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Química

El camino inverso del reciclaje

Los envases plásticos descartados se transforman en materias primas derivadas del petróleo

Miguel BoyayanDel análisis de la basura producida en Indaiatuba, ciudad con 175 habitantes, en la región de Campinas, se esboza un retrato de los desechos en Brasil. Realizado durante el transcurso de un año por investigadores de la Universidad estadual Paulista (Unesp) de sofocaba, en el interior de São Paulo, el relevamiento demuestra que alrededor del 90% de los residuos podrían reciclarse y sólo el 10% de las 135 toneladas de basura producidas diariamente, como los pañales descartables, desechos de baños, pilas y otros materiales capaces de ocasionar contaminación tendrían como destino obligatorio los rellenos sanitarios. El estudio, publicado en diciembre de 2007 en la revista Waste Management & Research, periódico oficial de la Asociación Internacional de Residuos Sólidos, forma parte de un proyecto para el desarrollo de procesos alternativos de reciclado de envases plásticos fabricados en base a polietileno (tereftalato de etileno), el conocido PET de las botellas de refrescos, agua mineral y aceite de cocina, coordinado por el profesor Sandro Mancini, de Ingeniería Ambiental de la Unesp Sorocaba, que cuenta con financiación de la FAPESP.

Se presentaron tres procesos de reciclaje de plásticos estudiados por el grupo de Mancini con resultados alentadores. Uno de ellos propone un método novedoso para la obtención de ácido tereftálico –uno de los reactivos importados utilizados para la producción del PET– a partir de las botellas usadas y descartadas, una materia prima barata y abundante. Según datos revelados por la Asociación Brasileña de industrias Químicas, durante 2007, Brasil importó 347.057 toneladas de ése ácido, por valor de 337,8 millones de dólares. Ese método, tema de la tesis doctoral de Mancini en la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), bajo la dirección de la profesora Maria Zanin, que resultó en un registro de patente, consiste en un reciclaje químico combinado con el reciclaje mecánico del PET, mediante molienda, lavado, secado y reprocesado. Durante el proceso de lavado con agua se adiciona soda cáustica. Durante el reciclaje químico, el objetivo es forzar al plástico a reaccionar en forma contraria a la ocurrida durante su fabricación. “En lugar de utilizar derivados del petróleo para ser polimerizados para la formación del plástico, utilizamos reacciones de despolimerización para obtener los derivados del petróleo tales como el ácido tereftálico”, explica el investigador. “Es un nuevo sistema para la obtención de derivados del petróleo”.

Mediante este nuevo sistema, es factible conseguir un material más limpio, apropiado para los procesos de reciclaje mecánico tradicionales de botellas plásticas descartadas en los cual el material resultante se emplea en la fabricación de sogas, escobas, alfombras y otros productos. La combinación de agua y soda cáustica provoca un descascarado en la superficie del PET, que es el que retiene la mayor parte de las impurezas presentes en el material reciclado. “Los resultados fueron muy buenos, indicando que el 5% de la remoción del material es suficiente para revelar una superficie bastante más limpia”, relata Mancini. Para constatarlo, se realizaron varios ensayos, tales como composición química, viscosidad, microscopía electrónica, y cromatografía gaseosa. Los resultados más evidentes son los que aporta la microscopía electrónica, donde fue posible observar el ataque del reactivo y la remoción de la superficie. “Cuando utilizamos el recurso de rayos X del microscopio, pudimos hacer un análisis de la composición de minúsculos tramos de la superficie y notamos la gran eficiencia del lavado químico para la remoción de impurezas, muchas veces impregnadas por la ausencia de una recolección selectiva, asociadas con metales como aluminio, hierro, titanio, potasio, calcio y sodio”. El proceso funcionó tanto para botellas de refrescos como para las de aceite vegetal usadas y descartadas.

Sin embargo, el estudio de los compuestos orgánicos identificados en los envases de aceite antes y después del lavado químico apuntó la necesidad de un reciclaje diferenciado para la obtención de productos con la misma calidad que los provenientes de envases de refrigerios. “El lavado químico fue bueno, pero no perfecto, principalmente en el caso de los envases de aceite vegetal”, dice Mancini. De todos modos, luego del procedimiento, fueron encontrados 19 compuestos orgánicos de los 30 identificados inicialmente dentro de ese tipo de envases. El material removido durante el lavado es el PET despolimerizado, de donde puede obtenerse el ácido tereftálico mediante procesos físicos o químicos, tales como disolución, acidificación y filtrado.

Sandro Mancini/UNESPÁcido puro
El segundo de los tres procesos estudiados también trata la despolimerización del PET por vías químicas para la obtención de ácido tereftálico y etilenglicol, otro producto derivado del petróleo. En este caso, con el apoyo de los profesores Elidiane Rangel y Nilson Cruz, también de la Unesp de Sorocaba, se utilizó un tratamiento con plasma de aire atmosférico para dejar a la superficie de las botellas plásticas más receptiva al agua utilizada en el proceso. Para formar el plasma, se aplica una determinada potencia eléctrica sobre un gas a baja presión. “El plasma ayudó para aumentar la velocidad de reacción de la hidrólisis”, dice Mancini. Mediante ese proceso, los investigadores consiguieron obtener ácido tereftálico en cantidad suficiente y con alto grado de pureza, aunque en relación al etilenglicol el estudio aun no se encuentra cerrado. El grado de pureza del producto obtenido se halla por debajo de lo esperado por el grupo de investigación. “Nuestro objetivo es obtener los dos derivados en un estado tan puro como el del petróleo, a punto tal que puedan ser repolimerizados para la obtención de nuevo PET que permita incluso su utilización para el contacto directo con alimentos”, expresa Mancini. Para que los envases reciclados se utilicen con esa finalidad, se requiere la autorización de la Agencia Nacional de Vigilancia Sanitaria. Aunque no fue divulgado, el proceso de obtención de los dos derivados del petróleo mediante utilización de plasma llamó la atención de una empresa de Paraná, aunque aun no existe un contrato de traspaso de la tecnología.

El reciclaje mecánico del PVC, sigla por policloruro de polivinilo, mediante la aplicación de plasma de hexafluoruro de azufre, un tipo de gas, es el tercer proceso estudiado por el grupo. El tratamiento se utilizó para obtener una muestra con menor afinidad en relación con el agua buscando aumentar la resistencia de la superficie al paso de la corriente eléctrica. De este modo, el material tratado con el plasma conduce menos la electricidad que el material sin tratamiento, lo cual es bueno para las aplicaciones comunes del PVC reciclado, como la cobertura de cables eléctricos. “Comparando las propiedades de la superficie del PVC reciclado con el producto virgen, notamos que los dos materiales no presentan gran diferencia”, dice Mancini. El PVC utilizado en ese estudio fue retirado de un basural de residuos de construcción civil de Sorocaba, porque existe poco material de ese tipo en los residuos domésticos. Las estimaciones, realizadas con el apoyo del gobierno de la ciudad, indican que Sorocaba descarta alrededor de 500 toneladas de escombros diariamente, además de otras 350 toneladas de residuos domésticos. Ese proyecto cuenta con el apoyo técnico de la empresa Braskem.

Otro dato obtenido por el grupo es el que se producen mayores desechos de aluminio y PET incoloro en los meses con alta temperatura. De ese PET incoloro descartado, alrededor del 26% en masa, está conformado por envases de aceite, que suelen tener un costo reducido en relación con los envases de agua y refrigerios, pues normalmente presentan mayor cantidad de impurezas impregnadas, como constató el estudio sobre lavado químico. Entre los plásticos, el más común encontrado en los residuos es el polietileno de alta densidad, presente en las bolsas de supermercado, por ejemplo. Las estimaciones consideran un promedio de 5 toneladas de descartes de ese material por día. Para comprobar en la práctica que el reciclaje sólo es viable cuando existe una previa separación de la basura seca de la húmeda, los investigadores recolectaron muestras de bolsas plásticas del relleno sanitario para ser recicladas. Las muestras fueron pesadas, lavadas, enjuagadas, secadas y pesadas nuevamente, sin las impurezas. “En la recolección común la diferencia de peso alcanza un 40%, mientras que con la recolección selectiva no llega al 10%”, dice Mancini. Eso significa que, de cada mil kilogramos de material para reciclaje luego de una recolección tradicional, sólo 600 kilogramos corresponden a plástico, el resto es suciedad, que será transferida al agua luego del lavado.

Reglas para alimentos

Desde el mes de abril de este año, se permite la utilización de los envases elaborados con PET reciclado para acondicionar alimentos. El registro del producto en la Agencia Nacional de Control Sanitario (Anvisa) es la principal exigencia para la utilización del PET con esa finalidad. Aparte de eso, la etiqueta del envase debe contener el nombre del productor, el número de lote y la expresión PET-PCR, (pos-consumo reciclado). La norma de la agencia está fundamentada en el surgimiento de nuevas tecnologías capaces de limpiar y descontaminar ese tipo de material, independientemente del sistema de recolección. El permiso atiende a una exigencia del Mercado Común del Sur (Mercosur), acordada entre los países miembros durante diciembre del año pasado. La decisión contribuirá para aumentar el índice de reciclaje de botellas plásticas descartadas luego de su utilización. Durante el año 2006, de las 378 mil toneladas (de compuesto base) de PET fabricados en Brasil, 194 mil toneladas fueron recicladas, según datos proporcionados por la Asociación Brasileña de la Industria del PET (Abipet) divulgados hacia el final del año pasado, para la producción de cables, sogas y alfombras, por ejemplo. Las otras 184 mil toneladas contribuyeron para engrosar el volumen de los depósitos de basura o fueron a parar hacia playas y ríos u otros lugares inapropiados.

Detalles de la basura municipal

El análisis de la basura de Indaiatuba también otorgó algunas pistas acerca del patrón de consumo de las familias brasileñas. “Un análisis socioeconómico de los residuos indicó que los barrios de clase baja descartan menores cantidades de envases y más restos de comida, calzado y escombros”, dice Mancini. Se evaluaron diez muestras obtenidas directamente del camión recolector entre septiembre de 2004 y julio de 2005. Para la elección de cada muestra, se tomó en cuenta la región geográfica de la ciudad, la estación climática del año en la época de la recolección y la clase social del barrio. Según datos del Instituto Brasileño de Geografía y Estadística (IBGE), de 2001, dentro del municipio, el 11% de la población corresponde a la clase alta, mientras que las clases media y baja representan  el 55% y 34 % respectivamente. Los residuos fueron divididos en 27 ítems, cada uno escogido por su potencial o no para el reciclaje. Los ítems separados fueron los restos alimenticios, pañales, residuos de baños, telas, calzados, pilas, envases de leche en caja, vidrio, latas de acero, aluminio, escombros, papeles y plásticos. Entre esos ítems, 23 pueden ser reutilizados o reciclados, siempre y cuando la gestión de los residuos sólidos esté relacionada con la recolección selectiva. De las 135 toneladas de residuos descartados diariamente, 54, que corresponden al 40% del total, son restos de comida. Sumando las hojas y ramas de árboles, encuadrados en la categoría residuos de jardinería, resulta un 55% de materia orgánica pudriéndose en el relleno sanitario. Los cálculos indican que el costo medio de la recolección y transporte de la basura se halla en el orden de los 100 reales por tonelada. En ciudades menores, debido a las distancias más cortas de transporte, ese valor cae a 70 reales por tonelada. “Sólo en Indaiatuba representan un gasto de casi 10 mil reales diarios en recolección y depósito, lo que significa 3 millones de reales anuales, los que se suman a otros 6 millones anuales en materiales que pueden ser reciclados”, dice Mancini. Aunque los datos sean de Indaiatuba, pueden extenderse para otros municipios que no cuentan con programas de recolección selectiva.

El Proyecto
Desarrollo de procesos alternativos de reciclaje de polietileno (tereftalato de etileno) proveniente de los residuos sólidos urbanos (nº 04/08718-9); Modalidad Programa  de Apoyo a Jóvenes Investigadores; Coordinador  Sandro Donnini Mancini – Unesp; Inversión R$ 79.015,94 (FAPESP)

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