FABRICACIÓN DEL PAPEL

Para la obtención del papel, es necesaria la obtención de la suspensión de fibras celulósicas con unas características determinadas en cuanto a tamaño de fibras, distribución de tamaños, composición, flexibilidad, resistencia,... Para obtener estas características, se aplicará sobre las materias primas diferentes procedimientos encaminados a obtener una pulpa de características adecuadas, tratando siempre de obtener el mayor rendimiento posible, es decir, cantidad de pulpa obtenida por tonelada de madera empleada y cantidad de reactivos empleados para obtener una tonelada de pulpa. Existen muchos procedimientos, los cuales se han ido desarrollando y mejorando a lo largo del tiempo, los cuales presentan ventajas e inconvenientes que han de ser evaluados conforme al tipo de producto final que se desea obtener, teniendo en cuenta parámetros tales como resistencia mecánica del papel a la rotura, al rasgado, al rozamiento, al plegado, rugosidad, blancura, deteriorabilidad, etc. Además de costo unitario del proceso, impacto medioambiental de la producción, tipo de materia prima disponible, etc.

Ya que la materia prima más utilizada en la fabricación del papel son las pulpas de madera virgen, se describirá el proceso de fabricación de pulpa a partir de fibras vegetales madereras.

Acondicionamiento de materias primas

Cualquiera que sea el método utilizado en el procesamiento de la madera para obtener la pulpa, ésta necesita unas operaciones previas que tienen como fin que en el proceso de deslignificación (separación de la fibras celulósicas) no se introduzcan impurezas que puedan perjudicar el proceso. Éste es un tratamiento estándar para todo tipo de maderas, aunque dependiendo del tipo específico empleado, cada uno de los tratamientos será más o menos crítico.

Lavado de la madera

Este tratamiento se realiza mediante aspersión de agua a presión para tratar de retirar cualquier partícula adherida a la madera, de forma natural o durante el transporte, para evitar impurezas en la línea de proceso.

Descortezado

La importancia de esta operación radica en que la cantidad de corteza que debe utilizarse tiene que ser mínima, ya que produce un efecto debilitador indeseable en la pasta de papel. Durante este proceso se pierde una mínima fracción de madera, pero esto es admisible en aras de la superior calidad de la pulpa obtenida.

Una vez acondicionada la madera, se introduce en la unidad correspondiente para separar las fibras que constituyen el esqueleto de la madera.

Existen tres grandes grupos de procesado de la madera para la separación de las fibras y la lignina, que se clasifican en función de la naturaleza de la separación; estos son:

Procesos mecánicos
La única acción separadora es la aplicación de fuerzas mecánicas de compresión y cizalladura para conseguir la separación de las fibras.

Procesos semiquímicos
Se utiliza una combinación de tratamientos mecánicos con la adición de ciertos reactivos químicos que aceleran y optimizan la separación.

Procesos químicos
Están basados en tratamientos puramente químicos, adicionando a la madera reactivos químicos que producen por sí solos la separación de la lignina de la celulosa. Normalmente son llevados a cabo a alta temperatura y presión.

Una vez obtenida la pulpa de papel en condiciones adecuadas para la confección del tipo de papel deseado, sólo la etapa de fabricación del papel en sí misma, que consiste en conseguir que a partir de una pulpa, que es una suspensión acuosa de fibras (provenientes de madera virgen o de reciclado) se consolide como laminas de papel, de unas dimensiones estipuladas y de una resistencia mecánica predefinida, medida en términos de resistencia al rasgado, al doblado, al rozamiento, etc.

Esta operación se lleva a cabo en continuo, mediante una máquina que se alimenta de pulpa y de los aditivos correspondientes, y produce rollos de papel de las características deseadas.

Cada tipo de papel se fabrica en un tipo de máquina diferente, por ejemplo, las máquinas de papel tipo sanitario (pañuelos de papel, papel higiénico,..) es muy diferente de las máquinas que fabrican papel de periódico, ya que los procesos de producción están optimizados para cada tipo. Hay muchas variables a considerar: composición de la materia prima (mezcla de pulpas químicas, mecánicas, recicladas, aditivos, pigmentos,...), tamaño de la máquina requerido (ancho de papel, velocidad), tipo de equipamiento de producción y nivel de automatización.

Todas las máquinas de papel y cartón están basadas en procesos básicos similares. Hay siete secciones diferenciadas: cabeza de máquina, sección de mallas (sección húmeda), sección de prensado, sección de secado, estucado, calandrado y encolado.

El proceso de producción se lleva a cabo en continuo. Primero se bombean las materias primas, es decir, las fibras y los aditivos químicos (y 99% de agua) a la cabeza de máquina, la cual alimenta continuamente la sección de mallas, que es una cinta larga y elástica (de hasta 35 m de longitud) y cuyo ancho es el de la máquina. En esta sección, el agua que acompaña a la pulpa comienza a escurrirse por los huecos de la maya, arrastrando consigo las fibras más finas (éstas serán reaprovechadas más tarde). En esta sección se pierde un alto porcentaje del agua que contiene la pulpa. Cuando la pulpa llega al final de la cinta de mallas, se ha convertido en una hoja de papel, pero aún muy húmeda y de muy baja resistencia.

A continuación se pasa a la sección de prensado, que está formada por una serie de cilindros pesados a través de los cuales pasa el papel húmedo. En ellos, la humedad es escurrida y retirada por succión. A continuación, el papel pasa a la sección de secado. En ella, existen un gran número de cilindros desecadores, calentados por vapor a una temperatura ligeramente superior al os 100ºC. La hoja de papel pasa a través de estos cilindros hasta que el papel se seque completamente. En la parte final del banco de cilindros se encuentra la sección de calandrado, que consiste mejorar el acabado del papel mejorando la lisura de la superficie y haciendo el papel más brillante. El tratamiento se efectúa en la satinadora, máquina compuesta por cilindros de hierro colado con la superficie dura y brillante y cilindros con fibra con la superficie elástica y compresible.

La siguiente sección es el estucado, que es una operación donde se modifican las características del papel permitiendo mejorar los resultados de la impresión y alcanzando un mayor grado de blancura. El proceso consiste en aplicar sobre una de las caras del papel una capa de adhesivos y pigmentos que forman una película de barniz (el estuco) que da al papel gran finura y uniformidad.

Para aumentar la resistencia mecánica del papel se puede aplicar un encolado en masa, que consiste en aplicar a la hoja de papel una capa encolante formada principalmente por determinados tipos de almidones.

Una vez listas las bobinas de papel, se envían a las diferentas fábricas de productos de papel, para su conversión en los distintos productos: cartón, papel de impresión, papel sanitario, etc.

Obtención de la Madera

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La Madera

La Madera

La madera es un material ortotrópico encontrado como principal contenido del tronco de un árbol. Los árboles se caracterizan por tener troncos que crecen cada año y que están compuestos por fibras de celulosa unidas con lignina. Las plantas que no producen madera son conocidas como herbáceas.

Como la madera la producen y utilizan las plantas con fines estructurales es un material muy resistente y gracias a esta característica y a su abundancia natural es utilizada ampliamente por los humanos, ya desde tiempos muy remotos.

Una vez cortada y secada, la madera se utiliza para muchas y diferentes aplicaciones. Una de ellas es la fabricación de pulpa o pasta, materia prima para hacer papel. Artistas y carpinteros tallan y unen trozos de madera con herramientas especiales, para fines prácticos o artísticos. La madera es también un material de construcción muy importante desde los comienzos de las construcciones humanas y continúa siéndolo hoy.

En la actualidad y desde principios de la revolución industrial muchos de los usos de la madera han sido cubiertos por metales o plásticos, sin embargo es un material apreciado por su belleza y porque puede reunir características que difícilmente se conjuntan en materiales artificiales.

La madera que se utiliza para alimentar el fuego se denomina leña y es una de las formas más simples de biomasa.

Proceso de la madera

La formación de la nueva madera en el tronco del árbol se lleva a cabo por una capa de células denominadas cambium, que está situada entre la corteza interna y la albura.

En la madera de más reciente formación (albura) tienen lugar dos importantes funciones, la conducción de la savia (desde la raíz a las hojas) y el almacenamiento.

Desde el punto de vista industrial, los materiales que interesan son el duramen y la albura, que adquieren el mismo color tras talar y dejar secar el árbol.

Luego el duramen y la albura se procesan mediante aplanadoras y lijas industriales hasta llegar al producto (tablas en sí), también lápices, bates y mesas entre otros. La calidad de la dureza depende del mercado hacia donde va dirigido, de acuerdo al costo.

¿Sabías qué…?

En el Antiguo Egipto se escribía sobre papiro, de donde proviene la palabra papel, el cual se obtenía a partir del tallo de una planta muy abundante en las riberas del río Nilo (Cyperus papyrus). En Europa, durante la Edad Media, se utilizó el pergamino que consistía en pieles de cabra o de carnero curtidas, preparadas para recibir la tinta, que por desgracia era bastante costoso, lo que ocasionó que a partir del siglo VIII se popularizara la infausta costumbre de borrar los textos de los pergaminos para reescribir sobre ellos, dando lugar a los palimpsestos, perdiéndose de esta manera una cantidad inestimable de obras.

Detalle de láminas de papiro dispuestas horizontal y verticalmente.

Sin embargo, los chinos ya fabricaban papel a partir de los residuos de la seda, la paja de arroz y el cáñamo, e incluso del algodón. Se considera tradicionalmente que el primer proceso de fabricación del papel fue desarrollado por el eunuco Cai Lun, consejero del emperador He de Han, en el S. II d. C. Durante unos 500 años, el arte de la fabricación de papel estuvo limitado a China; en el año 610 se introdujo en Japón, y alrededor del 750 en Asia central.1 El conocimiento se transmitió a los árabes, quienes a su vez lo llevaron a las que hoy son España y Sicilia en el siglo X. La elaboración de papel se extendió a Francia que lo producía utilizando lino desde el siglo XII.

Fue el uso general de la camisa, en el siglo XIV, lo que permitió que hubiera suficiente trapo o camisas viejas disponibles para fabricar papel a precios económicos y gracias a lo cual la invención de la imprenta permitió que unido a la producción de papel a precios razonables surgiera el libro, no como una curiosidad sino como un producto de precio accesible.

Desde entonces el papel se ha convertido en uno de los productos emblemáticos de nuestra cultura, elaborándose no sólo de trapos viejos o algodón sino también de gran variedad de fibras vegetales; además la creciente invención de colorantes permitió una generosa oferta de colores y texturas.

El papel ahora puede ser sustituido para ciertos usos por materiales sintéticos, sin embargo sigue conservando una gran importancia en nuestra vida y en el entorno diario, haciéndolo un artículo personal y por ende difícilmente sustituible.

El corcho

El hombre ha utilizado el corcho desde épocas muy antiguas, existiendo pruebas de su empleo en el taponamiento de vasijas y ánforas y como material de flotación en artes de pesca, por parte de egipcios, griegos y romanos. Los árabes lo utilizaron para el aislamiento térmico de viviendas, así como para trabajos de ornamentación y utensilios domésticos, y los chinos para la elaboración de zapatos. Su aceptación y uso industrial fue a raíz del descubrimiento del vino de champagne (o vino espumoso) en la segunda mitad del siglo XVII por el monje benedictino Pierre Perignon (1638-1715), este descubrimiento implicaba las botellas de vidrio para contenerlos y su taponamiento hermético para evitar la evaporación del líquido, esto provoco una industria en desarrollo, que se extendió a todos los demás países de Europa

El corcho se obtiene de la corteza de los alcornoques (Quercus suber) que los protege de las condiciones del clima mediterráneo, como son la sequía, las altas temperaturas y los incendios, crece principalmente en la Península Ibérica, donde se produce más del 95 por ciento del corcho que se consume en el mundo, aunque también se encuentra en ciertas regiones de Francia e Italia.

Es un producto completamente natural, renovable y biodegradable. Su producción no produce ninguna contaminación ni daño al ecosistema del que se extrae, ya que para obtener este material no se tala ningún árbol. Para hacer el descorche se utilizan hachas especiales, los cortadores realizan incisiones precisas en la corteza, tratando de no dañar el tronco, para desprenderla después, este proceso se realiza en promedio cada 9 años.

El siguiente video muestra el proceso que se lleva a cabo para transformar el corcho:

 

Este material es de los pocos que tienen tantas características útiles, como por ejemplo: es impermeable, inodoro, resistente a los agentes químicos e inatacable por los líquidos, prácticamente imputrescible y muy resistente a los ataques de los insectos, compresible y elástico, con extraordinaria capacidad de recuperación dimensional, escasa conductividad térmica, excelente aislamiento acústico y de vibraciones, muy liviano y con elevada resistencia mecánica.

Dadas sus características, tiene múltiples aplicaciones. Algunos de sus usos son muy comunes, pero entre otras aplicaciones se encuentran en construcción naval, en la fabricación de maquinaria, la industria del vidrio y la cerámica también utiliza granulado y polvo de corcho, en la construcción, los accesorios para automóviles y aeronáutica, la industria química y farmacéutica, la del calzado, la imprenta y en la fabricación de artículos deportivos.