Las películas agrícolas: un desafío para los recicladores

El primer uso de película plástica para propósitos agrícolas ocurrió en 1948, en un esfuerzo por hacer más barata una casa de vidrio. Desde esta introducción, la película plástica empezó a ganar popularidad alrededor del mundo en la década de los 50 en las aplicaciones agrícolas, e incluso empezó a reemplazar al papel en las aplicaciones de protección de camas de vegetales (películas tipo “mulch”). Desde entonces, las películas plásticas han sido diseñadas para incrementar la productividad y el tamaño de los productos agrícolas, a la vez que para reducir el tiempo de crecimiento. Los desarrollos obtenidos en películas plásticas incluyen durabilidad, propiedades ópticas (absorción o filtración de radiación ultravioleta, visible, cercana al infrarrojo e infrarrojo medio), propiedades anti-goteo o anti niebla. En épocas recientes se han desarrollado películas bloqueadoras de UV, bloqueadoras de NIR, fluorescentes y ultra-térmicas, para mejorar aún más las propiedades de los productos cultivados.

Protegiendo las cosechas

El clima, los animales, los microbios – todos estos factores pueden dañar la productividad de la cosecha. Las películas agrícolas están principalmente orientadas a proteger las plantas contra todo tipo de peligros, pero también contra el sol y el secado del suelo. De esta forma puede reducirse sustancialmente el uso del agua. El uso adicional de películas plásticas incluye en almacenamiento y transporte de las cosechas.

En 2013, en Europa se vendieron 510.000 ton de películas agrícolas, la mayoría en España (95.000 ton), Italia (80.000 ton) y Francia (55,000 ton). Otros usuarios principales son Alemania, Reino Unido y Polonia.

Las películas constituyen el principal uso de plásticos en aplicaciones de agricultura (alrededor del 70%), y están hechas principalmente de PEBD. En la Gráfica 1 se muestran los principales usos que tienen las películas plásticas en la agricultura.

El mercado de películas agrícolas ha experimentado un crecimiento sostenido a través de la última década. El incremento en la demanda de alimentos, la reducción de la tierra arable disponible, la protección del suelo para prevenir escasez de agua y el incremento de la eficiencia en costos son los principales motivadores del crecimiento en el uso de películas agrícolas. El incremento de los estándares de producción, así como la exportación global de productos, que requiere empaque protector durante el transporte, contribuye también al crecimiento.

Algunos estudios valoran el mercado global de película agrícola en 4 millones de toneladas en 2015 y esperan un crecimiento a tasas de 5.6% de 2015 a 2030. China se ha constituido el principal consumidor de película agrícola a nivel mundial, y consumió más del 61% del total de película producida en 2012. Asia y Australia son las regiones de principal crecimiento, seguidas de Europa, Rusia y las Américas.

Crecimiento del mercado de reciclaje

El incremento del uso de película agrícola conlleva a mayores cantidades de película desperdiciada. Debido a que varios países han implementado restricciones para rellenos sanitarios, la necesidad de reciclar la película aumenta. En muchos países existen esquemas de recolección de película agrícola o están siendo implementados actualmente: en Alemania existen desde 2014, en España y el Reino Unido desde 2015. Estos esquemas hacen la recolección más fácil y ayudan a incrementar la cantidad de película agrícola post-consumo que entra en la economía de ciclo cerrado.

Sin embargo, el reciclaje de película agrícola post-consumo conlleva algunos desafíos para los recicladores: cuando los materiales recolectados llegan para ser reciclados, normalmente hay una mezcla de polímeros. Adicionalmente, hay un alto grado de contaminación. Debido a que la película muy frecuentemente se comprime en balas para su transporte, es difícil determinar el tipo y grado de contaminación. Usualmente hay un alto grado de materia orgánica en la película, que puede haber empezado a descomponerse, y posiblemente contaminantes sólidos o abrasivos que deben removerse a través de un sistema especial de filtración de fundido antes del peletizado.

La humedad por fuera de las unidades de almacenamiento o el lavado requieren un pre-secado especial, para permitir un procesamiento posterior libre de problemas. Dependiendo del contenido de humedad, existen varios métodos de secado, tales como venteo o circulación en ciclón de aire. El secado térmico es muy intensivo energéticamente, debido a que se tiene un material muy delgado con una superficie muy grande. Es importante considerar que durante el ciclón de secado se pierde un porcentaje significativo de material en forma de partículas volátiles.

Si el contenido de humedad es inferior al 2%, puede procesarse sin venteo. Un contenido hasta del 4% requiere venteo, y humedades del 6% requieren secado con ciclón de aire. En caso en que la humedad llegue a un nivel de 8%, es necesario procesarla en líneas de reciclaje con un ciclón de aire y un aglomerador reforzado. Un aglomerador en cascada permite el procesamiento de materiales con un contenido aún mayor de humedad – hasta de 15%.

Soluciones técnicas para el reciclaje de películas post-consumo

Dependiendo de la calidad del regranulado, la película agrícola reciclada puede ser utilizada en la producción de otro tipo de productos, tales como extrusión de tuberías, o inyección de contenedores.

Starlinger Recycling Technology, una unidad de negocio del fabricante Austriaco de maquinaria Starlinger & Co. GmbH, suministra equipo de reciclaje que ya ha sido instalado en una gran cantidad de líneas de reciclaje, en aplicaciones que incluyen películas agrícolas. Las líneas de reciclaje dinámico recoSTAR de Starlinger, la siguiente generación de la serie básica recoSTAR y disponible en el mercado desde la primavera de 2015, están especialmente diseñadas para el procesamiento de películas altamente contaminadas y películas lavadas post-consumo. Dependiendo del requerimiento de la aplicación las líneas pueden ser equipadas con varios tipos de unidades de degasificación, como el módulo C-VAC, que es independiente pero puede integrarse, los filtros de fundido continuos y discontinuos y cuatro tipos de peletizadores diferentes.

Para mantener la calidad consistente del granulado requerido en aplicaciones como inyección y extrusión de película, el fundido necesita un alto grado de pureza. Dependiendo del tipo y cantidad de contaminantes presentes en la mezcla, se forma un gas que puede causar espumado del fundido y consecuentemente aire atrapado.

La alta capacidad de degasificación del módulo C-VAC puede combinarse con cualquier extrusor Starlinger de reciclaje. Incrementa la superficie de degasificación del fundido, mejorando la eficiencia de degasificación, y removiendo efectivamente todos los gases que se forman durante el proceso de extrusión debido a la composición del material de entrada. Con el módulo C-VAC, es posible convertir scrap de reciclaje difícil en granulado de alta calidad, útil para procesarse en diferentes aplicaciones y para vender a altos precios. Los conceptos de línea también permiten el up-cycling, a través del uso de aditivos – otra opción que amplía el uso de regranulado producido.

A continuación se citan cuatro estudios de caso, en los que el uso de tecnología Starlinger ha permitido convertir residuos de película agrícola en aplicaciones comerciales.

Desperdicio mixto de basura post consumo
En este caso se necesitaba reciclar película lavada de PEBD, algunas veces con impresión hasta del 40%, big-bags de PP lavados, también con impresión hasta del 40%, y película agrícola lavada. La humedad de los big-bags era hasta del 10%, la de la película hasta del 6%. El objetivo era el up-cycling con carbonato de calcio. En este caso se emplea una recoSTAR básico 165 VAC, con aglomerador de flujo de aire y calentamiento activo de aire, dos unidades de dosificación de masterbatch, un flitro de rotación continua y tornillo y barril de diseño resistente a la abrasión. El regranulado es usado para producción de tubos, contendores industriales, contenedores de basuras, películas de polietileno y bolsas de basura.

Películas agrícolas de PEBD/PELBD
En este caso se reciclan películas, hojuelas de PEBD y PELBD de película agrícola al 100%. Adicionalmente hay una humedad superficial del 8%, así como contaminantes orgánicos. El objetivo es manejar la alta humedad, sin reducir calidad ni sacrificar productividad. El equipo utilizado es un recoSTAR basic 125 VAC, con un aglomerador con aire caliente desde el extrusor. También se cuenta con un filtro de flujo de retrolavado, de pistón simple, con potenciador de retrolavado. El regranulado producido se utiliza nuevamente para producir películas agrícolas y bolsas de basura.

Películas de invernadero
En esta aplicación se recuperan hojuelas lavadas de PE post-consumo, provenientes de película agrícola, así como PP y PEBD de producción de basura, con 80 a 90% de la superficie impresa. El objetivo es manejar la alta humedad y filtrar los residuos post-consumo. Se utiliza un equipo recoSTAR basic 125 C-VAC, con dosificador de masterbatch para el color, degasificación C-VAC, y medidor de la tasa de producción. El regranulado es utilizado para la producción de tubería de riego para aplicaciones agrícolas. 

Película agrícola de PEBD
Este caso se trata de reciclaje de película agrícola lavada postconsumo, PE con PET, PE con aluminio (proveniente de contenedores de bebidas de carbón laminado). Se cuenta con contaminantes orgánicos (como madera), y humedades hasta del 10%. El objetivo es remover totalmente la humedad y contaminación proveniente de diferentes materiales. Se cuenta con una unidad recoSTAR basic 165C-VAC, con dos unidades de dosificación de masterbatch, barril y tornillo resistente a la abrasión, filtro de rotación continuo, unidad de degasificación C-VAC y medidor en línea de la productividad. El regranulado es utilizado para moldeo por inyección de muebles de patio.