Papel
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Las fibras para su fabricación requieren de unas propiedades especiales, como alto contenido en celulosa, bajo costo y fácil obtención, por lo que las más comúnmente usadas son las vegetales. La materia prima más común es la pulpa de celulosa, proveniente de madera de árboles, principalmente pinos, por su precio y la calidad de su fibra (muy larga), y eucaliptos, pues es muy barata y resistente. También se utilizan otros materiales, como el algodón y el cáñamo.
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[editar] Manufactura
Nos centraremos en la producción de papel, ya que el proceso de obtención de pasta o pulpa es un tema totalmente diferente.
[editar] Preparación de las fibras
[editar] Papel reciclado
Obtención de papel con materia prima reciclada. Los pasos de formación de la hoja y su manipulación son los mismos. La diferencia radica en que el material utilizado es papel. Éste es obtenido en su mayor parte de los sobrantes de edición (mejor calidad, menos utilizado, más limpio y homogéneo) y de las recogidas selectivas (papel más sucio por estar utilizado y desconocerse su composición exacta, periódicos mezclados con revistas, cajas de cartón usadas, etc.)
[editar] Papel de pasta virgen
Una vez se tiene la pasta de papel, obtenida por medios químicos (pasta química o Wood Free, se consigue disolviendo la lignina) o medios mecánicos (pasta mecánica, no se elimina la lignina sino que se separan las fibras por fricción), hay que acondicionarla para el proceso de fabricación.
[editar] Pulper
La pasta se prepara en un aparato llamado pulper (dispositivo semejante a una gran batidora), donde se mezcla agua con la pasta de papel. La pasta puede estar en forma de fardos y balas (muchas hojas de pasta de papel), a granel (pasta de papel desmenuzada) o, si se trata de una fábrica integrada cuyo proceso de pasta y de papel se realiza en la misma factoría, en suspensión de agua.
El pulper es una gran cuba, normalmente a nivel inferior del suelo, en cuyo interior se encuentra una gran hélice. Al añadir la pasta de papel, comienza el proceso de disgregación de fibras, primero por el impacto al caer los fardos, después por el rozamiento de la hélice con la pasta y finalmente por el rozamiento de las mismas fibras entre sí. Esta acción genera calor que ayuda a la dispersión.
Según el tipo de producción, se puede usar papel viejo, obteniendo un papel de menor calidad (papel reciclado). Aunque siempre se mezcla con pasta virgen, ya que las fibras se estropean, se rompen y dejan de ser útiles para la fabricación. Es imposible reciclar o reutilizar papel indefinidamente.
[editar] Refino
Después, las fibras en suspensión se han de tratar físicamente mediante un proceso de fricción, para aumentar su capacidad de afieltrarse y unirse entre ellas. A este proceso se le llama refino. Consiste en frotar las fibras entre sí y contra unos discos metálicos. Esto hace que se rompan parcialmente y se creen una especie de pelos que son los que crearán los puentes de hidrógeno y darán al papel mayor resistencia a la tracción.
Cada tipo de fibra papelera y cada tipo de papel usan una refinación distinta que se adecua a cada necesidad.
Al aumentar el grado de refinación de una pasta disminuye su opacidad, aumenta la resistencia a la tracción y disminuye la porosidad.
El papel cebolla (típico papel usado en dibujo, semitransparente) está muy refinado.
Una vez refinado, pasa por varias tinas (contenedores de líquidos) donde se le añaden aditivos tales como colorantes, cargas minerales (para añadir blancura, disminuir porosidad, etc.), productos especiales (para aumentar la resistencia al agua, a la tracción, etc.)
Una vez se le han añadido todos los elementos que se necesitan y la pasta ha reposado un pequeño tiempo para eliminar la latencia (propensión de la fibra a enredarse, convirtiéndose en pegotes), llega a la máquina de papel.
[editar] La máquina de papel
Es el elemento más importante. Es el lugar donde la pasta en suspensión se convierte en papel.
Aunque hay varios tipos, la más extendida es la máquina de mesa plana, derivada de la primera máquina inventada por Fourdrinier en tiempos de Napoleón.
Consta de varios elementos, se citan los más importantes por orden de utilización y la utilidad que desempeñan.
[editar] Cabeza de máquina
Se encarga de expulsar la pasta de papel en una fina capa sobre la tela de la máquina de papel.
Básicamente es una caja alargada, en cuyo interior circula la pasta. En su extremo inferior, tiene una abertura en su largo por donde sale la película de pasta. El ancho de esta abertura se controla con unos labios, que al aumentar su distancia entre sí dejan caer más o menos cantidad. Controlando la salida de pasta de los labios se obtienen distintas propiedades de la hoja formada.
Al salir de los labios, cae directamente en la tela de máquina, ésta en su inicio, se le da un movimiento horizontal para mitigar un sentido de la fibra pronunciado.
Al caer las fibras tienden a colocarse en una posición paralela al movimiento de la tela, si no se elimina en parte, el papel tendrá una serie de características no adecuadas, como menor estabilidad dimensional (al humedecerse el papel, las celulosa se hincha, si todas las fibras van en el mismo sentido, se hincharán más en sentido longitudinal que en el transversal), mayor desgarro (fibras menos unidas).
Un experimento sencillo para descubrir el sentido de la fibra: tomar una hoja de periódico (tienen el sentido muy marcado), desgarrarla (sin tijeras, usar las manos), primero en el sentido de las letras impresas y después en el contrario, puede verse que en un sentido sale una línea casi recta, mientras que en el otro es complicado conseguir.
En otros papeles de gran calidad esta diferencia es casi imperceptible, se han de realizar ensayos más complicados (rigidez por ejemplo).
[editar] Tela
Es una malla muy fina donde se coloca la pasta de papel y comienza el desgote y secado.
La primera parte del secado es por gravedad, el agua cae atravesando la tela y las fibras quedan retenidas en la parte superior.
Después, el exceso de agua no desgota por sí sola, por lo que hay que ayudarla con varios elementos.
- Foils
Unas piezas, generalmente de plástico, que se colocan en la parte inferior de la tela. Tienen un ligero ángulo de descenso que al contacto con la malla generan un cierto vacío.
- Vacuum foils
Lo mismo que los foils, pero además absorben el agua mediante bombas de vacío.
- Dandy
Un gran rodillo hueco, cuyo exterior está recubierto de una malla. Se coloca en la parte superior de la tela en contacto directo con el papel. Mediante presión y, en algunos casos bombas de vacío, exprime el agua.
Además puede tener una serie de dibujos en relieve, que al presionar sobre el papel húmedo crea las marcas al agua. Es posible ver marcas de agua si se coloca, por ejemplo, un billete de banco al trasluz.
Al eliminar el agua en su mayor parte, el papel comienza a tener consistencia y se coloca en la sección de prensas y secadores.
[editar] Prensas y secadores
Una vez el papel ya ha adquirido consistencia, se ha de eliminar toda la humedad posible, para esta etapa se usa presión y calor.
La presión se da por medio de pares de rodillos recubiertos de goma; entre los rodillos y la hoja de papel corre una cinta de fieltro que absorbe el agua escurrida por la presión del rodillo.
La banda de papel prensada se hace pasar por una serie de rodillos huecos por los que circula vapor a altas temperaturas, para ello se acompaña con una manta de fieltro que evita que la hoja se aparte del cilindro ayudando al secado y guiando la hoja por ellos.
[editar] Cocina
Es un proceso aparte del de fabricación del papel en el que se elaboran los productos para ser aplicados a la superficie del papel para modificar aspectos del producto final. Después continúa otra serie más de prensas para terminar el secado.
Este producto aplicado en la máquina de papel es llamado preestucado, luego el papel puede ser llevado a la máquina estucadora para serle aplicado el estucado que junto con una aplicación de presión y calor se da brillo al papel.
[editar] Lisas y calandras
Una vez seco, las fibras se han unido convirtiéndose finalmente en lo que consideramos papel. En algunas ocasiones, se requiere un papel muy brillante, o con una lisura especial, esto se consigue presionando entre dos rodillos llamados lisas. Las calandras tienen varios rodillos metálicos colocados unos sobre otros, algunos calentados a vapor.
Otra aplicación de las lisas es la de modificar el calibre o grosor del papel mediante presión.
[editar] Pope
Finalmente, el papel fabricado se enrolla en grandes bobinas para su posterior uso.
[editar] Manipulado
- Rebobinado:
La máquina de papel entrega una hoja continua de ancho fijo y con defectos. En una etapa de rebobinado se eliminan los defectos y se corta la hoja por el largo de acuerdo a las necesidades de los usuarios. Las grandes bobinas que se obtienen en pope se transforman en bobinas terminadas más pequeñas y fáciles de manejar.
- Corte:
El transformado de bobinas de papel a papel cortado, se realiza en una máquina llamada Cortadora.
El papel una vez cortado, se separa en paquetes.
- Resma - 500 hojas.
- Media resma - 250 hojas.
- Cuarta - 125 hojas.
- Quinta - 100 hojas.
Estas medidas vienen dadas porque antiguamente el papel se contaba a mano. Se separaban las hojas de cinco en cinco (Dedo=5 hojas), cada cinco dedos era una mano (Mano= 25 hojas).
[editar] Formatos
Para facilitar la impresión y economizar en gasto de papel, existen una serie de normas sobre el formato del papel.
En la mayoría de países europeos, la norma UNE (una adaptación de la norma DIN).
Los formatos más habituales son:
Norma DIN Serie A
Más información sobre formatos de papel.
[editar] Características técnicas
Según el uso al que vaya dirigido, necesita unas características técnicas específicas. Para ello se miden las cualidades del papel. Las más comunes son:
- Peso - Gramaje:
Peso en gramos por unidad de superficie (g/m2). Antiguamente se medía por el peso de una resma, una docena de docenas de pliegos, siendo cada pliego del tamaño de 8 hojas, del antiguo tamaño folio (215mm x 315 mm). Actualmente, la resma tiene otro valor (500 hojas).
- Longitud de rotura:
Se mide la cantidad de papel (en miles de metros) necesaria para romper una tira de papel por su propio peso.
- Desgarro:
Resistencia que ofrece el papel a la continuación de un desgarro.
- Resistencia al estallido:
Resistencia que ofrece el papel a la rotura por presión en una de sus caras.
- Rigidez:
Resistencia al plegado de una muestra de papel.
- Dobles pliegues:
Cantidad de dobleces que soporta una muestra hasta su rotura.
- Porosidad:
Se mide la cantidad de aire que atraviesa el una muestra de papel.
- Blancura:
Grado de blancura.
- Opacidad:
Es la propiedad del papel que reduce o previene el paso de la luz a través de la hoja. Es lo contrario a la transparencia.
- Estabilidad dimensional:
Diferencia en mm de una muestra seca y la misma muestra una vez se ha sumergido en agua.
- Ascensión capilar:
Altura en milímetros que alcanza el agua en una muestra parcialmente sumergida.
[editar] Aplicaciones
El papel se usa para infinidad de cosas. Aparte de las más habituales (escritura, impresión...) hay una serie de usos curiosos:
- Para la papiroflexia
- Puertas. Algunas puertas de baja calidad constan de dos chapas de madera en cuyo interior se encuentran unas celdas tipo abeja, que dan consistencia, hechas de papel.
- Decorativo como sucedáneo de madera. Por ejemplo, en las de roble en cuyo interior aparece al romperse serrín prensado y una capa con el dibujo simulando las vetas de madera. Es papel pintado y melaminado (tratamiento que le da aspecto de plástico). También se usa para elaborar objetos decorativos superponiendo capas de trozos engomados dándole la forma deseada, o moldeandolo después de reconvertirlo en pasta, técnicas denominadas papel maché o carta pesta.
- Dinero (billetes). Es un papel complicado de fabricar, y muy complicado de imitar. Se fabrica con un gran porcentaje de pasta de algodón, que le confiere resistencia (fibras muy largas). Se añaden fibras especiales que brillan con luz ultravioleta, y se le aplican marcas al agua.
[editar] Reciclaje
[editar] Antecedentes
Aunque antiguamente se obtenía papel de otras plantas (incluyendo el cáñamo del que se extrae una celulosa de alta calidad) la mayor parte del papel se fabrica a partir de los árboles. Los árboles y los bosques protegen la frágil capa de suelo y mantienen el equilibrio adecuado de la atmósfera para todas las formas de vida. (Ver deforestación)
Para fabricar 1000kg de papel convencional es necesario un estanque de 100 000 litros de agua.
Con papel y cartón se fabrican:
- Bolsas de papel para diversos usos
- Cajas de cartulina para variados usos
- Cajas de cartón corrugado
- Bandejas de cartón y cartulina para repostería y para packs de bebidas
- Papel para imprentas, oficinas y muchos tipos más.
Mundialmente, la industria consume alrededor de 4 000 millones de árboles cada año, principalmente pino y eucalipto. Las técnicas modernas de fabricación de pastas papeleras usan especies muy específicas de estos árboles y las plantan dedicadamente.
El consumo de papel y cartón en Argentina alcanza 42kg por persona al año; en Estados Unidos, 300kg por persona al año, y en China y la India 3kg por persona al año.
En Chile se producen entre 450 y 500 mil toneladas de papel al año y se recupera alrededor del 47%. La industria de la celulosa y el papel utiliza un tercio de la producción nacional de madera.
Con el reciclaje se ahorra un 25% de energía en el proceso de fabricación.
[editar] El reciclaje del papel y cartón
El papel de desecho puede ser triturado y reciclado varias veces. Sin embargo, en cada ciclo, del 15 al 20 por ciento de las fibras se vuelven demasiado pequeñas para ser usadas. La industria papelera recicla sus propios residuos y los que recolecta de otras empresas, como los fabricantes de envases y embalajes y las imprentas.
El papel y el cartón se recolectan, se separan y posteriormente se mezclan con agua para ser convertidos en pulpa. La pulpa de menor calidad se utiliza para fabricar cajas de cartón. Las impurezas y algunas tintas se eliminan de la pulpa de mejor calidad para fabricar papel reciclado para impresión y escritura. En otros casos, la fibra reciclada se mezcla con pulpa nueva para elaborar productos de papel con un porcentaje de material reciclado.
Uno de los sectores industriales que ocupa gran cantidad de material de desecho es la fabricación de papel y cartón. En Chile, la Compañía Manufacturera de Papeles y Cartones, CMPC, es el principal comprador de estos desechos. En los comienzos, la Papelera compraba el material en su planta de Puente Alto. Con el aumento de los volúmenes comercializados, la Papelera creó una empresa subsidiaria, SOREPA, que desde 1972 es abastecida, a lo largo del país, por los recolectores independientes e intermediarios.
Otras empresas que realizan esta labor en este país son: Eco-lógica, Recupac S.A., Comercial Ecobas Ltda., Sociedad de Servicios Industriales Ltda, Reciclados Industriales Ltda. Además, en el último tiempo se han incorporado algunos centros de acopio y empresas de reciclaje (éstas provienen, por lo general, de agrupaciones de cartoneros), los que utilizan esta estructura para salir al mercado mayorista. A raíz de esto han surgido: Ecores Ltda., Centro de Acopio de Residuos Sólidos Conchalí, Centro de Acopio Santiago Centro, entre otros.
[editar] Acciones para los consumidores
Lo principal es comprar productos que estén mínimamente envueltos.
Es posible promover el reuso, la reducción y el reciclaje de las cajas y otros envases y embalajes, así como incentivar a las organizaciones de las comunidades, a los supermercados, escuelas y tiendas, a la instalación de programas de reciclaje de papel y cartón.
[editar] Véase también
De interés
[editar] Enlaces externos
