Reciclar el plástico - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos

Consiste básicamente en aplicar calor y presión a los objetos para darles una nueva forma. Sólo puede aplicarse, como ya sabrás, a los termoplásticos, que funden al ser calentados.

Muchos plásticos pueden arder y servir de combustible. Por ejemplo, un kilogramo de polipropileno aporta en su combustión casi tres veces más energía calorífica que un kilo de madera. Pero al tratarse de un proceso de combustión, se genera CO2 que es expulsado a la atmósfera y contribuye al efecto invernadero, así como otros compuestos gaseosos que pueden resultar tóxicos. Por eso, el proceso debe ir acompañado de controles y medidas de seguridad que eviten efectos dañinos.

Los métodos de reciclado de plásticos dependen del tipo de polímero, la fuente del plástico, su contaminación por otras sustancias (orgánicas e inorgánicas), los aditivos empleados, la combinación con otros materiales (por ejemplo cartón o papel de las etiquetas pegadas en los envases).

El reciclado primario involucra la reintroducción de desperdicios pre – consumo en la línea de producción para elaborar productos del mismo material. Este proceso es comúnmente aplicado en las propias instalaciones del productor. Este método es considerado el mejor para reciclar dado que usa poca energía, pocos recursos, hay una sola fuente de desechos, se sabe la composición de los materiales, es material limpio y homogéneo. El reciclado secundario, se refiere a las operaciones para recuperar los desechos plásticos a través de un proceso mecánico. El material reciclado puede convertirse en productos plásticos nuevos sustituyendo polímeros vírgenes por una porción de reciclados. Estos procesoso deterioran las propiedades de los productos, por lo que se requiere desarrollar tecnología para mejorar las propiedades de los materiales de desecho para hacerlos adecuados para nuevos usos. Esto se puede resolver utilizando nuevos componentes durante el proceso de fundición tales como polímeros vírgenes, fillers, fibras, compatibilizantes, agentes acopladores, estabilizadores y antioxidantes.

El reciclado secundario es limitado porque en ocasiones el costo de las resinas vírgenes es bajo (económicamente no se justifica introducir resina reciclada); además, las propiedades de los productos obtenidos del recilado son pobres debido al grado de mezclado (composición) y degradación, y la presencia de compuestos de bajo peso molecular, lo que implica el uso de más sustancias para tratar de equiparar las propiedades obtenidas con resinas vírgenes. Entre los principales retos del reciclado mecánico de desechos plásticos está el lidiar con polímeros incompatibles (se requiere compatibilizantes de las mezclas).

El reciclado terciario es el término usado para designar a los procesos químicos a través de los cuales las cadenas de polímeros se transforman en moléculas más pequeñas que pueden ser usadas como materias primas para otros procesos, por ejemplo la producción de combustibles, nuevos polímeros y otras sustancias químicas. El reciclado químico tiene alto potencial para desechos plásticos heterogéneos y contaminados en los cuales la separación no es económica o técnicamente viable. Las largas cadenas orgánicas de los polímeros se transforman en unas más pequeñas y menos complejas controlando el flujo de calor (pirólisis) y la presión de operación. Los procesos químicos usados son despolimerización (glicólisis, metanólisis , hidrólisis y aminólisis) o el calentamiento a altas temperaturas para romper los enlaces (pirólisis y cracking catalítico). Entre los principales derivados petroquímicos obtenidos via pirólisis de los plásticos que se han reportado se encuentran: etano (utilizado en la fabricación de PE, fibras de poliéster, PVC, PS, plásticos y espumas); propano (utilizado en PP, fibras, espumas); butadieno (usado en la fabricación de SBR, llantas, elastómeros, monómeros de nylon); benceno; tolueno y xylenos, entre otros. La pirólisis ha sido estudiada en diferentes escalas, desde experimentos a escala micro (enfocados a estudiar la cinética de degradación y las propiedades de los materiales), escala piloto y semi industrial. Los tratamientos de pirólisis típicamente consisten en una sección de alimentación (el producto a alimentar no requiere pretratamiento), una unidad de reactor y recipientes colectores de los productos.

La principal diferencia con el cracking catalítico es la adición de hidrógeno. Estos procesos se llevan a cabo a altas presiones (70 atm) y temperaturas en el rango de 375 – 400°C. Los catalizadores pueden ser Ni/s o NiMo/S. Primeramente los plásticos son licuados y filtrados para remover la materia que no puede ser destilada, esto se puede realizar a través de una pirólisis de baja temperatura. El líquido se manda, posteriormente a una cama catalítica. La pesencia de hidrógeno mejora significativamente la calidad del producto. Una limitante de este proceso es producir la corriente de hidrógeno. Las ventajas son: la excelente calidad de nafta obtenida y las mezclas de residuos de polímeros que pueden ser procesadas.

Proceso de conversión termoquímico catalítico que puede convertir materiales orgánicos en una variedad de hidrocarburos. El proceso puede ser alimentado con prácticamente cualquier residuo plástico (celulosa, madera, residuos orgánicos, desechos municipales y mezclas de todos estos componentes). El proceso incluye tres reactores: hidropirólisis, hidroconversión y el reformador. La temperatura de operación y presiones son 400 – 500°C; 15 – 35 atm.

Proceso de despolimerización catalítica de menor presión) fue desarrolllado por la empresa Alphakat GmbH y sugiere que la conversión de biomasa y desechos plásticos en combustibles liquidos se hace a temperaturas cercanas a la atmosférica. La ventaja de este proceso es que se elimina el oxígeno haciendo que el combustible líquido pueda aplicarse directamente en motores convencionales de combustión interna. A través de esta tecnología puede obtenerse diésel, keroseno o petróleo, puede ser aplicado a una gran variedad de polímeros tales como PET, PP o lignocelulosa.