Separación y clasificación de plásticos en el proceso de reciclaje

Clasificación de residuos plásticos en reciclaje

La clasificación de residuos plásticos es una parte fundamental del reciclaje de polímeros debido a los diferentes tipos de plásticos en uso y al hecho de que la mayoría de estos no son compatibles entre sí. El precio que los fabricantes de polímeros están dispuestos a pagar por los plásticos reciclados depende del precio de mercado relativo de la resina virgen frente a la resina reciclada y de la calidad del producto clasificado.

Los plásticos mezclados generalmente tienen un valor más bajo y producen productos con propiedades pobres y variables, mientras que las corrientes clasificadas se pueden usar en aplicaciones de mayor valor o de circuito cerrado.

Incluso el 1% de un polímero incompatible puede ser suficiente para degradar las propiedades de un lote completo de reciclado. La separación también es necesaria para aquellos productos de plástico diferentes que están unidas mecánica, química o térmicamente.

Desafíos en el reciclaje de plásticos diversos

Para facilitar el reciclado de los diversos plásticos, debe considerarse que  el lote de materiales plásticos que queremos reprocesar, debe ser lo más limpio y puro posible. La presencia de algunos materiales diferentes o “extraños” que poseen propiedades muy distintas o contienen ciertas sustancias químicas contaminantes, pueden dificultar o limitar todo el proceso incluso en cantidades extremadamente pequeñas.

Un ejemplo muy ilustrativo para demostrar la sensibilidad en la diversidad de las estructuras químicas de plástico, es que una botella de PVC perdida entre 10 000 botellas de PET arruina todo el lote. Esto implica una demanda de pureza de más del 99,99% en un lote de botellas de PET y PVC que se separarán entre sí. Afortunadamente, no todos los materiales plásticos son tan sensibles a los materiales extraterrestres como el PET o tan contaminantes como el PVC.

Separación e identificación en el reciclaje de plásticos

El primer paso para un eficiente reciclado de los materiales plásticos es la separación de los diferentes tipos y su identificación; esto, que parece simple, es uno de los principales problemas que existen, y de su solución depende lograr una producción de materiales reciclados que mantengan características como contaminación mínima y una homogenización en su composición para su posterior utilización.

Métodos de separación de plásticos basados en propiedades físicas

Los métodos utilizados para separar los componentes individuales de las corrientes residuales o bien de mezclas de materiales están basados en las diferencias entre sus propiedades físicas.

Las siguientes propiedades de los materiales son los parámetros mayormente considerados  como base para la separación:

• Color. La diferencia en la apariencia de diversos componentes de mezclas de materiales ha sido un criterio utilizado en la selección manual. Actualmente ya se dispone comercialmente de métodos automáticos  basados en la diferencia de colores.
• Tamaño de partícula. Puesto que propiedades como fuerza, flexibilidad y resistencia al impacto varían de un material a otro, los constituyentes de la mezcla cambian en función al tamaño de partícula durante la etapa de reducción de tamaño. Si un cierto componente tiene un tamaño de partícula considerablemente más grande o más pequeño que los demás, puede facilitarse la separación de éste del resto del material.
• Densidad. Cada tipo de material plástico presenta una densidad característica que puede variar dependiendo de la pureza de mismo, es decir, si está aditivada con algún pigmento o carga mineral.  Existe una gran variedad de métodos de separación que utilizan diferencias de densidades, como es el caso de flotación, ciclones, lixiviaciones, etc.
• Electromagnetismo. Este principio es ampliamente utilizado gracias a su simplicidad. Metales ferrosos son recuperados  de la mezcla de materiales mediante separadores magnéticos.

Las propiedades fundamentales de los materiales, anteriormente mencionadas, son las bases para los métodos de separación que a continuación se describen.

Separación manual de los plásticos

La separación manual es la técnica más antigua que aún se utiliza de manera poco trascendente en las plantas modernas de separación. Es utilizado a la entrada del material con el fin de recoger los objetos fácilmente separables, como el papel, cartón y contenedores de vidrio, como se puede apreciar en las figuras 2a y 2b.

La técnica de clasificación manual del material implica la identificación por forma, color, apariencia, marca registrada del plástico que lo distingue para la identificación visual por parte de los operadores. Son útiles en una situación en la que los componentes de plástico son lo suficientemente grandes como para justificar el tiempo y el esfuerzo necesarios, ya que requieren mucha mano de obra, tienen un entorno de trabajo malo y son inviables desde el punto de vista económico.

Esta técnica se basa en los códigos de identificación del material pero no se puede descuidar la posibilidad del error humano. Tiene una gran ventaja en precio ya que es un método relativamente barato.

Para una gran cantidad de materiales, una vez que se ha verificado el cumplimiento del material, esta etapa permite llevar a cabo una operación inicial de clasificación de desechos, lo que facilita el procesamiento automático en el futuro.

Por lo tanto, elementos tales como piezas defectuosas, desechos y recortes de la industria, recogidos después del consumo, se colocan en bandas y son desmantelados por operadores que eliminan los productos más gruesos contaminantes (por ejemplo, hules, tornillos y remaches de bolsas de basura) y llevar a cabo una separación por color que se dividen en dos flujos: coloreado y natural, que se eliminan a mano y se redirigen a las máquinas rectificadoras. En algunos casos, se requiere una verificación visual simple antes de enviar productos a las diferentes líneas de reciclaje.

La clasificación manual se puede facilitar mediante el uso de diversas condiciones de iluminación. La luz ultravioleta (llamada luz "negra") puede ser útil para mejorar la discriminación entre las botellas de PVC y PET. Además se cuenta con sistemas de clasificación semiautomático de bajo costo, que utiliza iluminación especial dispersa para ayudar a eliminar el PVC del PET y distinguir PETG y PS del PET y el PVC.

Este sistema se basa en operadores que usan anteojos polarizados especiales para eliminar los polímeros contaminantes de un transportador en movimiento. Bajo esta iluminación, el PET aparece muy brillante, casi incandescente, mientras que el PVC presenta un aspecto azul oscuro.

Factores de impacto en la separación manual de plásticos

Al evaluar las diferentes consideraciones previamente discutidas con respecto a la eficiencia de la separación manual de  materiales plásticos, deben de analizarse los diferentes  factores de impacto:

• Grado de contaminación del material a clasificar: La remoción previa de materiales extraños o contaminantes, aumenta la eficiencia y productividad en la etapa de separación.
• Secuencia de separación de materiales: El primer plástico a separar de una corriente de materiales, debe ser el de mayor volumen.
• Densidad de los materiales. Factor importante para considerar en la selección del método de separación.

Desventajas de la separación manual en el reciclaje

Sin embargo, la clasificación manual de los polímeros post-consumo requiere mucha mano de obra y es ineficaz. El alto costo laboral hace que la clasificación manual sea económicamente inviable, además los productos generalmente solo encuentra una aplicación limitada en productos de bajo valor debido a la posibilidad de error humano durante la operación de clasificación.

Por otra parte el presente método implica el riesgo de problemas de salud, cuando no se han seguido las medidas de higiene y  seguridad adecuadas, ya que los materiales a separar, previamente se mezclaron con otros residuos contaminados. 

AUTORES

• MC. Adrián Méndez Prieto
• Ing. Rodrigo Cedillo García
• L.C.Q María Concepción

Agradecimientos:

• Q. Ma. Guadalupe Méndez Padilla
• L.C.Q Alejandro Espinoza Muñoz

Contacto:

*MC. Adrián Méndez Prieto.
Centro de Investigación en Química Aplicada
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