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Biopulping: aplicacion de biotecnologia en la industria del papel.

1. Introduccion:

La elaboracion de pasta de celulosa para la industria del papel es una importante actividad productiva para distintas empresas en America Latina. En los ultimos anos este tipo de desarrollos ha sido fuertemente cuestionado en nuestra region a raiz de la instalacion de dos grandes pasteras en territorio uruguayo, cuyo funcionamiento aun es resistido por un conjunto de grupos ambientalistas argentinos. El fundamento de las campanas de oposicion a la instalacion y funcionamiento de este tipo de emprendimientos es el alto grado de contaminacion ambiental que deriva de las distintas etapas de preparacion de la pasta de celulosa por los actuales procedimientos termoquimicos y mecanicos.

El procedimiento conocido como biopulping, al que podemos definir como la bioproduccion de la pasta de celulosa gracias a la accion de distintos hongos de la putrefaccion blanca de la madera, no solo disminuye el uso de sustancias quimicas y por ende la contaminacion subsiguiente del medio ambiente, sino que tiene ventajas adicionales tales como una importante disminucion en el consumo energetico de la planta elaboradora. El proceso se comenzo a investigar en 1986 por el Forest Products Laboratory (FPL), USDA Forest Service, del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, sumandose a las investigaciones, las universidades de Wisconsin y Siracusa, con el aporte de una serie de companias relacionadas con la actividad.

El presente estudio abarca los diferentes aspectos del problema:

* Resena de las tecnologias actuales en la fabricacion de la pasta de celulosa.

* Analisis de la contaminacion ambiental que deriva de los procesos tradicionales de fabricacion de papel.

* Descripcion de la tecnica de biopulping.

* Posibilidad de reconversion de las plantas.

* Hongos y enzimas participantes en el proceso.

* Ventajas y desventajas de la aplicacion de biopulping.

En la segunda seccion del presente trabajo se trata acerca del estado actual de la fabricacion de pasta de celulosa y el estado del arte referido al tratamiento biologico de los chips de madera. La tercera seccion esta referida a posible contribucion de esta tecnologia a la citada industria. La cuarta seccion contiene la conclusion del presente trabajo.

2. Estado del arte

2.1 Fabricacion de pasta de celulosa

La fabricacion del papel consta principalmente de dos etapas

1. Fabricacion de pasta de celulosa.

2. Elaboracion del papel.

Las materias primas para la elaboracion de la pasta de celulosa son, en un 95% pulpa de madera y el 5 % restante trapos de lino o algodon que se reciclan.

En la elaboracion de pasta a partir de madera (troncos) se siguen los siguientes pasos:

* Se descortezan los troncos en maquinas llamadas descortezadoras.

* Se los troza y tritura en maquinas troceadoras y trituradoras (molinos).

* La pasta resultante esta compuesta de celulosa y lignina. Se trata la pasta en una etapa llamada blanqueo para eliminar la lignina.

En la pasta de papel se encuentran como componentes principales dos clases de fibras: fibras de celulosa y fibras de lignina.

La celulosa, un hidrato de carbono, es el constituyente mas abundante de esta pasta. Esta formada por unidades de glucosa, al igual que el almidon. La diferencia esta en el tipo de union quimica existente entre dichas unidades. Mientras que en el almidon existe un tipo de union entre unidades de glucosa llamada a 1-4 que puede ser degradada por nuestras enzimas digestivas a glucosa y ser asimilada nutricionalmente, en la celulosa las unidades de glucosa estan unidas por enlaces [beta] 1-4 que no pueden ser degradados por las enzimas digestivas humanas. En los animales herbivoros es asimilada en forma indirecta en el tubo digestivo por accion de microorganismos naturalmente presentes en el.

La lignina (25 % de la madera) es un tipo de celulosa compuesta, combinada con moleculas de otras sustancias quimicas llamadas pentosanos y compuestos quimicos aromaticos o ciclicos. Esta composicion la vuelve mas rigida y oscura, por lo que debe ser separada y/o blanqueada para poder obtener una pasta de papel de calidad adecuada.

Existen distintos tipos de procesos para el blanqueo de la pasta de celulosa, a saber: 2.1.1. Proceso TMP: papel termomecanico. Es el proceso mas simple. Con el se fabrica papel de baja calidad, por ejemplo el papel para periodicos (diarios).

MADERA [flecha diestra] SE DESCORTEZA [flecha diestra] SE TRITURA [flecha diestra] SE BLANQUEA CON AIRE U OXIGENO [flecha diestra] SE FILTRA, SECA Y PROCESA EN LOS RODILLOS [flecha diestra] PAPEL

Solo se pueden usar en este proceso maderas blandas como las de pino, no asi eucaliptos que son maderas duras.

Ventaja de este proceso: se emplea toda la madera excepto la corteza.

Desventaja: Debido a que se forman fibras cortas se obtiene un papel de propiedades mecanicas pobres y baja calidad de reciclado. Parte de la lignina permanece en el papel TMP, que aunque blanqueada, se vuelve rapidamente amarilla cuando se expone a la luz.

Esto no supone un problema para los periodicos que solo deben sobrevivir un dia, pero no es util para papel destinado a otros usos tales como: papel blanco para libros, papel resistente para carton.

2.1.2 Proceso Kraft: Combina buena calidad con bajo costo. Pueden usarse tanto maderas blandas como duras (pinos o eucaliptos).

MADERA [flecha diestra] DESCORTEZAR [flecha diestra] ASTILLAR [flecha diestra] 4 COCCION EN SOSA CAUSTICA (NaOH) PARA SEPARAR LA LIGNINA

La pulpa obtenida hasta aqui es de gran resistencia debido a la calidad y longitud de sus fibras, pero aun es oscura, puede usarse asi para la fabricacion de carton. En cuanto a la sosa caustica se la obtiene por lo general mediante el metodo llamado caustificacion, a partir de soda Solvay

[Na.sub.2]C[O.sub.3] + Ca[(OH).sub.2] [flecha diestra] CaC[O.sub.3] + 2 NaOH

Pero tambien se la puede obtener por electrolisis a partir de una salmuera (SOLUCION ACUOSADE SAL COMUN CLORURO DE SODIO), este segundo metodo ermite obtener en la misma planta el cloro, elemento controversial que se empica en el blanqueo posterior de la pasta.

NaCl (acuoso) [flecha diestra] electrolisis [flecha diestra] 2 NaOH + [Cl.sub.2] + [H.sub.2]

El proceso de electrolisis en si mismo, puede llevarse a cabo mediante dos tecnologias distintas : celdas de diafragma poroso y celda con catodo de mercurio. Este segundo procedimiento resulta altamente contaminante por las filtraciones de mercurio al ambiente a traves de los efluentes (aguas residuales) por ser un metal pesado con alto grado de toxicidad.

En esta etapa de coccion se usan tambien (para favorecer la disolucion de la lignina) sulfato de sodio [Na.sub.2]S[O.sub.4] y carbonato de calcio CaC[O.sub.3], trabajando a 200[grados]C y alta presion para formar la pulpa. Se generan en este proceso gases sulfhidricos, caracteristicos por su mal olor. Liberados al ambiente, estos gases son contaminantes atmosfericos, precursores de lluvia acida (con consecuencias para estructuras de edificios, maquinarias y danos a la vegetacion), y tambien a partir de ciertos niveles de concentracion, toxicos para el ser humano causando cefaleas, nauseas y trastornos hepaticos. Estos gases, por lo tanto, no deberian ser vertidos al ambiente sin tratamiento. En muchos casos se los incinera para su oxidacion, lo que disminuye los sulfures, se los filtra o trata por medios electrostaticos.

La segunda etapa del blanqueo en el metodo Kraft se puede llevar a efecto utilizando cloro [Cl.sub.2], dioxido de cloro Cl[O.sub.2], ozono [O.sub.3]y/o agua oxigenada [H.sub.2][O.sub.2].

BLANQUEO CON CLORO: Son necesarios de 30 a 80 kg de cloro para fabricar una tonelada de pasta Kraft. Este mecanismo proporciona el mejor resultado con respecto a la calidad del papel porque disuelve toda la lignina sin que se ataque a la celulosa y el resultado es un papel blanco brillante que mantiene su aspecto durante decadas. Se procede de la siguiente manera:

PULPA [flecha diestra] ENJUAGUE CON AGUA [flecha diestra] PASTA [flecha diestra] SE FILTRA Y ESPESA QUITANDO AGUA [flecha diestra] UNIDAD DE BALNQUEO

En la unidad de blanqueo se alternan fases de cloracion con fases de lavados con sosa caustica (extraccion) para retirar lignina.

El cloro utilizado (en estado gaseoso) en un 90% se transforman en iones cloruro (no toxicos), 0,5 % se queda en la pasta, y el 9,5% restante se convierte en compuestos quimicos organoclorados (AOX : Halogenos organicos absorbibles) entre los que se incluyen las dioxinas. Una muy pequena proporcion de estos AOX queda en el papel y la gran parte de los mismos queda en los residuos que la planta deberia reciclar, tratar o retener antes de volcar los efluentes al medio ambiente.

El uso de dioxido de cloro Cl[O.sub.2] o de hipoclorito NaClO, permiten obtener una calidad de papel similar pero no modifican el problema de los AOX.

2.1.3. Metodo ECF: (parcialmente exento de cloro) Fue desarrollado por cooperacion entre las fabricas de papel y distintas universidades, especialmente en Suecia y Finlandia. Este metodo propicia tiempos de coccion mas prolongados y un preblanquco con oxigeno seguido de una etapa mas corta de blanqueo con dioxido de cloro. Con este metodo no aparecen niveles detectables de dioxina ni en la pulpa ni en el efluente y se redujo la cantidad de AOX de 5 kg/ ton de pulpa a 800g/ton de pulpa. El uso del oxigeno constituye un paso delicado puesto que degrada a la celulosa, por lo que es necesario encontrar un punto de equilibrio para que el proceso sea rentable.

2.1.4. Metodo TCF: (totalmente exento de cloro) Es el metodo promocionado por Green Peace. Se usa agua oxigenada u ozono para el blanqueo. Este proceso incrementa el brillo de la pulpa pero no separa lignina adicional, por lo que es necesario el uso de un 10% mas de madera para la obtencion de la misma cantidad de papel. La pasta obtenida esta constituida por fibras mas cortas lo cual limita las posibilidades de reciclado. No se detectan ni dioxinas ni AOX en el efluente, pero los niveles de dioxinas retenidos por el papel son mas altos que en los metodos anteriores.

Este metodo fue desarrollado por la empresa sueca SODRA, mayor productora europea de pasta de celulosa, y es el que aplica ENCE en su planta de Pontevedra.

Este metodo permite cerrar el ciclo de las aguas residuales de la planta, al no existir AOX en los vertidos.

Curiosamente se detecto que el papel procesado por el metodo TCF presenta un nivel de dioxinas residuales en el propio papel que es mayor al nivel de dioxinas residuales en el papel Kraft obtenido por otras tecnologias. La pregunta es ?de donde proviene el cloro?

En primer lugar se penso que el cloro provenia de los tratamientos potabilizadores del agua utilizada en la planta, pero esta posibilidad se descarto porque el nivel de dioxinas presentes en el papel tiene una cantidad de cloro superior a la que aparece en el agua potable al inicio del proceso. Esta pregunta sigue sin respuesta y en investigacion, pero actualmente se cree que el cloro se forma durante el proceso a partir de la sal NaCl presente ya sea como materia prima (en la soda caustica) o como componente contaminante habitual. Esta sal sufriria un proceso de oxidacion a cloro por reaccion quimica de oxido reduccion con el peroxido de hidrogeno (agua oxigenada) en la etapa de blanqueo.

2 [Cl.sup.-] [flecha diestra] [Cl.sub.2] + 2e

2.1.5. Papel Reciclado: AI fabricar pulpa se recurre, no solo a madera nueva, sino tambien al reciclado anadiendo a la pasta telas de lino y algodon y gran cantidad de papel viejo. El reciclado genera un 11% en masa de desechos contaminados con metales pesados que provienen ya sea de las tintas usadas anteriormente como del caolin utilizado para absorberlas.

2.2. Problemas medioambientales asociados a la produccion de papel

1. El mayor problema ambiental derivado de esta industria es cl gran consumo de madera, se deforestan bosques enteros, generalmente de pino o eucaliptos. Una gestion sostenible de este tipo de emprendimientos debe incluir la adecuada reforestacion de las zonas con especies destinadas a este fin.

2. Liberacion de C[O.sub.2] (gas con efecto invernadero) por quema de la hojarasca, ramas y otras partes del arbol que no se usan.

3. Elevado consumo de agua (hasta 60 [m.sup.3]/ton de pasta)

4. Contaminacion derivada de la etapa de coccion (ya detallada al explicar el proceso Kraft).

5. Vertidos. Presentan distintos tipos de contaminacion:

* Particulas sedimentables y en suspension.

* Sustancias que consumen oxigeno modificando DBO(demanda biologica de oxigeno) y DQO (demanda quimica de oxigeno) en las aguas residuales.

* Compuestos quimicos organoclorados (principalmente del grupo de las dioxinas). Se conocen mas de 11000 productos organoclorados diferentes. Las dioxinas y los furanos resultan ser los mas toxicos. Los organoclorados emitidos al aire o al agua en los vertidos industriales tienen la propiedad de ser fotoactivos, reaccionando con la luz junto a otros agentes quimicos o biologicos del medio ambiente, volviendo a generar mas productos de este tipo. Presentan las siguientes caracteristicas: .Son liposolubles por lo que tienden a acumularse en los tejidos grasos de los seres vivos. Segun un informe de la EPA (Environment Policy Agency de los EEUU) sobre las dioxinas (9/94) estas producen cancer en el ser humano. En dosis inferiores a las asociadas con cancer ocasionan alteraciones en el sistema inmunitario, reproductor y endocrino. Los fetos y embriones de peces, aves, mamiferos y seres humanos son muy sensibles a sus efectos toxicos. No existe un nivel seguro de exposicion a las dioxinas. El mismo informe afirma que las principales fuentes de generacion de dioxinas son, por orden de importancia la incineracion de residuos y las fabricas de pasta de papel. Las dioxinas son muy estables. Pueden permanecer en aire, agua y suelo durante cientos de anos, resistiendo tanto a la degradacion fisica como quimica. Por no existir estos compuestos en la naturaleza los seres vivos no han desarrollado mecanismos para la biodegradacion metabolica de estos compuestos. Por lo tanto resisten a la degradacion biologica.

* Colorantes.

* Compuestos de la madera (acidos de la resina y acidos grasos insaturados como oleico, linoleico, palmitoleico, etc)

* Nutrientes (nitrogeno y fosforo) que conducen a la eutrofizacion de los cursos de agua.

* Modificacion del pH.

* Aumento de la temperatura de los cursos de agua.

6. Emisiones atmosfericas: S[O.sub.2], malos olores por sulfuras, particulas de hollin, C[O.sub.2] compuestos organicos volatiles, compuestos clorados, oxidos de nitrogeno (N[O.sub.x]).

2.3. Biopulping

La madera contiene celulosa, hemicelulosa y lignina. La celulosa es la materia prima para la produccion del papel debido a que su larga fibra puede dispersarse con facilidad en el agua y tiene la capacidad de formar una trama cerrada al secarse. La hemicelulosa tiene propiedades similares, pero su fibra es mucho mas corta. La lignina es una molecula grande que forma enlaces cruzados con la hemicelulosa y le da a la madera su dureza y color oscuro. La ruptura de los enlaces con la lignina y su posterior degradacion hace posible extraer celulosa y hemicelulosa limpias de la madera. Tradicionalmente esto se logra mediante cl tratamiento de los chips de madera con hidroxido de sodio y sulfato de sodio para la degradacion de los enlaces de lignina mientras que se recurre al blanqueo por cloro para eliminar el color oscuro de este compuesto.

Estos compuestos quimicos son ambientalmente peligrosos y perjudiciales para la salud. Los productos derivados de este tratamiento tienen olor desagradable, son cancerigenos, toxicos y contaminantes. Por este motivo, las investigaciones vinculadas a la industria de la madera estudian la remocion de la lignina mediante el biotratamiento. En la industria tradicional, uno de los costos mas elevados deriva del uso de sustancias quimicas y del gran gasto de energia electrica para preparar una pasta de celulosa exenta de lignina y con baja cantidad de hemicelulosa. En un proceso alternativo, se pueden utilizar diversos microorganismos que actuan como fuente potencial de enzimas capaces de degradar estos enlaces complejos lignina-hemicelulosa.

Biopulping es el tratamiento de los materiales lignocelulosicos con los hongos filamentosos que participan en los procesos naturales de putrefaccion de la madera, conocida como putrefaccion blanca. Este procedimiento biotecnologico se realiza previo al tratamiento termo-mecanico de los chips de madera para ser transformados en pulpa y mas adelante en papel. La aplicacion del procedimiento de biopulping, disminuye o elimina la necesidad del uso de quimicos alcalinos en la etapa de coccion y de cloro en la etapa de blanqueo.

Los hongos modifican enzimaticamente la lignina de las paredes celulares de la madera, lo cual tiene el efecto de suavizar o tiernizar las astillas de madera trituradas (chips). Este ablandamiento de los materiales lignocelulosicos, reduce substancialmente la energia electrica necesaria para la obtencion mecanica de la pulpa de celulosa y permite obtener mejoras en la fuerza y calidad, del papel obtenido.

El biopulping es un pretratamiento natural, que carece de consecuencias adversas para el medio ambiente.

En cl proceso de tratamiento fungico la madera se descorteza y tritura para la obtencion de los chips, acorde al proceso de produccion normal. Luego los chips son tratados con vapor para reducir la tasa de microorganismos naturales de la madera y posteriormente enfriados con aire a presion e inoculados con los hongos especificos del proceso. Para la descontaminacion de los chips es suficiente con el uso de vapor a baja presion. Los chips inoculados se almacenan de una a cuatro semanas para que actuen las enzimas de los hongos. Estos chips se ventilan con aire filtrado (para evitar contaminacion) y humidificado (para favorecer el desarrollo fungico). La ventilacion tiene como finalidad el mantenimiento de una temperatura adecuada al crecimiento de los hongos.

3. Contribucion

3.1. Proceso y reconversion de plantas

Las instalaciones y etapas del proceso de biopulping pueden facilmente insertas en una planta tradicional de fabricacion de pulpa de celulosa. El esquema desarrollado a continuacion nos muestra como se inserta cl proceso de tratamiento biologico en relacion con las instalaciones preexistentes.

MADERA [flecha diestra] RECOLECCION Y TRANSPORTE [flecha diestra] MAQUINA DESCORTEZADORA [flecha diestra] TRITURADORA [flecha diestra] DECONTAMINACION POR VAPOR [flecha diestra] ENFRIAMIENTO DE LOS CHIPS (POR AIRE FILTRADO) [flecha diestra] INOCULACION DE LOS HONGOS [flecha diestra] ALMACENAJE DE LOS CHIPS INOCULADOS (VENTILADOS Y HUMIDIFICADOS) [flecha diestra] OBTENCION DE CHIPS TIERNIZADOS [flecha diestra] FABRICACION DE PASTA DE CELULOSA POR PROCESOS TRADICIONALES

El material se recoge, transporta a la planta elaboradora, descorteza y astilla, siendo transformado en chips. Hasta aqui, se trata de etapas habituales en este tipo de industria. A continuacion los chips se someten a la descontaminacion por vapor. Se debe mantener una alta temperatura (por aplicacion del vapor) el tiempo suficiente como para eliminar la microflora autoctona de la superficie de los chips y luego enfriar para poder inocular las cepas de hongos. En plantas a gran escala los procesos de descontaminacion c inoculacion se pueden realizar por procedimientos continuos, mediante la utilizacion de un sistema basado en dos transportadores de tornillo, que trasladan los chips al mismo tiempo que funcionan como camaras de tratamiento. En el primero de estos transportadores a tomillo se inyecta el vapor, alli se calienta y descontamina la superficie de los chips. El exceso de vapor es ventilado hacia afuera mediante ductos adecuados. Entre ambos transportadores a tornillo hay una tolva y un deposito vertical que actua como buffer. Por alli caen los chips. De la parte inferior de este deposito sale cl segundo transportador a tornillo en cuya primera seccion los chips son enfriados con aire a presion filtrado y mas adelante, hacia el final de la misma camara se inocula la suspension que contiene los hongos, y se agrega agua y maiz macerado o remojado, lo cual se mezcla con los chips, gracias a la accion giratoria del tornillo.

[FIGURA 1 OMITIR]

A continuacion los chips se almacenan en forma de pilas o montones, que puedan ser ventilados como para mantener la temperatura y humedad adecuadas para el crecimiento de los hongos y subsecuente biopulping. El tiempo de retencion para este proceso es de una a cuatro semanas, variacion que depende del tipo de madera empicada y de las cepas de hongos utilizadas. Este almacenamiento se debe realizar en silos, depositos o almacenes cerrados y no al aire libre. El motivo de esta recomendacion es porque la accion de los hongos sobre los chips se ve seriamente afectada por las variaciones de temperatura entre el dia y la noche que implica un almacenamiento al aire libre. La temperatura ideal para este almacenamiento ronda los 27[grados]C. Una vez finalizado el periodo de almacenamiento, los chips tratados biologicamente siguen la via habitual de tratamiento termo-mecanico para su transformacion en pasta de celulosa.

Si bien la adaptacion descripta muestra un concepto basico del proceso, distintas variaciones pueden realizarse facilmente. Por ejemplo, aquellas plantas que no inician su proceso a partir de madera en troncos, sino que compran los chips ya elaborados, iniciaran su operacion en la etapa de descontaminacion.

Las etapas de descontaminacion, enfriado e inoculacion pueden realizarse en transportadores de tornillo, como hemos descripto antes, o en cintas transportadoras que atraviesan las distintas camaras. Si bien las instalaciones descriptas pueden encontrarse al aire libre, es recomendable su instalacion bajo techo o aun mejor, en galpones cerrados.

3.2. Hongos y enzimas participantes del proceso

Los hongos de la putrefaccion blanca de la madera producen enzimas oxidativas extracelulares que provocan la oxidacion de la lignina.

En general, estos hongos de la podredumbre blanca son basidiomicetos como Trameles versicolor, Pleurotus floridae y Phanerochaete chrysosporium, comunes en bosques de pinos y encinos. Su accion sobre la lignina le da a la madera un aspecto blanquecino, de alli su nombre. La lignina es un compuesto polifenolico heterogeneo cuya degradacion oxidativa por parte de los hongos es parte del ciclo natural del carbono en bosques y otros ecosistemas.

Se han llevado a cabo distintas investigaciones microbiologicas para identificar cuales son las especies con mayor habilidad para la decoloracion y remocion de la lignina, con un minimo efecto de degradacion de la celulosa. Se conocen distintas especies de hongos que tienen estas propiedades: Pleurotus para el tratamiento de la paja de cereales y Phanerochaete chrysosporium, P. magnolia, Pycnoporus cinnabarinus, Aspergillus y Penicillium para cl tratamiento de chips de madera de eucaliptos. La especie Ceriporiopsis subvermispora permite obtener un papel mas brillante aunque afecta levemente el contenido de celulosa de la pulpa disuelta.

[FIGURA 2 OMITIR]

Las enzimas que participan en la degradacion oxidativa de la lignina y la ruptura de los enlaces cruzados con la hemicelulosa son, principalmente tres: lignina peroxidasa, LiP, que oxida compuestos aromaticos no fenolicos, manganeso peroxidasa, MnP, que oxida componentes fenolicos de la lignina y la lacasa, Lac, una fenol oxidasa que oxida anillos presentes en la lignina. Otras enzimas indirectamente asociadas a la mineralizacion de la lignina son la glioxal oxidasa y la superoxido dismutasa. Existen enzimas fungicas funcionan como enlace entre las rutas de mineralizacion de la lignocelulosa, son: la glucosa oxidasa, la aril alcohol oxidasa, la celobiosa quinona oxidorreductasa y la celobiosa deshidrogenasa.

De las distintas materias primas que se utilizan para producir los chips, se encuentra que los mas dificiles de tratar por biodegradacion son los chips de eucaliptus, por presentar una resistencia levemente mas alta al ataque de los hongos que otros que otros tipos de maderas.

3.3. Ventajas y desventajas de la aplicacion de biopulping

El tratamiento biologico de los chips de madera reduce notablemente la utilizacion de reactivos quimicos en la preparacion de la pasta de celulosa, en especial aquellos que participan en la etapa de coccion (hidroxido de sodio y sulfato de sodio) y en la etapa de blanqueo (cloro, hipoclorito de sodio, dioxido de cloro). Esto no solo disminuye el costo de compra de estos reactivos sino que reduce notablemente los costos ambientales del proceso derivados de estas operaciones, tales como la produccion de dioxinas y otros contaminantes, malos olores y productos toxicos y cancerigenos. Esta es la principal ventaja desde el punto de vista ambiental.

El uso de chips tratados biologicamente disminuye el gasto de energia electrica del proceso de la fabricacion de pasta de celulosa, dado que se facilita su posterior tratamiento termo-mecanico. La proyeccion de los calculos de escala experimental a escala industrial indica un ahorro de entre el 26 y el 31% de la energia electrica necesaria, siendo esta una de las principales ventajas que este metodo presenta a nivel economico.

El papel fabricado con pasta que ha sido tratada bajo este proceso presenta mejor indice de resistencia a la tension que el papel kraft, sin embargo, se nota un oscurecimiento en cl color del papel. Este oscurecimiento se evita con un breve tratamiento de blanqueo o mediante el uso de una mezcla al 50% de pasta biotratada y pasta kraft.

Entre las desventajas del proceso, podemos citar que la necesidad de almacenar los chips durante varias semanas para su biotratamiento, incrementa las necesidades iniciales de materia prima en planta, hasta que el ciclo productivo se establece. Por otra parte, el proceso fungico ocurre mejor cuando los chips se tratan en depositos que al aire libre, por ser los hongos muy sensibles a las variaciones exteriores de temperatura. Todo esto hace necesaria una inversion en la construccion de galpones adecuados para las operaciones, asi como la inversion en los dispositivos continuos de descontaminacion c inoculacion de los chips. Sin embargo, las inversiones de reconversion de la planta se recuperan durante su operacion, mediante el ahorro de energia.

4. Conclusion

El proceso de biopulping es tecnologicamente posible y economicamente beneficioso en un plazo mediano y largo. El ahorro de energia es la clave de la ecuacion costo-beneficio del proceso.

Tambien es necesario tener en cuenta el ahorro en costos ambientales que resulta de la aplicacion de esta biotecnologia. Sin embargo, la puesta en marcha definitiva de este proceso en plantas de papel kraft a gran escala, requiere aun de mayor investigacion.

Agradecimientos

Queremos agradecer a las autoridades de la Escuela Superior Tecnica, y muy especialmente, a quienes dirigen la Secretaria de Investigaciones, por la confianza y apoyo brindados en todo momento a nuestro proyecto de investigacion "Estudio de procesos biotecnologicos aplicados a la industria quimica".

Referencias

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Lopez Sardi, E.M. "Fabricacion de Pasta de Celulosa, aspectos tecnicos y contaminacion ambiental". Ciencia y Tecnologia No. 6. Revista de la Facultad de Ingenieria de la Universidad de Palermo. 2007.

Fecha de recepcion del original: 10/03/2010 | Fecha de evaluacion del original: 21/07/2010

Estela M. Lopez Sardi *, Beatriz Garcia **, Antonela Peralta ***

* Escuela Superior Tecnica, Secretaria de Investigaciones, IESE. Cabildo 15, Buenos Aires, Argentina, CP. 1426 | e-mail: lsmonica@hotmail.com

** Escuela Superior Tecnica, Secretaria de Investigaciones, IESE. Cabildo 15, Buenos Aires, Argentina, CP. 1426 | e-mail: beatrizgarcia@live.com.ar

*** Escuela Superior Tecnica, Secretaria de Investigaciones, IESE, Cabildo 15, Buenos Aires, Argentina, CP. 1426 | e-mail: anto_mp15@hotmail.com
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Author:Lopez Sardi, Estela M.; Garcia, Beatriz; Peralta, Antonela
Publication:Ciencia y Tecnologia
Date:Jan 1, 2010
Words:5006
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