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El reciclaje de vidrio es el procesamiento de vidrio de desecho para convertirlo en productos utilizables. El vidrio que se tritura o implosiona y está listo para volver a fundirse se llama vidrio desecho . [1] Hay dos tipos de vidrio desecho: interno y externo. El vidrio interno se compone de productos defectuosos detectados y rechazados mediante un proceso de control de calidad durante el proceso industrial de fabricación del vidrio , fases de transición de cambios de producto (como cambios de espesor y color) y recortes de producción. El vidrio desecho externo es vidrio de desecho que ha sido recogido o reprocesado con el fin de reciclarlo. El casco externo (que puede ser pre o posconsumo) se clasifica como residuo. La palabra "cullet", cuando se utiliza en el contexto del fin de la condición de residuo, siempre se referirá al cullet externo.
Para poder reciclar, los residuos de vidrio deben purificarse y limpiarse de contaminación. Luego, dependiendo del uso final y de las capacidades de procesamiento locales, es posible que también haya que separarlo en diferentes tamaños y colores. Muchos recicladores recolectan vidrio de diferentes colores por separado, ya que el vidrio tiende a conservar su color después del reciclaje . Los colores más comunes utilizados para los envases de consumo son el vidrio transparente (pedernal), el vidrio verde y el vidrio marrón (ámbar). El vidrio es ideal para reciclar ya que nada del material se degrada con el uso normal.
Muchos puntos de recogida tienen contenedores separados para el transparente (pedernal), el verde y el marrón (ámbar). Los reprocesadores de vidrio que deseen fabricar nuevos envases de vidrio requieren una separación por color. Si el vidrio reciclado no se va a convertir en más vidrio, o si el reprocesador de vidrio utiliza equipos de clasificación óptica más nuevos , es posible que no sea necesaria la separación por color en el punto de recolección. El vidrio resistente al calor, como el Pyrex o el vidrio de borosilicato , no debe formar parte de la corriente de reciclaje de vidrio, porque incluso un pequeño trozo de dicho material alterará la viscosidad del fluido en el horno durante la refundición.[2]
Para poder utilizar vidrio desecho externo en la producción, se debe eliminar cualquier contaminante tanto como sea posible. Las contaminaciones típicas son:
Se puede utilizar mano de obra o maquinaria en diferentes etapas de purificación. Dado que se funden a temperaturas más altas que el vidrio, la separación de inorgánicos y la eliminación del vidrio resistente al calor y del vidrio con plomo es fundamental. En las modernas instalaciones de reciclaje se utilizan sistemas de secado y clasificadoras ópticas . El material de entrada debe dimensionarse y limpiarse para lograr la máxima eficiencia en la clasificación automática. Se puede utilizar más de un clasificador de caída libre o de cinta transportadora, dependiendo de los requisitos del proceso. Se pueden clasificar diferentes colores mediante máquinas clasificadoras ópticas.
Las botellas y tarros de vidrio son infinitamente reciclables. [3] El uso de vidrio reciclado en la fabricación conserva las materias primas y reduce el consumo de energía. [4] Debido a que la energía química necesaria para fundir las materias primas ya se ha gastado, el uso de vidrio desecho puede reducir significativamente el consumo de energía en comparación con la fabricación de vidrio nuevo a partir de sílice (SiO 2 ), carbonato de sodio (Na 2 CO 3 ) y calcio. carbonato (CaCO 3 ). El vidrio sodocálcico procedente de materias primas vírgenes requiere teóricamente aproximadamente 2,671 GJ/tonelada, en comparación con 1,886 GJ/tonelada para fundir 100% vidrio desecho. [5] Como regla general, cada aumento del 10% en el uso de vidrio desecho resulta en un ahorro de energía del 2 al 3% en el proceso de fusión, con un potencial máximo teórico de ahorro de energía del 30%. [5] Cada tonelada métrica (1000 kg) de vidrio usado reciclado en artículos nuevos ahorra 315 kilogramos (694 lb) de dióxido de carbono que se liberan a la atmósfera durante la fabricación de vidrio nuevo. [6] Pero el reciclaje del vidrio no evita el proceso de refundición, que representa el 75% del consumo de energía durante la producción. [7]
El uso del vidrio reciclado como agregado en el hormigón se ha vuelto popular, y en la Universidad de Columbia en Nueva York se están llevando a cabo investigaciones a gran escala sobre esa aplicación. El vidrio reciclado realza enormemente el atractivo estético del hormigón. Investigaciones recientes han demostrado que el hormigón elaborado con agregados de vidrio reciclado tiene mejor resistencia a largo plazo y mejor aislamiento térmico, debido a las propiedades térmicas de los agregados de vidrio. [8] El vidrio que no se recicla, sino que se tritura, reduce el volumen de residuos enviados a los vertederos . [9] [2] El vidrio usado también se puede evitar que acabe en los vertederos utilizándolo como agregado para firmes de carreteras. [4]
El agregado de vidrio , una mezcla de colores triturados a un tamaño pequeño, se sustituye por gravilla o roca triturada en muchos proyectos de construcción y servicios públicos, ahorrando a municipios, como la ciudad de Tumwater, Washington Public Works , miles de dólares (dependiendo del tamaño). del proyecto). El agregado de vidrio no es afilado al manipularlo. En muchos casos, el Departamento de Transporte del estado tiene especificaciones de uso, tamaño y porcentaje de cantidad a utilizar. Las aplicaciones comunes son como lecho de tuberías: se colocan alrededor de tuberías de alcantarillado, aguas pluviales o agua potable, para transferir peso desde la superficie y proteger la tubería. Otro uso común es como relleno para nivelar un piso de concreto con una base. La grava de vidrio espumado proporciona un agregado más liviano con otras propiedades útiles.
Otros usos del vidrio reciclado incluyen:
Los flujos de desechos mixtos pueden recolectarse de instalaciones de recuperación de materiales o sistemas de tratamiento biológico mecánico . Algunas instalaciones pueden clasificar flujos de residuos mixtos en diferentes colores utilizando unidades de clasificación electroópticas .
En 2004, Alemania recicló 2,116 millones de toneladas de vidrio. Para muchas bebidas, especialmente cerveza y agua carbonatada, así como refrescos ( Mehrwegflaschen ), existen botellas reutilizables de vidrio o plástico (PET). El depósito por botella ( Pfand ) es de 0,08 a 0,15 euros, frente a los 0,25 euros de las botellas de plástico reciclables pero no reutilizables. No se cobra ningún depósito por las botellas de vidrio que no se rellenan.
Las botellas sin depósito se recogen en tres colores: blanco, verde y marrón.
El primer banco de botellas para botellas sin depósito ( glasbak ) se instaló en Zeist en 1972. El vidrio se recoge en tres colores: blanco, verde y marrón. [11] Existe un depósito para las botellas de cerveza recargables cuando se devuelven a los supermercados . [12]
Los puntos de recogida de vidrio, conocidos como bancos de botellas , son muy comunes cerca de centros comerciales , en sitios de servicios cívicos y en barrios locales del Reino Unido . El primer banco de botellas fue presentado por Stanley Race CBE , entonces presidente de la Federación de Fabricantes de Vidrio, y Ron England en Barnsley el 6 de junio de 1977. [13] El trabajo de desarrollo fue realizado por el Departamento de Energía en el Laboratorio Warren Spring , Stevenage, (ahora AERA en Harwell) y Nazeing Glass Works, Broxbourne , para demostrar si se puede fabricar un producto de vidrio utilizable a partir de más del 90% de vidrio reciclado. Se encontró necesario utilizar imanes para eliminar los cierres metálicos no deseados de la mezcla.
Los bancos de botellas suelen estar junto a los puntos de recogida de otros residuos reciclables como papel , metales y plásticos . Los recolectores de residuos municipales suelen tener un punto central para todos los tipos de residuos en el que se encuentran grandes contenedores de vidrio.
En 2007 había más de 50.000 bancos de botellas en el Reino Unido y anualmente se reciclaban 752.000 toneladas de vidrio. [14]
Aproximadamente el 45% de los residuos de vidrio se reciclan cada año. [15]
Las tasas de reciclaje y los métodos de recolección de desechos varían sustancialmente en los Estados Unidos porque las leyes están escritas a nivel estatal o local y los grandes municipios a menudo tienen sus propios sistemas únicos. Muchas ciudades practican el reciclaje en la acera , lo que significa que recolectan desechos domésticos reciclables semanal o quincenalmente que los residentes colocan en contenedores especiales frente a sus hogares y los transportan a una instalación de recuperación de materiales . Por lo general, se trata de un reciclaje de flujo único , que crea un producto impuro y explica en parte por qué, en 2019, EE. UU. tiene una tasa de reciclaje de alrededor del 33 % frente al 90 % en algunos países europeos. [16] Los países europeos tienen requisitos para un contenido mínimo de vidrio reciclado y sistemas de depósito y devolución más generalizados que proporcionan flujos de materiales más uniformes. [17] La menor densidad de población y las largas distancias en gran parte de los Estados Unidos, y el costo de envío de vidrio pesado también significan que el reciclaje no es intrínsecamente económico en lugares donde no hay compradores cercanos. [17]
Los habitantes de apartamentos suelen utilizar contenedores compartidos que pueden ser recogidos por la ciudad o por empresas de reciclaje privadas que pueden tener sus propias normas de reciclaje. En algunos casos, el vidrio se separa específicamente en su propio contenedor porque el vidrio roto es un peligro para las personas que luego clasifican manualmente los materiales reciclables mezclados. Los materiales reciclables seleccionados se venden posteriormente a empresas para utilizarlos en la fabricación de nuevos productos.
En 1971, el estado de Oregón aprobó una ley que exigía a los compradores de bebidas carbonatadas (como cerveza y refrescos) pagar cinco centavos por contenedor (aumentado a diez centavos en abril de 2017) como depósito que se reembolsaría a cualquiera que devolviera el contenedor. para reciclaje. Desde entonces, esta ley ha sido copiada en otros nueve estados , incluidos Nueva York y California. Las abreviaturas de los estados con leyes de depósito están impresas en todas las botellas y latas que califican. En los estados con estas leyes de depósito de contenedores, la mayoría de los supermercados automatizan el proceso de reembolso del depósito proporcionando máquinas que cuentan los contenedores a medida que se insertan y luego imprimen vales de crédito que se pueden canjear en la tienda por la cantidad de contenedores devueltos. Pequeñas botellas de vidrio (principalmente de cerveza) se rompen, una a una, dentro de estas máquinas de devolución de depósitos a medida que se introducen las botellas. Una gran tolva con ruedas (aproximadamente 1,5 m por 1,5 m por 0,5 m) dentro de la máquina recoge el vidrio roto hasta que un empleado pueda vaciarlo. Las devoluciones de botellas a nivel nacional recuperan el 80% de los envases de vidrio que requieren depósito. [4]
Las principales empresas en el espacio incluyen Strategic Materials, que compra vidrio posconsumo para 47 instalaciones en todo el país. [18] Strategic Materials ha trabajado para corregir conceptos erróneos sobre el reciclaje de vidrio. [19] Los fabricantes de vidrio como Owens-Illinois finalmente incluyen vidrio reciclado en su producto. La Glass Recycling Coalition es un grupo de empresas y partes interesadas que trabajan para mejorar el reciclaje de vidrio. [20]
En 2019, muchas ciudades australianas, después de décadas de mala planificación e inversión mínima, están dando marcha atrás a sus programas de reciclaje de vidrio en favor del uso de plástico. [21]
Durante muchos años, sólo hubo un estado en Australia con un sistema de depósito de devolución de envases de vidrio. Otros estados habían intentado sin éxito ejercer presión a favor de sistemas de depósito de vidrio. [22] Más recientemente, esta situación ha cambiado dramáticamente, y al esquema original en Australia del Sur ahora se le han sumado esquemas legislados de depósito de contenedores en Nueva Gales del Sur, [23] Queensland, [24] el Territorio de la Capital Australiana, [25] y el Territorio del Norte. con planes previstos en Australia Occidental (2020), Tasmania (2022) y Victoria (2023).
Sudáfrica tiene un eficiente sistema de botellas retornables que incluye botellas de cerveza, bebidas espirituosas y licores. Las botellas y tarros fabricados en Sudáfrica contienen al menos un 40 % de vidrio reciclado. [26]
El Análisis del Ciclo de Vida (ACV) es una herramienta importante para la evaluación ecológica de productos o procesos. ACV es una norma aceptada internacionalmente (ISO 14040 e ISO 14044) y una herramienta científica que se utiliza para cuantificar el desempeño ambiental atribuible a las diferentes etapas de vida de nuestros productos, incluidas las etapas anteriores, como la producción de materia prima y el suministro de energía. Los resultados se comparan en función de los indicadores de ACV con el objetivo final de identificar eficiencias operativas y optimizar el diseño del producto al tiempo que se proporciona un mayor nivel de transparencia ambiental. [27] El ciclo de vida del vidrio comienza desde la extracción de las materias primas hasta su distribución, su uso por parte de los consumidores finales y su eliminación o depósito en vertederos. Con el fin de salvar la economía y el medio ambiente, los investigadores están trabajando para eliminar la linealidad de este ciclo de vida para tener un ciclo de vida circular/cerrado donde se eliminará la extracción de materias primas y el vertido en vertederos después del consumo final. [27] El vidrio tarda millones de años en descomponerse en el medio ambiente y aún más en los vertederos. Afortunadamente, el vidrio es 100% reciclable, lo que lo convierte en un recurso sostenible para producir nuevas formas de envases sin depender de materias primas. El problema ahora es que sólo el 70% del vidrio se recoge para reciclar en la UE (el 30% en EE.UU.) (lo que ya es bueno, pero puede ser mejor). [7] Por lo tanto, su reciclabilidad puede mejorarse mejorando su tasa de recogida en todo el mundo. La única forma de aumentar la tasa de recogida es educar a cada consumidor de vidrio para que lo elimine de forma adecuada y se pronuncie contra la eliminación inadecuada de este vidrio.
El análisis Cradle-to-Cradle es un enfoque que evalúa la sostenibilidad general de un producto a lo largo de todo su ciclo de vida. Amplía la definición de calidad del diseño para incluir efectos positivos sobre la salud económica, ecológica y social. El análisis Cradle to cradle del vidrio mostró que la fase más impactante del ciclo de vida del vidrio es el uso de materias primas. De ahí que la sostenibilidad de este producto se centre en eliminar esta etapa de producción mediante el reciclaje de vidrios usados para fabricar materias primas secundarias. [28]
La Organización Internacional de Normalización (ISO) es una institución no gubernamental (establecida bajo los auspicios de las Naciones Unidas) que une los sectores público y privado. ISO es un organismo que establece estándares internacionales para “negocios, gobiernos y sociedad”, a través de su búsqueda de estándares voluntarios. Estos estándares van desde los que se ocupan de medidas de tamaño, claridad y peso hasta los sistemas que las empresas deberían implementar para mejorar la satisfacción del cliente. Por lo tanto, su trabajo tiene un impacto íntimo en la vida diaria al dar forma y moldear la forma en que se lleva a cabo el comercio, los procedimientos operativos de las empresas y la forma en que los consumidores interactúan con los mercados. [29] Parte de este establecimiento de normas fue el resultado de acuerdos gubernamentales y empresariales sobre el desarrollo de productos; otros fueron consecuencia de batallas comerciales libradas sobre el formato más adecuado. La organización se jacta de haber desarrollado más de 17.000 normas internacionales en sus 60 años de historia y afirma que se dedica a producir 1.100 normas adicionales cada año. [29] Las normas ISO suelen tenerse en cuenta en la evaluación del ciclo de vida de los productos.
La ISO 81.040 contiene las normas internacionales para el vidrio. Está dividido en cuatro capítulos.
Otros ISO relacionados:
Glass Circularity es un concepto que tiene como objetivo lograr la economía circular cerrando el ciclo de vida del vidrio. La circularidad del vidrio se puede lograr mediante la reutilización de vasos posconsumo o mediante el reciclaje para obtener un producto único que pueda usarse para otros fines. La circularidad del vidrio puede ayudar a minimizar el uso de materias primas (arena), la generación de residuos en vertederos y las emisiones contaminantes. Por cada aumento del 10% en la cantidad de vidrio reciclado que se utiliza para fabricar contenedores, las emisiones de CO2 se reducen en un 5% y la cantidad de energía necesaria disminuye un 3%. [30] El vidrio reciclado finamente molido se puede sustituir por una porción de cemento en el concreto como cenizas volantes y escoria que, si se sustituye, ayudará a reducir la emisión de CO 2 emitida como subproducto durante la producción de concreto. Esto puede reducir la huella de carbono del hormigón entre un 20 y un 40%. [30] Además, el vidrio triturado reciclado (solo o en mezclas con agregados naturales o reciclados) se puede utilizar en una variedad de aplicaciones de obras viales, incluidas subbases, material de terraplenes y medios de drenaje en carreteras. [31]
La recuperación y beneficio de productos de vidrio producidos mediante la reutilización o reprocesamiento del vidrio encontrado en los residuos municipales son objetivos muy importantes desde el punto de vista medioambiental y económico. Algunas tecnologías permiten no sólo reducir el volumen de residuos de los vertederos sino también generar productos de valor económico mediante la reutilización, el reciclaje y la reincorporación en los procesos de fabricación. Algunos de los productos de reciclaje del vidrio son; La vitrocerámica, la escoria, las cenizas volantes y las cenizas de fondo se conocen como materias primas secundarias. Mezcladas con vidrio desecho, las cenizas de fondo se pueden transformar fácilmente en vidrios homogéneos e inertes, que pueden transformarse en fibras de vidrio o vitrocerámicas sinterizadas tras tratamientos térmicos controlados. Alternativamente, se pueden utilizar cenizas de fondo para producir baldosas, en particular baldosas esmaltadas que contienen cenizas de fondo vitrificadas en el cuerpo cerámico, y posiblemente ladrillos. [32] Sin embargo, este trabajo se centrará en el uso del vidrio como material secundario en la industria de la construcción.
La tendencia en Europa es el uso cada vez mayor de envases de vidrio en sustitución de los envases de plástico. Como respuesta al aumento de los residuos de vidrio, las tasas de reciclaje y recuperación han aumentado en los últimos 10 años. Para asegurar la circularidad y el reciclaje de los envases de vidrio es posible seguir estos principios aplicados a las botellas de vidrio:
Los mercados alternativos para los residuos de vidrio reciclado incluyen el sector de la construcción (utilizando residuos de vidrio para la construcción de pavimentos de carreteras, como agregado en asfalto, material de lecho de tuberías, drenaje o agregado de relleno), la producción de cemento y hormigón (utilizando residuos de vidrio como agregado), [33] [34] [35] como reemplazo parcial del cemento, [36] [37] [38] reemplazo parcial del cemento y áridos en una misma mezcla [38] o materia prima para la producción de cemento, [38] así como agregado decorativo, [39] abrasivos, [40] o medios filtrantes. [41]
En esta investigación se estudiaron tres muestras diferentes de vidrio reciclado con diferentes curvas de gradación producidas a partir de flujos de vidrio residual residencial e industrial en Victoria para investigar su uso como material de construcción en aplicaciones geotécnicas. El Vidrio Reciclado Fino (FRG) y el Vidrio Reciclado Medio (MRG) se clasificaron como bien clasificados (SW-SM), mientras que el Vidrio Reciclado Grueso (CRG) se clasificó como mal clasificado (GP) según el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (USCS). Se encontró que los valores de gravedad específica del vidrio reciclado eran aproximadamente un 10% más bajos que los valores atribuidos al agregado natural informados por Das (2007). [42] Los resultados de las pruebas de compactación Proctor estándar y modificada mostraron un peso unitario seco máximo más alto para la muestra MRG en comparación con la muestra FRG, mientras que se encontró que el contenido de agua óptimo de MRG era menor que el de la muestra FRG. [42] Las pruebas de abrasión de LA demostraron que la resistencia a la abrasión de las muestras de FRG y MRG es cercana a la del material de construcción y demolición, mientras que CRG mostró un valor de abrasión de LA más alto. El análisis de la curva de gradación posterior a la compactación de muestras de FRG y MRG demuestra su estabilidad durante las operaciones de ingeniería, incluido el manejo, la extensión y, especialmente, la compactación. La fuente de CRG consistía en una cantidad considerable de partículas alargadas y planas y un alto contenido de desechos. También se encontró que la fuente CRG posee poca capacidad para absorber y retener la humedad, lo que afecta su comportamiento de compactación. Estas características, junto con el cambio perceptible en las curvas de gradación de las muestras de CRG después de la compactación y su alto potencial de segregación, llevaron a los autores a concluir que la fuente de CRG no es un material ideal para aplicaciones de ingeniería geotécnica. Por otro lado, las muestras de FRG y MRG demostraron tener características apropiadas cercanas a las de los agregados naturales dentro de la misma clasificación de suelo. [42] Las pruebas CBR indican la resistencia al corte superior de MRG en comparación con FRG. Los resultados de la prueba de corte directo indican que el ángulo de fricción interna de MRG es ligeramente mayor que el de FRG. Los valores del ángulo de fricción interna obtenidos para muestras FRG y MRG mediante prueba de corte directo son comparables a los de mezclas naturales de arena y grava con partículas angulares. Los resultados de la prueba de corte triaxial de CD drenado consolidado confirmaron los hallazgos de las pruebas de corte directo. En general, las muestras de FRG y MRG mostraron el comportamiento de ingeniería geotécnica de mezclas naturales de arena y grava bien graduadas. Las pruebas de conductividad hidráulica mostraron que las muestras de FRG y MRG tienen una permeabilidad media con buenas características de drenaje. TC y Evaluación del nivel de seguridad y desempeño de seguridad (ASLP) demostraron que las muestras de FRG y MRG cumplen con los requisitos emitidos por la EPA Victoria para el uso de agregados como material de relleno. Los resultados de este estudio abogan por el uso de vidrio reciclado en una variedad de aplicaciones de ingeniería geotécnica. [42]
El hormigón polímero, un material comúnmente utilizado en suelos industriales, utiliza polímeros, normalmente resinas, para sustituir los cementos de tipo cal como aglutinante. Los investigadores han descubierto que el vidrio reciclado molido se puede utilizar como sustituto de la arena al fabricar hormigón polimérico. [43] Según investigaciones, el uso de vidrio reciclado en lugar de arena produce un material de alta resistencia y resistente al agua, adecuado para pisos industriales y drenaje de infraestructuras, particularmente en áreas sujetas a tráfico intenso, como estaciones de servicio, áreas de operación de montacargas y aeropuertos. [43]
Mejorar la circularidad del vidrio ayudará a conservar más puestos de trabajo y mejorará el PIB de la economía (cada año la industria del vidrio aporta más de 9.500 millones de euros al PIB de la UE). El vidrio reciclado es mejor para el medio ambiente si tenemos en cuenta la huella de carbono y la huella hídrica, impulsa la economía de la UE, ahorra energía, reduce la emisión de CO 2 - 600 000 T CO 2 y genera materias primas seguras no renovables. [44] [45]
La oportunidad que brinda el uso de vidrio en el concreto es una solución potencial que utiliza los principios de la economía circular para liberar valor y crear nuevas oportunidades de negocios: en primer lugar, al encontrar un uso para el vidrio de mayor valor que el de los vertederos, y en segundo lugar, al disminuir las externalidades negativas del el sector de la construcción. Utilizando vidrio en hormigón, sería posible:
A pesar de toda la mejora en los procesos de residuos y valorización, todavía quedan algunos retos en los que es necesario trabajar:
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Medios relacionados con el reciclaje de vidrio en Wikimedia Commons