Cellulose and Paper Industry

Se pretende que el alumno que ha cursado y superado esta asignatura tenga capacidad para:
- Conocer la importancia de la madera como materia prima renovable
- Manejar una visión amplia –a nivel mundial y nacional– y local –a nivel regional– de la importancia de la industria de la celulosa en la economía actual
- Tener una visión de conjunto de la evolución histórica de estas industrias
- Describir detenidamente las técnicas y procesos de mayor producción en estos momentos
- Concienciar de la importancia del cumplimiento de las normativas ambientales en unas industrias históricamente vistas como altamente contaminantes
- Visionar “in situ” una planta moderna del grupo ENCE (ya sea en Pontevedra o en Asturias)
- Conocer la historia de la producción del papel: métodos y tipos
- Relacionar la los tipos de pulpa con las clases y calidades de papel
- Conocer los mecanismos y métodos de elaboración y acabado del papel
- Entender y detectar la problemática industrial que supone el abastecimiento de madera, los conceptos que intervienen en ella y su manifestación a los niveles global, regional y local
- Trabajar en equipo

La memoria del título contempla para esta materia los siguientes contenidos:
• La materia prima para la industria de la pulpa y del papel
• Historia y evolución de los procesos de producción de pulpa
• La química celulósica para la obtención de pulpa
• Procesos de producción de pulpa al sulfato y mecánica
• Blanqueo, recuperación de licores, producción de energía, limpieza y embalaje
• Fibras usadas para la producción de papel a lo largo de la historia
• Tipos de papel generados según la pulpa utilizada
• Proceso clásico de producción de papel
• Tratamientos del papel

Que serán desarrollados de acuerdo con el siguiente temario:


TEMARIO DE TEORIA.

Tema 1. La Industria de la celulosa: introducción (6 horas. Horas no presenciales del tema: 18 horas)
Importancia de la Industria de la celulosa y del papel en la economía nacional e internacional. Distribución del mercado de la celulosa y del papel en el mundo. El mercado de la celulosa y del papel en Europa: importancia de la producción española. Análisis y evolución de la industria de la celulosa y del papel en España.

Tema 2. Las fibras como fuente de producción de celulosa papelera (1 horas. Horas no presenciales del tema: 3 horas)
Fibras de frutos: algodón y otras. Fibras liberianas: cáñamo, yute y otras. Fibras de gramíneas: esparto, bambú y otras. Fibras de hojas. Otras fibras: animales, minerales, regeneradas y sintéticas.

Tema 3. Historia de los procesos de fabricación de la celulosa (2 horas. Horas no presenciales del tema: 6 horas)
Introducción. Procesos comercialmente importantes. Pulpa mecánica. Pulpa a la sosa. Pulpa al sulfito. Pulpa al sulfato. Pulpa semiquímica. Historia de los procedimientos de blanqueo de la celulosa.

Tema 4. La celulosa. Definición e importancia en la producción de celulosa (2 horas. Horas no presenciales del tema: 6 horas)
Definición de celulosa y su importancia en la producción de celulosa para papel. Características de la celulosa en general. El proceso de oxidación de la celulosa. Solución de la celulosa. La celulosa de la madera: características y descripción por especies.

Tema 5. La lignina. Definición e importancia en la producción de celulosa (2 horas. Horas no presenciales del tema: 6 horas)
Definición de lignina y su importancia en la producción de celulosa para papel. Estructura y características químicas de la lignina. Propiedades físicas de la lignina. Historia de los procesos de extracción de la lignina. Las reacciones químicas de la lignina: grupos funcionales, oxidaciones, hidrólisis, sulfonación, hidrogenación, hidrogenólisis y halogenación.

Tema 6. Hemicelulosa y azúcares. Influencia en la recuperación de licores (1 hora. Horas no presenciales del tema: 3 horas)
Hemicelulosas: definición y extracción. Diferencias entre la celulosa y las hemicelulosas. Importancia de las hemicelulosas en las pulpas de papel. Estructura de la fibra de hemicelulosas. Los azúcares en los licores de recuperación de los procesos de producción de celulosa para papel. Influencia de diversos extractos.

Tema 7. Pulpa al sulfato o pulpa Kraft. Proceso, equipo y pulpa (5 horas. Horas no presenciales del tema: 15 horas)
Introducción: justificación, materia prima y papel resultante. Descripción del proceso: etapas. Variables de cocción. Características de la pulpa resultante. Equipo utilizado: digestores, tanque de descarga, lavadores y difusores. Proceso de recuperación de reactivos: licores. Hornos de recuperación del licor negro.

Tema 8. Pulpa al sulfito. Proceso, equipo y pulpa (1 hora. Horas no presenciales del tema: 3 horas)
Introducción: justificación, materia prima y papel resultante. Descripción del proceso: etapas. Procesos de producción de pulpa al sulfito: P. al sulfito ácido, P. al sulfito alcalino, P. al bisulfito, P. al sulfito en etapas múltiples y P. al sulfito con alto rendimiento. Características físicas de la pulpa resultante: propiedades ópticas y mecánicas.

Tema 9. Pulpa mecánica. Proceso, equipo y pulpa (2 horas. Horas no presenciales del tema: 6 horas)
Introducción: justificación, materia prima y papel resultante. Descripción del proceso. Características de la pulpa resultante. Análisis de calidad de la pulpa. Equipo utilizado: molinos y condiciones de uso. Recomendaciones para una fábrica de pulpa mecánica.

Tema 10. Blanqueo. Historia y clasificación (2 horas. Horas no presenciales del tema: 6 horas)
Historia de los procesos de blanqueo. Justificación del blanqueo. Diferencias en lo procesos de blanqueo de las distintas pulpas químicas.

Tema 11. Preparación de la celulosa para la elaboración del papel (2 horas. Horas no presenciales del tema: 6 horas)
Definición, justificación y objetivos. Acciones más importantes en los procesos de preparación de la celulosa. Parámetros de definición de la calidad de la celulosa.

Tema 12. Máquinas formadoras del papel. Evolución y tipos (2 horas. Horas no presenciales del tema: 6 horas)
Evolución de las máquinas formadoras de papel. Funciones y principios de la máquina Fourdrinier y sus distribuidores de celulosa. Máquina de cilindros: descripción, ventajas e inconvenientes. Cubas, sacudidores y regaderas. Secadores. Calandrias. Gofradoras.

Tema 13. Proceso de formación del papel (2 horas. Horas no presenciales del tema: 6 horas)
Descripción del proceso de formación. La distribución de la celulosa. Drenado y formación. Prensado. Secado y ventilación. Calandrado. Embobinado y gofrado.

Tema 14. Encolado y teñido del papel (2 horas. Horas no presenciales del tema: 6 horas)
El encolado del papel: justificación, métodos, materiales y ejemplos. Tipos de papel encolados. El teñido del papel: los tonos. Métodos de teñido. Tipos de colorantes: básicos, ácidos, directos y pigmentos sintéticos.

Tema 15. Tratamientos superficiales del papel (2 horas. Horas no presenciales del tema: 3 horas)
Definición y objetivos. Adhesión. Especificaciones. Recubrimiento. Barnices: retención y uso. Problemas con la aplicación de barnices.

Tema 16. Recuperación de papel. Situación y potencialidad (2 horas. Horas no presenciales del tema: 3 horas)
Antecedentes. Tipos de recogida. Situación de la recogida selectiva de papel en la Unión Europea y en España. Aceptación social de la recogida selectiva de papel.


TEMARIO DE PRACTICAS
Practica: En la parte práctica se hará una visita a las instalaciones de una de las plantas de ENCE en la Península Ibérica (Pontevedra o Navia). El Grupo ENCE es el mayor grupo productor de celulosa por el método Kraft en la Península Ibérica, con un volumen de producción anual entre las dos plantas de casi un millón de toneladas de celulosa. La total disponibilidad por parte de ambas plantas a explicar todo el proceso productivo, el elevado nivel tecnológico de cualquiera de las dos plantas y su constante evolución y mejora en la gestión ambiental y de la calidad, hacen de la planta de Pontevedra y de la de Navia el complemento perfecto a las explicaciones teóricas realizadas en clase.

Esa visita implicará una preparación previa por parte del alumnado que incluirá la descripción de su situación, tipo de producción y capacidad, breve recorrido histórico del grupo ENCE y el análisis del compromiso de ENCE con la calidad y el medio ambiente: ISO 9002, ISO 14001, SIGMA (Sistema de Gestión Medioambiental).

El tiempo estimado entre la visita a la planta de celulosa y la preparación previa es de 12 horas.

Bibliografía básica en Industria de la celulosa y del papel
• 1. Casey, J.P. (1990): Pulpa y papel: Química y tecnología química. Vol. I y II. Noriega editores. Limusa. Méjico.
• 2. Earl Libby, C. (1967): Ciencia y tecnología sobre pulpa y papel. Tomo I: pulpa. Tomo II: papel. México. Compañía Editorial Continental.

Bibliografía complementaria para cada una de las Unidades didácticas
• 3. Bermúdez, J.D. (1999):La Industria de la pasta de la celulosa, papel y cantón. CIS-Madera. Nº. 3 (nov. 1999) ; p. 6-29
• 4. FAO (1998):Guía para planificar empresas y fábricas de pasta y papel. Colección FAO Montes. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. Roma.
• 5. Galin, R. D. (1994): Paper marketing and distribution trends Robert B. & Galin. Eds. Miller Freeman, cop. San Francisco.
• 6. Grant, J. (1966): Manual sobre la fabricación de pulpa y papel: laboratorio. Sucursal Editorial Continental. México.
• 7. Rydholm S. (1965): Pulping processes. New York.

Publicaciones periódilcas de consulta recomendada
• ASPAPEL: Informes estadísticos. España

Publicaciones electrónicas de consulta recomendada
• www.ence.es
• www.pulpandpaperonline.com

En esta materia el alumno adquirirá o practicará una serie de competencias genéricas, deseables en cualquier titulación universitaria, y específicas, propias de la ingeniería en general o de la ingeniería técnica forestal en particular. Dentro del cuadro de competencias que se diseñó para la titulación, se trabajarán las siguientes:

Competencias básicas, generales y transversales:

• CT1: Capacidad de análisis y síntesis
• CT2: Capacidad para el razonamiento y la argumentación
• CT3: Capacidad de trabajo individual, con actitud autocrítica
• CT4: Capacidad para trabajar en grupo y abarcar situaciones problemáticas de forma colectiva
• CT5: Capacidad para obtener información adecuada, diversa y actualizada
• CT6: Capacidad para elaborar y presentar un texto organizado y comprensible
• CT7: Capacidad para realizar una exposición en público de forma clara, concisa y coherente
• CT8: Compromiso de veracidad de la información que ofrece a los demás
• CT11: Utilización de información en lengua extranjera
• CG11: Capacidad para caracterizar las propiedades anatómicas y tecnológicas de las materias primas forestales maderables y no maderables, así como de las tecnologías e industrias de estas materias primas
• CG14: Capacidad para entender, interpretar y adoptar los avances científicos en el campo forestal, para desarrollar y transferir tecnología y para trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar

Competencias específicas:

• CECF13 - Aprovechamientos Forestales
• CETEIF2 - Suministro de materias primas en la industria forestal
• CETEIF3 - Conocimiento de los principios básicos de los procesos de primera y segunda transformación de la madera
• CETEIF5 - Conocimientos de los principios básicos de la Química celulósica y papelera y de sus procesos industriales
• CETEIF9 - Control de calidad en la industria forestal
• CETEIF11 - Gestión ambiental de la industria forestal

Es competencia de todo educador proceder a una elección lúcida entre los diferentes métodos pedagógicos y los medios específicos que implican. La variedad y complejidad de los contenidos a impartir en la asignatura, así como la amplitud y diversidad de objetivos que se pretenden alcanzar mediante su docencia, ponen de manifiesto la imposibilidad de utilizar un único método de enseñanza.

Dado el tamaño de los grupos de alumnos, se puede recurrir a la lección magistral como técnica de docencia en una parte reducida del temario al resultar más adecuada y rápida para el desarrollo y exposición. Sin embargo es preciso utilizar también otros métodos y técnicas didácticas que favorezcan la capacidad de análisis y síntesis del alumno.

Para que el alumno adquiera los conocimientos que conforman la materia y satisfacen las competencias básicas, generales, transversales y específicas citadas, se debe poner a su disposición toda la información necesaria, auxiliándose para ello en una serie de técnicas que le ayuden a desempeñar con eficacia sus funciones docentes, tales como: las clases teóricas (magistrales y seminarios), las clases prácticas, las tutorías (en grupos y personales), los viajes de prácticas y los trabajos individuales.

Además, la asignatura integra un elemento muy importante como potencial tema de realización de Proyectos y Trabajos Fin de Grado.

Para el idóneo desarrollo de la docencia, se utilizarán una serie de recursos o medios didácticos que sirven para estimular la atención del alumno y facilitarle la comprensión, asimilación y aplicación de los conocimientos. Dentro de estos medios se pueden citar los siguientes: bibliografía, apuntes manuscritos, encerado o pizarra, medios audiovisuales, visitas a instalaciones de producción y visita de personal profesional ajeno a la universidad.

Este es el reparto horario según tipología de las actividades

Clases teóricas (expositivas de grupo grande): 36 horas
Actividades en seminarios (interactivos, con grupos reducidos): 2 horas
Prácticas/Viajes: 6 horas
Tutorías individuales: 3 horas
Actividades de evaluación: 3 horas

1. Méritos básicos no imputables en la evaluación numérica
Asistencia a, al menos, el 80% de las clases presenciales (teóricas, tutorías, seminarios y prácticas).
Las competencias CT1, CT2, CT3, CT4, CT5, CT6, CT7 y CT8 serán trabajadas en clase pero no evaluadas.

2. Méritos imputables en la evaluación numérica
Los alumnos se examinarán de la parte teórica de la materia mediante un examen escrito que tendrá lugar en las fechas aprobadas por el centro, y que será necesario aprobar para superar la materia. El examen constará de un conjunto de entre 8 y 10 preguntas cortas, muy concretas, con espacio limitado para la respuesta y relacionadas con lo explicado en clase. La materia incluída en el examen no será todo el temario, sino únicamente un grupo de 9 temas. En concreto los temas 1, 2, 3, 7, 11, 12, 13, 14, 15.
Los demás temas serán presentados en clase por el profesor, pero preparados y expuestos por los alumnos en grupos de 3 a 4 integrantes, valorándose tanto el contenido textual como la presentación hecha por cada uno de los integrantes del grupo.

En resumen, la importancia en la evaluación final de la asignatura de cada de los elementos comentados y la relación entre cada actividad evaluadora y las competencias definidas para la asignatura, se plasma en el siguiente cuadro:


Sistema de evaluación Competencias Peso en calificación
Asistencia y participación 10 %
Prueba escrita CG11, CECF13, CETEIF2, CETEIF3, CETEIF5, CETEIF11 40 %
Trabajos en grupo CG11, CG14, CT11, CECF13, CETEIF2, CETEIF5, CETEIF9, CETEIF11 50 %
Todo menos la prueba final forma parte de la evaluación continua.

El alumnado que no superase la materia en la convocatoria ordinaria, y tengan presentados los trabajos, sólo tendrán que realizar el examen de la convocatoria de julio. El alumnado repetidor conservará la nota obtenida en los trabajos para los cursos siguientes, pudiendo realizar los exámenes parciales y/o el final.
Los estudiantes que tengan concedida dispensa de asistencia a alguna de las actividades docentes programadas, según lo dispuesto en la Instrucción 1/2017 de la Secretaría General, deben tener en cuenta que, para aprobar esta materia, es obligatoria la presentación de trabajos prácticos señalados en el horario y programadas en la guía docente.
Respeto al plagio y el uso indebido de las tecnologías es importante destacar que, para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas, será de aplicación el recogido en la Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de calificaciones.

Se estima que por cada hora de docencia teórica se necesitan alrededor de 1,5 horas de dedicación a la asignatura, lo cual supone un total de, aproximadamente 72 horas. A esto sería necesario añadir un complemento de 45 horas para la preparación y exposición de los trabajos elaborados en grupo sobre diferentes aspectos de las dos industrias tratadas.

- Lectura y preparación de temas 18 horas
- Preparación de pruebas de evaluación 36 horas
- Elaboración de los trabajos elaborados en grupo 45 horas
- Preparación de la visita a una planta de celulosa 3 horas
- Total horas de estudio y trabajo personal 102 horas

Es decir, son necesarias un total de 102 horas.

Se trata de una materia obligatoria impartida por el área de conocimiento de Ingeniería Agroforestal. La materia aportará una visión amplia en lo que afecta al estudio y la organización de las industrias de dos sectores importantes dentro de las industrias transformadoras de la madera, uno de Primera Transformación (celulosa) y otro de Segunda (papel). Eso supondrá el estudio de materias primas, líneas de producción, tecnología, productos,... Eso implica que se recomiende la asistencia y la participación activa en las clases, así como las consultas de las posibles dudas en tutorías.

Es importante completar los contenidos explicados en clase mediante la consulta de la bibliografía básica y complementaria, especialmente la lectura de la bibliografía referente a la próxima clase conforme a las indicaciones del profesor. Además, vinculado con esa relación profesor – alumno, se recomienda consultar dudas durante el desarrollo de la clase correspondiente o en tutorías, para lo cual será necesario el repaso de la materia explicada en clase y la elaboración de una síntesis esquemática.

Finalmente, se recomienda abordar los trabajos elaborados en grupo desde un punto de vista muy práctico, de modo planificado y anticipado. Tanto estos trabajos documentales como la visita a la planta de celulosa, permitirán conocer mucho mejor el sector y observar en la práctica todo aquello que ha sido manejado en las clases teóricas.

Una información más amplia sobre este programa está disponible en la guía del estudiante de la asignatura: Industrias de la Celulosa y del Papel para el Curso 2023_24.
La asignatura también utiliza la USC virtual: https://www.usc.gal/gl/campusvirtual