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Facultad de QuímicaFacultad de QuímicaUniversidad de MurciaUniversidad de Murcia

En un mundo de plEn un mundo de pláástico II:stico II:GestiGestióón de Residuosn de Residuos

Gloria Gloria VílloraVíllora Cano, Enero 2008Cano, Enero 2008

RESIDUOS PLÁSTICOSRESIDUOS PLÁSTICOS

2

0

100

200

300

400

500

600

700

800

70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 00 02 04

Plásticos

Aluminio

Acero

Producción Global de Plásticos

Produción en peso(1970 = 100)

Crecimiento anual 1970-2004Acero: 2% Aluminio: 3% Plásticos: 6%

Fuente: SPI, Milacron

ConsumoConsumo Global de Global de PlPláásticossticos2003 – 176 M Ton1990 – 86 M Ton

Europa29%

Américadel Norte 29%

Sudeste Asia-tico 16%

Japón12%

América del Norte 25%Europa

22% Sudeste Asia-tico 32%

Sudeste Asia-

tico 36%

América del Norte 24%

Europa19%

EuropaOriental

6%

AméricaLatina 4%

Africa/MedioOriente

4%

EuropaOriental 4%

AméricaLatina 5%

Africa/MedioOriente6%

Japón6% Europa

Oriental 4%

AméricaLatina 5%

Africa/MedioOriente6%

Japón6%

2010 – 250 M Ton

fuente: VKE, Junio 2004

5.7% 5.1%

3

ConsumoConsumo de de PlásticosPlásticos en en EstadosEstados UnidosUnidos

Construcción24%

Envasado33%

Mobiliario7%

Otros13%

Transporte17%

Electricidad / Electrónica

6%

Segundo mayormercado

Distribución de residuosDistribución de residuos

PLPLÁÁSTICOS: 7% de los RSUSTICOS: 7% de los RSU

EL MAYOR PORCENTAJE DE EL MAYOR PORCENTAJE DE PLPLÁÁSTICOS EN RSUSTICOS EN RSU

4

GestiGestióón de los Residuosn de los Residuos::Resolver el problema de acumulaciResolver el problema de acumulacióónnRecuperar el valor econRecuperar el valor econóómico y energmico y energééticotico

RRRRRR

ReducirReducirTransformador y DiseñadorTransformador y Diseñador : reducir la cantidad en origen: reducir la cantidad en origen

Suministrador: evitar exceso de envoltorioSuministrador: evitar exceso de envoltorio

Consumidor: envases de mayor capacidadConsumidor: envases de mayor capacidad

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ReutilizaciReutilizacióónnConsumidor: segundo uso

ReciclarReciclar

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RECICLADO MECRECICLADO MECÁÁNICONICOLos plLos pláásticos deben estar completamente separadossticos deben estar completamente separados

Trocear el material e introducirlo en una extrusora para fabricar granza

Recogida selectiva

Separación: Cadena de Triaje

7

SeparaciónSeparación

Técnica de Flotación/HundimientoTécnica de Flotación/Hundimiento

8

Técnica de Flotación/HundimientoTécnica de Flotación/Hundimiento

Técnica de Flotación/HundimientoTécnica de Flotación/Hundimiento

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Técnicas basadas en la utilización Técnicas basadas en la utilización de disolventesde disolventes

Técnicas EspectroscópicasTécnicas Espectroscópicas

Fluorescencia de Rayos XFluorescencia de Rayos XEspectroscopíaEspectroscopía InfrarrojaInfrarroja

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Técnicas electrostáticasTécnicas electrostáticas

Marcadores QuímicosMarcadores Químicos

Requisitos:Requisitos:

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Técnicas basadas en la Técnicas basadas en la incorporación de códigosincorporación de códigos

Aplicaciones de Plásticos Aplicaciones de Plásticos RecicladosReciclados

12

Reciclado QuímicoReciclado Químico

Reciclado QuímicoReciclado Químico

13

Valorización EnergéticaValorización Energética

Valorización EnergéticaValorización Energética

14

Esquema de una IncineradoraEsquema de una Incineradora

Proceso Proceso NeutrecNeutrec

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Toma de decisiónToma de decisión

Reciclado Mecánico: Reciclado Mecánico: ConsideracionesConsideraciones

16

Reciclado Químico: Reciclado Químico: ConsideracionesConsideraciones

Valoración Energética: Valoración Energética: ConsideracionesConsideraciones

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VertederoVertedero

DegradaciónDegradación

FotodegradaciónFotodegradación

BiodegradaciónBiodegradación

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Análisis del Ciclo de Vida (ACV)Análisis del Ciclo de Vida (ACV)

FUTUROFUTURO

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El El FuturoFuturo de de loslos PlPláásticossticos: : NanocompuestosNanocompuestos

Nueva frontera para el desarrollo de la ciencia de losmateriales y procesadores de polímeros.

Nueva clase de materiales denominados “nanocompuestos” = plásticos reforzados con fibras de carbono tamaño nano.

Perspectiva brillante para propiedades mejoradas y produccióneconómica de plásticos moldeados por inyección y por extrusión. Posible comercialización a gran escala.

Ventajas: materiales de costo más bajos, libertad de diseño, estabilidad dimensional y estética.

Propiedades totalmente nuevas respecto de los materialesexistentes.

Pintura y terminación: mejorado en pintura, disminución de coste

Uso de Nanofibras Carbono en Autos del Futuro

Paneles: Reducción de peso y costo, mejores resultadostérmicos

Neumáticos: mayor tracción y durabilidad, mejor rendimiento

Accesorios: menormantención

Sellos: menor costoreducción de ruido

Beneficios: menor peso, mejor eficiencia de combustible, reducción de precio

Potenciales aplicaciones en muchas otras industrias y mercados: artefactos médicos, electrónicos, materiales de construcción, artículos de uso doméstico, empaque,etc.

Soportes del motor:reducción de vibraciones

Sistema híbrido defuerza (poder):bateria ion litio,

celda de combustible

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POLIMEROS CONDUCTORES

EEnergianergia elelééctricactrica y y ququíímicamica se se transformatransforma en en energenergííaa mecmecáánicanica. .

PAni

Películaion-conductora

Polímeros conductores, polímeros orgánicosconjugados a través de los cuales se puedenmover los electrones de un terminal al otro.Los más comunes son polianilina (PAni) y polipirrol (PPY).

Películas ´´sandwich´´ polianilina/películaion-conductora para material de músculosde robots. El flujo de corriente hace que un terminal se expanda y el otro se contraiga. Resulta un “plegado” del ´´sandwich´´.

Materiales Sensibles: Elastómeros Dieléctricos

LosLos elastómeroselastómeros dieléctricosdieléctricos ((tambiéntambién llamadosllamadospolímerospolímeros electroconstrictivoselectroconstrictivos) ) exhibenexhiben fuerzafuerzamecánicamecánica alal serser sometidossometidos a un campo a un campo eléctricoeléctrico. Su . Su capacidadcapacidad de de contraccióncontracción es es mayormayor que la de que la de loslospiezocerámicospiezocerámicos (10(10--30% vs. 0.130% vs. 0.1--0.3%). 0.3%).

LosLos másmás comunescomunes son son loslos basadosbasados en en PMMAPMMA. . DebidoDebidoa su a su fuerzafuerza electroconstrictivaelectroconstrictiva, , puedenpueden colocarsecolocarseentre dos entre dos electrodoselectrodos imitandoimitando la la acciónacción de de músculosmúsculos. .

En un campo En un campo eléctricoeléctrico, el , el elástomeroelástomero se se expendeexpende en en el el planoplano de de loslos electrodoselectrodos, , amplificandoamplificando la la compresióncompresiónnormal normal debidodebido a las a las cargascargas electrostáticaselectrostáticas de de losloselectrodoselectrodos. . ResultaResulta un un músculomúsculo con con mayormayor fuerzafuerza y y actuaciónactuación..

Electrodo

Polímero electro-constrictivo

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Materiales Sensibles: Polímeros Geles

LosLos polímerospolímeros gelesgeles consistenconsisten en en polímerospolímerosentrecruzadosentrecruzados infladosinflados con un con un solventesolvente comocomo aguaagua. . Tienen la Tienen la propiedadpropiedad de de hincharsehincharse y y encogerseencogersereversiblementereversiblemente ((hastahasta 1000 1000 vecesveces en en volumenvolumen) ) debidodebido a a pequeñospequeños cambioscambios en su en su ambienteambiente (pH, (pH, temperaturatemperatura, campo , campo eléctricoeléctrico). ).

Las Las microfibrasmicrofibras gel se gel se contraencontraen en en milisegundosmilisegundos, , mientrasmientras que que loslos polímerospolímeros gruesosgruesos requierenrequieren de de minutosminutos para para reaccionarreaccionar ((hastahasta 2 2 horashoras o o aúnaún díasdías). ). Tienen Tienen altaalta fuerzafuerza ((aproximadamenteaproximadamente igualigual a la de a la de loslos músculosmúsculos humanoshumanos). ).

Los más comunes son poli(alcohol vinílico), PVA, poli(ácido acrílico), PAA, ypoliacrilonitrilo, PAN. Muchas aplicaciones potenciales (ej.,músculos artificiales,movimiento en robots, adsorbedores de químicos tóxicos), aunque actualmentetienen poca difusión comercial.