Humedad en papel, cartón y celulosa

Los medidores de humedad para papel, cartón y celulosa son instrumentos especializados en medir el contenido de humedad de los productos papeleros en todas las fases de la cadena productiva: máquinas de papel, control de calidad de bobinas acabadas, recepción de suministros de papel recuperado, control de almacenamiento y comprobación de la humedad en artes gráficas y manipulados. El contenido de humedad del papel influye de forma notable en sus propiedades mecánicas (resistencia a la tracción, rigidez, planitud), en sus características de impresión, en su estabilidad dimensional y en su comportamiento durante la transformación. Las tecnologías empleadas son principalmente eléctricas (resistivas y capacitivas) para los controles rápidos, mientras que la referencia de precisión sigue siendo el método gravimétrico por desecación.

Medidores portátiles

Los medidores portátiles de contacto emplean un sensor de placa apoyado sobre la pila de papel o sobre la bobina y miden por principio capacitivo la variación de la constante dieléctrica en función de la humedad. El rango habitual es del 3 al 12 % de humedad en masa, con una exactitud de ±0,5-1 %. La respuesta es rápida (pocos segundos) y el manejo sencillísimo. Los modelos digitales avanzados incorporan: una base de datos de tipos de papel (con curvas de calibración para cada gramaje y composición); funciones estadísticas; umbrales GO/NOGO; salida de datos para archivo. También existen modelos de punzones para la medición puntual sobre una sola hoja (de mayor precisión pero más lentos).

Medidores de laboratorio

Los laboratorios de control de calidad de las papeleras utilizan balanzas termogravimétricas o estufas de secado para determinar la humedad del papel por el método gravimétrico ISO 287: una muestra de superficie conocida (por lo general 100 cm² o 200 cm²) se pesa, se seca en estufa a 105 °C durante 1-4 horas hasta masa constante y se vuelve a pesar; la diferencia porcentual da la humedad con una exactitud excelente (±0,1 %). El método es destructivo y lento, reservado a los controles formales y a la validación de los instrumentos electrónicos en línea.

Sensores en línea

Las máquinas de papel llevan instalados sensores en línea para la medición continua de la humedad: sensores IR de varias longitudes de onda (aprovechan la absorción IR del agua en bandas espectrales concretas); sensores de microondas (miden la atenuación de ondas electromagnéticas de alta frecuencia); sensores capacitivos de barrido (con un cabezal de medición que se desplaza a lo ancho de la máquina); sensores RMN (resonancia magnética nuclear, para una exactitud muy alta en línea). Los datos se integran con el sistema de control de la máquina para regular automáticamente la velocidad, el vapor y el secado.

Aplicaciones

Las aplicaciones comprenden: la propia papelera (control de la humedad en la máquina de papel para regular secadores y calandrias); el control de calidad de las bobinas acabadas antes del envío; la recepción de suministros de papel recuperado para reciclaje (la humedad es objeto contractual – una bala más húmeda pesa más pero vale menos); las artes gráficas y los manipulados (comprobación de la humedad del papel antes de imprimir – una humedad inadecuada provoca defectos de impresión, deformaciones y problemas de registro); los almacenes (comprobación de la humedad para planificar la climatización); la industria del envase (humedad del cartón ondulado para cajas, donde condiciona la resistencia a la compresión).

Normas de ensayo

Las normas de referencia son: UNI EN ISO 287 (método gravimétrico, referencia internacional – humedad del papel por desecación); TAPPI T412 (equivalente, referencia estadounidense para cartón); TAPPI T550 (humedad por método capacitivo); UNI ISO 638 (para pasta de celulosa). Las condiciones de ensayo normalizadas son 23 °C y 50 % HR, con acondicionamiento de la muestra durante al menos 4 horas en atmósfera controlada. Las especificaciones de humedad para la recepción dependen del producto: habitualmente 5-7 % en papel de impresión, 6-9 % en cartón y 7-10 % en cartón ondulado.

Criterios de elección

La selección del medidor de humedad para papel depende de la aplicación: el control de calidad formal de laboratorio emplea balanzas termogravimétricas según la ISO 287; el control rápido en producción requiere medidores portátiles capacitivos con base de datos de papeles; la medición continua en línea utiliza sensores IR o de microondas integrados en la máquina; para el control de recepción de suministros bastan instrumentos portátiles de buena exactitud (±0,5 % habitual).