Desafíos que enfrenta el reciclaje de plástico

A nivel mundial se estima que anualmente se producen unos 318 millones de toneladas de plástico, de las cuales 218 millones de toneladas son residuos plásticos sólidos o rígidos. El promedio mundial de reciclaje de plásticos es del 21%, en comparación con el 15% en 2016. Según el informe ISWA (Asociación Internacional de Residuos Sólidos) publicado el 7 de mayo de 2021, se incineran unos 50 millones de toneladas por año de desechos plásticos y 10 millones de toneladas terminan en los océanos y vías navegables. Esto se ha vuelto ampliamente conocido en el dominio público, lo que ha generado más presión para encontrar formas de abordar este problema, pero se ha dirigido injustamente a la propia industria del plástico.

Para el procesador, aún quedan grandes desafíos: aunque los precios de los polímeros han ido bajando, siguen siendo el doble del costo por tonelada en comparación con septiembre de 2020. Problemas como la diferente calidad del material, la disponibilidad inconsistente de existencias y el impuesto a los plásticos (si hay menos del 30% de plástico reciclado). se utiliza) han creado un mayor enfoque en el reciclaje. Esto ha resultado en un mayor desgaste de tornillos y cilindros. Los plásticos reciclados pueden variar significativamente en el flujo de fusión debido a los contaminantes restantes y la humedad. A menudo se combinan diferentes plásticos, lo que hace que el contenido sea difícil o imposible de separar en tipo, color y estructura de polímero. Por ejemplo, el PET y el PVC deben estar totalmente separados. El control de la humedad sigue siendo un gran problema, especialmente con el PET.

Hay un movimiento hacia un mayor uso de polímeros biodegradables como PVOH en envases y Bio-PP en tubos para aplicaciones agrícolas y forestales. Los rellenos de fibras naturales como almidón, celulosa, soja y gelatina se utilizan cada vez más debido a sus atributos renovables y su menor impacto ambiental. Por ejemplo, algunos estudios han encontrado que el relleno de fibra de madera combinado con PVC reciclado estabiliza el material reciclado hasta por 5 a 7 ciclos y mejora la resistencia del material hasta por 10 a 15 ciclos.

Pero los rellenos de partículas como la fibra de vidrio, el talco y el carbonato de calcio siguen siendo populares, ya que producen compuestos baratos con mayor resistencia, rigidez, deflexión del calor y resistencia a la fluencia. En la industria del plástico, el aditivo de fibra de vidrio puede oscilar entre el 15% y el 50%, lo que hace que el procesamiento sea mucho más desafiante: no sólo crea un mayor desgaste en tornillos, cilindros y componentes de máquinas en contacto con el material, sino que el propio material tiende a degradarse rápidamente debido a su mayor viscosidad y contenido abrasivo.

Para el operador, trabajar y controlar el material reciclado añade desafíos adicionales, como el uso de diferentes temperaturas, la velocidad del tornillo y el ajuste necesario de la presión. El mayor desgaste de las piezas de las máquinas genera costes de funcionamiento adicionales.

Según PMM (Plastics Machinery & Manufacturing), los fabricantes de equipos originales de extrusoras como Battenfeld-Cincinnati y Coperion han visto una demanda cada vez mayor de máquinas que procesan bioplásticos y material reciclado, por lo que se ha rediseñado la línea de procesamiento para afrontar los desafíos de la contaminación, la desgasificación (ventilación ), humedad y corrosión.

Por ejemplo, los cambiadores de pantalla especializados con grandes superficies y las extrusoras de doble tornillo co-rotativas ofrecen una mayor flexibilidad, especialmente cuando se utilizan barriles seccionales, ya que las secciones ventiladas se pueden mover o agregar. Este es especialmente el caso del PET. Es necesario controlar la humedad. Los rellenos de fibra natural mencionados anteriormente pueden contener niveles significativos de humedad: los biopolímeros a base de almidón pueden contener hasta un 12 por ciento y la celulosa y la fibra de madera hasta un 8 por ciento.

Los bioplásticos son más sensibles a la temperatura, por lo que Magog Industries ha rediseñado los tornillos de extrusión para minimizar el corte. Estos proyectos están aumentando a medida que los procesadores utilizan cada vez más biopolímeros (con células naturales o derivadas de organismos) y polímeros de base biológica (sintetizados químicamente parcial o totalmente). Los cambios en el comportamiento del procesamiento del material (reología) pueden significar un rediseño del tornillo, por ejemplo, cambios en la relación de compresión y en el diseño del mezclador.

A pesar de las mejores prácticas y el control de calidad, el material reciclado puede causar problemas como que la resina no se derrita por completo o que los fragmentos duros causen desgaste o daños en las hélices y el orificio del cañón. Se recomienda un seguimiento regular para que los problemas puedan abordarse antes, si es posible, antes de que resulte costoso.

Se recomiendan opciones bimetálicas endurecidas junto con material de aleación específico para tornillos y cilindros cuando se procesa con material agresivo. Magog Industries también puede asesorar sobre recubrimientos como TDC (cromo fino y denso), cerámica, aerosol de carburo de tungsteno (por ejemplo, HVOF), que son solo algunas de las soluciones disponibles de Magog para ayudar a todos los procesadores (compuestos, extrusión, moldeo por inyección y moldeo por soplado). al procesar con material desafiante.

El impulso para un mayor uso de plásticos reciclados y el uso de bioplásticos seguirá creciendo, pero la tecnología también continúa desarrollándose: la "desfabricación" es un elemento cada vez más importante en el diseño y la fabricación de productos, donde los componentes se pueden desmontar y clasificar de forma más eficaz al final. -etapa de la vida.