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Reciclaje de plástico

Reciclaje de plástico En el sentido de las agujas del reloj, desde la parte superior izquierda: Clasificación de residuos plásticos en un centro de reciclaje de flujo único. Bot...

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Reciclaje de plástico
En el sentido de las agujas del reloj, desde la parte superior izquierda:
  • Clasificación de residuos plásticos en un centro de reciclaje de flujo único.
  • Botellas usadas embaladas y clasificadas por color
  • HDPE recuperado listo para reciclar.
  • Una regadera hecha con botellas recicladas

El reciclaje de plástico es el procesamiento de residuos plásticos para convertirlos en otros productos. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] El reciclaje puede reducir la dependencia de los vertederos , conservar recursos y proteger el medio ambiente de la contaminación por plástico y las emisiones de gases de efecto invernadero . [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] Las tasas de reciclaje están por debajo de las de otros materiales recuperables, como el aluminio , el vidrio y el papel . Desde el inicio de la producción de plástico hasta 2015, el mundo produjo alrededor de 6.300 millones de toneladas de residuos plásticos, de los cuales solo el 9% se ha reciclado y solo el ~1% se ha reciclado más de una vez. [ 7 ] Del resto de los residuos, el 12% se incineró y el 79% se envió a vertederos o se liberó al medio ambiente como contaminación. [ 7 ]

Casi todo el plástico no es biodegradable y, sin reciclaje, se dispersa por el medio ambiente [ 8 ] [ 9 ] donde causa contaminación plástica . Por ejemplo, a partir de 2015, aproximadamente 8 millones de toneladas de residuos plásticos ingresan a los océanos anualmente, dañando los ecosistemas oceánicos y formando islas de basura marina . [ 10 ]

Actualmente, la mayor parte del reciclaje de plástico es mecánico e implica la fusión y reformación del plástico en otros artículos. Esto puede causar la degradación del polímero a nivel molecular y requiere que los residuos se clasifiquen por color y tipo de polímero antes del procesamiento, lo cual suele ser complicado y costoso. Los errores pueden dar lugar a materiales con propiedades inconsistentes, lo que los hace poco atractivos para la industria. [ 11 ] Si bien la filtración en el reciclaje mecánico reduce la liberación de microplásticos , incluso los sistemas de filtración más eficientes no pueden evitar su liberación en las aguas residuales. [ 12 ] [ 13 ]

En el reciclaje de materia prima, los residuos plásticos se transforman en sus componentes químicos iniciales, que luego pueden convertirse en plástico nuevo. Esto implica mayores costos de energía y capital . Como alternativa, el plástico puede quemarse en lugar de combustibles fósiles en plantas de recuperación de energía , o transformarse bioquímicamente en otros productos químicos útiles para la industria. [ 14 ] En algunos países, la quema es la forma predominante de eliminación de residuos plásticos, especialmente donde existen políticas de desvío de residuos a vertederos .

El reciclaje de plástico ocupa un lugar bajo en la jerarquía de residuos ; la reducción de residuos y la reutilización de plástico son soluciones más favorables y a largo plazo para la sostenibilidad ambiental . El reciclaje de plásticos se ha fomentado desde principios de la década de 1970, [ 15 ] sin embargo, debido a desafíos económicos y técnicos, dicho reciclaje no tuvo un impacto significativo en la gestión de residuos plásticos hasta finales de la década de 1980.

Historia

Aunque los plásticos se descubrieron antes del  siglo XX, su producción a gran escala no se concretó hasta la Segunda Guerra Mundial . El nailon sustituyó a la seda en los paracaídas, mientras que el metacrilato se convirtió en una alternativa ligera al vidrio en los aviones. Tras la guerra, estos materiales se comercializaron. La era del plástico comenzó alrededor de 1950, en el marco del auge económico de la posguerra .

Los movimientos ambientales globales de las décadas de 1960 y 1970 llevaron a la formación de agencias ambientales en los EE. UU. ( EPA , 1970), la UE ( DG ENV , 1973), Australia ( EPA , 1971) y Japón ( JEA, 1971). La conciencia ambiental puso bajo escrutinio los residuos plásticos. [ 15 ] El primer esfuerzo para mitigar la contaminación por plásticos fueron posiblemente los acuerdos MARPOL de 1973 y 1978 , cuyo Anexo  V prohibía el vertido de plásticos en los océanos.

Cabildeo de la industria

Fotografía de niñas exploradoras recogiendo basura desechada en 1970.
Girl Scouts en una jornada de limpieza de Keep America Beautiful en 1970. La campaña Keep America Beautiful fue una campaña de ecoblanqueo de las industrias del plástico y otras industrias contaminantes, fundada en la década de 1970 para intentar trasladar la responsabilidad de la contaminación por plásticos y otros residuos de envases desechables a los consumidores como si fueran " tirar basura" . [ 16 ]

As regulations expanded, the plastics industry responded with lobbying to preserve their business interests. In the U.S., the 1970 Resource Recovery Act directed the nation towards recycling and energy recovery.[15] More than a thousand attempts to pass legislation to ban or tax packaging, including plastics, came by 1976.[17] The plastics industry responded by lobbying for plastic to be recycled. A $50 million per year campaign was run by organisations such as Keep America Beautiful with the message that plastic could and would be recycled,[18][19] as well as lobbying for the establishment of curbside recycling.[20]

However, plastic could not be economically recycled using the technology of the time. For example, an April 1973 report written by industry scientists stated that, "There is no recovery from obsolete products" and that, "A degradation of resin properties and performance occurs during the initial fabrication, through aging, and in any reclamation process." The report concluded that sorting the plastic is "infeasible". Contemporary scientific reports highlighted numerous technical barriers.[21][22][23][24][25]

Globally, plastic waste was almost entirely disposed of via landfill until the 1980s when rates of incineration increased. Although better technology was known,[26] these early incinerators often lacked advanced combustors or emission-control systems, leading to the release of dioxins and dioxin-like compounds.[27]

In the late 1980s plastic recycling began in earnest. In 1988 the U.S. Society of the Plastics Industry created the Council for Solid Waste Solutions as a trade association to promote the idea of plastic recycling to the public.[28] The association lobbied American municipalities to launch or expand plastic waste collection programmes and lobbied U.S. states to require the labelling of plastic containers and products with recycling symbols.[18][19]

The industry introduced resin identification codes in 1988, which provided a standard system for the identification of various polymer types at materials recovery facilities.

Global recycling trade

La globalización durante la década de 1990 incluyó la exportación de residuos plásticos desde economías avanzadas a países en desarrollo y de ingresos medios, donde podían clasificarse y reciclarse a menor costo. El comercio anual de residuos plásticos aumentó rápidamente a partir de 1993 como parte del comercio mundial de residuos . [ 29 ]

Muchos gobiernos consideran reciclados los artículos que se han exportado con ese fin, independientemente del resultado real. Esta práctica se ha denominado vertido ambiental , ya que las leyes y la aplicación de la normativa ambiental suelen ser más débiles en las economías menos desarrolladas. [ 30 ] [ 31 ] En 2016 se exportaron aproximadamente 14 Mt  de residuos plásticos, de los cuales China recibió 7,35 Mt. [ 29 ] Gran parte de estos residuos eran plásticos mixtos de baja calidad que terminaron en vertederos. Sin embargo, el plástico reciclado se utiliza ampliamente en la fabricación en China, y los residuos plásticos importados se procesaron predominantemente mediante tecnologías sencillas. Los países de altos ingresos, como Alemania, Japón, el Reino Unido y Estados Unidos, fueron los principales exportadores. [ 32 ]

En 2017, China comenzó a restringir las importaciones de residuos plásticos mediante la Operación Espada Nacional . Los exportadores terminaron exportando a otros países, principalmente del sudeste asiático, como Vietnam y Malasia, pero también Turquía e India. [ 33 ] [ 34 ] Indonesia, Malasia y Tailandia reaccionaron a las importaciones ilegales de residuos plásticos reforzando los controles fronterizos. Los contenedores importados ilegalmente fueron repatriados o se les negó la entrada. En consecuencia, los contenedores de residuos plásticos se acumularon en los puertos. [ 32 ]

Ante las limitadas opciones de exportación, la atención se centró en soluciones locales. La propuesta de responsabilidad ampliada del productor gravaría a los productores de plástico para subvencionar a las empresas de reciclaje. [ 35 ]

En 2019, el comercio internacional de residuos plásticos se reguló mediante el Convenio de Basilea . Según este convenio, cualquier Parte puede prohibir la importación de residuos plásticos peligrosos y, desde el 1 de enero de 2021, de algunos residuos plásticos mixtos. Las Partes en el convenio están obligadas a garantizar una gestión ambientalmente racional de sus residuos, ya sea mediante importadores alternativos o aumentando su capacidad. [ 32 ]

La pandemia de COVID-19 redujo temporalmente el comercio de residuos plásticos, debido en parte a la disminución de la actividad en las instalaciones de gestión de residuos, las interrupciones en el transporte marítimo y los bajos precios del petróleo que redujeron el costo del plástico virgen e hicieron que el reciclaje fuera menos rentable. [ 32 ]

Desarrollos estratégicos de la Unión Europea

El «Plan de Acción» de la Comisión Europea para una economía circular, adoptado en diciembre de 2015, consideró los plásticos como una prioridad estratégica para el desarrollo de acciones en este ámbito. En 2017, la Comisión se centró aún más en la producción y el uso de plásticos, con el objetivo de lograr que todos los envases de plástico fueran reciclables para 2030. Posteriormente, en enero de 2018, la Comisión publicó un documento estratégico que establecía una «visión ambiciosa» y una oportunidad para la acción global en materia de reciclaje de plásticos. [ 11 ]

Tasas de producción y reciclaje

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Cantidades globales de plástico producido y desechado anualmente (1950-2015), que muestran las cantidades estimadas desechadas a través de vertederos, reciclaje e incineración.

Se estima que la cantidad total de plástico producida en todo el mundo hasta 2015 fue de 8.300 millones de toneladas (Bt). [ 7 ] Aproximadamente 6.300  millones de toneladas de esta cantidad se desecharon como residuos, de los cuales alrededor del 79% se acumularon en vertederos o en el medio ambiente natural, el 12% se incineró y el 9% se recicló; solo alrededor del 1% de todo el plástico se ha reciclado más de una vez. [ 7 ] Más recientemente, a partir de 2017, todavía solo el 9% de los 9.000  millones de toneladas de plástico producidas se reciclaron. [ 36 ] [ 37 ]

Para 2015, la producción mundial había alcanzado unos 381 millones de toneladas (Mt) por año. [ 7 ] La tasa de reciclaje ese año fue del 19,5%, mientras que el 25,5% se incineró y el 55% restante se desechó, principalmente en vertederos. Estas tasas están por debajo de las de otros materiales reciclables, como el papel, el metal y el vidrio. Aunque el porcentaje de material reciclado o incinerado aumenta cada año, el tonelaje de residuos restantes también sigue aumentando. La producción podría alcanzar ~800  Mt por año para 2040, aunque la implementación de todas las intervenciones factibles podría reducir la contaminación por plásticos en un 40% con respecto a las tasas de 2016. [ 38 ]

Las tasas de reciclaje varían según el tipo de plástico. Existen varios tipos de uso común, cada uno con propiedades químicas y físicas distintas. Esto afecta los costos de clasificación y reprocesamiento, lo que a su vez afecta el valor y el tamaño del mercado de los materiales recuperados. [ 39 ] El PET y el HDPE tienen las tasas de reciclaje más altas, mientras que el poliestireno y el poliuretano rara vez se reciclan. [ 40 ]

Una de las razones de los bajos niveles de reciclaje de plástico es la débil demanda, dadas las propiedades deficientes e inconsistentes de los materiales. [ 11 ] El porcentaje de plástico que se puede reciclar completamente, en lugar de degradarse o desecharse, puede aumentarse cuando los fabricantes minimizan la mezcla de materiales de embalaje y eliminan los contaminantes. La Asociación de Recicladores de Plásticos ha publicado una "Guía de Diseño para la Reciclabilidad". [ 41 ]

Los productos de plástico de consumo más comunes incluyen envases de LDPE (por ejemplo, bolsas, recipientes, film para envasar alimentos ), envases de HDPE (por ejemplo, botellas de leche, botellas de champú, tarrinas de helado) y PET (por ejemplo, botellas de agua y otras bebidas). En conjunto, estos productos representan alrededor del 36 % de la producción de plástico. El uso de plásticos en la construcción, los textiles, el transporte y los equipos eléctricos representa otra parte sustancial del mercado de plásticos. [ 42 ]

Datos regionales

El consumo de plástico varía entre países y comunidades, aunque está presente en casi todas partes. En 2022, los países de América del Norte ( TLCAN ) representaban el 21 % del consumo mundial de plástico, seguidos de cerca por China (20 %) y Europa Occidental (18 %). En América del Norte y Europa, el consumo per cápita de plástico fue de 94  kg y 85  kg/cápita/año, respectivamente. China alcanzó los 58  kg/cápita/año. [ 42 ]

En 2012, se recogieron 25,2 Mt de residuos plásticos posconsumo en la Unión Europea. De estos, más del 60 % (15,6 Mt) se recuperaron y el 40 % (9,6 Mt) se eliminaron como residuos sólidos urbanos (RSU). De los 15,6 Mt de residuos plásticos recuperados, aproximadamente 6,6 Mt se reciclaron, mientras que el resto probablemente se utilizó como combustible derivado de residuos (CDR) o se incineró en incineradoras de RSU con recuperación de energía (aproximadamente 9 Mt). Europa lidera el reciclaje de plásticos, reutilizando alrededor del 26 %. [ 43 ]

Las actividades de reciclaje de los mayores productores de residuos plásticos tienen el mayor impacto en los promedios mundiales. Estos incluyen tanto economías avanzadas como grandes naciones en desarrollo. Algunos publican estadísticas oficiales sobre sus tasas de reciclaje de plástico, mientras que otros divulgan datos parciales, generalmente limitados a los centros urbanos. Esto dificulta realizar comparaciones precisas, sobre todo porque las tasas de reciclaje publicadas varían.

* Aunque no sea formalmente un país, la legislación que afecta al reciclaje a menudo se elabora a nivel de la UE.

Códigos de identificación

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Generación mundial de residuos plásticos por tipo de polímero. Los colores indican su reciclabilidad:
  • El color azul se recicla ampliamente.
  • El amarillo a veces se recicla.
  • El rojo generalmente no se recicla.

Muchos artículos de plástico llevan símbolos que identifican el tipo de polímero del que están hechos. Estos códigos de identificación de resina (RIC) se utilizan internacionalmente. [ 49 ] Fueron desarrollados en 1988 por la Sociedad de la Industria del Plástico (ahora Asociación de la Industria del Plástico ) en Estados Unidos, pero desde 2008 son administrados por la organización de normalización ASTM International . [ 49 ]

Los RIC no son obligatorios en todos los países, pero muchos productores marcan voluntariamente sus productos. Más de la mitad de los estados de EE. UU. han promulgado leyes que exigen que los productos plásticos sean identificables. [ 50 ] Los siete códigos incluyen seis para los plásticos básicos más comunes y uno como comodín. La UE mantiene una lista similar de nueve códigos que también incluye ABS y poliamidas . [ 51 ] Los RIC no son particularmente importantes para el reciclaje de flujo único , ya que estas operaciones están cada vez más automatizadas. Sin embargo, en algunos países se exige a los ciudadanos que separen sus residuos plásticos según el tipo de polímero antes de la recolección. Por ejemplo, en Japón las botellas de PET se recogen por separado para su reciclaje.

Composición de los residuos

Los residuos plásticos están compuestos por varios tipos de polímeros. [ 7 ] [ 64 ] Las poliolefinas constituyen casi el 50% de todos los residuos plásticos y más del 90% de los residuos están hechos de polímeros termoablandables , que pueden volver a fundirse.

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Ver definición del gráfico .

Recopilación y clasificación

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Fardos de botellas de PET clasificadas por color (azules, transparentes y verdes) Olomouc, República Checa
Separación manual de residuos mezclados (2 min)
Botellas de PET mezcladas y aplastadas en un fardo.

El reciclaje comienza con la recolección y clasificación de residuos. En muchos países, la recolección en la acera funciona. Los residuos se envían a una planta de recuperación de materiales o a una planta de tratamiento mecánico-biológico (TMB) , donde el plástico se separa, limpia y clasifica para su venta. Los materiales no aptos se envían a un vertedero o incineradora. Estas operaciones representan una gran parte de los costos financieros y energéticos asociados al reciclaje.

La clasificación del plástico es más compleja que la de otros materiales reciclables debido a la mayor variedad de formas que presenta. Por ejemplo, el vidrio se separa en tres categorías (transparente, verde y ámbar), los metales suelen ser acero o aluminio y se pueden separar mediante imanes o separadores de corrientes de Foucault , y el papel generalmente se clasifica en una sola categoría.

Seis tipos de polímeros básicos representan aproximadamente el 75 % de los residuos plásticos, mientras que el resto comprende una miríada de tipos de polímeros, incluidos poliuretanos y fibras sintéticas con una variedad de estructuras químicas. Los artículos hechos del mismo tipo de polímero pueden ser incompatibles entre sí dependiendo de los aditivos que contengan. Los aditivos son compuestos que se mezclan con los plásticos para mejorar su rendimiento e incluyen estabilizadores , cargas y, lo más importante, colorantes . [ 67 ] Los plásticos transparentes tienen el mayor valor, ya que pueden teñirse después del reciclaje, mientras que los plásticos negros o de colores intensos son mucho menos valiosos, porque afectan el color del producto final. Por lo tanto, el plástico generalmente se clasifica tanto por tipo de polímero como por color.

Se han desarrollado diversos métodos y tecnologías de clasificación. [ 1 ] Se pueden combinar de varias maneras. [ 68 ] En la práctica, ningún método es 100% efectivo. [ 69 ] [ 70 ] [ 68 ] La precisión de la clasificación varía entre los recicladores, lo que genera un mercado donde los productos están poco estandarizados. Esta inconsistencia es otra barrera para el reciclaje.

separación manual

La clasificación manual es el método más antiguo y sencillo. En los países en desarrollo, esta tarea puede ser realizada por recolectores de residuos , mientras que en un centro de reciclaje, los trabajadores recogen los artículos de una cinta transportadora. Requiere poca tecnología e inversión, pero tiene altos costos laborales. Aunque muchos artículos de plástico tienen códigos de identificación, los trabajadores rara vez tienen tiempo para buscarlos, lo que genera problemas de ineficiencia e inconsistencia. Incluso las instalaciones más avanzadas mantienen recolectores manuales para solucionar problemas y corregir errores de clasificación. [ 68 ] Las condiciones de trabajo pueden ser insalubres. [ 71 ]

Separación de densidad

Los plásticos se pueden separar aprovechando las diferencias en sus densidades. En este método, el plástico se muele primero en escamas de tamaño similar, se lava y se somete a separación por gravedad . [ 73 ] Esto se puede lograr utilizando un clasificador de aire o un hidrociclón , o mediante el método de flotación-sedimentación húmeda. [ 74 ] Estos métodos proporcionan una clasificación parcial, ya que algunos polímeros tienen una densidad similar. [ 73 ] El polipropileno (PP) y el polietileno (PE) son similares, al igual que el tereftalato de polietileno (PET), el poliestireno (PS) y el PVC . Además, si el plástico contiene cargas , esto puede afectar su densidad. [ 75 ] La fracción más ligera de PP y PE se conoce como poliolefina mixta (MPO) y se puede vender como un producto de bajo valor, [ 76 ] la fracción más pesada de plásticos mixtos generalmente no es reciclable.

Separación electrostática

En los separadores electrostáticos, se utiliza el efecto triboeléctrico para cargar eléctricamente las partículas de plástico; los diferentes polímeros se cargan en distintos grados. Luego, se les hace pasar a través de un campo eléctrico que las desvía según su carga, dirigiéndolas hacia los colectores adecuados. Al igual que en la separación por densidad, las partículas deben estar secas y tener un tamaño y forma uniformes. [ 77 ] La separación electrostática puede complementar la separación por densidad, permitiendo la separación completa de polímeros, [ 78 ] aunque de colores mezclados.

Separación basada en sensores

Fotografía del funcionamiento interno de una planta de reciclaje.
Una planta de reciclaje avanzada que utiliza separación óptica.

Este enfoque está en gran medida automatizado e implica varios sensores conectados a una computadora, que analiza los artículos y los dirige a las rampas o cintas transportadoras adecuadas. [ 79 ] La espectroscopia de infrarrojo cercano se puede utilizar para distinguir los tipos de polímeros, [ 80 ] aunque los plásticos negros/de colores intensos, así como los materiales compuestos como el papel recubierto de plástico y los envases multicapa , pueden dar lecturas engañosas. La clasificación óptica , como los clasificadores de color o la imagen hiperespectral, puede separarlos por color. La separación basada en sensores es más costosa de instalar, pero tiene las mejores tasas de recuperación y produce productos de mayor calidad. [ 68 ]

Chatarra

Los residuos plásticos son desechos industriales (a veces denominados resina postindustrial) o residuos de consumo . Los desechos se generan durante la producción y generalmente se gestionan de forma diferente. [ 81 ] Pueden incluir rebabas , recortes, bebederos y piezas defectuosas. Al recogerse en el punto de fabricación, están limpios, son de un tipo y grado conocidos y tienen valor. Dado que los desechos se comercializan mayoritariamente de forma privada, a menudo no se incluyen en las estadísticas oficiales. [ 81 ]

Reciclaje mecánico

Diagrama que muestra la compatibilización de plásticos u otros polímeros.
Compatibilización de polímeros

La mayor parte de los residuos plásticos se compone de polímeros termoplásticos , que pueden fundirse y transformarse en nuevos artículos mediante reciclaje mecánico. A nivel mundial, esta es, con diferencia, la forma de reciclaje más común y, en muchos países, la única que se practica. Es la técnica más sencilla y económica, y genera una menor huella de carbono que otros procesos. [ 82 ] Sin embargo, diversos factores pueden reducir la calidad del producto final, lo que limita su aplicabilidad. [ 82 ]

Los plásticos se funden a temperaturas entre 150 y 320 °C (300 y 610 °F) , dependiendo del tipo de polímero. [ 73 ] Esto es suficiente para causar reacciones químicas no deseadas que degradan el producto. [ 83 ] Esto puede producir compuestos volátiles de bajo peso molecular , que pueden impartir un sabor u olor desagradable, así como decoloración. Los aditivos pueden acelerar esta degradación. Por ejemplo, los aditivos oxo-biodegradables , destinados a mejorar la biodegradabilidad del plástico, también aumentan el grado de degradación térmica. [ 84 ] [ 85 ] Los retardantes de llama también pueden tener efectos no deseados. [ 86 ] La calidad del producto también depende en gran medida de qué tan bien se clasificó el plástico. Muchos polímeros son inmiscibles entre sí cuando están fundidos y se separan en fases (como el aceite y el agua) durante el reprocesamiento. Los productos hechos de tales mezclas contienen límites entre los diferentes polímeros con una cohesión débil a través de estos límites, lo que compromete las propiedades mecánicas. En casos más extremos, los polímeros pueden degradarse entre sí, particularmente con el PVC, ya que puede generar cloruro de hidrógeno que afecta fuertemente a los polímeros de condensación como el PET. [ 87 ]  

Muchos de estos problemas tienen soluciones tecnológicas, aunque conllevan un coste financiero. Los estabilizadores de polímeros avanzados pueden utilizarse para proteger los plásticos del estrés del reprocesamiento térmico. [ 88 ] [ 89 ] Los productos de degradación volátiles pueden eliminarse mediante diversas técnicas de desvolatilización . Los retardantes de llama pueden eliminarse mediante tratamiento químico, [ 90 ] mientras que los aditivos metálicos dañinos pueden volverse inertes con desactivadores . Finalmente, las propiedades de los plásticos mixtos pueden mejorarse mediante el uso de compatibilizadores. [ 91 ] [ 92 ] Estos son compuestos que mejoran la miscibilidad entre los tipos de polímeros para dar un producto más homogéneo , con mejor cohesión interna y mejores propiedades mecánicas. Son moléculas pequeñas que poseen dos regiones químicas, cada una de las cuales es compatible con un polímero determinado. Esto les permite actuar como clavos o tornillos moleculares, anclando los polímeros entre sí. Como resultado, los compatibilizadores normalmente se limitan a sistemas dominados por dos tipos particulares de plástico y no son rentables para mezclas heterogéneas. Ningún compatibilizador resuelve todas las combinaciones de plásticos. Incluso con estas tecnologías, reciclar el plástico para que cumpla con los estándares de contacto con alimentos sigue siendo particularmente difícil .

Reciclaje de circuito cerrado

En el reciclaje de circuito cerrado , [ 93 ] o reciclaje primario, el plástico usado se recicla continuamente para convertirlo en nuevos artículos de la misma calidad y tipo. Por ejemplo, convertir botellas de bebidas en botellas de bebidas. Puede considerarse un ejemplo de economía circular . El reciclaje mecánico continuo del plástico sin reducción de calidad es un desafío debido a la degradación acumulativa del polímero [ 94 ] y al riesgo de acumulación de contaminantes. En 2013, solo el 2% de los envases de plástico se reciclaron en un circuito cerrado. [ 95 ] Aunque el reciclaje de circuito cerrado se ha investigado para muchos polímeros, [ 94 ] hasta la fecha el único éxito industrial es con el reciclaje de botellas de PET . [ 96 ] Esto se debe a que la degradación del polímero en el PET suele ser reparable. Las cadenas de polímero del PET tienden a romperse en sus grupos éster y los grupos alcohol y carboxilo que quedan pueden volver a unirse mediante el uso de agentes químicos llamados extensores de cadena. [ 97 ] El dianhídrido piromelítico es uno de esos compuestos.

Reciclaje de circuito abierto

Fotografía de una bolsa de la compra reutilizable fabricada con botellas de plástico recicladas mediante un sistema de reciclaje de circuito abierto.
Esta bolsa reutilizable está hecha de botellas de plástico recicladas. Es un ejemplo de reciclaje de circuito abierto.

En el reciclaje de circuito abierto, también conocido como reciclaje secundario o downcycling , la calidad del plástico se reduce cada vez que se recicla, de modo que el material finalmente se vuelve no reciclable. Es el tipo más común. [ 95 ] El reciclaje de botellas de PET en vellón u otras fibras es un ejemplo común y representa la mayor parte del reciclaje de PET. [ 98 ] La evaluación del ciclo de vida muestra que es un beneficio ecológico. [ 99 ] [ 3 ] [ 98 ] El reciclaje puede desplazar la demanda de plástico nuevo. [ 100 ] Sin embargo, si se utiliza para producir artículos que de otro modo no se habrían fabricado, entonces no está desplazando la producción y es de poco o ningún beneficio para el medio ambiente.

La reducción en la calidad del polímero puede compensarse mezclando materiales reciclados y nuevos. Los plásticos compatibilizados pueden usarse como reemplazo del material virgen, ya que es posible producirlos con el índice de fluidez adecuado necesario para obtener buenos resultados. [ 101 ] Los plásticos mixtos de baja calidad pueden reciclarse en un ciclo abierto, aunque la demanda de dichos productos es limitada. Cuando estos se mezclan durante el reprocesamiento, el resultado suele ser un marrón oscuro poco atractivo. Estas mezclas se utilizan para muebles de exterior o madera plástica . Como el material es débil, pero de bajo costo, se produce en tablones gruesos para proporcionar resistencia al material.

Termoestables

Aunque los polímeros termoestables no se funden, se han desarrollado tecnologías para su reciclaje mecánico. Este proceso generalmente implica descomponer el material en pequeñas partículas (migas), que luego se pueden mezclar con un agente aglutinante para formar un material compuesto. Por ejemplo, los poliuretanos se pueden reciclar como espuma granulada reconstituida. [ 102 ] [ 103 ]

Reciclaje de materia prima

En el reciclaje de materia prima, también llamado reciclaje químico o reciclaje terciario, los polímeros se reducen a sus bloques de construcción químicos ( monómeros ), que luego pueden polimerizarse nuevamente en plásticos nuevos. [ 104 ] [ 105 ] [ 106 ] En teoría, esto permite un reciclaje casi infinito; ya que las impurezas, aditivos, colorantes y defectos químicos se eliminan por completo con cada ciclo. [ 107 ] [ 108 ] En la práctica, el reciclaje químico es mucho menos común que el reciclaje mecánico. La implementación es limitada porque aún no existen tecnologías para despolimerizar confiablemente todos los polímeros a escala industrial y también porque los costos de equipo y operación son mucho más altos. En 2018, Japón tuvo una de las tasas más altas del mundo con ~4%, en comparación con el 23% de reciclaje mecánico, [ 109 ] en el mismo período Alemania, otro importante reciclador, reportó una tasa de reciclaje de materia prima del 0,2%. [ 110 ] La despolimerización, purificación y repolimerización del plástico también puede ser intensiva en energía, lo que hace que la huella de carbono del reciclaje de materia prima sea normalmente mayor que la del reciclaje mecánico. [ 82 ] El PET, el PU y el PS se despolimerizan comercialmente en diferentes grados, [ 107 ] pero el reciclaje de materia prima de poliolefinas, que constituyen casi la mitad de todos los plásticos, es mucho más limitado. [ 108 ]

despolimerización térmica

Ciertos polímeros como el PTFE , el poliestireno, el nylon 6 y el polimetilmetacrilato (PMMA) experimentan despolimerización térmica cuando se calientan a temperaturas suficientemente altas. [ 111 ] Las reacciones son sensibles a las impurezas y requieren residuos limpios y bien clasificados para producir un buen producto. Aun así, no todas las reacciones de despolimerización son completamente eficientes y a menudo se observa cierta pirólisis competitiva ; por lo tanto, los monómeros requieren purificación antes de su reutilización. El reciclaje de materia prima de poliestireno se ha comercializado, [ 108 ] pero la capacidad global sigue siendo bastante limitada.

despolimerización química

Los polímeros de condensación que contienen grupos escindibles como ésteres y amidas pueden despolimerizarse completamente mediante hidrólisis o solvólisis . Este puede ser un proceso puramente químico, pero también puede promoverse mediante enzimas como la PETasa . [ 112 ] [ 113 ] Estas tecnologías tienen menores costos energéticos que la despolimerización térmica, pero no están disponibles para todos los polímeros. El tereftalato de polietileno ha sido el polímero más estudiado, [ 114 ] y ha alcanzado la escala comercial. [ 107 ]

Recuperación de energía

Fotografía de montones de basura, incluyendo grandes cantidades de plástico, en una incineradora.
Montones de basura, incluyendo grandes cantidades de plástico, en una incineradora en Ko Tao , Tailandia. Las incineradoras bien reguladas reducen las toxinas dañinas liberadas durante el proceso de combustión, pero no todo el plástico se quema en instalaciones adecuadas.

La recuperación de energía, también llamada reciclaje energético o reciclaje cuaternario, consiste en quemar residuos plásticos en lugar de combustibles fósiles para la producción de energía. [ 115 ] [ 4 ] Se incluye en los datos de reciclaje que reportan muchos países, [ 116 ] [ 117 ] aunque la UE no la considera reciclaje. [ 118 ] Es distinta de la incineración sin recuperación de energía, que es históricamente más común, pero que no reduce ni la producción de plástico ni el uso de combustibles fósiles.

La recuperación de energía suele ser el método de gestión de residuos de último recurso, una posición que antes ocupaba el vertedero. En las zonas urbanas, la falta de emplazamientos adecuados para nuevos vertederos puede impulsar esta situación, [ 119 ] pero también está impulsada por la normativa, como la Directiva de Vertederos de la UE u otras políticas de desvío de vertederos . En comparación con otras opciones de reciclaje, su atractivo es principalmente económico. Si se utilizan las tecnologías adecuadas, no es necesario separar los plásticos de otros residuos sólidos urbanos (basura), lo que reduce los costes. En comparación con el mercado, a veces variable, de los materiales reciclables, la demanda de electricidad es universal y está mejor comprendida, lo que reduce el riesgo financiero percibido . Como medio de gestión de residuos, es muy eficaz, reduciendo el volumen de residuos en aproximadamente un 90%, y los residuos se envían al vertedero o se utilizan para fabricar bloques de hormigón . Aunque sus emisiones de CO₂ son elevadas, resulta difícil comparar su conveniencia ecológica global con la de otras tecnologías de reciclaje. [ 3 ] Por ejemplo, si bien el reciclaje reduce considerablemente las emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con la incineración, es una forma costosa de lograr estas reducciones en comparación con la inversión en energías renovables . [ 120 ]

Los residuos plásticos pueden quemarse como combustible derivado de residuos (CDR) o bien convertirse químicamente en un combustible sintético . En ambos casos, el PVC debe excluirse o compensarse mediante la instalación de tecnologías de decloración, ya que genera grandes cantidades de cloruro de hidrógeno (HCl) al quemarse. Esto puede corroer los equipos y provocar una cloración indeseable de los productos combustibles. [ 121 ] La combustión se ha asociado durante mucho tiempo con la liberación de dioxinas y compuestos similares a las dioxinas , nocivos ; sin embargo, estos riesgos pueden mitigarse mediante el uso de combustores avanzados y sistemas de control de emisiones. La incineración con recuperación de energía sigue siendo el método más común, mientras que las tecnologías más avanzadas de conversión de residuos en combustible, como la pirólisis, se ven obstaculizadas por barreras técnicas y de costes. [ 119 ] [ 122 ]

Conversión de residuos en combustible

Los residuos plásticos mixtos pueden despolimerizarse para producir un combustible sintético. Este tiene un poder calorífico superior al del plástico original y puede quemarse de forma más eficiente, aunque sigue siendo menos eficiente que los combustibles fósiles. [ 123 ] Se han investigado diversas tecnologías de conversión, de las cuales la pirólisis es la más común. [ 124 ] [ 125 ] La conversión puede tener lugar como parte de la incineración en un ciclo IGC , pero a menudo el objetivo es recolectar el combustible para venderlo. La pirólisis de plásticos mixtos puede producir una mezcla bastante amplia de productos químicos (entre 1 y 15 átomos de carbono) que incluyen gases y líquidos aromáticos . [ 126 ] [ 127 ] [ 128 ] Los catalizadores pueden producir un producto mejor definido con un valor más alto. [ 129 ] [ 130 ] [ 131 ] Los productos líquidos pueden utilizarse como combustible diésel sintético , [ 132 ] con producción comercial en varios países. [ 133 ] El análisis del ciclo de vida muestra que la conversión de plástico en combustible puede sustituir a los combustibles fósiles y reducir las emisiones netas de gases de efecto invernadero (~15% de reducción). [ 134 ]

En comparación con la práctica generalizada de la incineración, las tecnologías de conversión de plástico en combustible han tenido dificultades para ser económicamente viables. [ 124 ] [ 135 ]

Otros usos

Sustituto de la Coca-Cola

Muchos tipos de plástico pueden utilizarse como fuente de carbono (en lugar de coque ) en el reciclaje de chatarra de acero , [ 136 ] con aproximadamente 200 000 toneladas de residuos plásticos procesados ​​cada año en Japón. [ 137 ]

Construcción y hormigón

El uso de plásticos recuperados en materiales de ingeniería está ganando terreno. [ 138 ] El plástico molido puede usarse como agregado de construcción o material de relleno en ciertas aplicaciones. [ 139 ] [ 140 ] Si bien generalmente no es adecuado en concreto estructural, la inclusión de plástico en concreto asfáltico (formando asfalto cauchutado ), subbase y aislamiento reciclado puede ser beneficiosa. [ 141 ] Un ejemplo de esto es la construcción de carreteras de plástico . Estas pueden estar hechas completamente de plástico o pueden incorporar cantidades significativas de plástico. La práctica es popular en India, que para 2021 había construido unos 700  km (435 millas) de autopistas. [ 142 ] Puede permitir la lixiviación de aditivos plásticos al medio ambiente. [ 143 ] Se está investigando el uso de plásticos en diversas formas en materiales cementicios como el concreto. Se está estudiando la densificación de materiales plásticos como PET y bolsas de plástico y luego usarlos para reemplazar parcialmente el agregado y la despolimerización de PET para usarlo como aglutinante polimérico para mejorar el concreto. [ 144 ] [ 145 ] [ 146 ]

Crítica

Las investigaciones sobre el reciclaje de plásticos mostraron que la mayor parte del plástico actualmente no se puede reciclar económicamente. [ 18 ] [ 147 ] [ 19 ] [ 148 ] Esto ha dado lugar a ocasiones en las que los residuos plásticos depositados en los contenedores de reciclaje no se han reciclado y se han tratado como residuos generales. [ 149 ] Los códigos de identificación de resina se basan en el símbolo de reciclaje , pero han recibido críticas, ya que implican que los artículos marcados son siempre reciclables cuando esto puede no ser cierto. [ 150 ]

Véase también

Fuentes

 Este artículo incorpora texto de una obra de contenido libre . Licencia CC BY-SA 3.0 IGO ( declaración de licencia/permiso ). Texto extraído de «Ahogados en plásticos: basura marina y residuos plásticos» (Vital Graphics) , Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente.

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  • Manual de recuperación de plásticos de ISF