El papel es un material constituido por una delgada lámina que es elaborada a partir de pulpa de celulosa, preparada con una pasta de fibras vegetales molidas suspendidas en agua, generalmente blanqueada, y posteriormente secada y endurecida, a la que normalmente se le añaden sustancias como polipropileno o polietileno con el fin de proporcionarle características especiales. Las fibras que lo componen están aglutinadas mediante enlaces por puente de hidrógeno.
Según el DRAEː del cat. paper, este del lat. papȳrus 'papiro', y este del gr. πάπυρος pápyros.
En el Antiguo Egipto se escribía sobre papiro desde antes del año 3000 a. C. El mismo era fabricado a partir de un vegetal muy abundante en las riberas del río Nilo, el Cyperus papyrus, y fue el primer material que presentó propiedades asociadas al papel. Posteriormente, en la antigüedad grecorromana, el papiro compartió popularidad con el pergamino, que prevalecería en Europa durante la Edad Media. El pergamino consistía en pieles de becerro, oveja, cabra o carnero curtidas con cal y preparadas para recibir la tinta. No obstante, este proceso resultaba costoso, por lo que a partir del siglo VIII se acostumbraba a borrar los textos de los pergaminos para reescribir sobre ellos (dando lugar a los palimpsestos), perdiéndose de esta manera una cantidad inestimable de creaciones.
Antes de inventar el papel, los escribas chinos escribían utilizando una punta rígida sobre tiras de madera o bambú, pero estos materiales no facilitaban la escritura, además de que suponían un problema al momento de archivarlos. Después de la introducción del pincel de pelo, se sustituyó el soporte por los primeros intentos de realizar papel a partir de residuos de tela, seda, la paja de arroz y el cáñamo, e incluso del algodón. Se considera tradicionalmente que el primer proceso de fabricación de papel moderno fue el desarrollado por el eunuco Cai Lun, consejero del emperador He de la dinastía Han Oriental, en el siglo II. Su innovación consistió en la utilización de fibras vegetales con alto contenido en celulosa extraídas de la morera, el ramio y el algodón, y también de trapos y telas viejas. Colocaba el material en un mortero con agua y lo machacaba hasta conseguir una pasta homogénea y compacta que luego laminaba y secaba.
Durante unos 500 años, el arte de la fabricación de papel estuvo limitado a China; pero en el año 610 un monje coreano introdujo en Japón su modo de fabricación, a partir de hojas de morus, gampi y mitsumata, y alrededor del 750 pasó a Asia Central. El conocimiento se transmitió entonces a los árabes, quienes lo introducirían luego en España en el siglo XI, estableciéndose en Játiva la primera fábrica de papel europea (año 1056). El primer documento en papel de Europa es una carta dictada en castellano y escrita en caracteres griegos y árabes que la condesa Adelaida envió en 1109 a su hijo Roger, futuro rey de Sicilia. Este nuevo material de escritura llegó a París, a través de España, coincidiendo con la inauguración de la Universidad en esa ciudad. A partir de este momento se difundió la técnica a Sicilia en el S.XII e Italia (S. XIII) y el Sur de Francia (S. XIV). Desde donde se propaga por todo el continente, creándose molinos papeleros en Italia, en la región de Champaña (Francia) y Países Bajos, lo que implicó la introducción de marcas de agua o filigranas para identificar la procedencia del papel.
En Europa, la única materia prima utilizada eran trapos de lino y algodón, por lo que la aparición de la imprenta generó un aumento del uso del papel a partir del siglo XV, provocando una escasez de estos materiales. Aunque se intentó utilizar otros materiales como sustitutos, ninguno fue un éxito comercial hasta 1845, cuando un industrial alemán introdujo el proceso mecánico de trituración de virutas de madera para fabricar la pulpa, procedimiento que, sin embargo, dejaba en ella un ácido, la lignina, que al oxidarse con el oxígeno del aire quemaba, cuarteaba y agrietaba el papel poniéndolo amarillo, por lo que el papel, que hasta entonces podía resistir unos quinientos años sin deterioro por insectos xilófagos, vio reducida su durabilidad considerablemente, por más que este ácido hiciera venenoso el papel para los xilófagos; actualmente, solo contiene lignina el papel más basto y de peor calidad, que es el efímero usado en los periódicos. En 1850 se introduce el primer proceso químico.
Desde entonces el papel se ha convertido en uno de los productos emblemáticos de nuestra cultura, elaborándose no solo 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. Con ayuda de la impresión mecánica, al principio xilográfica (esto es, con matriz de madera; el primer libro impreso así fue en China, el Sutra del diamante, 868) y después mediante los tipos móviles de plomo según la imprenta de Gutemberg en 1453.
Aunque el papel ahora puede ser sustituido para ciertos usos por materiales sintéticos, sigue conservando una gran importancia en nuestra vida y en el entorno diario, haciéndolo un artículo personal y por ende difícilmente sustituible.
La aparición y rápido auge de la informática y los nuevos sistemas de telecomunicación, permiten la escritura, almacenamiento, procesamiento, transporte y lectura de textos con medios electrónicos más ventajosos, relegando los soportes tradicionales, como el papel, a un segundo plano.
En esencia, en el proceso tradicional para la fabricación de papel se prepara una suspensión de fibras en agua y se escurre en un tamiz, de manera que se produce una capa de fibras entrelazadas aleatoriamente. Acto seguido, se elimina el agua de esta capa mediante presión y secado. Antiguamente esas fibras se extraían de trapos o prendas viejas de algodón o de lino, o de la planta del cáñamo. La primera máquina que sustituye el proceso de producción manual se construyó en 1798 y luego fue mejorada en 1803 con el nombre de máquina de Fourdrinier.
Posteriormente, la mayor parte del papel se ha fabricado con pulpa de madera, debido a su menor coste. No obstante, las fibras textiles se seguirán empleando hasta hoy en día para la fabricación de papeles de alta calidad.
A continuación se describen distintos procesos que se emplean en la actualidad para la elaboración de papel:
La pasta del refinado pasa a unos depósitos de reserva (llamados tinas) donde unos 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 (llega a las tinas por una red de distribución de tuberías) 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 (espesor) homogéneo en todo el ancho.
Después la hoja es pasada por las prensas. Estas están provistas de unas bayetas que transportan el papel y a la vez absorben el agua de la hoja cuándo esta es presionada por las prensas. El prensado en húmedo consta de 4 fases:
Después del prensado en húmedo la hoja pasa a los secadores donde 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 en cuyo 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 (en la 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.
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. Dependiendo del tipo de materia prima utilizada y del proceso al que esta haya sido sometida, los productos obtenidos serán distintos en cuanto a calidad de la pasta del papel, así como a tipos de papel y cartón. Asimismo, también dependerá del tipo de maquinaria empleada en cada proceso.
Se describe la producción de papel, ya que el proceso de obtención de pasta o pulpa es un tema totalmente diferente.
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 ya es papel. Este 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.).
Una vez que se tiene la pulpa de celulosa, obtenida por medios químicos (pasta química o Wood Free, que se consigue disolviendo la lignina) o medios mecánicos (pasta mecánica, que no elimina la lignina sino que separa las fibras por fricción), hay que acondicionarla para el proceso de fabricación.
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 al 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.
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. Así, 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.
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.
Se encarga de expulsar la pasta de papel en una fina capa sobre la tela de la máquina de papel.
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, esta 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).
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 solo, por lo que hay que ayudarlo con varios elementos.
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.
Lo mismo que los foils, pero además absorben el agua mediante bombas de vacío.
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.
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.
Es un proceso aparte de la 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 da brillo al papel.
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.
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.
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 con las necesidades de los usuarios. Las grandes bobinas que se obtienen en pope se transforman en bobinas terminadas más pequeñas y fáciles de manejar.
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:
Estas medidas vienen dadas porque antiguamente el papel se contaba a mano. Se separaban las hojas de cinco en cinco (dedo = 5 hojas) equivalentes a un cuadernillo, con cada cinco cuadernillos de papel se formaba una mano (mano = 25 hojas), y veinte manos de papel formaban una resma.
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:
Más información sobre formatos de papel.
Aunque antiguamente se obtenía papel de otras plantas (incluyendo el cáñamo del que se extrae una celulosa de alta calidad), la mayor parte del papel se fabrica a partir de los árboles. Para fabricar un kilogramo de papel convencional se utilizan cien litros de agua.[cita requerida]
Con papel y cartón se fabrican:
En el mundo, la industria consume alrededor de cuatro mil millones de árboles cada año, principalmente pino y eucalipto. Las técnicas modernas de fabricación de pastas papeleras usan especies muy específicas de estos árboles.
El consumo de papel y cartón en Argentina alcanza 42 kg por persona al año; en Estados Unidos, 300 kg por persona al año, y en China y la India 3 kg por persona al año.
En Chile se producen entre cuatrocientas y quinientas mil toneladas de papel al año y se recupera alrededor del 47 %. La industria de la celulosa y el papel utiliza un tercio de la producción nacional de madera.
Con el reciclaje se ahorra un 25 % de energía en el proceso de fabricación.
El papel de desecho puede ser triturado y reciclado varias veces. Sin embargo, en cada ciclo, del 15 al 20 % de las fibras se vuelven demasiado pequeñas para ser usadas. La industria papelera recicla sus propios residuos y los que recolecta de otras empresas, como los fabricantes de envases y embalajes y las imprentas.
El papel y el cartón se recolectan, se separan y posteriormente se mezclan con agua para ser convertidos en pulpa. La pulpa de menor calidad se utiliza para fabricar cajas de cartón. Las impurezas y algunas tintas se eliminan de la pulpa de mejor calidad para fabricar papel reciclado para impresión y escritura. En otros casos, la fibra reciclada se mezcla con pulpa nueva para elaborar productos de papel con un porcentaje de material reciclado.
Uno de los sectores industriales que ocupa gran cantidad de material de desecho es la fabricación de papel y cartón. En Chile, la Compañía Manufacturera de Papeles y Cartones, CMPC, es el principal comprador de estos desechos. En los comienzos, la Papelera compraba el material en su planta de Puente Alto. Con el aumento de los volúmenes comercializados, la Papelera creó una empresa subsidiaria, SOREPA, que desde 1972 es abastecida, a lo largo del país, por los recolectores independientes e intermediarios.
Otras empresas que realizan esta labor en este país son: Eco-lógica, Recupac S.A., Comercial Ecobas Ltda., Sociedad de Servicios Industriales Ltda., Reciclados Industriales Ltda. Además, en el último tiempo se han incorporado algunos centros de acopio y empresas de reciclaje (éstas provienen, por lo general, de agrupaciones de cartoneros), los que utilizan esta estructura para salir al mercado mayorista. A raíz de esto han surgido: Ecores Ltda., Centro de Acopio de Residuos Sólidos Conchalí, Centro de Acopio Santiago Centro, entre otros.
Lo principal es comprar productos que estén mínimamente envueltos.
Es posible promover la reutilización, la reducción y el reciclaje de las cajas y otros envases y embalajes, así como incentivar a las organizaciones de las comunidades, a los supermercados, escuelas y tiendas, a la instalación de programas de reciclaje de papel y cartón.
Según el uso al que vaya dirigido, necesita unas características técnicas específicas. Para ello se miden las cualidades del papel.
Las más comunes son:
El papel es uno de los principales soportes de información, además de constituir la memoria histórica y cultural de las civilizaciones, no solo de las que lo utilizan sino de los que lo manufacturan. Por lo mismo es necesario tener en cuenta su conservación y resguardo adecuado, ya que tanto lo plasmado en él, como el soporte, forman parte de la memoria documental de la humanidad.
Hay distintos factores, tanto intrínsecos como extrínsecos, que alteran y deterioran al papel, por lo que es necesario conocer las condiciones inmediatas que lo rodean.
Las condiciones de almacenamiento son indispensables para una correcta conservación del papel, por lo que se recomienda un rango de humedad relativa de 40 a 55 % y un rango de temperatura entre 18 y 23 °C. Deberán almacenarse extendidos, no doblados, y en presencia de material libre de ácido.
El papel se usa para infinidad de cosas. Aparte de las más habituales (escritura, impresión...) hay una serie de usos curiosos:
El Museo del Molino de Papel de Capellades, situado en Capellades, provincia de Barcelona, España, es uno de los museos más importantes en cuanto a la temática del papel. Está situado en un antiguo molino papelero. Su colección incluye maquinaria para la fabricación de papel tradicional y papeles y documentos desde el siglo XIII. En el sótano, donde aún se continúa fabricando papel manualmente, muestra el proceso artesanal de fabricación del papel.
El Museo Valenciano del Papel, situado en Bañeres, provincia de Alicante, España, expone el proceso artesanal de fabricación de papel, ilustrado con los objetos utilizados y maquetas de antiguos molinos. Incluye 1300 libritos de papel de fumar, filigranas y juguetes de papel, así como una biblioteca especializada.
El Museo Suizo del Papel, la Escritura y la Imprenta, situado en Basilea, Suiza, está dedicado a la fabricación de papel, la imprenta y la escritura. Muestra las antiguas técnicas artesanales de elaboración de papel, de imprenta y de encuadernación. El museo está ubicado en un edificio restaurado que ya funcionaba como molino de papel hace más de 500 años.
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