Cómo ampliar la circularidad de los plásticos con tecnologías avanzadas de reciclaje

Sostenibilidad... Lo que una vez fue una filosofía empresarial de nicho es ahora la fuerza impulsora para el crecimiento y desarrollo de las empresas en todos los sectores. Esto no podría ser más cierto para la industria del plástico, que se enfrenta a un escrutinio sin precedentes por los crecientes problemas ambientales asociados con la contaminación de plásticos en todo el mundo.

Por esta razón, el reciclaje y el logro de la circularidad de los materiales representan un modelo de negocio sostenible en evolución de la industria del plástico.

El uso de contenido reciclado posconsumo, que una vez fue iniciativa voluntaria, se está convirtiendo rápidamente en un requisito para hacer negocios. Organizaciones como la Fundación Ellen McArthur han logrado compromisos significativos de las empresas de bienes de consumo masivo (CPG) como parte del Pacto de la Nueva Economía del Plástico, que tiene el objetivo de avanzar significativamente en el uso de contenido reciclado en los envases para 2025.

De hecho, cuando se suman todos estos compromisos, surge una seria duda de si se puede generar una amplia oferta para satisfacer esa demanda. Las preocupaciones se relacionan tanto con la cantidad como con la calidad.

La cantidad tal vez se pueda abordar mediante la inversión en infraestructura y programas de recolección, pero la mayoría de las empresas que buscan contenido de reciclaje posconsumo (PCR), pronto se dan cuenta de las limitaciones del uso de resinas recicladas mecánicamente.

Los colorantes, los aditivos y la preocupación por la contaminación pueden limitar de manera significativa dónde se puede usar el contenido reciclado en el portafolio de empaques de una empresa. A veces, estas limitaciones se pueden abordar con un procesamiento adicional, pero otras veces resulta imposible. No obstante, será necesario superar estas limitaciones a gran escala para que muchas empresas CPG alcancen sus objetivos de reciclaje para 2025.

Los principales proveedores de resina también reconocen que los compromisos considerables de las compañías CPG para usar PCR significarán una pérdida de negocio, igualmente considerable, si no son ellos los que suministran el contenido reciclado de alguna manera. La gravedad de estos compromisos ha enviado prácticamente a toda la cadena de suministro de plásticos en busca de estrategias que ayuden a hacer realidad estos compromisos de 2025, desde los propietarios de marcas hasta los proveedores de resina. Y al reconocer que el reciclaje mecánico, por sí solo, probablemente no nos llevará allí, buscan formas de ampliar las herramientas a nuestra disposición en la caja de herramientas de recuperación. Esto significa estudiar las tecnologías que transformarán los plásticos reciclados mucho más allá del fundido y la repeletización.

El panorama de tecnologías que van más allá del reciclaje mecánico es hoy cada vez mayor, y muchas están a punto de alcanzar la comercialización. Numerosas etiquetas se han utilizado para referirse a estas tecnologías, y estas etiquetas no siempre se han aplicado de manera consistente, lo que ha contribuido a cierta confusión. En este artículo examinaremos las diferentes categorías de tecnologías que nos llevan más allá del reciclaje mecánico y sus resultados específicos.

Entendiendo el reciclaje mecánico de plásticos

Encontrar el término adecuado que abarque todas estas tecnologías que van más allá del reciclaje mecánico puede ser un desafío. Quizás la mejor expresión de alto nivel desarrollada hasta ahora para describir estas tecnologías sea “reciclaje avanzado”, introducida por primera vez por el American Chemistry Council (ACC).

El ACC define el reciclaje avanzado como “varios procesos diferentes que utilizan tecnologías existentes y emergentes que devuelven los plásticos después de su uso a sus bloques de construcción químicos básicos para crear una mezcla versátil de nuevos plásticos, productos químicos, combustibles y otros productos”.

La expresión “reciclaje avanzado” logra dos cosas: denota que estas son tecnologías que profundizan en el polímero, más que en el proceso de reciclaje mecánico, y también refuerza el concepto de que estos procesos, si bien no resultan familiares para la cadena de valor habitual del reciclaje son, de hecho, una forma de reciclaje.

En un estudio publicado en 2019 por Closed Loop Partners, se argumenta que estas tecnologías serán cruciales para aumentar la tasa de reciclaje de plásticos y, en última instancia, para cambiar la ecología de la industria del plástico con el fin de que sea más circular.

El informe crea tres categorías para este tipo de tecnologías, que llevan los plásticos más allá del reciclaje mecánico. Estas categorías son: purificación, descomposición y conversión. Al hablar sobre los muchos tipos de tecnologías avanzadas de reciclaje, usaremos estas tres categorías para ayudar a explorar la gama de las tecnologías y sus diversos resultados.

Tecnologías de purificación 

Utilizan un solvente o producto químico para precipitar el polímero de una solución, dejando atrás colorantes, aditivos y otros contaminantes. Dos de los tipos más comunes de tecnologías de purificación son la extracción con disolventes y la cromatografía.

En estos procesos, el producto es un polímero limpio y transparente. Pero como el polímero permanece sin cambios por esta técnica a escala molecular, no tiene las mismas propiedades que la resina prima o virgen. Conserva los historiales de calor de fusión y refusión, lo que puede alterar el peso molecular y la viscosidad del plástico, además de afectar su rendimiento durante el procesamiento y el uso. Sin embargo, los aditivos se pueden utilizar para mejorar las propiedades y conseguir que la resina reciclada purificada vuelva a tener propiedades similares a las resinas vírgenes.

Los beneficios de esta tecnología son muchos. Si bien no presenta la estructura molecular de un polímero virgen, tiene muchas características de los polímeros vírgenes que permiten una amplia gama de uso. Una vez eliminados todos los contaminantes, estos plásticos pueden ser aptos para aplicaciones en contacto con alimentos, independientemente de la procedencia del material. Si se eliminan también los colorantes y aditivos, el polímero reciclado se puede usar con facilidad en todo el portafolio de empaques de una compañía de bienes de consumo, con el color que corresponda a la marca.

Este proceso consume más energía que el reciclaje mecánico, pero menos que el reciclaje químico o la despolimerización. Una buena regla general sobre el consumo de energía para las tecnologías avanzadas de reciclaje es que cuanto más se devuelva el polímero a su forma original, más energía se requerirá.

Tecnologías de descomposición

Incluyen sistemas comúnmente conocidos como reciclaje químico. Resinas como el poliéster y el poliestireno son muy adecuadas para las tecnologías de reciclaje químico. Tecnologías específicas como la metanólisis entrarían en esta categoría.

En un proceso químico o de descomposición, las cadenas complejas que componen los polímeros se descomprimen. Los enlaces químicos se rompen, dejan monómeros y otros bloques de construcción químicos para hacer nuevos plásticos, y los aditivos y colorantes se caen del proceso. Esos productos químicos y monómeros limpios se pueden volver a colocar en reactores para obtener un polímero reciclado idéntico a su contraparte virgen. Debido a que estas tecnologías producen los mismos productos que se encuentran en la cadena de suministro de los principales proveedores de resina, esta será la tecnología habilitadora que lleve significativamente a los proveedores de resina al ciclo de la circularidad.

Considerar la escala de estas tecnologías también es importante. Cuando se comercialicen, estas tecnologías operarán a la escala de una planta química, lo que significa que requerirán volúmenes de material que superen con creces lo que se mueve a través del sistema para el reciclaje mecánico en la actualidad. Muchos están tratando de resolver los desafíos de consolidar las materias primas adecuadas para estos sistemas, en previsión de que una gran cantidad de los mismos alcancen una escala comercial en los próximos años.

Si bien el análisis del ciclo de vida muestra que estas tecnologías tienen una mayor huella ambiental que el reciclaje mecánico, y muchas veces más que las tecnologías de purificación, esta clase de tecnología todavía tiene una huella general más baja que la producción de resina virgen porque se evita el proceso de extracción de combustibles fósiles.

Tecnologías de conversión

La tercera categoría de tecnologías avanzadas de reciclaje comprende aquellas tecnologías que convierten los productos plásticos en otros productos vendibles y comercializables.

Estos productos finales pueden variar desde petroquímicos y combustibles como diésel, hasta productos de tipo petróleo crudo, nafta y ceras industriales. A diferencia de las otras dos categorías de tecnologías en el reciclaje avanzado que son ampliamente reconocidas como reciclaje, las tecnologías de conversión pueden contar como reciclaje, pero no siempre. La forma en que se manejen los productos de conversión determinará si el proceso cuenta como reciclaje o no.

Por ejemplo, una tecnología que produce un producto diésel utilizado como combustible puede no contar por definición como reciclaje. Una de las definiciones más ampliamente reconocidas de reciclaje está contenida en ISO 18604: 2, que define el reciclaje de envases como:

Reprocesamiento, mediante un proceso de fabricación, de un material de embalaje usado en un producto, un componente incorporado a un producto o una materia prima secundaria (reciclada); excluyendo la recuperación de energía y el uso del producto como combustible.

De acuerdo con la interpretación de esta definición de la Fundación Ellen MacArthur, “Esto incluye procesos de reciclaje mecánicos (mantenimiento de la estructura del polímero) y químicos (descomposición de la estructura del polímero en bloques de construcción más básicos, por ejemplo, a través de procesos químicos o enzimáticos, que luego se acumulan nuevamente en nuevos materiales). Excluye explícitamente las tecnologías que no reprocesan los materiales en materiales, sino en combustibles o energía”.

Por lo tanto, para que las tecnologías de conversión cuenten como “reciclaje”, deberá haber una contabilidad detallada que demuestre que los productos del sistema se vendieron para su posterior craqueo y refinado como insumos para producir nuevos plásticos.

Camino a la comercialización de las tecnologías de reciclado de plásticos

Estas tecnologías avanzadas de reciclaje han existido durante mucho tiempo a escala piloto. Se han promocionado como las tecnologías de reciclaje del mañana, pero perpetuamente en el horizonte. Ya se trate de precios débiles del petróleo, de bajos precios de resina virgen o baja demanda de PCR, los impulsores clave que permitirían que estas tecnologías escalaran a niveles comerciales nunca parecieron alinearse. Hasta ahora.

La demanda proyectada de PCR por parte de las marcas está causando una importante realineación de la cadena de suministro para lograr los objetivos de PCR para 2025. La demanda se ha convertido en el factor primordial para la inversión en todos los rincones de la creación de capacidad y capacidad de reciclaje, y está sucediendo en toda la cadena de suministro de plásticos.

Ejemplos de comercialización de tecnologías en las tres categorías avanzadas de reciclaje incluyen empresas como:

• PureCycle Technologies. Es una tecnología desarrollada por Procter & Gamble. Una vez que la instalación haya completado la construcción en Hanging Rock, Ohio, PureCycle producirá algunos de los polipropilenos PCR de la más alta calidad disponibles en el mercado. La tecnología, al utilizar un proceso de extracción con disolvente, se convierte en una tecnología de purificación.

• Regenyx. Una empresa conjunta entre Agilyx y Americas Styrenics (AmSty), afirma ser la primera instalación de reciclaje químico a escala comercial del mundo. Ubicada en Tigard, Oregón, esta instalación descompone el poliestireno rígido y expandido en monómero de estireno, que se introduce en los productos de American Sytrenics. El proceso se conoce como reciclaje PolyUsable. Esta tecnología es un ejemplo de tecnología de descomposición.

• Brightmark Energy. Esta tecnología convierte una amplia gama de plásticos en productos de hidrocarburos. La primera instalación, que se construye en Ashley, Indiana, desviará 200 millones de libras de desechos plásticos al año. La instalación producirá 18 millones de galones de diésel y 5 millones de galones de cera. Brightmark es un ejemplo de tecnología en la categoría de conversión de tecnologías avanzadas de reciclaje.

Hay muchos más ejemplos de tecnologías avanzadas de reciclaje que se están construyendo en todo el mundo.

Hoy, con la resina virgen a bajo costo, los plásticos reciclados producidos a partir de estos sistemas serán más caros que la resina virgen. Sin embargo, con la influencia de organizaciones como la Fundación Ellen MacArthur, los propietarios de marcas son responsables de sus compromisos declarados de PCR. Muchos predicen que esto conducirá a un desacoplamiento de los precios del contenido reciclado de la materia prima y creará efectivamente dos mercados separados para estos materiales. Los propietarios de marcas se verán obligados a buscar proveedores de PCR a pesar de una prima de precio sobre la virgen.

En un testimonio ante el Congreso, el ACC destacó que se han invertido 4,200 millones de dólares en los últimos 18 meses para avanzar en el reciclaje mecánico y químico. A medida que estas inversiones entren en juego, transformarán significativamente nuestra industria de recuperación y reciclaje.

Estas nuevas tecnologías avanzadas de reciclaje serán fundamentales para incorporar nuevas materias primas de plásticos reciclados y nuevos participantes en el sistema de recuperación. Y, si queremos cumplir con el objetivo de la circularidad, estas son las tecnologías que nos permitirán lograrlo a escala industrial.