Soluciones tecnológicas para el reciclado de residuos plásticos

Posted by aclimaadmin | noviembre 19, 2021 | Blog Aclima

Vivimos en un mundo lleno de plástico, un material muy práctico y con muchos usos, pero que tiene un gran impacto ambiental. En Europa se produjeron en 2018casi 62 millones de toneladas, mientras que se recogieron 29 millones de toneladas de residuos plásticos parasu posterior tratamiento. El 42,6% fue valorizado, el 32,5% reciclado y el 24,9% vertido. Por el contrario, ese mismo año en España se recogieron 2,5 millones de toneladas de residuos plásticos, de los que el 19,3% fue valorizado, el 41,9% reciclado y casi el 40% (38,8%) acabó en un vertedero.Por su parte, en la CAV se vierten más de 500.000 toneladas de residuos con alto contenido en plástico cada año, con un valor de unos 12,4 millones de euros. Como vemos, se necesita optimizar el tratamiento de los residuos plásticos para aumentar sus tasas de valorización y reciclado. Se trata de una prioridad, y más si tenemos en cuenta que la producción mundial de plásticos aumentó aproximadamente un 75% entre 2002 y 2018. Es por esto que las soluciones tecnológicas pueden aportar nuevas vías que permitan mejorar las capacidades tanto de valorización como de reciclado de este tipo de residuos.

Aclima ha organizado un webinar sobre este tema dentro de un ciclo dedicado a promover la innovación en el sector ambiental vasco. En este sentido, representantes de centros tecnológicos han ido presentando tecnologías que están desarrollando y que puedan ser transferidas a las empresas. En estaúltima píldora tecnológica del ciclo han participado por parte de Gaiker el investigador Asier Asueta, y Rafael Miguel, Coordinador de Mercado. También ha tomado parte Garbiñe Manterola, Especialista en tecnologías ambientales de BRTA-BasqueResearch&Technology Alliance y Mikel Ibarra, Director de Proyectos de Aclima y Responsable del Área de Innovación, ha sido el moderador de la jornada. En ella se han abordado los procesos de reciclado químico como alternativa para el uso circular en los materiales plásticos.

Estado actual del reciclado de plásticos

Dentro del tratamiento de los residuos plásticos, se debe priorizar de manera jerárquica la reducción, la reutilización, el reciclado y valorización, y la eliminación. En la situación actual los residuos plásticos pueden llegar tanto a plantas de Tratamiento Mecánico Biológico como a plantas de reciclado de envases o de papel, debido a que en muchos productos aparecen amalgamados con otros componentes. A día de hoy el reciclado químico de plásticos está limitado más por razones económicas que por motivos técnicos. Los principales factores que determinan la viabilidad de las distintas alternativas existentes son el nivel de separación requerido en los residuos iniciales, el valor de los productos obtenidos, el capital necesario para poner en marcha el proceso (CAPEX) y los costes de operación (OPEX), y el volumen de residuo necesario para que reciclarlo sea económicamente rentable.

La evolución del reciclado de residuos plásticos depende de tres variables: la mejora tecnológica (nuevos procesos que sean más rentables y eficaces), la evolución del mercado (para que el reciclado de plástico sea económicamente viable el coste de vertido no puede ser tan bajo como en la actualidad), y el marco legal (se deberían ampliar los niveles de reciclado estipulados, así como abrirse a nuevos residuos).

Reciclaje químico de residuos plásticos

Para recuperar material plástico existen dos maneras, la recuperación energética (por procesos de combustión) y el reciclado para el reprocesado del residuo plástico. El reciclado puede realizarse de manera mecánica (a través de medios físicos), en cuyo caso la Extrusión es el principal proceso, por el que se hace pasar al material plástico reciclado del estado sólido al fluido. Las limitaciones de esta variedad son su incompatibilidad de los diferentes tipos de polímeros, la presencia de residuos del mismo polímero, pero con distinta coloración, la degradación de los polímeros, que losprocesos de separación son complejos y costosos, que solamente se pueden reciclar los plásticos termoplásticos, no los termoestables o los elastómeros, y que el material obtenido presenta peores propiedades y prestaciones, y que solo es útil para aplicaciones con pocas exigencias.

Por eso se está optando cada vez más por el reciclado químico de los plásticos, que permite recuperar las materias primas originales mediante procesos químicos. Los polímeros pueden descomponerse por medio de calor, agentes químicos y/o catalizadores para producir una variedad de productos que van desde los monómeros iniciales a mezclas de compuestos con posibles aplicaciones como nuevas materias primas. Las ventajas de este método son su potencial para operaciones a gran escala, la cada vez mayor disponibilidad de mercados para los nuevos productos, las altas especificaciones en el nuevo producto obtenido, y su mayor flexibilidad en la composición y tolerancia en las impurezas en la corriente de entrada, que permite mezclas complejas de residuos plásticos.Dentro del reciclado químico pueden aplicarse varios procesos:

-La disolución selectiva para obtener polímeros.

-La despolimerización química para obtener monómeros (solvólisis).
Se trata de la reconversión directa a los monómeros de partida de un polímero por rotura de la molécula mediante la aplicación de determinados agentes químicos. Los monómeros que se obtienen se pueden usar como materias primas en plantas petroquímicas o para obtener nuevos polímeros.Solo puede aplicarse a polímeros de condensación como el PET, PU (poliuretanos) o PA (poliamidas). Sus principales tipos son:Hidrólisis,Alcohólisis y Glicólisis.Esta última esla alternativa con más posibilidades a escala industrial, ya queno se emite CO2 y se obtienen productos más estables.

-El empleo de hornos de coque.

-Elcraqueo catalítico, hidrogenación y liquefacción.
La hidrogenación catalítica consiste en la degradación térmica del plástico mediante hidrógeno y catalizadores, para obtener hidrocarburos saturados, de alta calidad y valor añadido en el mercado. Su desventaja es el alto coste del hidrógeno y los catalizadores.

-La degradación térmica.
La pirólisis consiste en la descomposición térmica de residuos plásticos aplicando calor en una atmósfera inerte a temperaturas de entre 300-900 ºC. Pueden tratarse mezclas de residuos plásticos cuya separación es inviable y también residuos plásticos que no pueden someterse al reciclado mecánico. Se consiguen fracciones gaseosas, líquidas y sólidas. Los líquidos y gases obtenidos se pueden emplear como combustible o materia prima. En la pirólisis catalítica, además de temperatura se aplica un catalizador, y tiene ventajas como que se aumenta la velocidad de reacción y que se obtiene producto de mayor calidad, por tanto su potencial e de desarrollo es alto.

-La gasificación.
Se trata el residuo a alta temperatura con un agente gasificante para transformar la materia orgánica en un gas de síntesis, que puede emplearse como combustible para generar electricidad, como materia prima para la fabricación de metanol y amoniaco, o como agente reductor en la producción de acero en altos hornos. Pueden tratarse mezclas complejas de residuos plásticos y aquellos muy degradados, aunque el PVC da problemas debido a la formación de cloruro de hidrógeno (muy corrosivo).

Experiencia de Gaiker en reciclado de plásticos

Gaiker es un centro tecnológico dedicado a la investigación y prestación de servicios tecnológicos a las empresas, con 36 años de experiencia. Una de sus áreas de conocimiento está dedicada a los Plásticos y Composites, donde desarrollan proyectos de I+D, servicios tecnológicos avanzados, ensayos de laboratorio y certificación, y difusión tecnológica. Cuenta con un equipamiento de última tecnología y su personal está formado en investigación, siendo expertos en las áreas en las que trabajan.

Dentro de su cartera de proyectos destacan las siguientes experiencias.El proyecto REQUIPLAST, en colaboración con Petronor y que busca el reciclado químico de corrientes complejas de residuos plásticos mediante procesos de craqueo térmico avanzado para obtener una corriente de aceite de composición controlada y homogénea. También con Petronor están diseñando una nueva planta de generación de pyro-gas a partir de residuos urbano (pirólisis a alta temperatura). Proyecto LIFE-ECOTEX, para el reciclado químico, vía glicolisis, de residuos textiles de poliéster procedente de la industria del calzado. Proyecto NEOPLAST, reciclado químico para obtener insumos industriales. Proyectos HORUS y REFIBRIO,en los que se ha desarrollado una tecnología innovadora que permite reciclar en continuo los residuos de composites de fibra de carbono y vidrio. El proyecto ALFIL, para la recuperación de aluminio pulverizado y escamas de plástico mediante delaminación de rechazos de films multicapas metalizados. Proyecto PYROPLANT, que consiste en el diseño y construcción de una planta semi-piloto de pirólisis para la generación de energía local a partir de residuos poliméricos complejos.Proyecto FOAM2FOAM, para la obtención de materias primas a partir de residuos de poliuretano.

También desarrollan proyectos de valor añadido para ANTEX, grupo textil fabricantes de hilo continuo; Ternua, fabricantes de ropa técnica; SEA2SEE, para elaborar a partir de residuo marino gafas y otros productos de valor; y POPSICASE, fabricación de carcasas de móvil empleando residuo marino.

 

Por último, como broche final a la serie de píldoras tecnológicas en las que se ha expuesto las posibilidades de las soluciones tecnológicas para su aplicación en el sector ambiental, Aclima va a organizar BasqueGreenTech, el primer Foro de Innovación y Transferencia Tecnológica Ambiental, que se celebrará el próximo 1 de diciembre de forma presencial en el Bilbao ExhibitionCenter. En este punto de encuentro entre la Red Vasca de Ciencia y Tecnologíay el sector medioambiental se darán a conocerlas líneas tecnológicas y de investigación orientadas a dar respuesta a los retos ambientales y de transición ecológica.

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