En cuanto a la descontaminación de plásticos, ha habido un gran avance en el reciclado, principalmente en los destinados a aplicaciones de alto valor añadido como puede ser en contacto directo con los alimentos

La alta demanda de plásticos de las últimas décadas en todos los sectores, debido a las altas prestaciones de este material, ha llevado a que la producción en 2020 de 17,8 toneladas de residuo de envases, según los datos del informe Plastics, the Facts 2020 de PlasticEurope. Ello ha hecho replantearse la gestión del fin de vida de estos materiales cuyos residuos, actualmente, se destinan en un 42% a reciclado, un 39,5% a valorización energética y un 18,5% al vertedero, según el mismo informe.

Más en detalle, esta directiva establece que en 2025 se debe reciclar el 50% de los envases de plástico y en 2030 un 55%. Estos criterios están siendo incorporados en los diferentes países miembros de la Unión Europea a través de legislaciones nacionales. La Unión Europea, además, está haciendo cada vez más hincapié en la incorporación del principio de la jerarquía de residuos y, por tanto, en la priorización en este orden en cuanto a las estrategias de prevención, reutilización, reciclado y valorización de envases. Igualmente, en Europa se aprobó en 2020 el European Green Deal, el gran pacto verde donde se recoge la hoja de ruta para la implantación de la economía circular en Europa a través de 50 acciones concretas, fomentando así una Europa climáticamente neutra en el año 2050.

Proceso de deslaminado de multicapa.

El alcance de los objetivos planteados desde Europa se conseguirá avanzando en el desarrollo de nuevos procesos y rutas de valorización de fracciones de residuos que actualmente no se están reciclando. Los actuales sistemas de reciclado mecánico poseen limitaciones. Por ejemplo, el alto grado de contaminación de los residuos de envase - lo que impide su reutilización para aplicaciones en contacto con alimentos por parte de algunos polímeros-, o la valorización de envases con estructuras más complejas, como los provenientes de envases con estructura multicapa.

Es el caso de las poliolefinas (PO), principalmente el PP (polipropileno) y el PE (polietileno), que se utilizan como materiales de envases para los alimentos. Actualmente, los procesos propuestos para el reciclado de las poliolefinas se basan en los desarrollados para el PET. Las poliolefinas tienen propiedades diferentes y disponen de peores propiedades barrera y una mayor facilidad de migración para la absorción de los contaminantes. Además, debido a la baja estabilidad térmica producen una mayor cantidad de productos de degradación.

La eficiencia de la descontaminación se demuestra mediante ensayos de challenge tests, donde los materiales se exponen a contaminantes conocidos en la situación más desfavorable que se podría dar en su vida útil. Tras este proceso se simula un proceso de reciclado y a continuación, se analizan para demostrar la eficiencia de esta descontaminación.

Proceso de deslaminado de multicapa.

Desde el centro tecnológico Itene se contribuye a la mejora de tasas de reciclado a través del desarrollo de diferentes procesos avanzados para la valorización de estos residuos. Es el caso del proyecto Recicom-Plasvalor (2020-2021), en el que se han desarrollado procesos para la degradación enzimática de plásticos de envase no reciclados y en el deslaminado de estructuras multicapa mediante su reciclado químico (solvólisis). Además, a través de tecnologías más avanzadas se han descontaminado diferentes fracciones con green solvents, como puede ser el dióxido de carbono u otros solventes en fase vapor.

Gracias a este proyecto, financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (Ivace), se han podido desarrollar soluciones que permiten a las empresas recicladoras implantar y escalar nuevas rutas para valorizar residuos que hasta ahora no se han reciclado, por lo que podrán ejercer un gran impacto positivo sobre la disminución de los ratios de deposición en vertedero.

Otro de los grandes problemas del reciclado de plásticos es la gran variedad de las bandejas multicapa en el sector alimentación, que provoca una barrera a la hora de ser reintroducidas en la cadena de valor, dado que tanto la tecnología de identificación como la de separación de sus láminas para ser recicladas por separado no son completamente eficientes.

Las bandejas multicapa suelen estar formadas por capas de material como el PP, PE y PET (tereftalato de polietileno), a las cuáles se le añaden otras capas adicionales con propiedades barrera de otra tipología de polímeros PA (poliamida), PVOH (alcohol polivinílico) para otorgarle protección frente a diferentes agentes externos que pueden provocar el deterioro de lo que contienen, como el oxígeno y la humedad, controlando la atmósfera interior. Además, las capas de polímero necesitan una unión entre ellas y se utilizan adhesivos.

Ilustración 2. Estructura multicapa típica compuesta por PET-Adhesivo-Barrera-Tintas impresas-Primer-PE.

Los envases multicapa están formados por un alto porcentaje de PET. En la industria del reciclado está altamente estudiado y desarrollado el proceso de reciclado del PET botella, pero debido a la ineficiencia de procesos de separación, esta fracción se podría ver afectada y contaminada, por lo que se opta a la retirada de la misma. Por lo tanto, al no estar extendidos los procesos de valorización, estas bandejas no se separan de manera selectiva en las plantas de clasificación y acaban en la fracción rechazo, es decir, en el vertedero.

Además, uno de los grandes problemas del reciclado de este tipo de estructuras es la inmiscibilidad entre los polímeros que componen las capas, es decir, no tienen la capacidad de constituir una solución homogénea, con algunas excepciones utilizando aditivos compatibilizantes pero tampoco en todas las estructuras. Asimismo, en estructuras de PET/PE se utilizan adhesivos entre capas como es el caso del etilvinilacetato (EVA). Dicho compuesto afecta a la transparencia del PET, otorgándole un color amarillento y en algunos casos provocando que sea translúcido. La pérdida de la transparencia lo relega a aplicaciones de menor valor, haciéndolo un material menos atractivo para la industria.

En Merlin, un proyecto coordinado por el centro tecnológico Itene desde junio de 2021 y financiado por el programa Horizonte 2020 de la Unión Europea, tiene como objetivo el desarrollo de procesos para el reciclaje de envases multicapa rígidos y flexibles procedentes de residuos posconsumo y fuentes postindustriales. El proyecto, que está formado por un consorcio de 14 socios europeos, se centra en la mejora de procesos de clasificación a partir de tecnologías avanzadas que, combinadas entre ellas, permitirán la mejora y el aumento de los rendimientos de clasificación a través de la sinergia entre distintos tipos de sensores ópticos, inteligencia artificial y robótica.

La clasificación de los diferentes productos multicapa hará posible su posterior deslaminado, siguiendo distintas rutas dentro del reciclado químico, como la despolimerización, o la disolución selectiva de capas intermedias. De esta manera, el proyecto buscará el reciclado de los polímeros que componen estas estructuras, analizando la viabilidad de su utilización en aplicaciones de alto valor añadido, como nuevos envases para aplicaciones alimentarias, demostrando así la circularidad de los procesos.

La implantación de estos procesos, se espera que tenga un impacto positivo en el medio ambiente que permitirá reciclar 3,03 Mt/año de residuos de envases multicapa en Europa, lo que conllevaría la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.

Otro de los proyectos en el que trabajamos es Valquibio (2021-2022), financiado por el Instituto de Competitividad Empresarial (Ivace) a través de los fondos Feder, se centra en la investigación y desarrollo de un sistema integrado para la valorización de envases actualmente no reciclados. En concreto, estructuras multicapa en monómeros de alto valor para la industria del PET tales como el ácido tereftálico (TPA) o el Bis(2-Hidroxietil) tereftalato (BHET). Para ello, se están utilizando procesos de despolimerización que tienen como objetivo reintroducir los polímeros en la cadena de valor sin pérdida de calidad del material. Este proceso se basa en un ataque químico mediante una reacción de sustitución de determinados enlaces presentes en la cadena polimérica con diferentes disolventes.

En el caso de los poliésteres, como el PET, el enlace objeto del ataque por parte del nucleófilo, en este caso un disolvente, será el enlace éster, provocando un acortamiento de la cadena polimérica, obteniéndose de esta manera monómeros, si la despolimerización es total y oligómeros si es una despolimerización parcial.

Existen varios tipos de solvólisis, en función del reactivo a utilizar: glicólisis, alcóholisis, hidrólisis y aminólisis. La solvólisis es una reacción invertida de la de polimerización, en este caso de la policondensación que tiene lugar con el PET a partir del TPA y EG o BHT y EG. Una vez purificados estos productos pueden volver a ser reintroducidos en la cadena de valor sin que se produzca pérdida de material.

Debido a las nuevas tendencias de legislación, se está realizando muchos esfuerzos para poder alcanzar los objetivos marcados por la Unión Europea, como lograr que en 2030 se reciclen el 55% de los envases plásticos (Directiva Europea 2018/852). En Itene se está trabajando en ello a través de proyectos de I+D+i, mediante los cuales se pueden abrir otras rutas de valorización no explotadas para reciclar envases y reintroducirlos en la cadena de valor.

Uno de los factores críticos, como ya hemos visto, es la alta contaminación de algunos plásticos posconsumo obligando al reciclador a depositarlos en el vertedero, otro factor a tener en cuenta son los productos multicapa que inhabilita el producto debido a la falta de una tecnología avanzada para poder volverlo a introducir en la cadena. A través de las nuevas líneas de trabajo en Itene, de descontaminación y deslaminación se dará respuesta y soporte a las empresas para poder conseguir esos mismos objetivos.