El papel de la extrusión con doble husillo co-rotante en el reciclado de plásticos

Luis Roca, investigador de Compounding en Aimplas

13/06/2022

Es evidente que el actual panorama en el mundo del plástico esta condicionado totalmente por aspectos medioambientales donde la economía circular es una megatendencia y la disminución de impactos ambientales en los productos se evalúan cada vez con mayor rigurosidad.

Dentro de esta corriente el uso de materiales de bajo impacto ambiental como son los plásticos reciclados es algo que se convertirá en obligatorio en los próximos años, en la mayoría de los sectores bien por normativas, bien por iniciativas propias de empresas con mayor concienciación medioambiental o por exigencias de una sociedad cada vez mas implicada en temas ambientales. Además, regiones como la europea altamente dependiente de materias primas de países terceros muchas veces sujetos a problemas geopolíticos debe acelerar sus políticas circulares sino quiere perder competitividad frente a otros actores del planeta por problemas de suministro y precios. Con todo este panorama, la reintroducción de plástico reciclado es un proceso inexorable y tanto las economías como los procesos productivos tendrán que adaptarse para poder incorporar cada vez más material de este origen superando los retos y desafíos tecnológicos que ellos supone.

Proceso de devolatilización con adición de agentes extrayentes.

Tradicionalmente el plástico reciclado siempre había sido un material donde el bajo coste primaba sobre todas las cosas y los campos de aplicación eran de bajo valor añadido, incluso era algo que desde el público general se percibía como negativo. Estos aspectos afectaban al proceso de reciclado que trataba de ser lo más eficiente posible intentando conseguir un material reciclado con la menor inversión necesaria. Esto hizo que la mayoría de equipamiento empleado para convertir plástico post consumo en pellets fueran extrusoras mono-husillo, estos equipos eran equipos eficientes y no demasiado caros, consiguiendo buenos resultados en plásticos comodities como por ejemplo en la familia de las poliolefinas como polietilenos (PE) o polipropilenos (PP), centrándose en el cambio de formato, de triturado o escama a pellet, mucho más cómodo para el transporte, manejo y procesado por inyección o extrusión.

Sin embargo, a medida que los clientes exigían una mayor calidad o alguna modificación a una poliolefina, mediante cargas inorgánicas o similar, las extrusoras mono-husillo empezaban a encontrar dificultades, tanto en mezclado, en la eliminación de volátiles, en la productividad total. Lo mismo ocurre cuando se trabaja con otros materiales más técnicos. Llegado a ese momento el reciclador se planteaba el salto a la extrusión doble husillo co-rotante y poco a poco el reciclador evolucionaba a formulador o compounder, este camino ha sido un proceso lógico y normal para numerosas empresas del sector a nivel nacional y europeo y en estas empresas de manera paulatina las extrusoras mono-husillo se reemplazaron por extrusoras doble husillo co-rotantes (Co-TSE).

Las ventajas de las extrusoras doble husillo co-rotantes (Co-TSE) frente a las extrusoras mono-husillo se centran en: capacidad de admisión de la mayoría formatos, capacidad de mezclado, mayor productividad, mayor capacidad de desgasificación y mayor potencial de negocio por poder obtener compuestos y trabajar con más variedad de materiales.

Estas características y el cambio en la mentalidad frente al plástico reciclado están permitiendo que las Co-TSE empiecen a ser consideradas como equipos de primera elección para empresas de reciclado de plásticos, puesto que cada vez mas se requiere una mejor calidad en materiales reciclados en polímeros que no son ya comodities e incluso una mejora de propiedades de estos materiales casi a niveles de materiales vírgenes dando lugar a nuevos conceptos asociados como son el upcycling (reciclado que mejora propiedades).

Control de la Devolatilización para la eliminación de volátiles

Estas mejoras en calidad deben ir enfocadas en la reintroducción de materiales reciclados post-consumo en sectores de mayor valor añadido como pueden ser: automoción, eléctrico electrónico, construcción, bienes de consumo etc...

Los principales problemas que se encuentran los usuarios de materiales reciclados (aparte de suministro constante en cantidad y calidad) son:

Peores propiedades mecánicas
Una reología inadecuada.
Posibles de contaminaciones y olores.
Problemas de presencia de diferentes plásticos o mezclas de plásticos.

- Poblemas de presencia de diferentes plásticos o mezclas de plásticos.

Las Co-TSE han demostrado su capacidad de mejora en todos estos problemas, lo que las postula como una herramienta indispensable para impulsar la reintroducción de material reciclado que la industria europea necesita.

En lo referente a propiedades mecánicas las Co-TSE permiten, al mismo tiempo que transforman un triturado de diversa densidad aparente, la adición de cargas inorgánicas, fibras o aditivos que pueden compensar de manera importante la perdida de propiedades asociada a la degradación de un material reciclado post-consumo. Además, la re-estabilización tanto térmica como UV se puede compaginar con este proceso con lo que la calidad final del material reciclado puede aumentar notablemente.

La reología es otro aspecto vital en el procesado de plásticos y debido a la variabilidad de grados de residuos post consumo, poder ajustarla a un índice de fluidez especifico es también muy importante la Co-TSE permite mediante degradación controlada poder ajustar índices de fluidez en Polipropilenos (PP) o Poliamidas (PA) y en polímeros altamente viscosos como el polietileno de alta densidad (HDPE) poder aumentar su índice de fluidez hasta niveles que permiten otra vez su procesado sin problemas.

Debido al origen post-consumo del material reciclado y de las múltiples contaminaciones que ha podido sufrir, gran cantidad de solventes han podido penetrar en su matriz dando lugar a futuras emisiones de volátiles que no son aceptables en muchas aplicaciones. La Co-TSE debido a su geometría modular en husillos y camisa permiten numerosas zonas de devolatilización (4 en algunos casos) frente a 1 o ninguna de las extrusoras mono-husillo lo que hace que la capacidad de eliminación de olor sea muy superior, además se pueden inyectar agentes que favorezcan la extracción de volátiles disminuyendo olores (VOCs) y FOGs fomentando la reintroducción de material reciclado post-consumo en sectores plásticos más exigentes.

Hay ocasiones donde la separación de dos tipos de plásticos es muy difícil, films flexibles multicapa, las Co-TSE permiten obtener un blend debido a su capacidad de mezcla mediante la adición del compatibilizante polimérico adecuado.

Cabe destacar que las Co-TSE no tienen problemas trabajando con todos los materiales plásticos, los pueden admitir, transportar, fundir y mezclar sin problemas, desde films de baja densidad aparente pasando por triturados de polímeros técnicos hasta cauchos, lo cual amplia el negocio potencial del reciclado y se adapta de manera muy ágil a las necesidades de los diferentes sectores.

Queda patente con estos ejemplos que la gran versatilidad de las Co-TSE las hacen un actor muy valioso en el nuevo paradigma de reciclado plástico de alta calidad, si bien es necesario enfatizar que toda esta gran capacidad necesita de un gran conocimiento a nivel de proceso (configuración de husillo, energías de mezcla etc…) y cómo influye esto en los materiales plásticos y aditivos seleccionados.

AIMPLAS, en línea con las necesidades del sector plástico y del reciclado, investiga en las líneas anteriormente mencionadas ofreciendo soluciones totalmente industrializables como por ejemplo: la reducción de volátiles cumpliendo normativas de automoción, mejora de propiedades mecánicas en residuos WEEE, ajustes de fluidez en PP o PE, reincorporación de fibras de carbono o vidrio en compuestos técnicos, compatibilizaciones de plásticos en estructuras multicapa, devulcanización de cauchos etc…