Un futuro sostenible mediante tecnologías de reciclaje

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Aumentar el uso de material reciclado es clave para poder seguir encaminándose hacia un futuro de plásticos sostenibles. Los lanzamientos tecnológicos que se verán en K 2022 facilitan la incorporación y procesamiento de PCR.

Hoy en día, en Europa alrededor de dos tercios de todo el material plástico que finaliza su ciclo es acumulado en vertederos de basura, quemado o se pierde en la cadena de reciclaje. El panorama no es mucho más alentador en América Latina, en dónde se recicla alrededor de un cuarto de todo el material plástico que se produce. Todo lo demás no se aprovecha y se pierde en la economía circular, lo que preocupa cada vez más a medida que se empiezan a agotar los recursos y siguen subiendo los niveles de contaminación. Sin embargo, gracias a tratados como el European Green Deal, los productores de plásticos se ven más obligados a aumentar el contenido de reciclaje en sus productos. Al hacerlo, a menudo se ven atrapados entre la sostenibilidad y la eficiencia económica que les genera esta situación, por lo que es crucial encontrar un balance con ayuda de métodos innovadores en dónde se logre tanto la sostenibilidad como el ingreso económico.

Una economía circular sostenible funcional para los plásticos puede contribuir de manera valiosa en términos de una neutralidad climática, conservación de recursos y máximo aprovechamiento del material posconsumo. La clave para que esto empiece a tener un lugar prominente en la cultura general es no ver a los productos plásticos como desechos, sino como una materia prima valiosa. Hay iniciativas en Norteamérica y Europa acerca de prescribir, de manera obligatoria, un cierto porcentaje de material reciclado en cada producto plástico que se produzca, al menos, esa es la meta para el 2030, según se reporta. Algunos productores de plástico incluso apoyan la idea de un contenido obligatorio de plástico reciclado a la hora de construir empaques plásticos. Independientemente de cuánto sea este porcentaje o hasta que punto se pueda implementar de manera obligatoria en la industria, una cosa es cierta: En el futuro, más y más plástico tendrá que ser reciclado, también (en parte) simplemente porque no se dará abasto del material plástico virgen disponible.

 

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Con el novedoso proceso de 2 etapas para la introducción de material reciclado en la cavidad de Engel, se logra una reducción energética al fundir el material sólo una vez en la máquina inyectora. Foto cortesía de Engel Austria GmbH

Soluciones en inyección

Una de las innovaciones que actualmente están disponibles para el moldeo por inyección y que pueden ayudar a mejorar en el tema de reciclaje de plásticos viene de la mano de Engel. El fabricante austriaco afirma que el procesamiento directo de hojuelas de plástico reciclado mejora significativamente la energía y la huella de CO2 en comparación con el procesamiento tradicional de regranulado. Por lo general, los plásticos recolectados del posconsumo se muelen primero y luego, después de clasificarlos y limpiarlos, se combinan, filtran y peletizan. Finalmente, se introducen en el proceso de inyección como material regranulado. Esto significa que el plástico debe derretirse dos veces. La granulación es un proceso que consume mucha energía y que también implica gastos generales de logística, entre otros.

La necesidad de este paso se elimina completamente en el proceso de dos etapas que propone Engel. En la primera etapa, la materia prima (hojuelas de plástico provenientes de la recolección posconsumo) se funde en un tornillo plastificador convencional. Luego, la masa fundida se transfiere a un segundo tornillo para su inyección en la cavidad. Según los cálculos de Engel, la energía necesaria para fabricar el producto se reduce en un 30 por ciento aproximadamente, con este proceso de dos etapas.

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Económicamente atractivo, especialmente para pesos de piezas de 50 a 2000 g: el proceso DCIM de KraussMaffei utiliza una extrusora de un solo tornillo. Foto cortesía de KraussMaffeiGroupGmbH

Otra estrategia innovadora para mejorar la sostenibilidad del moldeo de plásticos llega gracias a KraussMaffei. Se trata del método Moldeo por Inyección con Compounding Directo (DCIM en inglés), en donde se instala una unidad de extrusión encima de la unidad de inyección de una máquina inyectora. El objetivo es mezclar, modificar con aditivos, reforzar o rellenar polímeros, y tener eso integrado en el proceso de moldeo por inyección sin pérdidas durante el tiempo del ciclo. En el DCIM, la extrusora se instala en una posición que ahorra espacio directamente sobre la unidad de inyección de una máquina hidráulica estándar. La masa fundida compuesta se transporta a la unidad de plastificación en un solo proceso de calentamiento, es decir, sin refrigeración ni almacenamiento intermedio, lo que reduce la degradación del polímero. Esto, además, hace que todo el proceso se realice en un solo paso y resulta en beneficios como conservación de energía y reducción de la huella de CO2.

La extrusora y la máquina de moldeo por inyección producen un funcionamiento intermitente, lo que significa que cuando se alcanza el volumen de inyección para el siguiente ciclo, la extrusora detiene su trabajo por completo. Para lograr esto a la perfección y poder lograr una mezcla fundida homogénea, la extrusora tiene un tornillo especialmente desarrollado. Para la industria de embalaje y logística (particularmente impulsada por los precios) el DCIM abre la opción atractiva de ahorrar hasta un 50% de los costos de material. Sin embargo, en otras industrias, como la de los fabricantes de piezas técnicas, obtener el control de los materiales suele ser una de las principales motivaciones, lo que significa desarrollar formulaciones propias para compuestos de nuevos productos, como compuestos de fibra de vidrio de polipropileno, poliamida o varias mezclas de polímeros, y mantener la fórmula de estas mezclas de manera confidencial.

En cualquier caso, los procesadores de plásticos se benefician del alto grado de flexibilidad que ofrece el DCIM. Si no se necesita de ningún compuesto en algún momento, la máquina también se puede usar en el modo de moldeo por inyección estándar y, debido a los bajos costos adicionales, el equipo de DCIM se puede amortizar y recuperar la versión en unos pocos meses, según reporta el fabricante alemán.

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Comparación: tornillo con desgaste por material reciclado (izquierda) y tornillo nuevo (derecha). Foto cortesía de ReifenhäuserGroupGmbH

Extrusión y sostenibilidad

Los procesadores enfrentan varios retos en la manufactura de productos plásticos fabricados por extrusión. El primero de ellos es económico: el precio del material virgen fluctúa mucho, por lo que reciclar es incluso más caro en ocasiones. Las regulaciones de cumplimiento de las normas de mercado podrían ayudar en el corto plazo. Sin embargo, otra razón de la limitada eficiencia económica que existe es el procesamiento intensivo (en términos de costos y recursos) de plásticos usados mediante lavado, secado y regranulado. Tim Pohl, jefe de sostenibilidad de Reifenhäuser, dijo recientemente: "Nuestro objetivo es utilizar plástico de segunda vida con la menor cantidad de pasos de procesamiento posible, preferiblemente solo con preclasificado". Frente a esta situación, se ofrecen soluciones alineadas en consecuencia: por ejemplo, se puede extruir una lámina de termoformado o un material no tejido termosellado directamente a partir de hojuelas de botellas de PET trituradas, o se puede extruir directamente una película soplada a partir de hojuelas de películas recolectadas.

En segundo lugar, está la composición de material no homogénea de los plásticos reciclados. Aunque se clasifican y limpian previamente, tienen diferentes viscosidades, colores, niveles de contaminación y sustancias extrañas, lo que hace imposible asegurarse que la pieza que será extruida tendrá justo las características necesarias para cumplir los requerimientos establecidos. Reifenhäuser también aporta una solución a esto: los procesadores pueden usar la línea de películas sopladas “EVO Fusion” para procesar materiales reciclados altamente contaminados y no homogéneos, de los cuales antes solo podían agregar una pequeña proporción al material virgen. Por lo tanto, el contenido de reciclaje puede aumentar significativamente en la producción sin afectar considerablemente las propiedades del producto final.

Por último, hablemos del creciente desgaste de los componentes de la extrusora debido al material reciclado. Las impurezas de los compuestos orgánicos e inorgánicos en el material reciclado tienen un fuerte efecto abrasivo y, por lo tanto, aceleran el desgaste. La extrusora juega un papel decisivo en este caso ya que, dependiendo de la calidad del material reciclado, también debe procesar de forma confiable las impurezas y otros materiales que provocan desgaste. UdoNuber, especialista en barriles y tornillos en Reifenhäuser, expresó que: "Para el procesamiento de reciclados, por lo tanto, confiamos en tornillos y barriles altamente resistentes al desgaste, que desarrollamos y fabricamos internamente en Reifenhäuser, al igual que todos los componentes que imparten calidad, debido a que somos el único fabricante que también desarrolla las aleaciones duras para la protección contra el desgaste de estos componentes”. Esto demuestra que, con el uso de componentes que se demuestre son altamente resistentes al desgaste, se puede procesar material reciclado sin tener que preocuparse por el desgaste de estos.

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