Sustitución de cloro en el proceso de blanqueo de papel

1998/03/01 Etxaide, Maider Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Ingurumena

La utilización de compuestos de cloro en los procesos industriales de blanqueo de papel presenta importantes problemas ambientales y sanitarios. Esto es debido a que una parte del cloro reacciona con moléculas orgánicas que contienen maderas formando sustancias organocloradas. Los organoclorados, además de ser muy tóxicos, son muy estables y tienen capacidad para acumularse en los seres vivos. Estas tres características hacen que los organoclorados sean muy peligrosos para la biosfera.

Las nuevas exigencias del mercado del papel y la creciente sensibilidad ambiental, o incluso la legislación, han llevado a muchas empresas (más de 60 en todo el mundo) a sustituir el cloro en sus procesos, unas en su totalidad otras parcialmente. Suecia es la séptima región del mundo en producción de papel y cartón, pero también es el país con más fábricas que han aplicado nuevos sistemas (20 en total).

Proceso de blanqueo

El objetivo del blanqueo es eliminar la lignina, sustancia resinosa adherida a la capa de celulosa. Si no se hace así el papel sale débil y con pocas tiras y además se envejece rápidamente. Casi siempre se han utilizado derivados del cloro para esta tarea, que separan perfectamente la lignina sin dañar las fibras de la celulosa. En el proceso Kraft, el más común, tras eliminar la piel de la madera, se cuece a 200ºC con sosa cáustica, sulfato sódico y carbonato cálcico. La pasta que se extrae se traslada a la unidad de blanqueo donde se alternan las fases de blanqueo y limpieza, utilizando ésta última una sosa cáustica. Para el blanqueo se ha utilizado tradicionalmente gas cloro. Debido a su alta reactividad, cerca del 10% de este cloro se transforma en un compuesto organoclorado, de donde el 0,5% se queda en masa y el 90% restante se convierte en ion cloruro. El dióxido de cloro y el hipoclorito se han utilizado como agentes blanqueantes en el lugar del gas cloro, pero tampoco evitan el problema de los compuestos organoclorados.

Alternativas menos contaminantes

La aplicación de sistemas alternativos puede iniciarse en fases previas al blanqueo, por ejemplo, con el fin de eliminar la lignina antes de iniciar el proceso de blanqueo, prolongando el tiempo de cocción y aumentando la presión, cuidando de que no se estropeen las fibras durante este proceso. Este método se está haciendo cada vez más exitoso hoy.

Otro método de esta fase es el denominado Cocción Alterada Continua (MCC). Este método consiste en alternar el vapor a alta y baja presión con el cambio de dirección de la corriente de cocción en media fase. En consecuencia, la lignina queda menos adherida a la celulosa y en la fase de oxigenación se consigue una mayor viscosidad en la masa que facilita la separación del resto de la lignina.

La oxigenación se utiliza para reducir la lignina poco antes del blanqueo. Esta operación es bastante delicada porque el oxígeno ataca la celulosa. Hay que tener cuidado, por tanto, si se quiere buscar rentabilidad. En cuanto a la fase de blanqueo, el ozono es un buen agente blanqueante, si bien por su inestabilidad tiende a degradarse al oxígeno. Este sistema está formado por un circuito cerrado que permite recuperar el oxígeno y regenerar el ozono. Para aumentar el brillo de la masa se puede utilizar peróxido de hidrógeno. De esta forma, además de mejorar la calidad de la pasta, se reducen los costes de blanqueo.

El “Solvopulping” es otro proceso de blanqueo que consiste en separar las fibras de lignina de alcohol. Esto permite reciclar alcohol y recuperar lignina para otros usos industriales. Las fibras que se producen son bastante puras y requieren poco blanqueo.

Existen también variantes de procesos mecánicos que utilizan vapor de agua para ablandar la madera, como el llamado proceso termomecánico (TMP). El llamado proceso químico/termomecánico (CTMP), además del vapor de agua, utiliza pequeñas cantidades de productos químicos produciendo una pasta más resistente. Con este sistema se pueden utilizar maderas tanto duras (eucalipto, arce, abedul, haya) como blandas (pino y abeto). Los primeros proporcionan fibras pequeñas con alto porcentaje de celulosa y los segundos aportan fibras más largas que forman una pasta más resistente, aunque con más resinas. El sistema TMP es aplicable únicamente a maderas blandas.

En general, empezar por la deslignificación por oxígeno y continuar con el blanqueo por peróxido de hidrógeno y ozono parece ser el proceso alternativo más atractivo desde el punto de vista tecnológico. Esta es, al menos, la alternativa que más está comercializando actualmente.

Experiencia de una empresa sueca

La empresa sueca Södra, la mayor productora del mundo de pasta de papel, ante la creciente demanda del mercado de papel libre de cloro, decidió sustituir todo el cloro del proceso de blanqueo. El proceso craft que esta empresa utiliza hoy consiste en una cocción larga, una deslignificación oxigenada y un blanqueo por ozono y peróxido de hidrógeno. Para evitar que el peróxido se degrade frente a los metales, se le añade un agente quelante que tiene la función de atrapar metales.

El objetivo de esta empresa era ser el primer productor mundial de pasta kraft blanqueada sin cloro procedente de maderas duras y blandas. Al iniciar este camino, sin embargo, se consideraba que la no utilización de cloro tenía otra ventaja: este método permite cerrar el ciclo de aguas residuales de todo el proceso. En el proceso tradicional, debido al cloro, no se podía conseguir.

¿Y en Euskal Herria qué?

Después de una mala racha en el País Vasco, se ha empezado a tocar el nuevo viento. Algunas modificaciones ya se están realizando en muchas fábricas, mediante la deposición de cloro en los procesos de blanqueo y la introducción de peróxido de hidrógeno. Sin embargo, en muchas áreas de la fabricación de papel, como la limpieza de máquinas, el desteñido, las turbinas y la fabricación de pasta, los compuestos de cloro se siguen utilizando a la perfección. Por tanto, todavía queda camino por recorrer en el sector papelero vasco.