Aprovechamiento sostenible de la viruta de cuero como insumo en la fabricación de papel industrial reciclado en la región Arequipa

Abstract

El objetivo de la presente investigación fue aprovechar de forma sostenible la viruta de cuero como insumo en la fabricación de papel industrial reciclado en la Región Arequipa. La investigación se llevó a cabo en el laboratorio del Instituto de Ingeniería, Energía y Medio Ambiente (IIEM) y en el Laboratorio de Plantas Piloto y Proyectos de Mejora, en las instalaciones del Edificio Paulet de la Universidad Católica San Pablo (UCSP). La metodología que se empleó fue la preparación de cartón reciclado a través del proceso clásico con algunas variaciones y su caracterización. Para ello se formularon 48 experimentos (16 experimentos con tres repeticiones) usando un diseño completamente aleatorizado de un solo factor, teniendo como insumos para la preparación de este cartón, papel bond impreso desechado, viruta de cuero Wet Blue y adhesivo VINNAPAS 400 (dispersión de copolímero de acetato de vinilo-etileno (VAE) estabilizado con alcohol polivinílico), siendo dos las formulaciones seleccionadas por su nivel de significancia estadística con un nivel de confianza del 95 %. El método propuesto consta de nueve operaciones distribuidas en tres etapas: acondicionamiento de materia prima, obtención de mezcla y validación de papel. Dos muestras óptimas de cartón reciclado resultantes de los ensayos mostraron tener un gramaje de 833 g/m2, un espesor entre 1.8 y 2 mm y un porcentaje de humedad de 5%. Para la validación de estas dos muestras óptimas se realizaron tres pruebas mecánicas según normas ISO: (1) Resistencia a la flexibilidad: 487.55 KN-m y 516.24 KN-m, (2) resistencia al aplastamiento (ECT): 2.34 KN/m y 1.43 KN/m y (3) capacidad de absorción Cobb: 132.97 g/m2 y 181.08 g/m2. Estas características se encuentran dentro de los parámetros comparados con investigaciones relacionadas y con hojas técnicas de cartones comerciales similares (cartón contracolado gris y cartón absorbente prensado). También se analizó la estructura química del cartón reciclado a través de espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), la morfología a través de microscopía electrónica de barrido (SEM), y en el análisis químico por espectroscopía de energía dispersada (EDS) no se identificó el cromo (Cr) en la estructura, lo cual indica que el cartón reciclado obtenido no generará daños al medio ambiente. En conclusión, el método propuesto es una alternativa sostenible para la producción de cartón reciclado con buenas propiedades mecánicas y de absorción. Las dos formulaciones identificadas pueden ser replicadas para producir cartón reciclado de calidad.