13 marzo, 2015
El proyecto REC POLYOLEFIN, se llevó a cabo durante el periodo de septiembre 2011 a agosto 2014. Los resultados obtenidos durante ese tiempo han sido satisfactorios, consiguiendo resultados óptimos que han dado lugar al diseño y fabricación de una planta demostrativa para el reciclado y separación de poliolefinas.
Al inicio del proyecto se llevó a cabo un estudio completo de los residuos plásticos recogidos por diferentes centros de gestión de residuos tanto de la Comunidad Foral de Navarra como de los Países Bajos (teniendo en cuenta la ubicación de los socios del proyecto).
Tras el estudio realizado en Navarra, se puede decir que el porcentaje de poliolefinas dentro de los residuos plásticos recogidos se encuentran entre el 0 y el 20 % en función de la zona estudiada. Por otro lado, en los Países Bajos existe una red de recogida organizada donde gestionan los residuos de una manera completa, donde la parte de plásticos residual es vendida en fardos.
Posteriormente se llevaron a cabo numerosos estudios y pruebas para poder definir los requerimientos que favorecen a las poliolefinas. Tras dicho estudio se definió que la mezcla de poliolefinas debía tener tamaños similares y requerían de tiempos de permanencia y temperaturas altas ya que ofrecían mejores resultados.
Para la realización de estas pruebas, se realizaron lotes de muestras simuladas teniendo en cuenta los residuos actuales para definir su composición siendo esta:
HDPE (rojo):18% PP (amarillo): 12% LDPE (transparente): 70%
Muestras simuladas
Mezclas de poliolefinas tras someterse a temperatura
Tras definir los requerimientos, fue necesario realizar un exhaustivo estudio, análisis y evaluación de cada una de las técnicas existentes de las fases de tratamiento y acondicionamiento de residuos plásticos para conseguir obtener un material de entrada a la línea demostrativa de reciclado lo más homogéneo y adecuado posible. Fruto de dicho análisis se concluyó que los residuos seguirían el siguiente esquema:
Etapas de plásticos a separar
Teniendo en cuenta los diferentes residuos plásticos y tras la evaluación para cada uno de ellos de los sistemas de acondicionamiento previos, se analizaron los resultados obtenidos y se concluyó que tantos los residuos sólidos industriales como los residuos plásticos agrícolas eran las fracciones más adecuadas para el desarrollo del proyecto, teniendo en cuenta que dichos residuos eran los más homogéneos.
Una vez seleccionados los residuos a tratar y sus etapas se procedió al diseño del prototipo de tratamiento térmico (tambor rotativo), Fase I del proceso de separación.
Se diseñó un equipo prototipo con capacidad de tratamiento de 1000 kg/h para conseguir la contracción térmica adecuada de la mezcla poliolefínica post-consumo.
Una vez se adquirieron y construyeron todos los elementos y dispositivos que formaban parte del equipo prototipo, se procedió a su montaje. A continuación se muestra una imagen del sistema prototipo de tratamiento térmico desarrollado:
Sistema prototipo de tratamiento térmico
Una vez finalizada la construcción del prototipo, se procedió a realizar pruebas con muestras simuladas con el fin de optimizar los parámetros del sistema.
Durante las pruebas realizadas con el equipo prototipo de tratamiento térmico se consiguieron optimizar los parámetros tanto del equipo como del material (temperaturas, tamaño film, tiempo permanencia, etc.)
Tras el tratamiento térmico se obtienen dos fracciones, ambas fracciones contienen mezcla de las tres poliolefinas, por este motivo es necesaria una etapa posterior de separación para conseguir alcanzar el objetivo del proyecto
Para esta segunda etapa se plantearon dos tipos de separaciones: separación electrostática y separación neumática.
Para la separación electrostática se llevó a cabo un estudio denso y detallado, así como pruebas a pequeña escala, que demostraron que la separación de los films por esta técnica no era viable.
Para diseñar y definir el sistema de separación neumático, se realizaron pruebas experimentales en equipos de separación propiedad de los socios con muestras simuladas obtenidas tras el tambor rotativo. Una vez realizadas las pruebas, se procedió al diseño del equipo de separación neumático teniendo en cuenta los parámetros y requisitos técnicos definidos (alimentación, superficie, etc.). Posteriormente se procedió a su construcción. Una vez puesto a punto se llevaron a cabo una serie de pruebas para la definición de las condiciones de proceso adecuado así como para comprobar el correcto funcionamiento del equipo en cuanto a los objetivos previstos.
Para las pruebas se utilizaron las dos fracciones obtenidas tras el procesado térmico (deformada y no deformada). Se realizaron pruebas variadas hasta conseguir optimizar parámetros.
Sistema separación neumático
Una vez optimizadas las condiciones del sistema, se pudo concluir que el proceso de separación neumático desarrollado resultó óptimo y muy efectivo, puesto que se consiguió la separación de los materiales adicionados en diferentes lotes.
Tras la optimización de los diferentes equipos que conforman la planta demostrativa de separación de poliolefinas se procedió a realizar numerosas pruebas para verificar el funcionamiento y puesta a punto de la planta demostrativa desarrollada.
Se recogieron muestras de materiales post-consumo de diferentes orígenes. Las mezclas poliolefínicas post-consumo fueron molidas, para ser posteriormente sometidas en una primera fase al tratamiento térmico (Fase I) y en una segunda fase a una separación mediante el sistema neumático implementado (Fase II).
Tras pasar por la Fase I la mezcla poliolefínica post-consumo sufrió un proceso de contracción o tratamiento térmico que permitió la obtención de dos fracciones:
Tratamiento térmico y muestras obtenidas
Las dos fracciones obtenidas fueron fracción de poliolefinas deformada (con bajo contenido de PP) y fracción de poliolefinas no deformada (con alto contenido en PP).
Tras someter a las mezclas a la Fase II (Sistema de separación neumático), fue posible separar el PEBD contraído de los demás materiales sin contraer (PP/PEAD).
Muestras obtenidas
Obteniendo tras las pruebas diferentes fracciones, fracción con aproximadamente un 95,5 % de PEBD y fracciones mezcla de PEAD/PP con aproximadamente un 19% de PEBD.
Como conclusión tras las pruebas realizadas, se pudo concluir que el éxito en el nivel de separación resultaba ser muy dependiente del tamaño de las mismas, obteniendo tras la optimización de los parámetros resultados satisfactorios
Una vez desarrollado el proceso de separación para el reciclado de PEBD y mezclas de PEAD/PP, se procedió a validar las muestras obtenidas por dos métodos extrusión de film y extrusión de perfiles.
Se llevaron a cabo pruebas para comprobar la efectividad de las tecnologías mediante extrusión de films y perfiles para el procesado de las muestras obtenidas con la planta demostrativa desarrollada.
– Extrusión de perfiles en base a mezclas de PEAD/PP reciclado
– Extrusión-Soplado de films en base a la corriente de PEBD reciclado.
Tras realizarse las pruebas se concluyó que tanto los residuos de PEBD, como los de PEAD/PP post-consumo resultaron ser materiales óptimos para su uso en aplicaciones finales como films y perfiles respectivamente. Asimismo, se demostró la viabilidad de la tecnología desarrollada para la separación de dicho residuos tanto con muestras simuladas como con mezclas de poliolefínicas post-consumo en la línea demostrativa diseñada.
Por lo que como futuras aplicaciones viables técnica y económicamente a los productos obtenidos con las muestras de poliolefinas separadas por fracciones, podrán entre otros ser las siguientes:
