Usos de la Celulosa

La celulosa, en términos generales se puede definir como un polisacárido constituido por moléculas de D-glucosa unidas por enlaces B(1->4) glucosídicos. Es el compuesto orgánico más difundido en la naturaleza; componente principal de las paredes celulares vegetales (p.Ej en las maderas, en las fibras de algodón) en las cuales se encuentra junto con hemicelulosa, pectina, extensina (que actúan como aglutinante entre las fibras celulósicas) y lignina. La hidrólisis completa de la celulosa con ácidos rinde glucosa, pero la hidrólisis parcial produce el disacárido celobiosa. La nitrocelulosa, el acetato de celulosa, y el xantato de celulosa (rayón) son ésteres de la celulosa que tienen una gran aplicación técnica; la que se obtiene de la madera es la pasta de celulosa.

¿Para qué sirve la celulosa?

Es el principal componente en la manufactura de papeles y cartones y también, en pequeñas cantidades, se encuentra en productos como el rayón

, películas fotográficas , celofanes, explosivos...etc

Del proceso de manufactura de la celulosa se extraen, además,otros derivados como la trementina y el “tall oil” que son usados como insumos en la industria química para la producción de aromas, diluyentes, jabones y alimentos.

La celulosa blanca de fibra larga se usa principalmente para agregar resistencia a los papeles y cartulinas, y la celulosa blanca de fibra corta se usa para dar suavidad y como relleno. Dependiendo de la proporción en las mezclas se obtienen papeles para diferentes usos.

Actualmente existen más de 450 variedades de papeles según la clasificación de la International Pulp and Paper Directory.

En los últimos tiempos debido a la preocupación por el medio ambiente ha cobrado mayor importancia a nivel mundial el uso adecuado de los recursos naturales y, en consecuencia, en la industria de los papeles y cartones el reciclaje es cada vez más importante , creciendo la recuperación de cartones y papeles para reciclar de 48 a 134 millones de toneladas entre 1980 y 1998 a nivel mundial, o lo que es lo mismo de un 23% a un 45%.

La degradación de las fibras impone límites a la fracción de papeles que se pueden producir con fibras recicladas, por lo que constantemente se deben agregar fibras vírgenes para su producción. A continuación expongo un diagrama donde se muestra la pirámide de reciclaje de papeles:

Todo esto en cuanto al plano más general de la celulosa que es a grandes rasgos un polímero natural.

Los polímeros han existido desde mucho antes que nosotros, podemos decir que son tan antiguos como la vida misma, ya que toda la vida en la tierra se basa en tres tipos de polímeros: DNA, RNA y proteínas. Nos centraremos en algunos de los polímeros sintéticos, hechos por los seres humanos, especialmente los derivados de la celulosa.

El primer polímero sintético fue de hecho el cuero , un polímero natural modificado, una forma artificialmente reticulada de las proteínas encontradas en las pieles animales. El curtido del cuero fue descubierto hace miles de años, nos centraremos en algunos posteriores fundamentalmente derivados de la celulosa. Ocupan un lugar especial en la historia de los polímeros porque su creación constituyó, en gran medida, el principio de una explosión en la invención de polímeros sintéticos que aún continúa en nuestros días.

Los derivados de la celulosa son formas de celulosa, un polímero que se encuentra en la madera, el algodón y el papel, los cuales han sido modificado químicamente. Los científicos comenzaron a producirlos a mediados del siglo XIX , mucho antes de lo que supiéramos realmente qué era un polímero.

Cellulose Nitrate

El primero apareció cuando un científico hizo reaccionar la celulosa, en la forma de algodón, con el ácido nítrico. El resultado fue el nitrato de celulosa.

También este nitrato era llamado pólvora de algodón por ser un poderoso explosivo. Pronto sustituyó la pólvora común como carga explosiva de la munición para los rifles y la artillería.

El nitrato de celulosa es también, un termoplástico, y fue utilizado rápidamente para hacer bolas de billar, con el peligro de que podían estallar únicamente con el golpe de un taco.

El nitrato de celulosa también fue utilizado para elaborar un polímero conteniendo un material compuesto, el vidrio de seguridad. Éste estaba formado por una lámina de celulosa entre dos capas de vidrio . La lámina de nitrato de celulosa mantenía unido el vidrio en caso de que éste se rompiera. Esto fue un gran aporte para los parabrisas de los automóviles: En caso de accidente, el vidrio podría romperse pero los fragmentos permanecerían adheridos a la lámina de nitrato de celulosa, en lugar d proyectarse en incrustarse en los pasajeros.

Cellulose Acetate

Si la celulosa reacciona con el ácido nítrico para dar nitrato de celulosa si la hacemos reaccionar con ácido acético cabe suponer que obtendríamos

acetato de celulosa que se utiliza como fibra usada por ejemplo, en los vestidos de fiesta. Como termoplástico también se utiliza para películas fotográficas . Previamente se había utilizado el nitrato de celulosa , pero la combinación del nitrato inflamable y de los bulbos calientes del proyector de películas acabó causando numerosos incendios. La solución a este problema fue el acetato de celulosa no sólo en este campo sino que también lo sustituyó en la fabricación de vidrios de seguridad.

Rayon

Este nombre ha sido utilizado para denominar a diversos polímeros, pero hoy cuando hablamos de rayon nos referimos al xantato de celulosa. Se utiliza como fibra para hacer las ropas de rayón ( por ej. Camisas hawaianas). El rayón original fue en realidad en nitrato de celulosa, pero éste era inflamable y pronto fue reemplazado en la fibra por acetato y el xantato de celulosa.

La celulosa es modificada para hacer fibras porque los filamentos de celulosa que producen fibras de celulosa tienen una textura rugosa, no hay nada de malo en ello pero por otra parte la seda tiene filamentos lisos, que le confieren a la tela de seda su aspecto brillante . En cuanto se descubrió que las fibras de nitrato de celulosa eran también lisas y se podían utilizar para producir telas con brillo semejante al de la seda, los derivados de la celulosa fueron considerados como posibles reemplazantes económicos.

Fibras sintéticas

La producción de papel con fibras sintéticas se ha desarrollado a partir del arte de la producción japonesa del papel. Las fibras naturales largas de kozo mitsugama, y gampi, con largo de 5 a 10 mm, durante siglos han sido convertidas en papel semejante al no tejido. La unión por látex natural de las fibras largas naturales de la corteza del fique la practicaban los mayas y aztecas. En el s. XX estas antiguas artes de formación a mano del papel se han convertido en un proceso de manufactura a alta velocidad de fibras húmedas depositadas y sin tejer. Los no tejidos pueden producirse mediante proceso en húmedo o en seco.