Pulpa de celulosa: qué rol cumple la cal en la industria del papel
La cal es un insumo indispensable en la fabricación de pasta de celulosa por métodos químicos. En tanto, el carbonato de calcio, otro producto que ofrece Grupo Calidra, interviene en la producción de papel. ¿Qué aporta cada uno al proceso y a la industria en Chile, Argentina y Uruguay?
¿Qué haríamos sin el papel? A pesar de que la tecnología vino a sustituirlo en muchos aspectos, sigue siendo un bien fundamental para la vida cotidiana. Los primeros registros de existencia del papel se remontan al Antiguo Egipto, 3 mil años a.C., con el uso de papiros.
Bajo la dinastía Han, en el siglo II, los chinos implementan el proceso de fabricación de papel moderno y lo monopolizan durante 500 años. Llegaría a Europa en el siglo XI, aunque su uso recién se extendió en el siglo XV con la aparición de la imprenta.
Está claro que desde aquellos tiempos a esta era digital, el sistema de producción de papel cambió drásticamente. Uno de los grandes hitos en esa evolución sucedió en 1845, cuando el inventor alemán Friedrich Gottlob Keller descubre la producción de pulpa de celulosa (que se extrae de maderas pulpables como el pino o el eucalipto), la materia prima más utilizada actualmente para hacer papel.
“El uso más importante de la pulpa de celulosa es como materia prima de todo tipo de papel”, informa Hernán Romero, Representante de Venta para Industrias en Calidra.
“El papel sobre el que escribes, papel prensa, papel higiénico, tissue, de regalo; más todo lo que tiene que ver con packaging, cartón, descartables, vasos, cajas…, todo objeto compuesto de papel o cartón, en todo participa la celulosa. También se utiliza la fibra de celulosa como fibra textil”, aclara Romero.
Al igual que en tantos otros sectores y procesos vitales de la economía –y en la vida diaria-, la cal interviene, como insumo clave, en la producción de pasta de celulosa. Por eso, Grupo Calidra es un engranaje importante en la cadena de valor de la industria de celulosa y papel en Sudamérica.
Antes de entrar en la actualidad del sector y el particular procedimiento de elaboración de la también llamada pasta de celulosa, vale decir que Calidra Cono Sur es el proveedor principal de cal viva –óxido de calcio- de dos de las pasteras más importantes de Chile, uno de los grandes productores mundiales del insumo. En menor medida, también abastece a empresas de celulosa de Argentina y Uruguay.
Ya sea desde su Planta Industrial Noviciado o desde sus centros de distribución a lo largo del territorio, la empresa referente de cal en Latinoamérica logra suministrar a las papeleras chilenas, en tiempo y forma, entre 80 mil y 100 mil toneladas de cal anualmente.
Cómo se obtiene la pasta de celulosa
La producción de pasta de celulosa puede hacerse por métodos mecánicos, térmicos, químicos o mixtos entre estos. Actualmente, el 75% de la pasta de celulosa se obtiene por el método químico llamado Kraft, a través del cual se obtiene celulosa de fibra larga de alta calidad y blancura.
“En el proceso Kraft, los reactivos se regeneran y recirculan en el proceso en dos circuitos: el circuito del sodio o circuito alcalino, y el circuito del calcio o de caustificación”, explica Laura Correa, Gerente de Investigación de Grupo Calidra.
Primero se separan las fibras de celulosa fuertemente unidas entre sí por la lignina, del resto de los componentes de la madera. El proceso Kraft utiliza una mezcla de hidróxido de sodio (NaOH) y sulfuro de sodio (Na2S), llamado licor blanco, para disolver la lignina.
Una vez cortada y descortezada, la madera se reduce a chips o astillas de tamaño uniforme que se sumergen en ese licor blanco y se cocinan en grandes equipos a presión llamados digestores. Terminada la cocción, desde los digestores salen dos corrientes: la pulpa de celulosa, que seguirá hacia procesos de lavado, blanqueado y secado; y el licor negro, mezcla residual de los digestores que arrastra la lignina y otros compuestos.
Ese licor negro se concentra y posteriormente se somete a combustión. Los compuestos orgánicos que contiene se queman, produciendo gran cantidad de calor y generando vapor que se utiliza en la planta y en turbinas para producir electricidad.
Las cenizas, compuestas principalmente de sulfuro de sodio (Na2S) y carbonato de sodio (Na2CO3), se diluyen en agua y se obtiene el licor verde, que ingresa al circuito de caustificación donde se le agrega Cal (CaO), que al contacto con el agua forma hidróxido de calcio (Ca(OH)2).
El hidróxido de calcio reacciona con el Carbonato de sodio, formando Carbonato de calcio (CaCO3) insoluble (que precipita y se separa por filtración) y regenerando hidróxido de sodio (NaOH) que, junto al Na2S presente, constituyen el licor blanco que retorna a los digestores cerrando el circuito del sodio o alcalino. “La cal viva es un insumo clave en ese proceso de caustificación del licor verde”, informa Hernán Romero.
En tanto, el carbonato de calcio (CaCO3) separado se lava y se calcina a 1.000° C en hornos rotativos, transformándose nuevamente en Cal (CaO), que retorna a la etapa de caustificación, cerrando así el circuito de calcio.
La cal en la producción de pulpa de celulosa
En estricto rigor podría decirse que, luego de la carga inicial de cal o caliza en el proceso de producción de celulosa, no se requeriría más reposición puesto que ambas se reconvierten, una en otra, indefinidamente, durante el proceso recientemente explicado.
En la práctica, sin embargo, no sucede así. Además de las pérdidas naturales de cualquier proceso, en la corriente de cada ciclo se van acumulando impurezas que perjudican el proceso, el funcionamiento del horno y la vida útil del recubrimiento refractario.
“El carbonato de calcio, al estar en permanente estado de reciclo, va acumulando impurezas, que perjudican la producción. De ahí que muchas papeleras sistemáticamente introduzcan cal fresca al proceso para mantener un nivel bajo de impurezas en ese reciclo permanente. En general, necesitan reponer entre un 4% y 6% de su reciclo de cal”, expone Correa.
Para compensar esa acumulación de impurezas -y las eventuales paradas de sus hornos de cal-, intervienen terceros para suplir esa carencia de cal. Pero es indispensable que se trate de una cal de alta pureza, bajos contaminantes, bajos contenidos en metales e impurezas -principalmente sílice- como las que ofrece Grupo Calidra, atributos que favorecen la limpieza de los hornos de las pasteras y la purificación de la corriente reciclada.
“Nosotros tenemos una gran capacidad de producción y de acopio. La industria de la celulosa tiene un hándicap específico que tiene que ver con sus contingencias operativas. Cuando para el horno de cal, se detiene su proceso productivo”, dice Hernán Romero. Y añade: “Hay plantas donde tenemos que entregar 3.000 o 4.000 toneladas en una semana. Se requiere una gran capacidad de almacenamiento y a la vez, un timing logístico muy justo”.
En Chile, la Planta Industrial Noviciado de Grupo Calidra ostenta una capacidad de acopio de 35 mil toneladas de cal y domos de hormigón que garantizan una hermeticidad plena. Esto se suma a su red de centros de distribución a lo largo del páis. Además, la compañía posee una flota de más de 200 camiones que aseguran la entrega de sus productos just in time.
GCC y CCP: los carbonatos para producir papel
Sin pulpa de celulosa no se podría hablar de papel. Aunque están estrechamente vinculadas, la pulpa de celulosa y el papel son dos industrias independientes, y por lo tanto, se elaboran de forma distinta.
Como materia prima básica para la fabricación del papel, las fibras de celulosa se dispersan en abundante agua en un gran recipiente llamado pulper. Esa mezcla pasa a una banda de malla conducida por rodillos donde las fibras van conformando un film entramado a medida que se retira el agua mediante escurrido, vacío, presión y secado a vapor. Una vez seco este film, queda conformado el papel.
Dependiendo del tipo de papel a producir, se agregan distintos aditivos como agentes blanqueadores y sustancias para mejorar su resistencia. El Carbonato de Calcio Natural micronizado (GCC) y el Carbonato de Calcio Precipitado (CCP) se adicionan, junto a otros fillers o cargas (caolines, dióxido de titanio, etc.), como material de relleno.
Gracias a esos fillers se logran superficies muy lisas y brillantes con características muy adecuadas para la impresión, aumentando la absorción de las tintas y mejorando la opacidad del papel. Este proceso es el que impide que la impresión en el reverso de una hoja se vea desde el anverso.
Grupo Calidra es proveedor de ambos insumos: Carbonatos Naturales Micronizados (GCC) y Carbonatos Precipitados (CCP). El GCC es piedra caliza natural finamente molida. Para su uso en papel, debe cumplir estándares de propiedades que lo hacen apto para este uso, como blancura y tamaño de partícula, entre otros.
El CCP, en cambio, se obtiene mediante un complejo proceso productivo controlado. Esto permite sintetizar un producto “a medida”, con una forma cristalina específica, tamaño y distribución de partícula requerido de gran área superficial.
“En Calidra Cono Sur, en el rubro carbonatos tenemos diversidad de opciones. El cliente puede elegir entre una amplísima gama de granulometrías que van desde milímetros hasta el micrón. También ofrecemos un abanico de blancuras: algunas aplicaciones no necesitan carbonatos de alta blancura, en tanto que otras sí”, informa Correa.
Y agrega: «Esa variedad de opciones nos permite satisfacer las necesidades de los distintos segmentos del mercado del papel”, resume.
