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Dónde está hoy la innovación en el reciclaje de plástico | Grupo de tecnologías limpias

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Se espera que la producción de plástico se duplique para 2050. De manera similar, se espera que las emisiones de plástico provenientes de la producción y eliminación se dupliquen para 2060. El reciclaje de plástico puede abordar las emisiones relacionadas tanto con la producción como con la eliminación mediante la recirculación del plástico, lo que reduce la necesidad de producción de plástico virgen y los métodos de eliminación contaminantes.  

El estándar de la industria, el reciclaje mecánico, es increíblemente eficiente desde el punto de vista energético y está muy extendido, pero tiene varias deficiencias clave. El reciclaje mecánico es específico de la materia prima, requiere una clasificación costosa (en la mayoría de los casos solo se acepta PET, HDPE, PP, LDPE), experimenta fallas frecuentes debido a la contaminación y produce productos de bajo valor. 

El reciclaje avanzado, un conjunto de reacciones fisicoquímicas utilizadas para descomponer o extraer polímeros del plástico, surgió para aumentar el valor del reciclaje y reducir la necesidad de clasificación. El mercado del reciclaje avanzado ha crecido rápidamente en los últimos cinco años, resolviendo algunas de las lagunas técnicas del reciclaje mecánico y fallando en otras. 

Innovaciones en el reciclaje de plástico 

Las tres tecnologías principales en el reciclaje avanzado (excluyendo la gasificación y el craqueo) incluyen la pirólisis, la despolimerización y la disolución de solventes. Cada tipo tiene fortalezas específicas y áreas de innovación para mejorar la eficiencia: 

  • pirólisis: Proceso térmico utilizado para descomponer las cadenas químicas del plástico en varias longitudes de hidrocarburos para refinarlos y convertirlos en plástico o combustible. El proceso también produce gas de síntesis y carbón vegetal que se comercializarán como subproductos o combustibles. Existen varias formas de pirólisis, lo que complica una definición tecnológica clara y un nivel de preparación tecnológica. Dicho esto, la pirólisis catalítica parece estar mejor posicionada para emerger como un proceso comercialmente viable con plástico y combustible como productos potenciales. 
     
  • Despolimerización: Varios procesos entran en esta categoría. Generalmente utilizan una reacción química intermedia para descomponer los polímeros de PET en monómeros que se repolimerizarán en plástico y textiles. El aumento de la especificidad técnica mejora la recuperación de materiales y la eficiencia del proceso, como JeplanLa glucólisis o carbios' biocatálisis. Los experimentos actuales se centran en mantener las cadenas de polímeros más intactas que los monómeros para explorar nuevos mercados de consumo de productos químicos y reducir los costos de energía de repolimerización. 
     
  • Disolución de solventes: Al aplicar solventes químicos específicos a los desechos plásticos, los recicladores pueden extraer polímeros específicos, eliminar contaminantes como adhesivos o reciclar desechos actualmente no reciclables como los desechos electrónicos (RAEE). La principal innovación aquí complementa un mercado clave: el plástico de embalaje. Utilizando algoritmos de toma de decisiones y recuperación y precipitación dirigidas a solventes, o STRAP, los recicladores pueden extraer varias capas de polímeros puros en plástico de embalaje (aproximadamente el 44% de toda la producción anual de plástico). 

De estas tecnologías, suponiendo una gestión adecuada del proceso, los requisitos energéticos y los impactos ambientales negativos son (de mayor a menor): pirólisis, despolimerización y disolución de disolventes. A pesar de esto, la disolución con disolventes sigue siendo la tecnología menos comercializada, mientras que la pirólisis y la despolimerización se han comercializado rápidamente.  

La pirólisis produce hidrocarburos de calidad combustible después del refinado, lo que encaja muy bien en la producción de petróleo y gas. De manera similar, la despolimerización es el único medio comercialmente viable para reciclar PET de calidad alimentaria, creando un nicho específico en la industria de alimentos y bebidas. Una de las razones del lento progreso de la disolución de disolventes es la necesidad de recuperar los disolventes después de su uso. Sin esto, la técnica del reciclaje no es rentable. 

Destacado innovador en reciclaje de plástico 

  • Macrociclo es un reciclador químico novedoso que utiliza elementos de disolución de disolventes y despolimerización para el reciclaje de plástico. Conservan el máximo valor al tiempo que reducen los requisitos de energía al retener las estructuras químicas. La empresa ingresó al mercado textil de botellas de plástico PET para establecer un punto de apoyo en el mercado mientras exploraba productos básicos reciclados. 
     
  • Energía plástica es un reciclador de pirólisis por microondas que se centra en las rutas de PE y PP hacia el plástico y el combustible. La compañía estableció una posición firme en Europa con varios gigantes del petróleo y el gas como socios de suministro antes de coordinar las instalaciones de EE. UU. y Asia. 
     
  • Jeplan es una empresa de despolimerización de PET que utiliza específicamente la glucólisis para reciclar PET de botellas de plástico y textiles. Actualmente dominan el mercado asiático de despolimerización y han decidido no ampliar nuevas instalaciones fuera de Asia, optando en cambio por licenciar su tecnología de despolimerización y su tecnología de extracción para comercializar residuos textiles a recicladores europeos y estadounidenses. 

Tendencias del reciclaje de plástico y perspectivas a largo plazo 

En términos económicos, el reciclaje de plástico es más caro que la producción de plástico virgen. En ocasiones, esta tendencia se ve contrarrestada por ciertos plásticos como el PET cuando el suministro de petróleo es más restringido. Sin embargo, en general, la despolimerización y el reciclaje mecánico del PET han logrado una prima de costo promedio del 10% en relación con el plástico virgen. El modelo de PET será emulado de cerca por la disolución de solventes a medida que avanza hacia la madurez comercial.  

Una posible vía tanto para la despolimerización como para la disolución de disolventes es la combinación con el reciclaje mecánico. La disolución de disolventes se puede utilizar para eliminar contaminantes del plástico reciclado mecánicamente, lo que reduce las averías y aumenta la pureza del plástico. También se puede utilizar como tratamiento posterior para extraer polímeros objetivo de plástico mixto granulado. De manera similar, la despolimerización puede tratar las corrientes secundarias de PET provenientes del reciclaje mecánico para maximizar la extracción de PET, mejorando la rentabilidad. 

La pirólisis dominará el reciclaje avanzado durante la próxima década como mínimo. Si bien producir plástico reciclado es energéticamente ineficiente, la pirólisis es la única solución que se puede implementar hoy en día para reciclar plástico; el reciclaje mecánico no. Por ese motivo, la pirólisis debe considerarse una tecnología de transición para el reciclaje de plástico. Curiosamente, las empresas de petróleo y gas son los principales impulsores del aumento de la capacidad de pirólisis y se espera que utilicen la mayor parte del aceite de pirólisis como sustituto del combustible.  

La industria del reciclaje de plástico también ha atraído a otros sectores interesantes. Los fabricantes de productos químicos como LyondellBasell y SK distribuyen sus inversiones en reciclaje mecánico, pirólisis, despolimerización y disolución de disolventes, lo que indica un interés en los diversos productos finales de cada proceso. Las empresas de envases de consumo como Coca-Cola y Nestlé tienden a invertir en despolimerización y disolución de disolventes por su encaje directo en el reciclaje de envases. Finalmente, titanes de la gestión de residuos como Republic Services y WM han construido silenciosamente centros de reciclaje regionales, evitando a los recicladores y capitalizando su acceso monopolizado a los residuos. 

En última instancia, cada proceso tiene inconvenientes importantes, ya sea hoy o en el futuro. Dicho esto, la disolución de solventes, el reciclaje mecánico y la despolimerización tienen claros beneficios ambientales para reducir la contaminación relacionada con el plástico y un potencial comercial complementario, entre otros.  

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