Reciclado de plásticos: la innovación y la automatización permiten una economía circular

Reciclado de plásticos: la innovación y la automatización permiten una economía circular

El reciclado de plásticos comenzó en la década de 1970, 20 años después de la aceptación universal del material en la vida cotidiana. Sin embargo, el consumo de plástico de entonces no permitió que el reciclado mantuviera un ritmo, y tampoco puede mantenerse al ritmo del mundo de hoy en día.

En 1950, la producción mundial de plástico fue de aproximadamente 2 millones de toneladas métricas. En 2020, según Statista, la producción total de plástico mundial fue de alrededor de 367 millones de toneladas métricas, y eso fue una ligera reducción con respecto a los años anteriores debido al impacto del COVID-19 en la industria del plástico.

Con todo ese nuevo plástico en circulación, uno pensaría que una gran parte se reciclaría, pero no es así. En primera instancia, solo se recoge una fracción de todo el plástico generado cada año para su reciclaje y la mayor parte realmente no se recicla. Como resultado, la mayoría de los plásticos terminan en rellenos sanitarios y eventualmente en el medio ambiente, lo que aumenta los desechos y la contaminación a nivel global, tanto en la tierra como en el mar.

Desde 1992, más de la mitad de los residuos plásticos de los países de mayores ingresos destinados al reciclaje se han exportado a cientos de países de menores ingresos para su procesamiento y la mayor parte va a China. Esto proporcionó una salida para el manejo de residuos plásticos y evitó que su destino fueran los rellenos sanitarios o la incineración, según el Centro Nacional para la Información Biotecnológica.

Pero esto está cambiando gracias a la política de Espada Nacional de China de 2018. Antes de la política, se dice que el Ministerio de Ecología y Medio Ambiente del país importó 42,27 millones de toneladas métricas de reciclables sucios y mezclados en su punto máximo en 2017 y en su mayoría estaban demasiado sucios como para reciclarlos. Un informe de 2018 en Yale Environment 360 indicaba que, incluso antes de la prohibición, menos del 13 % de los plásticos importados en el país eran reciclados o incinerados. El resto fue a rellenos sanitarios o terminó en ríos y océanos y una de las principales razones por las que China implementó la nueva política fue para disminuir la importación de estos plásticos de baja calidad que son difíciles de clasificar y reciclar.

La contaminación por residuos plásticos es una amenaza cada vez mayor para todos los ecosistemas y, debido a que China y otras naciones ya no están recibiendo la mitad de la basura mundial, el problema va camino a duplicarse para 2030, según un informe de las Naciones Unidas de octubre de 2021. Estados Unidos ha reciclado menos de una décima parte de sus desechos plásticos y a Europa, que le ha ido mucho mejor, ha reciclado aproximadamente un tercio de sus desechos, pero ahora todos estos países tendrán más plástico que ya no podrán exportar, lo que implica que este problema está a destinado a empeorar.


El círculo de la vida


Más reciclaje parecería una solución lógica al problema. Lamentablemente, en la práctica no todos los plásticos son reciclables y la mayoría no se puede reciclar muchas veces. La mayoría de los plásticos posteriores al consumo, como los envases en los que vienen los recipientes de alimentos para llevar, o los envases de margarina y yogur, se consideran como “no reciclables” mediante métodos tradicionales de reciclado mecánico y la gran mayoría de ellos se incineran o se envían a rellenos sanitarios.

Este plástico es el polipropileno y rara vez se recicla. Más conocido como “Código de resina N.º 5”, se utiliza en todo, desde botellas de champú y copas de plástico hasta piezas de automoción y dispositivos médicos. Eliminar los contaminantes, el color y el olor de estos plásticos para reciclarlos ha sido tradicionalmente costoso, complicado y con frecuencia han generado resultados deficientes.

Tipos de plástico y su reciclamiento
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De hecho, menos del 1 % de las 170 mil millones de libras de plástico de polipropileno producidas cada año se recupera para su reciclaje y reutilización. Esto también significa que hay una gran oportunidad de hacer un mayor y mejor esfuerzo para reciclar el plástico más versátil y más utilizado del mundo para ayudarle a encajar en una economía circular. Al recuperar recursos al final de la vida útil de un producto y canalizarlos de regreso a la producción, la economía circular minimiza la presión que ejercen los productos sobre el medio ambiente. Cuando se trata de reciclar y reutilizar los productos existentes, un objetivo importante y concreto es también reducir la introducción de más carbono en el medio ambiente.


Innovación para el rescate


El uso generalizado de tecnologías de innovación de reciclado podría promover una economía circular de lazo cerrado, que englobe desde el diseño de materiales hasta la separación y el reprocesamiento y traiga nueva vida a los plásticos viejos. Las tecnologías de reciclado químico, por una parte, pueden mejorar o reemplazar el procesamiento mecánico que se utiliza actualmente. Para este proceso se utilizan reacciones a altas temperaturas, reacciones químicas o ambas para convertir los plásticos usados en otros productos o químicos nuevos, plásticos y combustibles vírgenes.

Estas tecnologías reducen las abrumadoras cantidades de plásticos irrecuperables que podrían filtrarse potencialmente al medio ambiente. Se necesita tecnología avanzada para eliminar el color, olores y otros contaminantes del plástico usado. Además, la automatización, al igual que los servicios proporcionados por Emerson, puede desempeñar un papel integral en la transformación de los plásticos al final de su vida útil en nuevos productos para reducir los desechos y la contaminación y para disminuir los costos de producción de plástico.

Dos compañías ejemplifican el potencial del reciclado de plásticos mediante la introducción de nuevas formas de trabajar con polipropileno. PureCycle convierte los plásticos en polipropileno puro casi virgen y los vuelve a incorporar en el mercado del plástico en un formato casi como nuevo, mientras que ReNew ELP convierte los plásticos mezclados en químicos y aceites de alto grado que son materia prima para nuevos casos prácticos y aplicaciones.


Nuevo polipropileno, igual que el polipropileno viejo


Orlando, Florida PureCycle Technologies utiliza una tecnología innovadora para convertir los residuos en polipropileno casi como nuevo que puede volver a incorporarse en el mismo caso práctico. Desarrollado por Procter & Gamble, el proceso elimina el color, el olor y los contaminantes, y convierte el material reciclado en resina de polipropileno reciclado ultra puro con propiedades de tipo virgen que se puede utilizar para fabricar nuevos productos de plástico.  

“Los plásticos reciclados son generalmente de color gris, tienen mal olor y tienen contaminantes que presentan preocupaciones regulatorias”, dice John Layman, director sénior de R&D de desarrollo de materiales sostenibles en Procter & Gamble e inventor del proceso de purificación de solventes utilizado por PureCycle.

Según Layman, esta es actualmente la única tecnología capaz de satisfacer la demanda de reciclar mejor el polipropileno, lo que lo convierte en una victoria tanto para PureCycle como para el medio ambiente. “Hoy en día, los consumidores esperan cada vez más que los productos que compran sean responsables con el medio ambiente”, afirma. “Esta nueva tecnología ofrece un beneficio para todos: hace que nuestras capacidades innovadoras avancen y, al mismo tiempo, proporciona un beneficio ambiental”.

Oportunidades para la economía circular de los plásticos
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Ciclo de vida útil de los plásticos renovables
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PureCycle puede crear materia prima de plástico de polipropileno casi virgen, adecuada para muchas aplicaciones, incluyendo su caso práctico original en embalajes médicos, cosméticos, de alimentos y bebidas, así como para textiles y partes automotrices. “Esto proporciona una vía para revertir las bajas tasas de reciclado de polipropileno a nivel mundial y abre nuevas oportunidades para el suministro de plásticos en todas las aplicaciones de polipropileno” , afirmaDustin Olson, director de producción de PureCycle Technologies.

Para producir este polipropileno avanzado, PureCycle se asocia con Emerson para construir nuevas instalaciones con el Plantweb Digital Ecosystem de la compañía con sus sensores inteligentes y válvulas de control, software de operaciones y sistema de gestión de datos en la nube.

A diferencia de las plantas de producción tradicionales que necesitan hacer frente a la transformación de plataformas antiguas en digitales, estas plantas “serán digitales desde su inicio”, según Olson. La compañía tiene planes de expansión rápida para construir 50 plantas en los próximos 15 años y la automatización de Emerson ayudará a la compañía a escalar rápidamente. “Con la ayuda de Emerson, se espera que cada planta de PureCycle arranque con las tecnologías de automatización digital más avanzadas disponibles, lo que permite una finalización más rápida del proyecto, sistemas completamente integrados y un desempeño operativo de primer nivel”.


(Casi como) Empezar de nuevo


La empresa británica ReNew ELP toma la idea de llevar el reciclaje a otro nivel y mediante su proceso convierte de nuevo el polipropileno en sus compuestos químicos crudos. La compañía utiliza vapor supercrítico, donde el agua se calienta y presuriza por encima de su punto crítico para que muestre las propiedades de un líquido y un gas. Este vapor supercrítico descompone la estructura polimérica del material triturado del plástico, convirtiendo el plástico difícil de reciclar en nuevas materias primas de hidrocarburos que se pueden utilizar para fabricar nuevos plásticos. 

Muchos plásticos posteriores al consumo, como artículos contaminados o envases de plástico flexibles y de varias capas, no son reciclables por medio de los métodos tradicionales de reciclado mecánico y, por lo tanto, serían buenos candidatos para el proceso de ReNew ELP. Esto se debe al sistema supercrítico de destilación y vaporización HydroPRS desarrollado por Mura Technology convierte de nuevo los plásticos en los productos químicos y aceites originales de los que fueron fabricados. Además, no hay necesidad de separar la materia prima: todos los plásticos, contaminados o no, se pueden incluir juntos en el proceso.

La reducción de la contaminación producida por los plásticos a escala global requerirá una transición acelerada a nuevos procesos, innovación adicional y la capacidad de apoyar objetivos ambiciosos de sostenibilidad.

Estos nuevos procesos confían en la tecnología de automatización avanzada y el software para crear modelos de producción escalables, por lo que ReNew ELP seleccionó a Emerson como su socio de automatización digital para garantizar un proceso seguro, eficiente e innovador. Además, la compañía proporcionará a ReNew ELP las metodologías operativas y del proyecto y un sistema de control y seguridad para mantener las plantas funcionando de manera eficiente y segura para los empleados.

“Al convertir los plásticos que llegaron al final de su vida útil en materias primas que reemplazan los materiales fósiles, ReNew ELP tiene el potencial de eliminar el plástico de un solo uso innecesario y hacer componentes de materia prima para una economía circular de plásticos, lo que crea valor en lugar de desechos”, afirma Richard Daley, director administrativo en ReNew ELP.

La compañía ha iniciado una evaluación del ciclo de vida de Warwick Manufacturing Group para determinar los impactos ambientales y el potencial del calentamiento global (GWP) de su nuevo proceso de reciclado. Esta evaluación también determinará qué ahorros de CO2 se producen cuando los residuos plásticos se desvían de la incineración y no del reciclado avanzado. Los resultados iniciales son alentadores, lo que indica una reducción significativa del GWP.

“Por medio de la ingeniería de proyectos, soluciones digitales avanzadas y servicios del ciclo de vida útil colaborativos, Emerson ayudará a ReNew ELP a crear una solución que apoye las prácticas sostenibles y ayude a avanzar hacia nuestras metas para preservar los recursos”, afirma Roel Van Doren, presidente del grupo de ventas globales en Emerson.

La reducción de la contaminación producida por los plásticos a escala global requerirá una transición acelerada a nuevos procesos, innovación adicional y la capacidad de apoyar objetivos ambiciosos de sostenibilidad. Las tecnologías avanzadas de automatización digital, al igual que las soluciones que Emerson proporciona, junto con la ingeniería de proyectos innovadores y colaborativos pueden ayudar a compañías como PureCycle y ReNew ELP a crear soluciones a largo plazo que sean seguras, confiables y productivas, lo que garantiza que la salida sea buena para el medio ambiente y el resultado final. La combinación de un socio digital de confianza y una tecnología innovadora reducirá enormemente los 170 mil millones de libras de plástico de polipropileno producidos cada año y nos ayudará a ponernos en camino para un futuro mejor.

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