Si hay un material por el que la naturaleza se ha hecho parte indisociable de la actividad humana es el papel. Esa fina lámina elaborada de celulosa (polisacárido que funciona como sostén de las células vegetales) está irremediablemente vinculada a la humanidad casi desde sus orígenes.
Sin embargo, la actividad industrial para su elaboración presenta un gran consumo de energía y agua. Asimismo contribuye de manera importante a las emisiones globales de gases de efecto invernadero. (Fernández, J.C. et al, 2021)
Su incidencia medioambiental es grave ya que el proceso industrial papelero es de los que mayor cantidad de contaminantes emiten al aire y al agua hasta obtener el papel a partir de la fibra virgen, que proviene mayoritariamente de la madera de los árboles.
Durante las últimas décadas se ha producido un notable incremento en el uso del papel reciclado, que requiere para su producción menos materia prima, así como un 70% menos de energía. Sin embargo, el uso del papel no deja de acelerarse a nivel mundial y su consumo continúa empleándose como un índice de desarrollo pues supone para la economía mundial cerca de un 4% del PIB industrial del planeta.
El control de la contaminación emitida por la industria papelera, tanto en la obtención de la pasta del papel como en la elaboración final, es esencial ya que es responsable del 2% del cómputo global de emisiones industriales contaminantes.
El dióxido de carbono (CO2), uno de los gases que más contribuyen al efecto invernadero y con ello a acelerar el cambio climático, a su vez, es el principal gas emitido durante la producción de papel y cartón. Por cada kilo de papel se emiten al aire 3,3 kg de CO2.
Controlar la intensidad de las emisiones CO2 mediante la innovación tecnológica de la industria papelera y la eficiencia en sus procesos, como el secado del papel, permitirá la reducción de su presencia en el aire. De igual modo, establecer redes de sensores de contaminantes, como los que ofrecemos en Kunak, favorece la detección temprana de dicho gas contaminante y permite prevenir la alteración de la calidad del aire. Es la manera de incidir de forma precisa en la mejora de las condiciones medioambientales pues son la garantía de un futuro más sostenible para la vida en el planeta.
Procesos de la industria papelera
Para la obtención industrial del papel es necesario conseguir la fibra virgen a partir de madera, siendo prioritario que proceda de bosques con una gestión forestal sostenible.
A continuación, se procede a la retirada de la corteza de los árboles para obtener astillas de su madera. Con ellas se elabora la pasta a partir de un polímero orgánico (lignina) que estructura las paredes celulares del árbol y su corteza.
La pasta puede extraerse mediante un proceso químico con el que se cuecen las astillas de madera para extraer la lignina. Si se emplean métodos mecánicos se separan las fibras para elaborar productos de papel básico como el papel de prensa y revistas.
Cualquiera de las dos pastas ha de mezclarse con agua, para lo que se requiere una dilución de 100 veces su peso. Tras lo que se procede a extender el papel con la finalidad de repartir uniformemente las fibras que formarán la hoja de papel. Lámina que posteriormente es prensada para reducir su contenido de agua en un 50%.
Es el momento de iniciar el secado, haciendo pasar la hoja de papel a través de rodillos metálicos a 100º C de temperatura. La presión de un segundo sistema de rodillos aporta una combinación de compresión y calor que da lugar al acabado final con el que se logran el brillo y satinado característicos del papel.
Infografía sobre el proceso de fabricación del papel – Fuente Aspapel (clic en la imagen ver a tamaño completo)
Tipos de contaminación en la industria papelera
La industria del papel, aunque es considerada un motor de desarrollo económico y progreso, y nuestra vida diaria no podría concebirse sin la omnipresencia del papel, posee un impacto significativo en el medioambiente.
Durante el proceso productivo del papel se realiza un gran consumo de energía y de recursos naturales como el agua. A su vez se generan residuos sólidos y se emiten gases de efecto invernadero.
Si bien el papel reciclado, al originarse a partir del uso de papel previamente empleado, resulta más sostenible por su menor demanda energética durante su elaboración, también genera residuos sólidos y requiere un notable uso de agua.
Las consecuencias de la demanda del uso del papel se reparten entre diversos tipos de contaminación derivadas prioritariamente de la actividad industrial papelera:
Contaminación del agua
La industria de fabricación del papel es una de las principales consumidoras de agua en todos sus procesos, desde la transformación de la madera en pulpa de papel hasta el blanqueamiento del papel. Son necesarios unos 10 litros de agua para obtener una hoja de papel, lo que implica una elevada demanda de un recurso natural esencial para la vida en el planeta como es el agua.
Los productos químicos empleados para obtener la pulpa de madera y los utilizados en el blanqueamiento final del papel, que mayoritariamente son blanqueadores elementales sin cloro, continúan siendo nocivos para el medioambiente y la salud humana.
El agua es empleada como vehículo de transporte para la eliminación de fibras, así como de los productos inorgánicos empleados en la fabricación, junto a los productos químicos resultantes de las reacciones realizadas durante los procesos industriales.
El agua como efluente arrastra dichos contaminantes para acabar finalmente transmitiendo su peligrosidad a las masas de agua, contaminando sus ecosistemas y afectando a la vida acuática. Asimismo, también tiene un impacto directo en la calidad del agua que bebemos y usamos en nuestras actividades diarias.
Detalle del proceso de producción del papel
Contaminación por residuos
Durante el proceso de fabricación de pulpa y papel se originan residuos sólidos de carácter orgánico como los restos de madera, fangos, hemicelulosa, lignina, resinas, corteza, lejías de cocción, haluros orgánicos extraíbles, fenoles y compuestos orgánicos volátiles. A ellos se añaden residuos de origen inorgánico como las cenizas, escorias y sales inorgánicas.
Además de los vertidos químicos que origina la fabricación del papel, la propia industria papelera es emisora de contaminantes físicos. Entre ellos se encuentra el papel en sí mismo, ya que genera un ingente volumen de residuos cuando no se recicla o gestiona adecuadamente.
El papel blanco puede tardar hasta cinco años en descomponerse en la naturaleza. Un residuo que al acumularse provoca, a su vez, la degradación del suelo y de los hábitats.
El papel y el cartón usados son uno de los mayores desperdicios domésticos. El año 2021 la UE generó 84 millones de toneladas de residuos de envases, de los cuales el 40,3% eran papel y cartón.
Deforestación
El papel requiere la tala de grandes extensiones de bosques ya que su madera es la fuente principal de obtención de fibra para elaborar la pasta de papel. Se estima que son necesarios alrededor de 17 árboles para producir una tonelada de papel blanco.
La tala indiscriminada de bosques sin un plan de gestión sostenible origina problemas de deforestación. A su vez se incide en acelerar el cambio climático pues los árboles funcionan como un importante sumidero de CO2, uno de los principales gases de efecto invernadero.
De igual manera, la desaparición de los bosques afecta seriamente a la biodiversidad pues sus ecosistemas albergan una amplia variedad de especies de flora y fauna.
Las tintas tradicionales del papel son perjudiciales para la salud y el medioambiente
Tintas
Los desechos del papel son una fuente problemática de impacto medioambiental debido a las tintas y otros productos químicos empleados durante la producción. Resultan tóxicos cuando son liberados en el medioambiente y finalmente, a través del suelo, el agua y el aire, inciden en la salud humana.
Las tintas tradicionales contienen compuestos orgánicos volátiles (COVs) que son perjudiciales tanto para la salud como para el medioambiente.
La fabricación de las tintas requiere a su vez de grandes cantidades de energía y recursos naturales. A su vez, los papeles impresos con dichas tintas como los diarios y los documentos oficiales, después de uso son difícilmente reciclables porque el proceso de separación de la tinta y el papel, además de costoso, es complejo.
Vista exterior de una fábrica de papel
Contaminación del aire
El uso de combustibles fósiles durante el proceso de obtención industrial del papel origina la emisión de metales pesados, partículas finas y dioxinas procedentes de los compuestos organoclorados.
Pero, sobre todo, libera gases de efecto invernadero tales como el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4), el dióxido de nitrógeno(NO2) y el dióxido de azufre (SO2) que inciden directamente en agravar el efecto invernadero que contribuye al calentamiento global, una de las mayores amenazas ambientales de nuestra época.
Estos contaminantes del aire han demostrado ser nocivos para los ecosistemas y están directamente vinculados a la incidencia negativa en la salud humana causando muchos tipos de cáncer, así como a enfermedades respiratorias y cardiovasculares.
Otro de los grandes desafíos ambientales es el mal olor que genera la industria del papel. Su origen está en las sustancias químicas volátiles que son transportadas por el aire. Su presencia altera la salud humana ya que provoca trastornos de salud como mareos, dolores de cabeza e insomnio.
Riesgos laborales
Los componentes nocivos liberados durante la fabricación del papel, si no se manejan adecuadamente, puede contaminar el entorno de trabajo. Los trabajadores de la industria papelera están en constante contacto con dichos residuos, lo que puede incidir negativamente en su exposición a los riesgos de padecer determinadas enfermedades al inhalarlos e incluso ingerirlos accidentalmente.
Asimismo, los trabajadores de la industria del papel son los primeros expuestos al mal olor del proceso de fabricación de papel. Aunque es España no existe una legislación respecto a los malos olores industriales, velar por un proceso productivo en mejores condiciones de trabajo para los empleados de la industria papelera garantiza procesos más eficientes y un entorno laboral más saludable y seguro.
Alternativas al papel
El principal reto de la industria papelera es afrontar un reto productivo más sostenible y respetuoso con la protección del medioambiente. La papelera es una industria esencial por la gran cantidad de papel que empleamos a diario en cualquier aspecto social. Sin embargo, debe implementar medidas más ecológicas en todos sus procesos productivos.
Entre las alternativas se halla el mejorar los procesos de producción para que sean más eficientes y sostenibles como el dejar de utilizar productos de cloro para blanquear el papel que después de su uso al mezclarse con restos orgánicos generan los compuestos organoclorados, agentes muy nocivos para la salud y los ecosistemas. Esto puede incluir el uso de tecnologías más limpias, la reducción del uso de productos químicos peligrosos, como el uso de enzimas preblanqueadoras como la xilanasa (Troyes O.R. & Cubas, M.A. 2019) y el fomento de la producción y el uso de papel reciclado.
El papel reciclado, tal como indicábamos anteriormente, supone una prometedora alternativa al papel blanco tradicional porque en su fabricación requiere menos recursos naturales y energéticos. De hecho, el 52% del papel y cartón que se producen a nivel mundial se origina a partir de fibras recicladas. No obstante, también cuenta con desventajas como el uso de las tintas contaminantes o el desafío de su recogida y posterior clasificación como material reciclable.
Una de las alternativas al papel tradicional que más preponderancia está alcanzando es el uso de otras fibras vegetales como el bambú, la paja y otros residuos agrícolas. Su aprovechamiento resulta más sostenible que la tala de árboles que, al mismo tiempo, si persisten en los bosques suponen una importante fuente para captar el CO2 de la atmósfera.
De igual manera, este papel obtenido de fuentes renovables que no proceden de la madera ha demostrado tener una calidad similar e incluso superior al papel blanco. No obstante, son fibras vegetales que cuentan con un impedimento para ser usadas en la industria papelera, ya que requiere una adaptación de maquinaria basada en una inversión significativa.
Soluciones Kunak para el control de la contaminación de la industria papelera
Controlar las emisiones gaseosas de la industria papelera es imprescindible para que las fábricas de papel garanticen el cumplimiento de la normativa de calidad del aire y generen un bajo impacto sobre las poblaciones próximas, así como en los trabajadores de sus propias instalaciones.
Si bien los gases contaminantes de la industria papelera se diluyen en el aire y circulan movidos por el viento, salvando las barreras orográficas contribuyen a empeorar la calidad del aire contribuyendo a la muerte prematura de millones de personas al año y agravando enfermedades cardiovasculares y respiratorias. (Daza, O.A., & Vidal, A. 2018)
La monitorización del aire en las fábricas de papel y su entorno mediante redes de sensores Kunak AIR permite la detección temprana de sustancias contaminantes diluidas en el aire. Algunas de las generadas por la industria papelera como el dióxido de azufre (SO2) son las causantes del mal olor que caracteriza a esta industria.
Así, mediante el uso de cartuchos específicos en las estaciones de sensores Kunak AIR, se puede determinar su intensidad y los valores de exposición a corto y medio término antes de que produzcan una respuesta fisiológica.
Un sector industrial competitivo y diversificado es garantía de una economía sólida y resiliente. Pero anteponer el crecimiento al medioambiente y el bienestar de las personas suele acarrear resultados nefastos. La alternativa es lograr que estas empresas, como la industria papelera, sigan desempeñando su actividad, pero de una forma más eficiente y controlada, empezando por conocer los efectos que originan sobre el entorno.
Fuentes y referencias
Canciano Fernández, M. Reinosa Valladares, X. Hernández (2019) – Estimación de la huella de carbono en la industria papelera
A. Daza, A. Vidal (2018) – Estimación de la Dispersión de Contaminantes Atmosféricos Emitidos por una Industria Papelera Mediante el Modelo AERMOD
A. Gredilla (2019) – Proceso de fabricación de papel. Aplicación de EERR.
