Reciclaje secundario
Procesos > ► Reciclaje
Reciclaje mecánico o reciclaje secundario
El reciclaje mecánico (o reciclaje secundario) es el reprocesamiento de materiales de desechos plásticos por medios físicos, como corte, trituración, lavado, etc., en productos plásticos. En este enfoque, el polímero se separa de sus contaminantes asociados y se puede reprocesar fácilmente en gránulos mediante extrusión de filtración por fusión convencional. El tamaño del plástico de desecho se reduce después de que se clasifica, limpia y seca, y luego se procesa directamente en productos finales o escamas de calidad constante, que se pueden usar para fabricar otros productos. Los pasos sucesivos para el reciclaje pueden variar de una operación a otra y del uso final. El polímero básico no se altera durante el proceso. Entre los principales problemas del reciclaje secundario se encuentran la heterogeneidad de los residuos sólidos y el deterioro de las propiedades del producto en cada ciclo. Esto ocurre porque el peso molecular de la resina reciclada se reduce debido a las reacciones de escisión de cadena provocadas por la presencia de agua y trazas de impurezas ácidas. Las estrategias para mantener el peso molecular promedio del polímero durante el reprocesamiento incluyen el secado intensivo, el reprocesamiento con desgasificación al vacío, el uso de compuestos extensores de cadena, etc. En el reciclaje mecánico, solo se pueden usar termoplásticos porque se pueden volver a fundir y reprocesar en productos finales. El plástico termoestable no se puede derretir ni reprocesar, por lo que el reciclaje mecánico no es adecuado para reciclar dichos plásticos. El plástico termoestable se puede procesar mediante su uso en hornos de cemento o alquitranado de carreteras. Los pasos involucrados en el reciclaje mecánico son los siguientes:
1. Recolección/segregación
2. Limpieza y secado
3. Astillado/dimensionado
4. Coloración/aglomeración
5. Peletización/extrusión
6. Fabricación del producto final
Durante las fases de molienda o fusión, el material reprocesado se puede mezclar con material virgen para obtener resultados superiores. El reciclaje mecánico requiere plásticos homogéneos y materiales relativamente limpios. Es uno de los métodos tradicionales y más utilizados en muchos países para el reciclaje de plástico. Su costo es relativamente bajo, pero necesita una inversión inicial sustancial. El reciclaje mecánico es una forma posible de valorización que implica requisitos mínimos para la trabajabilidad del material. La calidad de los productos obtenidos dependerá en gran medida de la calidad de la selección que se haga sobre el producto reciclado. La industria del sector trata de mejorar continuamente, por ello, las técnicas de selección de materiales reciclados. Esto con particular referencia a los productos post-consumo con el fin de obtener fracciones cada vez más "limpias" de materiales homogéneos. Por otro lado, el reciclaje mecánico de chatarra de elaboración, o termoplásticos del circuito industrial, es una actividad consolidada desde hace tiempo. Según el tipo de residuos plásticos recuperados, y enviados al proceso de reciclaje mecánico, es posible obtener: - a partir de polímeros termoplásticos molidos, gránulos o escamas para ser utilizados en la producción de nuevos productos; - a partir de polímeros termoendurecibles molidos, fracciones de material que pueden utilizarse como rellenos inertes en el procesamiento de polímeros termoendurecibles/termoplásticos vírgenes, o rellenos para otros productos ya que no se pueden reelaborar por ser infusibles.
Recolección
Todas las actividades de recuperación de material comienzan con la fase de recolección. Esto ocurre de acuerdo con una diferenciación del sistema establecido: - recolección diferenciada por tipo de producto; - recogida multimaterial para dos o más tipos de producto; - recogida indiferenciada de todas las fracciones de residuos. En función del tipo de recogida que se persiga, ya es posible obtener una buena calidad del producto recuperado para enviarlo a reciclar.
Selección
La selección de los envases de plástico de la recogida urbana (botellas, frascos y otros envases de plástico) se puede realizar de forma mecánica o manual en función del tipo de sistema. La actividad de selección permite eliminar las fracciones extrañas, es decir, vidrio, papel, aluminio, de los envases de plástico y dividir estos últimos según el tipo de polímero.
Reciclaje heterogéneo
El reciclaje heterogéneo se lleva a cabo mediante el procesamiento de un material mixto que contiene PE, PP, PS, PVC (película de PE de alta y baja densidad, película de PP, tanques, bandejas, bolsas grandes, tarros, correas y redes). En este material heterogéneo, aunque en cantidades mínimas, pueden estar presentes PET (envases para líquidos), áridos, otros envases y metales. En este proceso hay una primera separación morfológica y dimensional seguida de una magnética para separar las fracciones extrañas que pudieran crear problemas durante la fase de procesamiento. Estas tres separaciones se realizan de acuerdo con el procesamiento y el producto a elaborar. Posteriormente, el reciclaje se desarrolla según tres fases: - trituración, trituración gruesa del material - densificación - extrusión. Según el procesado y el producto a obtener, se pueden realizar todas las fases o solo una parte del proceso: por ejemplo, se puede triturar el material y posteriormente densificar o, una vez triturado, el material se puede extruir directamente. Las dificultades presentes en el reciclado heterogéneo están ligadas a las diferentes temperaturas de procesamiento de los polímeros mezclados. Este problema excluye la posibilidad de utilizar plásticos heterogéneos para la producción de productos con una forma compleja y con espesores mínimos.
Reciclado homogéneo
Con referencia particular al reciclado homogéneo de polímeros termoplásticos, el reciclador debe asegurarse de que no haya otros polímeros, materiales inertes, rellenos o aditivos presentes en el polímero a tratar en cantidades tales que comprometan la procesabilidad. Después de la fase de recolección y separación de otros materiales, el plástico se selecciona cuidadosamente por tipo de polímero. Los métodos de separación que se pueden realizar son diferentes: - Separación magnética - Separación por flotación - Separación por densidad - Flotación - Separación por propiedades aerodinámicas - Tamiz por soplado de aire - Separación electrostática Una vez separados, los diferentes polímeros se envían a la fase siguiente.
Trituración
Es la primera operación prevista en el reciclaje mecánico. El nivel tecnológico alcanzado en esta fase ha hecho posible disponer en el mercado de una amplia gama de molinos que permiten moler casi todo tipo de productos, desde film, pasando por botellas, hasta grandes piezas moldeadas. La operación de trituración produce la trituración gruesa del material, llevándolo a asumir dimensiones homogéneas aunque de tamaño irregular. El sistema de carga generalmente consiste en una araña de agarre o una cinta transportadora. Después de la trituración, el material sufre una reducción considerable del volumen inicial; esto es particularmente evidente cuando se trata de cuerpos huecos, tanto con perfiles cerrados como abiertos, en los que la reducción de la relación volumétrica es muy elevada (generalmente superior a 1:5). A efectos de la procesabilidad del material tratado es importante garantizar una cierta homogeneidad del tamaño del producto. Esto se traduce en una fácil trabajabilidad en las máquinas aguas abajo de la planta. Los problemas que se pueden encontrar en esta etapa se refieren esencialmente a la nutrición. Al tratar materiales blandos y elásticos, como películas y lonas, el suministro de energía o la productividad de la trituradora es casi constante. Por otro lado, la trituración de materiales rígidos a veces puede causar problemas durante la fase de alimentación, ya que los ganchos del grupo triturador no pueden "enganchar" el producto. Lavado El lavado del producto obtenido tras la trituración se realiza en el caso de que sea necesario separar aquellas partes que pudieran ser perjudiciales para la fase de transformación posterior. En base a las características del polímero reciclado y del sector de origen se han desarrollado diversos sistemas de lavado. El sistema más habitual es el que consiste en el paso del material triturado a un depósito en el que se mantiene una corriente de agua. El material procedente de la fase anterior de triturado es conducido a la cuba de lavado y arrastrado por la corriente de agua hacia la salida de la cuba. En el fondo se recogen materiales que tienen una densidad superior a la del agua como tierra, piezas metálicas u otros polímeros. Está claro que este sistema de lavado es válido para polímeros con una densidad inferior a 1 g/cc, principalmente poliolefinas. Para los demás polímeros, el lavado suele realizarse pasando el material por una cinta transportadora y sobre la que se pulveriza agua, tal cual o con aditivos, para facilitar el lavado del material. Para asegurar una correcta limpieza del material en algunos sistemas se dispone un segundo tanque de lavado. Para algunos productos, como piezas de botellas o productos impresos, para los que se utilizan etiquetas adhesivas, el material se trata con soluciones básicas para permitir la separación de la etiqueta y el pegamento. El material con el que se ha fabricado la etiqueta suele ser incompatible en la fase de transformación con el polímero que constituye el producto. Además, la presencia de Molienda El producto proveniente de la operación de lavado es transportado a un molino triturador que tiene como objetivo reducir aún más el tamaño del material. Esta operación se suele realizar para productos rígidos (moldeados). Para productos blandos como películas y hojas, la molienda se realiza después de la operación de secado. Es importante que el producto proveniente del lavado no contenga partes metálicas u otro material que pueda comprometer la efectividad del molino. Secado El suelo, después de haber sido sometido a cualquier lavado, se alimenta a un sistema de prensas de tornillo o centrifugado para ser separado de todo el agua libre. Una vez centrifugado, el producto contiene sólo "adsorbido" en la superficie, igual al 15/20%. El secado posterior del café molido se realiza en corriente de aire caliente o gas de combustión, mediante secadores verticales en zig-zag o centrífugos para alcanzar un ligero residuo de agua del orden del 2-3% compatible con el procesamiento posterior. mediante una extrusora con desgasificador. El material seco se envía a los silos de almacenamiento. Los silos utilizados generalmente están equipados con agitadores que tienen como objetivo homogeneizar el producto.
Granulación
Esta es la parte final de la planta durante la cual se obtiene el gránulo que se utilizará para aplicaciones posteriores. El material procedente de los silos de almacenamiento se alimenta a una extrusora equipada con una placa perforada con orificios de un diámetro final de 2-4 mm. El polímero fundido que sale de la matriz puede ser cortado a distancia por un cortador transversal, después de enfriar los "spaghetti" (hilos extruidos) en un tanque de agua (corte en frío) o por un sistema de cuchillas giratorias en contacto con la propia matriz, en el medio ambiente con agua pulverizada (corte en caliente).