Reciclado de plásticos

Presentación del tema: "Reciclado de plásticos"— Transcripción de la presentación:

1 Reciclado de plásticos
Ecología Industrial Pablo Portela Lage V

2 1.Los plásticos Los plásticos son sustancias químicas sintéticas denominadas polímeros, de estructura macromolecular que puede ser moldeada mediante calor o presión y cuyo componente principal es el carbono VENTAJAS INCONVENIENTES Debido a su baja densidad son materiales muy ligeros. Durante la fabricación de los productos plásticos se contamina, como cualquier otro proceso industrial. Son materiales fácilmente moldeables, lo que facilita la obtención de productos con formas raras o complejas sin demasiado gasto de energía. Su porcentaje en volumen es elevado, debido a la baja densidad de los mismos, y esto es un problema de espacio tanto en contenedores como en vertederos. Suelen ser materiales aislantes tanto térmicamente como eléctricamente. Una vez que han sido reciclados, aunque sólo haya sido una vez, no se pueden utilizar para envasar productos de consumo humano. Son resistentes a la corrosión y a los ataques de distintos agentes químicos por lo que les hace ser buenos materiales para envases y embalajes. Existen gran cantidad de plásticos que actualmente no se pueden reciclar pues serían necesarios procesos costosos e incluso imposibles. Son muy versátiles por lo que se encuentran en campos tan dispares como la industria aeronáutica y la agricultura o la automoción y la industria de alimentación Si se mezclan distintas familias de plásticos para reciclarlos se obtiene un producto de baja calidad.

3 Termoplásticos Fácilmente reciclables
Reciclables un número de ciclos finito (entre 5 y 7) Ejemplos: PEBD (polietileno de baja densidad, bolsas), PET (polietilén tereftalato, botellas)…

4 Termoestables Difícilmente reciclables Enlaces químicos transversales
Ejemplos: resina fenólica (tuberías con fibra de vidrio)

5 Elastómeros Polímeros entrecruzados Alta elongación
Difícilmente reciclables Ejemplos: TPU (Poliuretano termoplástico)

6 2.Problemática del reciclado
Recuperación: Envases y embalajes: recogida selectiva Agricultura: gran degradación Construcción: uso de larga duración Automoción: situación dentro del vehículo Electricidad y electrónica: recuperación en el despiece

7 3.Legislación Son dos leyes las que regulan la gestión de los residuos de origen plástico: Ley 10/1998 del 21 de abril Residuos Ley 11/1997 del 24 de abril Envases y residuos de envase Establecen una jerarquía en cuanto a la gestión: Reducción en origen: se trata de reducir la cantidad de plástico que se convierte en residuo, por ejemplo reduciendo los tamaños de envase. Es la acción más efectiva ya que se evita la formación de residuos. Reutilización o reciclaje: consiste en separa los residuos plásticos del resto de materiales para utilizarlos de nuevo, ya sea con la misma función (reutilización) o transformándolos (reciclaje).

8 3.Legislación Valorización: es la forma de aprovechar la energía calorífica que por sus características aún tienen los plásticos. Como por ejemplo la incineración. Vertido: es la alternativa menos deseable, debido a que la acumulación ocupa mucho volumen y no evita la necesidad de fabricar nuevos envases que se volverán a convertir en residuos.

9 4.Acondicionamiento de los plásticos
La mezcla de los plásticos con otros materiales (restos orgánicos, papel, metal…) es uno de los principales problemas para el reciclaje. Estos materiales ajenos proporcionaría características no deseadas al producto reciclado como inflamabilidad, estructura débil… Por ello es fundamental la etapa de acondicionamiento para facilitar el posterior reciclado. Previo al triturado del plástico se realizan procesos como la separación y el lavado.

10 Triturado El proceso de triturado consiste en reducir los materiales en dos fases con un tamaño de grano deseado. Durante el triturado las fuerzas de fricción provocan la separación de algunos materiales no deseados de los plásticos.

11 Proceso de separación Existen diferentes métodos de separación:
En medios densos En corrientes verticales En corrientes longitudinales Gravedad Magnética Electroestática

12 Separación por gravedad
Se aprovecha la diferencia de peso específico de las partículas para separarlas. Suele ser el método más sencillo y económico Se recomienda la separación por gravedad porque permite recuperar el material útil con tamaño tan grueso como sea posible, eliminando así el coste de reducción de tamaño Existen tres grandes grupos de separación por gravedad: medios densos, por corrientes verticales y por corrientes longitudinales

13 Separación en medios densos
Consiste en separar sólidos en función de sus densidades usándose como medio un fluido de densidad intermedia, donde el sólido de densidad más baja flota y el de densidad más alta se hunde. Los medios más usados son : líquidos orgánicos, solución de sales en agua y suspensiones de granulometría fina en agua.

14 Separación en corrientes verticales
Uno de los equipos más representativos de este método es el “jig” (proceso de separación gravitacional) Se utiliza para concentrar material grueso, y si la alimentación es adecuada, no es difícil alcanzar una buena separación en los minerales con una gama limitada de densidad relativa entre el mineral útil y los estériles. Las corrientes verticales son generadas por el movimiento de pulsación del agua, al contrario de los elutriadores donde la corriente vertical se genera por una inyección de agua

15 Separación en corrientes longitudinales
Corrientes longitudinales aplicadas a partículas en sedimentación producen al movimiento de caída un movimiento longitudinal. Durante la sedimentación, las partículas trazan trayectorias diferentes de acuerdo con el tiempo a que quedan expuestas a las corrientes longitudinales. Las partículas de mayor tamaño y peso específico tienen mayor velocidad de caída y sedimentan primero, próximas al punto de alimentación. Las otras partículas son depositadas de acuerdo con sus velocidades de caída, que dependen de su tamaño y peso.

16 Separación en corrientes longitudinales
Mesa vibratoria: Las mesas vibratorias son equipamientos de concentración que actúan a través de superficies con movimientos acelerados asimétricos, combinados muchas veces con el principio de escurrimiento laminar

17 Separación en corrientes longitudinales
Espirales: La espiral consiste en un canal helicoidal cilíndrico con sección transversal semicircular modificada. En la parte superior existe una caja destinada a recibir la alimentación en forma de pulpa. A medida que ella se escurre, las partículas más pesadas se encuentran en una faja a lo largo del lado interno del flujo de la pulpa y son removidas por aberturas localizadas en la parte más baja de su sección transversal.

18 Separación magnética Los separadores magnéticos aprovechan la diferencia de las propiedades magnéticas de los minerales que componen la mezcla. Los principales usos de la separación magnética son: eliminación o separación de fragmentos metálicos y procesos de concentración y purificación magnética.

19 Separación electroestática
Las técnicas convencionales de separación electrostática emplean las fuerzas desarrolladas entre partículas cargadas y los electrodos de campo para establecer trayectorias, y a partir de éstas tornar efectiva la separación. La separación electrostática es aplicada como un proceso de concentración sólo a un pequeño número de minerales, sin embargo, donde ella se aplica, es altamente exitosa.

20 Proceso de lavado Una vez finalizada las operaciones de triturado y separación, se realizará una operación de lavado del plástico. En las plantas de acondicionamiento se suelen utilizar lavadoras industriales con capacidades de unos 500 kg/h. El agua usada en el lavado de los plásticos se lleva a un sistema de decantación y filtro y se utiliza para otras tareas en la planta

21 5.Proceso de reciclaje de plásticos
Recolección: Todo sistema de recolección diferenciada que se implemente descansa en un principio fundamental, que es la separación, en el hogar, de los residuos en dos grupos básicos: residuos orgánicos por un lado e inorgánicos por otro; en la bolsa de los residuos orgánicos irían los restos de comida, de jardín, y en la otra bolsa los metales, madera, plásticos, vidrio, aluminio. Estas dos bolsas se colocarán en la vía pública y serán recolectadas en forma diferenciada, permitiendo así que se encaucen hacia sus respectivas formas de tratamiento.

22 Proceso de reciclaje de plásticos
Centro de reciclado: Aquí se reciben los residuos plásticos mixtos compactados en fardos que son almacenados a la intemperie. Existen limitaciones para el almacenamiento prolongado en estas condiciones, ya que la radiación ultravioleta puede afectar a la estructura del material, razón por la cual se aconseja no tener el material expuesto más de tres meses.

23 Proceso de reciclaje de plásticos
Clasificación: Luego de la recepción se efectúa una clasificación de los productos por tipo de plástico y color. Si bien esto puede hacerse manualmente, se han desarrollado tecnologías de clasificación automática, que se están utilizando en países desarrollados. Este proceso se ve facilitado si existe una entrega diferenciada de este material, lo cual podría hacerse con el apoyo y promoción por parte de los municipios.

24 Algunos tipos de reciclaje mecánico
Existen distintas máquinas que se escogerán en función de los productos finales que se quieran conseguir. En principio todas las máquinas constan de unas zonas o partes comunes, que son: Entrada o alimentación: es la parte por donde se introducen las materias primas secundarias, mezcladas con materias vírgenes. En esta zona se calientan las materias y se transportan hacia la siguiente sección. Zona de sometimiento a presión: es la etapa en la que se produce la fusión del polímero, en ausencia de aire. Dependiendo del polímero que se introduzca tendremos un tipo de fusión distinta (lenta, constante, rápida, etc.) y el interior de la extrusora variará.

25 Algunos tipos de reciclaje mecánico
Zona de homogeinización o dosificación: en este caso se trata de homogeneizar el material que irá entrando en el dado de forma constante. Dado: es la parte final de la extrusora donde se produce una criba de los materiales que no se hayan fundido, polvo, etc. y a continuación se elimina la tendencia que pueda tener el material a torcerse (porque hasta este momento ha pasado por un tornillo por el que va girando) para que los productos obtenidos no presenten este defecto.

26 Algunos tipos de reciclaje mecánico
Extrusión: consiste en someter a presión al material fundido para hacerlo pasar a través de una matriz. Las materias primas se introducen en forma sólida y dentro de la máquina extrusora se funden y se homogeinizan.

27 Tipos de extrusión Inyección: se basa en la inyección de material fundido dentro de un molde frío cerrado, en el cual el material se enfría y solidifica, tomando así la forma deseada.

28 Soplado Es la técnica utilizada para la obtención de piezas huecas, como son botellas, bidones, etc. Consiste en fundir el material e introducirlo dentro de un molde. A continuación se inyectaría aire en el interior, de forma que el material quede alrededor de las paredes, en forma de tubo, y se enfríe adquiriendo esta forma. La técnica es muy similar a la que utilizaban los maestros vidrieros hace años para producir piezas de vidrio, la técnica de soplado de vidrio.

29 Soplado Existen dos modalidades principales de soplado:
Extrusión-soplado: es una técnica mezcla. Normalmente se trabaja con una extrusión continua ya que permite mayor producción. El material que ha pasado por la extrusión llega con una forma intermedia al molde de soplado, en el que se produce la entrada de aire con el que la materia toma forma y se solidifica por enfriamiento. Inyección-soplado: ha sido el método más utilizado para la fabricación de botellas de bebida carbonatada, sobre todo de PET. En este caso se trabaja con una preforma del material realizada por inyección dentro de un molde muy frío. A continuación se calienta la preforma por encima de su punto de transición vítrea y se procede al soplado.

30 Compresión Es una técnica poco utilizada en la actualidad aunque en los años cuarenta tuvo mucho éxito para la fabricación de discos planos o también llamados discos de vinilo, ya que se fabrican a partir de un copolímero de cloruro de polivinilo (PVC) negro. Actualmente se utiliza sobre todo para plásticos termoestables. Esta técnica consiste en colocar el material en un molde y el molde, a su vez, en una prensa donde el material se somete a elevada presión y adopta la forma deseada.

31 Transferencia Es un método que se considera una versión mejorada de la técnica de compresión. Consiste en la introducción de materia prima, a gran presión, dentro de molde gracias a un pistón. Es un proceso más caro que el anterior y por ello hay que tener muy claro cuándo se debe utilizar.

32 Calandrado Es una técnica muy utilizada para la producción de láminas y películas del espesor deseado. Suele dar un acabado de muy buena calidad y se utiliza sobre todo con el PVC. Consiste en la introducción de materia prima en el interior de una máquina que contiene varios rodillos. La materia se va desplazando entre los huecos que existen entre los rodillos, reduciéndose así su espesor.

33 Procesos químicos El reciclaje químico se basa en degradar los materiales plásticos, mediante calor o con catalizadores, hasta tal punto que se rompan las macromoléculas y queden solamente moléculas sencillas (monómeros), a partir de las cuales se podría conseguir otros tipos de plásticos o combustibles. Entre las distintas técnicas posibles, las más representativas son: pirólisis, cracking, hidrogenización, quimiólisis, metanólisis, gasificación y disolventes

34 Pirólisis Se utiliza para materiales plásticos como el PP y PS pero también para mezclas de plásticos difíciles de separar. Mediante la pirólisis se produce la descomposición térmica, en atmósfera inerte, de las moléculas que conforman los materiales plásticos en tres fracciones: gas, sólido y líquido, que servirán de combustible y de productos químicos. El gran inconveniente de la pirólisis es el elevado coste de instalaciones y producción. Actualmente en España existe una planta piloto para probar este método, mientras que en Canadá está completamente implantado.

35 Cracking Es un proceso similar al que se produce con el petróleo crudo en las refinerías. Consiste en la ruptura de moléculas mediante el uso de catalizadores, como pueden ser las zeolitas, obteniéndose cadenas de hidrocarburos de diversas longitudes, que se pueden utilizar como combustibles.

36 Hidrogenización Consiste en la aplicación de energía térmica a los materiales plásticos en presencia de hidrógeno para dar lugar a combustibles líquidos. Es una de las técnicas más estudiadas y bastante desarrollada.

37 Quimiólisis Este proceso se aplica a poliésteres, poliuretanos, poliacetales 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. Puede conseguir un nivel de reutilización de 90% pero funciona mejor con plásticos homogéneos.

38 Metanólisis Es un avanzado proceso de reciclado que consiste en la aplicación de metanol en el PET. Este poliéster es descompuesto en sus moléculas básicas, incluido el dimetiltereflalato y el etilenglicol, los cuales pueden ser luego repolimerizados para producir resina virgen. Varios productores de polientereftalato están intentando desarrollar este proceso para utilizarlo en las botellas de bebidas carbonatadas. Las experiencias llevadas a cabo por diversas empresas, han demostrado que los monómeros resultantes del reciclado químico son lo suficientemente puros para ser reutilizados en la fabricación de nuevas botellas PET.

39 Gasificación Con este proceso se obtiene gas de síntesis (CO y H2O) que es un gas combustible, utilizado con frecuencia en la industria metalúrgica. Lo primero que se hace es la compactación de los plásticos para reducir su volumen, se produce una desgasificación y después una pirólisis que continúa elevando la temperatura para hace la gasificación. Una de las mayores ventajas de la gasificación es que se puede llevar a cabo sin la necesidad de separar distintos tipos de plásticos.

40 Disolventes Mediante la utilización de disolventes se pueden separar mezclas de plásticos, difíciles de separar por otras técnicas. Por ejemplo la ciclohexanona puede extraer el PVC de una mezcla y otro disolvente bueno es el xileno. Una vez separados los materiales se podrán reciclar por separado mediante alguna de las técnicas descritas anteriormente.

41 6.Incineración y recuperación de energía
Después del reciclaje la valorización es la segunda opción para la gestión de los plásticos. Este método es aconsejable en el caso de tener plásticos que estén muy deteriorados, sucios, o mezclados con otros materiales difíciles de separar. Además lo esencial para una buena valorización es que los materiales a gestionar tengan elevado poder calorífico, cosa que los plásticos cumplen a la perfección ya que contienen KJ/Kg, mientras que el fuel-oil contiene kJ/kg. De hecho, con un envase de yogur se obtendría la energía necesaria para mantener encendida una bombilla durante una hora aproximadamente.

42 Incineración y recuperación de energía
Es una de las alternativas más importantes para aprovechar aquellos plásticos que están mezclados con los demás residuos sólidos, en los casos en que no se ha realizado la separación selectiva, y obtener así energía, ya sea en forma de calor ó electricidad. La valorización energética se realiza por medio de la incineración de estos residuos y consiste en la introducción de los mismos, una vez homogeneizados, en un horno donde se producirá la combustión, en presencia de oxígeno, de éstos y el calor que se desprenda se utilizará para calentar un líquido (normalmente agua) que pasará a vapor y generará energía.

43 Incineración y recuperación de energía
Es importante destacar que durante la incineración pueden aparecer sustancias tóxicas, como es el caso de dioxinas y furanos, por lo tanto es imprescindible tener unos sistemas de limpieza y gestión, tanto de gases como de cenizas, adecuados para que no se emitan dichas sustancias al exterior. Mejor opción para la incineración de plásticos es hacerla por separado, solamente plásticos. En esta ocasión será más fácil controlar las emisiones ya que los materiales son más homogéneos; hay que tener cuidado con los materiales que se llevan a incineración, ya que muchas veces se puede dar lugar a un desplazamiento de los materiales plásticos que deben ser reciclados hacia la valorización, y esto no es lo correcto ya que la valorización es la segunda opción de gestión, después del reciclaje. El aprovechamiento de los plásticos como combustibles es conocido en industrias como las cementeras, que necesitan gran cantidad de energía para alimentar sus hornos, sustituyendo así al carbón, que es el combustible más utilizado, y reduciendo con ello los impactos ambientales que éste provoca.

44 7.Vertidos de residuos plásticos
La opción de llevar los residuos plásticos a vertedero es la menos deseable y la que se debería hacer en último caso, siempre que no se pudieran realizar las dos anteriores. Los vertederos que se utilizan son los de residuos sólidos urbanos, excepto para residuos de envases de plástico que hayan contenido residuos peligrosos, que también serán tratados como residuos peligrosos. Aún así, los residuos son cada vez más abundantes y los vertederos se van llenando cada vez más deprisa, con lo que se hace necesaria la apertura de nuevos vertederos que ocupan espacios que nunca podrán ser utilizados para muchos otros fines.

45 8.Aplicaciones de los productos reciclados
Las principales aplicaciones del plástico reciclado en España son las bolsas de basura y las tuberías para evacuación, riego y conducciones eléctricas, botellas de lejía, perchas y calzado. Madera plástica: para la creación de mobiliario urbano, debido a sus características de resistencia y de acción frente a los agentes externos como agua, radiación solar…

46 9.Bibliografía Páginas web consultadas:
Gómez Antón, M.R. (1998). Los Plásticos y la Gestión de sus Residuos: Cuaderno del Alumno. Vigo: Fundación Plásticos y Medio Ambiente, Asociación para la promoción de Actividades Socioculturales, D.L. Asociación Nacional de Recicladores de Plástico (1996). El reciclado de plásticos en España. Valencia Camm, F.J. (1999). Elaboración y fabricación de plásticos. Barcelona: Miguel Arimany Lokensgard, R. (2002). Industria del plástico. Madrid: Ediciones Paraninfo, S.A. Páginas web consultadas: