¿Qué es el papel y cómo se estructura?

Conozca el proceso de formación de una hoja de papel y los principales elementos que influyen en él

Por Bruno Becerra*

El papel puede definirse como una lámina plana anisótropa, de un espesor determinado, compuesto de fibras, agua, aire, minerales y sustancias químicas.

Cada uno de estos elementos tiene una función específica; así: las fibras crearán la estructura de la red, el agua ayudará a un buen terminado de la estructura fibrosa, a través del proceso de acabado; el aire dará a la hoja la formación de interfaces fibra-minerales-fibra que será esencial en sus características ópticas; los minerales, serán las partículas que rellenarán los huecos entre fibras, y también proporcionarán posibilidades de dotar al papel de propiedades superficiales y ópticas; las sustancias químicas, darán a la hoja propiedades de resistencia o apoyarán en la buena operación de la máquina de papel.

Como se afirma en un principio, el papel es una lámina plana anisótropa, porque tiene una característica, la de presentar propiedades diferentes en función de la dirección en que es examinado. Durante la formación, la estructuración de la red fibrosa depende del tipo de formador, mientras que las características de los elementos de desgote determinan la distribución de los materiales en la hoja de papel en las tres direcciones: dirección máquina, dirección contramáquina y dirección “Z”.

Cuanto más se acerque la distribución homogénea en las tres direcciones, se tendrá un papel “isótropo”; por el contrario, en la medida que se aleje de la distribución homogénea en las tres direcciones será un papel “anisótropo”. (Ver Figura 1)

Para que un papel tenga las mismas características en las tres direcciones, sería necesario que por cada unidad de volumen se encontraran la misma e idéntica cantidad de materiales. En última instancia lo que busca un papelero es elaborar una hoja de papel con una formación y estructuración perfectas, con una distribución homogénea de las fibras, y presente las mejores características de acuerdo al uso final de cada tipo de papel, es decir, una calidad óptima de la hoja de papel.

En referencia a la calidad de la hoja de papel, debe tenerse en cuenta que la calidad de un papel no sólo depende de la calidad de la materia prima fibrosa y no fibrosa utilizada, sino también de la eficiencia de todos los procesos que configuran el sistema de fabricación de papel.

¿Qué es la formación?
Siempre se habla con mucha insistencia de la necesidad de elaborar un papel de óptima calidad y en ella está intrínseca la formación de la hoja de papel. Se puede decir que la formación es una propiedad prioritaria y esencial en la estructura fibrosa que compone la hoja de papel, y que indica la uniformidad de la distribución de las fibras en todo su volumen.

La uniformidad de las fibras en el papel indica que las fibras están distribuidas homogéneamente a lo largo, ancho y alto de la hoja de papel, sin embargo, por más homogénea que sea esta distribución siempre será relativa, es decir, es prácticamente imposible que las fibras sean las mismas en las tres direcciones.

El papelero tiene como principal obsesión el obtener una hoja bien formada, con dos fines muy importantes: el fin estético y el de conseguir las mejores propiedades en el papel. La característica estética es para que el producto ejerza una atracción positiva al comprador, además de que una buena formación es siempre atractiva a la vista, y un medio inequívoco de que el papelero acceda a un producto con las mejores propiedades. La formación es importante para todos los tipos de papeles, pero esta propiedad se ve acentuada en papeles como los de escritura e impresión.

Durante la formación, el agua juega un papel importante y es esta industria una de las tres que mayor cantidad de agua utiliza, por lo que cada día se optimizan los procesos con el fin de reducir la cantidad de agua usada por tonelada de papel.

¿Cómo se forma la hoja de papel?
El papel se hace al fijarse las fibras de la suspensión fibrosa, proveniente de la regla de la caja distribuidora, sobre una malla o tela de abertura variable. (Ver figura 2)

Sobre esta malla quedan depositadas las fibras, filtrándose el agua junto con algunas fibras y otros materiales utilizados en la elaboración del papel. Al inicio de la formación de la hoja, la cantidad de agua y fibras que pasan a través de la malla son abundantes pero se van reduciendo a medida que las fibras van depositándose sobre la tela, ya que tienen que vencer también el lecho filtrante formado por las mismas fibras retenidas.

Al final del formador, aquella suspensión fibrosa muy diluida entregada por la caja distribuidora se transforma en una red de fibras que aunque muy húmeda tiene ya cierta resistencia y puede ser manejada fácilmente.

La formación es un proceso cuya base es la filtración, sin embargo existe una gran  diferencia entre el proceso de filtración que normalmente se lleva a cabo y la filtración a la que debe de enfrentarse el papelero durante la formación del papel. (Ver figura 3).

En el primero la filtración es la separación de dos fases, pero en la medida que se haga con la mayor celeridad, se tiene un proceso más eficaz. Para el papelero esto no es tan sencillo, porque en la elaboración del papel, la filtración debe de ser un proceso con un control en tiempo y cantidad.

En un proceso de filtración, el proceso tiene mayor eficacia en la medida que la separación  sea  más  rápida. Para un fabricante no sólo tiene este fin, es decir, no sólo busca una separación entre fibras que conforman la suspensión fibrosa, sino que debe cuidar dos aspecto importantes: la formación de la hoja y la graduación y velocidad de filtración en cada área del formador, sin importar si éste es fourdrinier, doble tela o formador cilíndrico.

Sería ideal que en la unión de las fibras que forman la suspensión fibrosa, el agua fuera  eliminada con la mayor celeridad posible y así obtener una hoja de papel  también  rápidamente. Esto sería lo deseable desde el punto de vista filtración, pero a un papelero lo que le importa no es únicamente la filtración del agua que acompaña a la fibra, sino también auxiliarse de este proceso de filtración controlándolo, de tal  manera que la estructura fibrosa u hoja de papel obtenida tenga orientación de fibras adecuada de acuerdo a las necesidades de su uso final.

Finalmente a un papelero lo que más le interesa es que el producto final, el papel, sea de calidad, no exclusivamente en lo que se refiere a propiedades y características sino también en apariencia.

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