de uno a otro. El operador puede de esta
manera, descargar una unidad mientras que los otros hornos están en su fase de
carbonización o de enfriamiento.
Para evitar transporte innecesario de madera, los hornos mismos deberían ser
rodados con frecuencia a nuevas ubicaciones, vecinas a la fuente de la madera. Dos
otres hombres pueden hacer rodar cada sección individual del horno; generalmente,
dos hombres empujan desde atrás y uno guía la sección, desde el frente. Se
recomienda el uso de palancas de madera para volear cada sección individual sobre
su costado, antes de rodarla a su nueva ubicación. El rodado de las secciones es más
fácil que su arrastre horizontal, aun si las distancias son sólo de 1 a 2 metros. Con una
cierta experiencia el trabajo de manejar estos hornos sobre el terreno forestal se
vuelve considerablemente más fácil.
8.6 Elección y preparación del sitio
Deberá elegirse un área bien drenada y bastante nivelada, de aproximadamente 3
metros de diámetro, muy cerca de donde está la madera. Deberán evitarse los tocones
y grandes entramados de raices y deberá eliminarse el excesivo sotobosque dentro
del área elegida, así como también se afirmará el suelo , pisoteándolo. Deberá
disponerse de tierra suelta o arena cerca del lugar, para sellar las filtraciones de aire al
horno durante su funcionamiento. Es preferible un suelo arenoso o franco, y si no lo
hay, se obtendrá, para las operaciones iniciales, una cierta cantidad de arena de algún
arroyo vecino. Este material puede ser reutilizado y bien pronto aumentará en
volumen, a medida que se le incorporan carbonilla en polvo y ceniza de madera,
producidos en el curso de sucesivas operaciones.
8.7 Preparación de la materia prima

Deberá voltearse, cortarse y apilarse la madera por lo menos tres semanas antes del
horneo, para obtener un rendimiento máximo en carbón vegetal. La madera seca
requiere menos tiempo para carbonizar y aumenta la eficiencia del proceso de
conversión. 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 sur. diámetros no sean superiores a 13 cm y que no se reduzca notablemente la
densidad de empaque dentro 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 7
metros cúbicos de madera apilada.
Foto 27: Preparación de la madera para carbón vegetal. Notar el largo reducido
de la madera. Foto TPI
8.8 Método de funcionamiento del horno TPI
8.8.1 Herramientas necesarias para operar con 2-3 hombres:
Sierra mecánica o
trozadora
Poste o plancha de
madera
Palas o azadas (2) Conducto con tamiz
Hoz Bolsas
Hacha Aguja y piolín

Cuña (2)
Guantes resistentes al
calor
Martillo pesado
8.8.2 Armado y carga de! horno
(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. Se
obtendrán iguales distancias si se colocan los primeros cuatro canales a distancias de
90 0 y luego se intercalan los otros cuatro.
Foto 28: Armado del horno metálico. Foto TPI
Los canales de aire deben penetrar por lo menos 20 cm dentro del horno, para evitar
recalentamientos de la pared del mismo. El collar de soporte, arriba del canal no debe
inclinarse hacia adentro, o sea, hacia la pared del horno, lo que dificultaría luego
colocar las chimeneas, una vez que se ha armado el horno. Una vez que los canales
de entrada/salida, están en posición, será necesario controlar 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 están 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.

Foto 29. Trozos redondos dispuestos radialmente
como listones. Foto TPI
(c) Para crear cuatro puntos de encendido, se colocan, en cada cuadrante de la base
del horno, Ieñita 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.
Foto 30. Desperdicios inflamables colocados entre los listones para
establecer cuatro puntos de encendido. Foto TPI.
(d) Ahora se coloca, haciendo cruz con los listones y sobre la yesca, un puente de
madera de diámetro chico y medio y de tizones (madera no completamente
carbonizada en las hornadas anteriores). se completa el estrato inferior del horno
haciendo puente sobre los listones descubiertos con madera de tamaño pequeño a
medio.
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.

Foto 31. Operación de carga de madera. Foto TPI
(e) se carga la sección inferior del horno con sucesivas capas de madera, llenando el
máximo posible de los espacios libres y colocando las maderas de mayor diámetro
hacia el centro del horno. Cuando la sección inferior está cargada y las superficies de
las juntas del horno se han limpiado por raspaje, se rueda al costado, la sección
cilíndrica de arriba, que luego se levan-ha, colocándola sobre la repisa de apoyo de la
sección inferior.
(f) Se completa la carga de la madera hasta que la carga forme un cono arriba del
borde de la sección superior pero, al mismo tiempo, permitiendo que la tapa sea
colocada sin inconvenientes dentro del borde. Se hace rodar la tapa al costado del
horno y se le levanta hasta apoyar sobre la repisa de apoyo. Dos hombres expertos
pueden cargar el horno en alrededor de dos horas.
8.8.3 Encendido del horno
(a) Se aplica una llama a los cuatro puntos de encendido, después de asegurarse que
los cuatro orificios de salida del vapor de la tapa, estén abiertos. Donde predominan
vientos, el costado del horno expuesto quemará más rápidamente. Para evitarlo, no se
encienden los puntos de encendido que se abren al viento, hasta que esté bien
encendido el lado opuesto.

Foto 32: Puntos de encendido. Foto TPI
(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. Duran-te este período grandes
cantidades de vapor 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.

Foto 33. Se llenan con arena y con tierra las juntas entre las secciones
principales, y se colocan las chimeneas para el humo en su lugar,
Foto TPI.
8.8.4 reducción de la corriente
Cuando cada sector del horno ha alcanzado la temperatura requerida, se tapan con
arena o con tierra los espacios entre los canales de ingreso/salida. Cuando se han -
tapado todos los espacios entre los conductos, se sellan las extremidades de los
cuatro canales que soportan lar. chimeneas. Ahora se cierran las bocas de salida del
vapor para que el humo sea eliminado desde la base del horno por medio de las
cuatro chimeneas. Cuando se ha reducido la corriente, el aire penetra en el horno
solamente por los canales de ingreso de donde fluye al centro de la carga. Los gases
de combustión son forzados hacia abajo, hacia el borde externo del horno, y se liberan
por las chimeneas. Puesto que el aire y los gases de descarga circulan en direcciones
opuestas, esta condición se denomina de contracorrientes.
Foto 34. Corrientes de aire y de los gases de descarga
en el horno. Foto TPI.
8.8.5 Control de la carbonización
(a) A los 15-30 minutos, después de generar la contracorriente, cada chimenea
debiera emitir una columna de humo blanco y denso. Durante todo el periodo de la
carbonización, es conveniente asegurar que se mantiene a una temperatura uniforme
alrededor de la circunferencia del horno. El control es más fácil cuando los hornos
funcionan en posiciones protegidas. Si hay un fuerte viento dominante el perfil de la
temperatura a través del horno puede desequilibrarse, con la necesidad de bloquear,
parcial o completamente, una o dos de las bocas de aire en el costado de donde viene
el viento. Pueden necesitarse medidas más extremas para equilibrar el horno, en las
fases iniciales de la carbonización, cuando se funciona en condiciones mojadas o con
madera húmeda de corta reciente. En estas condiciones, hay grandes cantidades de
agua que evaporarán del suelo y de la madera, en el costado más caliente, para
condensarse luego en las zonas más frías del horno. Este agua puede apagar
totalmente el fuego que queda en los puntos de encendido, y deprimir aún más la
temperatura en estas áreas.

Para corregir esta situación, deberán temporareamente bloquearse las entradas de
aire en el costado caliente del horno, y deberán destaparse los espacios entre los
canales de entrada/salida, sobre el costado más frio, para permitir que entre más aire
en esta zona del horno. Con ello, se arrastrará el fuego a las zonas más frías del
horno, y una vez que aquí la temperatura ha aumentado suficientemente, pueden
volverse a sellar los espacios entre los canales. Puede seguirse posteriormente con el
método normal para el control de la entrada de aire.
Es importante no dejar nunca un horno desatendido cuando los espacios entre los
canales de entrada/salida están abiertos, puesto que el horno puede quedar
seriamente dañado.
Cuando se usa madera mojada o cuando se hace funcionar el horno en condiciones
mojadas, es probable que el tiempo de carbonización se alargue harta un total de 48
horas. Debido a la mayor cantidad de madera que se quema internamente para
eliminar el exceso de humedad, deben esperarse rendimientos más bajos.
(b) Durante la carbonización, una cierta cantidad de alquitrán se deposita en los
conductos de salida y en lar. chimeneas. Este alquitrán reduce la corriente de
descarga de gas del horno, y debería ser eliminado cuando se nota una reducción de
la cantidad de humo liberado desde algunas de las chimeneas. Ello se hace, retirando
la chimenea de su anillo de apoyo del conducto de salida, usando un par de guantes
resistentes al calor o una vieja bolsa, y se quita toda obstrucción que hubiera dentro de
la chimenea. Al mismo tiempo se hace penetrar una vara larga, por el canal hacia el
centro del horno, para asegurarse que no hay obstáculos internos.
En un cierto momento durante el período de carbonización (normalmente 8 a 10 horas
después del encendido) deberán trasladarse las chimeneas a los conductos de aire
adyacentes, para convertir las bocas de ingreso de aire en salidas de humo y
viceversa. Se mantiene de esta manera una quema regular, reduciendo la formación
de ceniza en las áreas donde el aire penetra en el horno.
(c) La carbonización es completa cuando el color del humo, en todas las chimeneas,
toma un tinte azulado 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 muy caliente (1500 a 200°C), tal que una gota de agua hecha caer sobre la pared
del horno, evaporará inmediatamente con un ruido chispeante. Al llegarse a este
momento, se sella completamente el horno para el enfriamiento.
El horno se sella, quitando las chimeneas y bloqueando completamente, con tierra o
arena, todos los conductos de aire. Si fuese necesario, se agrega más tierra o arena a
las juntas de las secciones principales del horno y a las bocas de salida de vapor, para
asegurarse que estén completamente selladas y el aire no pueda entrar. Se deja
enfriar el horno durante 16 a 24 horas antes de abrirlo y descargarlo. Una lluvia
ayudarla mucha el enfriamiento.
8.8.6 Descarga del horno
(a) No debe abrirse el horno antes de que su contenido esté frío y que la superficie
externa del horno resulte fresca al tacto. La presencia de luz del sal directa podría
confundir, por lo que la temperatura interior del horno puede ser apreciada mejor
tocando la superficie de la sección inferior, en una zona sombreada. A continuación
deberá tantearse la temperatura del resto de la superficie de la sección inferior, para
asegurarse que no existen "puntos calientes". Si el contenido del horno sigue caliente

después de un período de enfriamiento de 24 horas, significará que no se ha obtenido
el sellado completo con el exterior, que debe tratarse de obtener.Además, si se abre el
horno y se nota que parte del carbón vegetal está aún prendido, se volverá a sellar el
horno para un ulterior período de enfriamiento.
Inmediatamente después de romper el cierre hermético en el horno, deberá sacarse el
carbón, aún cuando pareciera que el contenido es completamente frío. Cualquier
demora podría hacer que se enciendan fuegos localizados y, a parte de la pérdida,
puede hacerse mucho daño al horno.
(b)Durante la carbonización, la madera se habrá reducido a alrededor de la mitad de
su volumen original y será posible quitar la tapa y la sección superior, apenas el horno
se enfría, quedando el carbón vegetal en la sección inferior.
Foto 35. Durante el período de carb on ización la madera se ha reducido
a alrededor de la mitad de su volúmen original. Foto TPI
La tapa se remueve con poco esfuerzo, levantando un costado de su plancha de
apoyo e insinuando la extremidad de una rama larga o tablón en el espacio abierto.
Este pedazo de madera puede ser luego usado como deslizadero, sobre el cual se
hace delicadamente resbalar la tapa hasta el suelo. Se seguirá el mismo
procedimiento para remover la sección superior del horno.
(c) Para retirar la sección inferior, se quitan antes los conductos de entrada/salida de
un costado del horno, usando una palanca. Con la palanca debajo del lado opuesto, la
sección inferior puede voltearse sobre su costado, dejando libre el carbón vegetal para
su embolsado. Cuando se descarga el horno deberá tenerse al alcance de la mano
una paila de agua o una cierta cantidad de arena o de tierra, para apagar cualquier
pequeño fuego que se presente.

8.8.7 Embolsado del carbón vegetal
Para abreviar esta operación debe usarse un tamiz deslizador que separe los pedazos
grandes de carbón vegetal de la carbonilla fina y polvo. En la figura 11 se indica como
construir un tamiz deslizador.
Se recomienda colocar la sección inferior del horno en el lado opuesto de donde se tira
el carbón, y de charla para sostener el tamiz deslizador, de manera que no solamente
aumentará la establidad del tamiz, sino que se reduce la cantidad de polvo que
alcanza al obrero.
Si fuese necesario, se puede también usar un tamiz deslizador de libre apoyo. Dos
obreros pueden descargarlo y llenar las bolsas en alrededor de una hora.

Foto 36. Un tamiz deslizador se usará para separar los pedazos
grandes de carbón vegetal de la carbonilla y polvo. Foto TPI
8.9 Variantes en los métodos de funcionamiento
El encendido del horno desde arriba, es un método especialmente adaptado para
carbonizar madera pequeña o cáscaras de coco, puesto que asegura una suficiente
corriente de gas a través de la carga.
8.9.1 Carga
El horno se carga como se ha descrito antes, sin yesca entre los listones en la base.
La yesca de leña se coloca en vez, en una depresión de 25 cm de profundidad en la
parte alta de la carga, que luego se recubre con un estrato final de madera.
No se necesitan los listones cuando se carboniza cáscara de coco. Debe tenerse
cuidado de asegurar que el material de la cáscara no bloquea los extremos de los
conductos de entrada/salida dentro del horno. Para ello, se coloca una pieza plana de
madera (por ejemplo, un pedazo de costilla de una rama muerta de palma) arriba de la
extremidad final del conducto, antes de taparlo con cáscaras.
8.9.2 Encendido
El fuego se enciende arriba, a través de una de las cuatro bocas de liberación del
vapor, y se deja que la carga queme con un acceso de aire completamente libre hacia
la base del horno. El humo escapará por las cuatro bocas de la tapa. Se dejará que
esta etapa continúe por alrededor de dos horas, hasta que toda la sección superior del
horno sea demasiado caliente como para tocarla con las manos desnudas.
8.9.3 Reducción de las corrientes

Cuando la sección superior está suficientemente caliente, se cubren los espacios entre
los conductos de ingreso/salida con arena o tierra y se colocan las chimeneas en
posici- Se sellan las bocas de salida de vapor. La inversión de los flujos y el control de
la alimentación de aire se hacen según el método normal de operación descrito
anteriormente.
8.10 Programa para el funcionamiento comercial
Dos hombres expertos pueden hacer funcionar dos hornos metálicos transportables y
producir 2-3 toneladas de carbón vegetal por semana. De acuerdo con las condiciones
y facilidades locales, puede necesitarse ayuda para cortar la madera y mover los
hornos y, en algunos casos, puede ser necesario un tercer hombre, preferentemente
un operador de una sierra mecánica.
La experiencia ha demostrado que las operaciones comerciales exitosas, cuando se
han usado hornos metálicos transportables, han sido las que ofrecían incentivos
máximos a sus operadores. Un ejemplo se tiene en una cooperativa gestionada por
propietarios/operadores del horno, donde los socios reciben la- mayor parte de los
beneficios de la venta del carbón vegetal.
A continuación se formula y se sugiere un programa de trabajo para una semana de 5
días. Pueden hacerse modificaciones al presente horario, para permitir variaciones en
las horas diarias de trabajo y para una semana de 6 días. Además, pueden obtenerse
operaciones adicionales, si se puede contratar, con alguien que viva cerca del área de
producción la tarea liviana de media hora, de sellar el horno durante el fin de semana.
Lunes 08.00-
10.00
Horno
1
Horno
2
Descargar ambos hornos.
10.00-
12.00
Horno
1
Cargar horno con madera
12.00-
13.00
Horno
1
Encender el horno y reducir el tiraje
13.00-
17.00
Horno
2
Cargar horno con madera.
Horno
1
Controlar la carbonización. Cambiar y limpiar las
chimeneas a las 16.30
Martes 08.00-
08.30
Horno
1
Cambiar y limpiar chimenea
08.30-
11.00
Preparar madera para futuras operaciones
11.00-
12.00
Horno
2
Encender el horno y reducir el tiraje
12.00-
17.00
Horno
2
Controlar la carbonización. Cambiar y limpiar las
chimeneas a las 16.30
Horno
1
Cerrar el horno cuando se completa la carbonización
Preparar madera para futuras operaciones
Miercoles 08.00-
08.30
Horno
2
Cambiar y limpiar chimeneas

08.30-
14.00
Preparar madera para futuras operaciones.
14.00-
15.00
Horno
1
Descargar del horno, el carbón vegetal.
15.00-
17.00
Horno
1
Comenzar carga horno con madera
Horno
2
Cerrar el horno cuando se complete la carbonización
Jueves 08.00-
10.00
Horno
1
Terminar carga del horno con madera.
10.00-
11.00
Horno
1
Encender horno y reducir el tiraje.
11.00-
11.30
Horno
2
Descargar del horno el carbón vegetal.
Horno
1
Controlar la carbonización
13.00-
15.00
Horno
2
Cargar el horno con madera.
Horno
1
Controlar la carbonización
15.00-
16.00
Horno
2
Encender el horno y reducir el tiraje.
16.00-
17.00
Horno
1
Cambiar y limpiar las chimeneas.
Horno
2
Controlar la carbonizaci6n.
Viernes 08.00-
09.00
Horno
1 y
Horno
2
Cambiar y limpiar chimeneas.
09.00-
13.00
Horno
1
Cerrar el horno al completar la carbonizaciór
Horno
2
Cambiar y limpiar chimeneas a las 12.30.
13.00-
17.00
Horno
2
Cerrar el horno al completar la carbonización
8.11 Los más frecuentes defectos de funcionamiento
(a) Insuficiente encaje de los conductos de entrada/salida debajo del borde inferior de
la sección inferior del horno, durante el armado. La elevada temperatura, que se
produce en la extremidad interna del conducto de aire, produce graves daños a la
pared del horno, si no se mantiene la requerida distancia entre la zona caliente y la
pared del horno.
(b) Insuficiente flujo del gas a través del sistema, por no quitar los depósitos de
alquitrán de los conductos de salida y de las chimeneas, resultando bajas
temperaturas en el honro y períodos de carbonización más largos.
(c) Empleo de demasiado tiempo en el enfriado del horno, con la reducción de la
cantidad de operaciones posibles en la semana de trabajo.

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