Retos y soluciones en el reciclaje de autopartes plásticas

Desde los años setenta, década en la que se produjo una de las peores crisis de energéticos en el mundo, las tendencias de la industria automotriz se modificaron. Cambios drásticos en el diseño y manufactura de los vehículos automotores condujeron a una mejoría en los procesos de combustión y a una reducción de los pesos de los vehículos, lo cual a su vez condujo a una notoria disminución en el uso de combustible.

La disminución en el peso se ha dado por dos rutas principales: reducción de dimensiones y sustitución del acero por materiales de menor densidad, como aluminio y plástico.

Importancia de los plásticos en la fabricación de automóviles

Los plásticos son cada vez más importantes en las diversas piezas para el armado de los automóviles, ya que estos materiales permiten a los fabricantes obtener tanto una flexibilidad en el diseño como una facilidad durante el proceso de producción, con lo que conlleva a reducir los costos y producir vehículos más ligeros, lo cual es clave para mejorar la economía de combustible y cumplir las normas de emisiones,  como  se aprecia en la fig1.  

Factor importante en la selección de dichos materiales es el cumplimiento de requerimientos técnicos específicos para el sector automotriz, como son propiedades de resistencia química, resistencia al impacto, módulo de flexión, coeficiente de expansión térmica entre otros. Así pues, se tiene que los plásticos representan entre un 16-18% del peso total del automóvil.

Aplicaciones de los plásticos en la industria automotriz

Algunas de las principales aplicaciones de los plásticos en la industria automotriz se listan a continuación:

• Parachoques
• Carcasas
• Faros y espejos laterales
• Tableros de instrumentos
• Asientos y respaldos
• Paneles de puertas
• Contenedores de fluidos, etc.

Materiales plásticos utilizados en la industria automotriz

Aunque se han llegado utilizar hasta 13 polímeros diferentes en un solo modelo de coche, principalmente tres tipos de plásticos representan alrededor del 66% del total de plásticos utilizados en un automóvil: polipropileno (32%), poliuretano (17%) y PVC (16%).

• Polipropileno es muy resistente químicamente y casi completamente impermeable a la humedad y al agua. Utilizándolo de color negro tiene  mejor resistencia UV y se utiliza como parachoques automotrices, tanques de productos químicos, aislamiento de cables, cajas de baterías, contenedores de gasolina, alfombras interiores y exteriores, fibras de alfombras.
• Los materiales de poliuretano son ampliamente utilizados en asientos de espuma flexible de alta elasticidad, paneles de aislamiento de espuma rígida, sellos y juntas de espuma microcelular, ruedas y neumáticos elastómeros duraderos, bujes de suspensión para automóviles, etc.
• PVC tiene buena resistencia al ataque químico y disolvente. Su contenido de vinilo le da buena resistencia a la tracción y algunos grados son flexibles.  Se aplica en paneles de instrumentos de automóvil, revestimiento de cables eléctricos, tanques de productos químicos, etc.

Recuperación y reciclaje de autopartes plásticas

Alrededor del 75% de metal en un coche es fácilmente reciclable, pero el 25% restante plantea mayor dificultad por la heterogeneidad de materiales. En un automóvil mediano hay alrededor de unos 600 materiales distintos: metales, vidrio, plásticos, cerámicas, piel, elastómeros, etc. 

La recuperación de partes de vehículos que llegan al final de su vida útil, así como de aquellas piezas fuera de especificaciones generadas durante la etapa de fabricación o armado, conformadas  por el uso de una gran variedad de tipos de materiales plásticos (PP, PP/EPDM, HDPE, LDPE, PS, PVC, PU y sus diversas mezclas) se ha convertido en un imperativo para fabricantes de autopartes plásticas.

El esquema convencional para la recuperación y reciclado de vehículos al final de su vida útil [ELV] es determinada por prácticas estándar en los procesos de recuperación de metales. En el siguiente diagrama se pueden identificar las principales etapas del proceso.

Los metales son recuperados mediante separación magnética y constituyen alrededor de un 75% del total del peso del vehículo al final de su vida útil [ELV] los cuales son reciclados en acero.     

En los procesos actuales de recuperación, se cuentan con diferentes rutas [ELV], que  considera las principales etapas ya mencionadas, como se puede apreciar en el siguiente esquema:

Cuando el automóvil llega a la planta de reciclado, la primer práctica consiste en vaciar todos los líquidos de frenos, transmisión, lubricantes, agua etc. Luego se le retiran los componentes voluminosos como el motor, baterías, neumáticos que, si pueden seguir siendo usados, entran al mercado de segunda mano y, si no, se desmontan para aprovechar sus partes valiosas.

A continuación se procede a identificar y se remueven los plásticos, dentro de la corriente de materiales ligeros, evaluándose su pertinencia para volverlos a usar.

Debido a la enorme variedad de resinas plásticas utilizadas y tamaños diferentes presentes en las distintas partes de un automóvil, el reciclado de los plásticos automotrices, presenta un cierto grado de dificultad debido a la heterogeneidad de los diversos materiales plásticos utilizados, la variación de las densidades y el contenido de humedad, que cambian con los diferentes tipos de materiales utilizados de origen.

Por lo que se debe considerar utilizar no sólo el reciclado mecánico sino también la recuperación energética y el reciclado químico. La recuperación energética es posible gracias al excelente valor calórico de los plásticos, lo que los convierte en combustible valioso para generar electricidad y calor, ahorrando así combustibles fósiles al utilizar residuos que primero tuvieron una vida útil, cerrando de este modo el ciclo.

Con lo previamente discutido se considera que los esfuerzos tecnológicos, dentro del tratamiento de los residuos plásticos automotrices están direccionados a:

• Reducir el impacto ambiental total de las etapas de eliminación o pretratamiento de los contaminantes.
• Incrementar la eficiencia en el desmantelamiento de los componentes y efectividad de los métodos de separación de los materiales principalmente para favorecer la reciclabilidad de los plásticos automotrices.