La celulosa es uno de los biopolímeros más importantes y abundantes en la naturaleza, y se encuentra en la pared celular de las plantas. Se trata de una macromolécula compuesta por unidades de glucosa unidas mediante enlaces β-1,4-glicosídicos. La celulosa es insoluble en agua y la mayoría de los solventes orgánicos, pero se disuelve en algunos disolventes polares, como el acetato de etilo y el acetato de butilo.
La celulosa es la principal fuente de fibra dietética en muchos países, y también se utiliza ampliamente en la industria papelera y textil. Se estima que el 70% de toda la materia seca vegetal está compuesta por celulosa y otros polímeros derivados. La mayor parte de la celulosa producida industrialmente se obtiene a partir de la pulpa de madera, aunque también se puede extraer de las fibras vegetales como el algodón y el lino.
La composición química de la celulosa es similar a la de otros polímeros vegetales como el xilan (un componente majoritario del corcho) y el mannan (que se encuentra en las semillas). La diferencia fundamental entre estos compuestos reside en el tipo de unión que existe entre sus monómeros: mientras que en el caso de la celulosa estas unidades están unidas mediante puentes de hidrógeno, en el caso del xilan existen puentes metálicos y en el mannan, puentes sulfúricos.
La estructura cristalina de la celulosa le confiere propiedades mecánicas muy interesantes, tales como alta resistencia a la tracción y rigidez. Estas características hacen que sea muy adecuada para su uso en la industria papelera, ya que permite obtener productos con buena resistencia y durabilidad. No obstante, para facilitar su procesado es necesario someterla a un tratamiento previo que consiste en hacerla más soluble, lo cual se consigue generalmente mediante un proceso químico conocido como sulfatación.
La sulfatación es un tratamiento químico que se realiza con ácido sulfúrico y que tiene como objetivo disolver la capa superficial de las fibras celulósicas, lo cual facilita su posterior pulverización. Este proceso es muy importante para la industria papelera, ya que sin él sería imposible obtener papel fino y sedoso. No obstante, este tratamiento no solo tiene efectos positivos, sino que también genera residuos sulfúricos que son altamente contaminantes y deben ser eliminados adecuadamente para evitar problemas ambientales.
Una vez disuelta la capa superficial de las fibras celulósicas, éstas son sometidas a un proceso de pulverización que las reduce a partículas finas llamadas «pulpas». Estas pulpas son mezcladas con agua y otros componentes para dar lugar a una suspensión acuosa llamada «pasta». La pasta se extiende sobre una superficie plana formando una capa delgada llamada «hoja» o «chapa». Una vez seca, esta hoja se enrolla formando lo que conocemos como papel.
El procesado de la celulosa para obtener papel es relativamente simple, pero requiere un cuidado especial en cada una de las etapas involucradas. En primer lugar, es necesario obtener fibras vegetales adecuadas para su posterior transformación en pulpas. Esto se puede hacer mediante diferentes métodos: por ejemplo, utilizando rodillos metálicos para separar las fibras del resto del material vegetal (como ocurre en el caso del algodón), o bien utilizando un proceso químico llamado kraft (que se utiliza principalmente con fibras de pino).
Una vez obtenidas las pulpas, éstas son mezcladas con agua y otros componentes químicos (como sulfato cálcico o sulfito sódico) para facilitar su posterior extracción sobre una superficie plana. Esta operación se realiza generalmente utilizando rodillos metálicos llamados «cilindros» o «calandras», que permiten estirar la pasta formando una capa delgada y homogénea. A continuación, esta capa se seca utilizando aire caliente o bien mediante exposición a rayos ultravioleta.
Una vez seca, la hoja resultante se enrolla formando rollos de papel llamados «bobinas». Estos rollos son transportados hasta los diferentes sitios donde se van a utilizar (fábricas de papel o talleres artesanales), donde serán cortados según las necesidades del cliente. El grosor del papel final dependerá del número de capas de pasta superpuestas durante el procesado: cuanto más capas haya, más grueso será el papel.