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Papel sin pasta de madera

El papel sin madera es papel creado exclusivamente a partir de pulpa química en lugar de pulpa mecánica . [1] La pulpa química normalmente se elabora a partir de madera para pasta , pero no se considera madera ya que la mayor parte de la lignina se elimina y separa de las fibras de celulosa durante el procesamiento, mientras que la pulpa mecánica conserva la mayoría de sus componentes de madera y, por lo tanto, todavía puede describirse como madera. [2] [3] [4] El papel sin madera no es tan susceptible a amarillear como el papel que contiene pulpa mecánica. El papel sin madera ofrece varios beneficios ambientales y económicos, incluida la reducción de la deforestación , la disminución del consumo de energía y una mejor gestión de residuos . [5] [6] El término papel sin madera puede resultar bastante engañoso o confuso para alguien que no esté familiarizado con el proceso de fabricación del papel porque el papel normalmente se fabrica a partir de pulpa de madera derivada de árboles y arbustos. Sin embargo, el papel sin madera no significa que el papel en cuestión no esté hecho de pulpa de madera, sino que la lignina de la fibra de madera ha sido eliminada mediante un proceso químico.

Paradójicamente, la lignina son polímeros complejos que contienen grupos aromáticos y que proporcionan gran parte de la fuerza del árbol. En su forma natural, le da rigidez y resistencia al árbol, pero su presencia hace que el papel se debilite y se vuelva amarillo a medida que envejece y eventualmente se desintegra.

La razón es que a medida que el papel envejece, la lignina libera ácido que lo degrada. [7]

La madera es técnicamente un material lignocelulósico y un tejido xilemático que proviene de los arbustos y del cambium, la corteza interna de los árboles compuesta por extractivos, lignina, hemicelulosa y celulosa. [8]

La pulpa consiste en madera y otros materiales lignocelulósicos que se han descompuesto química y físicamente y se han filtrado y mezclado con agua para formar una red. [9] [10] Crear pulpa descomponiendo los materiales químicamente se llama pulpa química, mientras que crear pulpa descomponiéndolos mecánicamente se llama pulpa mecánica.

En la pulpa química, los productos químicos separan las fibras de la madera. Los productos químicos reducen el contenido de lignina porque la acción química solubiliza y degrada los componentes de las fibras de la madera, especialmente las hemicelulosas y la lignina.

La pulpa química produce fibras individuales e intactas que producen papeles de gran calidad porque se ha eliminado la lignina que interfiere con los enlaces de hidrógeno de las fibras de madera. Las pulpas químicas se utilizan para crear papel sin madera que sea de alta calidad y dure mucho tiempo, como el que se utiliza en artes y archivos [11]

Los procesos de despulpado químico se llevan a cabo a altas presiones y temperaturas en condiciones acuosas alcalinas, neutras o ácidas, con el objetivo de eliminar totalmente la lignina y preservar los carbohidratos. Normalmente se elimina alrededor del 90% de la lignina. [12]

La pulpa mecánica, por el contrario, convierte la madera en bruto en pulpa sin separar la lignina de la fibra de madera. [13] No se utilizan productos químicos distintos del agua o el vapor. El rendimiento es aproximadamente del 90% al 98%. Los altos rendimientos resultan del hecho de que se retiene la lignina.

Las pulpas mecánicas se caracterizan por su bajo costo, alta rigidez, alto volumen y alto rendimiento. La pulpa mecánica tiene poca resistencia porque la lignina interfiere con los enlaces de hidrógeno entre las fibras de la madera.

La lignina también hace que la pulpa se vuelva amarilla cuando se expone a la luz y al aire.

Las pulpas mecánicas se utilizan en la producción de papeles no permanentes, como papel de periódico y papeles para catálogos.

Las pulpas mecánicas representaron entre el 20% y el 25% de la producción mundial y esta proporción está aumentando debido al alto rendimiento del proceso y a la creciente competencia por los recursos de fibra.

Los avances tecnológicos también han hecho que la pulpa mecánica sea cada vez más deseable. [14]

El papel sin madera se fabrica a partir de una variedad de materias primas, incluidas

El papel sin pasta de madera tiene una serie de ventajas sobre el papel que contiene pulpa mecánica:

El papel sin madera se utiliza en una variedad de aplicaciones:

Tipos de papeles sin madera

El papel sin madera se fabrica a partir de materiales no madereros, como algodón, cáñamo, lino y bambú. [39] [40] [41] A menudo se utiliza en aplicaciones donde se necesita un papel duradero y de alta calidad, como para imprimir, escribir y empaquetar.

Hay dos tipos principales de papel sin pasta de madera:

El papel de pulpa tisú es suave y opaco, lo que lo hace ideal para imprimir y escribir. [44] [45] [46] También es relativamente económico, lo que lo convierte en una opción popular para muchas aplicaciones. El papel de pulpa no maderera es más caro que el papel de pulpa tisú, pero también es más duradero y de mayor calidad. [47] [48] [49] A menudo se utiliza para aplicaciones de impresión y escritura de alta gama, así como para embalaje.

Estos son algunos de los tipos específicos de papeles sin pasta de madera:

El papel sin madera es una buena opción para aplicaciones en las que se necesita un papel duradero y de alta calidad. [54] También es una opción sostenible, ya que está hecho de materiales renovables y reciclables.

Los papeles sin pasta de madera se presentan en dos variedades: estucados y no estucados. El no recubierto se usa normalmente para imprimir y escribir, pero también se usa en algunas aplicaciones de embalaje, mientras que el recubierto se usa para cosas como embalajes y etiquetas. [55]

Ventajas y beneficios del papel sin pasta de madera

  1. Conservación de los bosques : una de las principales ventajas del papel sin madera es su capacidad para reducir la demanda de pulpa de madera derivada de los árboles. Esta conservación de los bosques persevera en valiosos ecosistemas y biodiversidad. La producción de papel sin madera contribuye significativamente a la conservación de los bosques al reducir la deforestación y proteger los hábitats naturales. [56] [57]
  2. Más difícil de deformar : Otra ventaja clave del papel sin madera es su menor probabilidad de deformarse o curvarse. [58]
  3. Disminución de la deforestación: el uso de fibras alternativas en el papel de madera suelta reduce la presión sobre los bosques, minimizando la necesidad de una deforestación a gran escala. Esto ayuda a proteger regiones delicadas y ecológicamente valiosas. [59] [60] [61]
  4. Disminución de la huella de carbono: el papel a granel generalmente tiene un efecto ambiental menor en comparación con el papel total estándar a base de madera. El sistema de fabricación emite menos gases de efecto invernadero, consume menos fuerza [ se necesita aclaración ] y requiere menos agua. [62] [63] Además, con frecuencia incluye menos tratamientos químicos.
  5. Uso de residuos agrícolas: El papel sin madera se puede fabricar a partir de residuos agrícolas como paja de trigo, paja de arroz y bagazo. El uso de esos subproductos de la agricultura reduce el desperdicio y presenta una fuente adicional de ingresos para los agricultores. [64]
  6. Publicidad de prácticas agrícolas sostenibles: El cultivo de fibras de oportunidad para la fabricación de papel fomenta las prácticas agrícolas sostenibles. aunque la vegetación frecuentemente requiere menos insecticidas y fertilizantes en comparación con los cultivos tradicionales, lo que reduce el impacto ambiental.
  7. Reducción de residuos y reciclaje: el papel sin madera suele elaborarse a partir de materiales reciclados. Esto apoya proyectos de reciclaje y reduce la demanda de materias primas nuevas. además, lo emiten los vertederos.
  8. Diversificación de las cadenas de suministro: depender completamente de la pulpa de madera puede resultar en una sobreexplotación de especies de árboles y ecosistemas de áreas boscosas únicos. La incorporación de fibras alternativas diversifica los recursos de materias primas para la industria del papel, reduciendo la presión sobre tipos específicos de madera.
  9. Eficiencia energética: la fabricación de papel sin madera requiere a menudo mucha menos electricidad en comparación con la fabricación convencional de papel totalmente basada en madera. Esto se debe a que el procesamiento de fibras de oportunidad normalmente implica menos pasos y tratamientos en profundidad de mucnergía en energía.
  10. Más ventajoso Salud del suelo: la utilización de residuos agrícolas para la fabricación de papel puede mejorar la aptitud del suelo al devolverle el recuento orgánico. esto puede conducir a una mejor fertilidad y una estructura normal del suelo.
  11. Ayuda para las comunidades rurales: La fabricación de papel sin madera utilizando residuos agrícolas puede crear posibilidades económicas para las comunidades rurales. Esto conducirá a mejores medios de vida y mejoras sostenibles en áreas donde estos recursos son abundantes.
  12. Viabilidad monetaria y demanda del mercado: La demanda de productos ambientalmente sostenibles, incluido el papel sin pasta de madera, va en aumento. Esto presenta oportunidades económicas para las empresas que optan por invertir y producir productos de papel ecológicos.
  13. Alineación con los sueños de sostenibilidad: el uso de papel sin pasta de madera se alinea con los sueños de sostenibilidad global, incluidos los descritos en los Objetivos de Mejora Sostenible (ODS) de las Naciones Unidas. Contribuye a los deseos relacionados con el consumo y la producción responsables (ODS 12) y la existencia en la tierra (ODS 15).

Fibras alternativas: los actores clave

1. Residuos Agrícolas

Los residuos agrícolas se refieren a los materiales orgánicos que quedan después de la cosecha de los cultivos. [65] [66] Estos residuos incluyen los tallos, hojas, cáscaras y otras partes de las plantas que no se utilizan como alimento u otros productos primarios. [67] [68] Son un componente importante de los ecosistemas agrícolas y tienen varios usos potenciales, tanto beneficiosos como perjudiciales. [69] [70] [71] Aquí hay una descripción detallada de los residuos agrícolas:

Tipos de residuos agrícolas

  1. Residuos de cosecha:
    • Tallos y hojas: suelen ser las partes aéreas de las plantas que quedan después de la cosecha. [72] [73] [74] [75] Están compuestos principalmente de celulosa, hemicelulosa y lignina.
    • Cáscaras y pajas: son las cubiertas protectoras de semillas y granos, como las cáscaras de arroz y la paja de trigo. [76] [77]
    • Raíces: Después de la cosecha, las raíces de algunas plantas también pueden dejarse en el suelo. [78] [79] [80]
  2. Estiércol animal:
    • Estiércol y orina: el estiércol del ganado contiene materia orgánica y nutrientes que pueden usarse como acondicionador del suelo o fertilizante. [81] [82] [83]

Características de los residuos agrícolas

  1. Composición química:
    • Están compuestos principalmente de compuestos orgánicos como celulosa, hemicelulosa, lignina y otros polisacáridos. [84] [85] [86] Estos materiales proporcionan soporte estructural a las plantas.
  2. Contenido nutritivo:
    • Contienen una variedad de nutrientes esenciales que incluyen nitrógeno, fósforo, potasio y micronutrientes. [ cita necesaria ] Sin embargo, el contenido de nutrientes varía según el tipo de residuo y la planta de la que proviene.
  3. Contenido de humedad:
    • Esto varía mucho según el tipo de residuo, el clima y las condiciones de almacenamiento. [87] Algunos residuos son relativamente secos (por ejemplo, la paja), mientras que otros pueden tener un mayor contenido de humedad (por ejemplo, los residuos de cultivos verdes).
  4. Tasa de descomposición:
    • La velocidad a la que se descomponen los residuos agrícolas depende de su composición química. [88] [89] [90] Por ejemplo, los materiales ricos en lignina, como la madera, tardan más en descomponerse en comparación con los materiales ricos en celulosa, como la paja.

Usos y aplicaciones

  1. Enmienda del suelo:
    • Los residuos agrícolas se utilizan comúnmente para mejorar la estructura del suelo, la retención de humedad y el contenido de nutrientes. [91] [92] [93] Actúan como materia orgánica, mejorando la fertilidad del suelo.
  2. Producción de Bioenergía:
    • Los residuos se pueden procesar para producir biocombustibles como biogás , bioetanol y bioaceite. [94] [95] [96] Esto contribuye a la producción de energía renovable.
  3. Ropa de cama para ganado:
    • La paja y otros residuos de cultivos se pueden utilizar como lecho para el ganado. [97] Esto proporciona un ambiente cómodo y limpio, reduciendo el riesgo de enfermedades.
  4. Compostaje:
    • Son componentes valiosos en las operaciones de compostaje, ya que proporcionan material rico en carbono que equilibra los materiales ricos en nitrógeno (como materia vegetal verde y estiércol). [98] [99] [100]
  5. Control de la erosión:
    • Los cultivos de cobertura y los residuos de cultivos que quedan en la superficie del campo pueden ayudar a prevenir la erosión del suelo por el viento y el agua. [101] [102] [103]
  6. Cultivo de hongos:
    • Ciertos residuos agrícolas, como la paja de arroz y el aserrín , se utilizan como sustratos para el cultivo de setas. [104] [105] [106]

Desafíos y consideraciones

  1. Desequilibrio de nutrientes:
    • Dependiendo del tipo de residuo, puede haber un desequilibrio en el contenido de nutrientes, lo que puede requerir suplementación. [107]
  2. Prácticas de cosecha:
    • Dejar residuos en el campo puede tener consecuencias tanto positivas (protección del suelo, adición de materia orgánica) como negativas (transmisión de plagas y enfermedades ), dependiendo de cómo se gestione. [108]
  3. Transporte y almacenamiento:
    • Manejar y transportar grandes cantidades de residuos agrícolas puede ser un desafío logístico debido a su volumen.
  4. Impacto medioambiental:
    • Si no se gestiona adecuadamente, la quema o la eliminación inadecuada de residuos pueden provocar contaminación del aire y contribuir a las emisiones de gases de efecto invernadero . [109] [110] [111]

2. Algodón

El algodón es una fibra natural que se ha utilizado durante miles de años para fabricar textiles. Se deriva de las fibras que rodean las semillas de la planta de algodón (Gossypium). [112] [113] Aquí hay una descripción detallada del algodón:

Características botánicas

Cultivo de algodón

  1. Clima: El algodón se cultiva principalmente en regiones con un clima cálido. Requiere una temporada de crecimiento libre de heladas de unos 160 a 200 días. [114] [115]
  2. Suelo: Los suelos francos con buen drenaje y buena fertilidad son ideales para el cultivo del algodón. [116] [117]
  3. Prácticas de cultivo:
    • Plantación: Las semillas de algodón se plantan en hileras y las plantas se espacian para permitir un crecimiento y una circulación de aire adecuados. [118]
    • Riego: El algodón requiere riego regular, especialmente durante períodos secos.
    • Fertilización: Dependiendo del contenido de nutrientes del suelo, se pueden utilizar fertilizantes suplementarios.
  4. Manejo de plagas: Las plantas de algodón son susceptibles a diversas plagas y enfermedades. A menudo se emplean prácticas de Manejo Integrado de Plagas (MIP) para minimizar los insumos químicos.

Ciclo vital

  1. Germinación y crecimiento: Las semillas de algodón germinan en suelo cálido. Las plantas se convierten en arbustos con múltiples ramas y las flores emergen en los nudos.
  2. Floración: Las plantas de algodón producen flores grandes y vistosas que suelen ser de color blanco o crema. Cada flor produce una cápsula de algodón que contiene las semillas.
  3. Formación de la cápsula: después de la fertilización, la flor se marchita y el ovario se agranda para formar una cápsula. Dentro de la cápsula, se desarrollan fibras alrededor de las semillas.
  4. Cosecha: Las cápsulas de algodón maduran y se abren, dejando al descubierto las fibras de algodón. La cosecha implica recoger el algodón mecánicamente o, en algunos casos, a mano.

Fibra de algodon

  1. Composición química: Las fibras de algodón están compuestas principalmente de celulosa, un carbohidrato complejo que proporciona fuerza y ​​flexibilidad.
  2. Propiedades:
    • Las fibras de algodón son suaves, transpirables y absorbentes, lo que las hace adecuadas para una amplia gama de aplicaciones textiles.
    • Tienen buena afinidad con los tintes, lo que permite una amplia gama de colores y acabados.
  3. Longitud de la fibra: La longitud de las fibras de algodón, conocida como longitud de la fibra, varía según la variedad de algodón. Las fibras más largas suelen asociarse con algodón de mayor calidad.

Productos y aplicaciones de algodón

  1. Textiles: El algodón se utiliza para producir una amplia gama de productos textiles que incluyen ropa, ropa de cama, toallas y tapizados.
  2. Telas no tejidas: las fibras de algodón también se utilizan en aplicaciones no tejidas, como apósitos, toallitas y filtros médicos.
  3. Productos de semillas: Las semillas de algodón se trituran para extraer aceite, que se utiliza en la cocina y en diversas aplicaciones industriales. El resto de la harina de semillas se utiliza en la alimentación animal.

Desafíos y consideraciones

  1. Uso de pesticidas: el algodón es susceptible a las plagas y la agricultura convencional a menudo implica el uso de pesticidas. Los métodos de producción de algodón orgánico y sostenible tienen como objetivo reducir los insumos químicos.
  2. Uso de agua: El cultivo de algodón puede requerir mucha agua, especialmente en regiones áridas. Se están implementando prácticas de riego eficientes y tecnologías de ahorro de agua.
  3. Modificación genética: algunas variedades de algodón están modificadas genéticamente (GM) para resistir plagas o tolerar condiciones ambientales específicas. Esto tiene ventajas y controversias.

3. cáñamo

El cáñamo, científicamente conocido como Cannabis sativa, es una planta versátil que se ha cultivado durante miles de años para diversos fines, que incluyen fibra, alimentos, medicinas y aplicaciones industriales. Aquí hay una descripción detallada del cáñamo:

Características botánicas

Cultivo de cáñamo

  1. Clima: El cáñamo es una planta robusta que puede crecer en una amplia gama de climas. Es adaptable y puede prosperar en climas templados, subtropicales y tropicales.
  2. Suelo: Los suelos arcillosos, con buen drenaje y buena fertilidad son ideales para el cultivo de cáñamo. El cáñamo también puede crecer en varios tipos de suelo, incluidos suelos arenosos y arcillosos.
  3. Prácticas de cultivo:
    • Plantación: Las semillas de cáñamo normalmente se siembran directamente en el campo. El espacio entre plantas depende de la variedad específica y del uso previsto (producción de fibra, semillas o cannabinoides).
    • Riego: El cáñamo requiere riego regular, especialmente durante períodos de sequía, pero también puede tolerar condiciones de sequía.
  4. Manejo de plagas y enfermedades: si bien el cáñamo generalmente se considera una planta resistente, aún puede ser susceptible a ciertas plagas y enfermedades. Para abordar estos problemas se utilizan prácticas de manejo integrado de plagas (MIP).

Ciclo vital

  1. Germinación y crecimiento: las semillas de cáñamo germinan en suelo cálido. La planta crece hasta convertirse en un tallo alto y erguido con múltiples ramas. Es una planta de rápido crecimiento.
  2. Floración: Dependiendo de la variedad y el propósito del cultivo, las plantas de cáñamo pueden florecer en tan solo 60 a 90 días. Las flores de las plantas femeninas son el sitio principal de producción de cannabinoides.
  3. Formación de semillas: en algunas variedades, las plantas femeninas producen semillas después de la polinización. Estas semillas se pueden cosechar y utilizar para diversos fines, incluida la producción de alimentos y aceite.
  4. Cosecha: El momento de la cosecha del cáñamo depende del uso previsto. Para la producción de fibra, las plantas normalmente se cosechan antes de la floración. Para la producción de semillas, se las deja madurar más tiempo. En el caso de los cannabinoides, la cosecha se produce cuando las plantas han alcanzado el contenido de cannabinoides deseado.

Productos y aplicaciones de cáñamo

  1. Fibra: Las fibras de cáñamo son conocidas por su resistencia y durabilidad. Se pueden utilizar para fabricar una amplia gama de productos, incluidos textiles, cuerdas, papel y materiales de construcción.
  2. Semillas: Las semillas de cáñamo son ricas en proteínas, grasas saludables y diversos nutrientes. Se utilizan en productos alimenticios como aceite de cáñamo, leche de cáñamo, proteínas en polvo y como ingrediente alimentario integral.
  3. Aceite de cáñamo: Las semillas de cáñamo se pueden prensar en frío para extraer aceite, que se utiliza en cocina, productos para el cuidado de la piel y aplicaciones industriales.
  4. Cannabinoides (CBD y THC): algunas variedades de cáñamo se cultivan por su contenido de cannabinoides. El cannabidiol (CBD) y el tetrahidrocannabinol (THC) son dos de los cannabinoides más conocidos. El CBD derivado del cáñamo se utiliza en diversos productos medicinales y de bienestar.
  5. Aplicaciones industriales: el cáñamo se puede utilizar para fabricar una amplia gama de productos industriales, incluidos biocombustibles, plásticos biodegradables, materiales de construcción y más.

Desafíos y consideraciones

  1. Entorno regulatorio: el estatus legal del cáñamo varía según el país y la región. Muchos lugares tienen regulaciones estrictas sobre el cultivo debido a su asociación con el cannabis.
  2. Polinización: para algunos fines (como la producción de cannabinoides), evitar que las plantas masculinas polinicen las plantas femeninas es esencial para mantener un alto contenido de cannabinoides.
  3. Uniformidad de cultivos: los cultivos de cáñamo pueden mostrar una amplia gama de diversidad genética, lo que puede generar variabilidad en los rasgos deseados. Para solucionar este problema se utilizan técnicas genéticas y de cría selectiva.

Ver también

Referencias

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