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8/17/2019 Después Del PAPEL

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La transformación responsable de los recursos naturales paraconvertirlos en soluciones que generan bienestar motivó al GrupoFamilia a idear usos efectivos para los residuos del proceso deproducción de papel que, como era costumbre en la mayoría deprocesos industriales, iban a parar a los rellenos sanitarios.

Somos usuarios transformadores de la naturaleza, con orientaciónhacia el beneficio de la sociedad, y por esta razón la compañíadedicó tiempo y recursos al análisis de los residuos, con el fin deidentificar posibles destinaciones que disminuyeran el impactoambiental y aumentaran la eficiencia en la producción misma alreducir costos logísticos asociados al manejo de tales residuos.

Carolina Echeverri López. Comunicadora Social. Especialista enInvestigación Social y en Marketing. Directora de ComunicacionesCorporativas Grupo Familia

[email protected]

Susan Irwin Pizano. Ingeniera Ambiental. Especialista en Gerencia deProducción y Servicios. Jefe de Gestión Ambiental del Grupo Familia.

[email protected]


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Los estudios permitieron identificar que, por su consistencia, elresiduo de celulosa podía convertirse en un complemento para

la mezcla de los materiales base en la producción de ladrillo, yademás podía ser materia prima en el proceso de compostaje.Con estos hallazgos logramos asegurar que cada vez que un ciclode producción de papel termina, comience de nuevo.

Esta iniciativa se fundamenta en la Política de SostenibilidadAmbiental del Grupo Familia, que plantea trabajar continuamentepor mejorar su desempeño ambiental y que tiene dentro de susenfoques reducir o eliminar el impacto ambiental relacionado connuestros procesos y productos a lo largo de todo el ciclo de vida.

SOBRE EL PROTAGONISTALa fibra de celulosa que se requiere para producir papel puede serde dos clases: fibra virgen y fibra reciclada. El residuo de celulosase genera cuando se emplea fibra reciclada en la producción ycontiene grandes cantidades de agua y de fibra.

La investigación se centró en determinar el potencial de las

materias primas que conforman el residuo de celulosa —la fibrasobrante del proceso de producción— para ser usada con diferentedestinación. Y se obtiene siguiendo estos pasos de reciclaje:

1. El primero es la desintegración del papel reciclado. Es comometer el papel con agua en una licuadora gigante llamada pulper .El agua y la fibra son las principales materias primas que seemplean en este proceso.

2. La mezcla pasa por varios equipos de limpieza para eliminarotros materiales que vienen con la fibra reciclada, como ganchos,plásticos, gomas o cintas.

3. Inicia la etapa de destintado, que consiste en remover las tintasque vienen con el papel reciclado.

4. Lo que llega en este paso es pulpa en suspensión, es decir, pulpacon gran cantidad de agua que debe ser separada. Una parte delagua se utiliza en la mezcla requerida con la pulpa, y otra parte seretira en este punto del proceso.


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5. El agua que se extrae va a la planta de tratamiento, de dondesale óptima para ser utilizada nuevamente en el proceso.

La fibra con menos cantidad de agua pasa a la máquina de papel—el molino— donde nuevamente se extrae otra cantidad deagua; la fibra se convierte en papel o producto semielaborado. Elagua sobrante en este paso también va a la planta de tratamiento.

6. El agua que recibe la planta de tratamiento de aguas llega conalgunas fibras en suspensión. El tratamiento consiste en removerestas fibras, que forman justamente lo que conocemos comoresiduo de celulosa.

EL AGUA CON TODA SU IMPORTANCIAVeamos a fondo lo que sucede en este último paso. Para removerlos sólidos suspendidos (fibras) es necesario aplicar procesosde coagulación-floculación y flotación. Esto significa que laspartículas (sólido suspendido) deben recibir químicos específicospara separarlas del agua, hacer que se junten en una gran masa ypoder extraerlas totalmente de allí.

Esta intervención exige disponer de cuatro superceldas deflotación con sus correspondientes sistemas de aire disueltoy sistemas de preparación, almacenamiento y dosificación deproductos químicos. Cada supercelda tiene sus respectivostanques de almacenamiento de agua cruda y clarificada.

El primer compuesto químico que se adiciona al agua cruda es uncoagulante catiónico, cuya finalidad es desestabilizar las cargas delas partículas presentes en el agua. Dicho de manera más simple,es la forma en que se logra que las partículas se despeguen delagua.

Luego llega otro compuesto químico: un floculante aniónico queproduce flocs densos —grandes masas de partículas— de rápidaformación, gran tamaño y peso, además de alta resistencia alrompimiento, lo cual facilita la remoción de los sólidos suspendidosen el proceso de clarificación ya que, gracias al sistema de flotación,permiten una rápida separación de sólidos y líquido.


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La flotación de los sólidos suspendidos se logra saturando elagua con pequeñas burbujas de aire. Al ser liberada el agua,las microburbujas impulsan los flocs formados en la superficie(flotación), creando una película que es removida y conducida enforma de lodo a un tanque especial.

Una vez en el tanque, lo que tenemos nuevamente es agua conla fibra removida en suspensión, un lodo con un contenido deagua del 97% aproximadamente. Para obtener un residuo sólidodebemos entonces remover el agua. Esto se logra pasando el lodopor un sistema de filtrado. Primero lo pasamos por una prensaformada por mallas y rodillos que ejercen presión al lodo haciendo

que el agua se separe. En este punto ya tenemos un residuo sólidocon un contenido de humedad del 60% aproximadamente. Luegolo pasamos por un tornillo de presión para sacarle más agua ydejar finalmente un residuo sólido con una humedad aproximadadel 38%.

El agua removida del lodo se dirige de nuevo a la planta detratamiento y se reutiliza en el proceso. En el Grupo Familiacontamos con cuatro plantas de tratamiento de agua, una encada una de nuestras secciones de producción. En las de pañales yprotección femenina tenemos plantas sencillas de tratamiento deaguas domésticas, pues estos procesos no poseen vertimientosindustriales. En las de papel o plantas Tissue contamos contratamiento de aguas industriales de alto volumen que nospermite reutilizar el agua en el proceso y realizar un vertimientoresponsable.

Como parte de nuestra gestión ambiental, el uso racional del aguarepresenta una de las metas de sostenibilidad que planteamos conproyección al 2016, cuando esperamos llegar a una reducción del25% en el consumo de agua en las plantas Tissue, lo cual equivale

a dejar de consumir el agua usada por 16.100 personas en un año.

DE RESIDUO A MATERIA PRIMA

El agua queda entonces lista para ser utilizada. ¿Qué hacer conel sólido, ya convertido en residuo de celulosa? Para contestaresta pregunta, abordamos tres perspectivas diferentes: que la


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reutilización de residuos fuera viable para la compañía, mejorpara el medio ambiente y útil para la sociedad. Teníamos unretador problema de investigación desde la vida práctica, que nosllevó a encontrar respuestas con exactitud y precisión científica.Necesitábamos conocer “a ciencia cierta” el potencial de nuestroresiduo de celulosa, y en esta exploración encontramos los aliadosindicados para emprender un camino de hallazgos y grandescontribuciones.

Contábamos con información preliminar sobre las posibilidadesde que nuestro residuo sirviera como materia prima para otrosprocesos. Gracias al conocimiento de las características de sus

componentes y estas hipótesis, se materializaron en objetosde dos estudios técnicos concretos, con aliados y enfoquesdefinidos. El primero de ellos lo realizamos de la mano del GrupoInterdisciplinario de Estudios Moleculares de la Universidad deAntioquia y su resultado nos permitió determinar que el residuode celulosa es materia prima óptima en el proceso de compostaje.El segundo estudio lo realizamos con el Grupo de InvestigacionesAmbientales de la Universidad Pontificia Bolivariana, yestablecimos la valorización de nuestro residuo para su uso enprocesos de construcción.

LOS OTROS PAPELES DE LA INDUSTRIA DELPAPEL1. Residuo de celulosa apto para procesos de compostaje

En el estudio adelantado se consideraron los requisitos que debentener las materias primas para ser utilizadas en el compostaje.Se trata de encontrar un elemento óptimo alternativo para

los programas de fertilización, cuyas limitantes, dadas por lascondiciones de los terrenos agrícolas de nuestra región, sepresentan como una oportunidad para una industria comola nuestra. La presencia de celulosa, de carbono y oxígeno ennuestro residuo eran material suficiente para una exploraciónmás profunda y detallada. Debíamos estimar la viabilidad deformular productos con aplicación agronómica (aplicación parala agricultura o la ganadería) que partieran de formulacionesque consideraran el uso de productos secundarios obtenidos de


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nuestro proceso de producción. Es decir, nuestro marco de accióndebía partir del conocimiento de las condiciones de calidad

impuestas en los programas de fertilización para productossecundarios (diferentes a la materia orgánica propiamente dicha).En consecuencia, era preciso someter nuestro residuo de celulosaa una serie de procedimientos experimentales.

El trabajo experimental en este primer estudio se dividió en tresetapas:

a) Caracterización de la materia prima

Variables físicas: densidad aparente, capacidad de retención deagua, tamaño de partícula.

Variables químicas: nitrógeno (n), fósforo (p), potasio (k), capacidadde intercambio catiónico (CIC); carbonos orgánicos (CO)

Variables biológicas: cuantifiación de mesófilos, termófilos, mohosy levaduras. Verificación de ausencia de patógenos y cuantifiaciónde fitotóxicos.

b) Caracterización cinética

Realización de seguimientos cuantitativos en función del tiempode las variables: carbono orgánico, cenizas, pH, conductividad,poblaciones microbianas y metales pesados.

Para las diferentes mezclas evaluadas se consideraron aspectoscomo: facilidad de operación, propiedades organolépticas (loque pueden percibir nuestros sentidos del material: olor, sabor,aspecto) y tiempo requerido para la estabilización.

Era preciso establecer el contenido de metales pesados en

el residuo de celulosa, por cuanto es justamente uno de losparámetros más importantes en el seguimiento de procesosagrícolas. En el resultado se encontró que los valores globalesdan una idea muy aproximada de las características sanitarias delmaterial, cuyo contenido de metales pesados representa sólo el4,8% del límite definido en la norma, aun después del proceso decondensación.


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c) Productos finales del proceso

En este caso la calidad se refiere a los parámetros definidos en laNorma Técnica de Calidad 5167. Estos parámetros indican que elmaterial generado en el proceso bioxidativo, que incluye celulosaresidual como materia prima, es apto para su uso en suelosagrícolas como abono o enmienda orgánica.

Estos procedimientos nos llevaron a realizar las acciones quesintetizamos así:

Se caracterizaron física, química y biológicamente losproductos secundarios del proceso de producción de papeldel Grupo Familia y se definió su potencial como materia primaen procesos de compostaje, además de analizar las materiasprimas complementarias para la actividad bioxidativa.

A partir de los productos secundarios previamentecaracterizados, se establecieron las mezclas ideales para iniciarlos procesos de compostaje.

Se definieron los parámetros cinéticos que determinan elproceso de compostaje para las mezclas.

Se caracterizaron física, química y biológicamente losproductos finales de los ensayos establecidos.

Gracias a estos resultados, hoy el Grupo Familia es un proveedorcalificado de compostaje para cuatro empresas antioqueñas.Nuestro residuo de celulosa remplazó en parte la viruta de maderaque era el material aportante de carbono utilizado antes.

Algunas cifras significativas nos permiten medir el esfuerzo para

una gestión responsable y sostenible: el 70% de las toneladasde residuo de celulosa generadas mensualmente se utilizanactualmente en procesos de compostaje, evitando su disposiciónen rellenos sanitarios. Esto permite, asimismo, evitar la emisiónmensual a la atmósfera del 70% de las toneladas de CO2, derivadasde la disposición de este residuo en rellenos; este es uno de losgases identificados como potenciadores del efecto invernadero,generador del calentamiento global.


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2. Residuo de celulosa en la construcción

El objetivo de este proyecto era desarrollar la aplicación del residuode celulosa para fabricar ladrillos cerámicos aligerados.

Los objetivos principales que nos planteamos en esta investigaciónfueron:

Determinar la formulación de la pasta óptima para la fabricaciónde ladrillos aligerados, utilizando residuo de celulosa comoparte de la mezcla.

Obtener a escala industrial ladrillos aligerados que cumplancon las especificaciones técnicas de la norma NTC 4205.

Evaluar técnica y económicamente la producción de ladrillosaligerados a escala industrial.

La hoja de ruta planteada fue la siguiente:

Selección y caracterización de los materiales

Diseño experimental y ensayos a escala pilotoEnsayos a escala industrial

Análisis económico

Para determinar la viabilidad de la aplicación se realizó unacaracterización de los materiales que normalmente conforman lamezcla para la fabricación de ladrillos, como el limo, la arena, laarcilla y en este caso el residuo de celulosa.

En esta caracterización se identificaron las propiedades cerámicasy térmicas de cada uno de los constituyentes de la mezcla. Serealizaron varias pruebas de laboratorio con diferentes porcentajesde mezcla y posteriormente se seleccionaron seis de ellas pararealizar con cada una un ensayo a escala industrial de 1.000ladrillos en cada caso.

Las pruebas se realizaron utilizando diferentes porcentajes delresiduo de celulosa con el fin de determinar cuál mezcla era laóptima.


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Las pruebas a escala industrial se realizaron con éxito obteniendoladrillos de cualidades muy similares a aquellos que no utilizan elresiduo de celulosa dentro de la mezcla.

A pesar de que se da una leve disminución en la resistenciaa la compresión de los ladrillos (aproximadamente el 10%),estos cumplen con los parámetros de resistencia y absorciónestablecidos en la norma. Para garantizar el cumplimiento dela norma en compresión, se debe respetar la formulación de lamezcla establecida, con las cantidades adecuadas de limos, arcilla,arena y residuo de celulosa. Para garantizar el cumplimientode la absorción deben garantizarse las condiciones de cocción

adecuadas en temperatura y tiempo de permanencia en el horno.Una gran ventaja encontrada fue una reducción del 8% en ladensidad del ladrillo, con lo que se obtuvo un ladrillo ligero conbajo costo de transporte, pues normalmente el flete en el área dela construcción se cobra por peso.

Una vez obtenidos los resultados a escala industrial, debíamosencontrar una ladrillera dispuesta a asumir el reto con nosotros,incluyendo entre sus materias primas nuestro residuo de celulosa,con la claridad de que esta alternativa representaría beneficiosconcretos, como reducción de costos de extracción de la materiaprima, incremento de la vida útil de la mina y reducción de costosde transporte.

En esta búsqueda tuvimos la suerte de encontrar el aliado ideal.Adelantamos el proceso de socialización y entendimiento paragestionar conjuntamente los cambios que el proceso de laladrillera seleccionada debía incorporar para garantizar que losbuenos resultados obtenidos en las pruebas se replicaran en laproducción diaria. Entre los cambios más relevantes destacamos:

Llevar el porcentaje de arcilla en la mezcla a un mínimo del 15%para cumplir con la formulación establecida en las pruebas.

Implementar un sistema de tolvas independientes para cadauno de los cuatro componentes de la mezcla; así se garantizala adecuada dosificación.


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Optimizar el sistema de humectación en la etapa de extrusión,pues la aplicación del residuo de celulosa incrementa lahumedad óptima del modelo y si no se humecta correctamenteen esta etapa puede generar agrietamiento en los ladrillos.

Llevar controles rigurosos de temperatura y tiempo en laetapa de cocción con el fin de replicar los valores óptimosestablecidos en las pruebas y garantizar el cumplimiento de lanorma.

Al hacer los cambios, dimos paso a la producción con residuo decelulosa, que desde un principio resultó ser viable. La ladrilleraconstató beneficios como los siguientes:

Incremento del 7% en la vida útil de la mina

Reducción del 7% en los costos de extracción

Reducción del 8% en los costos del flete, lo que ha sido muybien visto en el mercado por los clientes, quienes la mayoría delas veces asumen el transporte.

A finales de 2012, el 30% de las toneladas del residuo de celulosageneradas mensualmente ya eran utilizadas para fabricar ladrillosaligerados, evitando su disposición en rellenos sanitarios y asíla emisión mensual a la atmósfera del 30% de las toneladas deCO2 equivalente, derivadas de la disposición de este residuo enrellenos. La visión de nuestra producción se ha volcado cada vezmás a racionalizar los recursos que se utilizan en los procesos,y este esfuerzo se ha materializado en una gestión ambiental,alineada con el entorno donde operamos, con la legislación quenos regula y con las necesidades de la sociedad.

De esta manera, el aprovechamiento de los residuos que hoy esposible gracias a las investigaciones referenciadas, hace partede las metas que trazamos para dar cumplimiento a nuestraPolítica de Sostenibilidad Ambiental, así: “Incremento del 62%en la recuperación de residuos, de modo que el grupo alcanceun indicador de recuperación de 92%”. Esto equivale a decirque 28.000 toneladas de residuos al año dejarán de ir a rellenossanitarios, representando una reducción de emisiones de CO2estimada de 44.000 t/año.


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REFERENCIASInforme de estudio: “Producción de compost a partir de productos secundarios (ProductosFamilia Sancela S.A.”. Grupo Interdisciplinario de Estudios Moleculares GIEM, Universidad deAntioquia. 2005.

Informe final de proyecto: “Desarrollo de ladrillos cerámicos aligerados para la construcción,mediante la valorización de lodos de la planta de tratamiento de aguas residuales industriales(PTARI) de la industria papelera”. Grupo de Investigaciones Ambientales GIA, UniversidadPontificia Bolivariana. 2005

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