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DESCRIPTION
polimerosTRANSCRIPT
UPAEP ' ! \ •'
UNIVERSIDAD POPULAR AUTÓNOMA
üilUMLCA U.M.7AL rrüs
USO UN«CAMtNÍ£tN SALA
I DEL ESTADO DE PUEBLA
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA 0»
O
tf
RECICLAJE DE POLIETILENO
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:
INGENIERO QUÍMICO
P R E S E N T A :
OSCAR MEDEL GONZALEZ
PUEBLA, PUE. SEPTIEMBRE, 1996
Septiembre de 1996
A quien corresponda:
Habiendo sido debidamente revisado el Trabajo
Recepcional presentado por el Sr. Osear Medel González,
denominado:
"Reciclaje de Polietileno"
apruebo su contenido como satisfactorio para sustentar el Examen
Profesional para obtener el título de Ingeniero Químico.
De nuestros Padres aprendemos a amar, a re í r , a poner un pie delante de
o t ro , q al abrir los libros descubrimos que tenemos alas.
Gracias
Agradezco a la Ing. y M.A. Ma. Josefina Rivero Villar y en especial al Ing. Aisaid Valera Vázquez por toda la ayuda prestada para la realización de este trabajo.
A todos los profesores que compartieron sus conocimientos y experiencias conmigo.
A todos mis compañeros de generación quienes me ayudaron ha salir adelante.
A la UPAEP por haberme formado profesionalmente.
Nuestro verdadero problema
no es la fuerza que tengamos hoy;
es la necesidad v i ta l de t o m a r acción hoy
y asegurar nuestra fuerza para el mañana
Dwight D. Eisenhower
JUSTIFICACIÓN
La actual problemática que estamos viviendo acerca de la contaminación
ambiental, es cada vez es mayor y no parece tener límites. Existen diferentes tipos de
contaminación cuya repercusión sobre todos nosostros tarde o temprano nos va alcanzar
siendo entonces irremediable, debemos pensar que todos de forma consciente e
inconsciente contribuimos a éste problema y tomarnos un tiempo para reflexionar y tratar
de hacer algo.
Siempre me ha llamado la atención la forma desmesurada en que
desperdiciamos una gran cantidad de materiales en especial el plástico, el cual se utiliza para
casi todo en nuestra vida diaria y que no es aprovechado en su totalidad. Es posible
aprovechar todo el plástico gracias a su inmejorables propiedades por las cuales se utiliza
en grandes cantidades, además de su larga vida que supera por mucho el fin para el cual fué
creado o utilizado.
Todo esto lo podemos observar en cualquier parte, donde existe una gran
cantidad de basura especialmente de tipo plástica, siendo muy desagradable a la vista y
principalmente perjudicial para el medio ambiente, por lo que decidí realizar este trabajo de
investigación documental acerca del reciclaje y aprovechamiento del plástico especialmente
enfocándome al Polietileno (PE) el cual he observado que se utiliza ampliamente y no se
aprovecha como debería de ser, a diferencia de otros plásticos que si son aprovechados
como el Polietilen tereftalato (PET). De esta manera conjuntar un poco de información la
que suele estar restringida o ser muy vaga en cuanto a su contenido, impidiendo o
retardando con ello la solución a éste problema. Solución que debe surgir de todo los
niveles de nuestra sociedad.
VI
INTRODUCCIÓN
El presente trabajo de investigación presenta los principios del proceso de
reciclaje de plásticos enfocado al polietileno, considerando algunos de los aspectos tanto
económicos, de organización y tecnológicos, permitiendo con ello ampliar las perspectivas
de esta actividad como una industria creciente y de gran importancia para el medio
ambiente
El tratamiento de los desechos es uno de los mayores retos a los que se
enfrentan la ciudades modernas.
El Reciclado es la alternativa más atractiva a la acumulación de basuras,
mucho más que el vertido en centros controlados o la incineración .
De las 11 mil toneladas de desechos sólidos que se producen tan solo en la
ciudad de México solo se recicla un 13% las posibles alternativas de solución que existen
para el problema son la reducción y reutilización de los desechos generados, también se
recomienda poner atención a los productos que compramos, que no tengan excesivos
empaques, y que las bolsas que nos dan en los supermercados no se desechen tan
indiscriminadarnnete.
Otra posible solución es la fabricación de plásticos BIO y FOTO
degradables, el proceso de reciclado es el proceso que consiste de convertir los materiales
en otros productos que pueden o no ser iguales al original. El reciclado no solo reduce la
basura sino que también disminuyue el consumo de agua, energía y recursos naturales,
produciendo una menor contaminación en el aire y agua. El reciclado puede crear trabajos y
oportunidades para pequeños negocios además reduce la dependencia de importaciones de
materias primas.
Como mencioné anteriormente, en México solo se recicla entre el 13 y 14%
de los materiales, y de este porcentaje el reciclaje del plástico es mínimo o casi nulo, el
reciclado se enfrenta tradicíonalmente a dos obstáculos. El primero es que sólo resulta
económicamente viable si la industria utiliza estos nuevos materiales en sustitución de las
materias primas propias de cada industria, por lo que en algunas ocasiones los productos
reciclados son más caros pero no por ello se debe desechar este objetivo.
vii
El segundo impedimento es que las autoridades deben poner los medios
suficientes para que el reciclado sea eficaz, comenzando con la conscientización de la
población y así poder alcanzar las metas que se establezcan para la solución de este
problema a nivel mundial, sin embargo el principal problema es la falta de cultura por parte
de la sociedad aunado a la falta de compromiso por parle de las autoridades
gubernamentales para lograr este gran objetivo. Una vez solucionado éste, los demás
problemas, no sólo el de la contaminación, podran ser solucionados más fácil y rápidamente.
VU!
ÍNDICE
Pags.
Justificación vi
Introducción vii
Capitulo I
Introducción 1
1.1 Reciclabilidad 2 1.2 Desechos Sólidos Urbanos 3
1.2.1 Afluentes de Desechos Plásticos 6 1.2.2 El Plástico como Contaminante 7
1.3 El Papel de los Plásticos en la Reducción de los Desechos 9 1.4 Características de los Materiales Plásticos 10 1.5 Tipos de Reciclado 13
1.5.1 Reciclaje Químico 16 1.6 Dirección y Tendencias en la Industria del Embalaje 21
1.6.1 Características del Embalaje Plástico 22 1.7 Propiedades del Polietileno 24
1.7.1 Polietileno 24 1.7.2 Propiedades Físicas 26 1.7.3 Propiedades Químicas 27 1.7.4 Aplicaciones 27
1.8 Polietileno de Alta Densidad (HDPE) 27 1.9 Polietileno de Baja Densidad (LDPE) 28 1.10 Polietileno Lineal de Baja Densidad (MDPE) 30 Capitulo II
Introducción 32 2.1 El Reciclaje como una Actividad Voluntaria 32 2.2 Programa de Reciclaje 34
2.2.1 Educación y Promoción 35 2.2.2 Recolección 36 2.2.3 Procesamiento 36 2.2.4 Comercialización 37 2.2.5 Demanda 37
2.3 Definición del Trabajo 39 2.3.1 Definición de la Estructura de Trabajo 40 2.3.2 Definición de las Metas de un Programa 40
2.4 Creación del Programa 40 2.5 Personal 41 2.6 Aspectos Económicos de un Programa de Reciclaje 41
VIH
2.6. 1 Financiamiento Privado 46
2.7 Sistemas de Recolección de Plásticos 47
Capitulo III
Introducción 50
3.1 Contenedores Rígidos 50 3.2 Proceso para el Reciclaje de Plásticos 53
3.2.1 Sistemas de Recolección 54 3.2.2 Selección y Separación 3.2.3 Separación Manual 60
3.3 Sistemas Comerciales para Limpieza 62 3.3.1 Compactado 64 3.3.2 Extrusión 64 3.3.3 Peletizado 67
3.4 Reciclado de Películas Plásticas 68 3.5 Reciclado de Botellas de HDPE 70 3.6 Influencia del PCR durante el Procesamineto 75
3.61 Degradación 76 3.7 Reestabilización de Material Plástico Reciclado 78 3.8 Análisis térmico para Resinas Recicladas 82 Capitulo IV
Perspectivas del reciclaje en México 88 Conclusiones 94
BIBLIOGRAFÍA 96
ix
ÍNDICE DE FIGURAS Pags.
1.1 Composición Media de los Resisduos Domésticos Estadounidenses 4 1.2 Clasificación de los desechos en la Ciudad de México de acuerdo a su origen 4 1.3 Clasificación de los desechos en la Ciudad de México de acuerdo a su tipo 5 1.4 Porcentaje de Desechos Generados de acuerdo al tipo de Sector en la Ciudad
de Puebla 5 1.5 Clasificación de los Desechos Sólidos Generados en la Ciudad de Puebla 6 1.6 Generación de Desechos Urbanos de acuerdo a su Peso en los EE.UU 8 1.1 Sistema de Recuperación y Reciclaje Primario para Desechos de Película 15 1.8 Esquema teórico para la separación de desechos plásticos por medio de
un sistema de flotación \6 1.9 Proceso Cíclico para el Reciclaje Químico 17 1.10 Proceso para la conversión de desechos plásticos en aceites Combustibles
mediante pirólisis de lecho fluidizado con un serpentín tubular 20 1.11 Plásticos para empaque dentro de los desechos sólidos municipales en EE.UU 23
2.1 Ciclo de los Plásticos 34 2.2 Variabilidad del Reciclaje de Empaques Plásticos vs Precio actuales de resina
virgen basados en el precio del barril de petróleo de $20 dólares 43 2.3 Variabilidad del Reciclaje de Empaques Plásticos vs Precio actuales de resina
virgen basados en el precio del barril de petróleo de $35 dólares 44 2.4 Código para la Identificación de materiales plásticos reciclables 48 2.5 Código para la identificación de copolímeros 49 2.6 Nuevo código de identificación de materiales plásticos reciclables 49
3.1aOperaciones Unitarias Representativas de un proceso de Reciclaje 51 3.1 b Proceso de Recuperación de Resinas Plásticas de la compañía Quantum Chemical 51 3.2 Tecnología par la separación de Botellas Mezcladas 57 3.3 Proceso de Disolución Selectiva 59 3.4 Diagrama de Equipo para el Proceso de Disolución Selectiva 60 3.5 Procesos para el Reciclaje de Pélicula Plástica 68a 3.6 Tomillo de extrusión de tipo gemelo para mezclado equipado con SSSP 66 3.7 Crecimiento del Reciclaje de Botellas de HDPE 70 3.8 Resistencia media para la Botella Coextruida ESCR (F50 días) (Tipo de Plástico) 72 3.9 Resistencia media para la Botella Coextruida ESCR (F50 días)(Espesor de la Pared) 73 3.10 Resistencia media para la Botella Coextruida ESCR (F50 días)(Estructura) 73 3.11 Procesos de Degradación 77 3.12 Monitoreo Diferencial Calorimétrico 85 3.13 Análisis Dinámico Mecánico 87
4.1 Diagrama para el reciclaje de los desechos previo a su reprocesamiento 92
X
ÍNDICE DE TABLAS
Pags.
1.1 Proyección a Nivel Mundial del Consumo de Materiales de Empaque de acuerdo a su tipo (1960-2000) ( millones de toneladas) 1 ]
1.2 Proyección a Nivel Mundial del Consumo de Materiales de Empaque de acuerdo a su tipo (1960-2000) (% en peso) 12
1.3 Tipos de Polietileno 24 1.4 Consumo de Polietileno a Nivel Mundial 26 1.5 Propiedades del Polietileno de Alta Densidad 29 1.6 Propiedades del Polietileno de Baja Densidad 31 2.1 Efectos de la frecuencia de recolección sobre la participación 33 2.2 Opciones de procesamiento para materiales reciclables 36 2.3 Proyección de Mercados 38 2.4 Demanda potencial para el HDPE reciclado (millones de libras) 39 2.5 Estimación de costos de procesamiento para una estación de reciclamiento
en EE.UU. 45
3.1 Tipos de Botellas deacuerdo al Color 55 3.2 Técnicas para la Identificación de Materiales 57 3.3 Disolución selectiva Utilizando Tetrahidrofurano y Xileno 61 3.4 Efectos por exposición ambiental en HDPE reciclado reestabilizado 79 3.5 Aditivos que pueeden ser utilizados para mejorar las propiedades de
resinas recicladas 81 3.6 Comparación de la Resina de PE y el PE reciclado fabricado por la
Compañía Dow Chemical 83
4.1 Volumen de producción de los plásticos 88
xi
CAPITULO I
INTRODUCCIÓN
La recuperación, reutilización o reciclado, de materiales son actividades de
considerable antigüedad y que continúan aún siendo de gran importancia para el comercio y
la industria.
Muchos artículos desechados que contienen materiales potencialmente
valiosos pueden ser reprocesados. Paralelamente, la industria manufacturera compra y
utiliza material virgen (primario) generando con frecuencia costos innecesarios; éstos
costos pueden ser tanto financieros como de tipo ambiental, que generalmente se traducen
en costos de extracción, hasta el punto de incurrir en gastos de importación para la
adquisición materiales primarios, reflejándose por consiguiente en las finanzas de la
empresa.
Las razones de porqué no son recuperados éstos materiales son varias e
independientes, generalmente, sin importar que tipo de material será procesado, y si existe
un incentivo financiero lo suficientemente alto, en las actuales condiciones económicas.
Algunos materiales secundarios como ciertos tipos de metales y aleaciones,
son prácticamente indistinguibles de los de tipo primario, y por lo tanto, son completamente
mezclables. Sin embargo muchos productos desechados por el consumidor son complejos,
provocando que sea difícil y costoso el separarlos y reutilizarlos (aunque no imposible),
siendo este el caso de Jos plásticos.
El valor del plástico como materia prima en la mayoría de los productos que
son desechados, es usualmente menor a sus costos iniciales de fabricación en relación con el
material virgen. Esto es lo que dificulta la persuasión y motivación de los fabricantes a
realizar cambios a sus procesos y productos, facilitando grandemente al proceso de
recuperación y reaprovechamiento de este tipo de materiales.
t
1.1 RECICLABILIDAD
La recuperación y utilización del material plástico desechado es una
actividad que ha tomado auge en los últimos 20 años.
El reciclaje es un elemento valioso en el uso racional de materiales. Éste
término en sentido estricto, es la reasimilación de un material a la corriente de materia
prima, de tal manera que pueda ser utilizada para un propósito idéntico o similar al que fue
usado en un principio.
El reciclaje debe ser diferenciado del término "rehuso" que propiamente se
refiere a la reutilización de un objeto tal como una botella, la cual puede ser utilizada
nuevamente al ser llenada un número indefinido de veces. También deben ser distinguidas
las distintas actividades realizadas por el fabricante al reasimilar material secundario; estas
incluyen "recolección" o reclamación. Solamente cuando el material ha sido recuperado o
reclamado de un afluente de desechos, está disponible para ser reciclado. La recuperación o
reclamación deben preceder al reciclaje.
El término RECICLABILIDAD se refiere a la relativa facilidad técnica o la
factibilidad de introducir un material particular proveniente de productos de desecho, todo
esto implica que la recuperación de materiales es el opuesto a la energía de extracción,
refiriéndose a los siguientes elementos:
• Facilidad de recuperación o separación de desechos
• Especificación y aceptación de productos desechados
• Mercado para productos recuperados
• Disposición de residuos posteriores a la recolección
• Costos de recuperación de materiales y su disposición
2
El material que puede ser recuperado en cualquier tiempo es una función de
la cantidad de material puesto en servicio después de ser reprocesado en un tiempo de vida
promedio igual a la del producto inicial. Sin embargo el progreso tecnológico ha mejorado
la eficiencia de los materiales usados, el consumo de materia prima continúa elevándose,
por lo que el reciclaje puede ser una solución a corto plazo. En muchos casos, los
materiales no son recuperados porque no son atractivos financieramente. Para maximizar
la contribución del reciclaje es necesario facilitar la forma de recuperación de
aquellos materiales con que fueron hechos los productos desechados ¡nicialmente1.
1.2 DESECHOS SÓLIDOS URBANOS
El mundo industrial enfrenta serios problemas en el control de la generación
y disposición de los desechos sólidos municipales (MSW, por sus siglas en inglés).
En el mundo, el total de basura producida es de 775 millones de toneladas al
año. En 1989 la comunidad Europea generó aproximadamente 110 millones de toneladas de
MSW, la industria Japonesa generó 330 millones de toneladas de MSW, y en EE.UU. fue
de 180 millones de toneladas lo que equivale a más de 600 Kg. de desechos per capita al
año 2 como se muestra en la figura 1. l.
En 1990, en México se produjeron un promedio de 6800 toneladas diarias de
basura, aportando el 30% de este total el área metropolitana.(2040 ton/día) Este mismo año
se manufacturaron aproximadamente 1,270,000 Ton. de plásticos de los cuales el 49% se
convirtió en basura, es decir 625,000 Ton, quedando con una vida útil el 51% de esta
cantidad3.
1 Henstock M.E., Design for Readability, Institute of Plastics, Great Britain, 1988, p.XI, p. (1-4) 2 Ehrig R.J., Plastics Recycling Products and Processes ,New York, 1992, p. (3-4) 3 Luna Chavez Mónica., M.Salcedo Duran Rosalba., (Tesis) Estudio Técnico de la Producción de Polímeros Degradables y/o Reciclado como Alternativas para la Reducción de Desechos Plásticos en México, Instituto politécnico Nacional, 1992 , p. 21
3
I % en volumen
Papel y cartón Mat. Organ ico Otros
Fig. 1.1 Composición media de los residuos domésticos estadounidenses4
Actualmente en el D.F. se generan 11,140 t/día de basura, es decir cerca de
1 Kg de basura por persona compuesta principalmente de un 40% de materia orgánica y un
60% de subproductos que podrían ser rescatados para reciclaje (papel, cartón, plástico,
vidrio, hueso, chacharas, metal), de esa cantidad sólo se recupera un 20% de lo que se tira
clasificándose como se muestra en las figuras 1.2 y 1.3. Para el caso de los plásticos este
materia] tiene un valor de $400/t como basura el cual supera a ios otros materiales
reciclables a excepción de los desechos orgánicos(alimentos desechos provenientes de
parques y jardines ) los cuales tienen un costo de $800/t *.
Clasificación de acuerdo a su origen
10% * * • Domiciliarlo
• Industrial
D Comercia»
El Mercados
• Parques y Jardines
S Hospitalario
61%
Fig 1.2
44 Rcf. 6 p.27
Calasificación de acuerdo al tipo de desechos 13%
40 ° ^^^^HIÍBHR 19%
V|i ^ ^ ^ \ ^ 9y°
5% 15%
H Papel y cartón
• Vidrio
• Plásticos
• Metales
• Orgánicos
O Otros
Fig 1.3
En la ciudad de Puebla se producen cerca de 1050 toneladas de basura al día
las cuales son generadas principalmente por los mercados, industrias, comercio y a nivel
domiciliario (Fig. 1.4).
La generación per capita es de aproximadamente 700 gramos al día, todos
estos desechos son enviados al relleno sanitario localizado al sureste de la ciudad de Puebla,
este relleno se concesiono al grupo APYCSA de C.V. Se estima que este relleno tendrá una
vida media de 13 años, duración que varia de acuerdo al volumen de desechos manejados.
Porcentaje de Desechos Generados de acuerdo al Tipo de Sector en la ciudad de Puebla
17%
53%
• MERCA DOS
• IND. Y COMERCIO
• DOMICILIA RÍA
30%
Fig.1.4
* Fuente Héctor Castillo Berthier, Periódico Reforma, Basura Sociedad Medio ambiente,"¿Lejos y Fuera?' Domingo 28 de julio de 1996.
5
Como nota importante podemos mencionar que se considera que el tiempo
en degradarse el material plástico ahí sepultado, es de unos 500 años en promedio.
La composición de los desechos en el municipio de Puebla se puede observar
en la figura 1.5.
Clasificación de los Desechos Sólidos Generados en la Ciudad de Puebla
15%
48%
20%
• Orgánicos
• Papel
• Plástico
m Vidrio
• Metal
m Otros
% en Volumen Fuente: Organismo Operador del Servicio de Limpia , Municipio de Puebla
Fig. 1.5
1.2.1 AFLUENTES DE DESECHOS PLÁSTICOS
Existen 5 tipos de plásticos que constituyen el 97% de los materiales
utilizados como empaques para un gran número de productos para el hogar: en forma de
botellas sólidas, contenedores, empaque flexible y películas termoencogibles5.
Las resinas vendidas para producir empaques en el año de 1987 fueron de
cerca de 6000 Ton, muchas de las cuales terminaron como desechos, estos plásticos se
clasifican varias categorías, entre las cuales se encuentran6:
5N. Cheremisinoff Paul, Encyclopedia of Environmental Control Technology Vol. 5, Waste Minimization and Recycling., Chapter 5, Problems with Plastic Waste, Houston Texas, 1992, p (67-68) 6 Carrasco Felix, Residuos Plásticos, Información Tecnológica, Vol. 4, No. 1,1993, p.27
6
• Polietileno (PE - siglas en inglés-) del cual se utiliza el 67% para empaque.
• Poliestireno (PS) constituye el 11% del total, mejor conocido como estirofoam .
• Polipropileno (PP) es utilizado ampliamente en artículos para el hogar, constituye el
10% del total.
• Polietilentereftalato (PET) representa el 7% del plástico, se usa en los recipientes para
bebidas principalmente.
• Cloruro de polivinilo (PVC) este plástico es el 5% del total, en la actualidad se esta
sustituyendo por el PET, ya que presenta dificultades al reprocesarlo.
El restante 4% consiste en una variedad de plásticos de ingeniería (ABS,
Lexan, etc.) y otros polímeros, según estudios realizados por el Servicio de Salud Pública
de los EE.UU.
1.2.2 EL PLÁSTICO COMO CONTAMINANTE
La composición de los MSW en los EE.UU. (Fig. 1.6) ha sido clasificada de
acuerdo al tipo de desechos. Los desechos de productos para empaques constituyen cerca
del 30% en volumen, artículos no durables como papel periódico, ropa, vasos de papel, etc.
son el 34%, artículos durables como aparatos eléctricos, electrónicos, muebles, llantas son
el 22%, los desechos de tipo orgánico y otros inorgánicos forman el 14% restante.
/ Si desglosamos el 30% correspondiente a empaques, el 8 % es plástico, el
14% papel, el 8% es metal, vidrio, etc.
Las cantidades de materiales recuperados de la basura, descartando a los
alimentos los cuales superan a los plásticos, son del 26% para el papel, un 32% para el
7
aluminio, vidrio 12%. El plástico que es recuperado soio es el 1 %.7, esto es provocado por
la falta de información de las personas, quienes desconocen o consideran que este material
ya no es utilizable.
Fig.1.6*
Es muy claro que los desechos plásticos han alcanzado proporciones críticas,
de tal forma que la solución de este problema se esta convirtiendo en una situación de tipo
político y tecnológico. El reciclado de plástico en los EE.UU. y en otras partes del mundo
principalmente en Europa durante los últimos 5 años, se han enfocado principalmente hacia
el empaque plástico, primeramente sobre botellas y contenedores. El problema básico para
la recolección de los materiales de empaque y otros plásticos, es el costo que representa
todo el proceso en conjunto; es decir, se requiere: personal para su recolección, selección,
limpieza y espacios para su disposición, tecnología necesaria para la recuperación de los
producto desechados y su posterior trasformación en un material útil además de otros
servicios requeridos para la realización de esta actividad.
7Ref.2,p.4
8 Ref.5 Plastics, Chapter 14, p. 14.3
8
1.3 EL PAPEL DE LOS PLÁSTICOS EN LA REDUCCIÓN DE LOS DESECHOS
La preocupación de la sociedad a nivel mundial, principalmente en los países
desarrollados, sobre la influencia de los plásticos dentro del medio ambiente se resume
generalmente en la siguiente pregunta ¿Cómo eliminar los residuos plásticos sin generar
nueva contaminación?, esto, aunado a los prejuicios que existen contra el uso de los
plásticos reprocesados9.
El empaque plástico es la parte más visible de cualquier tiradero de basura,
además del volumen ocupado en relación a su peso (el cual es muy bajo) dentro de los
rellenos sanitarios, ha hecho del plástico un blanco fácil para los ambientalistas, organismos
gubernamentales, la ciudadanía y los medios de comunicación, todos ellos, a favor de su
reducción o eliminación. Dado que los plásticos están sustituyendo a otros materiales, el
problema de los desechos va aumentando especialmente porque los períodos de uso para ¡o
que han sido destinados son muy cortos, en la mayoría de los casos es de un año, el ejemplo
más común son los envases de productos domésticos (detergentes y limpiadores), que en
comparación con el tiempo de vida del plástico, bajo condiciones normales es mucho
mayor.
Al realizar estudios sobre el impacto de los desechos sólidos no plásticos
durante su ciclo total de vida, fueron examinados varios materiales (recipientes de vidrio ,
papel, aluminio y acero) que fueron comparados contra recipientes fabricados con material
plástico, los resultados demostraron que los materiales no plásticos requieren:
• 22 veces más materia prima, 150 % más energía y 700 % mayor cantidad de agua.
• Generan 20 veces más desechos sólidos industriales .
9Ref.6 ,p. 26
9
• Producen 150 % más emisiones contaminantes para la atmósfera, 11 veces más agua
contaminada y un 150 % más de desechos.
Estudios adicionales indican que se generan menos desechos al utilizar
empaques de tipo plástico que si se utilizaran otros tipos de empaques.
No obstante, los problemas para la disposición del plástico se han vuelto
cada vez más agudos y se pronostica que empeorarán en un futuro, ya que la fabricación
de artículos plásticos desechables continuará y con ello seguirá acrecentándose este
problema.
Actualmente los métodos más comunes y tecnológicamente avanzados para
la disposición de desechos sólidos, son los rellenos sanitarios, el composteo y la
incineración. Sin embargo cada método presenta numerosos problemas asociados con la
seguridad y eficiencia para la disposición de los plásticos l0.
1.4 CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES PLÁSTICOS
Se le denomina plástico(del griego plastukés, moldear o formar) a una
substancia de tipo polimérico incluyéndose tanto a las de origen natural como sintético,
excluyendo a los hules. Estos materiales se caracterizan por tener la capacidad de fluir al ser
calentados y ejercerles una presión, aprovechando esto para poder fabricar una infinidad de
artículos en una gran variedad de formas.
Los materiales poliméricos se han clasificado como termoplásticos y
termoestables desde antes de que se conociera su naturaleza química. Los términos están
basados en los cambios físicos que sufren al ser sometidos a un calentamiento y
enfriamiento.
•Estudios realizados por Midwest Reasearch Institute para la JJ.S Society of Plastics Industry. I0Ref.5p.(68-69)
10
Los materiales Termoplásticos son materiales que:
1. Se vuelven suaves o "plásticos" cuando se calientan.
2. Son moldeados ó conformados mediante presión durante su estado plástico.
3. Solidifican cuando son enfriados reteniendo la forma del molde.
TABLA 1.1
Proyección a Nivel Mundial del Consumo de Materiales para Empaque de acuerdo a su Tipo (1960-2000)
(-millones de toneladas-)11
PAPEL
METALES
VIDRIO
PLÁSTICOS
MADERA
TEXTILES
TOTAL
PESO TOT. DEL MAT.
1960
51.5
18
18.5
1.6
9.8
0.7
100
35
1965
54.3
15.7
18.2
2.2
9.1
0.5
100
44.16
1970
55.7
14.4
18.1
3.4
8
0.4
100
54.09
1975
56
13.3
18.6
4.6
7.1
0.4
100
61.65
1980
56.1
11.4
15.9
7.9
6.9
1.8
100
76.8
1985
57.2
9.6
13
11.3
6.2
2.7
100
94.8
1990
57
10.4
12
12
5.7
2.8
100
107.4
1995
56.6
11.3
11.5
12.3
5.5
2.8
100
117.2
2000
55.8
12.2
10.7
13.2
5.3
2.8
100
129.4
Ya que el procesamiento de los pláticos es un proceso físico sin un cambio
químico, el proceso es reversible y puede ser repetido cuantas veces se requiera; sin
embargo, tales repeticiones de los ciclos de calentamiento y enfriamiento, eventualmente
causarán descomposición (degradación) de los polímeros. A nivel molecular estos
termoplásticos poseen cadenas lineales ligeramente ramificadas.
11 Ref.5, p. (79-80)
11
Los materiales Termoestables son materiales que pueden ser suavizados,
moldeados y finalmente endurecidos después de haber sido calentados. Los Termoestables
son sólidos infusibles que se descomponen al ser calentados nuevamente. El endurecimiento
o proceso de curado es una reacción química irreversible conocida como de enlace cruzado,
a nivel molecular los materiales termoestables son polímeros ramificados que forman redes
tridimensionales durante la reacción de enlace cruzado.
TABLA 1.2
Proyección a Nivel Mundial de Consumo de Materiales para Empaque de acuerdo a su Tipo (1960-2000)
(porcentaje en peso-millones de toneladas-)
PAPEL
METALES
VIDRIO
PLÁSTICOS
MADERA
TEXTILES
VARIOS
TOTAL
1960
16.7
5.8
5.9
.45
3.3
.25
2.6
35.44
1965
21.4
6.2
7.1
.85
3.6
.21
3.3
44.16
1970
26.6
6.9
8.6
1.6
3.8
.19
4.1
54.09
1975
31.6
7.5
10.5
2.6
4
.15
5.3
61.65
1980
39.4
8
11.1
5.6
4.9
1.2
6.6
76.8
1985
50.1
8.4
11.4
9.9
5.4
2.4
7.2
94.8
1990
56.3
10.3
11.9
11.9
5.7
2.7
8.6
107.4
1995
60.7
12.1
12.3
13.2
6
3
9.9
117.2
2000 1
66
14.4
12.6
15.6
6.4
3.3
11.1
129.4
Los termoplásticos han sido subdivididos basándose en el comportamiento
de sus propiedades tanto físicas como químicas, que a su vez van relacionadas con el costo
de su fabricación, surgiendo lo que se denomina polímeros de ingeniería, estos plásticos
suelen caracterizarce por tener propiedades como alta resistencia física, química y que son
por lo general de tipo termoestables, a diferencia de los otros plásticos más comunes, que
son fabricados en grandes volúmenes y a bajos costos.
12
1.5 TIPOS DE RECICLADO
Como ya hemos mencionado el término reciclaje, a manera de resumen, se
refiere a la integración de todos los desechos y desperdicios que generamos durante
nuestras vidas a un ciclo natural, industrial o comercial mediante un proceso cuidadoso que
permite llevarlo a cabo de manera adecuada y limpia.
A nivel industrial el reciclado se define como: cualquier tipo de proceso
en el que los materiales o artículos fabricados se recuperan y tratan a fín de conseguir
algún producto o beneficio adicional.
De acuerdo al proceso y al tipo de material, se pueden distinguir 4 tipos de
reciclado:
Reciclado Primario12: Es el procesamiento de residuos plásticos en productos similares a
los que dieron lugar a su producción, mediante los métodos normales de transformación.
Utiliza residuos no contaminados, mezclados con material virgen en diversas proporciones.
Generalmente, los residuos procesados por este método son residuos industriales que
provienen del arranque y estandarización de las máquinas, ó bien procedentes de las
cavidades de moldeo, de piezas defectuosas, etc.
Los principales problemas del reciclado primario son:
• La degradación del material, debido a la repetición del proceso.
• Contaminación del plástico reprocesado.
• Manejo de residuos de baja densidad aparente (espumas, películas, etc.).
,2Ref.4p. 102
13
El reciclado de los residuos provenientes de la fabricación de productos
plásticos es no solo una necesidad económica para la mayoría de las compañías, sino que es
una regulación que tienen que cumplirse, ya que los lugares destinados para los desechos,
cada vez están más restringidos tanto para los desechos industriales como para los MSW.
Por su parte, los fabricantes de equipo están respondiendo con sistemas más sofisticados y
automatizados que permiten a los fabricantes de artículos plásticos integrar sistemas de
reciclado a sus líneas de producción normal. En la actualidad los sistemas más avanzados
son los Europeos, que recolectan directamente y reutilizan los desperdicios directamente
sobre las mismas líneas de producción.
Como ejemplo de ésto podemos mencionar el sistema de recuperación de
recortes de orillas provenientes de las películas extraídas.
La clave para reciclar este tipo de desecho consiste en incrementar su
densidad aparente hasta al menos 25 lb/pie3 después de ser molida o granulada, ya que este
material posee una densidad de 2 a 5 lb/pie3. El incremento en la densidad de esta película
es necesaria para asegurar su buen manejo durante la alimentación al extrusor, ya que esta
película suele tapar al equipo13( Fig. 1.7).
Reciclaje Secundario: Es el reprocesado de los residuos a productos con menores
exigencias de propiedades. Los residuos utilizados en este tipo de reciclado provienen de :
residuos de basura urbana (MSW), embalajes retornables y no retornables, mezcla de
residuos industriales y plásticos contaminados (Fig. 1.8).
El problema principal de este tipo de reciclado, es la incompatibilidad de
algunos plásticos. Entre algunos de los parámetros que afectan las propiedades de las
mezclas de plásticos no compatibles, esta el tamaño de partícula, al disminuir éste, se
mejora considerablemente la tenacidad de la mezcla; por otro lado, propiedades tales como
flexibilidad, resistencia a la tracción y a la tensión disminuyen en el plástico reciclado.
13 Modern Plastics Intemactional, February 1993, p. 59
14
Extractor
(M9B ) Granulador
Silo-Ciclón
Fig. 1.7 Sistema de recuperación y reciclaje primario para desechos de película
Para resolver el problema de la incompatibilidad de algunos plásticos, se
hacen modificaciones químicas de las mezclas mediante compatiblizadores.
Los polímeros que normalmente se encuentran en los residuos son el PE, PS,
PVC, PET, PP son termodinámicamente incompatibles y por ello sus mezclas no tienen
propiedades mecánicas muy satisfactorias. El compatibilizador ideal sería otro de cadena
larga, con un extremo compatible con el otro polímero14.
Para efectos de este trabajo, el proceso de reciclaje secundario será
desarrollado más ampliamente en el capítulo 3, ya que éste es el sistema de reciclaje que a
14 Ref. 4 p. 103
15
MEZCLA DE DESECHOS
PLÁSTICOS
1 r HDPE, LDPE, PP, PS, PVC
AGUA d=1
HDPE, LDPE, PP
ALCOHOL Y AGUA d=.93
|
LDPE.PP
ALCOHOLY AGUA d=91
LDPE
I ^ HDPE
HDPE, LDPE, PP
SAL Y AGUA d=1.2
9» r-o
*- r v u
fe. PP
Fig. 1.8 Esquema Teórico separación de desechos plásticos por medio se un sistema de flotación de 4
etapas.
nivel comercial es más común y del cual se ha liberado mayor información, aunque existen
ciertos procesos que son propios de cada compañía, limitando los alcances de este trabajo.
Reciclado Terciario: Es la reconversión de los residuos plásticos en compuestos químicos
más simples, comprendiendo dos tipos de tratamiento: pirólisis y descomposición química.
Existe una cuarta clasificación denominada Reciclaje Cuaternario el cual es una variante
del reciclado terciario, ya que sólo considera la transformación del material plástico en una
fuente de energía, por lo que éste tipo de proceso se puede considerar como de tipo
terciario.
1.51-RECICLAJE QUÍMICO
Se le denomina reciclaje químico al rompimiento de las cadenas poliméricas
provenientes de la basura para convertirlas en fracciones utilizables en la fabricación de
monómeros , polímeros, combustibles o substancias químicas (Fig. 1.9).
16
Esta tecnología está surgiendo como un camino viable para enfrentarse a los
requerimientos de reciclaje. En algunos países como Alemania15, las leyes especifican que se
recicle el 64% de los plásticos para embalaje desechados, que son cerca de 700,000
Ton/año. Los métodos actuales de reciclaje mecánico solo son capaces de manejar 200,000
Ton/año indicando con esto que el reciclaje químico tendrá un mayor desarrollo
primeramente en Europa para el año 2000.
La idea básica no es nueva, los procesos químicos han sido utilizados para
despolimerizar el nylon, poliuretano y el PET a sus monómeros de origen.
Actualmente compañías como Du Pont, Goodyear y Hoechst-Celanese han
construido equipos para realizar procesos de glicólisis y metanólisis para revertir el proceso
utilizado para fabricar PET obteniendo monómeros de cadena corta virtualmente idénticos
al material virgen usado en las botellas de refresco16.
Proceso Cíclico para et Reciclaje Químico Petróleo crudo
Recolección separación limpiado
lercacfos de consumo )<-finales
Crudo Despolimerización ^ sintético
"*" * Hidrogenaron Combustibles
Procesamiento de la resina
Fig. 1.9
15 German Plastics and Rubber Machinery, VDMA Rubber and Plastics Machinery Divisional995) Frankfurt Germany, p. (9-10) 16 Modern Plastics International, July 1991, p. 26
17
El proceso de reciclaje terciario a creado un nuevo lenguaje en la industria,
reflejando la amplia perspectiva que los esfuerzos en investigación han logrado.
Como se ha mencionado el proceso Químico parece superar a los métodos
comerciales de reciclaje de tipo mecánico ya que éstos, llegan a limitaciones técnicas en el
área de recolección, separación, asi como en una serie de procesos físico y térmicos para el
aprovechamiento de los materiales termoplásticos
Los esfuerzos actuales se enfocan en proyectos para;
• Implementar el reciclaje de refinería que permite descomponer el plástico contaminado
en hidrocarburos.
• Iniciar la pirólisis de los desechos plásticos urbanos para obtener conversiones en
fracciones de petróleo sintético.
• Promover la licuefacción del plástico contaminado para convertirlo en reserva para la
fabricación de gasolina.
Un ejemplo de estos logros es la futura aceptación por parte de la F.D.A.
(Departamento de Drogas y Alimentos de los EE.UU.) del proceso de metanólisis del PET
para ser utilizado en la mezcla con material virgen para la fabricación de las botellas
utilizadas por la compañía de refrescos Coca Cola Co.
Los materiales más difíciles para reciclar químicamente son los termofijos,
debido a su estructura molecular la cual es muy resistente, el único método que a probado
su eficiencia es la pirólisis.
Otro ejemplo de esta tecnología escalada y llevada a la comercialización, es
la realizada por la compañía Wayne Tenchnology que ha desarrollado una unidad de
procesamiento con capacidad de 20,000 Tons, al año de desechos sólidos convirtiéndolas
en fracciones de petróleo sintético, utilizando una alimentación con una proporción de
60/30/10 de plásticos, papel y llantas, con un costo de $2.5 millones de dólares. En esta
18
planta se utiliza el proceso de pirólisis continua a condiciones de operación superiores a las
atmosféricas y con un sistema de condensación por 3 etapas.
En la actualidad, ya se encuentran plantas recicladoras dentro de ias plantas
de producción de refinamiento de crudos, destacando 4 tipos de tecnologías.
Craqueo: Este opera a temperaturas entre 400 y 600° C, a presiones ligeramente superiores
a la atmosférica para fabricar ceras líquidas de tipo oligomérico para utilizarce en
posteriores craqueos catalíticos, los gases generados se utilizan como combustibles para el
proceso.
Gasificación: Las plantas operan en una atmósfera de oxígeno a una temperatura de 900 a
1400° centígrados bajo una presión de 0 a 60 bars para producir monóxido de carbono e
hidrógeno.
Hidrogenación: Se procesan los materiales dentro de una atmósfera de hidrógeno a una
temperatura de 300 a 500° centígrados con una presión de 100 a 400 bars para producir
una mezcla del 65 al 90% de crudo sintético, 10 a 20% de gases y un 20% o más de
residuos sólidos.
Pirólisis: Operando a temperaturas de 500 a 900° centígrados en una atmósfera libre de
oxígeno se producen hidrocarburos gaseosos, amoniaco, cloruro de hidrógeno en un 50% ,
crudo sintético en un 25 al 40 % y residuos sólidos.
En Europa los primeros 3 procesos están más desarrollados mientras que en
EE.UU. se están realizando 2 proyectos de pirólisis patrocinados por el Consejo Americano
Del Plástico.
19
En la figura 1.10 se puede observar el proceso de conversión del PP
mediante Pirólisis que consiste en eJ calentamiento del PP una temperatura de (425-510°C)
bajo una presión de (50-250 psi), con un tiempo de residencia de 30 minutos. Cerca del
94% del polímero alimentado se convirtió en energía, del 6 % restante se convirtió el 90%
en aceite.
Gas Combustible
Tanque para aceite combustible
Fig.1.10 Proceso para la conversión de desechos plásticos en aceites combustibles mediante pirólisis de
lecho fluidizado con un serpentín tubular (Departamento de Energía EEUU.)
pesado y ligero, el 10 % en gas que se utiliza para calentar el reactor. Esta planta tiene una
capacidad para transformar 7700 toneladas al de año PP atáctico (estructura asimétrica de
las cadenas poliméricas).
20
1.6 DIRECCIÓN Y TENDENCIAS DE LA INDUSTRIA DEL EMBALAJE
La industria de) empaque plástico parece estar sufriendo una transición.
Desde la decentral izada estructura en la cual los procesadores de materia prima mostraban
poco interés en los productos finales, a aquellos que actualmente están integrando otras
funciones al procesamiento de la materia prima. Éstos movimientos explican el por qué del
crecimiento de la industria del embalaje dentro del mercado, forma el 20% de las ventas
totales de materiales plásticos. Pero este porcentaje no lo dice todo, ciertos tipos de
plásticos como el PVC17 juegan un papel cada vez menor en el área de embalaje, en la
actualidad este material se esta eliminando ya que la capacidad para ser reciclado no se
compara con la de su competidor el PET.
Han surgido una serie de campañas realizadas por grupos ecologistas, desde
manifestaciones por parte de la población, hasta grupos de gran influencia como
Greenpeace Internacional que ha lanzado protestas por la contaminación generada por el
PVC, especialmente al ser incinerado, ya que produce substancias tóxicas como cloruro en
forma de ácido clorhídrico, además de los diferentes metales pesados contenidos en los
aditivos utilizados para su fabricación, junto con lo plastificantes que son vistos como
posibles cancerígenos, sin mencionar el daño que causa a la capa de ozono la presencia de
los cloruros.
Durante la siguiente década el consumo per capita de embalaje plástico será
superior a la de los años anteriores. Ciertamente, aumentarán más tipos de empaques en el
mercado, los cuales estarán hechos con materiales distintos y generalmente incompatibles
entre si, ésto debido más que nada a la comercialización de los diferentes artículos que
utilizan a este material no sólo como protección sino como un medio publicitario el cual
atrae al consumidor dependiendo del diseño que este tenga (color, forma, etc), muchas
17 Modern Plastics International, March 1993, p. 43 62623
21
veces utilizando material en exceso. Por otra parte, también esta variando el uso de los
productos, los cuales se están diseñando para que el consumidor les dé otro uso después de
haber cumplido con su función primaria, aprovechando de esta forma al máximo el
producto fabricado, al aumentar su vida útil.18
1.61 CARACTERÍSTICAS DEL EMBALAJE PLÁSTICO
Los plásticos se han utilizado desde los años cincuentas. Su uso no se
desarrolló en esos años, sin embargo durante los años sesentas los precios del polietileno
cayeron drásticamente provocando que los plásticos realmente comenzaran a dominar la
industria del embalaje en los años setentas.
La mayoría de las variedades de plásticos se derivan de una materia prima
proveniente del petróleo: el etileno.
El etileno es la base para una multitud de substancias intermediarias y
productos finales, tales como explosivos, detergentes, DDT, perfumes y tabletas de aspirina
por mencionar algunos de ellos. El PE, PVC y el PS son 3 de los 4 plásticos derivados del
etileno, el polipropileno se obtiene de un proceso para la fabricación del etano.
La mayoría de los grandes volúmenes de plástico producidos son
termoplásticos, en el caso de los termoestables se utilizan poco como materiales para
empaque (Fig. i.ii).
La clave de la popularidad de estos materiales (HDPE, LDPE,PS, PP, PET
principalmente) se debe a sus inmejorables características para aplicaciones de embalaje,
entre algunas de estas propiedades tenemos:
• Son fuertes, durables, se comportan bien tanto en altas como en bajas temperaturas .
l8Ref.5 p. (82-83)
22
• HOPE • LOPE DPP 0PS • PVC HPET • INGENIERÍA
• 40%
Fig. 1.11
• Pueden ser utilizados en forma rígida, semirígida ó.flexible
• Los plásticos actúan como excelentes barreras que pueden resistir sustancias químicas,
aceites, grasas, pueden ser permeables a gases y vapores.
• Tienen características que favorecen su manufactura, son fáciles de maquinar, pueden ser
termoformados, impresos fácilmente y ser sellados mediante calor.
Ante tales características, los plásticos pueden ser producidos por una serie
de técnicas como extrusión, inyección, soplado, termoformado, dipersión por solventes y
formado en frío.
Los plásticos utilizados como empaques suelen tener 3 tipos de formas
básicas19:
1. Películas y hojas, fabricadas o termoformadas.
2. Contenedores moldeados y tapas.
3. Recubrimientos y adhesivos.
,9Ref.4p. 83
23
Para nuestro estudio nos enfocaremos únicamente al segundo tipo de
embalaje ya que actualmente se ha desarrollado más tecnología para la recuperación de
estos artículos.
1.7 PROPIEDADES DEL POLIETILENO
Estos plásticos pertenecen al grupo de las poliolefinas, son producidas por
polimerización de pequeñas moléculas llamadas alfa-olefinas insaturadas que son
hidrocarburos alifáticos que poseen un doble enlace entre el primero y segundo carbono
cuya formula molecular es CnH2n un ejemplo de las alfa-olefínas comúnmente utilizadas
tenemos al etileno (CH2=CH2), propileno (CH3-CH=CH2), buteno 1 (CH3-CH2-CH=CH2).
Estos materiales son los que en la actualidad se fabrican en mayor cantidad especialmente
para la fabricación de embalaje en sus distinta formas.
1.7.1 POLIETILENO20
En el caso de los polietilenos se ha adoptado cierta terminología para
clasificar los materiales deacuerdo a sus densidades, de la siguiente manera:
Tabla 1.3
Tipo de Polietileno Rango de densidades Acrónimo* (g/cm3)
Baja Densidad 0.910-0.925** LDPE Densidad Media 0.926-0.940 MDPE Alta Densidad >= 0.941 HDPE * Siglas en Inglés ** Este valor cambia dependiendo del autor
Los polietilenos son materiales parcialmente cristalinos, el porcentaje de
cristalinidad depende de las ramificaciones de las cadenas poliméricas las cuales determinan
la densidad del material.
Existen 2 técnicas fundamentales para la polimerización usadas en la producción del
PE:
Ref. 2 p.(75-72)
24
• Proceso de Polimerización a Alta Presión iniciado por radicales libres.
• Proceso de Polimerización a Baja Presión realizado por medio de una reacción
catalizada por metales de transición llevada a cabo tanto en fase gaseosa o en fase
líquida con hidrocarburos inertes.
Los materiales obtenidos por medio del proceso de alta presión son los
LDPE y MDPE, las películas para empaque son fabricadas con este tipo de materiales,
también se forman copolímeros de etileno con monómeros polares tales como el acetato de
vinilo, ácido acrílico, metil etil acrilato. Otros copolímeros producidos por este proceso son
el vinil etileno acetato (EVA) utilizados como adhesivos. Mientras que por el proceso de
baja presión producen el HDPE (homopolímero) en mayor proporción el cual es utilizado
principalmente para la fabricación de recipientes o como recubrimientos, aunque también se
forman los anteriores, como subproductos de la reacción.
La temperatura de fusión junto con su viscosidad son constantes debido a su
relación con su peso molecular característico del material. El PE puede ser caracterizado
en parte gracias a sus propiedades físicas. Debido a la facilidad de medición por medio del
denominado "Melt índex" o índice de fluidez del plástico que se refiere a la cantidad del
polímero (grs.) que fluye através de un orificio de diámetro conocido en un tiempo de 10
minutos a una temperatura y carga estática determinada, por medio de estas propiedades
junto con las de tipo mecánico, de procesamiento, de resistencia química, opacidad y brillo
se puede realizar un mejor estudio sobre el comportamiento de dicho material, bajo las
condiciones que sean requeridas de acuerdo a la aplicación que se desee
25
El polietileno es el material termoplástico dominante más consumido en el
mundo como se puede observar en la Tabla 1A
Tabla 1.4
PAÍS JAPÓN EUROPA (OCC.) EE.UU. CANADA MÉXICO** |
HDPE* 1113 2937 3779 276 205
LDPE/MDPE* 1672 5245 4912 512 350
PE TOTAL* 2785 8182 8691 788 555
* Miles de toneladas 1991 **1993
La mayoría de los métodos para medir las propiedades físicas y químicas se
basan en las técnicas establecidas por la ASTM (American Society for Testing and
Materials) la cual es una sociedad no lucrativa cuyo fin es del conjuntar los estándares y
técnicas de medición de los diferentes materiales que se conocen, para el caso de los
plásticos esta es la fuente más ampliamente utilizada.
1.7.2 PROPIEDADES FÍSICAS21
El PE es una resina semirigida dotada de óptimas características de inercia
química, de poder aislante eléctrico, de resistencia a bajas temperaturas y de bajo grado de
absorción de agua.
Como el polietileno absorbe agua al mínimo (0.01%) sus propiedades
eléctricas son prácticamente insensibles a los cambios de humedad, como también a la
inmersión en agua.
2IM.Mayer Erich ,Química de las Materias Plásticas, Editorial Científica Médica HOEBI, 1965, Barcelona p.(176-179)
26
1.7.3 PROPIEDADES QUÍMICAS
Al PE no le atacan los ácidos, las bases, sales u otros reactivos químicos. Se
puede emplear con ácido sulfúrico hasta una concentraciones de 98% y con ácido nítrico al
50% sin sufrir daño alguno.
1.7.4 APLICACIONES
Su uso se extiende a distintas áreas de la industria como:
• Eléctrica
• Embalaje
• ConductoresArtículos para uso doméstico
• Industria química
• Construcción
1.8 POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD (HDPE)22
El HDPE (0.94 a 0.97 g/cm3) es un material de muy alta cristalinidad (85 al
95%) y una temperatura de fusión de 135° C, De las tres propiedades menciondas , la
cristalinidad es fundamental, y las reactantes son consecuencia de ella. A su vez, la alta
cristalinidad de este tipo de PE se debe a que sus cadenas tienen muy pocas ramificaciones,
por lo que estas ramificaciones pueden acomodarse bien a la red cristalina, contribuyendo a
la flexibilidad de las cadenas (por ello se le denomina de alta densidad).
Ureta Barrón Ernesto, Polímeros Estructura, Propiedades y Aplicaciones .Limusa Noriega, 1989 l1
edición, México
27
La gran aceptación que este material ha tenido, se debe a sus buenas
propiedades físicas, químicas y eléctricas, combinadas con su bajo costo en comparación
con el de otras resinas. Además, como se funde con precisión a temperaturas moderadas,
puede procesarce fácilmente por muchos métodos y formularce para que cumpla con los
requerimientos exactos de aplicaciones específicas.
El HDPE se procesa por todas las técnicas usuales para termoplásticos :
• Moldeo por inyección
• Extrusión
• Termoformado
• Soplado
Un factor importante en todos los casos es que la resina debe calentarse y
enfriarse uniformemente. La velocidad de procesamiento depende de que tan rápidamente
se pueda calentar y enfriar la resina (Tabla 1.5).
1.9 POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD (LDPE)
Este término incluye a los polietilenos ramificados con densidades de 0.91 a
0.93gr/cm \ con grados de cristalinidad de 50 a 70 (valor que nos relaciona al peso
molecular promedio de una resina por medio de su medición con un plastómetro) y
temperaturas de fusión entre 100 y 110°C. Son ramificados porque se fabrican en
condiciones muy drásticas: presiones de 1500 a 3000 atm, temperaturas de 200 a 250°C y
peróxidos como iniciadores. Los peróxidos generan radicales libres, gracias a su enorme
reactividad, la cual provoca la creación de ramificaciones.
28
TABLA 1.5 PROPIEDADES DEL POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD M
PROPIEDAD
DENSIDAD Mecánicas
RESISTENCIA AL IMPACTO RESISTENCIA A LA FLEXIÓN
RESÍSTENOS A LA COMPRESIÓN RESISTENCIA A LA TENSIÓN
DUREZA ROCKWELL Propiedades Térmicas
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
COEF. LINEAL DE EXPANSIÓN TÉRMICA
TEMPERATURA DE USO CONTINUO TEMPERATURA DE FLEXIÓN
Propiedades Eléctricas CONSTANTE DIELÉCTRICA
RESISTIVIDAD EN VOLUMEN Propiedades Químicas
RESISTENCIA QUÍMICA ÁCIDOS FUERTES BASES FUERTES
SOLVENTES ORGÁNICOS R=resistencia MR=resistemncia media NR=resistencia nula
UNIDADES
g/cm3
Kg/cm Kg/cm3
Kg/cm2
Kg/cm3
SHORE D
10* cal cm/seg
cm 10S/°K
°C °C
60Hz Omhs x cm
MÉTODO ASTM D-793
D-256 D-790 D-695 D-638 D-785
C-177
D-696
D-648
D-150 D-257
D-543
VALOR
0.94-0.97
2.7-109 65-72
220-390 60-70
11-12.4
1100-1300
120 60-88
+1016
2.2-2.4
MR R
MR
A pesar de que al ser comparados con las otras dos gandes clases de
polietilenos, los de baja densidad son inferiores en algunas de sus propiedades, de todos
modos superan al resto en ventas por un amplio margen y no sólo a los otros polietilenos,
sino a los demás polímeros considerados individualmente.
23 Ocampo Padilla José Luis, Evaluación de Propiedades de Polietileno Reciclado para la Obtención de Poliducto, (tesis), ESIQIE, IPN,(1993) México D.F. p. (14-15)
29
Entre las cualidades que destacan de esta resina, son su precio y la facilidad
de su procesamiento, así como su flexibilidad, su alta resistencia al impacto y
particularmente la retención de dichas propiedades a temperaturas muy bajas debido a que
su temperatura de transición vitrea es -120°C. El resto de sus propiedades sólo pueden
calificarse de aceptables de manera que la explicación de su enorme demanda se justifica
porque se emplea para hacer artículos de baja permanencia o vida útil, un ejemplo de ello
son las bolsas que se utilizan principalmente en los supermercados (Tabla 1.6).
1.10 POLIETILENO LINEAL DE BAJA DENSIDAD (MDPE)
Este material se fabrica copolimerizando etileno con otras olefinas. Tiene
ramificaciones, por lo que es de baja densidad, pero las ramificaciones o grupos laterales
son de tamaño uniforme y tienen grados de cristalinidad mayores que el polietileno normal
de baja densidad . Su mayor cristalinidad , le imparte propiedades que lo hacen superior al
LDPE con el mismo índice de fluidez-estas propiedades son;
• Mayor resistencia al impacto.
• Mayor resistencia al desgarre.
• Mayor resistencia tensión.
Los procesadores de películas aprovechan estas cualidades para hacer
productos como bolsas para hielo, bolsas para artículos pesados y película de alta
resistencia (termoencogible). Dentro de estas aplicaciones, compite con los copolímeros del
etileno, como el acetato de vinilo.
No en todos los casos se considera ventajoso el uso este tipo de polímeros
lineales de baja densidad debido al precio y la función que van a realizar principalmente:
30
TABLA 1.6 PROPIEDADES DEL POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD
PROPIEDAD
DENSIDAD MECÁNICAS
RESISTENCIA AL IMPACTO RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN
RESISTENCIA A LA FLEXIÓN RESISTENCIA A LA TENSIÓN
DUREZA ROCKWELL PROPIEDADES TÉRMICAS
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
COEF. LINEAL DE EXPANSIÓN TÉRMICA TEMPERATURA DE USO CONTINUO
TEMPERATURA DE FLEXIÓN PROPIEDADES ELÉCTRICAS
CONSTANTE ELÉCTRICA RESISTIVIDAD EN VOLUMEN
PROPIEDADES QUÍMICAS RESISTENCIA QUÍMICA
ÁCIDOS FUERTES BASES FUERTES
SOLVENTES ORGÁNICOS R=resistente MR= resistencia media RN=resistencia nula
UNIDADES
gr/cm3
Kg/cm Kg/cm2
Kg/cm2
Kg/cm3
SHORE-D
104 cal cm/seg
cm 105/°K
°C °C
60Hz Ohms x cm
MÉTODO ASTM D-792
D-256 D-695 D-790 D-638 D-785
C-177
D-696
D-648
D-150 D-257
D-543
VALOR
0.91-0.93
505-109
100-500 40-160 40-51
7.5-8.5
10-22 80-100 38-49
2.1-2.5 +1016
MR R
MR
• Cuando se desean películas de alta transparencia.
• Cuando se hacen laminaciones de polietileno con otros productos como papel y cartón ,
ya que las propiedades de flujo no permiten operar a las velocidades requeridas.
Es estos casos se prefiere al polietileno ramificado de baja densidad. La
sustitución del LDPE por el MDPE, requiere de algunos cambios en las técnicas de
procesamiento, por lo general, la variedad lineal, a causa de su mayor cristalinidad, es más
rígida y requiere mayores temperaturas y presiones de procesamiento. En todo caso, las
modifcaciones son relativamente menores.
31
CAPÍTULO II
INTRODUCCIÓN
El planeamiento e implementación de un programa de reciclado, puede
parecer una compleja y frustraste situación debido a que las partes no parecen relacionarse
unas con otras.
El planeamiento y la implementación necesitan de personal expertos en
asuntos mercantiles, ingeníenles, de finanzas publicas, leyes ambientales y muchas otras
áreas.
El primer punto a considerar es el propósito de la planeación, ésta no
consiste en preparar sólo un documento, debe ser apropiado a la actividad a realizar.
Segundo, la construcción del equipo para recuperación de material requiere más que
simples cálculos. La planeación adecuada, debe permitir realizar la actividad fácil y
eficientemente.
2.1 EL RECICLAJE COMO UNA ACTIVIDAD VOLUNTARIA
La pregunta sobre si cualquier comunidad en nuestro país debe requerir de
reciclaje no puede contestarse fácilmente.
Para las comunidades que no están afectadas por legislaciones que obliguen
a reciclar o impidan la generación de desechos, la decisión acerca de un programa de
reciclaje voluntario u obligatorio debe establecerse claramente en los procesos de
planeación.
Los programas exitosos de uno u otro tipo deberían tener una fuerte
promoción con el fin de educar a la población. También sería conveniente el ofrecimiento a
32
2.21 EDUCACIÓN Y PROMOCIÓN
El primer eslabón de la cadena consiste en un programa educacional, el éxito
de todo programa de reciclaje depende principalmente en el conocimiento y entusiasmo de
todos los participantes, desde la implementación de un nuevo programa hasta el
mantenimiento y desarrollo del programa ya existente, la educación y promoción de dicho
programa es crucial.
La educación y promoción puede se dividida en cinco elementos:
1. Los ciudadanos , comerciantes e industriales en el área de servicio deben recibir una
educación acerca del reciclaje de manera general.
2. El programa específico que ha sido desarrollado debe ser promovido.
3. Deben de existir los medios para mantener a las personas informadas acerca del
programa durante todo su desarrollo.
4. El esfuerzo existente para la reducción y eliminación de desechos debe ser parte del
componente educacional.
5. Los proyectos en las escuelas deben desarrollarse para preparar la siguiente generación
de recicladores y apoyar a los programas existentes.
2.22 RECOLECCIÓN
Es el segundo eslabón de la cadena, se refiere a la recuperación de los materiales
reciclados de los residentes, comerciantes e industriales, provenientes directamente de las
calles o de centros de recuperación. La recolección en las calles se puede acompañar
dedistintas estrategias, de esta manera pueden ser exploradas un gran número de opciones
simultáneamente antes de establecer alguna en específico.
35
2.23 PROCESAMIENTO
Una vez que el material ha sido recolectado debe ser preparado para el
mercado, dentro de este tercer eslabón en ia cadena, la preparación dependerá del tipo de
material reunido, el volumen del material y los arreglos para su transportación entre el
centro de procesamiento y el mercado final.
El procesamiento de este material (Tabla 2.2) generalmente se lleva a cabo en
instalaciones especializadas o en centros intermediarios los cuales reciben el material, lo
seleccionan y lo embarcan a los mercados finales, todos estos materiales se compactan para
ser transportados.
Tabla 2.2 Opciones
MATERIAL
Papel periódico
Cartón corrugado
Latas metálicas
Vidrio
Contenedores plásticos
de procesamiento para materiales reciclables
OPCIONES DE PROCESAMIENTO
Empacado o suelto
Empacado o suelto
Comprimidas, empacadas o sueltas
Comprimido o suelto
Empacados, granulados y peletizados
Llantas Enteras o trituradas
La coordinación del sistema de recolección y de procesamiento no deben ser
presionados demasiado, hay que tratar de adaptarse a los recursos que se tengan , por
ejemplo, el área de recepción de material debe ser compatible con los equipos utilizados
para la recolección.
Los materiales deben ser preparados para cumplir los estándares de calidad
demandados por los mercados finales. Esto significa que los estándares deben ser bien
comprendidos y acordados con anterioridad a través de contratos antes de que el proceso
se lleve acabo, permitiendo que el material producido sea aceptable, ya que de lo contrario
todo el proceso sería inútil.
36
los residentes y comerciantes de algún método sencillo para disponer de sus desechos y de
su recolección.
Ninguna comunidad puede ser obligada a reciclar ignorando la conveniencia
y la educación de la población; estas deben ir de la mano.
En donde existe un conveniente y bien difundido programa dentro de una
comunidad o ciudad, la experiencia ha demostrado que el reciclaje voluntario permite lograr
participaciones muchos mayores, como por ejemplo, los desarrollados en: los EE.UU. y
Alemania principalmente. Los programas obligatorios pueden ser ligeramente más exitosos,
pero pueden incurrir en gastos para hacer que se cumpla, a través de inspectores de
reciclado, quienes revisan para ver si la basura contiene otros tipos de materiales que sean
no reciclables.
En algunas instancias las comunidades han podido sobrepasar a este tipo de
legislaciones evitando la inspección y el aseguramiento, ésto ha permitido a la comunidad
mostrar que son serias sus intenciones acerca del reciclaje. Si los participantes están en
Tabla 2.1 Efectos de la frecuencia de recolección sobre la participaciónen EE.UU.
TIPO DE PROGRAMA
PROGRAMAS VOLUNTARIOS
Número de Encuestas
Rango de participación %
Participación promedio %
PROGRAMAS OBLIGATORIOS
Número de Encuestas
Rango de participación %
Participación promedio %
SEMANAL
17
10-80
46
9
40-98
73
MENSUAL
14
4-65
29
6
25-85
48
desacuerdo en algún punto relacionado con los programas de educación pública o acerca
del servicio, la comunidad siempre tiene la opción de desarrollar mecanismos para
solucionarlos (Tabla 2.1).
33
2.2 PROGRAMA DE RECICLAJE1
El reciclaje es un ciclo cerrado en el que los productos que son comprados y
utilizados son recolectados y reutilizados nuevamente. Siendo el caso aplicable para
cualquier producto dentro de la categoría de reciclable (Fig. 2.1), evitando así el daño
ambiental y los costos que estos producen .
C I C L O D E L O S P L Á S T I C O S
MATERIAS PRIMAS
i i *
»
* \ R E C
ENERGÍA
PLÁSTICOS
;ICLADO
RESIDUOS
TRANSFORMACIÓN
« RFfiínims
PRODUCTOS ACABADOS
PRODUCTOS ACABADOS DE MENORES ENERGÍAS
TÉCNICAS
UTILIZACIÓN
Fig.2.1:
Los componentes de un programa de reciclaje, se deben ver como partes de
una cadena de actividades que hacen del reciclado una realidad para una comunidad. Cada
parte debe tener su propia integridad, pero también deben estar relacionada cada una de
ellas dentro del programa.
1 F. Lund, Herbert, Recycling Handbook, Enviromental Engineering, 1993, McGraw Hill Inc., Chapter 29, p.(29.1-29.6) Reí.4 p. 101
34
2.24 COMERCIALIZACIÓN
Este cuarto elemento se refiere a la venta del material procesado a los
mercados finales.
Cada tipo de material tendrá un mercado diferente con un precio especial,
estándares de calidad y fluctuaciones características. Cada material que Ja ciudad recolecte
deberá de tener un mercado y con ello la ciudad debe decidir en que tipo de material
enfocar su esfuerzos para llevar a cabo el reciclado.
A menos que la recuperación sea en beneficio para el medio ambiente no
hay razón por la cual no exista un mercado para los materiales recuperados. Entonces la
viabilidad depende completamente de la capacidad de los mercados potenciales existentes
que absorban dichos materiales.
Los precios de varios de los materiales son variables, por lo que están
sujetos a fluctuaciones en su demanda dentro del mercado, ya que los materiales
secundarios no siempre cumplen con el total de los requerimientos de calidad al ser
compaados con el material virgen, Los estatutos basados en el precio no permanecen
válidos por más de algunas semanas o meses frente a los cambios externos en los niveles de
actividad económica3.
2.25 DEMANDA
Este es el último eslabón de la cadena y el principal, el cual determinará realmente el
tipo de reciclaje que se va a realizar.
Una vez que los materiales obtenidos de la basura de la mejor forma
(genéricamente), es posible competir dentro de los enormes mercados que existen para
estos materiales. Investigaciones de mercado han mostrado que la proyección de
crecimiento para estos materiales en el año 2000 crecerá considerablemente, como se
muestra en la tabla 2.3.
3Ref.'p.115
37
Actualmente es posible recuperar PET, HDPE, PVC, PP, ABS, PS, etc. de
los afluentes de desechos con un control de calidad muy altojo cual permite penetrar y
participar en los mercados, aún contra aquellos de resinas vírgenes.
Tabla 2.3 Proyección de mercados*
Tipo de material PET
HDPE PS
PVC PP
Mezclado
1995 (millones lb/año) 630 530 570 495 900 400
* Plastics Recycling Fundation, Universidad de Toledo
La calidad es un problema que requiere de trabajo adicional cuando se trata
de ir más allá del reciclaje de botellas para bebidas. El problema que surge inmediatamente
es el del color. Los detergentes, blanqueadores, productos farmacéuticos, insecticidas y una
gran infinidad de diferentes artículos son fabricados con un amplio rango de colores o
pigmentos, provocando con ello que la eliminación de estos sea muy difícil, especialmentesi
se desea reutilizar estos mismos. Todo esto afecta el precio y dificulta cumplir con los
requerimientos del mercado.
A nivel mundial todas las naciones están comenzando a realizar programas
de reciclamiento provocando un crecimiento en ¡a infraestructura necesaria para esta
actividad. Los mercados para materiales secundarios son mucho mayores que la capacidad
actual de recolección de botellas y recipientes (Tabla 2.4), en la actualidad la mayoría de los
plásticos son aprovechados y reprocesados en artículos de uso común.
38
Tabla 2.4 Demanda potencial para HDPE reciclado (millones de libras)*
Tuberías 100 Baldes 70
Bases para botellas de PET 90 Bolsas y Envolturas 100
Botellas 130 Otros T70 Total 660
* Centro de investigación para el Reciclado de Plástico EE.UU.
2.3 DEFINICIÓN DEL TRABAJO
No importa que complejo o simple sea el programa de reciclaje, este se
puede llevar a cabo más fácilmente si las actividades involucradas son claramente definidas.
En la practica el trabajo debe ser dividido en elementos discretos que permitan llevarlos a
cabo, manejarlos y monitorearlos en forma eficiente.
El diseñador que esta definiendo las actividades debe encontrar el balance
entre 2 extremos.
El primero ofrece una amplia gama de lincamientos para los miembros del
equipo, el segundo provee instrucciones meticulosamente detalladas describiendo cada paso
de la actividad que se realizará diariamente.
Esto se lleva a cabo tratando de involucrar a todos los miembros así como
permitiendo su participación con nuevas ideas.
Existen otros peligros al definir las tareas aún con la ayuda de aquellos que
realizan el trabajo. Primero las condiciones externas cambian todo el tiempo, variaciones en
la economía, movimientos en los mercados de materiales secundarios, la aparición de
nuevas regulaciones y la evolución de nuevas tecnologías.
Los programas también deben ser dinámicos en términos del crecimiento
para cumplir las demandas locales, por ejemplo los mercados para nuevos materiales,
siendo este el caso de los plásticos que se está desarrollando rápidamente.
39
2.31 DEFINICIÓN DE LA ESTRUCTURA DE TRABAJO.
Una aproximación formal para definir el trabajo a realizar de una manera
lógica consiste en el ordenamiento de las tareas de acuerdo a sus prioridades, pero en
muchos casos ésto no suele ser fácil por lo que se determinarán de acuerdo a las metas del
programa, definición de las tareas y según la disponibilidad de los recursos existentes.
2.32 DEFINICIÓN DE LAS METAS DE UN PROGRAMA.
Es ilógico discutir sobre las metas de un programa después de que los
componentes de éste han sido determinados y las tareas definidas, pero esto resulta ser
común en los programas de reciclamiento debido principalmente a la inexperiencia denro de
esta actividad.
Los esfuerzos para implementar el movimiento del programa en forma rápida
se dificulta por la planeación, debido a que si las metas del programa que dan ia pauta para
establecer las prioridades no están bien definidas ocasionarán una serie de impedimentos
para llevar a cabo dicho programa.
Las metas generalmente caen en una o dos grandes áreas, ambos tipos de
metas generalmente forman parte de la mayoría de los programas.
El primer tipo es la meta económica. Un programa dirigido principalmente
por este factor deberá ser evaluado de acuerdo a los costos de los programas, teniendo un
papel muy importante los análisis financieros dentro de sus prioridades.
El segundo tipo de meta es la de minimizar el daño ambiental y la
conservación de los recursos naturales.
2.4. CREACIÓN DEL PROGRAMA.
Se ha señalado que los programas de reciclado se pueden desarrollar para
distintos fines y metas además de ir complementando a todas estas en diferentes formas.
40
Las diferencias entre los programas dependerán de la planeación de éstos.
Algunos programas se realizan con poca o ninguna planeación formal, realizando las
actividades de una forma intuitiva, esto es característico de los programas pequeños. Para
programas más grandes y sofisticados se requiere de una planeación más rigurosa y formal.
2.5. PERSONAL.
Un programa de reciclaje necesita de las personas para que sea llevado a
cabo, esto se logra con un equipo de personal asalariado, quienes son los únicos que
pueden hacer de un programa de reciclaje un éxito. Otros grupos pueden incluir
trabajadores voluntarios, empleados de firmas privadas y personal para asesoramiento.
El reciclaje es una actividad multidisciplinaria requiriéndose de ciertas
habilidades y conocimientos, por ejemplo, para un coordinador las habilidades más
importantes son el manejo de información y récords de reciclado, comprensión de aspectos
de reciclado, publicidad, promoción, mercadotecnia de materiales secundarios, regulaciones
gubernamentales, etc.
2.6 ASPECTOS ECONÓMICOS DENTRO DE UN PROGRAMA DE RECICLAJE
Es técnicamente posible reciclar, recuperar y reutilizar todos los empaques
de tipo plástico desechados. Sin embargo a excepción de las botellas de bebidas, el aspecto
económico limita el grado de reciclamiento. Las comunidades no son entusiastas acerca de
recolectar materiales, si los métodos alternativos para la disposición de sus desechos
cuestan menos. Por lo tanto es necesario considerar el costo para la comunidad como para
los en cargados de la reclamación de estos materiales y así determinar el costo total del
material reciclado.
El hecho de que el material reciclado debe competir con la resina virgen en
calidad y precio, debe ser tomado en cuenta cuando se considera la comercialización final
del material.
Los costos a la comunidad incluyen lo siguiente:
41
• Costos por recolección de materiales reciclables .
• Costos de seleccionamiento del material.
De estos 2 costos la comunidad se debe encargar de sustraer:
• Los costos por la recolección de los materiales no reciclables.
• Los costos por disposición de estos.
La suma de estos cuatro factores será el costo neto para la comunidad. La
comunidad puede recuperar alguno o todos estos costos por medio de la comercialización
del material reciclado. El precio que necesitan cubrir se convertirá en el precio de venta de
este producto que deberá ser pagado por los compradores.
El reciclamiento tendrá los siguientes costos:
• Costo de la materia prima (iguales a los de la comunidad)
• Costo de reclamación (los costos de conversión de la materia prima en un producto
final)
• Costos de comercialización y otros gastos generales.
• Ganancia y recuperación de la inversión.
La suma de todo esto incluyendo las ganancias se convierten en el precio
mínimo requerido para hacer económicamente atractivo la manufacturación de un producto
derivado del procesamiento de la basura.
La siguiente pregunta que surge es ¿Si el precio es mayor o menor que el de
la resina virgen?. Sin embargo en una situación de libre mercado bajo condiciones normales,
el fabricante de los productos finales insistirá en recibir un descuento para utilizar lo que se
cree es un material de calidad inferior.
Si observamos la viabilidad económica del reciclaje de empaques plásticos
basándose en un precio del petróleo por barril de unos $20 dólares observamos claramente
42
O 100 200 300 Precio del relleno sanitario ($Aon.)
Fig. 2.2 Variabilidad del reciclado de empaque plástico vs. precios actuales de la resina virgen basados en
el precio del barril de petróleo de $20 dólares.
que los recipientes de bebidas son viables económicamente, considerando que los costos de
los rellenos sanitarios en los EE.UU. están entre los $50 y $100 dólares por tonelada de
basura manejada (Fig. 2.2).
Si se incrementara el precio del barril de petróleo suponiendo un valor de
$35 dólares (lo cual no es posible actualmente ya que el valor del petrolero es de 22 dólares
por barril para el de mejor calidad) entonces el costo asociado con la manufactura de
polímeros vírgenes se incrementaría substancialmente, aun si se descontara los materiales
que son reciclables, el costo sería lo suficientemente alto para que fuera económicamente
posible recolectar, separar y reclamar varios de los componentes plásticos de los desechos
(Fig. 2.3).
Esto sugiere que existe un valor futuro en el reciclado que debe ser tomado
en cuenta.
Otro factor importante, es que el público se decida por comprar material
reciclado, despreciando las supuestas deficiencias en calidad que pudieran tener, lo cual
43
No viable
Viable
100 200 Precio del rodeno sanitario ($fton.)
3 0 0
Fig. 2,2 Variabilidad del reciclaje de empaques plásticos vs. precios de la resina virgen basados en el precio
del barril de petróleo a $35 dólares
actualmente es posible; como ejemplo de esto, existe ya en el mercado el primer artículo
con un 100% de HDPE reciclado desarrollado por la compañía Procter & Gamble, el cual
es una botella de detergente para lavandería de la conocida marca de suavizador "Ultra
Downy", este recipiente tiene un gran colorido, su fabricación de tipo monocapa consumirá
cerca de 15 millones de Ib/año de desechos provenientes de recipientes para leche, los
cuales debido a su limpieza facilitan su coloración. Esta botella ofrece beneficio en la
reducción de materia prima, siendo un 25% más ligera que aquella fabricada con resina
virgen4.
En relación a la minimización de los costos de recolección y separación,
existen en la actualidad nuevas tecnologías que están haciendo posible dar menos
importancia a los procesos normales para el reciclado, simplificándolos grandemente,
destacando:
4Ref,,6.
44
• El desarrollo técnico a nivel molecular de los plásticos que permiten utilizar materiales
de distintos tipos.
• El desarrollo de diferentes productos químicos y de familias de productos utilizando
plásticos combinados.
Estas y otras tecnologías no requieren de la separación de plásticos
simplificando la recolección, además de incrementar el rango de plásticos que pueden ser
utilizables ayudando todo esto a disminuir los costos. En la tabla 2.5 se puede observar un
esquema global de los costos de procesamiento para un programa de reciclado de plásticos
para un caso imaginario en los EE.UU.
Tabla 2.5 Estimación de costos de procesamiento para el PE en una estación de
reciclamiento en EE.UU.
Consideraciones*
1. Costos de manejo: Pomedio $21.00/ton
2. Costos por personal laboral: 1.5 separadores @ $10.00/h salario
3. Productividad: Separación de un camión @ 26001b (1179 kg) en 5.5 hrs.
4. Plásticos: @ 50%en volumen de material contaminado
@ 7% en peso de material contaminado
5. Costos fijos de procesamiento: $7.00/ton
Cálculos
—'• = , X = 4.2hr /1 Tiempo de separación y selección
2600LB 2000LB
$15.00/hr trabajo total x 4.2 h = $63.00/ton Costos de trabajo
Costos fijos de la Estación: $7.00/ton x 50% = $3.50/ton
$7.00/tonx 7% = $0.5/ton
$21.00/ton Manejo
$63.00/ton Trabajo de separación
$3.5/ton Costos fijos $87/ton Costo total de procesamiento de plásticos
( 45
2.61 FINANCIAMIENTO PRIVADO
En los casos en que el sector público no esté en condiciones de apoyar
completamente al programa de reciclaje, la ayuda del sector privado puede ser vital.
Generalmente una firma privada arriesgara sus recursos, si cree que habrá una oportunidad
razonable para obtener buenas ganancias.
La recolección de materiales reciclables, por ejemplo, suele ser llevada a
cabo por el sector privado. Los servicios pueden ser ofrecidos a través de concursos
abiertos para todas las compañías que deseen participar eligiendo a la que proponga el
mejor plan para la recolección de estos materiales.
Si se puede realizar un contrato equitativo, se pueden lograr ventajas para
ambas partes, el recolector se asegura de que no habrá otras firmas con las que competir y
la ciudad recibe el servicio a un costo claramente determinado.
Una firma privada también puede operar todo el sistema de reciclaje, pero
esto pone a su capital en riesgo, por lo que éste querrá algún tipo de aseguramiento sobre
todo si todos los materiales serán procesados en sus instalaciones únicamente.
Una ciudad que delega todo el control del programa al sector privado debe
darse cuenta que esta expuesta al riesgo de ser abandonada. Si la firma encargada no está
obteniendo ganancias o si se presenta una mejor oportunidad en otra parte optará por
cerrar, quedando la ciudad con poca o nula oportunidad de continuar el programa, teniendo
por ello que desarrollar uno nuevo o truncar el ya existente. Por esta razón los sistemas
existentes en la actualidad, pertenecen a la ciudad la cual permite que el programa sea
operado por el sector privado.
Existen muchos otros arreglos financieros tales como arrendamientos o
combinaciones de los arreglos antes mencionados. Estas opciones ofrecen gran flexibilidad
pero requieren de un estudio minucioso. El financiamiento de un programa de reciclado
debe reflejar la madurez del programa y la disponibilidad de fuertes mercados para
materiales secundarios, de un número de residentes y de comercios a quien servir.
46
2.7 SISTEMA DE RECOLECCIÓN DE PLÁSTICOS 5
El reciclado de plástico se encuentra dentro de su primera etapa en países
como México y de América Latina y afortunadamente se ha desarrollado con éxito en
Alemania, Japón y EE.UU., y para asegurar el abasto de materiales lo más limpios posibles
y de la misma especie que faciliten su recolección y reprocesamiento en EE.UU. y en la
mayoría de los países Europeos se ha establecido un sistema de codificación para envases el
cual ha sido desarrollado por la Sociedad de la Industria del Plástico (SPI) Inc. (EE.UU)
siendo este estandarizado por la Organización Internacional de Estándares (ISO-1043).
Este sistema ayuda a identificar en los envases, botellas, contenedores y recipientes en
general, el tipo de plástico u otro material usado para su fabricación.
El sistema está basado en una simbología simple que permite a los
seleccionadores durante el proceso de recolección y reciclaje, identificar y separar los
diferentes productos. Se compone de 3 flechas que forman un triángulo (símbolo
internacional que denota reciclaje) con un número en el centro y los acrónimos con los que
se conoce a dichos materiales escritos en la base del triángulo.
Con base a investigaciones realizadas por la industria del reciclaje en otros
países, se ha encontrado que el símbolo propuesto es simple y fácil de distinguir de otras
marcas tradicionalmente colocadas en los envases por sus fabricantes (Fig.2.24).
El triángulo de flechas fue adoptado para aislar o distinguir al código
numérico de otras marcas en el envase. El número y las letras indican la resina utilizada
para la fabricación del envase de acuerdo a las siguientes siglas:
1. PET (Polietilen Tereftalato).
2. HDPE (Polietileno de Alta Densidad).
3. PVC (Cloruro de Polivinilo).
4. LDPE (Polietileno de Baja Densidad).
5. PP (Polipropileno).
6. PS (Poliestireno).
5Ref.4p.(106-lll)
47
7. Otros (Esto se refiere a materiales como papel, cartón , vidrio, metal).
El código es moldeado mediante un inserto o grabado en el fondo de la
botella o del envase, o lo más cerca de éste, según lo permita la geometría del artículo. El
tamaño mínimo recomendado es de 2.5 cm (1 pulgada), para lograr su reconocimiento
rápido. Envases con bases pequeñas llevaran el símbolo en un tamaño proporcional.
PET
V L0PE
HDPE
PP
OTROS
Fig.2.4
mW PVC
PS
El procedimiento de insertos en los moldes permite un fácil cambio de los
códigos de acuerdo con el tipo de resinas que sean utilizadas. El código indica únicamente
la resina utilizada y no tiene relación alguna con el tamaño, contenido o apariencia del
mismo.
De acuerdo con la experiencia de otros países, la meta es que los fabricantes
de productos plásticos decidan voluntariamente utilizar el sistema a corto plazo, de acuerdo
con el tipo de producto tales como:
-Artículos nuevos:
Colocar el código en todos los moldes.
-Moldes existentes:
En 6 meses el 30%
48
En 12 meses la totalidad
Si un envase es fabricado en un nuevo modelo y con resinas diferentes a las
tradicionalmente empleadas, es responsabilidad del transformador o productor de los
envases cambiar el código (inserto) para identificar la materia prima usada. También
corresponde al transformador utilizar el código adecuado según la resina con que se elabore
el envase.
En el caso de materiales copolímeros o una mezcla de plásticos pueden ser
etiquetados con los símbolos apropiados de cada material separados por una diagonal (/)
(Fig. 2.5).
PVC/PA
Fig. 2.5
En el año de 1994 representantes de la industria del plástico y reciclaje,
acordaron adoptar una nueva simbología que proporcionará más información sobre el tipo
de resina utilizada para los recipientes plásticos. Este nuevo símbolo sustituye las flechas
por un triángulo, además de añadir una inicial, la cual indica la técnica de fabricación del
producto, en la figura 2.66 se muestra el símbolo correspondiente para el HDPE fabricado
mediante moldeo por soplado (-BIow-B).
Este símbolo ha sido aceptado por el SPI (Sociedad de la Industria del
Plástico) y por la ISO.
Fig 2.6
6 Modern Plastics International, March 1994, p. 26
49
CAPITULO III
INTRODUCCIÓN
Las características básicas de los procesos comerciales para la recuperación
de poliolefinas es que todo el proceso es lineal. Los desechos plásticos son inspeccionados
y procesados para remover los macrocontaminantes, se reducen a un tamaño de partícula
manejable, son lavados para removerlos de la superficie y para finalmente ser secados. Las
partículas limpias y secas pueden ser usadas tal cual o ser peletizadas.
Cada compañía dedicada a la recuperación tiene su propia variación en
cuanto al proceso antes mencionado, las mayores diferencias son el orden de las etapas del
proceso y el diseño del equipo que se utilice para cada etapa. Actualmente las compañías
dedicadas a esta actividad, junto con las diferentes tecnologías existentes de recuperación
que se utilizan son consideradas como propias, muchas de ellas no están patentadas aún,
por lo que todos los participantes se niegan a dar a conocer de manera detallada sus
procesos, ya que pueden comprometer su posición como competidores dentro de esta
floreciente industria, y debido a ello, muchas de las etapas de los procesos que se tratarán
no podrán ser explicadas en detalle (Fig. 3.1 a y 3.1b).
El diseño del equipo y del proceso para la recuperación de las
poliolefinasestán determinados por la forma física de los desechos alimentados al proceso.
3.1 CONTENEDORES RÍGIDOS
Una porción significativa en la industria del reciclado para polilolefinas en la
actualidad está enfocada a la recuperación de residuos industriales (reciclaje primario). En
este tipo de procesos los residuos de origen industrial se venden a empresas recuperadoras.
50
Operación Unitaria Representativa de un Proceso de Reciclaje para Poliolefinas
Oescompactador Linea de Separación Reducción de Tamaño Clasificador Neumático
Secador Centrifugo Lavado de Resina Sistema de Lavado
Recolector de Agua de Lavado
Secador de Aire Callente Extrusor y peletizador Silo de Mezclado Linea de Empacadc
Fig. 3.1a Operaciones Unitarias representativas para el reciclaje de plásticos
Botellas compactadas *
Oa«comp«dador Separación manual o electrónica
Reducción de tamaño
•f (Pí
Clasificador de Aire
Materiales ligeros (papel, polvo)
Etiquetas de PP y otros desechos ligeras
Clasificador de aire
Secador centrífugo para PE
Hojuelas de plástico
Hidroctclón * -/ Lavado \
Hojuelas do HDPE. limpias
Extrusor y peletizador Desechos
Silos da Mezclado
v HDPE peletizado (Producto final)
Fig. 3.1b Proceso de recuperación de resinas plásticas de la compañia Quantum Chemical
51
quienes reducen el material mediante granulación, para poder ser utilizado así o en forma
peletizada, por las mismas industrias u otras diferentes.
En la mayoría de los casos este proceso no requiere de limpieza alguna, pero
de ser necesario sólo se requirá eliminar contaminantes como las etiquetas. Las etiquetas
pueden ser removidas por procesos húmedos o secos. Los procesos húmedos requieren de
la utilización de agua caliente con agitación, para suavizar y dispersar los adhesivos de las
etiquetas. Las etiquetas de papel son convertidas en pulpa por simple agitación mecánica,
esta pulpa y el material plástico pueden ser separados por filtración, flotación o una
combinación de ambas.
En el caso de las etiquetas plásticas, el material ya lavado y secado se puede
separar por diferencias de peso mediante aire caliente (ciclón).
En el proceso seco los desperdicios que se encuentran en el piso son
fluidizados o agitados mediante una corriente de aire caliente. Esto suaviza el adhesivo de
la etiqueta lo suficiente para separar la delgada sección de ésta de la gruesa superficie del
material granulado (Fig. 1A).
Comunmente los desperdicios industriales suelen estar sucios de
contaminantes característicos de la industria del plástico como aceites y polvos
principalmente. Este tipo de suciedad que esta sobre los desechos es removido por medio
de un lavado con agua, una agitación vigorosa y un detergente adecuado .Dependiendo del
tipo de detergente se puede utilizar o no agua caliente para aumentar su eficiencia.
La adición de recipientes de desecho fabricados con poliolefinas a los
residuos industriales antes mencionados, es una actividad relativamente nueva (reciclaje
secundario). Este tipo de desechos posee una amplia gama de contaminantes que tienen que
ser removidos para obtener un material comparable en instancia a los residuos industriales,
los cuales prácticamente carecen de contaminantes, siendo más fáciles de reprocesar.
La mayoría de los recicladores de contenedores de postconsumo (PCR)
especialmente de poliolefinas consideran que estos materiales poseen un gran valor
52
potencial si son segmentados de acuerdo a las características de las resinas con que fueron
fabricados, como resultado de ello es necesario una etapa de separación dentro de la
infraestructura del reciclaje.
La fabricación de este tipo de contenedores utilizando material reciclado
presenta nuevos retos en la eliminación de contaminantes como los de tipo decorativo,
tapas, boquillas, sellos y etiquetas los cuales son fabricados de materiales muy distintos.
Otros retos que surgen en el proceso de reclamación incluyen a los residuos de los
productos contenidos en ellos además de otros contaminantes de tipo acumulativo
provocados por el almacenamiento y recolección de los materiales.
Los reportes disponibles en publicaciones acerca de los sistemas de
reclamación de contenedores muestran que a pesar de tener muchas variantes son
provocadas por el tipo de materiales a manejados, mantienen las mismas operaciones
básicas ya mencionadas.
3.2 PROCESO PARA EL RECICLAJE DE PLÁSTICO
Existen 2 procesos dentro del reciclaje secundario para materiales plásticos
de acuerdo al tipo de material que se van a procesar:
• Reciclado para materiales plásticos de una sola especie.
• Reciclado para materiales plásticos mezclados (commingled plastics)
Estos procesos muchas veces se realizan juntos, por lo que se utilizan las
mismas operaciones básicas con algunas variantes .dependiendo de la aplicación o producto
final que se desee.
53
3.21 SISTEMAS DE RECOLECCIÓN
Las investigaciones en esta área apuntan a una dirección muy clara.
Tradicionaimente la basura ha sido recolectada en forma domiciliaria. Si los materiales
reciclables son separados ahí mismo antes de que sean recogidos sería posible captar
el 70% o más de dichos materiales.
Otras investigaciones junto con la experiencia de muchas compañías muestra
que entre más complicado sea la tarea de separación se captará menos material (vidrio,
acero, aluminio y plástico). El costo de recolección y separación de los materiales
reciclables representa cerca de 2/3 partes de los costos de recolección. Por esta razón un
sistema diseñado impropiamente puede generar altos costos a la comunidad.
Una vez recolectados los materiales, deben ser llevados a las estaciones para
ser separado y posteriormente ser procesada por estas mismas o por otras industrias que
compren estos materiales para reciclarlos.
3.22 SELECCIÓN Y SEPARACIÓN
Como sabemos, reciclar significa que vamos a procesar la basura en un
número finito de componentes para que cada uno de ellos pueda ser vendido a un mercado
en específico. Esto implica que hay que maximizar el valor del plástico, teniendo que
subdividirlo de la mejor forma posible. Las tecnologías para la separación los plásticos
(PCR) se puede dividir en 4 categorías:
1. Macroseparación
2. Microseparación
3. Separación molecular
4. Tratamiento para plásticos mezclados
54
La Macroseparación consiste en separar los desechos de la basura en sus
distintos componentes por métodos manuales o automáticos. En la actualidad estas
actividades se han estado desarrollando rápidamente. Dentro de este proceso se presentan
técnicas denominadas como positivas y negativas la cuales dependen de la composición del
material que se vaya a separar .
Generalmente los lotes de material que llegan compactados son separados de
manera positiva, es decir, por ejemplo si llega un embarque de HDPE pigmentado y no
pigmentado será separado positivamente en estos 2 tipos de plásticos únicamente para ser
procesados posterioremente. En el caso de material homogéneo la separación negativa
consistiría en eliminar todos aquellos materiales que pudieran haber sido incluidos pero que
no son del mismo tipo. Esta actividad puede ser realizada por métodos manuales. Algunos
estudios realizados demuestran que una persona puede separar de 3000 a 4000
contenedores en una hora (contenedores del mismo tipo ) que se traduce en 400-500 lb/hr
(181-227 kg/hr).1
Tabla 3.1
PVC
PET (transparente)
PET (verde)
HDPE (traslúcido) y
pigmentado
Las mezcla de materiales reciclables son enviados a las estaciones, las cuales
están diseñadas para separar estos materiales de acuerdo a sus características ya sea de
manera manual o automática. La tecnología para la separación de automática de los
plásticos ha sido desarrollado por el Centro de Reciclaje de Plásticos (CPRR) en Rutgers
EE.UU.
1 Ref.2 p. 88
55
donde se ha demostrado que las botellas para bebidas pueden ser separadas en las
categorías.que se muestran en la tabla 3.1
Nuevas tecnologías han sido desarrolladas por empresas privadas, siendo ya
utilizadas comercialmente, Consiste en la utillización de cámaras con sensores infrarrojos y
rayos X de manera conjunta con sistemas de eyección neumática que permiten separar y
obtener lotes de material plástico homogéneo. En el caso de los envases y contenedores el
proceso manual de separación se elimina casi en la totalidad .
La compañía BottleSort2 ha desarrollado este sistema el cual consta de
sensores infrarrojos que clasifican las botellas en los siguientes grupos: PP y HDPE con
colores mezclados. Los Rayos X identifican el PVC del PET. Todo esto esta combinado en
un arreglo de cámaras controladas por computadora que separan mediante sistemas
neumáticos a las botellas en 7 tipos de colores distintos (Fig. 3.2).
El sistema anterior consiste en una sola línea con capacidad para 567 kg/hr
(1.1 tonVhr para PVC únicamente). Se han utilizado estos sistemas logrando un 96% de
eficiencia en la separación de plásticos y un 99.3% para botellas de PVC. Los costos de
estos sistemas van desde $80,000 dólares para una sola línea hasta $900,000 dólares.
Existen otras variantes de estos sistemas, que pueden detectar hasta 264 colores
diferentes. .
Otro tipo de detectores desarrollados por la Universidad de Southampton en
Inglaterra para la Ford Motor Co. denominado "Tribopen" es capaz de detectar varios tipos
de plásticos, el método que utiliza consiste en detectar las cargas eléctricas en la superficie
de los diferentes tipos de plásticos utilizando un circuito de referencia. Debido a que este
método es muy específico se requiere enviar muestras al fabricante para que sean diseñados.
2 Modern Plastics International, June 1993, p. (100-101). 3 Modern Plastics International, July 1993, p. (13-14).
56
Tabla 3.2 Técnicas para Identificación de Materiales4
Técnicas Físicas de Identificación
Densisdad/Gravedad Específica/Peso Molecular
Propiedades Térmicas y Mecánicas: Temperatura de Servicio
Punto de Transición Vitreo Depolimerización/Punto de Descomposición
Técnicas Electromagnéticas de Identificación
Resistividad por Volumen (DC)
Capacidad Dieléctrica (DC por RF) Propiedades Magnéticas (DC por RF) Transmisión por Infrarrojo Lejano Transmisión por Infrarrojo cercano Espectro Visible.:
Banda angosta Banda Ancha
Ultravioleta Transmisión Fluorescencia
Rayos X Transmisión de R X baja frecuencia
Rayos Gama Fluorescencia
Fig. 3.2 Tecnología para la separación de botellas mezcladas
4 Ref.2 p.30
57
dispositivos de acuerdo a las necesidades del comprador5. Actualmente este dispositivo se
vende comercialmente por la compañía Fluid Film Devices Ltd (FFD).con asesoramiento de
la misma Universidad.
La microseparación consiste en separar a los polímeros por su tipo después
de que han sido granulados en pequeñas partes -entre un octavo y un cuarto de pulgada de
diámetro- este proceso se realiza mediante flotación (Fig. 1.6), e hidrociclones, basándose en
la diferencia de densidades dentro de un medio acuoso. Otro proceso consiste en la
Granulación Criogénica, que utiliza a los diferentes puntos de fractura de los materiales al
ser puestos en contacto con nitrógeno líquido.
Existen una gran variedad de técnicas en desarrollo, como aquellas basadas
en propiedades de cristalinidad, diferenciación de masas por espectrografía, diferenciación
nivel molecular y atómica, utilización de fluidos supercríticos en sistemas de flotación en
agua.
El tercer tipo de separación es la que se lleva acabo a nivel molecular
mediante el uso de solventes a distintas temperaturas con las que cada tipo de polímero se
puede disolver de manera separada, logrando separaciones con eficiencias cercanas al
100%6.
El método de disolución selectiva ha sido desarrollada en el Instituto
Politécnico de Rensselaer, se basa en la incompatibilidad en la mayoría de pares
poliméricos, para poder separar los distintos componentes de los desechos plásticos. Se
utilizan 2 tecnologías fundamentales para este proceso, la disolución selectiva y una
volatilización instantánea de sólidos.
5 Prototype Design & Development Group, Department of Mechanical Engineering, University of Southhampton, Highfleld, England., Diciembre 1995 6 Ref 20 2 capitulo
58
Supongamos que tenemos 2 polímeros (A,B) incompatibles que son
disueltos dentro de un solvente común, para formar una mezcla homogénea,
inmediatamente se hace una separación de fases provocada por una volatilización
instantánea (flash) del solvente. Durante esta volatilización el sistema (Polímero A
/Polímero B /solvente) pasa inmediatamente a formar una región de 2 fases, la fase de
separación que se forma es provocada por una microdispersion dentro del sistema.
Si uno de los volúmenes de alguna de las 2 fases es pequeño se logra una
dispersión uniforme. El proceso se puede observar en la figura 3.3 y 3.4.
Proceso de Disolución Selectiva
Solvente *"
Solvente
Mezcla de Plásticos
} < Granulador
1 Disolución Selectiva
y ' Flotación
1 Mezclado
i Volatilización Instantánea
1 r PdetizacJón
1 r
Mercado
Estabilizadores Modificadores de
^ Impacto
Fig. 3.3
59
Equipo para la Disolución Selectiva de Material Plástico
i 1 100 Torr
Qp= 1.20 atm
d« Calor 26-2WC
-0-4 10-401
O Reserva de solvente
-^«-
-&
Columna de Disolución
-e«a-
dtlisotuoún
A
Transportador neumático
C
Condensador para el toNwnte 70°C
1 10-1000 TORR
Bomba de Engranes
Tanque para la reserva del oondensado
J Bomba de vacio
Fig.3.4 Diagrama de Equipo para el proceso de disolución selectiva
Se puede utilizar Xileno o Tetrahidrofurano (THF), pero este último resulta
muy caro y no proporciona el número de etapas necesarias para realizar una separación
selectiva (Tabla 3.2).
3.23 SEPARACIÓN MANUAL
La separación manual continúa siendo el método preferido para los
procesadores de desechos. La técnica es muy utilizada, requiere de poco capital y está bien
probada. En general la intención es la de separar a los materiales por grupos de
determinados colores permitiendo el mejor aprovechamiento de estos recursos.
Los problema que afrontan estos métodos son:
• La eliminación de los anillos que quedan en los cuellos de las botellas provenientes de las
tapas (su eliminación reduce la velocidad de separación).
• Separación de los recipientes multicolores.
60
Separación de aquellas botellas con 2 colores diferentes (estructuras laminadas de 2 o 3
capas).
Tabla 3.3
Disolución selectiva utilizando Tetrahridrofurano
Primer Etapa Temperatura Ambiente PS PVC >99%
Segunda Etapa 70°C LDPE >99%
Tercera Etapa 160°C HDPE PP >99%
Cuarta Etapa 190°C PET >99%
*Disolución selectiva utilizando Xileno
Primera Etapa PS
2a Etapa LDPE
3a Etapa HDPE
4a Etapa PP
5a Etapa PCV
6a Etapa PET
Temperatura Ambiente >99%**
75°C >99% 105°C >99% 118°C >99% 138°C >99%
>142°C >99% 1
* Estos experimentos se realizaron con resinas vírgenes, los porcentajes de extracción se midieron por métodos gravimétricos **% de Eficiencia
Otro problema que afecta al proceso de separación es el transporte del material en forma
compactada. Este proceso degrada a los polímeros, además de incurrir a otros costos por
manejo causados por la tarea de descompactación, proceso que resulta difícil debido a que
las botellas se enganchan entre ellas entorpeciendo el proceso de separación tanto en forma
manual como al utilizar sistemas de detección como los Rayos X.
61
A pesar de estos problemas se ha podido lograr un control de calidad muy
alto, ayudado con sistemas de inspeción que han permitido que el proceso de separación
sea lo más efectivo posible.
La compañía Professional Packaging Products Inc. (ProPac) utiliza personal
dividido en equipos de 5 personas para separar los lotes de material compactado,
obteniendo niveles de impurezas casi imprescindibles, material que es utilizado por la
compañía Procter & Gamble incluso para botellas transparentes lo cual demuestra la calidad
en la separación de los plásticos. ProPac logra separar 2500 Ib (20,000 botellas HDPE ) por
hora en cada línea, igualando a las líneas de separación de PET7.
ProPac afirma que los sistemas automatizados rara vez pueden disminuir a
menos de 50 ppm la contaminación por color especialmente cuando hay presencia de Pet
verde, PVC (el cual provoca amarillaminento) y contenedores de poliester (que provoca
opasidad).
Se afirma que la clave para lograr gran eficiencia con este método es
mediante capacitación en el trabajo y la aplicación de un control de calidad en la linea de
separación por medio de inspección en determinados lugares de ésta, otros consideran
importante la utilización de lámparas o una iluminación adecuada que permita a los
trabajadores distinguir las botellas especialmente las de PVC.
3.3 SISTEMAS COMERCIALES PARA LIMPIEZA
A partir de los desperdicios de material plástico, se pueden obtener
nuevamente materiales útiles para la fabricación de nuevos productos, todo ello gracias a un
proceso de limpieza que se puede realizar en 2 fases.
La primera fase consiste en eliminar la suciedad poco adherida como el
polvo, utilizando agua en un sistema de agitación, esto después de la molienda del material.
Los contaminantes fuertemente adheridos son eliminados utilizando principalmente
detergentes. El material molido, lavado y seco se filtra en estado fundido en una tercera
7Ref. 1 c3
62
fase de limpieza dentro del extrusor mediante un sistema de mallas intercambiables
colocados dentro del cilindro del extrusor.
La compañía Europea Serema ha desarrollado los sistemas de autolavado
mediante un centrifugador, el cual reduce el tiempo de lavado hasta en un 50%
complementando los sistemas que normalmente se utilizan, evitando de esta forma que las
botellas se dañen, facilitando la separación posterior por medios electrónicos.
Los métodos convencionales de separación por flotación no pueden separar
al PS (1.02 gravedad específica -ge-) del PVC (1.4 ge) más que con la adición de sales
químicas que aumentan la gravedad específica de los fluidos de limpieza provocando
contaminación, lo cual hace necesario una etapa para el tratamiento de las aguas como para
limpiar al material plástico que se ha separado. Este proceso ha sido sustituido por equipos
denominados Hidrociclones los cuales evitan el uso de este tipo de sustancias8.
Existen actualmente dentro del mercado equipos que conjuntan los procesos
antes mencionados como el equipo fabricado por Velocity Peerformance Inc. que permite el
reciclaje de grandes volúmenes de HDPE (6000 lb/hr).
Si se colocara todo el equipo en una sola línea, tendría una longitud de 180
pies pero puede ser colocado dentro de un área de 1200 ft2 , el sistema separa y
descompacta el material para ser alimentado al triturador, posee detectores y trampas para
metalferroso, remueve papel, películas, además, limpia, separa y seca.
Modern Plastics International, October 1993, p. (58-63)
63
El precio del equipo es de $850,000 dólares, el sistema consiste en un silo
para alimentar la linea, una unidad manejadora de aire, torre de separación, tanque de
lavado sitema de secado, equipo de control y una unidad de pretratamiento de aguas de
descarga9.
3.31 COMPACTADO
Se aplica a los desperdicios de películas, fibras y materiales espumados, los
cuales por su baja densidad aparente requieren de equipos especiales que trabajan a
elevadas velocidades provocando un incremento en la temperatura logrando aglomerar al
material. Los equipos de compactado compactado consisten en un recipiente cilindrico
dentro del cual, en el fondo tiene unas cuchillas contrapesadas tipo hélice, éstas van a
desgarrar el material además de generar calor por efecto de fricción, este calor funde parte
del material logrando que se vaya densificando. La compactación se controla mediante la
adición de pequeñas cantidades de agua lo cual permitirá controlar el tamaño de partícula
deseado.
3.32 EXTRUSIÓN
La extrusión de materiales termoplásticos puede ser variada, dependiendo
del producto que se desee, la operación es un proceso continúo opuesto al método de
inyección el cual es un proceso intermitente.
Algunos de los productos que se pueden fabricar por extrusión son tubería,
recubrimientos para alambre recipientes, películas etc.
La extrusión se realiza mediante el fundimiento del material que se alimenta
por una abertura en la parte superior del extrusor, el material que se alimenta puede ser en
9 Modern Plastics international, February 1994, p. 32D
64
forma de pelets, en polvo o fundido. Una vez que la mezcla es fundida y mezclada mediante
un husillo helicoidal puede ser moldeada o cortada.
El husillo o tornillo, gira dentro del cañón del extrusor, puede ser sencillo o
doble, con una gran variedad de geometrías dependiendo de la función que va a realizar y el
tipo de material que va a manejar. Algunos de los conceptos que se considera para la
elección del equipo son:
• La relación longitud-radio (L/D)
• Velocidad del husillo
• Capacidad
• Zonas de Calentamiento
Existen otras características también importantes tanto para la
elección,.diseño o adaptación del equipo de acuerdo a las necesidades del procesador10
Una tecnología que promete disminuir los costos para la producción de
polvos y facilitar el mezclado en estado sólido se le denomina Pulverización en Estado
Sólido por Esfuerzo Cortante (Solid State Shear Pulverization -SSSP-).
Originalmente fue desarrollado por la Academia de Ciencias en el Instituto
de Física y Química en Moscú, Rusia con ayuda de Alemania y EE.UU. Consiste en hacer
pasar pelets u hojuelas de plástico a través de un extrusor de doble husillo modificado.
A diferencia de los mezcladores convencionales como la molienda
criogénica, esta unidad es enfriada con agua en lugar de ser calentada previniendo que el
material se funda. La intensa presión y esfuerzo cortante que se desarrolla en el cañón
provoca una pulverización eficiente de la resina.
10 L.Bering Michael ,SPI Plastics Engineering Handbook of the Society of the Plastics Industry Inc. 5a Ed.,(1991),. Chapman &Hall p. (80-132)
65
^ á § \ LwA *i
^ ^ N < í ^ ^ \
\
W/it/MtMMMf/M:
Tomillo d» extrusión dv tipo pomalo pan mudado «qulpado con SSSP da distinta gtomatrfa
Fig. 3.6
Durante investigaciones realizadas con LDPE se encontró que los pelets de
resinas acumulan energía de tipo elástico (Memoria) bajo presión; cuando se someten a un
esfuerzo, liberan esta energía en forma explosiva resultando en una pulverización.
Las partículas creadas por el SSSP muestran que tienen forma de "coliflor"
muy irregular, diferente a la estructura angular y plana producida por los métodos
convencionales. La gran área superficial de estos polvos facilita el mezclado con aditivos y
cargas.
El equipo para el proceso consiste de un extruso de doble husillo o doble
tornillo con "discos de amasamiento" espaciados a ciertos intervalos a lo largo del tornillo
Estos discos crean el esfuerzo necesario para la pulverización. El enfriamiento se realiza
mediante circulación de agua alrededor del cañón del extrusor. La configuración, número
de discos, temperatura, presión y la velocidad del tornillo determinan el tamaño y forma de
la particulados discos están colocados en un arreglo helicoidal con formas triangulares para
maximizar el esfuerzo cortante. El tamaño de la partícula esta dentro de un rango entre las
250 y 500 mieras.
66
La finalidad de este equipo va dirigida al aprovechamiento de los PCR
eliminando operaciones como Ja trituración y molienda necesarias para poder realizar las
mezclas con cargas y otros productos -actividades comunes en los procesos de reciclado-
La ventaja más importante es la posibilidad de realizar compatibilizaciones entre resinas de
distinto tipo como por ejemplo entre PP y PS, este logro se debe a la ruptura de los enlaces
superficiales de la partícula, formando radicales libre que permiten crear copolíméros. Otro
beneficio es la eliminación de vapores generados durante el mezclado provocadas por
calentamiento '(Fig. 3.6).
3.33 PELETIZADO
La peletización consiste básicamente en un proceso de extrusión con un
dado especial con perforaciones de aproximadamente de 2 mm de donde sale fundido y
homogeneizado el material plástico para posteriormente ser cortado.
Cuando el corte se realiza por medio de cuchillas a la cabeza del dado se
denomina "peletizado en caliente", las tiras formadas se enfrian en tinas de agua para ser
cortadas, posteriormente se le denomina "peletizado en frió".
El objetivo principal del peletizado es la homogeneización de la materia para
diferentes mezclados con diversos tipos de cargas y aditivos, necesarios para corregir o
mejorar la resina obtenida y poder fabricar un producto dado.
Ref9
67
3.4 RECICLADO DE PELÍCULAS PLÁSTICAS
Los desechos de películas se dividen en 4 categorías básicas:
• Empaque industrial (películas termoencogibles)
• Películas para Ja agricultura (invernaderos, fertilizantes)
• Película para bolsa
• Película para construcción
El aprovechamiento de las películas de polietileno es una actividad
relativamente nueva, en la actualidad la utilización de las películas es muy grande, cerca de
8 millones de libras por año (EE.UU.), ésta industria tiene un gran potencial en México ya
que la cantidad de material desechado en forma de película es de cerca de las 250.000
toneladas que utilizan como materia prima LLDPE/LDPE principalmente.
El problema del aprovechamiento de este material es su elevado grado de
contaminación y mezclado con materiales plásticos de muy diversa composición, posee una
densidad muy baja por lo que es prácticamente imposible procesar por métodos
normalmente utilizados para botellas.
Las diversas composiciones de las películas es un problema, las películas
para envolver generalmente utilizan LDPE, agentes antideslizantes, bloqueadores y
sustancias adherentes (estas sustancias provocan problemas ya que actúan como
pegamentos al momento ser densificados o extruidos evitando que el material sea
homogeneizado correctamente).
68
EF
Fig.3.5 Procesos para el Reciclaje de Película Plástica
Transporte de Desechos Detección de Metales
r
Densificación
i f
Semifusión y Alimentación al Extrusor
i Filtración
> r
Eliminación de Gases
Y
Segunda Filtración
i i
Transporte de Material Extruido
i Sistema para Inflado de Película (bolsa)
?EMA - REIFENHAUSE
•
R
ALIMENTACIÓN DE MATERIAL GRANULADO
i r ALIMENTACIÓN POR SISTEMA DE PISTÓN
v
EXTRUSOR
v
FILTRACIÓN DE LA RESINA
FUNDIDA
w
CORTE Y ELIMINACIÓN DE GASES
i ALIMENTACIÓN AL
2o EXTRUSOR
i r
2a FILTRACIÓN Y BOMBEO
1
SISTEMA DE INFLADO DE PELÍCULA (BOLSA)
SIKOPLAST - KUHNE
1
Las bolsas de supermercado pueden ser inpredecibles (debido a sus variedad
en composición, ya que contienen un alto peso molecular), además, el HDPE y el LLDPE
suelen ser incompatibles entre ellos, agregando a todo esto, el problema del color2.
Hay otros procesos totalmente diferentes y nuevos como el desarrollado por
NewPIast. S.A. que permite recuperar y utilizar desechos plásticos mezclados. Este sistema
consiste en una especie de turbina (homomicronizador) que pulveriza a los plásticos
mezclados a tamaños de partículas del orden de mieras impartiendo durante el proceso
calor friccional que permite compatibilizar una mezcla a nivel molecular (copolímero) con
propiedades comparables a las del material virgen alimentado al proceso. La unidad puede
convertir 25 Ib. en 55 seg., aunado a este equipo se utiliza una linea de lavado y mezclado
todo ello por un valor de $3.9 millones de dólares, el costo del equipo de
homomicroneizador únicamente tan solo tiene un costo de $2.1 millones de dólares.3.En el
caso de este equipo su utilización en países como México no sería económicamente factible,
aunque en un futuro, el costo de esta tecnología puede llegar a ser accesible si realmente
cumple con las espectativas deseadas (necesidades).
El Instituto Europeo para el Manejo de Desechos Plásticos en Bruselas
Bégica reveló que el 45% (120,000 ton) de las películas termoencogibles utilizadas en
Europa están siendo recicladas para volver a fabricar el mismo producto. En el mercado ya
existen bolsas fabricadas con un 10% de PCR adicionado a la resina de LLDPE/LDPE
(Mobil Chemical).
2Ref2
3Ref8
69
3.5 RECICLADO DE BOTELLAS DE HDPE
En tan solo 5 años la tarea de reciclar HDPE de PCR para volver a fabricar
botellas mediante moldeo por soplado a aumentado (Fig. 3.7) especialmente en las
lucrativas industrias químicas de productos para el hogar, aunque no se han estipulado las
cantidades de PCR se anticipa que serán muy grandes, pero este mercado podría ser
limitado por una serie de problemas aun sin resolver en su totalidad.
160
140
120
Miles 1 0 ° de 80
Toneladas „
40
20-
0-1990 1992 1995
Fig. 3.7 Crecimiento del reciclaje de botellas de HDPE
Compañías como Procter & Gamble, Lever Brothers, Colgate Palmolive y
Clorox por ejemplo, de una manera muy rutinaria emplean HDPE reciclado en sus botellas
cuya estructura consta de 3 capas de este material, la capa central que generalmente
promedia un 25% del espesor total de la pared se integra de material reciclado, de esta
manera se evita la migración de contaminantes hacia el contenido de la botella. En el caso
de las botellas monocapa en ef que el plástico reciclado se mezcla con resina virgen no es
tan importante este aspectoya que se utiliza principalmente en la fabricación de botellas
para aceites lubricantes, y agricultura.
J B I
El contenido de PCR en las Botellas tricapa que en la actualidad es de un
25% puede incrementarse dependiendo del tamaño y las aplicaciones, por ejemplo se han
fabricado comercialmente botellas multicapa con PCR en un 75 y 100%.
Generalmente los factores determinantes de la cantidad de PCR utilizado en
la fabricación de botellas son la resistencia ambiental (Enviromental Stress Crack
Resistance -ESCR-) de la resina virgen que rodea al PCR. Existen fabricantes de HDPE
especial para ser utilizado con plásticos reciclados.
Quantums Chemical Corp. Institución especializada en la investigación para
el aprovechamiento de recursos fabrica 2 grados de resina virgen con una calidad y
propiedades excelentes para utilizarse con PCR en mezcla o en multicapa.
Los productos para el hogar tienen una densidad de 0.948gr/cm3, un melt
Index (MI) de 0.2 gr/10 min en promedio con un ESCR medio (F50) de 750 hrs.(la mayoría
del HDPE tiene una densidad de 0.953, un MI de 0.1-0.4 y un ESCR de 100 hrs.)
Otros limites para el PCR utilizado están determinados por la cantidad de
residuos generados durante el proceso de fabricación, lo cuales son reprocesados por el
fabricante integrándolos al material nuevamente, el cual no sólo contiene materia virgen,
provocando con ello una disminución en la proporción original de PCR usado para la capa
intermedia.
Más allá de estos factores existen otros problemas sin resolver, uno de ellos
es la variabilidad de las propiedades como el MI, la densidad y el ESCR que ocurre cuando
los desechos de resinas (homopolímeros y copolímeros) son mezclados (Un garrafón de un
galón para leche o jugo posee un MI entre 0.6 y 0.7, las botellas para detergentes tienen un
valor de 0.3 a 0.5), la única manera de eliminar esto es mejorando la separación.
Otro problema es el provocado por el color, ¿como disimular la
decoloración en la superficie al remoldear la resina?, suele solucionarse aplicando una capa
superior pigmentada solución que no funciona con aquellas botellas de colores claros.
71
También existen otros contaminantes que afectan el color como el papel, metal y
pegamentos los cuales aparte de alterar el color pueden dañar el equipo, también hay que
considerar la presencia de químicos tóxicos como otro factor muy importante.
Se sugiere que la migración de sustancias provenientes de los PCR en
botellas tricapa es muy pequeño (ppm) para el caso de resinas que han sido bien lavadas4.
Fig. 3.8.Resistencia media para la Botella Coextruida ESCR(F50 días)
A: Copolímero B: Homopolímero
Otros estudios realizados por Quantun Chemical Corp. demuestran que el
tipo de PCR utilizado en las Botellas multicapa como homopolímero o copolímero tiene un
impacto significativo en el ESCR, en la figura 3.8 se muestra el comportamiento
comparativo entre el CopolPCR contra el HomoPCR en una aplicación típica de 3 capas,
como puede verse el copolímero supera al homopolímero.
Esta observación puede ser todo lo contrario si el CopoPCR esta más
contaminado que el homopolímero. El copolímero por naturaleza es más difícil de limpiar
que el homopolímero debido a la diferencias entre los contaminantes presentes ,La
concentración del PCR en la capa intermedia parece tener un efecto mínimo en la
características del recipiente. Esto se ilustra por 2 estudios hechos a recipientes con un 25
50% de PCR en sus capas intermedias (Fig3.9).
La capacidad de adicionar altos niveles de PCR con pequeñas perdidas en las
propiedades son buenas noticias para todos los fabricantes, ya que las legislaciones pueden
ordenar el uso de un 50% de PCR como mínimo en un futuro.
4 Modern Plastics International, July 1992 p. (31-33)
72
Fig.3.9. Resistencia media para la Botella Coextruida ESCR(F50 días)
40
20 i A
• B 0t^^^IV^IV
A: 25% de PCR ,25% (grosor de la capa interna). B: 38% de PCR, 12% (grosor de la capa interna).
El efecto del número de capas en las propiedades en las botellas comparando
su ESCR (Fig. 3.10) muestra que los recipientes de 3 capas tienen ventajas sobre los de uno
y dos capas, inclusive resultando equivalente a las fabricadas con resina virgen en una sola
capa.
Fig 3.10. Resistencia media para la Botella Coextruida ESCR(F50 días)
A: 3 capas B: 2 capas C: Monocapa D: Monocapa (Mat. virgen)
4 0 ,
20
0-A B
>
C
^^ "̂̂ ^^^^B
D
| i
í 1
73
Otra variable es el espesor interno de la pared, surgiendo preguntas como
¿cuanta resina virgen necesito para separar el PCR del producto?, la respuesta esta en la
figura 3.2, la cual muestra una ligera mejora en el ESCR con una pared más gruesa. La
diferencia es mínima ya que todas las botellas alcanzaron el 50% de fatiga (F50) antes de 3
días de pruebas. La resistencia a carga no muestra diferencias entre los diferentes espesores
de las capas.
Una variable que puede afectar al ESCR durante la fabricación de botellas es
la cantidad de resina virgen utilizada Ja cual altera las propiedades de las botellas con PCR.
Una cuidadosa selección de la resina virgen puede supera la deficiencias del PCR
especialmente el ESCR. Esto es posible mediante el uso de resinas con un alto ESCR en las
capas interiores o como mezcla para los de tipo monocapa. Por ejemplo el ESCR en un
recipiente tricapa con PCR en el centro es mayor a las 400 hr, muy superior al F50, al
utilizar resinas con un alto ESCR (Quantum Petrothene LR 7810), en el caso de utilizar
resinas de PCR con bajo ESCR pueden ser mejoradas con el uso de las anteriores mediante
mezclas.
Una comparación de resina virgen y una mezcla con PCR demostró que las
botellas con un alto ESCR mezcladas con un 25% de PCR tuvo un F50 de 5 días, cerca del
doble del valor de aquellas hechas con resina estándar.
El impacto del diseño de la botella y los niveles de PCR sobre las otras
propiedades también han sido examinadas, la resistencia al impacto no parece ser afectado
por dichas variables aunque parece haber una tendencia de los homoPCR a disminuir la
resistencia al impacto.
La resistencia a la presión por aplastamiento es una medida de la dureza de
la botella la cual depende de la contrucción, utilizando homoPCR poseen una resistencia
mayor que las resinas con un alto ESCR, las cuales poseen un valor muy bajo debido a su
baja densidad.
74
Para la mayoría de la s aplicaciones la dureza (rigidez) y el ESCR son
factores importante para la coextrusión, especialmente para la fabricación de estructuras
multicapas.
El color obscuro del copolímero mezclado de PCR ha limitado su uso para
estructuras multicapas a aquellas con colores obscuros solamente, tales como el azul, rojo y
naranja, colores claros son posibles pero hay que incrementar las cargas de colorantes.
Las pruebas demuestran que las concentraciones en la capa exterior tiene un
rango del 8 al 15% de colorantes para poder enmascarar los efectos del PCR .
3.6 INFLUENCIA DEL PCR DURANTE EL PROCESAMIENTO
El procesamiento (procesabilidad) y consistencia del PCR se esta
desarrollando gracias ala utilización de Técnicas de estabilización y mezclado para
minimizar las variaciones.
El HDPE PCR puede ser producido con un MI casi igual al de la resina
virgen. Mantener un MI es crítico debido a los efectos de control de paridad, cualquier
variación puede llevar a problemas de control de peso y de ajuste de equipo.
Las máquinas de coextrusión parecen tener un limite de procesamiento muy
superior a las de tipo monocapa ya que cualquier variación provocada por el PCR requiere
de una corrección en la capas externas y ocultar la falla, mediante dispositivos de control.
Mientras la habilidad para cubrir los PCR por una serie de capas tenga
implicaciones en la solución de problemas de olor, color, etc. Los costos de inversión en
esta maquinaría serán muy altos hasta que la tecnología de mezclado no sea desarrollada en
su totalidad y sustituya a la anterior.5
5Ref
75
3.61 DEGRADACIÓN
Los Plásticos así como las fibras, el caucho, están constituidos por
macromoléculas de alto peso molecular. Las propiedades de estos polímeros están
directamente realacionadas con el grado de polimerización. Así pues, cuando se produce la
rotura de una parte muy pequeña de los enlaces (generalmente menor al .01%), las
propiedades mecánicas de estos materiales se deterioran irreversiblemente o, en el peor de
los casos , se pierden completamente. Entre todos los procesos de degradación la oxidación
es el más común. Esta puede iniciarse por calor, luz solar o aplicando esfuerzos cortantes.
La fotodegradación es un proceso que implica generalmente 2 mecanismos
: fotooxidación y fotolisis cetónica. La mayor parte de los plásticos son sensibles a la
fotooxidación, la cual genera la pérdida de ciertas propiedades mecánicas. La fotooxidación
es responsable de la introducción de grupos cetónicos en la cadena polimérica. Estos
grupos carbonilo absorben fotones en presencia de la luz, dando lugar a la ruptura de
enlaces C-C.
Para favorecer la fotodegradabilidad de los plásticos, pueden añadirse a la
cadena macromolecular aditivos sensibles a la luz: cetonas vinílicas o comonómeros de
etileno y monóxido de carbono. La introducción de estos aditivos fotosensibles ha
permitido fabricar plásticos que son estables en el interior de las viviendas (debido al efecto
filtrante de los cristales de las ventanas), pero que se degradan en el medio ambiente en
cuestión de meses.
Los' plásticos biodegradables existen desde hace tiempo. Piénsese por
ejemplo , en las suturas médicas. Sin embargo, ningún plástico de uso doméstico corriente
es biodegradable. Es cierto que un gran número de hongos son capaces de transformar
distintos sustratos en agua y dióxido de carbono, en presencia de calor y humedad. Sin
embargo, estas condiciones rara vez se dan en vertederos de residuos urbanos. Se han
76
1.Polímeros Fotodegradables
UV ^ -^ CH2-CH2+CO
CH2~CH2^^"CH3+CH2*OH
Los grupos carbonilo dentro de la estructura del polietileno son rotos (cotonas) cuando se exponen a la radiación UV
2.POLÍMEROS CON ALMIDÓN
- CH2 -CH2-CH2 - CHa - CH2 - CH, - CH2 - S~)
¿^ *MátoJ>
-CH 2 -CH2-CH 2 -CH2-CH2-CH2-CH a^~^' V .
POUET1LENO U \
QO
¿r
^~—\
<^U Las bacterías enzimatlcas disuelven los enlaces de almidón entre las cadenas polimerícas. El rompimiento de las cadenas produce un debilitamiento en las estructuras.
1.PROCESO BELLAND
NaOH CH 2 - CH - CH-CH •
OR C ¿ A G U A — ^
O O O CH2-CH-CH CH + fAGUA) VINILETER^NHIDRIDOMALEICO ¿ R ¿ ^ ^ ¿ O O N a ^ - ^
SAL DE ÁCIDO POLICARBOX1L1CO
El copolfmero VEAM posee en su estructura puntos de falla. La neutralización con NaOH provoca la formación de cadenas lineares polimerícas.
4. POLÍMERO BIODEGRADABLE PRODUCIDO POR BACTERIAS
C CH2
A c?2 ? *?• r~\ CH2—CH C — C H 2 — CH — o • c ° 2 * (AGUA)
poli 3 hkJroxttHitlrato-3 hUroxtariarlsno
Polfmero PHBV producido por la fermentación del azúcar, puede aer comido por I bacterias comuna» del susto y da aguas de desecho
Fig 3.11 Tipos de Degradación
encontrado ya soluciones para aprovechar el proceso natural de biodegradación. Por
ejemplo, puede añadirse almidón en el proceso de fabricación de plásticos no
biodegradables. Cuando se degrada el almidón, el plástico queda pulverizado (Fig. 3.II),
con lo cual se favorece la reducción de volumen. Es evidente que la solución ideal consiste
en fabricar plásticos que sean totalmente biodegradables, como el polihidroxivalerato,
poliéster alifático sintetizado por bacterias a partir de azúcar o de etanol.
Este polímero fue aislado y caracterizado en 1925 por Lemoigne del
Institute Pasteur. Se degrada en condiciones anaeróbicas y en presencia de humedad, dando
lugar a la formación de dióxido de carbono. Actualmente, existe un proceso semi-industrial
capaz de producir este tipo de plásticos, pero los costos de producción son, por el
momento, prohibitivos.
3.7 REESTABILIZACIÓN DE MATERIAL PLÁSTICO RECICLADO
El reprocesamiento de los sobrantes dentro de la planta es fácil, comparado
con los problemas que surgen con los materiales de desecho de origen municipal.
Los PCR poseen un conjunto de problemas tales como la contaminación y
degradación molecular. Este material necesita ser reestabilizado con aditivos que logren
mejorar sus propiedades para su segunda vida.
Antes de reestabilizar los PCR, los recicladores deben tomar en cuenta el
grado de degradación presente, la cantidad de estabilizadores residuales, junto con el tipo y
cantidad de contaminantes presentes.
Un análisis del material junto con un estudio de su desempeño después de la
reestabilización, debe preceder a su utilización final. La información de estabilizantes ha
sido realizada por la compañía Ciba-Geigy aplicados a 6 tipos de plásticos destacando el
HDPE.
Una aplicación muy común en la industria del reciclaje es la recolección de
botellas fabricadas con HDPE y PP. En un estudio de estos recipientes se observó que
tenían un color amarillento después de 10 a 15 años de exposición al medio ambiente, estos
fueron granulados y reestabilizados con antioxidantes (AO-1 ó Ciba Irganox 1010 )
78
fosfatos (P-1-Irgarfos 168), estabilizadores ópticos (UVA-1 Tinuvin327) y aminas (HALS-
1 Tinuvin770), muestras de 2 mm de espesor fueron preparadas y llevadas a pruebas de
resistencia climática (ESCR) demostrándose que aun era posible aprovechar estos
materiales para fabricar otros artículos (Tabla 3.4).
1 Efectos por Exposición Criterio de Prueba
Formación de Fractura Obscurecimiento del pigmento rojo 30% de rtención de resistencia a la tensión
Tabla 3.4 Ambiental en HDPE Reciclado Reestabilizado *
Material Virgen
48 48
48
Reciclado
18 36
48
a 0.1% de Tinuvin 327,0.1% Tinuvin 770 Fuente Ciba-Geigy
Estudios en Alemania llegaron a conclusiones similares, utilizando materia
de 12 a 14 años, con la ayuda de cantidades suficientes de estabilizadores UV adicionados
al reciclado se observó que la adición de 1:1 de AO-1 y Pl mejoró el MI durante varios
experimentos de extrusión.
EI PP es menos estable al calor y a la degradación por fotooxidación que el
PE. En un principio los fabricantes de botellas no utililzaban estabilizadores para el PE o lo
hacían en forma muy ligera, pero el PP si era estabilizado. Estudios hechos sobre materiales
de unos 6 a 8 años demostraron que la mejor forma de proteger agregando aditivos se logra
combinando antioxidantes fenólicos con fosfatos hidrolíticos y aminas (impedidas
estéricamente).
Para mejorar la estabilidad térmica y óptica de los desperdicios en Europa
fueron realizadas pruebas con AO-2 (Recyclostab 411 )mejorando las propiedades térmicas
por un factor de 2. Utilizando antioxidantes y estabilizadores ópticos mezclados (A0 / LS-1
Recyclostab 811) se observa que la resistencia bajo al 90% de la original comparándola con
79
una muestra sin estabilizar, la cual bajo hasta el 57% después de ser sometidas a 8000 hrs
de exposición a la luz.6
La demanda de aditivos para poliolefínas con el fin de restaurar las
propiedades de las resinas perdidas durante su procesamiento y uso, se están
incrementando, por lo que los fabricantes están realizando grandes esfuerzos en el sector
del reciclado.
Los aditivos desarrollados para el mejoramiento de los PCR son usados
principalemente por las necesidades características de cada reprocesador.
Existen varias características de la resina reciclada particularmente la que
esta mezclada, que es un caso muy independiente de las resinas vírgenes, por ejemplo, la
mayoría de los PCR contienen trazas de PVC que disminuye seriamente el desempeño de
estos materiales durante su reprocesamiento y terminado final.
Los químicos de mayor uso son los estabilizadores ópticos y térmicos,
modificadores de impacto compatibilizadores y retardantes de flama, complementado a
estos la gran gama de pigmentos para impartir coloración.
Los estabilizadores térmicos y ópticos encabezan la lista de dichos
compuestos. Una razón es que los estabilizadores utilizados en un principio tienden a
descomponerse o disolverse durante el proceso de limpieza, secado y mezclado que
acompañan al reprocesamiento de la resina, añadiendo a todo esto la formación de especies
reactivas como hidroperóxidos, grupos carbonilos o enlaces insaturados que inducen
reacciones que alteran el MI junto con otras propiedades mecánicas provocadas por la
degradación térmicas.
6Refl
80
Tabla 3.5 Aditivos que pueden ser utilizados para mejorar las propiedades de resinas Redoladas
Fabricante
Akcros Chemical
Albright & Wilson
AlliedSignal
Ampacet
BASF
Ciba-Geigy
Dexco Polymers
Dupont
GE
Rohm and Hass
Rhone-Poulenc
Marca
Amgard CPC
Recyclostab
Vector
Fusabond
Blendex
EXL
Rhodiastab
Grado
105
A-C316
10886
RCM
411,421,451
SBS
BA413
338y360
5375,2330
Química Aplicaciones Sitaución Calcio/zinc EstabilizadorPV Desarrollo
C Rojo fosforoso Retardante de Comercial masterbatch flama para
poliolefínas HDPE oxidado Procesamiento Comercial
dePVC Fenoles fosfitos Antioxidante Comercial con PE para poliolefínas comomedio de transporte Mezcla de Compatibilizado Desarrollo polímeros (Sin PS/PE, PS/PP, revelar) ABS/PP Antioxidantes y Estabilizador Comercial coestabilizadors para película de propiedades LDPEy PP
(411,451) Copolímeros Modificadores de Comercial bloqueadores impacto,antioxid estirénicosy antes paraPE, antioxidantes PS, y poliolefínas
mezcladas Formulación para Compatibilizador Comercial Propiedades para PE Formulaciones de Modificadores de Comercial polibutadieno Impactopara
ABS, SAN, PVC, PET y poliolefínas
Mezcla en base Modifocadores Comercial acrílica como de impacto para medio de trans. PET Calcio/zinc Estabilizadores Comercial
para PET
81
Ciba-Geigy tiene la más extensa línea de productos para la reestabilización
de resinas PCR, comercialmente se conocen como Recyclostab, que se vende a precios
equivalentes a los de los estabilizadores de resina virgen, estos productos son el 411
Antioxidante deseñado especialmente para HDPE y pololefinas mezcladas.También se
ofrece el 421 especial para películas de LDPE y un aditivo nuevo especial para PET, el 441.
La compañia Ampacet fabrica formulaciones para PCR ,el 10886
masterbatch que es un antioxidante primario (fenol) y un antioxidante secundario (fosfito)
especial para LDPE.
Existen también estabilizadores para PVC que consisten en una formulación
de calcio/zinc con un coestabilizador de cadena larga de beta dicetonas.
Los fabricantes continúan ralizando investigaciones en el área de aditivos
compatiblizadores para PCR, siendo el caso de la compañía BASF que ha logrado
compatiblizar mezclas de PS con PE y PP, ABS con PP, también hay reportes de este
producto (Fusabond BA413) que ha permitido lograr mezclas de 30% de PET con 70% de
HDPE alcanzando un incremento en la resistencia al impacto7.
Como un ejemplo de la aplicación de estos aditivos podemos ver en la Tabla
3.6 la comparación entre la resina virgen y la resina reciclada fabricada por la compañía
Dow Chemical. •
3.8 ANÁLISIS TÉRMICO PARA RESINAS RECICLADAS
Ya que en la actual idad algunos procesadores están incorporando resinas
recicladas como materias primas. Lo que significa que deben lidiar con formulaciones de
una composición, pureza y uniformidad desconocida requiriendose de datos sobre la
naturaleza de los componentes y los niveles de aditivos utilizados, todos estos factores
7 Modern Plastics International, February 1996, p. (45-47)
82
Tabla 3.6
Comparación entre la resina virgen y el PE reciclado fabricado por la compañía Propiedad
Película para Envolver Melt Index Densidad Grosor (mm) Resistencia a la PenetraciónFso, g Elmendorf (desgarre), g Esfuerzo Tensil (psi) Max.E. Tensión (psi) Max. Elongación % Brillo(45°) Opacidad %
Propiedad
Para Moldeo por Inyección Melt Index Densidad Propiedades de la Placa Moldeada A
Esfuerzo a la Tensión (psi) Max. E. Tensión (psi) Max. Elongación, % Modulo de Flexión (psi) esfuerzo ala Flexión (psi) Resistencia al impacto (ft lb/in) * T° del cuarto *-40°C
Dow LDPE 768
1.9 0.930
1.5 90 300
2200 2700 600 68 6
Dow HDPE 10062N
10.0 0.960
3510 1675 580
187,940 35,050
1.4 1.3
de PE Dow Chemical
**Dow Retain PE-5009
1.2 0.934
1 60 500
2400 3100 640 44 13
Dow Retain PE-1001
4.9 0.960
3360 2620 680
168,000 32,900
2.1 0.8
A: Condiciones de moldeo: 150 Tons. Demag; Temp, de Fusión 200°C; Temperatura del molde 45°C Preión de inyección(50 psi **Reciclada
83
afectan la procesabilidad. También deben saber predecir las propiedades físicas de los
productos manufacturados con los PCR.
Varias de las respuestas se pueden contestar mediante Técnicas de Análisis
Térmico (TA) el cual se esta convirtiendo en la solución para los problemas relacionados
con los PCR, asegurando su calidad como materia prima.
El TA es uno de ios pocos métodos que nos dice como se comporta el PCR
durante el proceso y en cada una de sus partes. Este método se utiliza con otras técnicas
analíticas, es relativamente rápido (10 minutos a una hora) con equipos que tienen un costo
de alrededor de $25,000 dólares.
Esta técnica tiene algunas limitaciones: Mientras asegura la calidad final del
producto de cualquier plástico, no puede identificar pequeños porcentajes de termoplásticos
amorfos tales como el PVC, -el cual afecta las propiedades significativamente-, tampoco
puede ser usado para monitoreos continuos.
Todas las técnicas de análisis térmico monitorean propiedades físicas
fundamentales, de una pequeña muestra de material mediante la modificación de la
temperatura controlada por un programa preciso, por ejemplo, un componente secundario
común en el PET reciclado es el PP usado para las tapas.cuando una muestra es analizada
en forma diferencial mediante calorimetria, el fundimiento de los componentes cristalinos
puede ser identificado claramente en la figura 3.12 donde se observa que el área del pico es
proporcional al porcentaje de PP en el reciclado , este análisis puede ser realizado con una
sensibilidad superior al 0.5% en un tiempo menor a 10 minutos.
Un problema con el PCR consiste en determinar la homogeneidad y
uniformidad de cada uno de los lotes de PCR que se van a procesar. Las pruebas pueden
ser analizadas de manera automatizada mediante muestrasen forma de pelets o polvos
homogenizados derivados del molido y mezclado. Una prueba de control de calida puede
ser desarrollada para asegurar la semicristalinidad en el polímero.
84
low
ats)
>l)
o
Flu
jo d
e C
a
1 0 -
8 —
6 —
4 —,
2 —
0 __
Punto de fusión del
PP
_ _ ^ - ^
I I I 75 125 175
Temperatura °C
J
I 225
— Punto de ' I fusión del
PET
I 275
Fig 3.12 Monitoreo calorimétrico diferencial
Aun cuando los componentes primarios de los PCR son conocidos existe el
desconocimiento de su comportamiento al encontrarse combinados, durante el
procesamiento, por ejemplo, la recristalización durante el enfriamiento del PET, es un
factor critico para el proceso, ya que la velocidad de las lineas depende en que tanto tarde
en alcanzar la estabilidad dimensional permitiendoel desmoldeo. La máxima estabilidad se
observa a una determinada velocidad, lograda mediante la adición de agentes nucleantes, ya
sea para acelerar o retrazar el proceso.
En una prueba de cristalización una muestra es calentada sobre su punto de
fusión y rápidamente enfriada en la unidad de DSC (Diferential Scanning Calorymetry) o
unidad de monitoreo calorimétrico hasta una temperatura determinada para alcanzar el
equilibrio.A esta temperatura constante, el flujo de calor es monitoreado como una función
del tiempo durante la recristalización, estos datos son graneados, los picos en las curvas
85
resultantes corresponden al tiempo de máxima recristalización revelando los niveles de
aditivos presentes en la muestra.
Propiedades tales como la dureza, flexibilidad, abrasión y resistencia al
impacto son funciones de la combinación de polímeros y aditivos que han sido
tradicionalmente medidas por métodos empíricos, como la deflección bajo carga. Análisis
mecánicos-dinámicos (DMA) han sido utilizados para aumentar o remplazar este tipo de
pruebas, ya que son más cuantitativas, la información contenida acerca de la dependencia
de la temperatura y propiedades mecánicas permite la predicción mas exacta del
comportamiento del material, esta técnica también permite determinar los niveles de
almacenamiento y perdida de energía.
Varios problemas del proceso envuelven a las propiedades viscoelásticas de
las resinas dentro del molde, los métodos del DMA son relevantes para la caracterización
de los parámetros viscoelásticos (absorción y almacenamiento de energía) como funciones
de la temperatura dentro de la región de temperatura de procesamiento, la figura 3.13
muesta la utilización del DMA para obtener la energía de almacenamiento y las propiedades
perdidas en el PET reciclado.
La curva superior representa la capacidad del material para almacenar
energía mecánica elásticamente, mostrando que la dureza cae en 3 etapas, como una
función de la temperatura. El paso intermedio a los 75°C es la región de transición vitrea
(TV) cercana a la que se utiliza para la fabricación de botellas de PET, las impurezas
principalmente el PP disminuyen en este punto, (temperatura de TV ), la caída final es el
punto de fusión del material8.
Estas son algunas de la pruebas DMA que se pueden realizar en forma no
destructiva a diferencia de las comunmente utilizadas que permite obtener un especro de
frecuencia, un análisis de esfuerzo así como pruebas durante la recolección, el DMA no
solo proporciona datos para una evaluación ingenieril del material, sino que revela el efecto
de los PCR sobre las propiedades de otros materiales con los que se procesen.
Modern Plastics International, May 1993, p. (59-61)
86
10ia=
109
Ü w
i í 107-d 3
1 0 8 -
105
Pérdida de energía
-100
Temperatura °C
Almacenamiento de energía
100 200
Fig.3.13 Análisis dinámico-mecánico
87
CAPITULO IV
PERSPECTIVAS DEL RECICLAJE EN MÉXICO
La problemática actual sobre la contaminación en nuestro país es muy grave como
ya se ha mencionado, siendo este el caso de los plásticos. Ya que este material desde que se
creó ha demostrado que sus propiedades pueden ser adaptadas a las necesidades requeridas
por los fabricantes en casi cualquier tipo de producto, por lo que la aplicación de este
material se realiza en grandes cantidades.
Tabla 4.1
LDPE
HDPE
PET
PP
PVC
PS
OTROS
Volumen de Producción de Plásticos
38%
29%
6.7%
10%
4%
8.7%
3.3%
Peliculas (bolsas)
Botellas (varios)
Botellas para Bebidas
Película, recipientes comida rápida
Botellas de aceite, envoltura de alimentos
Botellas de farmacéuticos, espumas(empaque), tapas de botellas
(ABS ,PC, etc.)
Ref5
El volumen de material plástico utilizado, que ha ido creciendo a lo largo de
los años hasta la actualidad parece no tener un límite, provocando como consecuencia, una
generación de desechos que no son aprovechados.
Existe una enorme generación de materiales plásticos, incluso en forma
indiscriminada y excesiva ,destacando principalmente el PE entre los muchos plásticos que
se desechan, esto a causa de sus propiedades físicas y químicas, que suelen ser estables
durante su procesamiento y su aplicación final, sin embargo el costo promedio del PE oscila
ente los 4 y 7 pesos por kilo dependiendo del uso y tipo de PE, el cual es menor en relación
a otros materiales plásticos y no plásticos que también pueden ser utilizados con el mismo
fin como el papel, cartón, metal o vidrio dependiendo del caso.
88
Los volúmenes de basura que se producen en nuestro país diariamente ya
son una molestia, aunque la basura plástica no sea la que ocupe el porcentaje mayor en el
total de los desechos, este pequeño porcentaje es apenas el 7% el cual, puede ser
aprovechado casi en su totalidad ya que posee una vida muy superior a la de otros
materiales, como el metal.
La vida del plástico es superior a la del metal ya que este útimo tiende a
convertirse en un oxido de hierro por efectos de la exposición ambiental, a diferencia del
plástico el cual a no ser por la acción de la luz o del calor permanece sin alteraciones por lo
que permanecerá presente como un contaminante físico durante muchas generaciones. Este
es un problema característico de los desechos como el vidrio, metal, plástico dentro de los
rellenos sanitarios. Estos últimos han sido utilizados y considerados como la solución más
viable y económica en apariencia, al menos para desechos de tipo orgánico los cuales se
descomponen rápidamente, pero no lo es para los desechos plásticos ya que estos no
pueden degradarse bajo esas condiciones, resultando esta solución un placebo con el cual
sólo se "tapa" el problema y a la larga generará además problemas de espacio.
Otra solución para éste problema sería la incineración de los desechos
plásticos, siempre y cuando se eliminaran todos los gases contaminantes, lo cual es posible
tal vez en otros países pero en México aun no, ya que no existe un estricto control por
parte de los organismos oficiales. La mayoría de la normatividad proviene de paises
industrializzados que cuentan con tecnología de punta y una economia más solvente.Por
otra parte existen distintas condiciones ambientales o climáticas características de cada país
o región, las cuales muchas veces, en el caso de los desechos que se liberan a la atmósfera
generados por la incineración, son afectados por factores como temperatura humedad
pueden provocar problemas secundarios que tal vez en otros lugares no serían tan graves
dentro de un mismo periodo de tiempo, las medidas de control que se tomen pueden llegar
a ser incluso insuficientes, exageradas y difíciles de cumplir.
Actualmente se ha demostrado que el reciclaje es factible para solucionar
todos estos problemas, pero se ha observado que en la práctica tiene ciertas limitantes
destacando principalmente las primeras 2 etapas del proceso que son la selección ó
separación y la limpieza del material del cual depende la calidad de la resina que se va a
89
obtener. Además de determinar el tiempo que se tarda en realizar el proceso en su totalidad,
lo ideal sería que solamente se enfocaran los esfuerzos en recolectar los desechos que ya
previamente han sido separados, incluso ya limpio, tanto a nivel domiciliario o industrial y
de esta forma ser llevados a centros de acopio, facilitando y disminuyendo los costos
provocados por esta actividad. Dada ésta problemática se están desarrollando nuevas
tecnologías para el mejor aprovechamiento de los plásticos, destacando lo que es el
reciclaje químico, proceso por el cual se puede aprovechar en su totalidad el material, ésta
tecnología se está apenas llevando a la práctica por lo que en nuestro país pasaran aún
varios años, esto debido a la falta de consciencia ecológica o de reciclaje tanto en la
población civil como en el gobierno.
Todos estos factores nos muestran que la mejor solución, y con resultados
más rápidos y visibles es el reciclaje tanto de plásticos como de papel ,vidrio y metal,
actividad que resultaría factible para la situación actual de nuestro país, a cualquier nivel
desde una actividad comunitaria hasta en forma conjunta a nivel nacional.
La sociedad mexicana comparada con la de otros países tiene adolece de un
gran problema, no sabe apreciar y aprovechar lo que tiene al máximo. En países de Europa
en donde realmente la gente ha aprendido ha valorar y aprovechar lo que tiene, debe
recurrir a las importaciones provocado por su situación geográfica, problema que México
no posee y por lo que no debería recurrir a las importaciones de materia prima como lo ha
hecho durante muchos años y lo seguirá haciendo.
La solución de este problema para que tuviera mayor posibilidad de éxito a
corto plazo es la de considerar el aspecto ambiental como prioritario dentro de la formación
y educación de la sociedad comenzando desde la simple recolección de materiales
utilizables que se compran y recolectan proporcionando un beneficio económico como
consecuencia de una profunda conscientización.
Esta situación se puede comenzar a modificar si se hace un esfuerzo por
tratar de educar a la población acerca de esta situación comenzando por la población más
joven la cual es más fácil de influenciar, mediante todos los medios publicitarios y de
comunicación (como ya se ha realizado en países como Alemania, EE.UU. Japón etc), con
excelentes resultados todo esto gracias a que se ha educado a la sociedad en todos los
90
niveles comenzando dentro de la familia la cual enseña a los mienbros más pequeños.
Mediante el ejemplo de los padres quienes practican e inculcan la ideología del
aprovechamiento, ahorro y de la necesidad actual por la solución de esta crisi ambiental.
Una vez que se logre éste objetivo se podrán solucionar gran parte de los problemas que se
presentan actualmente para el reciclaje, la selección previa de los materiales. Lo anterior
por parte de la población; en cuanto al gobierno, este tiene que fomentar la actividad sin
poner trabas burocráticas o incluso debe formar profesionales en la materia que asesoren,
como suele suceder. Los procesadores y fabricantes tienen que hacer un esfuerzo
equivalente al menos al que realizan por medio de la publicidad y las promociones que
utilizan como gancho para realizar sus exitosas ventas, por ejemplo, podrían fomentar la
recolección de los mismos recipientes que utilizan para sus productos a cambio de
productos promocionales o mediante un pequeño incentivo económico logrando así que los
mismos consumidores tengan más participación en esta actividad de recuperación y
separación, la cual es más difícil y costosa si se realizara directamente en los basureros.
Considerando los costos propios que se tienen para la fabricación de
productos los cuales tienen que ser cubiertos y sobrepasados para que sea rentable el
proceso tanto con resina virgen como reciclada, es necesario un estudio económico
minusioso para poder lograr ésto. En lo que se refiere al apoyo por parte del gobierno para
empresas que dediquen investigación, desarrollo y consumo de material reciclado podrían
verse favorecidas en la disminución de impuestos, o la facilidad para obtener créditos
necesarios para su desrrollo. Las instituciones educativas, de beneficencia pueden realizar
este mismo proceso dentro de la comunidad en que se encuentren, resultando mucho mejor
si existiera un acuerdo entre estas y los procesadores de plásticos.
Actualmente el proceso de selecionamiento y separación de la basuras por
parte de la población resulta inútil ya que no se cuenta con la infraestructura que permita
continuar con este proceso, sino que simplemente se recolectan los desechos en forma
conjunta sin distinción del contenido, para posteriormente ser enterrada o llevada a
tiraderos a cielo abierto provocando focos de enfermedades e induciendo a la pepena,
actividad que esta prohibida por ser considerada demigrante. Actualmente el gobierno
municipal de la Ciudad de Puebla tiene el proyecto de instalar estaciones de acopio de
91
materiales reciclables para que la misma población o grupos de recolección determinados
recolecten todos los materiales (aparte de los materiales que ya se recolectan ,como el
metal, cartón, papel,y PET) pero estos supuestos proyectos no dejaran de serlo hasta que
no se lleven a cabo, lo cual se podrá lograr si la misma población exige este tipo de servicio
(reciclaje secundario) el cual no existe en el estado de Puebla, por lo que todos los
desechos son enviados a los rellenos sanitarios; incluso los desechos peligrosos.
En cuanto a la tecnología para el reciclaje existe, desde la más simple hasta
tecnologías de punta con eficiencias muy altas, pero con precios muy por arriba de la
capacidad económica de México (al menos en este momento).
El problema de la contaminación llegara a ser más adelante un problema de
consciencia más que económico, cuando esto suceda nos será indiferente usar tecnología
de punta en un país pobre o rico (siempre y cuando exista rentabilidad y productividad).
Limpiar y eliminar las lapas y etiquetas después de ser utilizados
\
Separar loa desechos Compactar las botellas
RECICLAJE Y FABRICACIÓN DE NUEVOS PRODUCTOS
\
R
k_i ur O O
scolección de de* separados
o lechea i
Fig 4.1 Diagrama para el reciclaje de los desechos previo a su reprocesamiento
92
Partiendo de ésto, la mejor opción es tratar de adaptar a nuestras necesidades y
economía la tecnología que ya se han probado, (mencionadas a lo largo de este trabajo). El
hecho es que se comience con algo para ver resultados y no esperar tener la capacidad de
otros países para poder solucionar este problema.
Cualquier tecnología de reciclaje para que logre su máxima eficiencia
requiere de la participación de todos para facilitar el proceso, comenzando desde una
selección previa a nivel domiciliario.
Anivel mundial en estos últimos años se ha comenzado ha dar mayor
importancia al aspecto ambiental esto provocado por una serie de requisitos que deben
cumplir los fabricantes para poder entrar en nuevos mercados, por ejemplo la ISO 14000,
normatividad exclusiva referente al aspecto ambiental la cual deberá ser cumplida por los
países que quieran ingresar al comercio europeo actualmente y a nivel mundial a corto
plazo; con esto se puede observar que tarde o temprano se tendrán que tomar medidas para
la recuperación y reutilización de los desechos tanto plásticos como de otro tipo, o de lo
contrario se cerraran las puertas para el desarrollo, no sólo para el comercio sino para todo
el país.
93
CONCLUSIONES
Mi propuesta para la solución de estos problemas es que se comience con
una concientización amplia y profunda de la población explicando claramente lo que busca
con el reciclaje tanto de los Plásticos como de otros materiales logrando así una
participación de todos los sectores.
• Tomar conciencia de que todos somos contaminadores del medio ambiente y la única
solución efectiva saldrá de nosotros, quienes contaminamos.
• Que se fomente el proceso de separación y selección de basura mediante incentivos que
vayan de acuerdo a las necesidades de la población.
• Que dentro de las instituciones educativas de todos los niveles se fomente y apoye a esta
actividad, siendo parte integral de la formación escolar, la educación deberá comenzar
con las familias.
• El apoyo y desarrollo por parte de los centros educativos de nivel superior a proyectos
realistas invitando a toda la comunidad estudiantil y de los alrededores a participar.
• Inculcar en la población consumidora las nociones básicas para que sepa y pueda
distinguir entre los materiales que son reciclables, y rechazar a los productos que no lo
sean, forzando de esta manera a los fabricantes a utilizar materiales reciclados o que lo
sean( Actual mente se encuentra propaganda alusiva al tema,la cual debe ser potenciada).
• Realizar estudios detallados que muestren datos reales y confiables para poder
determinar estrategias que vayan de acuerdo a la situación de nuestra sociedad.
• Eliminar la idea que se tiene acerca de la mala calidad de los materiales reciclados.
• Presionar al gobierno para muestre interés acerca de éste problema.
• Considerar la disyuntiva acerca de la fabricación de materiales degradables o la de
reciclar, en el caso de la primera volveríamos a caer en la ideología de generar desechos
confiando en que no nos dañarán, pero al final cualquiera de las dos es posible y se
determinará por el aspecto cultural y económico.
94
• Aunque el porcentaje que forman los plásticos como desechos es muy pequeño
comparado con los de otro tipo, se tiene que comenzar ahora siempre considerando el
aspecto de la rentabilidad para lograrlo.
• Finalmente considero que la la problemática es de tipo cultural ya que puede existir un
gran desarrollo económico o tecnológico, pero si no se sabe que hacer o para que
hacerlo todo lo anterior no servirá de nada.
• La metodología que propongo para comenzar a solucionar éste problema es la de
adoptar los modelos y la tecnología que ya existe comercialemte, observar las fallas y
corregirlas adaptándola a nuestras necesidades.
"Hasta que la humanidad haya contaminado el último pez del último río del mundo,
comprenderá que no puede comerce el dinero"
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