Casi ningún otro tema se ha debatido tan intensamente en la política y la sociedad en los últimos años como el cambio climático y las medidas necesarias para frenar el calentamiento global. Las palabras más oídas en este contexto son "CO2", "gases de efecto invernadero" y "materias primas fósiles". Para luchar eficazmente contra el cambio climático son necesarias diversas medidas, tanto en el sector privado como en el industrial. El reciclaje químico o material de los plásticos puede suponer una importante contribución en este sentido, ahorrando el uso de petróleo y, por tanto, las emisiones de CO2.
Plásticos como el polipropileno (PP), el cloruro de polivinilo (PVC), el tereftalato de polietileno (PET) y muchos otros pueden encontrarse hoy en día en casi todo tipo de envases, en una gran variedad de prendas de vestir e incluso en diversos productos médicos. Sus buenas propiedades técnicas, como la moldeabilidad, la dureza, la elasticidad, la resistencia a la rotura, la resistencia a la temperatura, la resistencia a la deformación por calor y la resistencia química, los convierten en una materia prima ideal para muchas aplicaciones. En 1950, la producción mundial de plásticos sólo rondaba los 1,5 millones de toneladas; el umbral de los 100 millones de toneladas se superó sólo 40 años después. En la actualidad, se producen más de 360 millones de toneladas de plásticos al año en todo el continente.
El petróleo crudo es la materia prima más importante para casi todos los tipos de plásticos. Al igual que para cerca del 90% de los productos químicos fabricados en Alemania, para la producción de plásticos también se necesita la fuente de energía fósil del petróleo. Por ejemplo, un bote de champú de 250 ml fabricado con PE contiene aproximadamente 1,1 litros del "oro negro", como se solía llamar al petróleo. Pero esta designación hace tiempo que es cosa del pasado. Hace tiempo que se sabe que el uso del petróleo libera gases de efecto invernadero que provocan el calentamiento de la atmósfera terrestre y aceleran el cambio climático.
Una gran parte de los plásticos se utiliza a menudo sólo brevemente y una vez. Algunos ejemplos son los tubos y cánulas de la tecnología médica, los envases para alimentos o los componentes de productos de higiene y cuidado. Tras su breve uso, los distintos plásticos se tiran a la basura y, en el peor de los casos, incluso acaban en la naturaleza, donde a veces causan graves daños medioambientales, además de las emisiones de CO2 durante su producción. Sin embargo, incluso con los actuales métodos de reciclaje, los residuos de plástico perjudican al medio ambiente. En el pasado, e igualmente en la actualidad, la mayor parte de los plásticos se aprovechan térmicamente en forma de combustibles sustitutivos -es decir, se queman para obtener energía de ellos- o se utilizan en los vertederos. Durante la combustión se liberan grandes cantidades de CO2 y los microplásticos se liberan al medio ambiente a través de los vertederos.
Repensar el reciclaje de plásticos
Sin embargo, en los últimos años se llevaron a cabo cada vez más replanteamientos en el ámbito del reciclaje de plásticos. De este modo, los residuos de plástico dejan de ser considerados como una simple basura y se convierten en una materia prima. En lugar de seguir reciclando los residuos de plástico de forma perjudicial para el medio ambiente -lo que es más bien un "subreciclado"-, la tendencia actual es reciclar al menos una parte de los plásticos de forma química o material. Aunque la producción de nuevos plásticos sigue siendo, en algunos casos, más barata que su reciclaje completo, existe un claro auge en el campo del reciclaje químico de plásticos. Las razones son, por un lado, el aumento del precio del petróleo, que influye directamente en los costes de fabricación de los plásticos. Por otro lado, la Comisión de la UE, bajo el mandato de Ursula van der Leyen, elevó las cuotas legales de reciclaje químico de plásticos como parte del Acuerdo Verde Europeo del 11 de diciembre de 2019. Por ejemplo, los Estados miembros están obligados a reciclar químicamente un tercio de los residuos de plástico producidos hasta el año 2030.
El reciclaje químico de los plásticos se realiza en varias etapas. En primer lugar, los residuos de plástico se limpian, se clasifican previamente y se liberan de materias extrañas como metales, piedras y componentes de goma. Después, las piezas de plástico, algunas de las cuales tienen un tamaño de hasta varios metros cuadrados, se trituran para facilitar su manipulación. Debido a la bajísima densidad aparente -en algunos casos de sólo 10 kg/m³-, se obtienen enormes volúmenes a pesar de la trituración previa. Los plásticos pretriturados se convierten en pellets compactos y dosificables con la prensa de matriz plana de AMANDUS KAHL. Esto puede reducir los gastos de transporte y facilitar la manipulación. Sobre todo, la pelletización proporciona un material básico con el que se puede alimentar de forma continua y uniforme el proceso de reciclaje químico actual. Tras la pelletización, el plástico se funde y se homogeneiza mediante un proceso de extrusión. A continuación, las cadenas de polímeros se descomponen en los monómeros individuales en un proceso termoquímico. Luego, los monómeros se separan por tipos, se almacenan y pueden comercializarse como "material virgen" para el proceso de fabricación de nuevos plásticos. En resumen, la estructura polimérica básica de los plásticos se descompone en sus componentes monoméricos durante el reciclaje químico para poder producir nuevos plásticos a partir de ellos. Este proceso permite reciclar completamente los plásticos, creando una economía circular sostenible.
La pelletización con la prensa de matriz plana de KAHL como paso importante del proceso
El proceso de reciclaje químico consta de muchos pasos individuales que deben coordinarse con precisión. Para que todo el proceso sea lo más eficaz y económico posible, el acondicionamiento de los residuos de plástico reviste especial importancia. La prensa de matriz plana de AMANDUS KAHL es un componente elemental en este proceso. Debido a la baja densidad aparente de los residuos de plástico y a las grandes cantidades producidas, hay enormes volúmenes que procesar. La pelletización permite alimentar los procesos posteriores, especialmente la extrusión, de forma continua y uniforme. Incluso el rendimiento de estos pasos del proceso puede incrementarse significativamente por el aumento de la densidad aparente resultante de la pelletización. Este es un factor importante para asegurar la viabilidad económica del proceso de reciclaje químico.
El producto se introduce en la prensa pelletizadora en caída libre, sin alimentación forzada ni desviación, lo que asegura una alimentación del producto sin problemas. Esto se aplica especialmente a los productos voluminosos y no homogéneos. Las matrices planas de las prensas de AMANDUS KAHL tienen un diámetro de hasta 1500 mm. El diámetro de la perforación de la matriz y el diámetro correspondiente de los pellets pueden variar entre 4 y 20 mm en función de los requisitos de los procesos posteriores. La gran cámara de pelletización de la prensa de matriz plana permite una alimentación segura de producto delante de los rodillos giratorios. Cada prensa pelletizadora dispone de un sistema individual de dosificación del producto, de modo que siempre se introduce en la máquina la cantidad óptima de producto. Debido a la baja velocidad de la prensa pelletizadora de matriz plana y la consiguiente baja velocidad circunferencial de los rodillos, el producto puede desairearse de manera óptima durante el proceso de pelletización y presionarse en los agujeros de la matriz. Esto también prolonga significativamente la vida útil de los rodamientos; el funcionamiento silencioso y de baja vibración de la prensa reduce significativamente la emisión de ruido de la misma. El sistema hidráulico de la prensa con monitorización y corrección automática de la distancia entre los rodillos y la matriz asegura un control óptimo del proceso y una calidad óptima del producto, ajustando automáticamente la presión del proceso y el espesor de la capa de producto en la matriz a las posibles fluctuaciones del producto durante el funcionamiento. En combinación con la lubricación inteligente de los rodamientos de rodillos durante el funcionamiento, se reduce considerablemente la necesidad de mantenimiento de las máquinas y se aumenta su disponibilidad. Gracias a su robusto diseño, las prensas pelletizadoras son insensibles a la influencia de las impurezas típicas de las fracciones de residuos no homogéneas. La sencillez de montaje de la máquina y la buena accesibilidad de las herramientas de pelletización permiten un cambio rápido de los rodillos y de las matrices, lo que también favorece la disponibilidad de la planta. Al pelletizar con la prensa de matriz plana AMANDUS KAHL, la densidad aparente de las fracciones de plástico puede aumentar hasta 30 veces, dependiendo del producto de entrada.
Muchos años de experiencia y la combinación con las unidades de secado de cinta de KAHL garantizan un proceso de pelletización estable, seguro y energéticamente eficiente
Las fracciones de residuos plásticos procedentes de los sectores industrial y municipal se encuentran entre los materiales más difíciles de procesar. Especialmente en el caso de las fracciones procedentes de los residuos municipales, la composición, el tamaño o el contenido inicial de humedad cambian estacionalmente y regionalmente. Gracias a sus muchos años de experiencia, AMANDUS KAHL está a la altura de la tarea y puede cumplir con diversos requisitos. Desde principios de los años ochenta, AMANDUS KAHL suministra prensas de matriz plana para el procesamiento de fracciones de residuos preclasificadas y preacondicionadas con el objetivo de convertir estos residuos en diferentes calidades específicas para el cliente para los pasos del proceso posterior.
Hay que prestar especial atención a la humedad al procesar los residuos de plástico. Un contenido de humedad excesivamente alto y, sobre todo, fluctuante, provoca un proceso inestable y es especialmente problemático para la posterior extrusión. Mediante el presecado del producto de entrada con un secador de cinta de AMANDUS KAHL, se puede reducir y homogeneizar la humedad. El producto de entrada se distribuye uniformemente en una cinta que transporta el producto a través del secador a una velocidad ajustable. El aire precalentado fluye a través del producto. Gracias a su diseño modular, el secador puede configurarse con precisión para el rendimiento y la capacidad de secado deseados, y puede ampliarse fácilmente si es necesario.
El calor residual del reactor termoquímico, que descompone las cadenas de polímeros en sus componentes monoméricos, puede utilizarse para preacondicionar el aire de secado. En consecuencia, el secado no requiere ninguna energía adicional, lo que hace que todo el proceso de reciclaje sea mucho más eficiente.
La estrecha cooperación con KraussMaffei asegura una solución holística para el preacondicionamiento de los residuos plásticos
Para poder ofrecer al cliente una solución holística para el preacondicionamiento de las fracciones de residuos a partir de la preclasificación y la limpieza de los plásticos, AMANDUS KAHL coopera con la división de extrusión de KraussMaffei en Hannover. La estrecha cooperación significa que ambas etapas del proceso, la pelletización de AMANDUS KAHL y la extrusión de KraussMaffei, están coordinadas con precisión. El aumento de la densidad aparente simplifica la manipulación de los plásticos y aumenta el rendimiento y la fiabilidad del proceso en el extrusor.
KraussMaffei está construyendo el mayor y más moderno centro tecnológico del mundo para la extrusión de plásticos en su nueva planta de Hannover-Laatzen. Para ello, AMANDUS KAHL pone a disposición una prensa pelletizadora para probar y seguir desarrollando la combinación de prensa y extrusor y poder demostrarla al cliente.