En la actualidad se hace necesario incorporar nuevos procesos y productos basados en plásticos reciclados, debido a los diversos efectos ambientales, tales como la emanación de gases de efecto invernadero provenientes de la producción de plásticos y su acumulación debido a su baja o nula degradibilidad. Por lo tanto es necesario que se reutilicen materiales plásticos, tales como el polipropileno.

A continuación daremos a conocer que es el polipropileno, sus características, las alternativas existentes para su  reciclaje, sus impactos ambientales, diagrama de flujos, etc.

¿ Que es el Polipropileno?

El polipropileno es un termoplástico, semicristalino y blanco semiopaco, que se descubrió en 1954, uno de los últimos en aparecer en el mundo de los plásticos. Es un material muy resistente a la abrasión y calor con alta estabilidad térmica, a la tensión y compresión, a los ácidos y las bases y tiene buenas propiedades dieléctricas.

Ventajas:

· Ligero
· Alta resistencia a la tensión y a la compresión 
· Excelentes propiedades dieléctricas 
· Resistencia a la mayoría de los ácidos y álcalis 
· Bajo coeficiente de absorción de humedad

Aplicaciones

A partir de los procesos industriales se pueden preparar un sin fin de productos de polipropileno diferentes, cuyas propiedades varían según la longitud de las cadenas del polímero (peso molecular), de su polidispersidad, de los comonómeros eventualmente incorporados, etc. Estas características básicas definen las propiedades mecánicas del material y sus aplicaciones finales. Literalmente se habla de diferentes tipos o grados de polipropileno. Por todo esto, la gran diversidad de productos producidos con esta poliolefina le permite tener aplicaciones tan variadas como: 

- Autopartes 
- Baldes, recipientes, botellas 
- Muebles 
- Juguetes 
- Películas para envases de alimentos 
- Fibras y filamentos 
- Bolsas y bolsones 
- Fondo de alfombras 

¿Por qué reciclar el polipropileno?

En los últimos 50 años, la industria de plásticos ha crecido importantemente. Hoy en día, el uso de productos plásticos ha logrado un amplio crecimiento en el rango de aplicaciones domésticas y comerciales.

La mayoría de los plásticos son polímeros derivados del petróleo que de no ser reciclados podría generar daños graves al medio ambiente.

La reducción en origen es el primer paso hacia una gestión sostenible de los residuos y ello supone la disminución de la cantidad de plásticos que se utilizan, así como diseñar productos que reduzcan la utilización de estos materiales y se simplifique el número de distintos plásticos utilizados. Los plásticos son materiales idóneos para ser reutilizados porque son duraderos, resistentes, lavables etc.

La reutilización se utiliza más en los envases industriales y comerciales que en los domésticos. Un ejemplo son los envases de polipropileno, mismos que poseen un gran potencial para su reciclaje en el sector comercial.

Diversos estudios señalan que es viable económicamente reciclarlo, sobre todo si existe una infraestructura para su recolección y procesamiento.

Sin embargo, es importante identificar y enfocar la recuperación de grandes volúmenes de material consiente de un uso final.

No todo polipropileno reciclado retorna a ser utilizado en el mismo rubro, aquellas piezas que se encuentran muy degradadas para ser reutilizadas son incineradas, con esta selección en la valorización energética, liberan la energía en ellos y de esta manera se puede generar energía eléctrica o térmica. 
La etapa del reciclado comienza con su recolección; recepción en un centro de reciclado; clasificación. Si bien esta etapa puede ser realizada de manera manual, se han desarrollado tecnologías de clasificación automática. 


El material reciclado por convención internacional no pueden estar en contacto directo con alimentos ya que es difícil saber su procedencia y como la temperatura normal para procesarlos es de 200 a 250ºC y según normas internacionales de esterilización esta temperatura no es suficiente.  

En la recuperación del plástico para su reutilización, se tienen en cuenta 3 tipos de reciclados:

RECICLAJE MECÁNICO

El manejo de residuos plásticos pos-consumo o pos-industria, su posterior acondicionamiento mediante el reciclaje mecánico exige ciertos requisitos mínimos para garantizar el uso idóneo de estos materiales en aplicaciones que no representen ningún peligro para la salud y el medio ambiente.

Al identificar los aspectos ambientales, deben tenerse en cuenta tanto los atribuibles al proceso de transformación, como también a las características del material procesado.

    

•        Reciclaje mecánico pos-industrial (primario):

Es el que tiene lugar dentro del mismo proceso en que se genera el residuo. Referencia al reciclaje industrial que se lleva a cabo generalmente mediante la molienda y la reincorporación del material plástico recuperado al proceso de fabricación.

•       Reciclaje mecánico pos-consumo (secundario):

Es el proceso de recuperar los residuos de productos hechos con materiales plásticos, una vez que hayan terminado con su vida útil.

Debe evitarse este tipo de reciclaje de residuos plásticos pos-consumo que presenten contaminación microbiológica o tóxica, por presentar un riesgo para la salud y el ambiente. Corresponde que sean sometidos a procesos de combustión, técnica y ambientalmente controlados.

Las etapas del reciclado mecánico son:

·       

1.- Acopio: Recolección del material ya sea en puntos fijos o en recorridos. Es importante destacar que un buen sistema de acopio garantizará un correcto suministro de materia prima para el resto de los procesos.

·      2.- Limpieza: Se retiran tapas y etiquetas, para obtener un producto más fácil de tratar.

     

      3.- Reducción de tamaño: Trituración del material recolectado cuyo objetivo es facilitar el resto de las operaciones.

·     4.- Lavado: Generalmente los plásticos están contaminados con comida, papel, polvo, aceite, solventes o pegamentos. Por ello, tienen primero que ser limpiados para garantizar la eliminación de contaminantes.

·   5.- Secado: Se deben retirar los remanentes de humedad del material, para su posterior procesado y comercializado.

6
      6.-  Extrusión: El material granulado debe fundirse y enfriarse en un baño de agua. El plástico es forzado a salir bajo presión por una matriz metálica que le confiere forma definida y estabilidad, evitando así deformaciones posteriores.

·       7.- Peletización: Una vez frío el plástico es cortado en pequeños pedazos llamados pellets.

Impacto Ambiental

El reciclado físico o mecánico es relativamente sencillo, pero no puede aplicarse a todos los plásticos ni realizarse numerosas veces, los plásticos reciclados son de menor calidad que el material nuevo (material virgen). Cada vez que el material es reciclado sufre un proceso de degradación que disminuye sus propiedades. Además, el reciclaje físico requiere que el material se encuentre libre de impurezas y contaminación, no sólo de sustancias tóxicas o peligrosas, sino también de otros plásticos o materiales. Este es uno de los inconvenientes más grandes para lograr un buen reciclaje físico, la separación de los materiales.

Como una alternativa al reciclaje físico se puede realizar el reciclaje químico, el cual, a diferencia del primero, implica cambios en la estructura química del material. El reciclaje químico, al basarse en una reacción química específica, no necesita los complicados pasos de purificación que son indispensables para el reciclaje físico. Además, permite utilizar al desecho plástico como fuente de materia prima, no sólo para producir nuevamente el material original (como material virgen), sino producir otros materiales con diferentes características.

RECICLAJE QUÍMICO.

Es el tratamiento de residuos plásticos mediante procesos físico-químicos, en los cuales las moléculas de los plásticos son craqueadas (rotas), con el fin de obtener de ellos monómeros o productos con algún valor para la industria petroquímica y convertirlos nuevamente en materias primas.

Es aplicado principalmente a aquellas corrientes de residuos complejas de manejar a través de las técnicas de reutilización o reciclaje mecánico, tales como plásticos compuestos, partes de automóviles, cables, tapetes, textiles, etc.

Algunos procesos de reciclaje químico, como la pirólisis, ofrecen la enorme ventaja de que no requieren de una separación por tipo de resina plástica, lo que permite aprovechar residuos plásticos mixtos, es decir, aquellos provenientes de la corriente de los residuos sólidos municipales, que son separados de ésta pero no clasificados entre sí por tipo de resina.

El reciclaje químico puede llevarse a cabo mediante dos tipos de procesos diferentes:

1.      Los residuos plásticos se despolimerizan en monómeros que pueden utilizarse de nuevo directamente para la polimerización (quimiólisis) o en materias primas químicas de peso molecular más bajo (termólisis o craqueo) que pueden utilizarse, como el aceite natural, en reacciones químicas entre las que figura la producción de polímeros.
2.     Los residuos plásticos son utilizados por sus propiedades químicas reductoras en la producción de otros materiales.

El reciclaje químico comenzó a ser desarrollado por la industria petroquímica con el objetivo de lograr las metas propuestas para la optimización de recursos y la recuperación de residuos. Se estableció así una alternativa para el reciclaje mecánico, superando las limitaciones que éste presenta y contribuyendo a reducir los costos de recolección y clasificación, así como a la obtención de productos finales de alta calidad.

El éxito de la mayoría de tecnologías de reciclaje químico depende de la disponibilidad constante de grandes cantidades de desechos plásticos, ya que la economía de escala es determinante para que sean competitivas frente a la producción de polímero virgen. A medida que los precios de petróleo aumentan, estas iniciativas son más interesantes.

En general, el reciclaje 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: petroquímica, transformadores, grandes usuarios, consumidores y municipios, a los fines de asegurar la unidad de reciclado y que la «materia prima», es decir los residuos plásticos, lleguen a una planta de tratamiento.

La sociedad debe estar preparada para tal cambio de tecnología en lo que se refiere al tratamiento de los residuos plásticos. Por su parte, la industria petroquímica está trabajando en la definición de especificaciones técnicas a fin de garantizar la calidad de los productos obtenidos a través del reciclaje químico.

El reciclaje químico ofrece las siguientes ventajas:

1.         Muy competitivo económicamente. Para una planta de producción de 30,000 ton/año se estima el costo de producción de unas 500 $/t, debido a la utilización de aditivos de bajo costo y de baja consumación de energía.
2.         No es necesario la selección o lavado previo.
3.         No es necesaria la eliminación de tapas o etiquetas.
4.         Botellas con estratificación de capas bloqueantes para oxígeno son tratados sin problemas.
5.         Ácido tereftálico y etilenglicol son comercializados directamente con la industria química, o utilizadores especializados.
6.         Alternativamente se puede producir un producto PHT (Polihidroxiletiltereftaláto) que puede ser utilizado directamente para la producción de botellas PET.

Diagrama del reciclaje químico (pirólisis)

PERSPECTIVAS 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.

IMPACTO AMBIENTAL DEL PP (Polipropileno)

• Recursos naturales:

Los procesos más modernos de producción de PP carecen de efluentes líquidos o gaseosos. Al estar constituido en un 99% por carbono e hidrógeno, elementos inocuos y abundantes en la naturaleza, este plástico resulta no contaminante químicamente.

• Reducción en la fuente:

La industria del PP invierte en Investigación, Desarrollo y Producción de materiales que cumplen con los requerimientos de calidad y seguridad necesarios para satisfacer las exigencias del consumidor. Esto permite que los productos requieran cada vez menor cantidad de materias primas, y a su vez permiten la menor producción de residuos.

• Valorización de los residuos plásticos:

La industria del PP no ha escapado a las presiones ambientales de los conceptos de Reducción en la fuente y Reciclado, pero el hecho de que el 50% de las aplicaciones se destine al mercado de los bienes durables, en contraste con otros materiales más usados para envases cotidianos, hace que la incidencia del PP sobre los residuos sólidos urbanos sea menor.

reciclaje energetico

Reciclado Energético del plástico (incineración)

Es el proceso que, mediante una combustión controlada (incineración) se aprovecha el alto contenido energético de los residuos plásticos como combustible alternativo.

Existen plásticos que se reutilizan sin causar daño medioambiental, pero hay residuos de ellos que serían pequeños objetos dispersos en otros materiales, que su manera de reciclaje sería más una desventaja ambiental antes de dar a conocer su valor, por lo que dichos residuos no serían reciclados a la vez.

No todos los residuos plásticos pasan por el proceso químico o mecánico del reciclaje, hay otros que poseen un alto poder calorífico que brinda de energía.

Dichos residuos (hidrocarburos), derivados del petróleo y del gas natural, son excelentes combustibles que al mezclarse con otros residuos, los plásticos ayudan a la combustión de residuos putrescibles.

Para que ocurra el proceso se requiere una temperatura y tiempo de residencia para potenciar al máximo la energía del combustible y garantizar la fracción total de los componentes nocivos producidos.

En el siguiente esquema se muestra que la generación de electricidad es gracias a que los restos plásticos son conducidos a una caldera produciendo vapor a alta presión, que después de su salida se va hacia una turbina de vapor que transforma la energía interna del vapor condensado en energía mecánica que, normalmente, se trasmite a un generador para producir electricidad.  

Más que desechos contaminantes, los residuos plásticos son utilizados como una gran fuente energética. La incineración de residuos plásticos ya es valorizada principalmente en Europa, EE.UU y Japón, aunque en países como Chile que están en pleno desarrollo económico no es muy utilizada.

El impacto ambiental ocasionado durante el reciclado depende principalmente del tipo, calidad y procedencia del residuo recuperado, teniendo como principal afectación la del recurso hídrico, debido a que durante el lavado de los residuos plásticos se pueden concentrar en los vertimientos diversas sustancias residuales contaminantes. Como ejemplos comunes de tales sustancias pueden encontrarse compuestos organofosforados, clorofenacéticos y derivados de la urea, entre otros, debido al contacto con fertilizantes, herbicidas y plaguicidas cuando el plástico proviene de cultivos agrícolas (flores, banano, etc); grasas y ácido láctico en el caso que el plástico provenga de productos alimenticios; aceites y lubricantes si provienen de envases de lubricantes, etc.

Entre los principales impactos ambientales se encuentran:

1.- Efectos sobre la salud humana.

2.- Destrucción del ecosistema afectando especies animales y vegetales.

3.- Deterioro de la calidad del agua, aire y suelo.

4.- Generación de olores y ruido.

5.- Deterioro del paisaje y entorno geográfico.

NUESTRA PROPUESTA

Producto Final: cubiertas de pc, notebook, carcasas de celulares.

Conclusión 

Escogimos el reciclaje mecánico como la mejor alternativa para reciclar  el polipropileno, ya que el costo de construcción de una planta industrial seria mucho menor en comparación con la  de una planta cuya actividad sea el reciclaje químico o energético, lo que permite que sea una técnica viable y que se pueda masificar, logrando así una disminución de la contaminación.  Además es la técnica más utilizada en la actualidad, tiene un mínimo impacto ambiental, la que perfeccionaríamos optimizando los procesos  haciendo uso de energías renovables en algunas operaciones unitarias y también  realizar un tratamiento al agua para su reutilización.

Ventajas:

1.- Desde el punto de vista técnico, se puede decir que las plantas de reciclado mecánico requieren inversiones moderadas en cambio las del reciclaje químico requieren inversiones mayores.

2.- Con el tratamiento de los efluentes líquidos del proceso se controla las emisiones contaminantes que podrían llegar a ser liberadas.

3.- Existe amplio mercado para este producto por ser  materia prima para la elaboración de productos de uso diario en la sociedad y en diversos tipos de industrias.

                 Factores de selección para el tipo de reciclado:

Criterio	Reciclado mecánico	Reciclado químico	Valoración energética
Inversión	Baja	Alta	No hay
Tecnología	Accesible	Alta (accesible solo Europa)	No hay
Costos operativos	Bajo	Muy alto	No hay
Uso del producto	Materia prima	Resina virgen	Muy bajo
Contaminación ambiental del proceso	Sin contaminación	Sin contaminación	Sin contaminación
Generador de fuentes de trabajo	Alta	Mediana	Bajo
El producto	Exportable 100%	Exportable 100%	No aplica

Desde el punto de vista técnico podemos decir podemos decir  que las plantas de reciclado mecánico requieren inversiones moderadas ( 500.000 $us) en cambio una planta de reciclaje mecánico requiere una inversión mayor a los 2 millones de dólares.

La tecnología del reciclaje mecánico es accesible a nuestro medio, tal como pudimos demostrar en nuestro proyecto, construyendo una planta pilote para el proceso de lavado y secado.

Tecnologías (maquinarias):

Cantidad	maquinaria	Precio
1	Banda transportadora	3000    $us
1	molino	5300    $us
1	Tornillo sin fin	2600    $us
1	Lavadora de rotación con eje vertical de alta rotación	48000  $us
2	Tornillo sin fin con sistema de descarga de agua	3100   $us c/u 6200   $us
1	Centrifuga sistema de tambor horizontal.	8350    $us
1	Secador de hojuelas en frió o caliente	71000  $us
1	Extrusora	150000 $us
Total		294450 $us

Recursos:

Para un funcionamiento correcto de la planta y sus procesos, necesitaremos suministros de  electricidad la que complementaremos con energía solar para un método más ecológico. Además, se utilizará agua para el proceso de lavado, la que posteriormente se tratará para poder reutilizarla.

Impacto ambiental:

El impacto ambiental que generaría cada proceso del reciclaje mecánico sobre la atmósfera, suelo y los efectos en la salud humana pueden son nulos y en algunos casos moderados, excepto en el agua, que sería el recurso más afectado.

La tabla 1.1 muestra el impacto de cada uno de los procesos en atmosfera, agua, suelo y los efectos en la salud.

Tabla 1.1

Como se puede observar en los procesos de eliminación de materiales ajenos y en el lavado, el agua obtiene un impacto muy alto. Para disminuir esta problemática se pueden mejorar algunos aspectos de la clasificación, lavado y eliminación de otros materiales, para así facilitar el tratamiento y la reutilización del agua, como se muestra a continuación en la tabla 1.2.

Tabla 1.2

Costos de operación:

Justificación	Valor ($us)
Equipos	294450
Construcción(oficinas, etc)	100000
Suministros	22000
Total	416450 $us