El papel recién formado, sin tratamiento adicional, absorbe líquidos con facilidad: la tinta se corre, el agua penetra en la hoja y la superficie no responde bien a la escritura ni a la impresión. El encolado es la etapa del proceso productivo que corrige esto, al hacer que la hoja sea menos absorbente y más adecuada para impresión, escritura o embalaje. Existen dos enfoques principales para esta etapa, el encolado ácido y el encolado alcalino, y es común que se confundan los insumos de cada uno, en especial el sulfato de aluminio y el ácido sulfúrico.
Esta confusión tiene su razón de ser: los dos productos pueden coexistir en la misma máquina de papel que opera en régimen ácido, pero cumplen funciones diferentes. El sulfato de aluminio es el agente central del encolado ácido tradicional. El ácido sulfúrico, cuando está presente, cumple la función de ajustar el pH del sistema, no la de agente de encolado. Tratar los dos como equivalentes o intercambiables es un error que puede llevar a decisiones equivocadas de compra, dosificación o diagnóstico de problemas de proceso.
Qué es el encolado ácido del papel
El encolado ácido es el proceso tradicional para hacer que la hoja de papel sea menos absorbente mediante la combinación de sulfato de aluminio (llamado "alumbre" en la jerga de fábrica, aunque técnicamente el término correcto es sulfato de aluminio) con una resina, por lo general colofonia. La resina, dispersa en la pasta de fibras durante la fabricación del papel, es el componente que efectivamente aporta la repelencia al agua y a la tinta. El sulfato de aluminio actúa fijando esa resina a las fibras de celulosa, mediante reacciones que ocurren en condiciones de pH ácido.
Este sistema opera típicamente en un rango de pH de 4 a 5. Es esa condición ácida la que da nombre al proceso y la que diferencia el encolado ácido del encolado alcalino, adoptado de forma creciente por la industria papelera a partir de cambios en el material de carga utilizado en la hoja.
La función del sulfato de aluminio
El sulfato de aluminio es el protagonista químico del encolado ácido. Reacciona con la resina de colofonia dispersa en la pulpa, y esa reacción precipita y fija la resina sobre la superficie de las fibras de celulosa. Sin esa fijación, la resina se distribuye de forma irregular en la hoja y el efecto de repelencia resulta inconsistente.
El desempeño del sulfato de aluminio en esta función depende directamente de que el pH del sistema esté en el rango ácido correcto. Fuera de ese rango, la reacción de fijación de la resina pierde eficiencia y el encolado resultante queda irregular, con zonas de la hoja más absorbentes que otras.
La función del ácido sulfúrico en el sistema de encolado ácido
Es en este punto donde entra el ácido sulfúrico, y es importante ser preciso sobre lo que hace y lo que no hace. El ácido sulfúrico no sustituye al sulfato de aluminio ni participa en la reacción de fijación de la resina a las fibras. Su función es auxiliar: ajustar el pH del sistema de encolado para mantenerlo dentro del rango ácido necesario (típicamente de 4 a 5) para que el sulfato de aluminio y la resina de colofonia actúen con la eficiencia esperada.
En una máquina de papel que opera en régimen de encolado ácido, pueden producirse variaciones de pH por diferentes motivos: cambios en el agua de proceso, arrastre de corrientes de otras etapas, variación en la composición de la pasta. Cuando el pH se desplaza fuera del rango ideal, el Ácido Sulfúrico 98% puede usarse como agente de corrección. Devuelve el sistema a la condición ácida necesaria para que el encolado funcione como se espera.
Esta distinción de funciones, el sulfato de aluminio como agente de encolado y el ácido sulfúrico como ajuste de pH, evita errores de compra y de diagnóstico de proceso. Tratar el ácido sulfúrico como si fuera el agente de encolado, o sobreestimar su contribución al efecto de repelencia de la hoja, es una imprecisión común que no corresponde a lo que realmente ocurre en el proceso.
Encolado ácido versus encolado alcalino
El encolado alcalino moderno sustituye la resina de colofonia activada en medio ácido por otros agentes de encolado sintéticos y, sobre todo, cambia el material de carga de la hoja, que pasa a ser carbonato de calcio en lugar de cargas compatibles con un pH ácido. El carbonato de calcio se disuelve en condiciones ácidas, lo que lo hace incompatible con el sistema tradicional de encolado ácido y viable solo en sistemas que operan a un pH de neutro a ligeramente alcalino.
Este cambio trajo ventajas reconocidas por la industria, como una mayor durabilidad del papel y la posibilidad de usar cargas minerales de menor costo, pero exige una reformulación completa del sistema químico de la máquina, no solo el cambio puntual de un insumo. Las fábricas que todavía operan en régimen de encolado ácido mantienen el sulfato de aluminio y, cuando es necesario, el ácido sulfúrico para el ajuste de pH, como parte de un sistema coherente que no puede mezclarse libremente con insumos pensados para el régimen alcalino.
¿Cuál es la diferencia entre el sulfato de aluminio y el ácido sulfúrico en el encolado del papel?
El sulfato de aluminio es el agente que fija la resina de colofonia a las fibras de celulosa y es el componente central del encolado ácido. El ácido sulfúrico, cuando se utiliza en el mismo sistema, cumple una función de ajuste y corrección del pH: mantiene el medio en el rango ácido necesario para que el sulfato de aluminio y la resina actúen de forma eficiente. Los dos productos no son equivalentes ni intercambiables dentro del proceso.
¿Por qué el encolado ácido del papel opera a un pH de 4 a 5?
Ese rango de pH es la condición en la que el sulfato de aluminio reacciona de forma eficiente con la resina de colofonia y la fija a las fibras de celulosa. Fuera de ese rango, la reacción pierde eficiencia, el encolado resultante tiende a quedar irregular y la repelencia de la hoja a los líquidos se ve comprometida.
¿Es posible usar carbonato de calcio como carga en un sistema de encolado ácido?
No es recomendable. El carbonato de calcio se disuelve en condiciones de pH ácido, lo que lo hace incompatible con el ambiente típico del encolado ácido (pH de 4 a 5). Es la carga característica de los sistemas de encolado alcalino, que operan a un pH de neutro a ligeramente alcalino, y su introducción en un sistema ácido tiende a generar reacciones indeseadas en lugar de actuar como una carga estable en la hoja.
Boreto & Cardoso: suministro de ácido sulfúrico para el sector de papel y celulosa
Boreto & Cardoso está en el mercado desde 1972, con más de 53 años de actividad en el suministro de insumos químicos industriales, incluido el ácido sulfúrico para aplicaciones en el sector de papel y celulosa. La empresa cuenta con la certificación ISO 9001:2015 (GSC Certificadora, registro BR.087.25). En cada suministro hay trazabilidad de lote y documentación técnica disponible (certificado de análisis y ficha de datos de seguridad), lo que le da al equipo técnico del cliente una base para validar el producto recibido frente a las especificaciones del proceso.
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Nota al Lector Este artículo reúne información técnica extraída de distintas fuentes, con el objetivo de ampliar el conocimiento sobre las materias primas mencionadas. Se trata de un material solo informativo, que no representa por parte de Boreto & Cardoso ninguna indicación de aplicación, formulación ni recomendación directa de uso. Boreto & Cardoso®, con más de 50 años de experiencia, se dedica estrictamente al suministro de insumos químicos para las más variadas aplicaciones, y queda a cargo de cada usuario verificar la adecuación y la conformidad de su aplicación.
