Ciclo de Vida Del Papel

 

Universidad de Chile Facultad de Arquitectura y Urbanismo Escuela de diseño

Ciclo de vida del papel

Nombre: Patricio Velásquez M. Ramo: Ecodiseño Profesor: Alejandro Chacón Fecha: 24.08.07

 

Ciclo de vida del papel A-Conformación del papel En la primera instancia es necesario conocer la conformación del papel, este se forma  principalmente por fibras vegetales. La materia prima fundamental para fabricar papel es la celulosa. De hecho, se puede decir que el  papel es una lámina constituida constituida por un entramado tridimensional tridimensional de fibras de celulo celulosa sa y otras sustancias (cargas minerales, colas, almidón, colorantes, etc.) que permiten mejorar las propiedades del papel y hacerlo apto para el uso al que está destinado. Las fibras de celulosa son un constituyente esencial de los tejidos vegetales, cuya función es la de dar resistencia a los mismos. La celulosa para la fabricación de papel se obtiene principalmente de madera (55%), de otras fibras vegetales denominadas no madereras (9%) y de papel recuperado (16%).

Dentro de esta clasificación existen 3 tipos de fibras utilizadas: Fibras madereras

Provienen de diferentes especies de árboles y son las fibras más utilizadas por la industria papelera. La importancia de la madera como materia prima para la industria papelera radica en que contiene alrededor de un 50% de celulosa. Fibras no madereras

Provienen de diferentes especies de arbustos. En los países industrializados se utilizan para producir  papeles especiales, sin embargo, embargo, en otros países son la principal principal materia prima para la fabricación

 

de papel, así, en China suponen el 60% de las fibras utilizadas para la producción de papel. Estas fibras presentan un gran potencial de desarrollo para sustituir a las fibras madereras madereras..

Fibras recuperadas

Las fibras presentes en el papel y cartón viejo pueden volver a utilizarse para fabricar papel y cartón de nuevo. A través del proceso de reciclado se pueden recuperar la mayoría de las fibras de celulosa que contiene el papel.  No obstante, este proceso no se puede repetir indefinidamente indefinidamente ya que las fibras recuperadas p pierden ierden resistencia en el proceso, siendo necesario aportar según la resistencia del papel que se quiera fabricar, una proporción de fibras vírgenes al proceso de reciclado, ya sea procedentes de madera o de otras fibras vegetales

B. Fabricación de pasta virgen Producción de la pasta Una vez cortada la madera en los bosques o plantaciones donde se produce, es necesario realizar una serie de operaciones de preparación previas a la fabricación de la pasta de papel: 1. Lavado Lavado de la madera madera para elimin eliminar ar las partíc partículas ulas adherid adheridas as a la misma. misma. 2. Descorteza Descortezado: do: proceso proceso por el cual cual se separa separa la corteza corteza del tron tronco co del árbol. árbol. La impor importanci tanciaa de esta operación radica en que la cantidad de corteza que debe utilizarse tiene que ser mínima ya que produce un efecto debilitador de la pasta de papel. 3. Astillad Astillado: o: en función función del tipo tipo de pasta pasta que se va a elaborar elaborar se realiza realiza un troceado troceado de la madera para contar con astillas de dimensiones uniformes. Una vez preparada la materia prima se inicia el proceso de elaboración de la pasta de papel, mediante el cual se separan las fibras de celulosa del resto de los componentes de la madera, lignina fundamentalmente. Se distinguen tres tipos de pastas de papel según el proceso de fabricación. 1-pasta mecánica

Proceso estándar: es el método tradicional de convertir la madera en pasta de papel, y consiste en frotar la madera sobre unas muelas cilíndricas (actualmente se han sustituido las muelas por discos de metal giratorios), que se mojan con agua. El calor producido por el frotamiento hace que el agua se caliente, ablandando la lignina y permitiendo que las fibras de celulosa se separen fácilmente.

 

TMP: este proceso es una variedad del anterior en el que se utiliza vapor de agua, y sólo permite utilizar maderas blandas como materia prima. CTMP: se conoce como la pasta semi-química ya que en este proceso se utilizan determinados compuestos químicos (lejía a base de sosa o de sulfito sódico) además del vapor de agua. Se utiliza como sustitutiva de la pasta química en productos que no requieran gran calidad como los papeles higiénicos, papel de revista, etc.

La pasta mecánica se considera de alto rendimiento ya que se convierte en pasta más del 90% de la madera utilizada. Este tipo de pasta de papel, debido a que contiene fibras cortas y debilitadas y una importante cantidad de lignina (el proceso no la elimina del todo), se utiliza para producir papel de  periódico u otros papeles papeles menos resistentes. Además Además,, y debido al contenido de lig lignina nina de estos  productos, les afecta la "reversión de brillo", es decir, la luz solar hace qu quee el color del papel se oscurezca. 2-pasta química

Kraft: el proceso al sulfato o kraft es el método de elaboración más utilizado por la industria  papelera mundial. La madera astillada astillada se cuece en una mezcla de sosa cáustica y su sulfuro lfuro de sodio, y en función del grado de cocción se distingue entre: Cocción intensa: La pasta de papel resultante se utiliza en la fabricación de papeles limpios, con un color claro, pero que también tienen que ser resistentes: papeles para sobres, papel. Cocción menos intensa: la pasta resultante tiene un característico color más oscuro y ofrece una gran resistencia por lo que se utilizan para la producción de sacos, papel para embalajes, etc. La pasta química tiene un rendimiento menor ya que sólo se aprovecha entre el 45% y el 70% de la madera. Debido a que la pasta producida a través de estos procesos todavía contiene restos de lignina originariamente es de color marrón. Cuando es necesario que la pasta sea de color blanco, se utilizan deferentes compuestos químicos para eliminar la lignina.  Manipulación de la pasta

Antes de poder transformar la pasta en papel se llevan a cabo diversos procesos para eliminar de la  pasta las sustancias extrañas extrañas que posteriormente dificultarían dificultarían la producción d del el papel: 1. Lavado Lavado de la pasta pasta para suprimir suprimir las sustanc sustancias ias químicas químicas uti utilizad lizadas as en la cocción. cocción. 2. Clasificac Clasificación ión de la pasta pasta para para eliminar eliminar astillas astillas,, nudos y parte partess no cocidas. cocidas. 3. Blanqueo Blanqueo de la pasta pasta para modificar modificar el color color de la misma misma incrementan incrementando do su blancura. blancura. 4. Depuración por centrifugación o cribado para eliminar los materiales extraños que han  podido entrar en el proceso proceso de producción (astillas, (astillas, partículas pesadas, etc.. 

 

Blanqueo de la pasta

Debido al importante poder contaminante de los compuestos resultantes del blanqueo de la pasta, vamos a hacer referencia a este proceso. Durante la producción de la pasta de papel no se puede eliminar toda la lignina sin dañar las fibras de celulosa, incluso en la pasta química se retiene entre un 5% y un 10%. Cuando se necesita que la pasta sea blanca se tiene que eliminar la lignina de la misma haciendo que reaccione con determinadas sustancias químicas. En el proceso de blanqueo de las pastas mecánicas, siempre que sea necesario- ya que en la mayoría de los casos se utiliza con su color original- se emplea peróxido de hidrógeno, que cambia la estructura química de la lignina alterando su color. En cambio, en el proceso con las pastas químicas se retira la lignina por reacción con compuestos de cloro (gas de cloro, dióxido de cloro o hipoclorito), con compuestos oxigenados, o con enzimas. El blanqueo con sustancia cloradas da lugar a la formación y emisión al ambiente de compuestos organoclorados, una familia de sustancias tóxicas muy contaminantes.

B.1 Proceso de fabricación de pasta de papel recuperado  Antes de comenzar con el proceso de reciclado, convirtiendo el papel usado en pasta de papel, y en

función del tipo de papel que se va a producir, es necesario realizar r ealizar una clasificación del papel recuperado según un listado de calidades que dependen del tipo de pasta empleada para la fabricación del papel original (mecánica, kraft, química, etc.) y la cantidad e intensidad de mancha que tiene el papel usado (impreso, mecanografiado, m ecanografiado, pintado, etc.). 1. Calidades Calidades ordinari ordinarias as (grupo (grupo A): compuesta compuesta por por papeles papeles y cartones cartones mezclados, mezclados, recorte recortess de cartón, recortes de cartón ondulado, embalajes de centros comerciales, revistas e impresos mezclados, periódicos e impresos mezclados. 2. Calid Calidades ades medias medias (grupo B): periód periódicos icos leídos, leídos, periódic periódicos os no vendidos, vendidos, recortes recortes de revistas revistas u otros materiales similares, recortes de cartoncillo con una cara blanca, recortes de encuadernaciones sin encolar. 3. Calid Calidades ades superior superiores es (grupo (grupo C): papel continu continuo o de ordenador, ordenador, papel papel de ofimátic ofimática, a, cartoncillo blanco sin imprimir, recortes de papel blanco, papel para imprimir blanco. 4. Calid Calidades ades kraft kraft ( grupo D): D): sacos, cartón cartón ondulado ondulado realizad realizado o con papel papel kraft, recorte recortess de  papel kraft. Triturado o desfibrado

Una vez separada la materia prima según las calidades descritas, se vierte el papel junto con agua en el pulper o desfibrador, donde se tritura para separar las fibras de celulosa. El pulper es una pila circular con un disco ubicado en el fondo que lleva una serie de aletas que sobresalen y que al girar hace que el material se desmenuce y sea evacuado por una cámara de extracción.

 

Por si este proceso no llega a deshacer de forma idónea las fibras, la pasta es tratada en el despastillador. La pasta tiene que pasar por una serie de aberturas que contienen dientes en hileras circulares que se mueven de forma giratoria.   Depuración de la pasta

Como en el proceso de producción de pasta virgen, la pasta que se produce en el pulper tiene que ser depurada ya que puede contener una serie de materiales impropios que pueden perjudicar el  proceso. Para la separación de estos contaminantes contaminantes se utilizan llos os mismos procesos descritos descritos para la  producción de pasta virgen: virgen: cribado y centrifugació centrifugación. n. Teniendo en cuenta la procedencia de la materia prima, una de las impurezas más importantes de la  pasta es la tinta que tiene que que ser separada utilizando do doss sistemas principalmente: principalmente: 1. Destinta Destintado do por lavado: lavado: a la pasta pasta se le añaden añaden una serie serie de productos productos quí químicos micos que que hacen que la tinta sea atraída por el agua. A continuación se somete la pasta a diferentes lavados que hacen que la tinta se retire de la pasta. 2. Destinta Destintado do por flotación flotación:: consiste consiste en el sistema contrar contrario io ya que la adició adición n de productos productos químicos hace que la tinta sea repelida por el agua. La pasta se somete a un proceso de aireación que permite que las burbujas de aire que se forman eleven a la superficie la tinta que permanece por flotación formando una espuma superficial que se retira por aspersión.

Blanqueo y mejora de la pasta

En algunos casos, y en función del grado de blancura que se quiere aportar al papel reciclado, la  pasta reciclada se blanquea con con cloro, hipoclorito o peróxido, peróxido, o preferiblemente con compuestos compuestos oxigenados menos contaminantes. c ontaminantes. También es habitual que una vez depurada la pasta sea tratada para mejorar la calidad de la misma. En estos casos se añade pasta virgen u otros productos como almidón o colorantes.

C. Fabricación del papel Refinado y aditivación

Antes de que la pasta de papel alimente la denominada "máquina de papel" se procede a refinar la  pasta de papel y a realizar la aditivación aditivación de la misma. A través del refinado ssee modifican algunas de las propiedades físicas de las fibras de celulosa para darle las características necesarias para la fabricación del papel, permitiendo que las fibras sean más flexibles y aumentando su superficie. El tratamiento consiste en introducir la pasta de papel, junto con agua, en un refinador donde se cortan las fibras de celulosa por acción ac ción de diversas cuchillas que se mueven en círculo. Por otra parte, la aditivación permite mejorar las características del papel elaborado añadiendo una serie de sustancias tales como colas, caolín, talco, yeso, colorantes, etc. Cada sustancia produce una serie de resultados específicos:

 

1. 2. 3. 4.

colas: permite aumentar el grosor del papel, disminuir la porosidad y mejorar la blancura. colorantes: se utilizan para conseguir determinados colores del papel. almidón: da mayor rigidez y resistencia al papel. caolín, talco, yeso: permiten mejorar las características de impresión, haciendo el papel más  brillante, más opaco y más uniforme. uniforme.

Alimentación de la máquina de papel

El procedimiento para producir papel reciclado o papel proveniente de pasta virgen es muy similar  por lo que sólo se presenta presenta una síntesis del proceso co común. mún. Tras superar los procedimientos descritos, la pasta de papel entra en la máquina de papel, un mecanismo muy complejo que se puede dividir en dos secciones principales:

1. Sección húmeda: la pasta de papel se dosifica sobre una malla metálica que se mueve por unos rodillos. En este proceso la pasta va perdiendo el agua que contiene por gravedad (en la mesa plana) y después por succión (producida por unos cilindros aspiradores). 2. Sección seca: en esta sección se procede al secado del papel por medio de unos cilindros giratorios calentados con vapor de agua a baja presión por los cuales transita la hoja de  papel. En este proceso, la hoja hoja pierde hasta un 70% del agua que que contenía. Antes de proceder al enrollado del papel en bobinas se pueden realizar diferentes operaciones de mejora de las propiedades del papel:

1. Calandrado: este procedimiento permite mejorar el acabado del papel mejorando m ejorando 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 comprensible. 2. Estucado: con esta operación se modifican las características del papel permitiendo mejorar los resultados de la impresión y alcanzando un mayor ma yor 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. 3. Encolado en masa: permite aumentar la resistencia mecánica del papel al 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 tissue, etc. D. Consumo El consumo de papel en Chile se mide a través del denominado Consumo Aparente. El Consumo Aparente se define como la Producción Local , más las Importaciones de papel, menos las Exportaciones de papel.

El Consumo Aparente en Chile es de alrededor de categorías, que se indican en el siguiente cuadro:

1.010 mil toneladas,

desglosado en 7 grandes

 

E. Residuos Las fuentes principales de residuos de papel en Chile son las imprentas, empresas relacionadas con el tema , tales como colegios, universidades, editoriales, mas todo el consumo personal.

F. proceso de recuperación de papel. Tipos de papeles reutilizables o reciclables: Blanco 1: Papeles y cartulinas blancas (fabricados 100% con celulosas blancas), sin impresión, sin repelente de humedad y sin colorear en la masa. Blanco 2: Papeles y cartulinas blancas (fabricados 100% con celulosas blancas) sin o con baja impresión, sin repelente de humedad y sin colorear en la masa. Por ejemplo: cartas, fotocopias,

hojas de cuaderno, fax, etc. Blanco 3: Papeles y cartulinas blancas (fabricados 100% con celulosas blancas) sin o con baja impresión, sin repelente de humedad y sin colorear en la masa. Por ejemplo: magazines, carteles  promocionales, etiquetas, etiquetas, envases, etc. Mixto especial: Papeles con alta impresión y color en la masa, por ejemplo, despunte de imprentas, carteles, avisos, despunte de envases, papeles de oficina, formularios continuos, etc. Revistas: Papeles con alta impresión, de colores intensos y color en la masa. Mixto 2: Papeles y cartulinas c artulinas blancas y coloreadas en la masa con tonos pasteles (fabricadas 100% con celulosas blancas) sin repelente de humedad y altamente impresos, por ejemplo, copias de facturas, sacos de papel, envases, boletas de color, copias de boletas, papel roneo, revistas, papeles

de colores para oficinas, formularios continuos de color, despunte de imprentas. Kraft: Papeles Kraft con o sin impresión, por ejemplo, sacos multipliegos con alto contenido de fibra kraft, envases de papel kraft. Cartón corrugado: Cajas de cartón corrugado con y sin impresión. Duplex: Cartulinas compuestas por una cara fabricada con celulosa blanca y la otra con celulosa kraft cruda, impresas y sin repelente de humedad, por ejemplo, tapas de cuaderno, envases de remedio, envases de detergente, envases de alimentos, etc. Diario: Diario leído o no leído. Materiales prohibidos: Papel calco, papel con alquitrán, papel ceresinado, papeles de aseo

 personal, plásticos, textiles, textiles, maderas, vidrios, metales.

 

G. reciclaje de papel. Este ítem fue especificado en el trabajo anterior.