Si los residuos plásticos no se pueden clasificar de forma suficientemente limpia, se recurre al reciclado químico
El reciclado mecánico y químico de plásticos ofrece potencial para el medio ambiente y la tecnología de procesos
Armin Scheuermann, ingeniero químico y periodista especializado independiente30/10/2023
La economía circular está ganando impulso: Los plásticos, en particular, están en el punto de mira ante las crecientes montañas de residuos. Pero, ¿cómo funciona realmente el reciclaje? ¿Y qué procesos y máquinas serán necesarios en el futuro?
Once mil millones de toneladas no es un tema baladí. Esa es la cantidad de plástico que se produjo en el mundo entre 1950 y el verano de 2023. Como once mil millones de toneladas son difíciles de imaginar, ayuda hacer una comparación: si se suman todos los edificios, Berlín, por ejemplo, llega a pesar dos mil millones de toneladas. El problema es que ni siquiera el 10% del plástico producido hasta ahora se recicló: casi el 80% acabó en vertederos o en la naturaleza, una montaña que equivale a cuatro veces Berlín apilada una encima de otra, o incluso seis veces en términos de volumen.
Los plásticos son probablemente la forma más fácil de explicar el principio y también el problema de la hasta ahora economía lineal: “tomar-producir-eliminar”. Sin embargo, los residuos plásticos son un recurso valioso: no sólo contienen mucha energía procedente del petróleo crudo y el gas natural, sino también muchos hidrocarburos valiosos que se necesitan en la industria (química). La industria ya ha reconocido este potencial, y la opinión pública y los políticos exigen cada vez más su aprovechamiento.
La economía circular puede reducir la montaña de residuos
Una de las claves es la economía circular, un modelo de producción y consumo en el que los materiales y productos existentes se utilizan, reutilizan, reparan, reacondicionan y reciclan durante el mayor tiempo posible. Y esto requiere mucha ingeniería de procesos. El punto de partida es el reciclado mecánico: es adecuado para residuos plásticos limpios y sin mezclar y permite reutilizar polímeros para nuevos productos con comparativamente poco esfuerzo. Esto es especialmente cierto cuando se trata de termoplásticos como el PET. La clasificación es especialmente importante en este caso. Aquí la tendencia es hacia sistemas de clasificación altamente automatizados en los que se utilizan equipos analíticos como la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR), la fluorescencia de rayos X, la tecnología de terahercios o las imágenes multiespectrales para identificar los plásticos. La inteligencia artificial y el aprendizaje automático, combinados con recolectores robotizados, permiten aumentar considerablemente la pureza de los plásticos reciclados. Esto es El Dorado para los especialistas creativos en ingeniería de procesos mecánicos, porque además de la tecnología de maquinaria clásica, como la que se utiliza para clasificar, lavar, secar, fundir, etc., la combinación con la alta tecnología es cada vez más demandada aquí.
Sin embargo, si los residuos plásticos no se pueden clasificar de forma suficientemente limpia, se recurre al reciclado químico: en este proceso, los residuos se descomponen en sus componentes moleculares, a partir de los cuales finalmente se vuelven a producir nuevos plásticos u otros productos químicos. Los procesos más comunes son la pirólisis, en la que los polímeros se descomponen en sus componentes por calentamiento en ausencia de oxígeno, o la gasificación, en la que se produce un gas de síntesis formado por monóxido de carbono e hidrógeno utilizando vapor y oxígeno. Otros procesos son el reciclado con disolventes y la despolimerización. Sin embargo, en comparación con el reciclado mecánico, el reciclado químico es relativamente caro y consume mucha energía. No obstante, muchos productores de plásticos y productos químicos están estudiando esta opción: la asociación Plastics Europe espera que las empresas inviertan 7.200 millones de euros en reciclado químico de aquí a 2030.
Reciclado químico a escala industrial
Ya sea BASF, Covestro o Evonik, las grandes empresas químicas están investigando opciones para el reciclado de plásticos y ya están realizando pruebas a escala piloto. El lema del gigante químico DOW no es desvelar los detalles, sino dar la campanada. Junto con el especialista británico en reciclaje Mura Technology, la empresa está planificando y construyendo una planta en el emplazamiento químico de Böhlen, en Sajonia, en la que se reciclarán químicamente hasta 120.000 toneladas anuales de residuos plásticos a partir de 2025. Como productor de plásticos y comprador de las materias primas resultantes del reciclado, Dow está muy cerca de la visión de un ciclo cerrado. Y como los dos socios del proyecto también están estudiando otros proyectos en Europa y EE.UU. con una capacidad total de 600.000 toneladas al año, queremos examinar más de cerca el proceso.
La primera característica especial de la tecnología denominada HydroPRS es la naturaleza poco exigente del material de entrada: incluso los plásticos multicapa, que antes se consideraban no reciclables, pueden resquebrajarse con la “Solución Hidrotérmica de Reciclaje de Plásticos” y convertirse en productos químicos utilizables. El proceso comienza con la preparación del plástico. Se tritura la materia prima y se eliminan impurezas como vidrio o metales. A continuación, se funde la mezcla de plástico triturado y se añade agua supercrítica. Esto se debe a que por encima del punto crítico de 374 °C y 221 bar ya no hay diferencia de densidad entre el agua líquida y el vapor de agua - el fluido monofásico puede así penetrar en los residuos plásticos como un gas, pero al mismo tiempo tiene la densidad de un líquido - una propiedad que también se utiliza para generar electricidad en las centrales de vapor.
La energía térmica divide los plásticos en el reactor en hidrocarburos líquidos y gas. A continuación, se reduce la presión y los productos resultantes se separan en fracciones individuales. La energía para este proceso de separación procede de la expansión del reactor, y el gas de proceso de alta energía resultante se utiliza para generar vapor supercrítico. Los productos del proceso se utilizan después para producir nuevos plásticos como polietileno, polipropileno u otros (PET, PS, ABS y poliamidas), pero en algunos casos también se utilizan como sustituto de combustibles fósiles (nafta, gasóleo).
Asociaciones para ciclos cerrados de valor añadido
A diferencia de los licenciadores tradicionales, el desarrollador de procesos británico Mura se basa por completo en la metodología de la economía circular, y esto se basa en estrechas asociaciones entre empresas a lo largo de una cadena de valor. Por ejemplo, la empresa coopera no sólo con Dow, sino también con los gigantes del plástico Chevron Phillips Chemical y LG Chem. En Alemania, el especialista en cojinetes lisos y cadenas de valor Igus también ha reconocido el potencial de la tecnología. Para un rápido despliegue de la tecnología, el fabricante de plantas a gran escala KBR también está a bordo. Las mejores condiciones, por tanto, para frenar el crecimiento de la montaña mundial de residuos plásticos.
En la próxima edición de Powtech también se expondrán numerosos avances y tecnologías para el reciclado mecánico y químico de plásticos.
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