Fabricación de cuadernos a partir de papel reciclado r eciclado Introducción
Nuestro producto trata de la elaboración de cuadernos 100% ecológicos y a partir de materiales reciclados, principalmente papel para la conformación de las hojas y pastas del cuaderno, elementos que constituyen más del 90% de la composición del cuaderno. La razón de la selección de este proyecto es principalmente para reciclar y así atacar uno de los problemas de nuestro tiempo: la contaminación. contaminación. El papel y cartón representan aproximadamente el 21% de los residuos sólidos que generamos, si logramos reciclarlo evitaremos muchos problemas como tala de árboles, gasto de energéticos, y sobre todo la contaminación causada por estos residuos. La composición de residuos sólidos municipales indica que en promedio, a nivel nacional, se genera un 14.2 por ciento de papel y cartón. El resto es materia orgánica (69.1 por ciento), vidrio (6.6 por ciento), plástico (5.8 por ciento) y chatarra (3.1 por ciento). Del volumen total de papel y cartón: el 57 por ciento corresponde al papel y el restante 43 por ciento al cartón. Aunque normalmente el papel es asociado por su uso a la impresión y lectura, l ectura, también se usa en envases, envolturas y otros usos. Ventajas del reciclado del papel Beneficios ambientales:
- Se salva masa forestal de ser talada. - Se reduce la necesidad de plantar monocultivos de coníferas y eucaliptos. - Reducimos en un 85% el consumo de agua y un 65% él de energía. - Disminuyen los efluentes contaminantes en un 35%. - Evitamos su utilización en incineradoras y reducimos el espacio de los vertederos. Beneficios económicos:
- Reducción de la inversión de las industrias del sector. - Ahorro en el gasto de recursos energéticos y de agua. - Es una materia prima barata.
Antecedentes La utilización de papel reciclado en México tiene sus años. A partir de 2002, cuando el gobierno de Vicente Fox lanzó el programa de Bibliotecas Bi bliotecas Escolares y de Aula, exigió a los editores el uso de papel reciclado, como ya lo hacía con las editoriales privadas que trabajan los libros de texto para secundaria. Es así como el Estado es el mayor editor de papel reciclado que hay en México y nunca utiliza la celulosa virgen en sus publicaciones para niños. Los libros de texto g ratuitos de primaria son
hechos en su totalidad con papel reutilizado y los libros de texto para la educación secundaria que le compra a editoriales privadas deben realizarse con papel de las mismas características. Tal es la convicción de convertir a la industria editorial mexicana en una empresa verde, que el 21 de febrero de 2006, a través de un decreto, se creó el programa Recicla para leer, donde se establece que dependencias y entidades de la Administración Pública Federal, la Procuraduría General de la República, las unidades administrativas de la Presidencia de l a República y los órganos desconcentrados donarán a título gratuito a la Comisión Nacional de Libros de Texto Gratuitos, el desecho de papel y cartón a su servicio cuando ya no les sean útiles. Desde esa fecha, la Conaliteg asegura que ha producido 84 millones 700 mil ejemplares de libros con papel reciclado, con lo que se evita la tala de 52 mil 43 hectáreas de árboles -alrededor de 52 millones 428 mil 27 árboles no talados- y se dejan de emitir 136. 77 toneladas de contaminantes; a cambio, se ahorran 113.975 millones de metros cúbicos de agua y 18.692 millones de kilowatts por hora de energía eléctrica. Es importante destacar, antes de entrar en materia de utilización de consumos de fibras, que la Industria de la Celulosa y del Papel en México, ha realizado cuantiosas inversiones de capital en investigaciones e infraestructuras a efecto de incrementar de manera importante el reciclado de fibras secundarias y la utilización de bagazo de caña, aprovechando con ello materiales previamente desechados.
Actualmente la Industria productora de papel en México requiere del orden de 5 millones 144 mil toneladas de fibra para la producción de 4 millones 513 mil toneladas de papel de acuerdo a datos del 2006 4. De esta mezcla total de material fibroso para la fabricación de los diferentes papeles, el 83.6% correspondió a fibras secundarias, evidenciándose de esta manera la contribución que hace esta Industria en materia ambiental, además, el restante 16.4% de material fibroso utilizado para la producción de papel corresponde a fibras vírgenes, y dentro de este rubros el 1.8% es celulosa de bagazo de caña, lo que en términos absolutos corresponde a 92.9 miles de toneladas, aporte importante adicional que se hace a la protección ambiental. De esta forma, como se presenta en la gráfica posterior, con el gran esfuerzo realizado por las empresas papeleras, en la producción de papel se ha pasado de una utilización del 60.6% de fibras secundarias en 1987, a una del 83.7% en 2006 1. Reciclar papel y cartón es primordial para economizar energía, evita la contaminación de las aguas y salva los bosques. Es de apreciarse el justo valor de la utilización de fibras secundarias para la fabricación de papel. Toda vez que cada tonelada de papel hecho con materias primas recicladas, puede evitar el corte
del equivalente de 17 a 19 árboles aptos, el uso de energía equivalente a 2000 litros de petróleo crudo, evita la mas pronta saturación de los pocos confinamientos o tiraderos de residuos sólidos existentes, toda vez que por cada tonelada de papel reciclado se libran 2.3 m3 de espacio en los escasos tiraderos de residuos sólidos existentes en nuestro país 5, por lo que adquieren mayor relevancia las más de cuatro millones de toneladas de fibras secundarias aprovechadas como materias primas durante 2006 Para lograr estos niveles de aprovechamiento, la industria de la celulosa y del papel además de realizar adaptaciones técnicas e inversiones importantes dentro del proceso de producción, debe captar, con el apoyo de la sociedad, del Gobierno y de Organizaciones de recicladores, los papeles usados antes de que se contaminen al mezclarse con otros residuos, por lo que dichas industrias han contribuido a desarrollar y estructurar las actividades de recolección, superación y comercialización de los desperdicios que se aprovechan como materia prima dentro de sus procesos de fabricación de papel. Para 2005, México alcanzo el tercer lugar entre los países recicladores más importantes del mundo, con un Índice de utilización de fibras secundarias del 83.3%. Integrar al denominado Bosque Urbano al proceso de fabricación de papel ha sido el reto de esta Industria en los últimos años, teniéndose como se ha mostrado resultados asombrosos y prometedores, toda vez que con la posibilidad de la creación de políticas públicas y el establecimiento de instrumentos legales que apoyen los desarrollos realizados por las empresas papeleras mexicanas, se tendría la oportunidad de apoyar esta dinámica para convertirla en un círculo virtuoso del Bosque Urbano que sin duda apoyará los desarrollos forestales impulsados por el Gobierno Mexicano, al quitarle presión a los bosques naturales de México A pesar de que las cifras de papel reciclado que utiliza la industria editorial varían, son tremendas. Durante 2008, la producción editorial total fue de 289 millones 571 mil 620 ejemplares, de los cuales 164 millones 195 mil 15 unidades los editó el sector público para la distribución masiva. De los restantes 125.3 millones publicados por la industrial privada, 34 millones 800 mil ejemplares correspondió a la producción de libros para los progra mas de gobierno, tanto libros de educación secundaria como para los de las Bibliotecas de aula y Escolares. Visto así, México es un país que recicla, pues en suma, durante 2008 se publicaron más de 198 millones 995 mil ejemplares en papel reciclado, en tanto que un total de 90 millones 500 mil ejemplares fueron hechos en papel original o celulosa virgen. Ediciones SM y Grupo Santillana son de las empresas editoriales que más producen con papel reciclado; incluso reportan que aunque varía, en promedio, producen para la Conaliteg, 3 millones de libros (SM) y 5 millones (Santillana), porque éstas son de los principales editores de libros de textos para secundaria en todas las materias. Objetivos
del estudio
Definición
del producto
El Papel es un producto de fibras vegetales tratadas mecánica o químicamente que son afieltradas, es decir, unidas entre sí después de un amplio proceso industrial. Si en lugar de partir de la madera se utiliza como materia prima el papel usado se obtiene papel reciclado. Cabe diferenciar entre el papel reciclado y el papel ecológico. El papel reciclado es aquel que en su fabricación entra exclusivamente como materia prima el papel usado y recuperado, ejemplo de periódicos, revistas, cartones, impresos, etc. Por su parte, el papel ecológico es aquel que no ha sido blanqueado mediante productos químicos basados en el cloro. Los tipos de blanqueadores ecológicos utilizados en sustitución de los clorados son los Totally Chlorine Free (TCF), es decir, totalmente libre de cloro; y el Elementary Chlorine Free (ECF), o libre de cloro elemental. Aquellos productos de papel que lleven impresos simultáneamente los distintivos "Papel reciclado" y "Papel ecológico 100%", contarán con las garantías de que, no sólo la materia prima procede de papel recuperado, sino que en el proceso de fabricación se han utilizado productos químicos respetuosos con el medio ambiente. Sin embargo, existen limitaciones para la cantidad de veces que puede reciclarse. El papel puede reciclarse hasta 4 veces, por lo que siempre se requerirá fibra virgen. Las opciones para reciclaje de papel dependen del tipo de papel a obtener y por lo tanto del tipo de papel a reprocesar. Los pasos básicos son: y
y
y
y
y
y
Remojo inicial Producción de pulpa para separación de fibras Tamizado para remoción de contaminantes Remoción de tinta (clarificado) Espesamiento Lavado y prensado
Figura 1: esquema de reciclado de papel y cartón
Residuos de papel
Carga de pulpa
Tamizado y clarificado grueso
Tamizado y clarificado fino
Espesamiento
Lavado/prensado
Papel reciclado
Durante estos procesos se remueven tanto materiales extraños como fibras, estimando que estas pérdidas representan un 15% del peso inicial del papel que ingresa al reproceso (Shotton 1992). El principal impacto que surge de esta actividad proviene de la cantidad de residuos presente como materiales extraños (plásticos, ceras, clips, tintas, etc.) que deben ser tratados y dispuestos con altos costos. Pueden identificarse principalmente cuatro tipos de papel para reciclaje: y
y
y
y
Papel periódico: este suele reutilizarse para la elaboración de papel periódico nuevo, papel higiénico, pañuelos de papel, cartón o productos para la construcción. Papel ondulado o cartón ondulado: este material suele reciclarse para generar nuevas láminas para fabricar cajas de cartón. Papel de alta calidad: aquí puede encontrarse el típico papel de oficina, donde se encuentra papel de impresiones, libros guillotinados, tarjetas, sobres, etc. Se trata de un papel de muy buena calidad, que puede utilizarse para sustituir directamente a la pulpa de madera o para producir papel higiénico entre otros. Papel mezclado: en este rango se encuentran los periódicos, revistas y diversos tipos de papeles y cartones. Suele hallarse este tipo de residuos en los residuos de papel provenientes de los hogares. Generalmente suele utilizarse para producir cajas de cartón. La presencia de determinados componentes, puede complicar el reciclaje del papel, por lo tanto se debe evitar la presencia de los siguientes elementos:
y
y
y
y
y
Satinados o ceras (papel de fax, carbónico, catálogos) Alimentos y restos orgánicos (empaques, papel higiénico, servilletas) Plásticos, metales y maderas (clips, gomitas, grampas, papel de aluminio) Adhesivos no solubles en agua (adhesivo de papeles tipo Post It TM) Humedad (papel mojado)
Es por eso que los consumidores tienen un rol fundamental para lograr buenos niveles de reciclaje. Ser un consumidor responsable en el momento de hacer una compra es una prá ctica fundamental para colaborar con el ambiente que nos rodea.
Maquina papelera
Ésta compuesto por: 1. Cajón de entrada
La pasta acuosa que contiene las fibras cae sobre una tela móvil donde se produce la formación de la hoja por el entrecruzamiento de las fibras. 2. Tela
El exceso de agua de la pasta acuosa se elimina a través de la tela por gravedad y vacío. 3. Prensas Secadoras
La hoja de papel pasa por prensas que por presión y succión eliminan parte del agua. 4. Cilindros Secadores
La hoja de papel húmeda pasa por distintos grupos de cilindros secadores que por calor la secan. 5. Monolúcido
Es un cilindro de gran diámetro cuya función es la de entregar una cara del papel más lisa y brillante. 6. Prensa Encoladora
El papel recibe un baño de almidón con el cual se sella la superficie de éste. 7. Lisa
Son rodillos de acero por los cuales pasa el papel proporcionándole tersura y un espesor homogéneo al ancho. 8. Bobinadora
El papel se enrolla en el pope de la máquina para luego ser bobinado y/o cortado a las medidas requeridas.
Ciclo del reciclaje y
Recolección
y
Clasificación
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 una clasificación del papel recuperado, según un listado de calidades que dependen del tipo de pasta empleada para la
fabricación del papel original (mecanica, kraft, química, etc.) y la cantidad e intensidad de mancha que tiene el papel usado (impreso, mecanografiado, pintado, etc.) Calidades ordinarias (grupo A): compuesta por papeles y cartones mezclados, recortes de cartón
común y/ o cartón ondulado, embalajes de centros comerciales, revistas e i mpresos mezclados. Calidades medias (grupo B): periódicos leídos, periódicos no vendidos, recortes de revistas u otros
materiales similares, recortes de cartoncillo con una cara blanca, recortes de encuadernaciones sin encolar. Calidades superiores (grupo C): papel continuo de ordenador, papel de ofimática, cartoncillo
blanco sin imprimir, recortes de papel blanco, papel para imprimir blanco. Calidades kraft (grupo D): sacos, bolsas, cartón ondulado realizado con papel kraft, recortes de
papel kraft. y
Triturado y remojo inicial
Una vez separada la materia prima, 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 hacen que el material se desmenuce y sea evacuado por una cámara de extracción. Si este proceso no llega a deshacer de forma idónea las fibras, la paste 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. y
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 se utilizan los mi smos procesos para la producción de pasta virgen: cribado y centrifugación. y
Remoción de tinta (clarificado o d estintado)
Teniendo en cuenta la procedencia de la materia prima, una de las impurezas más importantes de la pasta es la tinta, la cual tiene que ser separada utilizando dos sistemas principalmente: Destintado por lavado:
a la pasta se le añaden una serie de productos químicos 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. Destintado por flotación:
consiste en el sistema contrario, ya que la adición de 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.
y
Blanqueo y mejora de la pasta
En algunos casos, y en función del grado de blancura que quiere aportar al papel reciclado, la pasta reciclada se blanquea con cloro, hipoclorito o peróxido, o preferiblemente con compuestos oxigenados menos contaminantes. 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. y
Refinado y aditivación
Antes de que la pasta de papel alimente la denominada maquina de papel se procede a refinar la pasta de papel y a realizar la aditivación de la misma. A través del refinado se modifican algunas propiedades físicas de las fibras de celulosa para darles las características necesarias para la fabricación del papel, permitiendo que las fibras sean más flexi bles 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 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: Colas: permiten aumentar el grosor del papel, disminuir la porosidad y mejorar la blancura. Colorantes: se utilizan para obtener 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. y
Alimentación de la máquina de papel
El procedimiento para producir papel reciclado o papel proveniente de pasta virgen es muy similar. Tras superar los procedimientos descritos, la pasta de papel entra en l a máquina de papel, un mecanismo muy complejo que se puede dividir en dos secciones principales: 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). Sección seca: en esta sección se procede al secado de papel por medio de unos cilindros giratorios
calentados por vapor de agua a baja presión por los cuales transita la hoja de papel. En este proceso la hoja pierde hasta un 70% del agua que contenía. Antes de proceder al enrollado del papel en bobinas se pueden realizar diferentes operaciones de mejora de las propiedades del papel:
Calandrado: este procedimiento permite mejorar el acabado del papel mejorando la lisura de la
superficie y haciendo el papel más brillante. El tratamiento se efectúa en una satinadora, maquina compuesta por cilindros de hierro colado con la superficie dura y brillante, y cilindros con fibra con la superficie elástica y compresible. Estucado: en esta operación 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. Encolado en masa: permite aumentar la resistencia mecanica del papel al aplicar a la hoja de
papel una capa encolante formada principalmente por determinados tipos de almidones.
