Cómo el plástico difícil de reciclar puede ser tan bueno como el nuevo

Las nuevas tecnologías de reciclado que se están probando actualmente pueden permitir que plásticos como los envases de alimentos de un solo uso, las piezas de automóvil reforzadas con fibra y la espuma de colchón (polímeros que a menudo terminan en los vertederos o son incinerados) tengan más que una segunda vida: pueden quedar como nuevos.

Envases de plástico con fruta
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Los residuos plásticos son una preocupación ambiental creciente. En Europa se producen alrededor de 60 millones de toneladas de plásticos cada año, mientras que solo el 30% de ellos se recicla. De todos los residuos plásticos que se han generado, el 79% ha terminado en un vertedero o como basura en la naturaleza.

A medida que Europa haga la transición a una economía más circular, en la que los materiales se reutilizan al final de su vida útil en lugar de ser desechados, las mejoras en el reciclado de plástico desempeñarán un papel importante.

Las recientes medidas puestas en marcha por la Comisión Europea deberían ayudar a hacer el plástico más sostenible. Una estrategia sobre los plásticos adoptada en 2018 tiene por objeto abordar el problema transformando la forma en que se diseñan, utilizan y reciclan los productos de plástico. Un objetivo clave es reciclar el 55% de los envases de plástico para 2030. Los envases tienen una elevada huella ambiental: alrededor del 40% del plástico producido se utiliza para el embalaje, que normalmente se desecha después de su uso.

Los envases suelen estar fabricados con diferentes tipos de plástico, lo que hace que sean difíciles de reciclar. Los alimentos frescos como la carne y el queso, por ejemplo, suelen estar protegidos por muchas capas como tapas, películas y bandejas que no están hechas del mismo tipo de plástico. Es necesario separar los diferentes plásticos antes de procesarlos, ya que no se mezclan bien durante el reciclaje convencional. Pero hacer esto puede llevar mucho tiempo y ser costoso. Esto significa que estos objetos, a menudo, no se reciclan o pueden considerarse imposibles de reciclar.

“Normalmente se depositan en vertederos o, en el mejor de los casos, se incineran con recuperación de energía", dijo la Dra. Elodie Bugnicourt, líder de la unidad de innovación de IRIS Technology Solutions, una empresa de ingeniería de Barcelona.

Los compuestos reforzados con fibra a menudo tienen un destino similar. Estos materiales de base plástica, reforzados con fibras de vidrio o de carbono, se utilizan en diversas piezas interiores y exteriores de automóviles, desde los parachoques hasta los paneles de las puertas cubiertas con textiles. Dado que los diferentes materiales son difíciles de separar, normalmente se incineran al final de su vida útil. 

Una segunda vida

Sin embargo, las nuevas tecnologías de reciclaje podrían ayudar. Como parte de un proyecto llamado MultiCycle, la Dra. Bugnicourt y sus socios del proyecto tienen como objetivo ampliar un proceso patentado, llamado CreaSolv y desarrollado por el Instituto Fraunhofer de Munich, Alemania, que puede dar una segunda vida una y otra vez a los envases multicapa y a los compuestos reforzados con fibras.

Utilizando una fórmula con base de disolvente, se extraen y separan diferentes tipos de plástico y fibras disolviéndolos en una solución. Luego, los polímeros (largas cadenas de moléculas que componen un plástico) se recuperan de la solución en forma sólida y se transforman en gránulos de plástico. Las fibras recuperadas también pueden ser reutilizadas.

Hasta ahora, el proceso muestra beneficios prometedores sobre los métodos existentes. Con el reciclado mecánico convencional, el plástico suele degradarse cuando se procesa, por lo que su uso es limitado. Y aunque el reciclaje químico, una tecnología emergente que convierte el plástico de nuevo en pequeñas moléculas o monómeros, puede crear plástico de alta calidad, puede ser intensivo en energía. Con CreaSolv, el plástico reciclado es de alta calidad y el proceso es más eficiente. “Recuperamos un polímero en lugar de un monómero, lo cual es una ventaja porque no necesitamos usar energía para volver a polimerizar el material", dijo el Dr. Bugnicourt.

Hasta ahora, el equipo ha estado llevando a cabo pruebas a pequeña escala con envases multicapa y compuestos para probar el proceso. Al mismo tiempo, ha estado diseñando una planta piloto a gran escala en Baviera, donde las pruebas deberían comenzar en julio. El principal desafío será procesar a gran escala residuos compuestos por complejas mezclas de plásticos, dice el Dr. Bugnicourt.

Los miembros del equipo también han estado desarrollando un sistema para monitorear la composición de los residuos plásticos. Quieren ser capaces de identificar automáticamente los tipos de plástico y fibra en un producto para que el proceso pueda ser optimizado en base a los lotes de materiales a ser reciclados.

El Dr. Bugnicourt cree que el sistema podría instalarse en las plantas de reciclaje existentes para ampliar los tipos de plásticos reciclados. También se podrían crear instalaciones especializadas para procesar los residuos industriales. "Algunos fabricantes de envases que tienen una gran cantidad de residuos posindustriales de un tipo determinado podrían invertir en tener sus propias plantas de reciclaje", dijo.

Especializado

La mejora de los procesos de reciclado existentes también podría reducir el impacto ambiental de los tipos de desechos plásticos que son más difíciles de reutilizar. Mientras que ciertos plásticos de uso común son ampliamente reciclados, como el PET que se utiliza para fabricar botellas de bebida, los plásticos con usos más especializados a menudo no lo son. Las barreras tecnológicas suelen ser las responsables.

"Las tecnologías pueden no estar maduras o tienen el problema de no ser rentables debido a la falta de desarrollo", dijo la Dra. Tatiana García Armingol, directora del grupo de energía y medio ambiente del centro de investigación de energía CIRCE en Zaragoza.

La Dra. García Armingol y sus colegas están demostrando formas de aumentar la tasa de recuperación de ciertos plásticos difíciles de reciclar como parte del proyecto POLYNSPIRE. Se centran en las poliamidas (plásticos utilizados en piezas de automóviles como engranajes y airbags) y los poliuretanos (espuma flexible utilizada en productos como colchones y alfombras).

El equipo cree que el reciclaje convencional puede ser mejorado para aumentar la calidad del plástico reciclado. Para ello, están investigando dos tecnologías: la adición de vitrímeros, un tipo de plástico relativamente nuevo que es a la vez resistente y maleable, así como la incorporación de la irradiación de alta energía. “Ambas tecnologías tienen como objetivo principal aumentar la resistencia de los materiales reciclados y mejorar sus propiedades para que puedan ser utilizados en aplicaciones de alta exigencia", dijo la Dra García Armingol.

Otras innovaciones que están explorando podrían mejorar el reciclado químico. La tecnología tiene un enorme potencial para alcanzar una economía circular, ya que permite que el plástico se recicle continuamente manteniendo su calidad. Sin embargo, su huella ambiental podría reducirse. El uso de microondas o de materiales magnéticos inteligentes, por ejemplo, podría reducir la cantidad de energía necesaria para generar calor para la polimerización, en la que los monómeros producidos en el proceso de reciclaje se unen para formar las largas cadenas de moléculas que componen el plástico.

“El reciclaje químico (convencional) puede tener un alto impacto ambiental”, dijo García Armingol. "Uno de nuestros principales objetivos es demostrar que puede ser rentable y respetuoso con el medio ambiente.

Semindustrial

Hasta ahora, el equipo ha estado probando las tecnologías propuestas en el laboratorio. Ahora se están preparando para la fase de ingeniería del proyecto donde demostrarán que son factibles a escala semindustrial. Actualmente están trabajando en las etapas de pretratamiento y purificación del reciclaje. El siguiente paso del proyecto será demostrar que el plástico producido con estas tecnologías es de suficiente calidad para reemplazar el material virgen. La Dra. García Armingol y sus colegas se centrarán en unas pocas aplicaciones como las piezas de automóviles, donde hay estrictos requisitos de calidad, y los colchones. Trabajar en estrecha colaboración con socios industriales del sector automovilístico y empresas químicas y de gestión de residuos también será clave para la adopción de sus tecnologías. “Es muy importante para nosotros tener retroalimentación del sector industrial sobre sus requerimientos y expectativas", dijo García Armingol. "Queremos demostrar que es posible una economía circular en el sector del plástico”.

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