viernes, 3 de abril de 2009

IMPACTO AMBIENTAL



El papel y los productos relacionados con él se elaboran a partir de fibras de
celulosa presentes en las plantas. Estas fibras pueden provenir de diferentes
vegetales: algodón, madera, paja de cereales, etc., pero actualmente la mayor parte
de la producción mundial del papel proviene de la madera. A la vez, un tercio del
total de madera procesada en el mundo se emplea para la fabricación de pasta
(Johnston, 1 996).
El consumo mundial de papel excede las 268 millones de toneladas por año (PPI, 1995). El rápido y mantenido crecimiento de la demanda de productos de papel ha
ido de la mano de una mayor escasez en la provisión de madera, provocando la
desaparición de bosques nativos con los consecuentes impactos sobre los
ecosistemas que forman parte de ellos.
1) Producción de pasta
Para fabricar papel es necesario separar las fibras de celulosa, que están
fuertemente unidas por lignina, y producir la pasta o pulpa. Esta puede producirse
básicamente a través de métodos químicos o métodos mecánicos.
En los métodos químicos, la madera es cocida en una solución de compuestos
químicos. Existen dos procesos principales: el método alcalino y el método del
sulfito; en general, ambos involucran el empleo de compuestos químicos en base a azufre y es la emisión de compuestos azufrados la que da a las papeleras el clásico olor a huevo podrido.
Método alcalino
Los principales procesos son el del sulfato o kraft y el de la soda cáustica. En ambos, se
realiza una cocción de las astillas o chips de madera en hidróxido de sodio, químico que se
regenera, en el primer caso, usando sulfuro de sodio y, en el segundo, usando carbonato
de sodio o soda cáustica.
El proceso kraft da lugar a una pasta marrón y produce emisiones tóxicas al aire, tales
como dióxido de azufre -entre 1 y 3 kg por tonelada de pasta (Greenpeace, 1 992). El
dióxido de azufre es uno de los principales responsables de la lluvia ácida y también del
olor a huevo podrido, que entre otros motivos, ha provocado que países como Alemania
prohibieran totalmente el proceso kraft. Las aguas residuales -licor negro- resultantes de la
cocción de la madera son muy contaminantes y a menudo son tratadas, depuradas y
recicladas para recuperar el sulfuro de sodio y la soda cáustica. En los efluentes líquidos
se liberan restos de celulosa que se depositan en los fondos acuáticos acabando con la
vida existente en ellos- y que son responsables de la alta demanda biológica de oxígeno
(DBO) -por parte de los microorganismos que degradan las fibras- sofocando todo vestigio
de vida alrededor de los caños de descarga. Parte de estos problemas disminuyen si los
vertidos se someten a tratamientos biológicos. Las sales de aluminio empleadas para
purificar el agua procesada son altamente tóxicas para ciertos peces. También puede
haber contaminación adicional del aire si los residuos de la fabricación de la pasta son
incinerados.
Método del sulfito
Existen varios procesos, pero todos generalmente involucran la cocción de las astillas en
compuestos de sulfito. Este proceso produce una pasta más clara, débil y suave. Al igual
que el pro.-eso kraft, el del sulfito en general permite el reciclaje de los químicos
empleados, pero la eficiencia de recuperación del ácido sulfúrico es menor que la de la
soda cáustica. Se liberan alrededor de 5 kg de dióxido de azufre por tonelada de pasta
producida (Greenpeace, 1 992).
En los métodos mecánicos, las fibras celulásicas se desgarran usando
procedimientos mecánicos.
El método de fabricación de la pasta es más eficiente que los anteriores en cuanto a la
cantidad de pasta producida por unidad de madera empleada. La calidad de la pasta es
menor y se usa principalmente para imprimir diarios o guías telefónicas. Las fábricas de
pasta mecánica vierten resinas ácidas altamente tóxicas. Estas sustancias, a pesar de que existen también en la naturaleza, son difíciles de degradar y las fábricas de pasta
mecánica requieren tratamientos biológicos bastante sofisticados. Pero, estas industrias
no emiten compuestos de sulfuro.
2) Blanqueo de la pasta
Con el objetivo de producir celulosa blanca pura, la pasta química es blanqueada
con removedores de lignina. La pasta mecánica -que por definición contiene
grandes cantidades de lignina- se aclara usualmente con peróxido de hidrógeno
que cambia la estructura de la lignina y altera el color, pero no la elimina.
En las tecnologías convencionales de blanqueo de la pasta química, la lignina se
degrada y remueve con la ayuda de gas cloro (Cl2). La pasta se blanquea luego en
varias etapas que emplean dióxido de cloro (ClO2) e hipoclorito de sodio (lavandina,
NAOCI).
La industria del papel emplea anualmente alrededor de 3 millones de toneladas de
cloro para blanquear la pasta (Martin, 1 993). Como este gas es extremadamente
reactivo, se combina con la materia orgánica de la pasta y produce miles de nuevos compuestos conocidos como organoclorados.
El empleo de cloro como agente blanqueador ha creado problemas de
contaminación y de salud para trabajadores y consumidores. Del total de
compuestos organoclorados formados durante el proceso de blanqueo y presentes
en los efluentes de una fábrica de pasta, apenas se han identificado 300
(incluyendo dioxinas, furanos, clorofenoles y bencenos clorados) (Bonsor, 1 989).
Los compuestos identificados apenas conforman el 1 0% del total de
organoclorados de los efluentes; la mayoría, por lo tanto, sigue siendo un misterio.
Muchos organoclorados resisten la degradación natural y se acumulan a través del
tiempo en el ambiente. Se han encontrado compuestos organoclorados
provenientes de las plantas de pasta y papel en los sedimentos, en las aguas, en
los organismos vivos, en el aire y en los mismos productos de papel. Se han
encontrado dioxinas en papel de cigarrillos, tampones, pañales, filtros de café y
cartones de leche blancos (Rappe, 1 990).
Mundialmente, las industrias papeleras son las principales fuentes de compuestos
organoclorados a los cursos de agua. Estos compuestos afectan la vida acuática y
se almacenan en los tejidos grasos de los organismos, bioacumulándose a lo largo
de la cadena alimentarla. En los seres humanos provocan trastornos de los
sistemas inmunológico, nervioso y reproductor. Entre los organoclorados
identificados hasta ahora en los efluentes existen también numerosos compuestos
cancerígenos y mutagénicos. La Agencia de Protección del Medio Ambiente de
EEUU, por ejemplo, ha estimado que para la gente que consume pescado
contaminado capturado río abajo de la descarga de una papelera que blanquea con cloro, el riesgo de contraer cáncer es de 1 en 50 personas (USEPA, 1 990).
También existen estudios que han encontrado un aumento del riesgo de contraer
cáncer entre los trabajadores de las papeleras (Hogstedt, 1 990).
Antes de verter los efluentes, algunas plantas emplean tratamientos biológicos.
Estos son efectivos para tratar materia orgánica -los restos de la madera- que se
puede degradar fácilmente. De hecho, todas las fábricas deben aplicar este tipo de
tratamientos, pero ellos no son eficaces para la destrucción de los organoclorados
(70% permanece).
Gobiernos y órganos de control de la contaminación del agua que han reconocido los problemas de los efluentes de las industrias papeleras.
Las provincias canadienses de Ontario y Columbia Británica han decidido que las papeleras deben eliminar totalmente las descargas de organoclorados para el año 2002.
Para el año 2000, Suecia ha establecido el objetivo de terminar con todas las descargas
tóxicas provenientes de las papeleras.
La Asociación de Salud Pública de EEUU ha llamado al establecimiento de "reducciones
progresivas y mensurables tendientes a la eliminación del uso de blanqueadores en base a cloro en la industria papelera".
21 países miembros del Convenio de Barcelona sobre el Mediterráneo han acordado eliminar las descargas de sustancias tóxicas, persistentes y bioacumulativas, particularmente los organoclorados. 1 3 países y la Unión Europea, miembros de la Comisión de Paris sobre el Noreste Atlántico han acordado eliminar las descargas de sustancias tóxicas, persistentes y bioacumulativas, particularmente los organoclorados.
La Comisión Internacional Conjunta sobre los Grandes Lagos ha llamado a la eliminación
gradual de todos los usos de cloro como insumo para la industria.
3) Producción de papel
La pasta es secada y transportada a una fábrica de papel, excepto de que se trate
de plantas integradas donde se produce tanto pasta como papel. Allí se fabrican
los distintos tipos de papel, mezclando la pasta con diversos aditivos y formando las
hojas.
La necesidad de reciclar
El consumo anual de papel en la Argentina era, en 1 991, de 33,7 kg por persona
(PPI, 1 992) y se estima que actualmente es superior a 42kg. En EEUU es de 303
kg per capita, mientras que en India y China esa cifra se reduce a 3kg (PPI, 1 994).
Es inaceptable que tamaño empleo de recursos acabe en el relleno sanitario o en el
basural, sin permitir que aquellos se puedan volver a utilizar. Cuando se trata de
productos de papel descartabas, el despilfarro es todavía más evidente. De hecho,
a nivel internacional, más del 40% de toda la pasta de papel elaborada se usa para
packaging (Greenpeace, 1 992).
En 1991, el Instituto de Ingeniería Sanitaria de la Universidad de Buenos Aires
realizó una investigación que dio como resultado que el papel corresponde al 1
7,42% en peso de la basura generada en Buenos Aires. Es previsible que el
contenido de papel en la basura de nuestras ciudades siga aumentando; en los
países industrializados, aproximadamente el 60% del material desechado es papel
o cartón (Kane, 1 996).
¿Para qué reciclar el papel?
La respuesta es simple: para limitar el consumo desenfrenado de madera, disminuir
considerablemente el volumen de los desechos, reducir las emisiones
contaminantes y ahorrar agua y energía. A nivel mundial, la industria del papel
puede consumir hasta 4.000 millones de árboles cada año, algunos de ellos
procedentes de bosques primarios que no pueden sustituirse (Kane, 1 996). Para
fabricar la pasta, la industria vierte a los ríos 950.000 tm de organoclorados, emite a la atmósfera 1 00.000 tm de dióxido de azufre y 20.000 tm de cloroformo (Kane, 1996).
El papel sólo puede reciclarse al 1 00% entre 3 y 8 veces, según la calidad y el uso a que se destine, debido a la excesiva rotura de las fibras celulásicas (del Val, 1991). Los papeles de impresión y escritura, seguidos por el papel prensa, son los
que menos pasta recuperada contienen, y los cartones corrugados son los que más proporción contienen (del Val, 1 991).
Si bien en algunos ámbitos se argumenta contra el papel reciclado aduciendo que
éste tiene una calidad menor que el papel virgen, en los últimos años se han
desarrollado tecnologías para fabricar diversas variedades de papel reciclado de
alta calidad, haciendo difícil su identificación del papel fabricado de fibras vírgenes
(Kane, 1 996).
Para poder lograr un papel para impresión reciclado post-consumo de alta calidad,
sin tener que agregar un alto porcentaje de fibra virgen, es necesaria una buena
clasificación de los desechos de papel, de manera de mantener el papel de
impresión y blanco separado del resto.
El crecimiento del reciclaje de papel necesita que exista un mercado para el
material reciclado, pero frecuentemente el costo de los materiales vírgenes es
artificialmente bajo, lo que crea una barrera importante al reciclaje. A menudo, los
gobiernos subsidian el mercado de materiales vírgenes de manera de asegurar una provisión estable de estos materiales. Esto distorsiona los verdaderos costos de extracción.
Las políticas gubernamentales de compra y adquisición de bienes son esenciales,
al igual que la legislación que estipula que los consumidores deben usar un
determinado porcentaje de papel reciclado. El gobierno de EEUU, por ejemplo, es
el mayor comprador de papel del mundo y utiliza 300.000 toneladas de papel para
imprimir y escribir, lo que corresponde aproximadamente al 2% del mercado de ese país. El gobierno decidió en 1 993 que, hacia fines de 1 994, todas las compras de papel realizadas por sus organismos debían contener un 20% de material reciclado post-consumo. Para fines de 1 998, este porcentaje deberá ser del 30%. En otros estados de ese país también existen normas que estipulan el contenido mínimo de fibras recicladas que debe contener el papel de diario.
En Bélgica se ha impuesto una ecotasa sobre el cartón utilizado para envasar
alimentos. Esta tasa se devuelve si el cartón se fabrica a partir de materiales
reciclados.

ELABORACION Y USOS DEL PAPEL


Procesos de elaboración: (máquina continua)
La pasta del refinado pasa a unos depósitos de reserva (llamados Tinas) donde unos aparatos agitadores mantienen la pasta en continuo movimiento. Luego pasa por un depurador probabilístico y por uno dinámico o ciclónico. El depurador probabilístico separa las impurezas grandes y ligeras (plásticos, astillas..) y los dinámicos separan las impurezas pequeñas y pesadas (arenas, grapas..) Luego la pasta es llevada a la caja de entrada mediante el distribuidor que transforma la forma cilíndrica de la pasta (venía por tubos) en una lámina ancha y delgada.
Después llega a la mesa de fabricación, que contiene una malla metálica de bronce o de plástico, que al girar constantemente sobre los rodillos, hace de tamiz que deja escurrir parte del agua, y a la vez realiza un movimiento de vibración transversal para entrelazar las fibras.
Las telas transportan al papel por unos elementos desgotadores o de vacío, entre ellos nos encontramos los foils, los vacuofoils, las cajas aspirantes, el rodillo desgotador o "Dandy Roll" y el cilindro aspirante. La función de estos elementos es la de absorber el agua que está junto a las fibras, haciendo que la hoja quede con un buen perfil homogéneo a todo el ancho.
Después la hoja es pasada por las prensas, éstas están provistas de unas bayetas que transportan el papel y a la vez absorben el agua de la hoja cuándo ésta es presionada por las prensas. El prensado en húmedo consta de 4 fases:
1ª fase, compresión y saturación de la hoja El aire abandona los espacios entre fibras y su espacio es ocupado por el agua, hasta llegar a la saturación de la hoja, que es cuándo la hoja no puede absorber más agua.
2ª fase, compresión y saturación de la bayeta Se crea una presión hidráulica en el papel y el agua empieza a pasar del papel a la bayeta hasta llegar a la saturación de ésta.
3ª fase, expansión de la bayeta La bayeta se expansiona más rápido que el papel y sigue absorbiendo agua hasta la máxima sequedad de la hoja
4ª fase, expansión de la hoja Se crea una presión hidráulica negativa y el agua vuelve de la bayeta al papel, en éste momento hay que separar la hoja de la bayeta lo más rápidamente posible.
Después del prensado en húmedo la hoja pasa a los secadores dónde se seca mediante unos cilindros que son alimentados con vapor. La hoja es transportada por unos paños que ejercen una presión sobre los secadores para facilitar la evaporación del agua de la hoja.
De los secadores el papel llega a la calandria o calandra. Estos son cilindros superpuestos verticalmente y apretados entre sí que en su interior puede circular vapor para calentar el papel, o agua para refrescarlo (según el tipo de papel que se desee fabricar). Así se le da al papel un ligero alisado que puede ser definitivo (si se está fabricando papel alisado) o preparatorio para la calandria de satinado (que según la intensidad de la presión de los cilindros, se obtienen diferentes satinados). Este proceso además de alisar y compactar la estructura del papel, da mayor brillo a la superficie del papel.
Finalmente el papel llega al plegador donde se procede a recogerlo en una bobina.
Manufactura
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.
Nos centraremos en la producción de papel, ya que el proceso de obtención de pasta o pulpa es un tema totalmente diferente.
Preparación de las fibras
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.)
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.

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.
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 sí. 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 donde será tratado para ser después secado en un sitio secante.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
Pope
Finalmente, el papel fabricado se enrolla en grandes bobinas para su posterior uso. Es un cilindro refrescador con entrada y salida de agua para el correcto enrollado.
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).
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