Reciclado químico de residuos plásticos: sumando hacia un reciclado total

Reciclado químico de residuos plásticos: sumando hacia un reciclado total

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Por: Eva Verdejo, Pablo Ferrero, Nora Lardiés, investigadores de Reciclado Químico en AIMPLAS

Los plásticos constituyen el grupo de materiales más ampliamente usados por sus características versátiles. Son los materiales más regulados en cuanto a seguridad y sus aplicaciones son muy diversas.

Una de sus mayores cualidades, la versatilidad, hace que en muchas ocasiones su reciclado más tradicional (el reciclado mecánico) se vea limitado debido a varias razones, como son, entre otras: 1) Un gran número de plásticos existentes, 2) En ocasiones la presencia de más de un plástico en un mismo producto y 3) Algunos de esos plásticos no son fundibles para aumentar sus propiedades de resistencia mecánica y térmica.

En este entorno, Europa pide cada vez más una mayor circularidad de la Industria y de la Sociedad, relacionada con la necesidad de mantener los recursos en el sistema productivo y disminuir la dependencia de terceros países. Así surge cada vez más la necesidad de desarrollar tecnologías nuevas, y no tan nuevas, complementarias al reciclado mecánico cuyo objetivo es alcanzar la eficiencia de recursos y el vertido cero.

El reciclado químico constituye un reciclado material, y por tanto se encuentra en la jerarquía de residuos junto al reciclado mecánico.

Figura 1: Jerarquía de residuos.

El reciclado químico es un proceso de recuperación donde se somete al plástico a diferentes agentes químicos, biológicos y/o temperatura para producir una ruptura de los enlaces que lo conforman, y se transforma en pequeñas moléculas que tienen interés en la industria. Algunos de los cuales pueden servir también para volver a sintetizar nuevos materiales plásticos, que desde ese punto de vista serían materiales reciclados, pero manteniendo todas las propiedades y características de los materiales vírgenes, incluyendo por ejemplo la idoneidad en el contacto alimentario.

El nuevo ciclo de los productos plásticos, mediante la inclusión del reciclado químico se completa y da lugar a nuevas oportunidades.

Figura 2: Ciclo de productos plásticos. Fuente: Plastics Europe.

Este reciclado químico constituye ya una realidad y se observa que ya suma en las estadísticas de reciclado de países europeos, como por ejemplo en Alemania, tal como se muestra en la siguiente figura, aunque sigue siendo muy minoritario y sigue necesitándose un importante impulso en la investigación.

Figura 3: Tasa de reciclaje de envases plásticos por países en 2016. Fuente: Plastics Europe.

Los procesos de reciclado químico son muy variados. Normalmente se clasifican en tres grupos como son: solvólisis o depolimerización, craqueo térmico y craqueo biológico.

El proceso de solvólisis o depolimerización se realiza mediante la adición de diferentes agentes químicos, temperatura y/o presión. Se obtiene como productos, normalmente monómeros u oligómeros. Según el agente químico y las condiciones de reacción empleados para la escisión de la cadena los productos que se obtienen son diferentes. Así por ejemplo, a partir de un residuo de PET se puede obtener monómeros y oligómeros que tras una nueva polimerización pueden ser convertidos en un nuevo PET reciclado, pero con el mismo residuo y modificando las condiciones se pueden obtener monómeros para sintetizar y polimerizar  poliuretano o una resina de poliéster insaturada.

Figura 4: Proceso de solvólisis a nivel de laboratorio.

Esta tecnología ha sido la empleada en el proyecto FOAM2FOAM, de la convocatoria nacional RETOS de Colaboración para el reciclado de residuos post-consumo de poliuretano, procedente de diferentes fuentes como equipos eléctricos-electrónicos para volver a obtener nuevas piezas de poliuretano para el sector industrial.

Dentro de los procesos de craqueo destaca la pirólisis. Este proceso se realiza a altas temperaturas, normalmente por encima de 400 0C en ausencia de oxígeno y como producto final se obtienen tres fases: 1) Sólida, 2) Líquida y 3) Gaseosa. Dependiendo de los residuos de partida, que pueden ser mezclados se obtienen diferentes productos. Hay que destacar, en este sentido, por ejemplo, la recuperación de fibras de carbono de residuos termoestables reforzados. Éste es un proceso, que además puede producir combustibles, pero en ese caso, no se trataría de un reciclado químico, bajando entonces un escalón en la jerarquía de residuos y definiéndose como una valorización o recuperación energética.

Figura 5: Planta piloto de pirólisis de AIMPLAS.

En AIMPLAS se están desarrollando algunos proyectos de craqueo térmico, como son LIFE ECOMETHYLAL o RECIPAM. En el primer caso, se trata de un proyecto europeo, donde se demuestra una tecnología de gasificación para el tratamiento de residuos plásticos mezclados y donde se obtiene un producto como el metilal, de interés para la industria por ser un aditivo para gasolina y diésel que suprime emisiones. RECIPAM es un proyecto en el ámbito de la Comunidad Valenciana, subvencionado por la Agencia Valenciana de Innovación (AVI), donde se demuestra la reciclabilidad de residuos multicapa de poliamida con otros polímeros como polietileno y polipropileno. En este proyecto, se trabajan diferentes técnicas de reciclado, tanto mecánicas (como la compatibilización) como químicas (como la deslaminación o la pirólisis).

Por último, el craqueo biológico constituye una técnica prometedora, que está en sus inicios;  hace uso de microorganismos para mineralizar polímeros y enzimas como biocatalizadores para degradar polímeros a monómeros u oligómeros. Estas técnicas actúan no solo sobre biopolímeros, sino también sobre polímeros convencionales.

Figura 6: Film de poliuretano antes y después de degradación microbiológica.

En la actualidad AIMPLAS está desarrollando el proyecto europeo BIOICEP para la valorización de productos plásticos mediante el empleo de microorganismos y pretratamientos que optimizan estos procesos, como el tratamiento de microondas o la extrusión reactiva.

Además de estos procesos, están cobrando también importancia otros procesos que, aunque se enmarcan en el paraguas del reciclado químico, son tratamientos de tipo físico, donde se aprovecha la diferente solubilidad de los polímeros en disolventes para su separación. Este tipo de procesos se señalan como interesantes para la separación de multicapas, eliminación de adhesivos o de recubrimientos o incluso para resolver problemas tan importantes como la presencia de sustancias heredadas a través de su minimización o eliminación.

El campo del reciclado de productos plásticos está abierto y las posibilidades, que son infinitas, se irán matizando en los próximos años, pudiendo llegar a esos objetivos necesarios y ambiciosos que Europa requiere.

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