El PS tiene propiedades técnicas como plástico de empaque. Su futuro depende del ecodiseño y la posibilidad de aplicarse como empaque de alimentos.

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En esta década estamos reescribiendo la historia de los plásticos dentro de una nueva realidad: la de la economía circular. La enorme presión que tenemos como humanidad para encontrar un destino adecuado para los materiales de empaque hace inaplazable tomar medidas que en algunas ocasiones pueden resultar drásticas, y una de estas decisiones es limitar el consumo de los materiales de empaque que actualmente no pueden reciclarse de manera eficiente.

La fundación Ellen MacArthur, líder en la formulación de lineamientos de acción dentro de esta nueva economía de los plásticos, recomendó en 2016 suprimir el uso de materiales que no tienen altos volúmenes de consumo en empaques, o que no tienen un flujo establecido de recuperación efectivo en costos: entre ellos había señalado al PVC y al PS (poliestireno).

Sin embargo, investigaciones recientes han demostrado que el PS puede ser reciclado con medios mecánicos y que mantiene atributos de pureza comparables a los del material original. Esto significaría que puede utilizarse después de reciclado en aplicaciones que tengan contacto con alimentos.

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La capacidad de aprovechar el PS se maximiza dependiendo de qué tan buena sea la materia prima para el reciclaje; es decir, qué tan puro sea el envase de PS. Y en este caso el ecodiseño, o diseño para reciclaje, es una pieza fundamental del rompecabezas.

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Adicionalmente, se ha determinado que las propiedades mecánicas y de desempeño se mantienen relativamente inafectadas después de múltiples ciclos de reciclaje, sobre todo cuando se le incorpora en un 30% como PCR (reciclado posconsumo) en combinación con 70% de materia prima virgen, logrando la meta de participación de resina reciclada en empaques que se persigue como estándar para el 2030. Sin embargo, es posible utilizar un 100% de material reciclado, tanto por la tecnología de recuperación como por las capacidades del material de retener propiedades.

Y, por si fuera poco, hay una característica adicional que frena en seco el tren que iba a dejar al PS abajo: en el reciclaje químico el monómero de estireno es fácilmente depurable en estado líquido, lo que permite que su obtención sea mucho más sencilla que en otros plásticos (que se generan a partir de más de un monómero en estado gaseoso o sólido, por ejemplo), y que por tanto su rendimiento de aprovechamiento a través de esta técnica de reciclaje sea muy superior al de otros materiales.

El PS como material de empaque

De acuerdo con el reporte “Plastics – The Facts 2021”, publicado por Plastics Europe, el PS constituye apenas el 6.1% de los materiales plásticos consumidos dentro de la Unión Europea. Comparativamente, el PET constituye el 8,4%. Las aplicaciones principales se encuentran en productos lácteos y en bandejas de carne y pescado, sobre todo en los casos en que se habla de PS expandido.

Los lineamientos de la economía circular han buscado simplificar y fortalecer los flujos de reciclaje. Es decir, materiales como el PP, el PE de alta densidad y el de baja densidad, y el PET, que es el material que cuenta con mayores tasas de reciclaje a nivel mundial, deberían ser los materiales a escoger para garantizar que sean recuperados.

El PS, sin embargo, resulta difícil de reemplazar en algunas aplicaciones, ante todo por la gran capacidad instalada que hay. En maquinarias y moldes de termoformado, por ejemplo, o en equipos de producción de lámina, el retorno de la inversión tomaría varios años, comprometiendo la viabilidad de ciertos proyectos. Adicionalmente, el material tiene un perfil de propiedades que lo hacen ideal para algunas aplicaciones, debido a su resistencia mecánica, que permite mantener delgados los espesores de pared, y su estabilidad dimensional, que es más fácil de controlar en un termoplástico amorfo como el PS que en materiales semicristalinos como el PP o el PE.

En los centros de reciclaje, gracias a su composición química, es fácil de identificar a través de tecnología de radiación infrarroja cercana, que es la más empleada en la clasificación de plásticos. El PS es, al igual que el PET, un plástico de “baja difusión”, lo que quiere decir que no absorbe fácilmente olores ni sabores dentro de la estructura molecular, reteniendo sus propiedades a través de varios ciclos de uso. La matriz de polímero es cerrada, lo que impide que impurezas migren hacia adentro de la estructura.

Es así que diversas empresas a lo largo de la cadena han trabajado para buscar alternativas de aprovechamiento del PS, con interesantes resultados. Lo más rescatable de todo el esfuerzo es que se está trabajando en la columna vertebral de la economía circular: que el plástico que se usa para empaque vuelva a ser empaque, y no que se degrade en la cadena de recuperación en aplicaciones de menor valor o de menor demanda (en lo que comúnmente se conoce como “downcycling”). Solo en la medida en que un artículo plástico vuelva a tener el mismo valor que el producto original estaremos hablando de economía circular.

Alta pureza para contacto con alimentos

Uno de los hallazgos más interesantes en cuanto a reciclabilidad de PS es que, con la tecnología existente hoy, es posible descontaminarlo al nivel necesario para que pueda entrar nuevamente en contacto con alimentos. Este es el hallazgo que, en su momento, hizo que despegara exponencialmente el reciclaje de PET: la posibilidad de reciclar botella a botella. Y justamente esto es lo que recientemente se ha logrado también con el PS.

Uno de los pioneros en estas investigaciones es Gneuss, el fabricante alemán de tecnología de extrusión y reciclaje. En el 2014 uno de sus clientes lo abordó para entender qué tan viable era recuperar bandejas que habían estado en contacto con pescado.

En este caso el desafío era lograr remover la contaminación orgánica, y ante todo evitar cualquier rastro de olor en la aplicación, para obtener un material que pudiera volver a procesarse y convertirse en aplicaciones del mismo valor: bandejas de material para empaque de alimentos.

La tecnología MRS de Gneuss ha sido usada exitosamente para descontaminación de PET, y goza de amplia credibilidad en la recuperación de aplicaciones en contacto con alimentos. A solicitud de uno de sus clientes, la casa matriz inició entonces una serie de pruebas empleando la misma tecnología, donde el corazón es un sistema de plastificación que tiene una sección de husillos múltiples: en él se abre el fundido en muchos pequeños volúmenes, incrementando el área de exposición hasta 100 veces si se compara con una extrusora de tornillo sencillo, y hasta 40 veces si se compara con una doble husillo. Al incrementar el área es posible aspirar por vacío los volátiles y contaminantes que se presentan.

Al indagar por las diferencias que existen en el procesamiento, Axel Hannemann, director de área de fibras y pellets para Gneuss, comenta que hay una menor temperatura de procesamiento al trabajar con PS, pero que el sistema puede trabajar con la eficiencia de desgasificación requerida para lograr la eficiencia de limpieza necesaria. Resalta además que el “PS no es tan sensible en lo concerniente a la degradación”, por lo que es posible retener propiedades similares a las del material virgen.

En este primer piloto el proceso de descontaminación fue exitoso, demostrando que es posible usar la tecnología ampliamente probada en PET de una manera similar en el PS. La compañía consiguió en el año 2016 una carta de no objeción de la FDA para PS en contacto con alimentos. La tecnología permite obtener un PS de pureza y desempeño comparable al material virgen, y las pruebas han demostrado que el material reciclado puede utilizarse como una solución “drop-in” en reemplazo de material virgen; algo muy similar a lo que ocurre en el PET.

Carl-Jürgen Wefelmeier, director de la unidad de negocio de lámina de Gneuss, comentó que una de las grandes ventajas que tiene el sistema es la flexibilidad, ya que con él es posible migrar entre materiales, procesar PET y procesar PS sin requerir tecnología adicional. Además, destacó que es posible integrarlo directamente con líneas de extrusión de lámina de PS. “Es posible procesar láminas de PET y PS, e incluso láminas de PET espumado”, afirma.

Wefelmeier señala además que la tecnología MRS de reciclaje mecánico es mucho menos costosa que el reciclaje químico, “porque con la extrusora MRS el paso de reciclaje y procesamiento en una lámina de termoformado, por ejemplo, tiene lugar en una sola operación”.

Gneuss, además de suministrar la tecnología, afirma estar en capacidad de acompañar a los clientes a obtener una carta de no-objeción de la FDA. “Conocemos el proceso en profundidad y podemos acompañar a nuestros clientes para que logren esta certificación y puedan comercializar productos con PS reciclado posconsumo”, afirma Andreas Grunewald, director de Gneuss para América Latina.

El camino de la estandarización

Pero saber que algo es viable técnicamente no es suficiente para garantizar que efectivamente se logre la recuperación. El reciclaje de PET es hoy un caso de éxito gracias a que ha habido un trabajo consecuente de muchos años en varios frentes, entre ellos el de estandarización de propiedades, tanto de la materia prima (botellas, por ejemplo) como del material resultante. “Las hojuelas de botellas están muy bien descritas”, comenta Wefelmeier. En este sentido, es claro el nivel de contaminación aceptable y el tipo de pruebas que debe superar el material reciclado para garantizar un estándar apto para contacto con alimentos. “Al igual que en el caso del PET, es necesario describir con precisión y garantizar la calidad de entrada del material requerido en PS”.

Uno de los puntos críticos en el éxito de este proyecto piloto fue garantizar el origen. En este caso, debido al sistema de recolección existente localmente, fue posible garantizar que las bandejas que se emplearon estaban exclusivamente en contacto con alimentos, y no fueron contaminadas con nada más antes de ser recuperadas. Hannemann resalta que, para obtener una certificación FDA, el 95% del material debe venir de aplicaciones en contacto con alimentos y es necesario desarrollar un sistema de recolección. “Esto debe ser descrito”, afirma.

Con el fin de incrementar la circularidad de los polímeros estirénicos, en 2018 se fundó una organización sin ánimo de lucro, la SCS, Styrenic Circular Solutions; se trata de una iniciativa que integra a toda la cadena de valor, y se ha dado a la tarea de entender y validar técnicamente, en detalle y en la práctica, las oportunidades de reciclaje.

Chrissi Schönfelder, Chair Advocacy & Communications de la SCS, resalta la importancia del perfil de asociatividad, que involucra como socios y miembros tanto a proveedores de materia prima y maquinaria, como a transformadores de empaque, compañías de clasificación y reciclaje, y a los dueños de marca, asociaciones dentro de la cadena de valor y retailers. “Hoy en día tenemos un cambio de paradigma; no podemos continuar haciendo todo compañía a compañía”, afirma. “Solamente juntos podremos lograr un reto tan grande y tan complejo como transitar desde la economía lineal hacia la economía circular, y no solo eso, tenemos que hacerlo rápido”.

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“Hoy en día tenemos un cambio de paradigma; no podemos continuar haciendo todo compañía a compañía. Solamente juntos podremos lograr un reto tan grande y tan complejo como transitar desde la economía lineal hacia la economía circular. Y no solo eso, tenemos que hacerlo rápido”. 

Chrissi Schönfelder Chair Advocacy & Communications SCS chrissi.schoenfelder@styrenics-circular-solutions.com

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Para Schönfelder, las críticas contra el PS corresponden a una visión desactualizada. “El PS ha tenido un desarrollo tremendo en los últimos años, y esto ha sido jalonado principalmente por un número de cualidades inherentes”.

Uno de los trabajos que ha emprendido la SCS es la validación de la idoneidad de PS reciclado para contacto con alimentos, a través de los llamados “Challenge Tests”. Este tipo de iniciativas son guiadas y financiadas por la asociación, con el fin de tener resultados independientes que avalen la pureza y calidad del material recuperado.

La SCS ha solicitado ante la entidad competente Europea (la EFSA) una autorización para el uso de PS reciclado mecánicamente, usando la tecnología de Gneuss, en aplicaciones que tienen contacto con alimentos. Esta tecnología, que ha sido catalogada como de “ultralimpieza”, ha sido validada independientemente por el Fraunhofer IVV.

El ecodiseño: pilar del futuro

Sin duda alguna, la capacidad de aprovechar el PS se maximiza dependiendo de qué tan buena sea la materia prima para el reciclaje; es decir, qué tan puro sea el envase de PS. Y en este caso el ecodiseño, o diseño para reciclaje, es una pieza fundamental del rompecabezas.

Tomemos como ejemplo, una vez más, el reciclaje de PET botella a botella. Hannemann comenta que “la botella de PET está perfectamente diseñada” para reciclaje: el material no tiene pigmentos, la etiqueta se remueve fácilmente, el PET es puro y no se combina con otros materiales. Y para obtener una alta reciclabilidad del PS es necesario apuntar a lo mismo: empaques puros, sin impresión y sin etiqueta, o con etiqueta de fácil remoción.

Schönfelder es enfática también en resaltar la importancia del ecodiseño como un eje fundamental de la economía circular. Actualmente la SCS trabaja con la reconocida entidad Recyclass y un consorcio de varias empresas dentro de la cadena de valor, para crear guías de diseño de un vaso de yogurth completamente fabricado a partir de PS, tanto en el cuerpo como en su etiqueta y tapa, que facilite su aprovechamiento. Con esto se busca mejorar “la disponibilidad de PS de alta pureza que pueda reciclarse e incrementar la calidad”, afirma.

“El PS es fácilmente clasificable y económicamente reciclable a través de tecnologías probadas para aplicaciones en contacto con alimentos, como reciclaje mecánico, disolución y depolimerización. El PS actúa como una solución ‘drop-in’ para reemplazo directo en las plantas de los transformadores.

Los análisis de ciclo de vida confirman su huella ambiental positiva. Actualmente trabajamos en el diseño para reciclaje para maximizar aún más la calidad del PS y la cantidad para reciclaje. Esto y el incremento de los volúmenes de reciclaje son las prioridades actuales de la cadena".