Deshumidificación de plásticos

Secado de polímeros termoplásticos

Deshunidificador - cristalizador de PET

Procesar muchos materiales con exceso de humedad puede dar lugar a diversos defectos en la producción de las piezas terminadas. Estos defectos pueden ser tanto visuales como también funcionales. En inyección los principales defectos son rechupes, marcas de fisuras en la superficie, degradación del material, baja viscosidad de fusión entre otros. Y en la extrusión también puede llegar a ocurrir que los perfiles tengan la superficie rugosa y ondulada además de los defectos de degradación y baja viscosidad de fusión.

Podemos separar los polímeros en dos grupos definidos: los que son hi­groscópicos y los que no.
Los no higroscópicos como el polietileno, polipropileno, poliestireno, PVC, pueden acumular humedad solamente sobre la superficie del material si son expuestos en condiciones de alta humedad.
En cambio, los materiales higroscópicos como el nylon, ABS, PET, policarbonato, tienen mucha afinidad por el agua, por lo tanto absorben la humedad dentro de su estructura molecular.

El proceso de secado de los materiales se realiza mediante el flujo continuo de aire seco caliente, en silos denominados deshumidificadores. El aire es secado mediante tamices moleculares

Diagrama de flujo de aire de secado

Descripción del proceso

Los gránulos de la resina a secar ingresan por la parte superior del silo (1). Son comunes los sistemas de carga mediante vacío.
El aire seco proveniente del tamiz molecular (6) y calentado en el calentador (7) ingresa por el cono difusor en la parte inferior del silo (2), arrastrando la humedad de la superficie de los gránulos de resina. El aire húmedo sale por la parte superior del silo (3), pasa por un filtro (4) para eliminar partículas finas de resina que podrían dañar el material adsorbente del tamiz molecular (6). Como la temperatura del aire proveniente del silo es elevado, es necesario bajar su temperatura mediante un intercambiador de calor (5) para optimizar la adsorción de humedad del aire por parte del tamiz molecular. Puede existir un segundo filtro de aire (12) posterior al enfriador para garantizar la eliminación de material fino. El flujo de aire del proceso es generado por un soplante o turbina.
El material secante de los tamices se agota, es decir, se saturan de agua que adsorben del aire es necesario regenerarlos (recuperar su capacidad secante) luego del uso prolongado. Es por ello que se les hace circular aire exterior filtrado (8) y calentado (10) mediante un soplante (9) con el fin de eliminar el agua retenida durante el proceso de secado.
Agotada la capacidad secante del tamiz molecular (6) en proceso, las válvulas de cuatro vías cambian el recorrido del aire, pasando el tamiz agotado a estado de regeneración, y el otro tamiz (11), ya regenerado, pasa a cumplir las funciones de secado del aire.
Este es un proceso continuo por lo que en todo momento hay un tamiz molecular en uso y otro en estado de regeneración.
Existen varios sensores que se distribuyen a lo largo del circuito de secado que dan datos útiles sobre la eficiencia de secado, como ser: sensor de punto de rocío a la salida del tamiz molecular, termómetros a la entrada y salida de aire al silo, etc.

Eficiencia del secado

Para poder quitar con eficiencia la humedad existen cuatro parámetros fundamentales a tener en cuenta a la hora de secar cada material. Estos son: la temperatura, el punto de rocío, el tiempo y el flujo de aire.

Para poder entender la importancia del secado en el procesamiento de ma­teriales poliméricos se explicará la influencia de cada uno de los parámetros antes mencionados.
Temperatura: en polímeros higroscópicos las moléculas de agua son conducidas dentro de las cadenas del polímero. El aumento de la temperatu­ra debilita la unión entre las cadenas y las moléculas de agua. Por encima de cierta temperatura, dependiendo del material, las moléculas de agua se mueven libremente.
Punto de rocío: la temperatura del punto de rocío es la temperatura a
la cual ocurre la condensación del agua. El punto de rocío provoca un aumen­to de la presión de vapor en el interior del polímero. Este aumento provoca la
disminución de la humedad en el material.
Tiempo: la deshumidificadón del material recién comienza cuando se alcanza la temperatura correcta pero no es instantánea; la humedad tarda un tiempo en migrar del interior del polímero hada la superficie para luego salir completamente de la superficie del material.
Flujo de aire: el aire transfiere el calor y elimina la humedad de la su­perficie del polímero. Si el flujo de aire no es suficiente el material no llegará a calentarse a la temperatura necesaria durante el tiempo de residencia en la tolva con lo cual el polímero quedará con cierta humedad. En cambio, si el flujo es excesivo el material no logrará enfriar lo suficiente el aire que retorna. Esto no es deseado porque se reduce la capacidad del desecante, aumenta el punto de rocío y puede llegar a dañar al soplador.
Pellets de menor tamaño secarán más rápido por tener una mayor relación superficie/volumen. La humedad del interior tarda menos en salir al exterior de cada partícula de material.
Además, al tener menor tamaño, el aire entre los pellets es menor, con lo cual se reduce el flujo de la corriente de aire para el secado disminuyendo la capacidad de deshumidificación si no se tiene en cuenta el tamaño.
Por otro lado, los pellets de mayor tamaño requieren más tiempo de permanencia en la tolva de secado ya que la humedad tarda más en salir a la superficie. Y para el secado, la corriente de aire necesaria es menor al poseer más espacio libre entre partículas del material.
Para el proceso que se realiza debe saberse si el material a utilizar requie­re de deshumidificadón y, si es así, se deberá contar con el equipo adecuado pa­ra poder realizar dicho tratamiento. Por ejemplo: una humedad elevada en el material a inyectar puede generar inconveniente en las piezas terminadas, pues presentan una fragilidad elevada. Estos inconvenientes en las piezas se pueden hacer manifiesto en corto o largo plazo.




Fuente:
Modern Plastics Handbook - Charles A. Harper

SECADOR DE FLAKES DE PET

Secado de flakes de PET

Secado de PET reciclado proveniente de envases post-consumo reducidos a escamas (flakes), de 10 mm de tamaño, por molienda y lavados en solución acuosa caliente (85-95ºC) de soda cáustica y tensoactivos.

Flakes o escamas de PET

PRINCIPIO BASICO DEL SECADOR DE FLAKES DE PET

1.1 Cuando se fabrica lámina, película o tejido con flakes de PET como materia prima, el agua contenida en el flakes causará el deterioro del material durante el proceso de fusión a alta temperatura dentro del extrusor
1.2 El contenido de de humedad del flake de PET sin secar por lo general ronda entre 0.7 y 1 %.
1.3 Solo un adecuado proceso de secado reduce el contenido de humedad por debajo del 0.1 % (1000ppm)
1.4 Aun contenidos de humedad tan bajos como 50ppm producen una severa hidrólisis durante el proceso de extrusión. En otras palabras una hidrólisis severa en el PET causara una caída en el índice de viscosidad o viscosidad intrínseca (IV), lo cual es equivalente a una reducción del peso molecular del plástico. En estas condiciones la calidad de la lámina será mala. Las resistencias físico-mecánicas del producto disminuirán produciéndose efectos no deseados como ser lámina quebradiza, variaciones de espesor, amarillamiento y otros.
1.5 El secado de flakes de PET es un proceso físico de transferencia de calor y masa.
1.6 La deshumidificación puede dividirse en dos etapas: la eliminación de la humedad en la superficie del flake y el agua contenida en el interior del mismo, es decir, ocluida en los poros.
1.7 La humedad superficial es fácil de eliminar mientras que la humedad ocluida en el interior es más dificultosa de separar en términos de energía y tiempo consumidos.
1.8 Solo cuando hay una diferencia de presión (ΔP) entre la superficie y el interior del flake, la humedad ocluida en los poros del material migrará hacia la superficie del flake desde donde la misma será evaporada por una corriente de aire caliente, proceso para el cual se necesitará una importante cantidad de tiempo
1.9 Para lograr el proceso anteriormente mencionado (punto 1.8) es necesario utilizar aire presecado, es decir, una corriente de aire a la cual se le eliminó gran parte de la humedad ambiental que originalmente contiene. Este aire seco es usado como gas de arrastre para eliminar la humedad superficial y la humedad interna que irá migrando hacia la superficie del flake.
1.10 Una forma de medir la humedad residual en una corriente de cualquier gas es medir su punto de rocío. Cuando el punto de rocío alcanza -20 ºC el contenido de humedad es de 0.9 g/m³, a punto de rocío de -30 ºC la humedad es de 0.345 g/m³ y a -40 ºC la humedad es de 0.123 g/m³. por lo cual cuanto menor es el punto de rocío del aire utilizado, tendrá una mayor eficiencia el proceso de secado de flake.
1.11 La relación aire/flakes de PET es normalmente entre 3.5 y 4.5 (m³ de aire / Kg de flakes).
1.12 El aire es precalentado mediante el empleo de resistencia eléctricas hasta que el mismo alcance una temperatura de entre 165 y 175 ºC.
1.13 Los flakes de PET en la torre de secado principal es secado durante por lo menos 5 horas usando aire seco con punto de rocío -40 ºC.
1.14 El silo previo al secador, posee circulación de aire que entra al aparato por su base saliendo por la parte superior, presecando (eliminación de humedad superficial) y precristalizando el flake a una temperatura de 100 a 120 ºC mientras el material es agitado lentamente mediante paletas. Posteriormente es transferido al silo secador.
1.15 Los flakes de PET es descargado por la base de la torre de secado principal una vez que su humedad encuentra por debajo de las 50 ppm.
Inmediatamente el flake seco se transfiere a un silo hermético desde donde se alimenta al extrusor.

Secador continuo de flakes de PET

Descripción de funcionamiento de equipo secador

FASE l: Secado.

Durante la fase de secado, la turbina de trabajo (14, fig 1), aspira el aire húmedo del silo de material (parte interior superior del silo).

El aire húmedo pasa a través de la VÁLVULA Yi (5) y llega a la torre (tamiz molecular) que esté actualmente en fase de trabajo (6) la cual absorbe la humedad que contiene el aire.

El aire seco llega al silo secador de material a través de una tubería.

En el silo secador de material el aire se distribuye uniformemente a través de los granos de material, los calienta y seca.

El aire húmedo a la salida es aspirado de nuevo por la turbina de trabajo.

FASE 2: Regeneración.

Dado que después de un tiempo, el secador molecular de la torre se satura de humedad, es necesario regenerarlo.

Mientras una torre esta en fase de secado, la otra esta en fase de regeneración.

En el circuito de regeneración el aire se calienta y se impulsa a través del secador molecular por la turbina de regeneración (15).

Al principio el aire circula a través de la resistencia de regeneración (22), de tal modo la energía térmica se reutiliza y el aporte de energía necesario se disminuye al mínimo.

El aire a alta temperatura extrae la humedad del secador molecular.

Cuando la temperatura de salida medida por la termocupla TES (19), llega a un determinado valor, la válvula de recirculación Y2 (17), conmuta a la posición "aire externo".

El aire externo contiene menor humedad y es aspirado a través del filtro (18) y absorbe la humedad, siempre a través de la válvula el aire aspirado del exterior se satura de humedad y se expulsa al exterior (Salida superior).

Cuando la temperatura medida por la termocupla TES (19), ha alcanzado un cierto valor, la resistencia de regeneración (22) se apaga, la fase de regeneración ha terminado, inicia la fase de enfriamiento.

FASE 3: Enfriamiento.

Después que la resistencia de regeneración se apaga, y después de un determinado tiempo, la válvula de recirculación Y2 (17), conmuta de la posición "aire externo" a la posición de "recirculación" y el enfriamiento continúa a circuito abierto.

Aquí se habilita la entrada de agua al intercambiador de calor interno (radiador aire-agua) para enfriar el aire rápidamente.

Cuando la temperatura medida por la termocupla TES (19), es inferior a 70 ºC el secador molecular esta regenerado y la torre lista para la fase de secado.

Fig. 1 Esquema de funcionamiento del secador

PROCESO DE RECICLAJE DEL PET

Existen varios factores implicados en la elaboración y usos del PET que hacen que se considere como material no beneficioso para el medio ambiente. Los grandes  volúmenes de producción actual de este material utilizan cantidades considerables de petróleo, una fuente valiosa y no renovable. Y el PET termina en artículos que finalmente necesitan una eliminación adecuada. De los más de 4 billones de libras  producidas en 1998, sólo 745 millones de libras fueron recicladas¹.

¹  PET Facts, National Association for PET Container Resources. www.napcor.com/toolbox/funfacts.html, accessed July 2000. (1 Libra = 04536 Kg)

El 81% restante, unos 3.25 billones de libras fueron llevadas a vertedero o incineradas. Parte de este bajo porcentaje de reciclado es consecuencia de la pérdida de programas de reciclado en muchas áreas. Sin embargo, uno de los principales inconvenientes es el hecho de que bajo las tecnologías de reciclado existentes, conocidas como reciclado mecánico, la mayoría de estas 3.25 billones de libras no pueden reciclarse debido a que contienen cantidades significativas de impurezas como tintes y metales que interfieren con el procesado. Por lo tanto, este reciclado se facilita con el empleo de envases de PET transparente, ya que sin pigmentos tiene mayor valor y mayor variedad de usos en el mercado, evitando los envases multicapa, así como los recubrimientos de otros materiales, que reducen la reciclabilidad del PET, aumentando el empleo de tapones de polipropileno o polietileno de alta densidad y evitando los de aluminio o PVC que pueden contaminar grandes cantidades de PET, así como la inclusión de etiquetas fácilmente desprendibles en el proceso de lavado, evitando sistemas de impresión serigráfica que provocan que el PET reciclado y granulado tenga color, disminuyendo sus posibilidades de uso, mercados y precio, así como las etiquetas metalizadas o con pigmentos de metales pesados que contaminan el producto final.

El reciclado es el reproceso de los materiales, en este caso del PET, para acondicionarlos con el propósito de integrarlos nuevamente a un ciclo productivo como materia prima.

Con las tecnologías convencionales no es posible utilizar el PET para fabricar otra vez botellas de bebidas, debido a razones de higiene. Sin embargo, en los EE.UU. se ha desarrollado una nueva tecnología que permite despolimerizar el PET en sus dos componentes, el etilenglicol y el ácido tereftálico, y después repolimerizarlo   como resina virgen para la producción de embalajes de alimento.

La secuencia del reciclado de envases PET consiste por lo general que, para recuperar el depósito de las botellas de refresco de PET, los consumidores las devuelven a los establecimientos, que clasifican los recipientes según el fabricante.  Los conductores de los camiones de distribución de bebidas frecuentemente tienen  que recoger grandes bolsas de plástico llenas de botellas de plástico vacías. Llevan las botellas a una instalación de tratamiento, en la que se clasifican los recipientes. Para reducir costes de envío, se utiliza un equipo de densificación para prensar  botellas en balas que se venden después a compañías de reciclaje. Los encargados desembalan los recipientes, los trocean en copos, los limpian, los lavan, los secan y en algunos casos, vuelven a tratar los materiales.

La tarea de encontrar un uso para el PET reciclado no siempre ha sido sencilla. Por  ejemplo, la estadounidense Food and Drug Administration (FDA) no permitió   durante años el uso de materiales reciclados en aplicaciones destinadas al contacto con alimentos. Por consiguiente, había que utilizar el PET en aplicaciones  que no implicaran tal contacto. Uno de los usos más importantes del PET reciclado fue la fibra. Así, 35 botellas de refresco proporcionan el material suficiente para el relleno de fibra utilizado en un saco de dormir. Otros productos son los tejidos de poliéster para las camisetas y las sábanas.

SISTEMAS DE RECICLADO

Hay tres maneras de aprovechar los envases de PET una vez que terminó su vida útil: someterlos a un reciclado mecánico, a un reciclado químico, o a un reciclado energético empleándolos como fuente de energía. El ciclo de vida se muestra en este diagrama:

 Ciclo de vida de los envases PET

Con el fin de maximizar la utilidad que producen los plásticos, se han desarrollado  técnicas que los separan según sus tipos. Estas técnicas se agrupan en las siguientes categorías:

-Macroselección de componentes:

Es aquella labor primaria que permite seleccionar y agrupar manual o automáticamente los artículos desechados de acuerdo con su naturaleza y destino.   Un ejemplo de lo afirmado es la separación de las botellas PET que se utilizan en  los refrescos de las PE-HD que se emplean en el envasado de leche.

La selección de los polímeros con fines de reutilizarlos se realiza, en parte, empleando la codificación y recomendaciones dadas por la Sociedad de la Industria del Plástico (SPI), que clasifica a los polímeros en siete categorías

La identificación y agrupación de los polímeros mencionados se efectúa identificando al código que se encuentra moldeado o impreso, en el producto  respectivo, dentro de un triángulo visible asimismo moldeado o impreso tal como se aprecia en los envases plásticos de gaseosas y en los envases Tetrapak.

-Microselección de componentes:

La microselección anotada implica separar los polímeros en función de sus tipos, después de haber sido cortados y triturados en pequeños trozos. Actualmente la microseparación comercial se aplica a las botellas PET de refrescos ya que es posible triturar la botella y separar los trozos de PET y de PE-HD y PP para  obtener  un  producto  de  alta  calidad.     Este  procedimiento implica utilizar una tecnología de flotación extraída de la industria minera en la que los materiales se separan por flotación aprovechando las diferencias de densidad. La tecnología de hidrociclones, empleando la fuerza centrífuga para acelerar la separación  gravitacional, puede aplicarse con bastante eficacia para separar polímeros en base a su densidad dentro de un medio acuoso.

Otra tecnología que presenta algún potencial para separar materiales a nivel micro es la trituración criogénica en la que polímeros se fracturan de forma distinta a temperaturas diferentes mediante su inmersión en nitrógeno líquido. Se puede  provocar la fractura de los polímeros disímiles, y mediante ello, se posibilita la separación de materiales genéricos partiendo de una mezcla.

-Selección molecular:

Este método de reciclaje consiste en separar los polímeros, por ejemplo algunos embalajes modernos que tienen uno o más de ellos, mediante sus disoluciones en una solución. El procedimiento se basa en la temperatura de disolución que tiene cada polímero que al final permite recuperarlos en capas.

Otro tipo de separación molecular consiste en despolimerizar el polímero en su  monómero original.            Algunos ésteres polímeros, como por ejemplo el tereftalato de polietileno (PET) y los metil – metacrilatos, se prestan a esta aproximación.

Reciclado mecánico

Es el proceso de reciclado más utilizado, el cual consiste en varias etapas de separación, limpieza y molido como se muestra a continuación:

Limpieza y separación de plásticos

Proceso de reciclado mecánico avanzado

Videos sobre reciclaje mecánico

 

Los plásticos escogidos y gruesamente limpiados (etiquetas, papeles, residuos de material biodegradable) pasan por un molino o una trituradora. Este proceso se puede realizar en diferentes órdenes de sucesión, dependiendo del grado de contaminación de los plásticos y de la calidad del producto reciclado. La preparación final del producto empieza con el lavado y la separación de sustancias  contaminantes, proceso que se puede repetir si es necesario. Después el material pasa por una centrifuga y secadora y se almacena en un silo  intermedio. En el  caso ideal, este silo sirve también para homogeneizar más el material, al fin de obtener una calidad constante.

El producto triturado, limpio, seco y homogéneo se alimenta a una extrusora, y, tras el proceso de granceado, se obtiene la granza lista para ser procesada por diferentes  técnicas.  La  granza  de  plásticos  reciclados  se  puede  utilizar  de diferentes maneras, según los requerimientos para el producto final:

-Procesado del producto reciclado directamente, con la formulación que sea adecuada  a  su  aplicación  concreta. En este caso, las piezas obtenidas tienen en  general propiedades menores a las fabricadas con polímero virgen, lo que es suficiente para la utilidad deseada.

-Mezcla de granza reciclada con polímero virgen para alcanzar las prestaciones requeridas. El ejemplo típico es la adición de polímero virgen a la mezcla de termoplásticos.

-Coextrusión del producto reciclado. Un ejemplo de esta técnica es la fabricación de  recipientes para detergentes, en la que la capa intermedia puede ser de polímero reciclado y la interior (contacto con el producto) y la exterior son de polímero virgen.

Propiedades del PET reciclado mecánicamente

Las diferencias en las propiedades del PET reciclado mecánicamente comparadas con las del PET virgen pueden ser atribuidas principalmente a la historia térmica adicional experimentada por el material reciclado, la cual da como resultado un decremento en el peso molecular, junto con un incremento en el ácido carboxílico, color y nivel de acetaldehído.

Estudios han demostrado que el RPET (PET  reciclado) posee un módulo de Young menor, mayor elongación a la rotura y mayor resistencia al impacto que el PET virgen.  Así, el RPET es más dúctil mientras el PET virgen es más frágil; este es un resultado de las diferencias en la cristalinidad entre los materiales.

Características del PET y RPET

Propiedad	PET virgen	RPET
Módulo de Young [MPa]	1890	1630
Resistencia a la rotura [MPa]	47	24
Elongación a la rotura [%]	3,2	110
Resistencia al impacto [J m-1]	12	20
IV (dl g-1)	0.72 – 0.84	0.46 – 0.76
Temperatura de fusión (ºC)	244 - 254	247 - 253
Peso molecular (g mol-1)	81600	58400

Fuente: Polymer Recycling, Recycling of PET.

Ver... Proceso de producción de escamas o flakes a partir de envases de PET post-consumo

 

Reciclado químico
Para el reciclado químico, se han desarrollado distintos procesos. Dos de ellos, la metanólisis y la glicólisis, se llevan a cabo a escala industrial. El PET se deshace o despolimeriza: se separan las moléculas que lo componen y estas se emplean para fabricar otra vez PET. Dependiendo de su pureza, este material puede usarse, incluso, para el envasado de alimentos.

Reciclado químico de envases PET

Dentro del reciclado químico los principales procesos son:

Pirólisis: Es el craqueo de las moléculas por calentamiento en el vacío. Este proceso genera hidrocarburos líquidos o sólidos que pueden ser luego procesados en refinerías. En el caso del PET, su pirólisis genera carbon activado.

Hidrogenación: En este caso los plásticos son tratados con hidrógeno y calor. Las  cadenas poliméricas son rotas y convertidas en un petróleo sintético que puede ser utilizado en refinerías y plantas químicas.

Gasificación: Los plásticos son calentados con aire o con oxígeno. Así se obtienen   los siguientes gases de síntesis: monóxido de carbono e hidrógeno, que pueden  ser utilizados para la producción de metanol o amoníaco o incluso como agentes para la producción de acero en hornos de venteo.

Chemolysis: Este proceso se aplica a poliésteres, poliuretanos, poliacetales y poliamidas. Requiere altas cantidades separadas por tipo de resinas. Consiste en la aplicación de procesos solvolíticos como hidrólisis, glicólisis o alcohólisis para reciclarlos y transformarlos nuevamente en sus monómeros básicos para la repolimerización en nuevos plásticos.

Metanólisis: Es un avanzado proceso de reciclado que consiste en la aplicación de metanol en el PET. Este poliéster (el PET), es descompuesto en sus moléculas básicas, incluido el dimetiltereftalato y el etilenglicol, los cuales pueden ser luego repolimerizados para producir resina virgen. Varios productores de  polietilen tereftalato están intentando de desarrollar este proceso para utilizarlo en las botellas de bebidas carbonatadas. Las experiencias llevadas a cabo por   empresas como Hoechst-Celanese, DuPont e Eastman han demostrado que los monómeros  resultantes del reciclado químico son lo suficientemente puros para ser  reutilizados  en la fabricación de nuevas botellas de PET.

Reciclado energético

En cuanto al uso del PET como combustible alterno, los envases pueden emplearse para generar energía ya que este material tiene un poder calorífico de 6.3 Kcal/Kg, y puede realizar una combustión eficiente. Esto es posible ya que  durante su fabricación no se emplean  aditivos ni modificadores, lo cual permite que las emisiones de la combustión no sean tóxicas, obteniéndose tan sólo bióxido de carbono y vapor de agua.

Recomendaciones para el reciclado del PET

1.  La tapa, el arillo de seguridad y su empaque (liner o sello):

Se recomienda que el arillo de seguridad se desprenda del cuello del envase y el empaque de la tapa (liner) se quede en la tapa a la hora de abrir el envase.

 También se recomienda que la tapa, el arillo de seguridad y el liner sean de:

-         Polipropileno (PP)

-         Polietileno de alta densidad (PE-HD)

Estos materiales son preferibles al aluminio y a otros materiales. El PVC no es recomendable porque una pequeña cantidad de PVC puede contaminar grandes  cantidades de PET dispuesto para su reciclado por su diferente temperatura de fusión o ablandamiento. El PVC y el PET no pueden ser separados por  microselección (por flotación) puesto que ambos plásticos poseen una densidad superior al agua

2.  Las etiquetas:

Es preferible usar etiquetas de alguno de los siguientes materiales:

-         Polipropileno (PP)

-         Polietileno orientado (OPP)

-         Polietileno de alta, media o baja densidad (PE-HD, PE-MD, PE-LD)

-         Papel (aunque el papel en ocasiones dificulta la separación por flotación)

Las etiquetas metalizadas dificultan el reciclado de cualquier plástico, pues al contener metales lo contaminan. Las etiquetas deben poder desprenderse en el proceso de lavado del reciclador, por lo que es importante seleccionar un adhesivo conveniente y evaluar las etiquetas termoajustables o a presión. Los sistemas de impresión serigráfica provocan que el PET reciclado y granulado tenga color,  disminuyendo sus posibilidades de uso, mercados y precio. Se recomienda evitar pigmentos de metales pesados.

3.  El color:

La botella de PET transparente sin pigmentos tiene mejor valor y mayor variedad   de usos; sin embargo, con una separación adecuada, el PET pigmentado tendrá ciertos usos.

4.  Las multicapas o recubrimientos:

Las capas que no son de PET en los envases multicapa, así como los recubrimientos de otros materiales, reducen la reciclabilidad del PET. Es necesario separar esta clase de envases de los de PET simple.

5.  Las bandas de seguridad:

Estos son generalmente incluidos en el diseño del producto envasado en PET, cuando se consideran necesarios, pero contaminan el PET para reciclar si no son  removidos del envase desde la selección y separación del mismo. Se recomienda NO USAR PVC para fabricar estos elementos.

6.  El diseño:

Actualmente, los diseñadores tienen la oportunidad y la responsabilidad de entender el ciclo de vida y el impacto de los productos de PET. Por ello, la base de un buen diseño de envases es que sea lo más adecuado para su propósito, integrando lo más conveniente para el consumidor y asegurando una segunda vida útil.

APLICACIONES DEL RPET (PET RECICLADO)

Los mercados para el PET reciclado pueden dividirse en dos áreas principales:

(i) materiales con un peso molecular relativamente alto (IV>0.65); y (ii) materiales con un peso molecular menor (IV<0.6).

Uno de los factores que más está contribuyendo al desarrollo del reciclado del PET es la variedad de aplicaciones existentes, lo que determina que exista una importante  demanda de este producto. Entre las más relevantes está la fibra textil, las láminas para fabricación de blísters y cajas, los flejes para productos voluminosos, los envases para productos no alimentarios, los envases multicapa para alimentos y los envases para alimentos.

ALFOMBRAS

Las botellas de PET para reciclar son usadas frecuentemente en la producción de  nuevas alfombras de PET. Las industrias Image (Summerville, GA, USA) usan aproximadamente 60000 toneladas de PET reciclado por año en éste tipo de aplicaciones.

El PET reciclado es mezclado en una relación 1:8 con LDPE reciclado y extruído en cintas monoaxiales que luego son divididas en tiras que pueden ser tejidas para nuevas aplicaciones en alfombras.

STRAPPING

Strapping en inglés, es una cinta de gran tenacidad la cual puede ser producida de PET con una gran viscosidad intrínseca (>0.80) y mínima en contaminación. Compite con el acero y el polipropileno. Éste tipo de aplicación puede aceptar botellas de PET verdes o de color.

LÁMINAS

El PET reciclado de botellas de bebidas ha demostrado ser muy apropiado para bandejas de embalaje termo formado con buen brillo, esfuerzo de impacto y  esfuerzo de tensión. Las cintas de embalaje para cámaras Polaroid están siendo  producidas de láminas de PET. Las láminas de PET son un tipo de mercado en  crecimiento, especialmente en Estados Unidos. Las industrias Wellman no tienen  objeción alguna por parte de la FDA para usar PET en recipientes en contacto con  alimentos, por ser 100% reciclado. Éste tipo de láminas de PET termo formado  además pueden ser usadas en fundas de detergente.

ROLLOS

Los rollos de PET que contienen PET reciclado están disponibles bajo la marca registrada ECOTM (ICI Films, Wilmington, USA). La cinta ECO 813G tiene un contenido de 25% de material reciclado y ha recibido la autorización de la FDA para aplicaciones en contacto con alimentos.

ROLLOS MULTICAPAS – COEXTRUSIÓN

Éste tipo de aplicación para envases termo formados para alimentos, constan de una capa interna de PET reciclado y dos capas externas de PET virgen, se producen en Norte América y Europa.

ENVASES QUE NO SON PARA ALIMENTOS

Las botellas de PET para su aplicación post consumo, dependen de su calidad o   si pueden ser mezcladas con resina virgen. Éstas son usadas para detergente o productos del hogar, estas botellas son de varios colores. Desde que el PET es competencia del PVC y HDPE en éste tipo de aplicaciones el mercado de precios es muy sensible.

MOLDEO A INYECCIÓN

El PET reciclado no reforzado no tiene gran demanda como las resinas de moldeo  a inyección porque es lento en la cristalización y es propenso a ser frágil. Se ha visto que mezclando PET reciclado con un elemento modificador como el etilen-etil,  incrementa significativamente la resistencia del moldeo a inyección. En general el moldeo a inyección mezclado con resinas contribuye a un incremente en la resistencia del PET.

MOLDEO GRANDE

El RPET puede ser usado para producir moldes a inyección plásticos. Desde que el PET tiene una gran módulo de flexión incluso más que la poliolefinas, la altura de los moldes se pueden incrementar comparado con los moldes PE.

RESINAS DE INGENIERÍA

El RPET puede ser modernizado con elementos como la fibra de vidrio, y moldeado a inyección para producir partes para automóviles, cosas del hogar y aplicaciones computacionales como ventiladores, electrodomésticos y muebles.

Los polímeros ingenieriles pueden ser producidos también de mezclas de RPET  con policarbonato (reciclado de botellas de agua). Estas mezclas combinan la ductilidad y la resistencia del policarbonato con la resistencia del PET para dar como resultado un material con mejores propiedades.

APLICACIONES DE FIBRA

La industria de fibra de PET comprende cuatro áreas de mayor aplicación:

staple fibre, filament, non-wovens y fibre-fill.

Staple fibre

El término Staple describe fibras de 5 – 150 mm de longitud y de 1 – 200 denier*.   Tradicionalmente, el PET reciclado ha sido usado para la producción de fibras de 6 denier de espesor en adelante, las cuales generalmente no son teñidas. Mientras los mercados de fibras mayores a 6 denier son significantes, el mercado mas extenso para las fibras de PET está entre el rango de 1.5 – 3 denier, el cual es usado en aplicaciones de ropa. En 1993, nuevas tecnologías de procesamiento permitieron que el PET reciclado sea usado en la producción de fibras mucho más finas (aproximadamente 3 denier). Esta fibra basada en PET reciclado ha sido comercializada bajo la marca de EcospunTM  por Wellman (Spijk, Holanda). Estas fibras requieren alta calidad de las escamas de PET post-consumo con una consistente viscosidad intrínseca de alrededor de 0.70. Un mercado potencialmente extenso para esta categoría de PET reciclado son las fibras de unión (fibras de diferentes componentes).

* Denier: masa en gramos de 9000 m de fibra sintética en forma de un único filamento continuo.

Filament

Este tipo de fibra difiere de la “staple fibre” en que es vendida como una fibra continua enrollada sobre bobinas lo cual  implica un precio más  alto. El PET reciclado no está siendo usado significativamente para la producción de fibra filament puesto que los restos de contaminantes pueden causar la rotura de la fibra.  La filtración en la fusión del PET es necesaria para asegurar alta calidad de la resina.

Non-wovens

Los tejidos non-woven pueden ser usados como filtros, absorbentes, equipo de campamento, etc. Este tipo de fibra en producida a través de un proceso especial:   los trozos de botellas PET previamente limpiados son primero secados,  cristalizados y alimentados dentro de una extrusora. El  material fundido es  filtrado  y centrifugado. Los filamentos agrupados son modelados mediante chorros aerodinámicos. Para la formación de las redes los filamentos agrupados son  extendidos y distribuidos sobre una banda transportadora la cual posee un fuerte vacío aplicado desde abajo lo que da como resultado un rápido enfriamiento por aire. Finalmente el material obtenido es comprimido, arrastrado continuamente, perforado y enrollado.

Fibre-fill

Fibre-fill es usado como un material de relleno o aislante en chaquetas impermeables,  bolsas  de  dormir,  almohadas  y  cubra  camas. Esta aplicación puede aceptar escamas de PET coloreado y requiere PET con una viscosidad intrínseca en un rango de 0.58 – 0.65 dl g^-1.

APLICACIONES DE CONTACTO CON ALIMENTOS PARA PET RECICLADO

Ha existido un gran esfuerzo para obtener la aprobación del contacto con alimentos para el PET reciclado. Esto es porque, diferente del PE-HD, existen menos aplicaciones de “no contacto con alimentos” para las botellas de PET.

En agosto de 1994, se adoptó una importante medida. La Food and Drug Administration aprobó el uso de RPET al 100% para envases en contacto con alimentos. Se trataba de  la primera vez que la FDA aprobaba envases para bebidas y alimentos de un 100% de material reciclado. Esto significa que las botellas de PET para refrescos se podían  reprocesar para obtener botes nuevos para comida.

Para conseguir ésta aprobación, una instalación de reciclado de Michigan tuvo que desarrollar nuevos métodos para limpiar a fondo el material de reciclaje. El nuevo tratamiento se caracteriza por lavado de alta intensidad, temperaturas de aproximadamente 260 ºC y otras técnicas de limpiado. Se desconoce aún si los materiales de contenedores urbanos quedarán bastante limpios como para ser viables económicamente por ésta misma vía.

Actualmente existen varios procesos que permiten utilizar el PET reciclado en este tipo de aplicaciones, entre los más importantes se tiene:

-Proceso multicapa: el proceso multicapa incorpora una capa de RPET entre dos capas de resina virgen. La base de este proceso es la producción de una multicapa preformada mediante un método de coinyección a través de boquillas concéntricas con inyección simultánea y secuencial.

-Proceso de lavado SuperCycleTM (Johnson Controls, USA): este proceso involucra  un lavado de alta intensidad a elevadas temperaturas para producir resina que sea apropiada para aplicaciones de contacto con alimentos. Este tipo de proceso es menos costoso y requiere considerablemente un menor capital de inversión que el proceso multicapa.