Capítulo V – Tratamientos. Parte 3 .02 – Reciclaje de otros Componentes: Plásticos

PARTE 3: RECICLAJE DE OTROS COMPONENTES

Los plásticos son materiales realizados con resinas (polímeros) sintéticas que proceden de recursos naturales, principalmente petróleo. Del total del petróleo usado, un 7% se destina para la industria petroquímica: de esta cantidad el 4% se utiliza para la producción de plásticos y el 3% para otros usos²⁸. (Figura 1)

Los monómeros, como el etileno, son las piezas fundamentales de la estructura de los plásticos.

Están formadas fundamentalmente por carbono e hidrógeno.

La unión de muchos monómeros constituyen un polímero, por ejemplo el polietileno.
Los polímeros son cadenas de longitud variada, unidas entre sí por enlaces químicos. La reacción química que les da origen se conoce como polimerización. Los dos grandes tipos de plásticos, los termoplásticos y los termofijos, se diferencian en sus características pues los primeros no presentan uniones químicas entre cadenas, mientras que los segundos sí³⁰.

En Uruguay, como en Brasil y Venezuela, el consumo de plástico a pesar de ser significativo, está todavía lejos del nivel de consumo de los países desarrollados.

El Cuadro 1 muestra que el consumo per capita de los países latinoamericanos aún es muy bajo comparado con el de los países desarrollados, por lo tanto, existe un espacio muy grande de demanda a ser satisfecha.

Por tal motivo, de inmediato se deben tomar medidas preventivas, para evitar que el problema de los residuos plásticos se agrave, ya que la no degradabilidad de los plásticos, si por un lado los acredita como materiales muy útiles, por el otro, luego de su uso, son vistos como residuos indeseables que se deben eliminar.

Como se apreciará más adelante, después de ser utilizados en la aplicación para la cual fueron diseñados, los plásticos pueden todavía ser muy útiles como material reciclado, o reutilizados para recuperación de componentes iniciales o como fuente energética.

2 Los plásticos como residuos

Dentro del gran desafío actual, al que se enfrentan las intendencias con respecto a la disposición final de los residuos sólidos, se encuentran los plásticos, que por su naturaleza química se caracterizan por presentar una gran resistencia a la biodegradación. Envases abandonados en el campo o la playa son las huellas habituales que los ciudadanos descuidados van dejando en el entorno.

El reaprovechar el plástico desechado en los residuos sólidos urbanos, vía cualquiera de las alternativas posibles, es una consideración que ha ganado un gran apoyo desde las diferentes entidades relacionadas. Este desecho que consiste en gran parte en envases desechables -bolsas, vasos, botellas, juguetes, etc.- representa un volumen significativo.

La separación de los plásticos del resto de los residuos produce una serie de beneficios a la sociedad, como por ejemplo, aumento de la vida útil de los rellenos, mejora de la estética de la ciudad, generación de empleos, economía de energía, etc.

Aunque representen alrededor de un 11 % del peso total29, los plásticos ocupan un porcentaje mucho mayor en el volumen de los residuos sólidos, lo cual contribuye a aumentar los costos de la recolección, el transporte y la disposición final. Como ilustración, basta decir que un camión, con capacidad de transportar 12 toneladas de residuos sólidos común, transportará apenas 6 a 7 toneladas de plástico compactado, o 2 toneladas de plástico sin compactar.

Cuando los residuos sólidos se depositan en vertederos, los problemas principales relacionados con el plástico provienen de la quema indebida y sin control. Cuando la disposición se hace en rellenos, los plásticos dificultan la compactación de los residuos, y perjudican la descomposición de los materiales biológicamente degradables, ya que forman capas impenetrables que afectan el movimiento de gases y líquidos generados en el proceso de biodegradación de la materia orgánica.

La quema indiscriminada de plásticos puede traer serios daños a las personas y al medio ambiente, debido a que ciertos plásticos al ser quemados generan gases tóxicos.

Un caso extremo es el del cloruro de polivinilo (PVC), el cual al ser quemado libera cloro y puede originar la formación de ácido clorhídrico (muy corrosivo) y de dioxinas (sustancias altamente tóxicas y cancerígenas). (Ver este mismo capítulo, Parte 4, Incineración.)

Siendo así, su reducción y separación de los residuos sólidos son metas que se deben procurar con todo empeño. Los municipios que hoy sienten los problemas derivados de la dificultad en administrar adecuadamente los residuos urbanos, deben iniciar el trabajo hacia la resolución del problema para evitar que se vuelva más grave aún en los próximos años.

3 ¿Cuáles son los tipos de plásticos?

Dijimos que los plásticos se dividen en dos categorías: termoplásticos y termofijos. Los termofijos o termoestables, son plásticos que una vez moldeados por uno de los procesos usuales de transformación, no pueden ya modificar su forma, lo cual impide un nuevo procesamiento. El ejemplo más clásico es la baquelita (resinas fenólicas) en los enchufes u asas de recipientes. También se pueden citar: las resinas epoxídicas utilizadas en adhesivos y componentes del automóvil; y los poliuretanos (PU), empleados en colchones, rellenos de tapicería, recubrimientos y acabados³⁰.

Estos materiales, aún cuando no puedan ser moldeados más de una vez, se pueden todavía utilizar para otras aplicaciones, como cargas inertes luego de ser molidos, o pueden incorporarse en composición con otros elementos como acondicionadores de asfalto, etc.

Los termoplásticos, más ampliamente utilizados, son materiales que pueden ser procesados varias veces según el mismo o un diferente proceso de transformación. Cuando se someten a temperatura y presión adecuadas se funden y pueden moldearse otra vez.

Como ejemplo, pueden citarse: el polietileno de baja densidad (PEBD); el polietileno de alta densidad (PEAD); el cloruro de polivinilo (PVC); el poliestireno (PS); el poliestireno expandido (EPS); el polipropileno (PP); el polietilenotereftalato (PET); las poliamidas (PA); y muchos otros.

4 ¿Cuáles son los plásticos de mayor consumo?

Dentro de la gran variedad de resinas termoplásticas, apenas seis representan cerca del 90% del consumo: PEBD, PEAD, PP, PS, PVC y PET. En el Cuadro 2 se muestra la progresión en el consumo de materiales plásticos en Uruguay.

5 ¿Cuáles son los procesos para fabricar artículos plásticos?

Los plásticos pueden ser fabricados o transformados mediante diversas tecnologías o procesos (Figura 2). Los más importantes son: inyección, moldeo por soplado, termoformaje, extrusión, rotomoldaje y calandraje. Algunos procesos, como la extrusión y el calandraje, se aplican a la fabricación de productos semielaborados (laminados, perfiles, tubos, hojas plásticas, etc.), mientras otros se aplican en la fabricación de productos acabados, como piezas de máquinas (inyección) o de recipientes, frascos y botellas (soplado, termoformaje, inyección, etc.).

6 ¿Dónde se generan los desechos plásticos?

A nivel industrial: cualquiera que sea la tecnología utilizada en la formación de los plásticos, siempre existe una cierta cantidad de material residual, generado en las varias operaciones que componen el proceso. Ese material se puede casi siempre recuperar y reciclar mediante tecnologías tradicionales, que es lo que normalmente se hace.

A nivel urbano: Los residuos sólidos plásticos, en la verdadera acepción de la palabra, se generan principalmente en las residencias y en los establecimientos comerciales. Están constituidos, en su mayor parte, por envases desechables (bolsas, recipientes, hojas, frascos, botellas, protectores, etc.). En la ciudad de Montevideo se recogen unas 145 ton/día, lo que hace aproximadamente 100 g de residuos plásticos generados por habitante por día²⁷.

7 ¿Qué hacer con los residuos plásticos?

Para cualquier residuo la primera alternativa que se debe considerar es la de minimizarlos en origen, la primera de las 3R: Reducir, Reusar, Reciclar (ver Parte 1 de este mismo Capítulo V). En el caso de los plásticos además de las alternativas que tiene toda industria de minimizar su desperdicio mejorando tecnología y procesos, en particular la industria plástica puede plantearse la reducción de la cantidad de plástico que forma el artículo, con la ventaja de reducir el consumo de recursos no renovables. La industria plástica está trabajando en este sentido: en los últimos veinte años, los espesores de los envases de igual contenido se han ido reduciendo hasta en un 50%²⁸.

La siguiente alternativa es la de dar nuevo uso a los plásticos. En ese sentido existen para ellos tres caminos posibles:

El reciclado mecánico, la alternativa más conocida. Consiste en triturar los objetos de plástico desechados, limpios, para elaborar gránulos de plástico reciclado, que luego son usados en la fabricación de nuevos objetos. Los Puntos 8 y 10 de esta Parte se extienden sobre este tema.

La recuperación de los componentes iniciales. Se somete el material residual polimérico a procesos fisicoquímicos para descomponerlo en componentes más sencillos.
Mediante esos procesos los materiales plásticos son transformados en materias primas, que pueden nuevamente originar resinas vírgenes u otras sustancias de interés para la industria, tales como gases y aceites combustibles. Los procesos pueden ser: descomposición térmica en ausencia de oxígeno (pirólisis); tratamiento con hidrógeno a altas temperaturas; gasificación; tratamiento con disolventes. Esta alternativa es también vista como un reciclaje terciario (respecto al primario y secundario ver Punto 8), o reciclaje químico (diferenciando con el reciclado mecánico anterior). Este tipo de recuperación no se realiza todavía a gran escala, debido a las altas inversiones que requiere la tecnología necesaria y a su costo más elevado que el reciclaje mecánico.

La valorización energética. El plástico es un excelente combustible, posee un poder calorífico similar al del gas natural o al del fuel-oil, o dicho de otro modo, el valor energético de los plásticos es equivalente al de un aceite combustible (37,7 MJ/kg). Por esta razón, se pueden volver una valiosa fuente de energía. La incineración se realiza en muchos países para transformar residuos plásticos en energía. En este proceso, los plásticos son quemados, pura y simplemente con el propósito de generar energía térmica. Este proceso es especialmente adecuado para plásticos degradados o sucios, pero requiere de particulares cuidados técnicos para evitar la emisión de contaminantes atmosféricos, por lo mismo que se explicó de la inconveniencia de la quema indiscrimanada de plásticos en los residuos sólidos. La dificultad relacionada con esta tecnología es el elevado costo de las instalaciones, que obliga a encarar escalas mínimas de operación; necesariamente son emprendimientos de tipo municipal o regional.

Estas dos últimas posibilidades no están siendo utilizadas actualmente en Uruguay²⁷.

8 El reciclaje del plástico

El reciclaje del plástico se puede clasificar en:

• Reciclaje primario o pre-consumo: Es la recuperación de estos residuos efectuada en la propia industria generadora o por otras empresas transformadoras. Consiste en la transformación de los materiales termoplásticos provenientes de residuos industriales limpios y de fácil identificación, no contaminados por partículas extrañas, mediante tecnologías convencionales de procesamiento, en productos con características equivalentes a las de productos fabricados a partir de resinas vírgenes. Esos residuos están constituidos por artículos defectuosos, descartes provenientes de moldes o de sectores de corte y procesamiento. Se puede afirmar que en la práctica, el 100% de estos residuos se recupe ra, y la calidad de los artículos producidos con este material es en esencia la misma que la obtenida utilizando resinas vírgenes.

  En Uruguay²⁷ este tipo de reciclado de plástico abarca prácticamente todos los scraps industriales. Se realiza en las propias empresas fabricantes o empresas únicamente procesadoras de desechos industriales, las que en algunos casos existen por acuerdos de varias empresas fabricantes. El proceso de los scraps industriales para fabricación de otros productos existe para el polietileno y para el PVC. Hay empresas que fabrican, entre otros, films de polietileno y caños de PVC únicamente con descartes industriales. Siempre teniendo en cuenta que el material reciclado no es apto para alimentos ni agua potable. En el caso del PET, para el que no hay quien lo reprocese, se da el caso de una empresa líder embotelladora de refrescos, la que mediante un acuerdo entre un depósito, una empresa procesadora y compradores en Estados Unidos, procesa su descarte de PET, exportándolo en forma de escamas. Este descarte incluye los envases retornables ya no aptos para el uso³².

• Reciclaje secundario o post-consumo: es la transformación de residuos plásticos de productos descartados en los residuos sólidos urbanos. Los materiales que entran en este grupo provienen de plantas de clasificación, sistemas de recolección selectiva, depósitos, clasificación informal. Están constituidos por los más diferentes tipos de material y de resinas, lo cual exige una buena separación para que puedan ser reaprovechados.

  Cuando se habla en general de reciclado de plásticos de residuos sólidos urbanos, se entiende este reciclaje post-consumo. Debido a la mezcla con otros materiales, como restos de alimentos, tierra, trapos, metales, vidrios, papel, etc., se hace necesario realizar la separación de esos materiales en la mejor forma posible. Este problema se reduce cuando se aplica un sistema de recolección selectiva de residuos sólidos en origen, mediante el cual las personas mismas separan los diversos tipos de materiales en las propias residencias y empresas comerciales, con lo cual se evita la contaminación con otros materiales.

  En Uruguay²⁷, aunque existen pequeñas empresas manejando polietileno del consumo final, es muy escaso el reciclado del plástico proveniente de los residuos sólidos urbanos. Las investigaciones realizadas por el proyecto de “Clasificación y Reciclo de Residuos Sólidos”, IMM/PNUD, para detectar porqué no están presentes los plásticos en los circuitos de clasificación, siendo que, luego de los restos de alimentos, son los que están presentes en mayor proporción en masa y especialmente en volumen, han dado como resultado que:

  • la gran variabilidad de precios que han sufrido en los últimos años hace que los clasificadores y los depositeros chicos no estén dispuestos a correr el riesgo de acumularlos;
  • la falta de capacidad para clasificarlos por falta de conocimiento y por las dificultades operativas que esto presenta han desestimulado su recolección;
  • las dificultades para el lavado, especialmente los flexibles, impide la mejora de los mismos;
  • es creencia generalizada que varios de los plásticos no son reciclables;
  • hay poca predisposición del sector formal de tomar estos materiales por los problemas de clasificación y lavado. La escasa inversión de las empresas involucradas en tareas de lavado y reciclo hace que, hasta el presente, no están en condiciones de ofrecer al mercado materiales de niveles de limpieza, desagregación y regularidad suficientes para inspirar confianza al sector formal de transformadores.

Existe sin embargo en Uruguay una experiencia de reciclado post-consumo que, dadas sus características trasciende las actividades de empresa. La Campaña de Reciclaje de la Bolsa de Leche impulsada por el Consejo de Enseñanza Primaria, diversas intendencias municipales y una empresa líder en lácteos, constituye un Programa de Educación Ambiental dirigido a sensibilizar a la población en relación al tratamiento de los residuos sólidos domiciliarios, y motivar cambios en los comportamientos y actitudes ciudadanas respecto a esos temas. Los sachés de lácteos, previamente abiertos, enjuagados y secos por los escolares y sus familias, son llevados a las escuelas donde se realizan las actividades de educación ambiental.

Las intendencias recogen el material de las escuelas y lo trasladan a la planta de reciclaje. La empresa láctea toma a su cargo el proceso de transformación del material en bolsas recicladas para residuos, que son utilizadas por las propias escuelas y por las intendencias, las que las adquieren para uso en la limpieza de espacios públicos. La referida campaña iniciada en 1993 es de carácter permanente, cuenta al presente con la participación de doce intendencias municipales y continúa su proceso de expansión³³.

En Brasil, de las empresas que se dedican a la recuperación y/o reciclaje de materiales plásticos, una gran parte trabaja sólo con residuos industriales, los cuales, cuando provienen de empresas idóneas, presentan una muy buena calidad, tanto con relación a homogeneidad como en cuanto a contaminación por otros plásticos o materiales. Son las empresas pequeñas y medianas las que generalmente operan con plásticos recolectados debido a su bajo costo, desde vertederos, centros de clasificación de residuos sólidos, chatarreras, e intermediarios, que les compran materiales a los recolectores informales, a la industria y al comercio. Se sabe que algunos recicladores utilizan, inclusive, plásticos de residuos sólidos hospitalarios y bolsas u otros envases de agroquímicos.

La dificultad en reciclar los residuos plásticos reside, justamente, en el hecho que estos se encuentran todos mezclados, lo cual obliga a separar los diferentes tipos, por ser incompatibles entre sí y no poder ser procesados por un equipo convencional. Por lo que los recicladores procuran adquirir la materia prima deseada previamente separada, a pesar de que siempre hace falta proceder a una inspección ocular para separar los plásticos indeseados, los cuales invariablemente están presentes en cada lote recibido.

9 ¿Cómo identificar los tipos de plástico?

La separación de los diferentes plásticos por tipo de resina es un problema que no ha sido resuelto, siendo uno de los motivos que restringe el reciclaje de los plásticos. A pesar de los muchos estudios e investigaciones ya realizadas o en proceso, no se ha llegado hasta hoy, a un sistema que pueda, de manera rápida, automática y eficiente, realizar la perfecta separación de los plásticos. Muchos artículos se fabrican con más de un tipo de resina, lo cual complica aún más la separación.

Buscando una rápida identificación, se ha diseñado una codificación de las resinas utilizadas en la fabricación de artículos de plástico. La idea es imprimir o marcar en el artículo, en su embalaje o en un rótulo, el código correspondiente a la resina utilizada, o a las dominantes en caso de que se trate de una mezcla, de acuerdo con el sistema presentado en la Figura 3. La situación mejor es la de grabar el código en el producto mismo en los casos que sea posible, para evitar contaminar con tinta el material. Esto es aplicable cuando existen moldes o paredes gruesas, pero es muy difícil en láminas finas.

Este sistema fue desarrollado para ayudar a los recicladores a identificar y separar los plásticos manualmente, mientras se logra idear un sistema automático que cumpla esta tarea.

La Asociación Uruguaya de Industrias del Plástico ha declarado la intención de que todas la empresas que utilizan materiales plásticos, pongan el código de identificación en cada uno de los artículos, sin embargo esto no se cumple en una parte importante de los casos.

Existe otra forma simple para identificar los plásticos que se encuentran en los residuos sólidos. Este método se basa en algunas características físicas y de degradación térmica de los plásticos. Puede ser muy útil también cuando existen dudas con respecto al tipo de resina. Algunas de esas características se indican a continuación.

• Polietilenos de baja y de alta densidad:
  – baja densidad (flotan en el agua).
  – se derriten a baja temperatura (PEBD = 85º C; PEAD = 120º C).
  – se queman como una vela, y despiden olor a parafina.
  – superficie lisa y “cerosa”.
• Polipropileno:
  – baja densidad (flota en el agua).
  – se derrite a baja temperatura (150º C).
  – se quema como una vela, y despide olor a parafina.
  – cuando se aprietan entre las manos, hacen ruido como de celofán.
• Cloruro de polivinilo:
  – alta densidad (se hunde en el agua).
  – se derrite a baja temperatura (80º C).
  – se quema con gran dificultad, y despide un olor acre.
  – se puede soldar mediante solventes (acetonas).
• Poliestireno:
  – alta densidad (se hunde en el agua).
  – es quebradizo.
  – se derrite a bajas temperatura (80 a 100º C).
  – se quema relativamente fácil, y despide olor a “estireno”.
  – es afectado por muchos solventes.
• Polietileno tereftalato:
  – alta densidad (se hunde en el agua)
  – muy resistente.
  – se derrite a baja temperatura (80º C).

Los plásticos poseen entonces características diferentes entre sí que pueden ayudar a separarlos. De hecho, gran parte, si no la mayoría de las empresas recicladoras de residuos sólidos plásticos, hacen la separación y purificación de los plásticos por la diferencia de densidad (algunos plásticos flotan en el agua, otros se hunden, y de esta forma se pueden separar). A

Además, existen algunos embalajes y artículos tan tradicionales, que su identificación se vuelve relativamente simple. La Tabla 1 presenta algunos ejemplos típicos.

10 Procesos de reciclado de plásticos de residuos sólidos

El aprovechamiento de materiales plásticos desde los residuos sólidos urbanos (Punto 8), se puede hacer por dos procesos distintos: sin o con separación de las resinas.

Sin separación de las resinas
Significa, el reprocesamiento de plásticos mezclados.
Esta alternativa exige altas inversiones en equipos especiales (una planta puede costar varios millones de dólares), necesarios para la obtención de productos de buena calidad, actualmente fabricados sólo en el extranjero. La desventaja de este proceso, además del elevado costo de inversión, es su limitación a la producción de artefactos. Debido a su concepción, permite sólo la fabricación de piezas de espesor relativamente grueso, obteniendo la llamada “madera plástica” para mobiliario, postes, tarimas para depósitos, etc.

De acuerdo con la Figura 4, las principales etapas involucradas en este proceso son:
• trituración de los plásticos;
• lavado con agua con o sin detergentes;
• secado;
• almacenamiento;
• aglutinación;
• transformación en nuevos productos mediante equipos especiales.

Con separación por tipo de resina
La recuperación y el reciclaje de plásticos separados por tipo de resina permite por ejemplo,

El proceso consiste en:

• separación de los plásticos y de otros materiales, a través de la clasificación manual;
• identificación, separación y clasificación de los diferentes tipos de plástico;
• trituración, lavado y secado;
• aglutinación;
• extrusión;
• granulación;
• transformación en nuevos productos mediante procesos y equipos tradicionales.

Como ya se comentó anteriormente, la etapa más crítica del proceso es la identificación y separación de los diversos tipos de plástico. La mezcla indiscriminada de diferentes resinas da como resultado productos de baja calidad y, muchas veces, inaprovechables.

La Figura 5 presenta el diagrama del proceso y el Cuadro 4 las etapas involucradas.

11 Los beneficios del reciclaje del plástico

El reciclaje de los materiales plásticos que se encuentran en los residuos sólidos urbanos produce beneficios sociales y económicos para la sociedad, entre los cuales se pueden destacar los siguientes:

• reducción del volumen de residuos sólidos recolectados que se envían a los rellenos sanitarios, propiciando aumento de la vida útil de los mismos y reducción en el costo del transporte.
• economía de energía y petróleo, pues los plásticos son derivados del petróleo, y un kilo de plástico equivale a un litro de petróleo en energía;
• generación de empleos (clasificadores, obreros, almacenadores, etc.);
• menor precio para el consumidor de los artículos producidos con plástico reciclado (en promedio, los artículos de plástico reciclado son un 30% más baratos que los mismos productos confeccionados con materia prima virgen);
• mejoras sensibles en el proceso de descomposición de la materia orgánica en los rellenos sanitarios, dado que el plástico impermeabiliza las capas de material en descomposición, perjudicando la circulación de gases y líquidos.

12 Dificultades para implantar un reciclaje del plástico

La implantación de un sistema de recolección selectiva y de procesos para la adecuada separación de materiales plásticos de los residuos sólidos, presenta algunos problemas que deben tener soluciones diferentes en función de las diversas características de cada municipio.

Entre los problemas más comunes, se pueden mencionar los siguientes:

• la escasez de empresas interesadas en comprar material separado de los residuos;
• las distancias que a veces separan el municipio del mercado comprador;
• la dificultad en separar correctamente los diversos tipos de plástico;
• la difícil tarea de garantizar a los compradores un su