La visión del reciclaje del futuro

El reciclaje de plásticos ha recorrido un largo camino en las últimas décadas. Amplios esfuerzos de recolección, una mayor demanda de material recuperado y diversos avances tecnológicos se han combinado para permitir una mayor recuperación de materiales. Mientras que la innovación tecnológica se extiende a una amplia gama de procesos, desde la trituración a través de la fabricación de compuestos y la extrusión, una categoría que está recibiendo más atención y crédito por su potencial de agilizar la recuperación, es  la automatización de la tecnología de clasificación.

Básicamente, la tecnología de clasificación automatizada procesa la información con una computadora y separa los materiales con cuchillas neumáticas de aire. La tecnología tiene ciertas variedades, incluyendo:

• Tecnología de visión: se trata esencialmente de una cámara que puede clasificar los colores y las formas.
• Tecnología de infrarrojo: se utiliza para diferenciar entre los tipos de resina con los espectros de absorción IR. Esta categoría de clasificadoras ópticas incluye infrarrojo cercano (NIR), infrarrojo medio (MIR) y  espectroscopia láser Raman.
• Tecnología de rayos X (XRF y XRD): les permite a los usuarios "ver a través" de los plásticos a nivel elemental y detectar elementos pesados como el cloro y el bromo, diferenciando el PVC del PET de forma similar y detectando los retardantes de llama bromados que no pueden ser usados en algunos mercados.

Estas tecnologías pueden ser capaces de clasificar grandes volúmenes de contenedores enteros, grandes piezas de plástico o pequeñas escamas en cantidades masivas. Las tecnologías NIR y XRF también pueden ser incluidas en unidades portátiles que permiten la identificación individual de una pieza o parte.

A medida que los programas de recolección han ido más allá de las botellas de PET y PEAD, clasificar una mezcla de plásticos más variada es cada vez más importante para reducir la contaminación y permitir que más plásticos commodity se añadan a la corriente de reciclado. En las plantas de recuperación de materiales (MFR), por ejemplo, las tecnologías de clasificación óptica están siendo utilizadas para recuperar PP.

A medida que los procesos de recuperación de plásticos se han extendido, la clasificación óptica ha sido fundamental en la recuperación de plásticos provenientes de bienes duraderos, como dispositivos electrónicos y autopartes.

En estas aplicaciones, la limitante que encuentra la clasificación óptica es la incapacidad que tienen las tecnologías de clasificación de infrarrojos para identificar y separar plásticos que contienen negro de carbón. La presencia de ese pigmento evita la transmisión de luz infrarroja de nuevo al sensor.

Uno de los mejores atributos de los plásticos, la posibilidad de personalizar los materiales para cada aplicación, es también una de las características que dificultan su recuperación. Este alto nivel de personalización resulta en una amplia gama de plásticos que necesitan ser identificados y clasificados al final de su vida útil.

Por eso, a medida que avanzamos más en el ciclo de vida de gran cantidad de plásticos, las tecnologías de clasificación óptica continúan siendo la clave para impulsar el reciclaje. Hay una serie de ejemplos que podemos explorar para ver cómo la tecnología de clasificación óptica está logrando avances significativos en la recuperación de los plásticos.

El auge de las Plantas de Recuperación de Plásticos

Mientras que la mayoría de la gente sabe sobre las MRF (Plantas de Reciclaje de Materiales, sigla en inglés), una nueva generación de instalaciones de clasificación está apareciendo en Estados Unidos, llamada PRF (Plantas de Recuperación de Plásticos, sigla en inglés). Las PRF han sido decisivas en la creación de una capacidad local para recuperar los plásticos de los números 3-7, o lo que se conoce como "pacas pre-escogidas" (pre-picked bales), que son generadas en las MRF.

Hace un tiempo estas pacas eran usualmente enviadas a China, pero con regulaciones de valla verde, ahora se les niega la entrada en los puertos chinos, con lo cual se ha generado una oportunidad para recuperar y reutilizar estos materiales dentro de Estados Unidos. Sin embargo, con un costo de mano de obra significativamente mayor en este país, la tecnología de separación efectiva desempeña un papel importante.

En 2015, la división de empaques rígidos de la SPI (Rigid Plastic Packaging Group) tuvo la oportunidad de visitar una PRF cerca de Atlanta. QRS, como se llama la compañía, ha sido fundamental en la expansión de la recuperación de los envases rígidos (no botellas) en Estados Unidos, y está a la vanguardia de la tecnología de clasificación óptica a escala industrial.

Una de las resinas en las que se han enfocado en los últimos años es PP, la cual no se había recuperado a gran escala en Estados Unidos hasta hace poco. David Bellon, director y socio de QRS Direct (abastecimiento de QRS), señala que las lecciones aprendidas por la compañía con el PP están siendo aplicadas a otras resinas, tales como PS y PVC rígido.

Gracias a las grandes cantidades de plásticos que maneja QRS, incluso resinas que no se utilizan mucho en los envases finalmente generan volúmenes interesantes. Así, gracias a la tecnología de clasificación óptica, se crea un mayor valor los materiales, que al final siempre tienen un mercado y una demanda.

Si bien la clasificación óptica ha hecho posible la recuperación de algunos plásticos nuevos, Bellon advierte que hay una serie de factores que afecta a los recicladores en este momento, inclusive a los que emplean equipos de última tecnología. La calidad de la paca es uno. Como dice el viejo refrán, "entra basura, sale basura". Las clasificadoras ópticas sólo pueden hacer un buen trabajo si la corriente de entrada es en gran parte de plásticos. QRS tiene que descartar un montón de artículos que no son de plástico (papel, zapatos viejos, etc.), antes de que los plásticos lleguen al sistema de clasificación óptica.

Bellon señala, "las clasificadoras ópticas no son Plug-and-play. El mantenimiento de la propia máquina y el dominio de los matices de la tecnología, requieren talento y tiempo. También está la cuestión de la calidad de la corriente de entrada, y hay que entender sus proveedores, ya que el material de cada uno es un poco diferente en su composición. "Si bien estos factores han sido un reto para QRS, la compañía está programando abrir una nueva PRF, la más grande, en el área de Baltimore.

Un informe publicado a mediados de 2015 sugiere la creciente importancia de la tecnología de clasificación óptica hoy a diferencia de las instalaciones de recuperación: "MFR sucios". Estas instalaciones reciben todos los materiales desechados y no requieren clasificación de los materiales reciclables de la basura.

En el informe “La Evolución de las Instalaciones Mixtas de Procesamiento de Residuos”, preparado por Gershman, Brickner y Bratton, Inc. en nombre del American Chemistry Council, la clasificación óptica fue identificada como una tecnología clave para ayudar a los MFR sucios a dar el salto a "Instalaciones de Procesamiento de Residuos Mixtos", que producen altas tasas de remisión de materias primas de buena calidad..

 

Clasificar todo

Además de proporcionar una recuperación más detallada de los plásticos en las PRF, la industria también está empezando a explorar cómo los productos pueden ser mejor diseñados para comunicar más información a los sistemas de clasificación óptica, con el fin de optimizar la recuperación. Dos ejemplos de esto se presentaron en la Cumbre SPI Tech celebrada a comienzos de 2015.

El primero aborda el reto de plásticos negros tradicionales de no ser leídos por la tecnología de infrarrojos. Piense acerca de la cantidad de artículos de plástico en nuestras vidas que son negros, como bandejas termoformadas de PET, cajas electrónicas, etc. Estos elementos se pigmentan con negro de carbón, por lo que requieren métodos de clasificación alternativos, no ópticos.

Esto aumenta el costo y puede afectar a la economía del reciclaje y la calidad del material. Ed Kosior, director general de Nextek Ltd., una empresa de consultoría, con sede en Reino Unido, que se especializa en el reciclaje de envases plásticos, presentó un ensayo llevado a cabo por su compañía para superar este desafío.

Nextek creó un método por el que los plásticos pueden ser de color negro, mediante el uso de una mezcla de colorantes diferentes a negro de humo. Sin negro de humo, estos plásticos aparentemente "negros" se comportan como otros plásticos y pueden ser ordenados de manera efectiva por los clasificadores de NIR. El negro de humo es más económico en comparación con otros colorantes, por lo que habría mayores costos para la fabricación de estos plásticos "negros".

Sin embargo, esta investigación demuestra que las empresas como Nextek pueden ofrecer soluciones de diseño para el reciclaje que ayudan a expandir las capacidades actuales de clasificación óptica de plástico.

Otro ejemplo de cómo la industria está trabajando para aprovechar el potencial de la clasificación óptica se puede encontrar en el REFLEX (Reciclado de Envases Flexibles), un proyecto que ya se encuentra en marcha en el Reino Unido y que fue presentado por Dow Chemical. El proyecto tiene tres objetivos declarados: explorar nuevos diseños de envases innovadores, desarrollar técnicas para producir polímeros mezclados de envases flexibles que se emplean en nuevos usos, y mejorar la identificación y clasificación de envases flexibles reciclables.

Todos estos objetivos son importantes, pero el último permitirá la recuperación de aquellos paquetes que han sido diseñados para el reciclado mecánico. La capacidad de identificar estos paquetes como reciclables se proporciona a través de un aditivo que será detectable por tecnologías de clasificación NIR.

Hay aditivos disponibles en la actualidad, tales como marcadores opalescentes, que pueden ser detectados por las tecnologías de infrarrojos y se comunican a otro nivel de información a los clasificadores más allá del tipo de resina. Algo como: "Aquí está mi firma única, lo que significa que estoy diseñado para reciclaje, por lo que me puede enviar a esa pila para reciclaje".

Eventualmente, mensajes de todo tipo podrían ser incorporados en los envases y productos, incluyendo información sobre materiales compuestos, productos de múltiples capas, etc. El desbloqueo de esta capa adicional de información solamente va a pasar a través el uso de tecnologías de clasificación óptica.

A partir de estos ejemplos de aplicación y de investigación, está claro que la clasificación óptica es la clave para desbloquear los grandes avances en el reciclaje de plásticos. Una vez un reciclador me dijo que su clasificadora óptica era "el cerebro de su operación". Si bien no hay una fórmula mágica para resolver todos los problemas de recuperación, a partir de una perspectiva tecnológica, la clasificación óptica tiene un gran potencial para llevar más allá a la cadena de valor del reciclaje en la recuperación de más plásticos de una manera precisa y rentable.
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