El reciclaje de plástico es el procesamiento de residuos plásticos para convertirlos en otros productos. [1] [2] [3] El reciclaje puede reducir la dependencia de los vertederos , conservar recursos y proteger el medio ambiente de la contaminación plástica y las emisiones de gases de efecto invernadero . [4] [5] Las tasas de reciclaje son inferiores a las de otros materiales recuperables, como el aluminio , el vidrio y el papel . Desde el inicio de la producción hasta 2015, el mundo produjo unos 6.300 millones de toneladas de residuos plásticos, de los cuales solo el 9% se ha reciclado y solo ~1% se ha reciclado más de una vez. [6] De los residuos restantes, el 12% se incineró y el 79% se envió a vertederos o se perdió en el medio ambiente como contaminación. [6]
Casi todo el plástico no es biodegradable y, sin reciclarse, se esparce por el medio ambiente [7] [8] , donde puede causar daños. Por ejemplo, en 2015, aproximadamente 8 millones de toneladas de residuos plásticos ingresan a los océanos anualmente, dañando el ecosistema y formando parches de basura en los océanos . [9] Incluso los procesos de reciclaje de la más alta calidad generan importantes residuos de plástico durante el proceso de clasificación y limpieza, liberando grandes cantidades de microplásticos en las aguas residuales y polvo del proceso. [10] [11]
Casi todo el reciclaje es mecánico: fundir y transformar el plástico en otros artículos. Esto puede causar la degradación del polímero a nivel molecular y requiere que los desechos se clasifiquen por color y tipo de polímero antes del procesamiento, lo cual es complicado y costoso. Los errores pueden dar lugar a materiales con propiedades inconsistentes, lo que los hace poco atractivos para la industria. [12] En el reciclaje de materias primas, el plástico de desecho se convierte en sus productos químicos iniciales, que luego pueden convertirse en plástico fresco. Esto implica mayores costos de energía y capital . Alternativamente, el plástico puede quemarse en lugar de combustibles fósiles , en instalaciones de recuperación de energía o convertirse bioquímicamente en otros productos químicos útiles para la industria. En algunos países, la quema es la forma dominante de eliminación de desechos plásticos, particularmente donde existen políticas de desvío de vertederos .
El reciclaje de plástico ocupa un lugar bajo en la jerarquía de residuos . Se ha defendido desde principios de la década de 1970, [13] pero, debido a desafíos económicos y técnicos, no afectó significativamente a los desechos plásticos hasta finales de la década de 1980. La industria del plástico ha sido criticada por presionar para ampliar los programas de reciclaje, incluso cuando las investigaciones demostraron que la mayor parte del plástico no se podía reciclar económicamente. [14] [15] [16]
Los movimientos ambientales globales en las décadas de 1960 y 1970 llevaron a la formación de agencias ambientales. ( EPA , 1970), UE ( DG ENV , 1973) Australia ( EPA , 1971) y Japón ( JEA 1971). La conciencia medioambiental puso bajo escrutinio los residuos plásticos. [13] El primer esfuerzo para reducir la contaminación plástica fueron posiblemente los acuerdos MARPOL de 1973 y 1978 , cuyo Anexo V prohibía el vertido de plásticos en los océanos.
A medida que se ampliaron las regulaciones, la industria del plástico respondió presionando para preservar sus intereses comerciales. En Estados Unidos, la Ley de Recuperación de Recursos de 1970 dirigió a la nación hacia el reciclaje y la recuperación de energía. [13] En 1976 se produjeron más de mil intentos de aprobar legislación para prohibir o gravar los envases, incluidos los plásticos. [18] La industria del plástico respondió presionando para que el plástico se reciclara. Organizaciones como Keep America Beautiful llevaron a cabo una campaña de 50 millones de dólares al año con el mensaje de que el plástico podía y sería reciclado, [14] [15] , además de ejercer presión para que se estableciera el reciclaje en las aceras . [19]
Sin embargo, el plástico no se podía reciclar de forma económica utilizando la tecnología de la época. Por ejemplo, un informe de abril de 1973 escrito por científicos de la industria afirmó que "no hay recuperación de productos obsoletos" y que "se produce una degradación de las propiedades y el rendimiento de la resina durante la fabricación inicial, a través del envejecimiento y en cualquier proceso de recuperación". El informe concluye que clasificar el plástico es "inviable". Los informes científicos contemporáneos destacaron numerosas barreras técnicas. [20] [21] [22] [23] [24]
A nivel mundial, los desechos plásticos se eliminaron casi en su totalidad en vertederos hasta la década de 1980, cuando aumentaron las tasas de incineración . Aunque se conocía una mejor tecnología, [25] estos primeros incineradores a menudo carecían de cámaras de combustión avanzadas o sistemas de control de emisiones, lo que provocaba la liberación de dioxinas y compuestos similares a las dioxinas . [26]
A finales de los años 1980 el reciclaje de plástico comenzó en serio. En 1988, la Sociedad Estadounidense de la Industria del Plástico creó el Consejo para Soluciones de Residuos Sólidos como una asociación comercial para promover la idea del reciclaje de plástico entre el público. [27] La asociación presionó a los municipios estadounidenses para que lanzaran o ampliaran programas de recolección de desechos plásticos y presionó a los estados de EE. UU. para que exigieran el etiquetado de contenedores y productos de plástico con símbolos de reciclaje. [14] [15]
La globalización durante la década de 1990 incluyó la exportación de desechos plásticos de las economías avanzadas a las de ingresos medios y en desarrollo, donde podían clasificarse y reciclarse a un costo menor. El comercio anual de residuos plásticos aumentó rápidamente a partir de 1993 como parte del comercio mundial de residuos . [28]
Muchos gobiernos cuentan los artículos como reciclados si han sido exportados para ese fin, independientemente del resultado real. La práctica ha sido etiquetada como dumping ambiental , ya que las leyes ambientales y su aplicación son generalmente más débiles en las economías menos desarrolladas. [29] [30] En 2016 se exportaron alrededor de 14 Mt de desechos plásticos, de los cuales China se llevó 7,35 Mt. [28] Gran parte de esto era plástico mixto de baja calidad que terminó en vertederos. Sin embargo, el plástico reciclado se utiliza ampliamente en la fabricación en China, y los residuos plásticos importados se procesaron predominantemente mediante procesos de baja tecnología. Los principales exportadores fueron países de altos ingresos como Alemania, Japón, el Reino Unido y los Estados Unidos. [31]
En 2017, China comenzó a restringir las importaciones de residuos plásticos a través de la Operación Espada Nacional . Los exportadores acabaron exportando a otros países, principalmente del sudeste asiático, como Vietnam y Malasia, pero también a Turquía y la India. [32] [33] Indonesia, Malasia y Tailandia reaccionaron a las importaciones ilegales de desechos plásticos reforzando los controles fronterizos. Los contenedores importados ilegalmente fueron repatriados o se les negó la entrada. En consecuencia, los contenedores de residuos plásticos se acumularon en los puertos. [31]
Dadas las limitadas opciones de exportación, la atención se centró en las soluciones locales. La responsabilidad ampliada del productor propuesta gravaría a los productores de plástico para subsidiar a los recicladores. [34]
En 2019, el comercio internacional de residuos plásticos quedó regulado por el Convenio de Basilea . Según la convención, cualquier Parte puede decidir prohibir las importaciones de desechos plásticos peligrosos y, desde el 1 de enero de 2021, de algunos desechos plásticos mixtos. Las Partes en la convención deben garantizar una gestión ambientalmente racional de sus desechos, ya sea a través de importadores alternativos o aumentando la capacidad. [31]
La pandemia de COVID-19 redujo temporalmente el comercio de desechos plásticos, debido en parte a la reducción de la actividad en las instalaciones de gestión de desechos, las interrupciones en el transporte y los bajos precios del petróleo que redujeron el costo del plástico virgen e hicieron que el reciclaje fuera menos rentable. [31]
Avances estratégicos de la Unión Europea
El "Plan de acción" de la Comisión Europea para una economía circular, adoptado en diciembre de 2015, consideraba los plásticos una prioridad estratégica para desarrollar acciones de economía circular. En 2017, la Comisión adoptó además un enfoque en la producción y el uso de plástico, con el objetivo de lograr que todos los envases de plástico sean reciclables para 2030. Posteriormente, la Comisión publicó un documento estratégico en enero de 2018 que establecía una "visión ambiciosa" y una oportunidad para el desarrollo global. Acciones sobre el reciclaje de plástico. [12]
Tasas de producción y reciclaje.
Cantidades globales de plástico producidas y eliminadas anualmente (1950-2015), que muestran las cantidades estimadas eliminadas mediante vertederos, reciclaje e incineración.
Se estima que la cantidad total de plástico jamás producida en todo el mundo, hasta 2015, fue de 8.300 millones de toneladas. [6] Aproximadamente 6,3 Bt de esto se desecharon como residuos, de los cuales alrededor del 79 % se acumularon en vertederos o en el medio ambiente natural, el 12 % se incineró y el 9 % se recicló; solo ~1 % de todo el plástico se ha reciclado más de una vez. . [6] Más recientemente, en 2017, todavía solo se reciclaba el 9% de los 9 mil millones de toneladas de plástico producido. [35] [36]
En 2015, la producción mundial había alcanzado unas 381 Mt por año. [6] La tasa de reciclaje ese año fue del 19,5%, mientras que el 25,5% se incineró y el 55% restante se desechó, en gran parte a vertederos. Estas tasas están por detrás de las de otros materiales reciclables, como el papel, el metal y el vidrio. Aunque el porcentaje de material reciclado o incinerado aumenta cada año, el tonelaje de residuos sobrantes también sigue aumentando. La producción podría alcanzar ~800 Mt por año para 2040, aunque la implementación de todas las intervenciones factibles podría reducir la contaminación plástica en un 40% con respecto a las tasas de 2016. [37]
Las tasas de reciclaje varían según los tipos de plástico. Se utilizan varios tipos, cada uno con propiedades químicas y físicas distintas. Esto afecta los costos de clasificación y reprocesamiento; lo que afecta el valor y el tamaño del mercado de los materiales recuperados. [38] El PET y el HDPE tienen las tasas de reciclaje más altas, mientras que el poliestireno y el poliuretano rara vez se reciclan. [39]
Una de las razones de los bajos niveles de reciclaje de plástico es la débil demanda, dadas las propiedades deficientes o inconsistentes de los materiales. [12] El porcentaje de plástico que se puede reciclar completamente, en lugar de reciclar o desperdiciar, puede aumentar cuando los fabricantes minimizan la mezcla de materiales de embalaje y eliminan los contaminantes. La Asociación de Recicladores de Plásticos ha publicado una "Guía de diseño para la reciclabilidad". [40]
Los productos de consumo de plástico más comúnmente producidos incluyen envases hechos de LDPE (por ejemplo, bolsas, contenedores, películas para empaquetar alimentos ), contenedores hechos de HDPE (por ejemplo, botellas de leche, botellas de champú, tarrinas para helado) y PET (por ejemplo, botellas para agua y otras bebidas). ). En conjunto, estos productos representan alrededor del 36% de la producción de plástico. El uso de plásticos en la construcción, textiles, transporte y equipos eléctricos representa otra parte sustancial del mercado de los plásticos. [41]
Datos regionales
El consumo de plástico difiere entre países y comunidades, aunque se encuentra en casi todas partes. En 2022, los países de América del Norte ( TLCAN ) representaron el 21% del consumo mundial de plástico, seguidos de cerca por China (20%) y Europa Occidental (18%). En América del Norte y Europa el consumo de plástico per cápita fue de 94 kg y 85 kg/cápita/año, respectivamente. China alcanzó los 58 kg/cápita/año. [41]
En 2012, se recogieron en la Unión Europea 25,2 Mt de residuos plásticos posconsumo. De esto, más del 60% (15,6 Mt) se recuperaron y el 40% (9,6 Mt) se eliminaron como residuos sólidos municipales (RSU). De los 15,6 Mt de residuos plásticos recuperados, alrededor de 6,6 Mt se reciclaron, mientras que el resto probablemente se utilizó como combustible derivado de residuos (CDR) o se incineró en incineradores de RSU con recuperación de energía (alrededor de 9 Mt). Europa lidera el reciclaje de plásticos, reutilizando alrededor del 26%. [42]
Las actividades de reciclaje de los mayores productores de residuos plásticos tienen el mayor efecto en los promedios globales. Se trata de una mezcla de economías avanzadas y grandes naciones en desarrollo. Algunos publican estadísticas oficiales sobre sus tasas de reciclaje de plástico. Otros pueden publicar datos parciales, generalmente limitados a los centros de población. Esto dificulta hacer comparaciones precisas, especialmente porque las tasas de reciclaje publicadas varían.
* Aunque no es formalmente un país, la legislación que afecta al reciclaje a menudo se elabora a nivel de la UE.
Códigos de identificación
Generación global de residuos plásticos por tipo de polímero. Los colores indican reciclabilidad:
El azul se recicla ampliamente
El amarillo a veces se recicla
El rojo no suele reciclarse
Muchos artículos de plástico llevan símbolos que identifican el tipo de polímero del que están hechos. Estos códigos de identificación de resina (RIC) se utilizan internacionalmente. [48] Fueron desarrollados en 1988 por la Sociedad de la Industria del Plástico (ahora Asociación de la Industria del Plástico ) en los Estados Unidos, pero desde 2008 han sido administrados por la organización de estándares ASTM International . [48]
Los RIC no son obligatorios en todos los países, pero muchos productores marcan voluntariamente sus productos. Más de la mitad de los estados de EE. UU. han promulgado leyes que exigen que los productos de plástico sean identificables. [49] Los siete códigos incluyen seis para los plásticos básicos más comunes y uno como un todo. La UE mantiene una lista similar de nueve códigos que también incluye ABS y poliamidas . [50] Los RIC se basan en el símbolo de reciclaje , pero han generado críticas, ya que implican que los artículos marcados siempre son reciclables cuando esto puede no ser cierto. [51]
Los RIC no son particularmente importantes para el reciclaje de flujo único , ya que estas operaciones están cada vez más automatizadas. Sin embargo, en algunos países los ciudadanos deben separar sus residuos plásticos según el tipo de polímero antes de recogerlos. Por ejemplo, en Japón las botellas de PET se recogen por separado para su reciclaje.
Composición de residuos
Los residuos plásticos se componen de varios tipos de polímeros. [6] [64] Las poliolefinas constituyen casi el 50% de todos los desechos plásticos y más del 90% de los desechos están hechos de polímeros termosuavizantes , que pueden refundirse.
Recolectar y clasificar
Fardos de botellas de PET clasificadas por colores (azules, transparentes y verdes) Olomouc, República Checa.Separación manual de residuos mezclados (2 min).
El reciclaje comienza con la recogida y clasificación de los residuos. La recogida en la acera funciona en muchos países. Los residuos se envían a una instalación de recuperación de materiales o planta MBT donde el plástico se separa, limpia y clasifica para su venta. Los materiales inadecuados se envían a un vertedero o a un incinerador. Estas operaciones representan una gran proporción de los costos financieros y energéticos asociados con el reciclaje.
Clasificar el plástico es más complicado que otros materiales reciclables porque se presenta en una mayor variedad de formas. Por ejemplo, el vidrio se separa en tres corrientes (transparente, verde y ámbar), los metales suelen ser acero o aluminio y se pueden separar mediante imanes o separadores de corrientes parásitas , y el papel normalmente se clasifica en una sola corriente.
Seis tipos de polímeros básicos representan alrededor del 75% de los desechos plásticos, y el resto comprende una gran variedad de tipos de polímeros, incluidos poliuretanos y fibras sintéticas con una variedad de estructuras químicas. Los artículos fabricados con el mismo tipo de polímero pueden ser incompatibles entre sí dependiendo de los aditivos que contengan. Los aditivos son compuestos que se mezclan con los plásticos para mejorar el rendimiento e incluyen estabilizadores , cargas y, lo más importante, tintes . [67] Los plásticos transparentes tienen el valor más alto, ya que pueden teñirse después del reciclaje, mientras que el plástico negro o de colores fuertes es mucho menos valioso, porque afectan el color del producto final. Por lo tanto, el plástico normalmente se clasifica tanto por tipo de polímero como por color.
Se han desarrollado varios enfoques y tecnologías de clasificación. [1] Se pueden combinar de varias maneras. [68] En la práctica, ningún enfoque es 100% efectivo. [69] [70] [68] La precisión de la clasificación varía entre los recicladores, lo que genera un mercado en el que los productos están mal estandarizados. Esta inconsistencia es otra barrera para el reciclaje.
Separación manual
La clasificación manual es el método más antiguo y sencillo. En los países en desarrollo, esto lo pueden hacer los recicladores , mientras que en un centro de reciclaje, los trabajadores recogen los artículos de una cinta transportadora. Requiere bajos niveles de tecnología e inversión, pero tiene altos costos laborales. Aunque muchos artículos de plástico tienen códigos de identificación, los trabajadores rara vez tienen tiempo para buscarlos, lo que genera problemas de ineficiencia e inconsistencia. Incluso las instalaciones avanzadas cuentan con recolectores manuales para solucionar problemas y corregir errores de clasificación. [68] Las condiciones de trabajo pueden ser insalubres. [71]
Separación de densidad
Los plásticos se pueden separar aprovechando las diferencias en sus densidades. En este enfoque, el plástico primero se muele en escamas de un tamaño similar, se lava y se somete a separación por gravedad . [73] Esto se puede lograr utilizando un clasificador de aire o un hidrociclón , o mediante el método de flotación-hundimiento húmedo. [74] Estos enfoques proporcionan una clasificación parcial, ya que algunos polímeros tienen una densidad similar. [73] El polipropileno (PP) y el polietileno (PE) son similares, al igual que el tereftalato de polietileno (PET), el poliestireno (PS) y el PVC . Además, si el plástico contiene rellenos , esto puede afectar a su densidad. [75] La fracción más ligera de PP y PE se conoce como poliolefina mixta (MPO) y puede venderse como un producto de bajo valor, [76] la fracción más pesada de plásticos mixtos no suele ser reciclable.
Separación electrostática
En los separadores electrostáticos, el efecto triboeléctrico se utiliza para cargar eléctricamente las partículas de plástico; con diferentes polímeros cargados en diferentes grados. Luego son impulsados a través de un campo eléctrico, que los desvía según su carga y los dirige hacia los colectores adecuados. Al igual que con la separación por densidad, las partículas deben estar secas y ser uniformes en tamaño y forma. [77] La separación electrostática puede ser complementaria a la separación por densidad, permitiendo la separación completa de polímeros, [78] aunque de colores mezclados.
Separación basada en sensores
Una planta de reciclaje avanzada que utiliza separación óptica
Este enfoque está en gran medida automatizado e implica varios sensores conectados a una computadora, que analiza los artículos y los dirige hacia rampas o cintas apropiadas. [79] La espectroscopia de infrarrojo cercano se puede utilizar para distinguir tipos de polímeros, [80] aunque son plásticos negros o de colores fuertes, así como materiales compuestos como papel recubierto de plástico y envases multicapa , que pueden dar lecturas engañosas. La clasificación óptica , como los clasificadores de color o las imágenes hiperespectrales, se puede dividir por color. La separación basada en sensores es más costosa de instalar, pero tiene las mejores tasas de recuperación y produce productos de mayor calidad. [68]
Chatarra
Los residuos plásticos son chatarra industrial (a veces denominada resina postindustrial) o residuos de consumo . La chatarra se genera durante la producción y normalmente se maneja de manera diferente. [81] Puede incluir tapajuntas , recortes, bebederos y rechazos. Tal como se recoge en el punto de fabricación, es limpio, de tipo y calidad conocidos, y es valioso. Como la chatarra se comercializa principalmente de forma privada, a menudo no se incluye en las estadísticas oficiales. [81]
Reciclaje mecánico
Compatibilidad de polímeros
La mayoría de los desechos plásticos están hechos de polímeros termoablandadores , que pueden volver a fundirse y transformarse en nuevos elementos mediante el reciclaje mecánico. A nivel mundial, esta es, con diferencia, la forma más común de reciclaje y en muchos países es el único tipo que se practica. Es la técnica más sencilla y económica. Tiene una huella de carbono menor que otros procesos. [82] Sin embargo, varios factores pueden reducir la calidad de la producción, lo que limita su aplicabilidad. [82]
Los plásticos se funden a una temperatura entre 150 y 320 °C (300 y 610 °F), según el tipo de polímero. [73] Esto es suficiente para provocar reacciones químicas no deseadas que degradan el resultado. [83] Esto puede producir compuestos volátiles de bajo peso molecular , que pueden impartir sabores u olores indeseables, así como decoloración. Los aditivos pueden acelerar esta degradación. Por ejemplo, los aditivos oxobiodegradables , destinados a mejorar la biodegradabilidad del plástico, también aumentan el grado de degradación térmica. [84] [85] Los retardantes de llama también pueden tener efectos no deseados. [86] La calidad del producto también depende en gran medida de qué tan bien se clasificó el plástico. Muchos polímeros son inmiscibles entre sí cuando se funden y se separan en fases (como el aceite y el agua) durante el reprocesamiento. Los productos elaborados a partir de dichas mezclas contienen límites entre los diferentes polímeros con una cohesión débil a través de estos límites, lo que compromete las propiedades mecánicas. En casos más extremos, los polímeros pueden degradarse entre sí, particularmente en el caso del PVC, ya que puede generar cloruro de hidrógeno , lo que afecta fuertemente a los polímeros de condensación como el PET. [87]
Muchos de estos problemas tienen soluciones tecnológicas, aunque conllevan un coste financiero. Estabilizadores de polímeros avanzados y pueden usarse para proteger los plásticos del estrés del reprocesamiento térmico. [88] [89] Los productos de degradación volátiles pueden eliminarse mediante diversas técnicas de desvolatilización . Los retardantes de llama se pueden eliminar mediante tratamiento químico, [90] mientras que los aditivos metálicos dañinos se pueden volver inertes con desactivadores . Finalmente, las propiedades de los plásticos mixtos se pueden mejorar mediante el uso de compatibilizadores. [91] [92] Estos son compuestos que mejoran la miscibilidad entre tipos de polímeros para dar un producto más homogéneo , con mejor cohesión interna y propiedades mecánicas mejoradas. Son moléculas pequeñas que poseen dos regiones químicas, cada una de las cuales es compatible con un determinado polímero. Esto les permite actuar como clavos o tornillos moleculares, anclando los polímeros entre sí. Como resultado, los compatibilizadores normalmente se limitan a sistemas dominados por dos tipos particulares de plástico y no son rentables para mezclas heterogéneas. Ningún compatibilizador resuelve todas las combinaciones de plásticos. Incluso con estas tecnologías, resulta particularmente difícil reciclar el plástico para que pueda cumplir con los estándares de contacto con alimentos .
Reciclaje en circuito cerrado
En el circuito cerrado , o reciclaje primario, el plástico usado se recicla sin cesar en nuevos artículos de la misma calidad y tipo. Por ejemplo, convertir botellas de bebidas en botellas de bebidas. Se puede considerar un ejemplo de economía circular . El reciclaje mecánico continuo de plástico sin reducción de la calidad es un desafío debido a la degradación acumulativa del polímero [93] y al riesgo de acumulación de contaminantes. En 2013, solo el 2% de los envases de plástico se reciclaron en circuito cerrado. [94] Aunque se ha investigado el reciclaje de circuito cerrado para muchos polímeros, [93] hasta la fecha el único éxito industrial es el reciclaje de botellas de PET . [95] Esto se debe a que la degradación del polímero en PET a menudo es reparable. Las cadenas poliméricas del PET tienden a escindirse en sus grupos éster y los grupos alcohol y carboxilo que quedan se pueden unir nuevamente mediante el uso de agentes químicos llamados extensores de cadena. [96] El dianhídrido piromelítico es uno de esos compuestos.
Reciclaje en circuito abierto
Esta bolsa de transporte reutilizable ha sido fabricada a partir de botellas de plástico recicladas. Es un ejemplo de reciclaje en circuito abierto.
En el reciclaje de circuito abierto, también conocido como reciclaje secundario o downcycling , la calidad del plástico se reduce cada vez que se recicla, de modo que el material eventualmente se vuelve no reciclable. Es el tipo más común. [94] El reciclaje de botellas de PET para convertirlas en vellón u otras fibras es un ejemplo común y representa la mayor parte del reciclaje de PET. [97] La evaluación del ciclo de vida muestra que tiene beneficios ecológicos. [98] [3] [97] El reciclaje puede desplazar la demanda de plástico fresco. [99] Sin embargo, si se utiliza para producir artículos que de otro modo no se habrían fabricado, entonces no está desplazando la producción y es de poco o ningún beneficio para el medio ambiente.
La reducción de la calidad del polímero se puede compensar mezclando materiales nuevos y reciclados. Los plásticos compatibilizados se pueden utilizar como sustituto del material virgen, ya que es posible producirlos con el índice de flujo de fusión adecuado para obtener buenos resultados. [100] Los plásticos mixtos de baja calidad se pueden reciclar en un circuito abierto, aunque la demanda de dichos productos es limitada. Cuando se mezclan durante el reprocesamiento, el resultado suele ser un color marrón oscuro poco atractivo. Estas mezclas se utilizan como muebles de exterior o madera plástica . Como el material es débil, pero de bajo costo, se produce en tablones gruesos para proporcionar resistencia al material.
termoestables
Aunque los polímeros termoestables no se funden, se han desarrollado tecnologías para su reciclaje mecánico. Por lo general, esto implica descomponer el material en pequeñas partículas (migas), que luego se pueden mezclar con un agente aglutinante para formar un material compuesto. Por ejemplo, los poliuretanos se pueden reciclar como espuma reconstituida. [101] [102]
Reciclaje de materias primas
En el reciclaje de materias primas, también llamado reciclaje químico o reciclaje terciario, los polímeros se reducen a sus componentes químicos ( monómeros ), que luego pueden volver a polimerizarse para obtener plásticos nuevos. [103] [104] [105] En teoría, esto permite un reciclaje casi infinito; ya que las impurezas, aditivos, colorantes y defectos químicos se eliminan por completo en cada ciclo. [106] [107] En la práctica, el reciclaje químico es mucho menos común que el reciclaje mecánico. La implementación es limitada porque aún no existen tecnologías para despolimerizar de manera confiable todos los polímeros a escala industrial y también porque los costos de equipo y operación son mucho más altos. En 2018, Japón tuvo una de las tasas más altas del mundo con ~4 %, en comparación con un 23 % de reciclaje mecánico, [108] en el mismo período, Alemania, otro importante reciclador, informó una tasa de reciclaje de materia prima del 0,2 %. [109] La despolimerización, purificación y repolimerización del plástico también puede consumir mucha energía, lo que hace que la huella de carbono del reciclaje de materias primas sea normalmente mayor que la del reciclaje mecánico. [82] El PET, PU y PS se despolimerizan comercialmente en distintos grados, [106] pero el reciclaje de poliolefinas como materia prima, que constituyen casi la mitad de todos los plásticos, es mucho más limitado. [107]
Despolimerización térmica
Ciertos polímeros como PTFE , poliestireno, nailon 6 y polimetilmetacrilato (PMMA) sufren despolimerización térmica cuando se calientan a temperaturas suficientemente altas. [110] Las reacciones son sensibles a las impurezas y requieren desechos limpios y bien clasificados para producir un buen producto. Incluso entonces, no todas las reacciones de despolimerización son completamente eficientes y a menudo se observa cierta pirólisis competitiva; Por lo tanto, los monómeros requieren purificación antes de su reutilización. El reciclaje de poliestireno como materia prima se ha comercializado, [107] pero la capacidad global sigue siendo bastante limitada.
Despolimerización química
Los polímeros de condensación que contienen grupos escindibles, como ésteres y amidas, pueden despolimerizarse completamente mediante hidrólisis o solvólisis . Esto puede ser un proceso puramente químico, pero también puede ser promovido por enzimas como la PETasa . [111] [112] Estas tecnologías tienen costos de energía más bajos que la despolimerización térmica, pero no están disponibles para todos los polímeros. El tereftalato de polietileno ha sido el polímero más estudiado [113] y ha alcanzado escala comercial. [106]
Recuperación de energía
Montones de basura, incluidas grandes cantidades de plástico, en un incinerador en Ko Tao , Tailandia. Los incineradores bien regulados reducen las toxinas dañinas liberadas durante el proceso de quema, pero no todo el plástico se quema en instalaciones adecuadas.
La recuperación de energía, también llamada reciclaje de energía o reciclaje cuaternario, implica quemar residuos de plástico en lugar de combustibles fósiles para la producción de energía. [114] [4] Está incluido en los datos de reciclaje informados por muchos países, [115] [116] aunque la UE no lo considera reciclaje. [117] Se diferencia de la incineración sin recuperación de energía, que históricamente es más común, pero que no reduce ni la producción de plástico ni el uso de combustibles fósiles.
La recuperación de energía es a menudo el método de gestión de residuos de último recurso, una posición que antes ocupaba el vertedero. En las zonas urbanas, la falta de sitios adecuados para nuevos vertederos puede impulsar esto, [118] pero también está impulsado por regulaciones, como la Directiva sobre Vertederos de la UE u otras políticas de desvío de vertederos . En comparación con otras opciones de reciclaje, su atractivo es en gran medida económico. Si se utilizan las tecnologías correctas, no es necesario separar los plásticos ni otros residuos sólidos urbanos (basura), lo que reduce los costes. En comparación con el mercado, a veces variable, de materiales reciclables, la demanda de electricidad es universal y se comprende mejor, lo que reduce el riesgo financiero percibido . Como medio de gestión de residuos, es muy eficaz, ya que reduce el volumen de residuos en aproximadamente un 90% y los residuos se envían a vertederos o se utilizan para fabricar bloques de hormigón . Aunque sus emisiones de CO 2 son altas, es difícil comparar su deseabilidad ecológica general con otras tecnologías de reciclaje. [3] Por ejemplo, si bien el reciclaje reduce en gran medida las emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con la incineración, es una forma costosa de lograr estas reducciones en comparación con la inversión en energía renovable . [119]
Los desechos plásticos pueden quemarse como combustible derivado de desechos (CDR) o pueden convertirse químicamente primero en un combustible sintético . En cualquier caso, el PVC debe excluirse o compensarse mediante la instalación de tecnologías de decloración, ya que genera grandes cantidades de cloruro de hidrógeno (HCl) cuando se quema. Esto puede corroer el equipo y provocar una cloración no deseada de los productos combustibles. [120] La quema se ha asociado durante mucho tiempo con la liberación de dioxinas y compuestos similares a las dioxinas nocivas ; sin embargo, estos peligros pueden reducirse mediante el uso de cámaras de combustión y sistemas de control de emisiones avanzados. La incineración con recuperación de energía sigue siendo el método más común, y las tecnologías más avanzadas de conversión de residuos en combustible, como la pirólisis, se ven obstaculizadas por obstáculos técnicos y de costos. [118] [121]
Conversión de residuos en combustible
Los residuos plásticos mezclados se pueden despolimerizar para obtener un combustible sintético. Tiene un poder calorífico más alto que el plástico original y se puede quemar de manera más eficiente, aunque sigue siendo menos eficiente que los combustibles fósiles. [122] Se han investigado varias tecnologías de conversión, de las cuales la pirólisis es la más común. [123] [124] La conversión puede tener lugar como parte de la incineración en un ciclo IGC , pero a menudo el objetivo es recolectar el combustible para venderlo. La pirólisis de plásticos mixtos puede dar lugar a una mezcla bastante amplia de productos químicos (entre 1 y 15 átomos de carbono), incluidos gases y líquidos aromáticos . [125] [126] [127] Los catalizadores pueden dar un producto mejor definido con un valor más alto. [128] [129] [130] Los productos líquidos se pueden utilizar como combustible diesel sintético , [131] con producción comercial en varios países. [132] El análisis del ciclo de vida muestra que la conversión de plástico en combustible puede desplazar a los combustibles fósiles y reducir las emisiones netas de gases de efecto invernadero (~15% de reducción). [133]
En comparación con la práctica generalizada de la incineración, las tecnologías de conversión de plástico en combustible han tenido dificultades para volverse económicamente viables. [123] [134]
Otras aplicaciones
Reemplazo de coque
Se pueden utilizar muchos tipos de plástico como fuente de carbono (en lugar de coque ) en el reciclaje de chatarra de acero , [135] y en Japón se procesan aproximadamente 200.000 toneladas de plásticos de desecho cada año. [136]
Construcción y hormigón
El uso de plásticos recuperados en materiales de ingeniería está ganando terreno. [137] El plástico molido se puede utilizar como agregado de construcción o material de relleno en determinadas aplicaciones. [138] Aunque generalmente no es adecuado para el hormigón estructural, la inclusión de plástico en el hormigón asfáltico (formando asfalto cauchutado ), la subbase y el aislamiento reciclado puede ser beneficiosa. [139] Un ejemplo de esto es la construcción de carreteras de plástico . Estos pueden estar hechos íntegramente de plástico o pueden incorporar cantidades importantes de plástico. La práctica es popular en la India, que para 2021 había construido unos 700 kilómetros (435 millas) de carreteras. [140] Puede permitir la lixiviación de aditivos plásticos en el medio ambiente. [141] Se están realizando investigaciones para utilizar plásticos en diversas formas en materiales cementosos como el hormigón. Se están estudiando la densificación de materiales plásticos como PET y bolsas de plástico y luego su uso para reemplazar parcialmente los agregados y la despolimerización del PET para usarlo como aglutinante polimérico para mejorar el concreto. [142] [143] [144]
Ver también
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enlaces externos
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