reciclaje termoplásticos

Introducción a los

materiales

compuestos

RECICLAJE DE TERMOPLÁSTICOS


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Introducción a los materiales compuestos

Indice

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................................ 3

Termoplásticos: .................................................................................................................................... 3

Termoestables: ..................................................................................................................................... 3

ORIGEN DE LOS RESIDUOS PLÁSTICOS ......................................................................................................... 4

Envases y embalajes: ............................................................................................................................ 4

Agricultura: ........................................................................................................................................... 4

Construcción: ........................................................................................................................................ 5

Automoción: ......................................................................................................................................... 5

Productos eléctricos y electrónicos ...................................................................................................... 5

ETAPAS PREVIAS AL PROCESO DE RECICLAJE ............................................................................................... 5

Recogida selectiva: ................................................................................................................................... 5

Centro de reciclado de plásticos: ............................................................................................................. 6

Clasificación: ............................................................................................................................................. 6

Transparencia y color: .......................................................................................................................... 7

Limpieza: ............................................................................................................................................... 7

Presentación: ........................................................................................................................................ 7

Fluidez y procesabilidad ....................................................................................................................... 7

Resistencia: ........................................................................................................................................... 7

Clasificación: ......................................................................................................................................... 7

MÉTODOS ..................................................................................................................................................... 7

Reciclado mecánico .................................................................................................................................. 8

Extrusión: .............................................................................................................................................. 9

Inyección: ............................................................................................................................................. 9

Soplado: ................................................................................................................................................ 9

Extrusión-soplado ................................................................................................................................. 9

Inyección-soplado ................................................................................................................................. 9

Compresión: ....................................................................................................................................... 10

Transferencia: ..................................................................................................................................... 10

Calandrado: ........................................................................................................................................ 10

Reciclado químico ................................................................................................................................... 10

Gasificación: ....................................................................................................................................... 11

Pirólisis: .............................................................................................................................................. 11

Hidrogenación: ................................................................................................................................... 12

Craking: ............................................................................................................................................... 12

Disolventes: ........................................................................................................................................ 14

Valorización energética .......................................................................................................................... 14

Vertedero ............................................................................................................................................... 14

CONCLUSIONES .......................................................................................................................................... 15

I+D+I en la Degradación natural de plásticos ..................................................................................... 16

Anexos ........................................................................................................................................................ 16


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INTRODUCCIÓN

Existen dos familias de plásticos:

Termoplásticos: Son plásticos fácilmente reciclables ya que cuando son sometidos a calor se

reblandecen y fluyen, por tanto se pueden moldear repetidas veces sin que sus propiedades originales

se alteren demasiado. Sin embargo, durante los distintos ciclos de reprocesado van sufriendo

modificaciones por lo que no pueden ser reciclados más de 5 ó 7 veces. Tienen estructuras lineales o

poco ramificadas. Son flexibles y resistentes. Los termoplásticos más conocidos son: PEBD, PEAD, PP,

PET, PVC, PS, EPS y PC.

Termoestables: Son difíciles de reciclar ya que están formados por polímeros con cadenas ligadas

químicamente (con enlaces transversales) que hacen necesaria la destrucción de su estructura

molecular para poder fundirlos y esto conlleva a una alteración grande de sus propiedades originales.

Existen distintos termoestables como por ejemplo: resinas fenólicas, resinas ureicas, etc.. Son duros y

frágiles.


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ORIGEN DE LOS RESIDUOS PLÁSTICOS

Podemos encontrar sus residuos en diversos sectores, entre los que destacan:

Envases y embalajes: provienen de dos vías, la doméstica y la industrial.

1.La primera vía es la que viene de los hogares. La recogida de los envases de plásticos debe ser por

separado, mediante la recogida selectiva.. Los materiales más apreciados, para el reciclaje, son los

plásticos duros ( botellas y otros envases similares), donde destacan el PEAD, PEBD y el PET. La mayor

cantidad de residuos provienen de botellas, de bolsas y sacos, y de filmes.

2.En cuanto a la vía industrial cabe destacar que es la que mayor cantidad de residuos suministra para el

reciclaje, debido al elevado volumen de recogida de los mismos y a la facilidad de reciclaje de éstos.

Agricultura: son residuos abundantes en el Levante y Sur de España, donde se utiliza mucho la

plasticultura ( aplicación de coberturas plásticas en los cultivos para protegerlos de los fenómenos

atmosféricos adversos). De estos 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, de túneles de cultivo y de acolchado de suelos. Los

materiales más utilizados en agricultura son los polietilenos (alta y baja densidad) y el PVC. Es tan

grande la repercusión de estos plásticos en la zonas antes mencionadas que existe un Real Decreto

104/2000 para la regulación de los Residuos Plásticos Agrícolas de Invernaderos y Cultivos Protegidos.


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Construcción:la mayor parte de los materiales plásticos utilizados son las tuberías (PVC y polietilenos),

pero también están los perfiles de persianas y ventanas(PVC), materiales aislantes(PS), etc... El volumen

recuperado de este sector no es muy elevado ya que estos materiales son de larga duración.

Automoción:el material más utilizado en automoción 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. Un importante fabricante de vehículos posee una planta piloto de

desguace de automóviles para la extracción de la mayor cantidad de plástico posible de los mismos para

la reutilización y reciclaje de éstos. Sin embargo se desprecian gran cantidad de los mismos ya que

poseen aditivos, pinturas, etc.., que encarece su reciclaje. 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.

ETAPAS PREVIAS AL PROCESO DE RECICLAJE

Recogida selectiva:

La cantidad de envases de plástico que se utilizan en los hogares es elevadísima, y en la actualidad el

80% del reciclaje de plásticos corresponde a envases que provienen de hogares.

También se separan los residuos de plásticos en la industria, donde la cantidad de éstos es mucho más

elevada, del resto de basuras.

Recolectando los residuos en forma diferenciada, se permite que se encaucen hacia sus respectivas

formas de tratamiento.


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Centro de reciclado de plásticos:

Las zonas de clasificación son instalaciones en las que se separan los residuos que llegan en los vehículos

recolectores. Los envases de plástico duro normalmente se separan de forma manual 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, pero si no existe esta máquina también se retiraría de forma manual.

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 reciclajede plásticos.

Clasificación:

Aquí se reciben los residuos plásticos mixtos compactados en fardos que son almacenados a la

intemperie. Existen limitaciones para el almacenamiento prolongado en estas condiciones, ya que la

radiación ultravioleta puede afectar a la estructura del material, razón por la cual se aconseja no tener el

material expuesto más de tres meses.

PET HDPE

Tras la recepción se efectúa una clasificación de los productos por tipo de plástico y color. Si bien esto

puede hacerse manualmente, se han desarrollado tecnologías de clasificación automática, que se están

utilizando en países desarrollados.


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Las empresas que compran plástico recuperado para reciclarlo pueden hacerlo poniéndose de acuerdo

con la empresa que gestiona la recuperación de los envases o bien comprándolos a empresas o

industrias en las que se generan gran cantidad de los mismos.

Los precios de estos materiales varían en función de la forma en que se venden, bien en retales,

triturados o en granza y también dependen del lugar en el que se generan, ya sean de postconsumo o

de producción.

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 ó 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.

Granza HDPE PET triturado colores PET triturado transparente

Fluidez y procesabilidad: estas características son importantes para el procesado de las piezas. Están

relacionadas con la estructura interna (molecular) del plástico y con los agentes químicos (aditivos) que

se les añaden para imprimirles determinadas propiedades. Obviamente, contra más fluidos y fáciles de

procesar sean mayor precio se pagará por ellos.

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.

MÉTODOS

Existen diversos métodos en el tratamiento del reciclado de los plásticos, denominados: Primario,

secundario, terciario y cuaternario.

El tratamiento primario consiste en operaciones mecánicas para obtener un producto de similares

características que el producto original. Este reciclado se aplica para el aprovechamiento de recortes de

las plantas de producción y transformación, y corresponde a un porcentaje muy reducido de los

denominados residuos plásticos.


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En el tratamiento secundario, consistente en la fusión, los desechos son convertidos en productos de

diferentes formas y con mayor espectro de aplicaciones, las cuales son diferentes a las del plástico

original, en un proceso evolutivo "en cascada" hacia prestaciones inferiores. Esta es la tecnología más

usada hasta ahora, particularmente en la industria del automóvil, y se estima en sólo el 20% los plásticos

que pueden ser reciclados de esta forma.

El reciclado terciario, o "reciclado químico", persigue el aprovechamiento integral de los elementos

constitutivos del plástico, por transformación del mismo en hidrocarburos, los cuales pueden ser

materias primas integrables bien nuevamente en la ruta de obtención de plásticos o en otras rutas de la

industria petroquímica. Los métodos pueden ser químicos o térmicos, dependiendo del tipo de

polímero.

El reciclado cuaternario consiste en la incineración para recuperar energía. Actualmente es muy

contestado socialmente por los problemas medioambientales.

Reciclado mecánico

El plástico recuperado, convenientemente prensado y embalado, llega a la planta de reciclado donde

comienza la etapa de regenerado del material:

- triturado

- lavado purificación

- extrusión

- granceado (aditivación conveniente)

El reciclado mecánico es el más difundido entre la opinión pública, sin embargo este proceso es

insuficiente por sí solo para dar cuenta de la totalidad de los residuos. El reciclado mecánico es un

proceso físico mediante el cual el plástico post-consumo o el industrial (scrap) es recuperado,

permitiendo su posterior utilización.

Solamente se pueden reciclar mecánicamente los termoplásticos y provienen de dos grandes fuentes:

-Los residuos plásticos proveniente de los procesos de fabricación, es decir, los residuos que quedan al

pie de la máquina, tanto en la industria petroquímica como en la transformadora. A esta clase de

residuos se la denomina scrap. El scrap es más fácil de reciclar porque está limpio y es homogéneo en su

composición, ya que no está mezclado con otros tipos de plásticos. Algunos procesos de transformación

(como el termoformado) generan el 30-50% de scrap, que normalmente se recicla.

-Los residuos plásticos proveniente de la masa de Residuos Sólidos Urbanos (RSU).

Estos se dividen a su vez en tres clases:

Residuos plásticos de tipo simple: han sido clasificados y separados entre sí los de distintas clases.

Residuos mixtos: los diferentes tipos de plásticos se hallan mezclados entre sí.

Residuos plásticos mixtos combinados con otros residuos: papel, cartón, metales.

A continuación se describen algunos tipos de reciclaje mecánico:


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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:

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.

Existen distintos tipos de extrusión, como por ejemplo la extrusión de filmes (polietilenos), de tubos o

de láminas (PS, ABS, PVC). Una técnica utilizada para la obtención de láminas de empaquetado con

película y tipo burbuja es la Termoformación, que parte de una lámina de polímero conseguida por

extrusión y se le aplica calor hasta que se reblandece para más tarde introducirla en un molde en el que

se somete a una fuerza para darle forma hasta que se solidifica.

Inyección:se basa en la inyección de material fundido dentro de un molde frío cerrado, en el cual el

material se enfría y solidifica, tomando así la forma deseada. Este proceso consta de dos etapas

fundamentales:

Plastificación: consiste en la fusión del material en un tornillo donde existe una válvula a presión para

evitar que el material retroceda, una vez fundido, hacia la entrada. Además dicha válvula permite

empujar el material hacia el interior del molde.

Cierre: es la zona en la que se encuentra el molde a baja temperatura, siempre sometido a presión, una

vez que la materia fundida se encuentra en su interior. La presión a la que se encuentra el molde

depende del tamaño de las piezas finales, contra más grandes sean mayor presión.

Soplado:es la técnica utilizada para la obtención de piezas huecas, como son botellas, bidones, etc..

Consiste en fundir el material e introducirlo dentro de un molde. A continuación se inyectaría aire en el

interior, de forma que el material quede alrededor de las paredes, en forma de tubo, y se enfríe

adquiriendo esta forma. La técnica es muy similar a la que utilizaban los maestros vidrieros hace años

para producir piezas de vidrio, la técnica de soplado de vidrio. Existen dos modalidades principales de

soplado:

Extrusión-soplado: es una técnica mezcla. Normalmente se trabaja con una extrusión continua ya que

permite mayor producción. El material que ha pasado por la extrusión llega con una forma intermedia al

molde de soplado, en el que se produce la entrada de aire con el que la materia toma forma y se

solidifica por enfriamiento.

Inyección-soplado: ha sido el método más utilizado para la fabricación de botellas de bebida

carbonatada, sobre todo de PET. En este caso se trabaja con una preforma del material realizada por

inyección dentro de un molde muy frío. A continuación se calienta la preforma por encima de su punto

de transición vítrea y se procede al soplado.

Tanto en el soplado como en la extrusión se pueden fabricar materiales bicapas, con dos capas de

material virgen y una, intermedia de material reciclado. De este modo se pueden aprovechar los

materiales de plástico reciclados para el envase de productos de consumo humano, ya que las capas de


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plástico virgen funcionan como medios aislantes. Es necesario hacer estudios sobre estos productos

para saber el espesor necesario de las capas vírgenes, habría que estudiar caso por caso.

Compresión:es una técnica poco utilizada en la actualidad auque en los años cuarenta tuvo mucho éxito

para la fabricación de discos planos o también llamados discos de vinilo, ya que se fabrican a partir de

un copolímero de cloruro de polivinilo (PVC) negro. Actualmente se utiliza sobre todo para plásticos

termoestables. Esta técnica consiste en colocar el material en un molde y el molde, a su vez, en una

prensa donde el material se somete a elevada presión y adopta la forma deseada.

Transferencia:es un método que se considera una versión mejorada de la técnica de compresión.

Consiste en la introducción de materia prima, a gran presión, dentro de molde gracias a un pistón. Es un

proceso más caro que el anterior y por ello hay que tener muy claro cuándo se debe utilizar.

Calandrado:es una técnica muy utilizada para la producción de láminas y películas del espesor deseado.

Suele dar un acabado de muy buena calidad y se utiliza sobre todo con el PVC. Consiste en la

introducción de materia prima en el interior de una máquina que contiene varios rodillos. La materia se

va desplazando entre los huecos que existen entre los rodillos, reduciéndose así su espesor.

Reciclado químico

Se basa en degradar 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. El reciclado químico comenzó a ser

desarrollado por la industria petroquímica con el objetivo de lograr las metas propuestas para la

optimización de recursos y recuperación de residuos. Algunos métodos de reciclado químico ofrecen la

ventaja de no tener que separar tipos de resina plástica, es decir, que pueden tomar residuos plásticos

mixtos reduciendo de esta manera los costos de recolección y clasificación. Dando origen a productos

finales de muy buena calidad.

La ruta química de reciclado es la solvólisis o descomposición química, la cual se puede realizar por

diferentes vías: metanólisis, glicólisis, hidrólisis y aminólisis. La solvólisis, o descomposición química, ruta

más desarrollada industrialmente que la térmica, es aplicable solamente a polímeros de condensación

(poliésteres, nylon y poliuretanos), los cuales tienen grupos funcionales unidos por enlaces débiles que

son susceptibles de disociación por ataque con determinados agentes químicos. Según el agente

utilizado las vías de tratamiento son: Metanólisis, glicólisis e hidrólisis. Es de destacar que los procesos

de metanólisis (con metanol) y glicólisis (con etilenglicol) eliminan impurezas de los plásticos y los

compuestos obtenidos se pueden dedicar a la fabricación de artículos con restricciones de calidad como

los de envasado de alimentos.

El método termolítico de descomposición es necesario para la rotura de las cadenas de los polímeros de

adición como los vinílicos, acrílicos fluoroplásticos y poliolefinas . Este método tiene mayor diversidad y

flexibilidad que la solvólisis en tanto que comprende tratamientos a altas temperaturas como la pirólisis

y gasificación y otros procesos que son habituales en refinería, generalmente con intervención de

catalizadores sólidos:


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Craqueo térmico, hidrogenación catalítica y craqueo catalítico. Los polímeros son convertidos a

monómero, a combustibles gaseosos y líquidos, y a compuestos de base en la petroquímica.

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 hacer 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. La gasificación, desarrollada por

diferentes empresas como la Shell Chemicals, Texaco y Ewivk se realiza en condiciones más severas que

las de la pirólisis, 960 °C y 60 bar, para obtención de gas de síntesis convertible en metanol.

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. En la última década se ha

impuesto la opinión de que la termólisis por degradación térmica de los plásticos es la tecnología más

interesante para el desarrollo de un proceso a gran escala, y en el que se traten conjuntamente plásticos

de diferente naturaleza sin forzar un elevado rendimiento en la separación selectiva de las materias

primas. Además un proceso de craqueo, bien térmico o catalítico puede integrarse en la operación de

una refinería con el consiguiente ahorro de inmovilizado. Centrándonos en los estudios realizados en la

pirólisis de plásticos en lecho fluidizado, los resultados de la pirólisis de polietileno de alta densidad,

polietileno de baja densidad, poliestireno y cloruro de polivinilo dan a 480 °C tres grandes grupos de

productos: 75-80% de un destilado con la viscosidad y potencia calorífica del fuel nº 2, 15- 20% de un

corte más ligero y un 5% restante de un gasóleo pesado. En este proceso el propio gas producido actúa

como combustible y además obtienen energía calorífica. Operando alrededor de 700 ºC se obtiene una

corriente mayoritaria de gas con un 40% de etileno, 27% de metano, 17% de hidrógeno y otras

fracciones.


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La estrategia perseguida en la pirólisis térmica es la optimización del proceso para conseguir los

productos más rentables, recuperando los monómeros tales como etileno, propileno, estireno, y

obteniendo un elevado rendimiento de aromáticos: benceno, tolueno, xilenos. Los elevados

requerimientos energéticos de la pirólisis, debido a la baja capacidad calorífica de los materiales

plásticos y a la necesidad de calentar el nitrógeno, llevan a la necesidad de la combustión parcial de los

plásticos, de forma que la pirólisis se puede mantener autotérmicamente en el intervalo 600-800 °C. La

gasificación y la pirólisis no necesitan integrarse en una refinería o complejo petroquímico, lo que tiene

como contrapartida a la no disponibilidad de la tecnología de las refinerías, la ventaja de poder

establecer unidades en lugares estratégicos respecto a la recogida y clasificación de los plásticos. Estos

métodos han sido desarrollados industrialmente en el pasado desde la perspectiva de tratar

conjuntamente todos los residuos sólidos urbanos sin separar el plástico y otros materiales de desecho,

como neumáticos usados y lodos activados.

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. La

hidrogenación catalítica es una vía más avanzada comercialmente. La planta de Veba Oel en Alemania

procesa 400 Tm/año de plásticos (acepta hasta un 10 % de PVC). Opera a 150-300 bar y 470 °C en

atmósfera de hidrógeno, dando un producto con un 60% de parafinas, 30% de nafta, 9% de aromáticos y

1% de olefinas. La rentabilidad de la planta exige una tasa de 120 USD/Tm de plástico tratado. BP

Petrochemical está creando un consorcio para comercializar un proceso de hidrogenación catalítica y

han hecho ensayos con poliolefinas.

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.

La utilización de un catalizador persigue la selectividad a productos del máximo interés, bien como

combustible o como materias primas de la petroquímica. Podemos clasificar las rutas de trabajo que

tienen el craqueo catalítico como etapa:

1. El craqueo catalítico directo de los plásticos, que son fundidos en el mismo reactor.

2. El craqueo catalítico (reformado) en linea del producto gaseoso de pirólisis.

3. El reformado del producto líquido de pirólisis, en un segundo reactor catalítico.

4. El craqueo catalítico de los plásticos disueltos.

Japón es el país que más ha progresado en estas rutas alternativas, cuyo interés reside en sus

posibilidades de aplicación a nivel nacional, combinando las políticas energéticas y medioambientales.


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La estrategia 1 considera a la pirólisis catalítica como un proceso único, que fue originalmente estudiado

en termobalanza con mezclas físicas de plástico y catalizadores ácidos. Esta estrategia ha sido aplicada

posteriormente, tanto en termobalanza como en lecho fijo, para comparar catalizadores o para realizar

estudios cinéticos El reactor de lecho fluidizado permite aplicar esta estrategia, en la que el catalizador

sustituye a la arena como coadyuvante de la fluidización y haciendo la función de soporte del

plástico fundido

En la estrategia 2 se plantean las etapas de pirólisis y de craqueo catalítico interconexionadas,

realizándose el reformado catalítico de los productos gaseosos de la pirólisis. Esta estrategia se ha

estudiado a escala de laboratorio y planta piloto Se han estudiado como catalizadores principalmente

catalizadores ácidos: SiO2/Al2O3, zeolitas CaX, HZSM-5, H-mordenita, Htheta, REY. Sin embargo, la

economía de un proceso de esta naturaleza aconseja el escalado para el tratamiento de los residuos

plásticos del ámbito nacional o incluso supranacional. Este escalado aconseja utilizar las ventajas de las

estrategias 3 y 4 de poder separar la transformación en dos etapas, pirólisis o simple licuefacción por

disolución (que pueden realizarse a pequeña escala), y craqueo catalítico (realizado a gran escala y en el

entorno de una refinería).

Con la estrategia 3 los residuos plásticos se transformarían en una unidad de pirolisis autónoma,

próxima a los puntos de recogida y de clasificación de residuos. De esta forma se sustituye el problema

de transporte de los plásticos por el del transporte del producto líquido de pirólisis. Esta estrategia

permite aplicar los desarrollos alcanzados en la pirólisis térmica de residuos plásticos en reactores de

lecho fluidizado. Los requerimientos energéticos para operar autotérmicamente en el intervalo 600-800

°C con recuperación de los monómeros y con un elevado rendimiento de aromáticos pueden alcanzarse

combinando la pirólisis con la combustión parcial de los residuos plásticos y recirculando los gases de

pirólisis Asimismo, esta estrategia propone realizar la segunda etapa, el craqueo, que conduce a los

productos finales y requiere de la optimización de otras unidades de separación y reformado, en una

refinería. Sobre esta estrategia se han realizado valiosas contribuciones mediante pirólisis de polietileno

en el intervalo 400-500 °C (minimizando la pérdida de material por combustión) consiguen un

rendimiento del 80% en peso de un fuel rico en parafinas, el cual mediante craqueo catalítico en lecho

fijo a 400 °C produce un elevado rendimiento a gasolina con alto contenido de isoparafinas y bajo

contenido de n-parafinas y aromáticos. Si bien el rendimiento a productos líquidos es superior con los

catalizadores básicos, se necesita mayor tiempo de reacción y el producto líquido es rico en 1-olefinas y

pobre en aromáticos e isómeros ramificados, por lo que su índice de octanos es reducido. Sin embargo,

en el craqueo de los productos de pirólisis de poliestireno, catalizadores básicos como BaO y K2O dan un

mayor rendimiento a estireno monómero, debido a la rápida desactivación de los catalizadores ácidos.

La estrategia 4, aúna las ventajas de las estrategias anteriores, porque por un lado se utiliza una sóla

etapa de reacción y por otro lado, se separa la etapa de licuefacción del plástico (ahora por simple

disolución) con respecto a la etapa posterior de craqueo catalítico. El interés aceptado de esta estrategia

en Europa se fundamenta en sus posibilidades de implantación industrial. En la etapa de craqueo

catalítico se puede dar un paso más para facilitar su implantación industrial si se adapta a este proceso

la tecnología de las actuales unidades FCC (craqueo catalítico en lecho fluidizado). De esta forma, esta

estrategia no requeriría nuevo inmovilizado y sólo se plantearían pequeños problemas técnicos de

alimentación, además de los necesarios estudios dada la importancia económica de las unidades FCC en

las refinerías. Se trataría fundamentalmente de analizar la influencia de la nueva alimentación sobre los

rendimientos obtenidos, así como la calidad (composición) de los productos. Otro aspecto fundamental

sería determinar el mejor tipo de catalizador para tratar esta nueva alimentación. La licuefacción, por

simple disolución en caliente del plástico, previa a su craqueo bien térmico o catalítico, facilita el manejo

de los plásticos y resulta interesante para mejorar la transmisión de calor en el craqueo. La disolución

puede realizarse en el punto geográfico de y clasificación de los residuos sólidos, lo que facilita el

posterior transporte a refinería. Esta estrategia permite un tratamiento en refinería a gran escala del


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plástico disuelto procedente de diferentes orígenes geográficos. Los productos se incorporarán a las

unidades de separación de la refinería junto con las corrientes de otras unidades (con el consiguiente

ahorro de inmovilizado), con objeto de adaptar la composición a los requerimientos del mercado. En

este sentido, ha de tenerse en cuenta el progresivo aumento de las restricciones a la composición de los

combustibles por la legislación medioambiental.

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

otra técnica.

Valorización energética

Después del reciclaje la valorización es la segunda opción para la gestión de los plásticos.

Este método es aconsejable en el caso de tener plásticos que estén muy deteriorados, sucios, o

mezclados con otros materiales difíciles de separar. 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 hecho, 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. 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

Vertedero

La opción de llevar los residuos plásticos a vertedero es la menos deseable y la que se debería hacer en

último caso, siempre que no se pudieran realizar las anteriores.

Los vertederos que se utilizan son los de residuos sólidos urbanos, excepto para residuos de envases de

plástico que hayan contenido residuos peligrosos, que también serán tratados como residuos peligrosos.


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Aún así, los residuos son cada vez más abundantes y los vertederos se van llenando cada vez más

deprisa, con lo que se hace necesaria la apertura de nuevos vertederos que ocupan espacios que nunca

podrán ser utilizados para muchos otros fines. La solución más fácil dada a los plásticos, aunque es la

menos racional es depositarlo en vertedero, esto implica la acumulación incontrolada y mezclada con

otros tipos de residuos generando problemas medioambientales tales como:

♦ Ocupan un volumen importante.

♦ Impacto visual porque vuelan y se esparcen por la zona.

♦ Permanencia en el tiempo, ya que tardan cientos de años en degradarse.

♦ Lixiviados.

CONCLUSIONES

-El reciclado químico se encuentra hoy en una etapa experimental avanzada. Es de suponer que en los

próximos años pueda transformarse en una poderosa y moderna herramienta para tratar los residuos

plásticos. El éxito dependerá del entendimiento que pueda establecerse entre todos los actores de la

cadena: petroquímicas, transformadores, grandes usuarios, consumidores y municipios, a los fines de

asegurar la unidad de reciclado y que la materia prima llegue a una planta de tratamiento.

-La sociedad debe estar preparada para tal cambio de tecnología en lo que hace al tratamiento de los

residuos plásticos. Por su parte, la industria petroquímica está trabajando en la definición de

especificaciones técnicas a los fines de garantizar la calidad de los productos obtenidos a través del

reciclado químico.

-Si bien el reciclado mecánico se halla en un estado más evolucionado, éste solo no alcanza para

resolver el problema de los residuos. No sería inteligente desdeñar cualquier otra forma de tratamiento

por incipiente que fuera. Lo que hoy parece muy lejano puede que dentro de las próximas dos décadas

se convierta en una realidad concreta. En el caso de los plásticos se debe tener en cuenta que se trata

de hidrocarburos, por lo que, para un recurso no renovable como el petróleo, es especialmente

importante desarrollar técnicas como el reciclado químico para generar futuras fuentes de recursos

energéticos. Los plásticos post-consumo de hoy pueden considerarse como los combustibles o las

materias primas del mañana. Además, el reciclado químico contribuirá con la optimización y ahorro de

los recursos naturales al reducir el consumo de petróleo crudo para la industria petroquímica.

-De todas las alternativas de valorización quizá ninguna esté hecha tan a medida de los plásticos como el

reciclado químico. Es muy probable que se transforme en la vía más apropiada de recuperación de los

residuos plásticos, tanto domiciliarios como los provenientes del scrap (post-industrial), obteniéndose

materia prima de calidad idéntica a la virgen. Esto contrasta con el reciclado mecánico, donde no

siempre se puede asegurar una buena y constante calidad del producto final. El reciclado químico ofrece

posibilidades que resuelven las limitaciones del reciclado mecánico, que necesita grandes cantidades de

residuos plásticos limpios, separados y homogéneos para poder garantizar la calidad del producto final.

Los residuos plásticos domiciliarios suelen estar compuestos por plásticos livianos, pequeños,

fundamentalmente provenientes de los envases, pueden estar sucios y presentar substancias

alimenticias. Todo esto dificulta la calidad final del reciclado mecánico, ya que se obtiene un plástico

más pobre comparado con la resina virgen. Por lo tanto, los productos hechos de plástico así reciclado

se dirigen a mercados finales de precios bajos. Por el contrario, el reciclado químico supera estos

inconvenientes, ya que no es necesaria la clasificación de los distintos tipos de resinas plásticas

proveniente de los residuos. En este proceso pueden se tratados en forma mixta, reduciendo costos de

recolección y clasificación. Además, lleva a productos finales de alta calidad que sí garantizan un


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mercado. Toda estrategia de gestión integral de los Residuos Sólidos Urbanos debe prever y contemplar

la posibilidad del reciclado químico. El tratamiento de los residuos plásticos no puede ser resuelto

unilateralmente por uno u otro proceso, debiendo analizarse las diferentes alternativas de reciclado.

I+D+I en la Degradación natural de plásticos

Aunque la idea parezca increíble ya es posible crear plásticos biodegradables, con el consecuente

beneficio ambiental que esto supone, ya que se autodegradan cuando ya no son necesarios. Estos

plásticos reciben el nombre de polihidroxicalcanoatos, PHA, y se degradan gracias a una bacteria

llamada Azotobacter, dando lugar a dióxido de carbono y agua.

Existe otro tipo de plástico, también llamado biodegradable, cuya materia prima es de origen vegetal,

como por ejemplo el almidón (proviene de las patatas o del maíz), aunque es posible que se pueda

conseguir su obtención a partir de proteínas ó pectinas.

La diferencia que existe entre las materias de origen vegetal y las sintéticas (a partir del petróleo) es que

estas últimas suelen poseer moléculas o cadenas de alto peso molecular, que dificultan su degradación,

pero además suelen ser sustancias hidrófobas, al contrario que las materias naturales. Los plásticos

denominados biodegradables se destruyen parcialmente y sin necesidad de intervención de

microorganismos.

En España existen, en determinadas comunidades autónomas, ayudas estatales para el uso de plásticos

biodegradables en agricultura, en vez de utilizar plásticos normales que contaminan mucho más

También existen plásticos solubles en agua, de tal forma que cuando están embalando un producto es

necesario añadir agua para que desaparezca dicho embalaje. En China existen fábricas en las que se

producen estos plásticos llamados polietenol ó alcohol polivinílico. Las mayores aplicaciones son para la

actividad agrícola (films) y el envase y embalaje (bolsas, film de embalaje, etc..).

Otra sorprendente producción es la de los plásticos fotodegradables, que incorporan sustancias

fotosensibles que cuando reciben la radiación solar se van degradando poco a poco. Una desventaja

importante es que, debido a las sustancias fotosensibles que se incorporan en los productos, estos

plásticos no se puede reciclar por los métodos convencionales

En un futuro, no muy lejano, los plásticos que se degradan de forma natural representarán la alternativa

más ventajosa para deshacernos de estos residuos, ya que hoy en día la tecnología necesaria para crear

este tipo de plásticos es muy cara.

Anexos

http://www.youtube.com/watch?v=Swok8c6xoUs&list=WL7A353EE1A87F49B6&index=17&feature=plp

p_video

http://www.youtube.com/watch?v=Ia2MDSMdsAs&list=WL7A353EE1A87F49B6&index=20&feature=plp

p_video

http://www.youtube.com/watch?v=ccubxZfwUFI&list=WL7A353EE1A87F49B6&index=21&feature=plpp

_video

http://www.youtube.com/watch?v=K8m89bjPa_I&list=WL7A353EE1A87F49B6&index=22&feature=plpp

_video

reciclaje termoplásticos

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