Reciclaje de plástico

El reciclaje de plástico juega un papel importante en casi todos los aspectos de nuestras vidas. A nivel químico los plásticos son polímeros, El plástico tiene multiples aplicaciones en la actualidad debido a sus excelentes propiedades, tiene incluyo mayor cantidad de aplicaciones que los materiales comúnmente usados en la industria, como pueden ser la madera, los metales y el vidrio. Los plásticos se utilizan para la fabricación de productos de uso cotidiano, como envases de bebidas, juguetes, utensilios de cocina, etc. Los plásticos representan más del 15% de la cantidad de residuos sólidos urbanos.

En 2016 se generaron aproximadamente 50 millones de toneladas de residuos plásticos. En 2016, los Estados Unidos generó casi 14 millones de toneladas de plástico como envases y embalajes, casi 11 millones de toneladas como bienes duraderos, como electrodomésticos, y casi 7 millones de toneladas como bienes no duraderos, por ejemplo, las placas y las tazas.

El origen de los plásticos

El origen de los plásticos se inicio en 1859 en Gran Bretaña, donde se desarrolla el primer plástico con nombre de “fibra vulcanizada”. Más tarde, en 1907 aparece ya el primer plástico totalmente sintético, el formaldehído fenólico, a partir de esta fecha se utilizó este compuesto hasta el fin de la Segunda Guerra Mundial en la cual hace aparición el polietileno de baja densidad y con él la industria del plástico moderno.

Las primeras materias primas que se utilizaban para la obtención de los plásticos tenían un origen vegetal. Hoy en día la mayoría de las materias primas para la obtención de los plásticos se obtienen a partir del petróleo crudo, mediante varios procesos químicos. A los plásticos se los clasifica en 2 tipos que a continuación mencionaremos;

Termoestables:

Estos plásticos son difíciles de reciclar ya que están formados por polímeros con cadenas ligadas químicamente a enlaces transversales, dado a esto se hace necesario la destrucción de su estructura molecular primero para posteriormente poder fundirlos, reciclarlos o usarlos. Existen distintos ejemplos: resinas epoxi, resinas fenólicas, resinas ureicas, etc.

Termoplásticos

Son plásticos que prácticamente son fácilmente reciclables ya que dada su estructura molecular se funden cuando se calientan, siendo esta una propiedad de gran utilidad dado que se pueden moldear repetidas veces sin que sus propiedades iniciales se alteren demasiado. Sin embargo, por cada modificación que se le aplique a este material va acumulando daños en su estructura interna por lo que se recomienda máximo 5 ó 7 modificaciones. Los termo plásticos más conocidos son:
Polietileno, PP, PET, Nailon, PVC, PS, EPS, PC y Teflón.

Debemos tener en cuenta que si se mezclaran estas dos familias generarían un material que tendría una reducción de sus propiedades físicas y químicas, dado a que ambas familias tienen poca compatibilidad entre si.

Ventajas de los plásticos

  1. Debido a su baja densidad son materiales ligeros y de fácil transportación.
  2. Tienen gran variedad de aplicaciones en multiples industrias, básicamente estamos rodeados de este material.
  3. Son materiales altamente moldeables, ideal para la fabricación de productos con una gran gama de formas.
  4. Son resistentes a la corrosión, sirven como contenedores de varios químicos corrosivos.
  5. Suelen ser utilizados en el aislamiento térmico y eléctrico.

Aunque la idea parezca increíble ya es posible crear plásticos biodegradables, con el tremendo beneficio ambiental que esto implica, ya que se auto degradan cuando ya no son necesarios. Estos plásticos reciben el nombre de polihidroxicalcanoatos, PHA, y se degradan gracias a una bacteria llamada Azotobacter.

Desventajas del plástico:

  1. En el proceso de fabricación de los plásticos se genera una gran contaminación, propia de los procesos industriales.
  2. Existen gran cantidad de plásticos acumulados dado al consumo de la humanidad que actualmente no se pueden reciclar dado que los procesos que requiere su reciclamiento son costosos.
  3. Una vez que han sido sometidos a un proceso de reciclaje, no se pueden utilizar para envasar productos de consumo alimenticio.
  4. Si se mezclan distintas familias de plásticos con el objetivo de reciclarlos se obtiene un producto de baja calidad, como lo mencionamos anteriormente.

Tipos de plásticos

  • Cloruro de polivinilo (PVC)
  • Poliestireno (PS)
  • (PEBD) polietileno de baja densidad
  • (PEAD) polietileno de alta densidad
  • Polietileno tereftalaton (PET)
  • Polipropileno (PP)
  • Poliestireno expandido (EPS)
  • Policarbonato (PC)

Fuentes que generan residuos plásticos

  • Agricultura: Se tiene una gran cantidad de usos para los plásticos dentro de esta industria aunque de los materiales que se recuperan sólo se puede aprovechar el 40% para el reciclaje, ya que se degradan mucho durante su utilización, lo que implica utilización de materias primas vírgenes para compensar esta pérdida, con lo que se incrementa el precio de éstos. La mayoría del plástico proviene de invernaderos. Los materiales más utilizados en agricultura son los polietilenos (alta y baja densidad) y el PVC.
  • Construcción: la mayor parte de los materiales plásticos que se utilizan en la industria de la construcción son las tuberías (PVC y polietilenos), pero también están los perfiles de persianas y ventanas (PVC), materiales aislantes(PS), entre otro tipo de materiales.
  • Automovilístico: el material que más se utiliza en la industria automovilística es el PP por lo que la mayor parte de los residuos provienen del mismo. El problema es que muchos de estos residuos son difíciles de recuperar debido a su situación dentro del automóvil. Los principales residuos son parachoques (PP), faros (PC), depósitos de combustibles (PEAD).
  • Productos eléctricos y electrónicos: Se recupera gracias a la chatarra electrónica, despiezando los aparatos para separar los distintos plásticos. Los materiales más comunes son el PP, PS y PC. La mayor parte del plástico se obtiene de cables y de aislantes utilizados en la construcción de redes eléctricas.

Proceso de reciclaje de los plásticos

Recogida selectiva de plásticos

  • Recolección puerta a puerta: consiste en la utilización de contenedores de dos ruedas, de color amarillo, ya sea en una comunidad de vecinos o en casas particulares, que posteriormente se sacan a la puerta de la casa y los camiones recogen estos contenedores de puerta en puerta.
  • Recogida en zona de aportación: se disponen en la calle, en una zona debidamente señalizada, distintos contenedores para la recogida selectiva de determinados residuos y se recogen en estas zonas por camiones. En ocasiones se puede recoger el contenedor amarillo junto con el contenedor de restos orgánicos en un mismo camión, ya que existen vehículos con caja compartimentada que constan de dos zonas, una para envases y otra para los residuos orgánicos.

Planta de clasificación

Son instalaciones dedicadas a la clasificación y selección de los residuos que llegan mediante los vehículos recolectores. Los envases de plástico duro normalmente se separan de forma manual gracias al personal calificado para este trabajo al principio de la instalación. La separación se realiza atendiendo al tipo de material, pero no todos los plásticos se separan de forma individual, normalmente se dividen en PET, PEAD blanco y PEAD mixto y por otro lado el PVC y otros plásticos. El PEBD, al ser muy ligero, se puede retirar de la cinta transportadora a través de un ciclón que lo absorbe.

Normalmente los trabajadores de estas plantas están acostumbrados a la separación de plásticos y no necesitan mirar los códigos CER (Catálogo Europeo de Residuos). Estos códigos están contemplados en la Ley 10/98 en el artículo 3.a donde se dice que se considerarán residuos aquellos que aparezcan en el Catálogo CER.

Una vez separados en montones se pueden triturar y compactar en balas para posteriormente venderlos a empresas de reciclaje de plásticos.

Venta de plástico a recicladores

Los precios de estos materiales varían en función de la forma en que se venden, y dependen de muchos factores que determinan su precio final.

Alguna de las propiedades de los materiales plásticos que pueden hacer variar su precio son las siguientes:

  • Transparencia y color: si lo que se compra es plástico de colores sólo se podrá reciclar para obtener productos plásticos de colores oscuros (grises, pardos, etc..) y por tanto se limita la utilidad de los mismos. Debido a este inconveniente el plástico de colores se vende más barato que el natural o blanco.
  • Limpieza: mientras más limpio esté el plástico más valor adquiere en el mercado. Si los materiales vienen impresos se reduce su precio ya que hay que eliminar las tintas o simplemente utilizarlos para hacer piezas de color oscuro.
  • Presentación: con este término nos referimos a la forma en que se va a vender el plástico recuperado. Normalmente cuanto más pequeños son los trozos mayor es el precio que adquieren. Los más caros son en forma de granza, después triturados y por último como retales.
  • Resistencia:los recicladores tienen en cuenta la resistencia de los materiales a diferentes exposiciones, por ejemplo a la degradación térmica durante el procesado de piezas o, una vez que ya se han fabricado, la resistencia a los agentes externos(humedad, luz solar, etc..)
  • Clasificación: si los materiales plásticos recuperados han sido separados por colores o por rígidos y flexibles, o por botellas y films, etc, alcanzan mayor valor que si van mezclados ya que ahorran tiempo y gastos a las empresas recicladoras.

Existen distintos procesos de reciclaje que dependen de las propiedades físicas y químicas de los plasticos a tratar. Pero los principales sistemas de reciclaje son los siguientes:

Reciclaje químico:

Se degrada los materiales plásticos, mediante calor o con catalizadores, hasta tal punto que se rompan las macromoléculas y queden solamente moléculas sencillas (monómeros), a partir de las cuales se podría conseguir otros tipos de plásticos ó combustibles. Entre las distintas técnicas posibles, las más representativas son:

  1. Gasificación:con este proceso se obtiene gas de síntesis ( CO y H2O) que es un gas combustible, utilizado con frecuencia en la industria metalúrgica. Lo primero que se hace es la compactación de los plásticos para reducir su volumen, se produce una desgasificación y después una pirólisis que continúa elevando la temperatura para hace la gasificación. Una de las mayores ventajas de la gasificación es que se puede llevar a cabo sin la necesidad de separar distintos tipos de plásticos.
  2. Pirólisis:se utiliza para materiales plásticos como el PP y PS pero también para mezclas de plásticos difíciles de separar. Mediante la pirólisis se produce la descomposición térmica, en atmósfera inerte, de las moléculas que conforman los materiales plásticos en tres fracciones: gas, sólido y líquido, que servirán de combustible y de productos químicos. En el caso de los polietilenos se podría conseguir, con esta técnica, la obtención de etileno para fabricación de nuevos plásticos. El gran inconveniente de la pirólisis es el elevado coste de instalaciones y producción. Actualmente en España existe una planta piloto para probar este método, mientras que en Canadá está totalmente implantado.
  3. Hidrogenación:consiste en la aplicación de energía térmica a los materiales plásticos en presencia de hidrógeno para dar lugar a combustibles líquidos. Es una de las técnicas más estudiadas y bastante desarrollada.
  4. Craking:es un proceso similar al que se produce con el petróleo crudo en las refinerías. Consiste en la ruptura de moléculas mediante el uso de catalizadores, como pueden ser las zeolitas, obteniéndose cadenas de hidrocarburos de diversas longitudes, que se pueden utilizar como combustibles.
  5. Disolventes:mediante la utilización de disolventes se pueden separar mezclas de plásticos, difíciles de separar por otras técnicas. Por ejemplo la ciclohexanona puede extraer el PVC de una mezcla y otro disolvente bueno es el xileno. Una vez separados los materiales se podrán reciclar por separado mediante alguna de las técnicas descritas anteriormente.

Reciclaje por exturción

Extrusión: consiste en someter a presión al material fundido para hacerlo pasar a través de una matriz. Las materias primas se introducen en forma sólida y dentro de la máquina extrusora se funden y se homogeinizan. Los pasos a seguir son los siguientes:

  • Introducción en una máquina extrusora: existen distintas máquinas que se escogerán en función de los productos finales que se quieran conseguir. En principio todas las máquinas constan de unas zonas o partes comunes, que son:
    • Entrada o alimentación: es la parte por donde se introducen las materias primas secundarias, mezcladas con materias vírgenes. En esta zona se calientan las materias y se transportan hacia la siguiente sección.
    • Zona de sometimiento a presión: es la etapa en la que se produce la fusión del polímero, en ausencia de aire. Dependiendo del polímero que se introduzca tendremos un tipo de fusión distinta (lenta, constante, rápida, etc) y el interior de la extrusora variará.
    • Zona de homogeinización ó dosificación: en este caso se trata de homogeneizar el material que irá entrando en el dado de forma constante.
    • Dado: es la parte final de la extrusora donde se produce una criba de los materiales que no se hayan fundido, polvo, etc y a continuación se elimina la tendencia que pueda tener el material a torcerse (porque hasta este momento ha pasado por un tornillo por el que va girando) para que los productos obtenidos no presenten este defecto.

Reciclaje mecánico:

Consiste en cortar las piezas de plástico en pequeños granos para posteriormente tratarlos. Se trabaja con macromoléculas de los polímeros. Todos los procesos de reciclaje mecánico comienzan con las siguientes etapas:

  1. Limpieza: una vez que los plásticos recuperados llegan a la empresa donde se van a tratar lo primero es acondicionarlos para obtener una materia prima adecuada, sin suciedad o sustancias que puedan dañar tanto a las máquinas como al producto final ( eliminar papeles, tapones, etc..). Normalmente los plásticos recuperados procedentes de la industria suelen llegar en muy buenas condiciones por lo que esta etapa se saltaría.
  2. Clasificación: se deben separar los distintos tipos de plásticos antes de transformarlos, sobre todo en el caso de los que provienen de la industria, porque los que vienen de la Plantas de Clasificación ya están separados. Se puede hacer en tanques de agua por densidades.
  3. Trituración: esta fase se lleva a cabo cuando los materiales no han sido triturados anteriormente o porque el tamaño de grano no es el adecuado.
  4. Lavado: en tanques o cubas de gran tamaño se lavan los granos de plástico para eliminar cualquier tipo de suciedad o impureza. Es muy importante esta etapa en los plásticos que vienen de post consumo, ya que han contenido sustancias que pueden permanecer en ellos durante mucho tiempo.
  5. Granceado:los residuos de plástico se suelen vender en forma de granza pero si esto no sucede se deben convertir a granza para poder introducirlos en los equipos de reciclaje. Con el granceado se consigue la homogenización del material, mediante fundición, tintado y corte en pequeños trozos.

Productos de plástico reciclado

Una de las aplicaciones principales de los plásticos reciclados mezclados es la madera plástica. Este producto lleva fabricándose varios años en Europa y actualmente también en España. Su principal aplicación es la creación de mobiliario urbano, debido a las ventajas que presenta sobre otros materiales, por ejemplo, es mucho más resistente, a la acción de los agentes externos (agua, radiación solar, temperatura,….), que la madera normal. Algunos de los productos más utilizados son los bancos, bolardos, vallas, etc.

Otro material hecho a partir de plásticos reciclados es la fibra textil. El PET es uno de los materiales que más se reciclan para obtener estas fibras, que luego se transforman en ropa, alfombras, cuerdas, etc, con muy buena apariencia.

La mayoría de las botellas se vuelven a reciclar para obtener más botellas, eso sí, una vez recicladas no pueden usarse como envase de productos de consumo humano, pero sí para otros fines como son, por ejemplo, los productos de limpieza, ya que no contienen tenso-activos.

Los plásticos reciclados también se utilizan en construcción, por ejemplo los ladrillos hechos a partir de PEAD, tuberías, vallas, etc..

Ahorros en el reciclaje de plástico

El reciclaje de plástico proporciona más ventajas que inconvenientes. Algunos de los beneficios más destacados del reciclaje son los siguientes:

  • Los plásticos son reciclables y gracias a ello se pueden reducir los residuos en los vertederos, siempre que se separen del resto de los residuos.
  • Se ahorran combustibles no renovables, ya que los plásticos se fabrican a partir de petróleo y al utilizar granza recuperada de residuos plásticos se reduce la necesidad de este recurso energético.
  • Los plásticos no pierden su contenido energético durante se uso, por lo tanto al final de su vida pueden ser usados como combustibles.
  • Se consume menos cantidad de agua en los procesos de reciclaje que en la producción primaria, con lo cual se ahorra en recursos naturales.
  • En el proceso de reciclaje de plastico se disminuye la cantidad de sustancias químicas (algunas tóxicas) que se añaden para mejorar las propiedades de los productos plásticos, ya que los residuos plásticos ya las poseen.

Valorización energética de los plásticos

Además lo esencial para una buena valorización es que los materiales a gestionar tengan elevado poder calorífico, cosa que los plásticos cumplen a la perfección ya que contienen 45.000 KJ/Kg, mientras que el fuel-oil contiene 44.000 kJ/kg. De echo, con un envase de yogur se obtendría la energía necesaria para mantener encendida una bombilla durante una hora aproximadamente.

Es una de las alternativas más importantes para aprovechar aquellos plásticos que están mezclados con los demás residuos sólidos, en los casos en que no se ha realizado la separación selectiva, y obtener así energía, ya sea en forma de calor ó electricidad.

La valorización energética se realiza por medio de la incineración de estos residuos y consiste en la introducción de los mismos, una vez homogeneizados, en un horno donde se producirá la combustión, en presencia de oxígeno, de éstos y el calor que se desprenda se utilizará par calentar un líquido (normalmente agua) que pasará a vapor y generará energía.

Es importante destacar que durante la incineración pueden aparecer sustancias tóxicas, como es el caso de dioxinas y furanos, por lo tanto es imprescindible tener unos sistemas de limpieza y gestión, tanto de gases como de cenizas, adecuados para que no se emitan dichas sustancias al exterior. Mejor opción para la incineración de plásticos es hacerla por separado, solamente plásticos. En esta ocasión será más fácil controlar las emisiones ya que los materiales son más homogéneos; hay que tener cuidado con los materiales que se llevan a incineración, ya que muchas veces se puede dar lugar a un desplazamiento de los materiales plásticos que deben ser reciclados hacia la valorización, y esto no es lo correcto ya que la valorización es la segunda opción de gestión, después del reciclaje de plastico.

El aprovechamiento de los plásticos como combustibles es conocido en industrias como las cementeras, que necesitan gran cantidad de energía para alimentar sus hornos, sustituyendo así al carbón, que es el combustible más utilizado, y reduciendo con ello los impactos ambientales que éste provoca.

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