Reducción del consumo de agua en la producción de papel a partir

Reducción del consumo de agua
en la producción de papel
a partir de papel recuperado
1. RESUMEN
La empresa S.A. Industrias Celulosa Aragonesa (SAICA) ha puesto en marcha, en
sus fábricas ubicadas en Zaragoza, diversas actuaciones para controlar y reducir la
utilización de agua en el proceso de producción de papel a partir de papel recuperado.
En concreto, en la fábrica denominada SAICA III, ubicada en El Burgo de Ebro, se
ha procedido a la clasificación de las distintas corrientes de agua utilizadas en los
diferentes puntos de uso según calidades de las mismas en cuanto a su grado de
contaminación. También se han caracterizado de manera analítica estas corrientes
para comprobar sus compuestos en suspensión y disueltos, con el objeto de realizar la segregación y separación de las diferentes corrientes atendiendo a sus
características analíticas.
De esta manera, se han podido cerrar determinados circuitos como consecuencia
de la utilización de algunas de estas corrientes, que antes se descargaban al alcantarillado, en puntos donde pueden ser utilizadas por la calidad de las aguas.
Además, se han implantado tecnologías limpias como medidas internas (depósitos de almacenaje y tampón y sistemas de flotación de eliminación de sólidos) y
se ha instalado una planta de tratamiento de aguas de proceso con reciclo del
efluente en el proceso de fabricación de papel (2,5 m3/tonelada sobre un caudal
total de 5 m3/tonelada).
2. SITUACIÓN DE PARTIDA
El agua es un elemento esencial para la fabricación del papel. Las fábricas de papel
utilizan el agua en el proceso productivo, aunque apenas la consumen, ya que una
vez utilizada en el proceso de fabricación del papel, es depurada y evacuada al río
o en su caso al mar, y una parte es evaporada en el proceso de secado del papel
y pasa al ciclo hidrológico.
El agua forma parte de todos los procesos de fabricación de papel:
1. En la preparación de pastas sirve como medio de desfibrado en el pulper.
2. Es esencial para vehicular la pasta.
3. Es necesaria en los sistemas de depuración.
4. Es necesaria en la formación de la hoja de papel (no se puede realizar sin agua).
Tradicionalmente las empresas papeleras se han ubicado en las cercanías de grandes ríos o en lugares de fácil abastecimiento de agua, dada la necesidad de proveerse de este elemento.
La buena gestión de este recurso, que ha sido un objetivo constante para S.A. Industrias Celulosa Aragonesa, queda reflejada en los siguientes datos:
1. En los años 60 la cantidad de agua utilizada era del orden de 120 m3 por tonelada de papel producido (no había una clara conciencia de la gestión del agua).
LOCALIDAD:
El Burgo de Ebro
PROVINCIA:
Zaragoza
SECTOR DE ACTUACIÓN:
Industria y servicios
ÁMBITOS DE INCIDENCIA:
Uso eficiente del agua
II CATÁLOGO ARAGONÉS DE BUENAS PRÁCTICAS AMBIENTALES
51
271
2. En la actualidad, la empresa utiliza alrededor de 5 m3 de agua por tonelada de
papel producido.
Llegar a estos valores ha significado mucho esfuerzo, tanto técnico como económico, y pasar por diferentes etapas de gestión de este recurso cada vez más
escaso.
3. OBJETIVOS
II CATÁLOGO ARAGONÉS DE BUENAS PRÁCTICAS AMBIENTALES
El objetivo de la empresa ha sido reducir la utilización del agua en la fabricación de
papel a partir de papel recuperado. Se ha marcado un objetivo cuantificable que
supone pasar de una utilización de agua de 15 m3 por tonelada, valores estándar
en este tipo de fabricación, a los actuales 5 m3 por tonelada.
272
Este proceso de reducción de la utilización del agua en el proceso productivo de
papel a partir de papel recuperado tiene el objetivo último de llegar a obtener el
vertido cero. Es indudable que aproximarse a este objetivo último pasa por contemplar diferentes aspectos, tanto técnicos como económicos y medioambientales (se deben tener en cuenta todos estos aspectos para encontrar el punto
óptimo).
4. DESCRIPCIÓN DE LA EXPERIENCIA
La producción de papel reciclado se inicia con la introducción del papel recuperado en el pulper, donde se produce su desintegración con la obtención de la fibra de
celulosa.
Tras la aplicación de una serie de sistemas de depuración se produce el desfibrado
de la fibra celulósica y su posterior espesamiento, eliminando una parte del agua. Posteriormente esta fibra espesada, que constituye la denominada pasta de papel, se
alimenta a la caja de pastas de la máquina de papel donde se le adiciona agua para
conseguir unas características adecuadas para la alimentación a la máquina. De la
caja de pastas, la pasta pasa a la denominada tela, donde se produce una primera
eliminación de agua por gravedad y por succión mediante unas cajas aspirantes.
Posteriormente, en la sección de prensas se vuelve a eliminar agua a través de un
sistema de presión entre rodillos adoptando el aspecto de hoja de papel. El secado
se realiza a través de unos secadores cilíndricos (que se calientan mediante vapor
de agua) hasta obtener el papel definitivo.
El proyecto para la utilización eficiente del agua en el proceso productivo de S.A. Industrias Celulosa Aragonesa se basa en:
1. Realizar separaciones de circuitos de aguas con el fin de emplear agua fresca,
o limpia, exclusivamente en los puntos críticos (máquina de papel, caja de pastas, regadíos de limpieza de la tela, sección de prensas y sistema de vacío).
2. Reutilizar parte del agua consumida en la máquina de papel, intercambiadores de
refrigeración, etc. en procesos que precisen menor calidad del agua (sección de
preparación de pastas, agitadores, etc.)
3. Implantar sistemas de depuración en los circuitos internos de la fábrica.
4. Instalar un sistema de depuración biológica para la totalidad de las aguas que
actúa como sistema riñón.
5. Reciclar una parte del agua depurada en la planta en el proceso de fabricación
de papel.
PAPEL
RECUPERADO
PREPARACIÓN DE PASTAS
PULPER
2,5 m3/t
PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE PROCESO
2,5 m3/t
5,0 m3/t
TRATAMIENTO
ANAEROBIO
TRATAMIENTO
AEROBIO
AGUA
FRESCA
5 m3/t
2 m3/t
CAJA
DE PASTAS
TELA
1,5 m3/t
SECCIÓN
DE PRENSAS
0,5 m3/t
0,5 m3/t
SIZE PRESS
SISTEMA
DE VACÍO
MÁQUINA DE PAPEL
AGUAS BLANCAS
Esquema del proceso de fabricación.
Las actuaciones se han llevado a cabo en SAICA III, que es la planta en la que se han
aplicado todas las experiencias llevadas a cabo en las otras fábricas de S.A. Industrias Celulosa Aragonesa y en la que también se han implantado las mejores técnicas
disponibles (BAT) en el sector del papel. Hay que considerar que esta planta productiva
se puso en marcha a finales del año 2000, y que el proyecto se ha desarrollado a lo
largo del año 2001.
En el proceso productivo del papel se debe preparar la pasta de papel, lo que
requiere mezclar el papel recuperado con agua para poder desintegrarlo y poder
obtener las fibras de celulosa que constituyen la pasta.
El proyecto desarrollado ha realizado la sustitución de la llamada agua fresca (es decir,
el agua limpia de aporte) por aguas ya utilizadas en otros puntos del proceso, como
son las aguas procedentes de la máquina de papel y las aguas depuradas en la
planta de tratamiento de aguas de proceso.
Además, la llamada agua fresca o agua limpia se utiliza exclusivamente en unos
determinados puntos que requieren una alta calidad de agua en cuanto a sus
características físico-químicas.
Es indudable que la mezcla del agua con el papel recuperado lleva consigo el que
haya una disolución de determinados componentes del papel en el agua, lo que
implica que la concentración de estos componentes en el agua crecería hasta
unos niveles inadmisibles si no se implantase algún sistema de eliminación de los
mismos. El sistema riñón de eliminación de estos compuestos disueltos en el agua
es la planta de tratamiento de aguas de proceso, que elimina un porcentaje muy alto
de estos componentes.
II CATÁLOGO ARAGONÉS DE BUENAS PRÁCTICAS AMBIENTALES
0,5 m3/t
273
5. RESULTADOS OBTENIDOS
Los resultados obtenidos han sido muy esperanzadores si tenemos en cuenta el objetivo final de alcanzar el vertido cero.
Los caudales estándar de utilización de agua en el sector del papel a partir de papel
recuperado están en torno a 15 m3 por tonelada de papel producido.
II CATÁLOGO ARAGONÉS DE BUENAS PRÁCTICAS AMBIENTALES
No obstante, los caudales que S.A. Industrias Celulosa Aragonesa estaba utilizando
eran más bajos debido a determinadas actuaciones que ya había realizado, y que
reducían el consumo a 10 m3 por tonelada producida que, posteriormente fue reducido a 5 m3 por tonelada.
274
16
14
12
10
8
6
4
2
0
valores estándar SAICA antes del SAICA después
proyecto
del proyecto
Consumo de agua por tonelada de papel producida (m3).
En cuanto a la fábrica SAICA III las actuaciones realizadas en el proyecto han reducido la ratio de utilización de agua hasta los 2,9 m3 por tonelada.
4
3
2
1
0
2000
2001
2002
SAICA III: Consumo de agua por tonelada de papel producida (m3).
6. DIFICULTADES EN LA REALIZACIÓN DE LA ACTUACIÓN
Se han identificado en el proyecto una serie de dificultades:
1. Técnicas, de implementación de diferentes tecnologías para alcanzar el objetivo
de reducción.
2. Económicas, por tratarse de tecnologías que requieren unos elevados costes de
inversión.
La principal dificultad que representa la reducción de la utilización de agua en el sector de la fabricación del papel radica en el incremento de la concentración de diferentes parámetros en el agua de proceso.
Dentro de estos parámetros, el principal es el aumento de dureza que se produce
en las aguas, lo que da lugar a que éstas tengan un alto poder incrustante dando
lugar a precipitaciones de carbonato cálcico (CaCO3) en tuberías, sprays de limpieza, intercambiadores de calor y otras partes del proceso.
7. DURABILIDAD DE LA EXPERIENCIA
El proyecto es transferible a otras empresas del sector que puedan asumir los costes de implementación de esta tecnología.
La experiencia como hemos dicho no acaba en esta fase sino que puede continuar para lo cual será necesario resolver los problemas y dificultades que se han
descrito.
Las tecnologías implantadas pueden durar en el tiempo y de hecho su aplicación a
nuestra fábrica lleva funcionando varios meses.
DATOS DE CONTACTO:
S.A. Industrias Celulosa
Aragonesa (SAICA)
Persona de contacto:
Miguel Ángel Aznar
Calle Cantín y Gamboa, 20.
50002 Zaragoza
Teléfono: 976 10 31 01
E-mail: [email protected]
www.saica.es
II CATÁLOGO ARAGONÉS DE BUENAS PRÁCTICAS AMBIENTALES
Otra consecuencia de este aumento de dureza es la mayor mineralización de los
lodos biológicos encargados de la depuración de las aguas, lo que lleva como
consecuencia un descenso de su rendimiento.
275