mis plegados

jueves, junio 28, 2007

El Papel (3a Parte y contando...)





Es curioso cómo se va dando la investigación de un tema. Uno va leyendo fuentes y obteniendo cierta información y de pronto un libro cae en tus manos y resulta que va refutando datos que uno consideraba seguros, claros y concretos. Esto es lo que me paso con “Properties of Paper: An Introduction”, publicado por TAPPI (Asociación Tecnológica para la Industria de la pulpa y el Papel, por sus siglas en ingles), de los autores William E. Scott, James C. Abbott y Stanley Trosset; un libro fantástico, aun cuando se orienta a la producción industrial del papel en los Estados Unidos, con lo que deja de lado ciertos usos artísticos y artesanales del papel.

Tanta nueva información, lugares incompletos, que me veo forzado a hablar más acerca de la naturaleza del papel y su fabricación.

Ya hemos dicho que la principal fuente de materia prima para la obtención industrial de celulosa es la madera de árbol. También vimos que junto con la celulosa otros elementos coexisten en las células de las plantas, como la Hemilcelulosa y la Lignina. Sin embargo, leyendo este libro me he enterado que la función de la Lignina en la planta es la de enlazante entre las fibras y que su concentración crece en las capas exteriores de las celdas de una planta, contrariamente a lo que dijimos en la entrada pasada. Justamente es necesario remover la Lignina para poder liberar las fibras de celulosa en una solución homogénea, ya que se aglomera en las paredes exteriores de las fibras y las aíslan respecto de las otras, estorbando la formación de puntos de contacto entre las fibras puras de celulosa (que son los que generan el “bond“ o densidad del papel). La lignina es una estructura compleja y variable, es insoluble en agua pero puede hacerse soluble en ciertas soluciones acidas.

Como dato práctico para quienes deseen cocinar su propia pulpa, un agente que disuelve la lignina (no demasiado eficientemente pero sirve) es la popular soda cáustica en agua. Su eficiencia mejora en presencia de temperaturas elevadas y vapor a alta presión (¡pero hacer una olla a presión para una solución caustica puede ser muy peligroso!). No se preocupen por la celulosa, esta resiste casi todos los químicos conocidos excepto algunos ácidos muy fuertes.

El otro componente, la Hemilcelulosa, es un polímero similar a la celulosa pero con composiciones moleculares ligeramente diferentes, es importante en el papel ya que estimula la formación de contactos fibra-fibra y en su capacidad de absorción de agua, sin embargo, no resiste el proceso de eliminación de la lignina.






Entonces, si me preguntan, yo les diría que si desean hacer papel en casa, olvídense de la madera de árbol y busquen una planta con bajas concentraciones de Lignina y fibras no demasiado largas (esto deja fuera al algodón) pues si no el papel les resultara demasiado resistente (como tela) y de difícil doblado (no olvidar que la marca de un doblez está dada por la fractura de las fibras).

Esto también por el hecho de que la producción de papel se ha vuelto un proceso extremadamente contaminante solo por el uso de químicos en la extracción de la lignina, y esto ha sido así para utilizar materiales baratos y abundantes como la madera de los arboles. Es responsabilidad de todos reducir al mínimo el uso de papel obtenido por estos medios.


Dentro de los métodos para generar pulpa existen los puramente mecánicos (como los de molinos de bolas o los refinadores de discos), que equivalen a un 10 a 15% de la producción mundial, sus desventajas son la dificultad para lograr una pulpa uniforme y homogénea, la rotura y daño excesivo de las fibras y su rápido envejecimiento, por lo que se destinan a la manufactura de papel de periódico, catálogos, publicaciones ligeras y temporales.

La lignina otorga al papel y a la pulpa un color café característico del papel roneo o el papel de periódico. Se debe entender también que no es posible eliminar toda la lignina de la madera, así que todas las pulpas de ese origen tienen un característico color café; el papel conocido como papel kraft, de ese color, en realidad corresponde a un proceso químico puro (proceso que de hecho tiene ese nombre), sólo que no ha pasado por la etapa de blanqueado.

Y ya que hablamos de contaminación, todo el proceso de producción de la pulpa es extremadamente consumidor de agua fresca y, si bien grandes avances se han desarrollado en la reutilización de esta y de los químicos cáusticos, está muy lejos de ser razonable para el estado actual de la naturaleza, todo lo que nos lleva a tratar de minimizar el uso del papel en nuestra vida cotidiana y a respetar y querer el papel que tenemos en las manos, por el costo y el sacrificio que ha significado producirlo.





Propiedades del Papel

Bueno, por fin siento que podemos entrar en el terreno de las diferencias físicas y estructurales entre los distintos tipos de papel. Las principales propiedades del papel se dividen en estructurales y mecánicas. En las próximas entradas hablaremos sobre cada una de ellas.

Las propiedades estructurales son:

Gramaje
Formación
Espesor
Direccionalidad
Doble Faz
Suavidad
Porosidad

Gramaje

En términos industriales, el peso del papel se mide por paquetes de cierta cantidad y ciertos tamaños estándares pero diferentes, lo que hace muy engorroso y difícil cualquier análisis comparativo de sus características; por esto el Sistema Internacional de Medidas estableció la cantidad de masa contenida en una hoja de superficie fija, el gramaje o valor de gramos por metro cuadrado (g/m2), como índice caracterizador para el papel.

Típicos valores para diferentes clases de papel son:






Formación

La formación del papel se refiere a la uniformidad en la distribución de las fibras y otros componentes a lo largo y ancho de una hoja de papel; es en la etapa de decantación y creación de la hoja de pulpa donde se controla la distribución del material y su uniformidad.

Espesor

El espesor (o Caliper) es un parámetro vital pero un tanto menospreciado tanto por diseñadores como plegadores, quienes generalmente buscan el papel más delgado posible para sus complejas figuras, especialmente a la hora de utilizar el box-pleating como técnica de diseño. Existe la tendencia a creer que el espesor de un papel es despreciable y no afectará la geometría y simetría de una figura, nada más equivocado, sobre todo cuando se trata de doblar muchas capas juntas.

Es evidente que el número posible de capas a ser dobladas conjuntamente está relacionado con el espesor del papel utilizado. Sin embargo, existe un límite físico que nos enseña a dimensionar la real importancia del espesor del papel a la hora de doblar una simple hoja. Para ilustrarlo exageremos el espesor de un papel y veremos cómo múltiples capas de papel generan largas circunferencias concéntricas alrededor del doblez, mientras mayor es el número, mayor es su diámetro y mayor el papel que restan a la hoja.





El cálculo de estos diámetros fue hecho por una estudiante de matématicas en Estados Unidos (ahora profesora), llamada Britney Gallivan en Diciembre del 2001, obteniendo una serie numérica y una fórmula para calcular el largo L necesario para que una hoja de papel de espesor t pueda ser doblada consecutivamente un número de n veces:





Por ejemplo, el espesor regular de un papel bond para impresora es de 0.1 mm, supongamos que queremos doblar esta hoja 10 veces sobre sí misma, perderíamos exactamente 55,036036 ¡metros! de papel sólo en los dobleces…

Ella logró establecer en 2005 un récord mundial al doblar una hoja sobre sí misma un número de 12 veces (para los curiosos, nuestra hoja tendría que medir 880 metros, casi un kilómetro de largo)

Valores regulares de espesor para diferentes papeles están dados en la siguiente tabla:





Un parámetro importante resulta de dividir el gramaje por el espesor del papel utilizado, llamado densidad aparente, papeles muy delgados pero alto gramaje pueden ser más resistentes a las rasgaduras que otros, generalmente es en la etapa de compresión en la fabricación del papel cuando se logran estas diferencias. Cuando veamos las propiedades mecánicas del papel hablaré más al respecto.

5 comentarios:

Padyta dijo...

hola...
con respecrto a lignina quiero agregar un dato, qeu varia segun el tipo de planta y el estado de maduracion de estar, es decir, mas nueva o joven la planta menor concentracion de lignina y mas vieja mas cantidad de esta. Tambien las palantas qeu tiene mas cantidad de hojas tiene menor concentracion de lignina, puesto que esta esta en mayor proporcion en los tallos d ela splantas qeu en als hojas...
eso seria, muy buenos tus datos del doblez y los gramajes...
Saluditos

peterself dijo...

hola padyta,

gracias por el comentario, no sabía ese dato de la lignina :)

siempre me llevó malas sorpresas por no considerar el espesor y el papel que se pierde al doblar varias capas juntas.

muchos saludos.

Román dijo...

Hola José
El dato de la lignina relacionada con el envejecimiento de la planta es un muy conocido dato veterinario! ;)
Recuerda que la carne que comes no es más que celulosa reconvertida por un rumiante...

También es interesante pensar en el tema de las capas en términos de COMO se doblan para perder la menor cantidad posible de papel en viajar por los dobleces.
Las capas dobladas separadamente, en vez de todas juntas, ahorran papel pues deben viajar mucho menos, además de dar a las figuras un aspecto mucho más liviano a la vista y otras cosas que no vienen ahora al caso.

Como siempre José, impresionante el artículo. Se aprende una barbaridad leyéndote. Muchas gracias por este trabajo de recopilación que nos sirve a todos!
Román

peterself dijo...

Hola Roman,

gracias por tus palabras. A veces a uno se le olvida que las plantas son seres vivos que envejecen y mueren, y sufren cambios igual que las personas. La lignina viene a ser un componente estructural de las grandes plantas, que esconde y aisla las fibras de celulosa puras, por esto los animales deben preferir las plantas tiernas y suaves; debe pasar entonces a la carne.

En los modelos que trabajan con muchas capas juntas es interesante como algunos dise~nadores destraban estas capas para hacer que los dobleces no sean tan gruesos (estoy pensando en la rata de joisel o la cabeza de la mantis de Lang, el problema es que a veces no es tan facil hacer esto.

En un doblez simple se pierde 3x espesor (PI*r), si el espesor es 0.1 mm, con tres capas juntas ya estas perdiendo casi 2 mm (0.3+0.6+0.9), que faltaran en el borde final del papel, esto puede hacer fracasar una figura... o la construccion de grillas por medio de multiples dobleces.

Gracias de nuevo, y, sin animo de endiosar a nadie (que al fin todos estamos viviendo el mismo mundo), son un honor para mi tus palabras, admiro tu trabajo, justamente porque pones atencion a estos detalles y tus figuras son muy equilibradas, yo apenas trato de aportar un poco mientras voy aprendiendo :)

muchos saludos.

Jose

Pepe Miralles dijo...

Todos los saberes plegados

Para la realización de esta obra se necesita un folio DIN A4 de color blanco. Una hoja de papel cuyo tamaño corresponde a dos cuartillas. El gramaje es importante, así que mejor que sea entre 48 y 90, aunque lo normal es tener folios de 80 gramos.

El proceso es el siguiente: hay que empezar a plegar o doblar el folio con la debida proporción exacta de la mitad sobre sí mismo hasta que ya no podamos hacer más pliegues.

De las distintas maneras en las que se puede doblar un folio elegiremos una: plegándolo de forma simétrica siempre por su lado más ancho. Esta acción, que consiste en aplicar una sobre otra dos partes de una cosa flexible, es casi imposible que podamos hacerla más de siete veces (1) .

Al no resultar demasiado difícil, puede hacerse en cualquier momento del día o de la noche, y en todo tipo de estado emocional. Pero se recomienda hacerlo en solitario, con el folio sobre una mesa, de pie o sentados, observando la superficie blanca del papel en cada uno de sus momentos doblados.

La acción se debe entender como un ejercicio reflexivo de las manos sobre el papel que puede poner de relieve asuntos relacionados con la vida propia: el paso del tiempo; la falta de flexibilidad; la dificultad de realizar los últimos pliegues; la progresiva imperfección del pliegue según se van acumulando unos sobre otros y la resistencia del papel a ser doblado; el cansancio de las articulaciones, músculos y tendones de las manos progresivo al plegado; y la deformación de la forma final.

Doblar un folio se convierte en una metáfora del paso del tiempo, de la vida vivida, y en cada uno de los 64 cuadrantes que los seis pliegues dibujan sobre el papel, se albergan, aunque el folio esté en blanco, todos los saberes que el paso del tiempo nos va dando, guardados dentro de una forma imperfecta resultado final de una vida que, como en los últimos pliegues, acaba mal.

(1) Siendo estudiante de matemáticas la estadounidense Britney Gallivan logró establecer en 2005 un récord mundial al doblar una hoja sobre sí misma un número de 12 veces.

pepemiralles