Evolving notes, images and sounds by Luis Apiolaza

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Back of the envelope calculations: pulp mill

Imagine that someone stops you on the street and asks “How many hectares of plantations do we need for a pulp mill that produces 1 million tonnes per year of Eucalyptus pulp in Chile?” They don’t need a highly accurate result but a ballpark figure, the right order of magnitude. A Fermi estimate.

How many assumptions do we need?

  1. We need 4 cubic metres of wood for a metric tonne of pulp (wood density 0.5 ton/m3 and 0.5 pulp yield)
  2. Harvest age 12 years
  3. Productivity 25 m3/year/ha

Using 1. we need 4 m3/ton x 1,000,000 ton = 4,000,000 m3 of wood per year. Using 2. and 3. we see that 1 ha produces 25 m3/year/ha x 12 year = 300 m3/ha.

Therefore we need 4,000,000 m3/year / (300 m3/ha) = 13,333.33 ha/year and because we need the same amount in year 1, 2, …, 12 (Harvest age) and we keep on planting forever, the total is 13,333.33 ha/year x 12 year = 160,000 ha.

If you have been paying attention, you’ll notice that we divide and multiply by the rotation (12 years) so we can simplify the calculation back to: 

product conversion (4 m3/ton) x capacity (1,000,000 ton/year) / productivity (25 m3/year/ha) = 160,000 ha.

We know that none of those numbers is perfectly correct, but put together they give us an idea of the magnitude of the problem. We can play with them: change site productivity, conversion rate, add safety margins, etc.

Now let’s say that we read of people complaining because a Chilean company announces a 2.5 million tonnes short fibre mill in Brasil. That would need 160,000 ha x 2.5 = 400,000 ha. Massive. As a comparison, INFOR tells us that the whole Eucalyptus estate in Chile is about 900,000 ha and that’s already used by the existing pulp mills, bioenergy producers, etc.

Just from the resource access point of view, having a pulp mill that size would need increasing the country’s Eucalyptus forest estate by roughly 50%. That gives some context to the speculation about the reasons for the investment in Brasil.

Exposing rather than hiding complexity

In the mid-1990s I was at Massey University in Palmerston North, centre of the known universe, where I was doing my PhD. During a short course I met Arthur Gilmour, the creator of ASReml (plain vanilla version, there was no R package yet then). I was really impressed by two things: 1- the software was insanely fast, particularly compared to the SAS scripts I was used to, and 2. How strange the syntax was for anything but the simplest cases.

I was stuck while coding some multivariate analysis, hitting my head against the wall when I complained to Arthur about the syntax. He told me that my problem was not with the syntax but with the matrices. That the syntax represented direct sums and Kronecker products. After that I read the code again, thinking of matrices(*) and suddenly the syntax made sense: there was complexity because the underlying matrix operations were quite exposed in the notation. Exposing these operations was one of the keys that made ASReml so powerful.

Morals of the story:

  • It helps to have a clue of what the software is supposed to be doing.
  • Genetic analyses are turtles/matrices all the way down.
  • Ask if you don’t understand. There is no point on suffering in silence.

(*) Good thing that I had gone through Searle’s “Matrix Algebra Useful for Statistics” guided/pushed by Dorian Garrick. It was hard work, but excellent background for dealing with linear mixed models.

Escogemos producir madera de baja calidad

Tercera patita(*). La semana pasada participé en tres reuniones en el éter (online dirían algunos), discutiendo investigación en diferentes aspectos del sector forestal, tanto en plantaciones como en bosque nativo. En una de ellas, alguien comentó acerca del bajo nivel de calidad de la madera: la proporción de madera de pino radiata que puede ser usado en la construcción es muy baja. ¿La razón? Es una especie de baja calidad.

Mi opinión es diferente: la crisis de los pequeños y medianos procesadores forestales es parcialmente autoinfligida por el sector forestal. No es que el pino radiata sea intrínsecamente malo para producir madera estructural y de apariencia; es mediocre, pero sirve. El problema es que dónde ha sido establecido, el tipo de material genético y el manejo silvicultural han sido optimizados para producir cantidad y no calidad. No solo por los pequeños y medianos, sino por los grandes también. La pulpa de madera domina el negocio y condiciona muchos otros aspectos de la industria basada en plantaciones de especies exóticas.

Por eso cuando escribía de qué y a quién subsidiamos, de que repetir actividades pasadas va a terminar repitiendo los resultados, tenía esto en mente. Por los últimos 50 años la industria a escogido producir madera de baja calidad y cualquier conversación de subsidios debe partir de esta base. No quiero estar el año 2074 teniendo esta misma discusión.

No faltará quién cuestione estas opiniones como negativas y pregunte ¿qué haces para cambiar las cosas? Bueno, las tres reuniones son para tres proyectos con esa intención.

(*) Término de cueca. Los dos post anteriores son ¿A quién subsidiamos en el sector forestal? y ¿A quién citamos en el sector forestal?

A dollop of Spanish

Most of my followers are English speakers (native speakers, second-language, third-language, nth-language speakers) so they could be confused by my occasional posts in Spanish. Well, I was born in Chile and grew up in Chile, Venezuela and Argentina so it shouldn’t be a surprise that I have professional interests in Latin America. I care deeply about forestry and breeding as professional activities and have opinions, some would say too many opinions 😉, about improving the way we do things.

We should question the status quo, because “best practice” sometimes it is just “meh practice”. We need kaizen, continuous improvement, but we also need to reevaluate what we are doing and how we are doing it: discontinuous improvement (kaikaku). Obviously I also happen to have too many opinions about how forestry, and in particular forestry subsidies, should run in Chile, therefore, you patient reader get posts in Spanish.

As you might guess, some of the opinions will not win popularity contests but they are part of my “critic and conscience of society” academic role. I also have an interest in history and contexts, which might help to explain some of my comments.

Discussing some issues in forestry feels like riding a bicycle in tree canopies.

¿A quién citamos en el sector forestal?

En mi post anterior preguntaba ¿A quién subsidiamos en el sector forestal?, lo que despertó una buena y civilizada discusión. Aprecio mucho la posibilidad de conversar así.

Hoy ví que Horacio Gilabert puso un link a una columna en El Mostrador que nos recordaba las palabras de Jacques Chonchol a la Asociación de Ingenieros Forestales en 1970. Un llamado a plantar árboles en tierras erosionadas por la eliminación de bosque nativo y sobreexplotación agrícola. Muy interesante, pero me preguntaba del contexto: rara vez uno escucha palabras de un fundador del Movimiento de Acción Popular Unitario (MAPU) en la discusión forestal actual.

Es fascinante recordar lo que dijo Chonchol, Vicepresidente del INDAP durante el gobierno de Frei y Ministro de Agricultura de Allende (implementando la reforma agraria) con respecto a la necesidad de plantar árboles en Chile. Ahí ya hay más contexto: era plantar pero hacer otros cambios radicales.

Viene a colación recordar que el mismo Chonchol publicó el libro “Por una nueva reforma agraria para Chile” en 2018, en que el capítulo 14 llama a “evitar la extensión del monocultivo forestal” y el capítulo 12 a “evitar la nueva concentración y extranjerización de la tierra” y el capítulo 17 a “devolver a las comunidades mapuches las tierras usurpadas y desarrollar una política de mejoramiento económico y social de los pueblos indígenas”. Uff, ¿Mucho contexto? Quizás. El libro es asequible y conviene darle una mirada antes de invocar a Jacques Chonchol como un partidario de más plantaciones de pino y eucalipto.

Yo también estoy de acuerdo con que necesitamos más árboles en Chile pero—como decía en un comentario en el post original—no podemos repetir los subsidios del DL701 y esperar un resultado diferente. Necesitamos paquetes tecnológicos que conduzcan a un manejo forestal que produzca madera que califique de grado estructural si queremos madera para construcción en altura. En caso contrario, vamos a seguir alimentando el mercado de metro ruma, con poco valor agregado, pasando parte del subsidio a las empresas de pulpa y las PYMEs continuarán quebrando por falta de materia prima apropiada.

Podemos pensar en plantar algunas especies nativas; he escuchado cosas muy interesantes acerca de roble, raulí y su híbrido, viniendo de la Universidad Austral. Podemos usar otras especies exóticas también, que amplíen la cadena productiva con más alto valor. Ahí estamos hablando de subsidios interesantes y de un sector forestal más diverso. Buscando algo así entré a estudiar Ingeniería Forestal un día de marzo de los años ochenta en Antumapu.

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