Formacion Del Papel

Introducción

El papel en uno de los elementos principales de la civilización actual, sin él la humanidad no sería como es ahora, toda la vida humana está basada en el, desde la partida de nacimiento, pasando por los traumáticos exámenes en el colegio y la universidad, y terminando en el acta de defunción todo en la vida humana se define gracias al papel. Incluso en esta época de la informática, las cajas de los computadores, se encuentran hechas de cartón, sin embargo el proceso de producción de este impone una carga ambiental enorme, de no realizarse bien puede causar estragos en la flora y fauna nativa. En este informe se plantea una parte del proceso, la formación del papel, se estudian los efectos que tiene sobre el medio y algunas posibles soluciones.

Formación del papel.

La formación del papel es la etapa del proceso en la que se convierte la pulpa blanqueada en el papel para el usuario final. El proceso tiene muy pocas variaciones para todos los tipos de papel y estas son principalmente en la materia prima y los parámetros de cada etapa. En la actualidad la mayoría de maquinas tienen la forma de la máquina de Fourdrinieren en la que la pulpa pasa por 4 etapas: entrada húmeda, prensado húmedo, secador, salida seca; durante su paso por las etapas la pulpa pasa por varios procesos (1; 2; 3):

1. Mezclado de los componentes: en esta etapa se mezclan los tintes y aditivos con la pasta o pulpa, con el objetivo de obtener un papel con ciertas condiciones y características. En este proceso se utiliza un tanque agitado con bajas revoluciones para evitar daños en las fibras. Hace parte de la etapa húmeda.

2. Depurado: en esta etapa se retiran posibles contaminantes de la pulpa, los contaminantes de ser dejados en la mezcla dañarían el papel influyendo en la continuidad de la lamina y la resistencia de las fibras. Se utilizan tanques de decantación e hidrociclones que ayudan a separar los contaminantes pesados y los ligeros de la pulpa. hace parte de la etapa húmeda de la maquina.

3. Regulación: en esta etapa se modifica el caudal de acuerdo a las características fisicoquímicas de la pulpa para permitir la producción de un papel más uniforme. Se hace en la etapa húmeda del proceso

4. Entrada al equipo: es esta etapa con la ayuda de un sistema de presión, se introduce la pulpa tratada a la máquina para la posterior formación de la lámina. Esta etapa se realiza con una serie de rodillos perforados que dejan caer la pulpa tratada en una “tela”. Conforma el último proceso de la etapa húmeda

5. Formación de la lámina: en esta etapa la pulpa se distribuye uniformemente sobre una banda transportadora, llamada “tela”, en la que se seca primero por gravedad, en algunos casos seguido por un sistema de vacío y rodillos que compactan y pueden agregar marcas de agua. Es la primera etapa del prensado húmedo.

6. Prensado: en esta etapa se compacta la lamina de papel para continuar con la extracción del agua, en promedio este proceso elimina un 25% de la humedad. Se realiza con varios tipos de prensa, la aspirante en la que el prensado se hace con ayuda de vacío, ranulada en la que el agua pasa por las ranuras presentes en la prensa y la obsed en la que se aplana las caras del papel y no se elimina agua. Es la última etapa del proceso de prensado húmedo y la que le da su nombre.

7. Secado: en esta etapa se utiliza calor para eliminar agua restante. El calor se obtiene de vapor a 120-130 °c y se realiza de forma escalar empezando a 70° C y terminando a 120-130° C, la transferencia ocurre a través de rodillos calentados por tuberías y una banda transportadora también calentada. Para mejorar el proceso esta parte del proceso es compacta y el papel pasa por varios pliegues. Las condiciones a las que se realiza este proceso afectan las características mecánicas del papel, esto hace del secado un proceso esencial al permitir un papel con una calidad controlable.

El proceso se lleva a cabo en la etapa con el mismo nombre y continua en parte de la zona seca de la maquina.

8. Tratamiento superficial: en esta etapa se le agregan algunas sustancias, se realiza para mejorar la resistencia al agua, reducir la abrasibidad y mejorar las propiedades al momento de imprimir. El tratamiento se suele hacer en una etapa intermedia en el secado.

9. Estucado: es un proceso dependiente del tipo de papel, en el que se le agrega una mezcla diseñada para mejorar el color y el aspecto visual. Se realiza después del secador en la zona seca de la maquina.

Al final del proceso se obtiene una lámina continua de papel que luego se corta en las longitudes deseadas. (2; 1; 4)

La tela utilizada pasa el transporte, se somete a procesos de limpieza para permitir un drenado uniforme de la lamina de papel en formación, estos procesos se realizan con calor, vacio y mecánicamente. De no realizarlos la tela se taponaría e inundaría, disolviendo los químicos y aumentando la energía necesaria para secar el papel. (2)

Figura 1 Maquina Fourdrinieren para producción de papel

Impactos ambientales.

1. Aguas:

La industria papelera tiene un alto requisito de agua, llegando a secar ríos enteros para realizar los procesos, parte del agua se regresa al cause después del proceso, pero una gran cantidad se evapora en los procesos de secado del papel.

Del agua que se regresa, es posible señalar los puntos clave donde se contamina en mayor cantidad, a continuación se enumeran:

• Mezclado de los componentes trae consigo toda el agua que se le agrega a la pulpa, también se le agregan agentes químicos que contaminan las reservas hídricas de ser liberados.

Los tintes agregados pueden ser de origen orgánico que aumenta la demanda biológica de oxigeno y en algunos caso pueden ser tóxicos, o inorgánico que son difíciles de descomponer y dañan permanente mente la fauna y flora local.

• En el depurado se separa parte de agua, que luego tiene que ser tratada para retirar los posibles contaminantes, o reintroducirla al proceso para recuperar los reactivos sobrantes, esta última opción es la más utilizada en la industria, por el beneficio económico que ofrece a las empresas.

• Formación de la lámina: en esta etapa se libera una parte considerable del agua presente en la mezcla, esta también puede ser reutilizada como en la etapa anterior, sin embargo por las grandes áreas superficiales y la exposición al ambiente puede haber evaporación del agua y algunos componentes volátiles

En el proceso también se realiza vacío para ayudar a la extracción de los líquidos, este vacío puede evaporar cantidades considerables de agua y aumentar el consumo total de la empresa.

• En el prensado se libera el 25% del agua también con los contaminantes, en esta etapa el agua se libera en forma líquida con los tintes y químicos sobrantes de los procesos anteriores; la totalidad parte se puede recolectar con relativa facilidad.

• En el tratamiento superficial y estucado se pueden generar residuos de las sustancias que se agregan, estos son comúnmente reutilizados, simplemente realizando una recolección y un mezclado con los reactivos nuevos.

En la actualidad la mayoría de empresas se limitan a cumplir con la legislación, que en el caso de colombia solo exige una separación del 80% de los materiales agregados a esta, esta norma es ridícula por que implica que una empresa que desecha 1000 toneladas de químicos tiene que retirar 800 ton y deja pasa 200 ton, sin embargo si una empresa libera 200 ton tiene que retirar 160 ton, y puede dejar pasar 40 ton un 20% de lo que deja pasar la empresa con el proceso menos limpio. (5)

2. Aire:

El proceso requiere energía en forma de vapor para la etapa de secado, lo que implica una caldera que, en la mayoría de casos, funciona por combustión de compuestos orgánicos, como el crudo, carbón gas natural y desechos, este proceso libera considerables cantidades de gases invernadero y material particulado a la atmosfera, incrementando los efectos conocidos como el calentamiento global y el obscurecimiento planetario.

En los casos en los que se realiza el pulpeo dentro de la misma planta, es posible que la caldera funciones con el aserrín remanente del astillamiento y del licor negro. Si se utiliza la pulpa como materia prima directa, se utilizan combustibles como el gas natural, el crudo o carbón mineral.

Los lodos que deja el tratamiento de las aguas residuales, pueden tener orgánicos que se descomponen y generan malos olores. A estos olores se le suman los elementos volátiles que se evaporan en el proceso de secado con calor.

En Colombia la normatividad es muy estricta, con respecto a algunos compuesto o componentes como el material particulado, el monóxido de carbono, el dióxido de azufre y de nitrógeno; sin embargo carece de otras limitaciones como el ácido clorhídrico, vapor de agua, metano, aromaticos y otros volátiles que se ha comprobado el daño que pueden producir en la salud y la infraestructura de la ciudad.

3. Suelos:

El tratamiento del agua suele producir lodos contaminantes que se destinan a los botaderos o basureros municipales, estos lodos pueden ser tóxicos y en algunos casos inflamables.

Durante la depuración de la pasta se separan algunos sólidos como metales y plásticos utilizados para el empaque y transporte de la materia pulpa, de ser la materia prima, o presentes en la madera.

En Colombia la normatividad es muy laxa en lo referente a los suelos, solo se reglamenta los contaminantes graves como toxinas y venenos utilizados en la agroindustria, y se deja de lado los químicos del resto de

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