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Proceedings of the 7th Program of Scientific Initiation -- PIC 2008-I San Pablo Catholic University -- UCSP, Arequipa, Perú, 2008

Paper PIC2008-004

PROCESO DE FABRICACIÓN DE PAPEL ARTESANAL Angulo L., Belón C., Chirinos C., Gómez S., Gonzáles R., León X., Mazeyra M.F., Romero M.A., Saravia M., Varhen P. Universidad Católica San Pablo luciana.angulo@ucsp.edu.pe

Miguel Barreda de la Cruz Universidad Católica San Pablo, Urb. Campiña Paisajista S/N Quinta Vivanco, Cercado, Arequipa, Perú Resumen. El propósito de este proyecto de reciclado de papel fue analizar el proceso de fabricación de tal. Con este proyecto se pretendió analizar la posibilidad de abrir una miniplanta de papel reciclado; se trabajo con papeles bond usados (en su mayoría trabajos universitarios), y se obtuvieron nuevos papeles reciclados. Para llevar a cabo el reciclado se empleó una buena cantidad de papel bond, bastidores de madera, cartones nordex y papeles pelón. Al concluir la parte experimental de este proyecto, se determino que es factible conseguir papel reciclado que tuviera las exigencias necesarias y que conforme se tenía más experiencias la producción iba mejorando. Palabras clave: Papel artesanal.

1.

Introducción

El papel es una delgada hoja que pesa aproximadamente de 4 a 5 gramos; este se puede reciclar de tres a cinco veces; elaborada en base de pasta de fibras vegetales que son molidas, blanqueadas, desleídas en agua, secadas y endurecidas posteriormente. A la pulpa de celulosa, normalmente, se le añaden sustancias como el polipropileno o el polietileno con el fin de proporcionar diversas características. Las fibras están aglutinadas mediante enlaces por puente de hidrógeno. Reciclar, se refiere al conjunto de actividades que pretenden reutilizar partes de artículos que en su conjunto han llegado al término de su vida útil, pero que admiten un uso adicional para alguno de sus componentes o elementos. La producción de mercancías y productos, que hace crecer el consumo y como consecuencia el aumento de desechos de diverso tipo, algunos de los cuales no pueden simplemente acumularse o desecharse, pues representan un peligro real o potencial para la salud, ha obligado a las sociedades modernas a desarrollar diferentes métodos de tratamiento de tales desechos, con lo que la aplicación del reciclaje encuentra justificación suficiente para ponerse en práctica. Uno de estos elementos que se puede reciclar, es el papel. Como resultado del reciclado del papel, se le pueden atribuir diferentes usos como por ejemplo: • • • • •

Fabricación de embalajes y cajas. Elaboración de papel de consumo y oficina. Fabricación de corrugados. Papel periódico y papel para revistas. Fabricación de cartulinas, cartones y otros productos.

El proyecto se baso en las siguientes etapas: picado del papel, licuado del papel con agua, producción del papel, secado, prensado y cortado. 2.

Modelo experimental

El modelo experimental consto de la sección de pruebas y de los materiales que se utilizaron para poder hacer el estudio del papel.

En primer lugar, el lugar experimental se ubico en el primer ambiente del Laboratorio de Investigación Tecnológica en Energía (LITE), éste se encontró distribuido como se muestra en la Fig. 1.


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1

3 2 5

6 2

1: Sección de licuado 2: Sección de producción 3: Sección de secado 4: Sección de prensado 5: Sección de almacenamiento 6: Sección de control

2 4 Figura 1.- Distribución del laboratorio A continuación se podrá observar los diferentes materiales con los que se realizo este proyecto de reciclado, así como también el esquema de los bastidores y del cartón nordex con medidas de tamaño real en centímetros.

Figura2.- Licuadora

Figura 3.- Prensa


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Figura 4.- Jarra, batea, bastidores, papel picado esponjas, papel pelón, cartón nordex. 2.1 Sección de pruebas Como se observa en la Fig. 5, en esta sección utilizamos dos tipos de bastidores, uno que sirvió como marco y el otro sirvió como un filtro para poder producir el papel. Luego se procedió a usar el papel pelón y los cartones nordex para aplanar la mezcla de papel y darle una forma definida.

Figura 5.- Esquema de los bastidores y del cartón nordex. 2. 2 Materiales En esta parte se especificaran las funciones de los materiales que fueron utilizados para la producción de papel como se muestran en las Fig. 1,2 y 3. • • • •

Bateas, fueron utilizadas bateas de aproximadamente 80 cm. para juntar la pulpa del papel con una cantidad de agua. Papel picado, papel bond que podía ser reciclado. Bastidores, dos bastidores de madera, uno como marco y otro como filtro. Esponjas, para poder absorber el agua sobrante


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• • • • • 3.

Paper PIC2008-004 Papel pelón, en este papel se colocaba el papel producido para que pudiera secarse. Sus medidas eran de 40 cm. x 30 cm. Cartón nordex, para aplanar las imperfecciones del papel que se hacia. Jarras, tenían una capacidad de litro y medio usadas para medir la cantidad necesaria de agua y de papel que se debía utilizar. Licuadora, de uso industrial aproximadamente de unos 25 litros de capacidad. Prensa, de 55 cm. x 30 cm. Procedimiento experimental

En el procedimiento experimental se detallara los diferentes pasos que son necesarios para la producción del papel. 3.1 Proceso de picado y licuado del papel a reciclar. Este proceso consto de diferentes pasos que se especificaran a continuación: •

Se picó cierta cantidad del papel que se quiso reciclar, como se observa en la Fig. 6. Se picó aproximadamente 150 hojas.

Figura 6.- Picado del papel

• •

El papel picado fue remojado por un periodo pequeño, aproximadamente unos 10 minutos. Se llenó una jarra de papel picado y remojado y se echó en la licuadora. Esto se puede ver en la Fig. 7.


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Figura 7.- Colocamos el papel remojado y picado con el agua en la licuadora • •

Se echó 7 litros de agua a la mezcla anterior. Se dejó el papel licuando por un periodo de 15 minutos para que se pueda formar la pulpa de papel y seguidamente fue echado en una de las bateas. Ver Fig. 8.

Figura 8.- Se echa la pulpa de papel en las bateas 3.2 Proceso de producción • •

Luego de tener la pulpa en la batea, se colocó una cierta cantidad de agua considerando que a mayor cantidad de agua, menor será el grosor del papel. Para las 150 hojas que fueron picadas, echamos un aproximado de 35 litros de agua. Se introdujeron los dos bastidores juntos en la batea uno para utilizarlo como marco y el otro para usarlo como filtro (siempre con el marco encima) hasta ver el grosor ideal que se va a querer del papel (mas tiempo, mayor va a ser la cantidad de papel que se retenga). Manteniendo los dos bastidores siempre juntos y rectos fueron retirados de la batea dejando escurrir la mayor cantidad de agua posible. Ver Fig. 9.


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Figura 9.- Los bastidores se retiran de la batea. •

Luego los bastidores fueron colocados en la mesa de trabajo, seguidamente se retiro el marco con mucho cuidado para no malograr el papel de producción. Después se coloco el papel pelón sobre la pulpa de papel, cono se muestra en la Fig. 10.

Figura 10.- Colocación del papel pelón. •

A continuación se colocó el cartón nordex haciendo que abarque todo el tamaño del papel producido, haciendo presión sobre el mismo como se muestra en la Fig. 11.

Figura 11.- Se ejerce presión sobre el nordex.


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Paper PIC2008-004 Después se volteó el bastidor con mucho cuidado quedando la rejilla visible. Con una esponja se retiró el exceso de agua que tenía el bastidor, evitando que el papel se adhiera a la rejilla. Ver Fig. 12.

Figura 12.- Se retira el exceso de agua con una esponja. •

Luego de haber retirado el exceso de agua, se retiró el bastidor. Ver Fig. 13.

Figura 13.- Se retira la rejilla. Se colocó encima un papel pelón seco para que absorba el agua sobrante y luego se colocó un cartón nordex, y se hizo presión como se muestra en la Fig. 14, así se aplana el papel y se arregla cualquier imperfección que tenga.

Figura 14.- Se presiona el cartón nordex.


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Paper PIC2008-004 Finalmente se retiró el nordex y el papel pelón y se procedió a colgar el papel producido para que se seque.

3.3 Proceso de secado y prensado •

Luego de un día de secado en el que el papel fue colgado como se muestra en la Fig. 15. Se procedió a colocar varios lotes de papel reciclado dentro de la prensa para que esta pueda aplanar y arreglar cualquier imperfección que tenga el papel como se muestra en la Fig. 16. El papel es colocado en la prensa por un día.

Figura 15.- Se cuelga para el proceso de secado

Figura 16.- Se coloca en la prensa.

4.

Resultados

La cantidad de papel reciclado que se logró obtener es aproximadamente el 50% de las hojas que se puso a reciclar, es decir que de 100 hojas bond picadas se obtuvieron 50 hojas de papel reciclado. También se determino que se podía obtener papel de tamaño A-4, el cual cumplía con todas las especificaciones necesarias, sin embargo no se pudo encontrar una manera de poder controlar el grosor de las hojas producidas, ya que este dependía de la persona que estaba produciendo el papel. El peso promedio de las 80 hojas fue de 5.97 gramos. En promedio, de 80 papeles obtenidos, 42 papeles reciclados estaban en buenas condiciones y 38 papeles no fueron aceptados ya que tenían fallas (arrugas o no cumplían con las medidas requeridas). Se calcularon los tiempos que cada alumno uso para realizar un papel reciclado, y estos fueron:

Cuadro 1.- Tiempo de cada alumno para producir un papel


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Papel 1 Papel 2 Papel 3 Papel 4

Alumno 1 4'16'' 5'41'' 5'13'' 6'56''

A2 A3 3'44'' 2'50'' 3'55'' 3'22'' 5'00'' 4'31'' 5'06'' 5'12''

A4 2'52'' 2'36'' 3'06'' 3'36''

A5 4'59'' 4'45'' 4'13'' 2'20''

A6 6'55'' 5'30'' 3'11'' 4'28''

A7 1'58'' 2'01'' 2'19'' 2'13''

A8 3'22'' 2'20'' 3'30'' 3'56''

A9 2'16'' 2'08'' 3'23'' 2'57''

A10 3'46'' 3'18'' 4'53'' 2'52''

Se calculo el tiempo promedio para la producción de una hoja, y ese fue de 3’40’’. Se vio que a medida que aumentaba la cantidad de personas que producían el papel, se reducía el tiempo de producción. Luego de llevada a cabo la producción se realizaba un estudio para ver la cantidad de papeles buenos que se podían sacar en un día de producción. Cuando se acababa con el proceso de fabricación de papel, las hojas producidas eran recolectadas para la fase de control, determinados alumnos se encargaban de retirar la hoja de papel de la tela pelón y las agrupaban por lotes de fabricación, para este proyecto los lotes se encontraban conformado por 20 hojas, y por día de producción se hacían 4 lotes. Una vez que se había separado las hojas por lotes, se procedía a seleccionar las hojas buenas, es decir aquellas que cumplían con las características necesarias de una hoja A-4 como tamaño, superficie lisa, textura, grosor principalmente. Finalmente se procedía a seleccionar de cada lote 3 hojas para su respectivo peso y así poder controlar los pesos correspondientes. Al final estas hojas se las guardaban por día de producción. Se realizaron lotes de 20 hojas considerando un tiempo de producción de 150 minutos, distribuidos en dos turnos de 75 minutos cada uno. El proceso de producción empezaba a la 1:30 p.m. y terminaba a las 4:00 p.m. Este proceso duro 6 días y los resultados se presentan a continuación en los siguientes cuadros:

Pesos

Cuadro 2.- Producción de papel (20 Mayo)

Nº de hojas producidas Muestra 1 (gr) Muestra 2 (gr) Muestra 3 (gr) Promedio (gr) Producción Buena Prod. Buena% Producción Mala Prod. Mala % Total Producción Papel picado Papel producido Papel aceptado

Producción de papel reciclado “20 de mayo” LOTE 1 LOTE 2 LOTE 3 20 20 20 15.6 9.4 10 11.5 13 7.7 8.5 12 8.9 11.87 11.47 8.87 9 9 7 45% 45% 35% 11 11 13 55% 55% 65% 100% 100% 100% 200 80 30

Índice de Productividad (Eficiencia)

0.400

LOTE 4 20 8.2 3.6 7.5 6.43 5 25% 15 75% 100%

Total

30 50 80


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Paper PIC2008-004 Índice de Productividad (Efectividad)

0.375

Pesos

Cuadro 3.- Producción de papel (27 Mayo)

Nº de hojas producidas Muestra 1 (gr) Muestra 2 (gr) Muestra 3 (gr) Promedio (gr) Prod. Buena Prod. Buena% Prod. Mala Prod. Mala % Total Producción Papel picado Papel producido Papel aceptado

Producción de papel reciclado "27 de mayo" LOTE 1 LOTE 2 LOTE 3 20 20 20 16 13.9 6.3 11 5.3 5 6.8 13.6 7.7 11.27 10.93 6.33 6 10 9 30% 50% 45% 14 10 11 70% 50% 55% 100% 100% 100%

LOTE 4 20 5 7.5 6.7 6.4 10 50% 10 50% 100%

Total

LOTE 4 20 10.7 14.8 11.7 12.4 9 45% 11 55% 100%

Total

35 45 80

200 80 35

Índice de Productividad (Eficiencia) Índice de Productividad (Efectividad)

0.400 0.438

Pesos

Cuadro 4.- Producción de papel (3 Junio)

Nº de hojas producidas Muestra 1 (gr) Muestra 2 (gr) Muestra 3 (gr) Promedio (gr) Prod. Buena Prod. Buena% Prod. Mala Prod. Mala % Total Producción Papel picado Papel producido Papel aceptado

Producción de papel reciclado "3 de junio " LOTE 1 LOTE 2 LOTE 3 20 20 20 4.9 5.7 8.8 11.1 6.5 7.2 6.5 9.8 11.3 7.5 7.33 9.1 10 8 11 50% 40% 55% 10 12 9 50% 60% 45% 100% 100% 100% 180 80 38

Índice de Productividad (Eficiencia) Índice de Productividad (Efectividad)

0.444 0.475

38 42 80


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Pesos

Cuadro 5.- Producción de papel (10 Junio

Nº de hojas producidas Muestra 1 (gr) Muestra 2 (gr) Muestra 3 (gr) Promedio (gr) Prod. Buena Prod. Buena % Prod. Mala Prod. Mala % Total Producción Papel picado Papel producido Papel aceptado

Producción de papel reciclado "10 de junio " LOTE 1 LOTE 2 LOTE 3 20 20 20 3.4 5.7 7.3 4.4 3.2 7.3 7.9 4.5 12.3 5.23 4.47 8.97 14 6 13 70% 30% 65% 6 14 7 30% 70% 35% 100% 100% 100%

LOTE 4 20 5.8 3.9 5.9 5.2 10 50% 10 50% 100%

Total

43 37 80

170 80 43

Índice de Productividad (Eficiencia) Índice de Productividad (Efectividad)

0.471 0.538

Pesos

Cuadro 6.- Producción de papel (17 Junio)

Nº de hojas producidas Muestra 1 (gr) Muestra 2 (gr) Muestra 3 (gr) Promedio (gr) Prod. Buena Prod. Buena % Prod. Mala Prod. Mala % Total Producción Papel picado Papel producido Papel aceptado

Producción de papel reciclado "17 de junio" LOTE 1 LOTE 2 LOTE 3 20 20 20 13.7 7.3 9.5 5.3 15 7.5 8.9 4.3 11.8 9.3 8.87 9.6 12 12 6 60% 60% 30% 8 8 14 40% 40% 70% 100% 100% 100% 160 80 39

Índice de Productividad (Eficiencia) Índice de Productividad (Efectividad)

0.500 0.488

Cuadro 7.- Producción de papel (24 Junio) Producción de papel reciclado "24 de junio "

LOTE 4 20 6.3 7 5 6.1 9 45% 11 55% 100%

Total

39 41 80


Pesos

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Nº de hojas producidas Muestra 1 (gr) Muestra 2 (gr) Muestra 3 (gr) Promedio (gr) Prod. Buena Prod. Buena% Prod. Mala Prod. Mala % Total Producción Papel picado Papel producido Papel aceptado

LOTE 1 20 9 9.5 7 8.5 8 40% 12 60% 100%

LOTE 3 20 4.5 4.4 9 5.97 13 65% 7 35% 100%

Paper PIC2008-004 LOTE 4 Total 20 10.4 5.6 8.1 8.03 12 44 60% 8 36 40% 100% 80

150 80 44

Índice de Productividad (Eficiencia) Índice de Productividad (Efectividad) 5.

LOTE 2 20 4.3 7.1 6.8 6.07 11 55% 9 45% 100%

0.533 0.550

Conclusiones

Es posible obtener papel reciclado tamaño A-4 que cumpla con todas las especificaciones necesarias. Debido al nordex, el papel obtiene una forma plana y la pulpa es moldeada para que así se pueda cortar de tamaño A-4. Lo que nos permite en un futuro utilizarlo en tarjetas, hojas de decoración, etc. Se podrían realizar estudios posteriores para determinar si es factible adherir otras cosas al papel como colorantes u objetos decorativos para aumentarle el precio de venta. Se puede ver que al aumentar trabajadores se reduce el tiempo de producción, y de la misma manera aumenta la producción. A medida que se tenía más experiencias, se reducía la cantidad de hojas defectuosas, y así también se reducía el tiempo de trabajo de cada alumno, haciendo más rápida la producción. En un futuro, se podría reducir los costos para las instituciones que utilicen grandes cantidades de papel. El buen conocimiento, mejora y aplicación de esta técnica de reciclaje en las industrias del papel, podría ayudar a disminuir notablemente la contaminación de desechos de este material. A mayor práctica, la producción mejoraba y asi del mismo modo la eficiencia. 6.

Referencias No se contó con bibliografía específica, existe mucha y variada información en Internet.

7.

Aviso de derechos reservados Los autores son los únicos responsables del material impreso incluido en este papel. ANEXO I Presupuesto de los materiales y otros gastos


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Paper PIC2008-004 A continuación se muestran todos los materiales que se utilizaron para la producción de papel y su costo. Cantidad 2 3 1 plancha 12 10 m 100 1 plancha 1m 1m 1 caja 1

Descripción Tinas regulares Jarra de litro y medio Esponja blanca Bastidores Papel pelón Ganchos Cartón nordex Malla metálica Cortada del nordex Nueva malla Tachuelas Tijera metálica

Precio unidad S/. 20.00 S/. 5.00 S/. 21.00 S/. 9.00 S/. 4.60 S/. 0.25 S/. 30.00 S/. 20.00 S/. 30.00 S/. 32.00 S/. 4.00 S/. 30.00 TOTAL

Total S/. 40.00 S/. 15.00 S/. 21.00 S/. 108.00 S/. 46.00 S/. 25.00 S/. 30.00 S/. 20.00 S/. 30.00 S/. 32.00 S/. 4.00 S/. 30.00 S/. 401.00

Fabricación de Papel Artesanal  

Proyecto de producción de papel artesanal de la Universidad Católica San Pablo

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