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Metodologías y conceptos del reciclaje a nivel industrial
Tipo: Apuntes
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¿Qué es reciclar?
El reciclaje es un proceso cuyo objetivo es convertir desechos en nuevos productos o en materia prima para su posterior utilización.
Gracias al reciclaje se previene el desuso de materiales potencialmente útiles, se reduce el consumo de nueva materia prima, además de reducir el uso de energía, la contaminación del aire (a través de la incineración) y del agua (a través de los vertederos), así como también disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con la producción de plásticos.
El reciclaje es un componente clave en la reducción de desechos contemporáneos y es el tercer componente de las 3R («Reducir, Reutilizar y Reciclar»).
Los materiales reciclables son muchos, e incluyen todo el papel y cartón, el vidrio, los metales ferrosos y no ferrosos, algunos plásticos, telas y textiles, maderas y componentes electrónicos. En otros casos no es posible llevar a cabo un reciclaje debido a la dificultad técnica o alto coste del proceso, de modo que suele reutilizarse el material o los productos para producir otros materiales y se destinan a otras finalidades, como el aprovechamiento energético.
También es posible realizar un salvamento de componentes de ciertos productos complejos, ya sea por su valor intrínseco o por su naturaleza peligrosa.
¿Qué es reciclaje industrial?
Genéricamente, el reciclaje industrial es un proceso cuyo objetivo es transformar los residuos o desechos industriales (denominados “scrap”) en insumos para la elaboración de nuevos productos o procesos industriales.
Como en todo proceso de reciclado, el fin último es contribuir a la preservación del medio ambiente.
Pero, además, el reciclado industrial tiene otros objetivos, tales como: optimizar el uso de materiales potencialmente útiles, realizar un uso más racional de las materias primas, reducir el uso de energía, reducir la contaminación del aire y del agua, disminuir las emisiones de gases, etc.
En un sentido más estricto, el reciclaje es un componente clave en la reducción de desechos, constituyendo el tercer componente de las denominadas 3R (Reducir, Reutilizar, Reciclar). En tal sentido, reciclar implica recuperar deshechos que luego sufrirán algún tipo de transformación para, finalmente, reingresar en el proceso industrial.
¿Por qué reciclar?
Ahorramos energía y luchamos contra el cambio climático
Reciclar en casa supone preservar el medio ambiente y algo tan importante como ayudar a la creación y al mantenimiento de puestos de trabajo. Porque el proceso de reciclaje de residuos necesita de empresas y personas trabajadoras que recojan los distintos materiales y los clasifiquen.
En España disponemos de Ecovidrio y Ecoembes, entidades sin ánimo de lucro que puede que conozcas por sus activas campañas de sensibilización hacia el reciclaje.
El reciclaje también permite la puesta en marcha de proyectos cuyo objetivo es la integración sociolaboral de grupos desfavorecidos. Ejemplo de ello son iniciativas como Koopera, Ataretaco o TeloReciclo.
Preservamos el medio ambiente
Obstáculos para el Reciclaje
El principal problema al que se enfrentan las personas cuando quieren generar un proceso de reciclaje, es la falta de educación de la sociedad en general sobre este aspecto. Las sociedades en general no entienden lo que le está pasando al planeta, especialmente en lo que se refiere a los recursos naturales.
Los problemas sociales relacionados con el reciclaje no se solucionan solamente con la educación. Las sociedades tienden a resistirse a los cambios. El ciclo tradicional de adquirir - consumir - desechar es muy difícil de romper. Reciclar en la oficina o en el hogar requiere de un esfuerzo extra para separar los materiales. Siempre será más conveniente el hábito de arrojar todo hacia afuera.
Las sociedades en general no entienden lo que le está pasando al planeta, especialmente en lo que se refiere a los recursos naturales.
De este modo, es evidente que el principal problema al que se enfrenta el proceso de reciclaje es la falta de educación de la sociedad en general sobre este aspecto. Aun cuando los problemas sociales relacionados con el reciclaje no se solucionan solamente con la educación y las sociedades tienden a resistirse a los cambios, es posible romper con el ciclo tradicional de adquirir-consumir-desechar y promover la cultura del reciclaje.
La investigación ha hecho que sea posible la reducción de residuos, conduciendo al desarrollo de nuevas tecnologías, garantizando que el índice de recuperación y de reciclado de compuestos de cloro y productos derivados se incremente en el futuro.
Proceso de reciclaje de las latas de aluminio
realiza dirigiéndose a puntos fijos de acumulación (centros de reciclaje, basurales, etc.) o por medio de recorridos. Para que el proceso de reciclado mecánico proceda de forma efectiva y sin cortes de materia prima, es indispensable que en esta etapa se realice el suministro necesario para la realización del proceso.
Este paso se utiliza generalmente en empresas de un tamaño considerable, que crean necesario este proceso para un procedimiento más manejable y cómodo. Este consiste en la reducción del volumen del material de acopio, recolectado en el proceso anterior, en el que por medio de un prensado se pueda hacer más fácil y práctico el proceso de transporte y almacenamiento, el resultado del pacado o compactación de los residuos plásticos es llamado “pacas”. Este proceso requiere un grado de complejidad elevado debido a las propiedades de recuperación elástico-plástica de las botellas, ya que este material tiende a volver a su forma original. En el siguiente paso del proceso, existen dos formas para poder continuar con el procedimiento, una consiste en que las pacas al llegar a la planta de reciclado sean directamente abiertas, molidas y luego pasadas al proceso de separación, obteniendo un material no homogéneo, debido a que no existió un proceso previo de separación y eliminación de residuos ajenos al plástico a reciclar antes de moler el material. La otra alternativa ocurre, cuando no existe un proceso anterior de pacado luego del acopio, por lo que llegan las botellas plásticas sin pasar a la planta de reciclado, en manera de botellas sueltas, de esta forma pudiendo realizar óptimamente la separación del material ajeno a los residuos plásticos, teniendo como resultado un material más puro, para luego proceder a moler los residuos. Por lo tanto, teniendo distintas maneras de proceder dependiendo de la forma en que llega el residuo plástico a la planta de reciclado, procediendo con los pasos de separación y molido de manera inversa en cada caso.
Separación
Es la identificación y clasificación visual y manual en la que el material es dispuesto para su diferenciación en una cinta transportadora. Separando el material a reciclar (PET) entre distintos tipos de plásticos o polímeros y entre residuos de distinto material, como lo son las tapas y etiquetas de las botellas plásticas, productos con más tipos de plásticos en su composición, envases plásticos metalizados, broches, metales, vidrio, papel, etc. de modo de obtener un residuo plástico más puro y homogéneo posible. La importancia de este proceso radica en que si el material final no fuera homogéneo, y existiesen otros tipos de residuos incorporados en él, esto entorpecería el buen funcionamiento del proceso de reciclado posterior, además de no obtener un producto final de buena calidad. Este trabajo manual debe su eficiencia a la práctica y criterio del sujeto que lo realiza, y la calidad del plástico se la debe a la fuente de obtención del residuo, ya que con la selección selectiva se obtiene un material más puro, a diferencia del obtenido en los basurales. En la actualidad existen nuevos métodos diferentes al tradicional en el que se realiza la separación de material de manera manual, ya que existen métodos de separación automatizada, como la diferenciación de materiales por diferencias de gravedad, difracción de rayos x y disolución en solventes. Otra forma de realizar el procedimiento de separación, es por medio de sistemas de flotación, mediante equipos "Sink and Float" a burbujeo, o simplemente en tinas de flotación vibratorias con bandas transportadoras, en el que se introduce el material plástico a la tina de flotación con agua, en el que el residuo plástico al tener mayor densidad que el agua se hunde en la tina y en el fondo de esta es recogido mediante un “tornillo sinfín”, el cual lo transporta a la siguiente fase del proceso, los pequeños elementos anexos al material a reciclar como resultado de este método, flotan en el agua debido a su baja densidad y tamaño, el cual es recogido por paletas que arrastran desde la superficie el material plástico a la siguiente fase.
Molido
El material es molido y reducido de tamaño hasta ser fragmentado en piezas pequeñas de tamaño similar, de modo de facilitar su manejo y proceso posterior. El tamaño de las piezas obtenidas
depende del tipo de tecnología utilizada, existen varios tipos de tecnología y la utilización de una en particular depende del tamaño de las piezas plásticas a las que se desea llegar, por lo que se pueden obtener "hojuelas" plásticas de un cuarto de pulgada, para lo que se utiliza un molino encargado de moler el material plástico. El tamaño de las piezas plásticas puede llegar a ser polvo fino, para lo que se necesita una cámara criogénica que funciona mediante nitrógeno líquido, el cual se encarga de debilitar los residuos plásticos hasta lograr el material fino. Este último tipo de tecnología posee un precio bastante alto y se utiliza en procesos específicos de reutilización del plástico, como el control de niveles de acetaldehído en el proceso de soplado de botellas. El procedimiento a realizar luego de moler el plástico en el caso de que los residuos hayan sido previamente pacados, corresponde a la separación de los distintos tipos plástico y de residuos de distinto material, a diferencia del proceso en que los residuos a reciclar correspondan a botellas plásticas sin pasar, en el que el proceso de separación corresponde al proceso previo a moler el material, existiendo un intercambio en el orden los pasos. En ambos casos, el paso siguiente es el lavado del material fragmentado.
Después de ser separados y molidos los residuos plásticos, estos son lavados mediante un baño con agua y sosa cáustica, de modo de eliminar todo tipo de impurezas superficiales, debido a que los residuos plásticos están contaminados generalmente con comida, papel, piedras, polvo, aceite, solventes, pegamento, y cualquier tipo de suciedad superficial que haya estado en contacto con la superficie de la botella plástica. Cuando el material plástico posee una contaminación más elevada que no puede ser lavada mediante un baño de agua, es necesario el uso de un método que involucra la utilización de hidrociclones, el cual consiste en que el plástico contaminado se introduce en estos, y al ser de un material de menor densidad y más ligero debido al proceso de molido anterior, este flote en el agua, y de esta forma sea captado y expulsado. En este procedimiento el material plástico desciende hacia fondo del equipo. Luego de realizado el proceso de lavado el residuo plástico es llamado "hojuelas" o granulado limpio. Para que este proceso sea sustentable se debe tratar el agua luego de usarla para la limpieza, para así poder reutilizarla o devolverla a un efluente, sin ocasionar impactos ambientales, es debido a esto que está prohibido el uso de detergentes en el proceso de lavado, para que exista un buen comportamiento del agua en el tratamiento para su reutilización. En cambio, se está permitido el uso de sosa cáustica en concentraciones menores, esta además tiene la particularidad de que la sosa cáustica remanente den disolución se puede reutilizar en nuevos lavados, reponiendo la cantidad que se pierde en el proceso de lavado.
Es la parte del proceso en que se elimina el excedente de agua del material plástico fragmentado luego de ser lavado, este proceso puede realizarse mediante un secador centrifugado, al cual se le introduce el material, y luego elimina la humedad por medio de las paredes externas del equipo, otra alternativa para el secado del residuo plástico es la utilización de secadores de aire, el cual puede ser caliente o frío, y de esta manera poder encargarse de eliminar la humedad sobrante del material hasta límites permitido al circular el aire por los fragmentos de plástico húmedo. En el proceso de reciclado mecánico han surgido diversos equipos y maquinarias que generan distintas oportunidades para seguir en los distintos procedimientos hasta obtener el resultado final de reciclado, existiendo diversas alternativas de sistemas simultáneos, existiendo máquinas para el procedimiento de secado que combinan los dos métodos mencionados anteriormente, en el que el material es dispuesto para su centrifugación, a la vez que circula el aire por los residuos. De esta misma manera es como existen procesos que conjugan la etapa de molido con la de lavado, la de lavado con la de secado, entre otras, siendo alternativas a las etapas del proceso de reciclado mecánico. Este proceso corresponde al final de reciclado mecánico para los residuos plásticos o “escamas” que van a ser comercializados y reutilizados para usarse en el método de modelado por inyección, extrusión, compresión o termo formación, en el que no es necesario el proceso posterior que consiste en la modificación de la forma del material, ya que se usa el plástico directamente para su consumo.
-Hidrogenación:
En este caso los plásticos son tratados con hidrógeno y calor. Las cadenas poliméricas son rotas y convertidas en un petróleo sintético que puede ser utilizado en refinerías y plantas químicas. Reciclado Químico
-Gasificación:
Los plásticos son calentados con aire o con oxígeno. Así se obtienen los siguientes gases de síntesis: monóxido de carbono e hidrógeno, que pueden ser utilizados para la producción de metanol o amoníaco o incluso como agentes para la producción de acero en hornos de venteo.
-Chemolysis:
Este proceso se aplica a poliésteres, poliuretanos, poli acetales y poliamidas. Requiere altas cantidades separadas por tipo de resinas. Consiste en la aplicación de procesos solvolíticos como hidrólisis, glicólisis o alcohólisis para reciclarlos y transformarlos nuevamente en sus monómeros básicos para la repolimerización en nuevos plásticos.
-Metanólisis:
Es un avanzado proceso de reciclado que consiste en la aplicación de metanol en el PET. Este poliéster (el PET), es descompuesto en sus moléculas básicas, incluido el dimetiltereftalato y el etilenglicol, los cuales pueden ser luego repolimerizados para producir resina virgen. Varios productores de polietilentereftalato están intentando de desarrollar este proceso para utilizarlo en las botellas de bebidas carbonadas. Las experiencias llevadas a cabo por empresas como Hoechst- Celanese, DuPont e Eastman han demostrado que los monómeros resultantes del reciclado químico son lo suficientemente puros para ser reutilizados en la fabricación de nuevas botellas de PET.
Estos procesos tienen diferentes costos y características. Algunos, como la Chemolysis y la metanólisis, requieren residuos plásticos separados por tipo de resina. En cambio la pirólisis permite utilizar residuos plásticos mixtos.
Perspectivas del reciclado químico:
-El reciclado químico se encuentra hoy en una etapa experimental avanzada. Es de suponer que en los próximos años pueda transformarse en una poderosa y moderna herramienta para tratar los residuos plásticos. El éxito dependerá del entendimiento que pueda establecerse entre todos los actores de la cadena: petroquímicas, transformadores, grandes usuarios, consumidores y municipios, a los fines de asegurar la unidad de reciclado y que la materia prima llegue a una planta de tratamiento.
-La sociedad debe estar preparada para tal cambio de tecnología en lo que hace al tratamiento de los residuos plásticos. Por su parte, la industria petroquímica está trabajando en la definición de especificaciones técnicas a los fines de garantizar la calidad de los productos obtenidos a través del reciclado químico.
-Si bien el reciclado mecánico se halla en un estado más evolucionado, éste solo no alcanza para resolver el problema de los residuos. No sería inteligente desdeñar cualquier otra forma de
tratamiento por incipiente que fuera. Lo que hoy parece muy lejano puede que dentro de las próximas dos décadas se convierta en una realidad concreta. En el caso de los plásticos se debe tener en cuenta que se trata de hidrocarburos, por lo que, para un recurso no renovable como el petróleo, es especialmente importante desarrollar técnicas como el reciclado químico para generar futuras fuentes de recursos energéticos. Los plásticos post-consumo de hoy pueden considerarse como los combustibles o las materias primas del mañana.. Además, el reciclado químico contribuirá con la optimización y ahorro de los recursos naturales al reducir el consumo de petróleo crudo para la industria petroquímica.
-De todas las alternativas de valorización quizá ninguna esté hecha tan a medida de los plásticos como el reciclado químico. Es muy probable que se transforme en la vía más apropiada de recuperación de los residuos plásticos, tanto domiciliarios como los provenientes del scrap (post- industrial), obteniéndose materia prima de calidad idéntica a la virgen. Esto contrasta con el reciclado mecánico, donde no siempre se puede asegurar una buena y constante calidad del producto final. El reciclado químico ofrece posibilidades que resuelven las limitaciones del reciclado mecánico, que necesita grandes cantidades de residuos plásticos limpios, separados y homogéneos para poder garantizar la calidad del producto final. Los residuos plásticos domiciliarios suelen estar compuestos por plásticos livianos, pequeños, fundamentalmente provenientes de los envases, pueden estar sucios y presentar substancias alimenticias. Todo esto dificulta la calidad final del reciclado mecánico, ya que se obtiene un plástico más pobre comparado con la resina virgen. Por lo tanto, los productos hechos de plástico así reciclado se dirigen a mercados finales de precios bajos. Por el contrario, el reciclado químico supera estos inconvenientes, ya que no es necesaria la clasificación de los distintos tipos de resinas plásticas proveniente de los residuos. En este proceso pueden se tratados en forma mixta, reduciendo costos de recolección y clasificación. Además, lleva a productos finales de alta calidad que sí garantizan un mercado.
Toda estrategia de gestión integral de los Residuos Sólidos Urbanos debe prever y contemplar la posibilidad del reciclado químico. El tratamiento de los residuos plásticos no puede ser resuelto unilateralmente por uno u otro proceso, debiendo analizarse las diferentes alternativas de reciclado.
Niveles de Reciclaje:
La recuperación de las fibras de carbono a partir de los desperdicios que se generan en el procesado de plástico reforzado con fibra de carbono es una nueva tecnología que está surgiendo en el campo del reciclado. En la fabricación de compuestos con fibra de carbono, los filamentos continuos en forma de tejidos o no tejidos son los más usados. Estos materiales son normalmente impregnados con resinas epoxi, y los pre impregnados resultantes son procesados.
Los desperdicios generados por el procesado de materiales compuestos con fibras de carbono consisten en fibras, tejidos, pre impregnados y laminados curados. La mayoría de estos son pre impregnados, los cuales pueden ser reprocesados por dos operaciones básicas: extrayendo la resina y cortando las fibras.
El material de la matriz para compuestos con fibra de carbono es resina epoxi. Una forma de extracción de la resina es a través de degradación térmica. Este proceso proporciona cambios en la superficie de la fibra, provocando bajas propiedades de adhesión fibra-matriz. La resina también puede ser extraída por medio del uso de ácido sulfúrico y peróxido de hidrógeno.
El reciclado de desperdicios de fibra de carbono impregnada es económicamente interesante, debido al alto coste de la fibra de carbono.
Reciclaje De Fibra De Vidrio
La fibra de vidrio es un material versátil que ofrece un potencial tangible sobre los materiales convencionales como la madera, el aluminio y el acero. La fibra de vidrio se produce utilizando menos energía y se utiliza en productos que producen menos emisiones de carbono. La fibra de vidrio ofrece las ventajas de ser ligera, pero tiene una alta resistencia mecánica, es resistente a los impactos, es resistente a los productos químicos, al fuego y a la corrosión, y es un buen aislante térmico y eléctrico.
Aunque la fibra de vidrio es extremadamente útil por las razones antes mencionadas, se necesita una "solución para el final de la vida útil". Los compuestos de FRP actuales con resinas termoendurecibles no se biodegradan. Para muchas aplicaciones en las que se utiliza fibra de vidrio, esto es algo bueno. Sin embargo, en los vertederos, esto no es así.
La investigación ha llevado a que se utilicen métodos como la molienda, la incineración y la pirólisis para reciclar la fibra de vidrio. La fibra de vidrio reciclada encuentra su camino en varias industrias y puede ser utilizada en varios productos finales. Por ejemplo, las fibras recicladas han sido efectivas para reducir la contracción en el concreto, aumentando así su durabilidad. Este concreto se puede usar mejor en zonas templadas congeladas para pisos de concreto, pavimentos, aceras y bordillos.
Otros usos de la fibra de vidrio reciclada incluyen su uso como relleno en resina, lo que puede aumentar las propiedades mecánicas en ciertas aplicaciones. La fibra de vidrio reciclada también ha encontrado su uso junto con otros productos como neumáticos reciclados, productos de madera plástica, asfalto, alquitrán para techos y encimeras de polímero fundido.
Reciclaje De Fibra De Carbono
Los materiales compuestos de fibra de carbono son diez veces más fuertes que el acero y ocho veces más que el aluminio, además de ser mucho más ligeros que ambos materiales. Los compuestos de fibra de carbono han encontrado su camino en la fabricación de piezas de aviones y naves espaciales, resortes de automóviles, ejes de palos de golf, carrocerías de coches de carreras, cañas de pescar, y más.
Con el actual consumo mundial anual de fibra de carbono de 30.000 toneladas, la mayoría de los residuos van al vertedero. Se han llevado a cabo investigaciones para extraer la fibra de carbono de alto valor de los componentes al final de su vida útil y de la chatarra de fabricación, con el objetivo de utilizarla para crear otros compuestos de fibra de carbono.
Las fibras de carbono recicladas se utilizan en compuestos de moldeo a granel para componentes más pequeños que no soportan carga, como un compuesto de moldeo en láminas y como materiales reciclados en estructuras de cáscara que soportan carga. La fibra de carbono reciclada también se utiliza en estuches de teléfonos, carcasas de ordenadores portátiles e incluso portabidones para bicicletas.
El Futuro Del Reciclaje De Materiales Compuestos
