4 de abril de 2009

Convirtiendo la contaminación de CO2 en productos rentables

La presencia de un exceso de dióxido de carbono (CO2) en la atmosfera tiene un protagonismo central dentro de la ciencia ambiental. Por todo el mundo, la gente está preocupada por la cantidad excesiva de CO2 en la atmosfera debido a esta originando cambios no deseados en nuestros alrededores tales como el efecto invernadero, calentamiento global, descongelamiento de los glaciares, etc. De manera que la mayoría de los científicos ambientalistas están tratando de minimizar la cantidad del CO2 atmosférico. Otros están tratando de convertir el CO2 sobrante en algo útil, y al respecto hay buenas noticias. Veamos:

El CO2 es una molécula gaseosa a temperatura ambiental, pero a alta presión se transforma en un sólido. Esta forma solida de CO2 es el llamado “hielo seco”, el cual es una molécula cristalina que tiene muchas aplicaciones importantes, por ejemplo, la producción y almacenamiento de alimentos, niebla artificial en los teatros, lluvia artificial etc. Aun más interesante, conforme la presión y la temperatura aumentan, las interacciones intra y entre moléculas del CO2 cambian dramáticamente y esto resultas en estructuras cristalinas diferentes en fases poliméricas densas con interesantes propiedades físicas, tales como una “súper dureza”. (1)

El profesor Georg Menges, el antiguo jefe del respetado instituto de procesamiento de plásticos IKV de Alemania, se refirió en una reciente presentación al trabajo llevado a cabo por BASF para usar catalizadores que permiten adherir las moléculas de CO2 a los grupos de óxidos de propileno para proporcionar un medio de producir carbonatos de cadena larga con propiedades similares al PE y PP. Estos plásticos podrían estar disponibles a bajo costo. Son reciclables, mezclables y biodegradables, aunque tienen la desventaja de ser muy blandos para algunas aplicaciones. De cualquier manera, el cree que ellos podrían convertirse en útiles materiales de empaque.

Dijo además, que la tecnología para usar el CO2 de los gases de incineración para producir metanol ha estado disponible hace décadas, pero no se le ha visto en detalle porque fue considerada antieconómica.

El metanol se ha usado para fabricar acetales (polioximetileno, POM), pero también tiene el potencial para usarse en la producción de otros plásticos tales como PE, PMMA, urea, melamina, resinas fenólica y poliésteres. (2)

 

En un proyecto que se inicio en el 2007, la empresa China National Offshore Oil Corporation (CNOOC) ha estado convirtiendo CO2 en plásticos degradables. El producto, que utiliza una patente desarrollada por Changchun Institute of Applied Chemistry y la Chinese Academy of Science, es un copolímero degradable ampliamente usado en aplicaciones hospitalarias, agrícolas, industriales y otros campos.

La operación usara 2100 TM de CO2 para hacer 3000 TM del plástico degradable.

En otro proyecto industrial CNOOC está también usando las emisiones de CO2 para hacer CO2 liquido grado alimenticio que se usa en la producción de bebidas carbonatadas. La empresa también recicla 24 MM de m3 de emisiones de CO2 para CO2 liquido grado alimenticio y hielo seco. La producción anual es 30,000 TM/año.

La empresa Carbon Sciences, Santa Bárbara, California tiene un proceso patentado biocatalítico que podría ser empleado en plantas de energía que queman carbón para convertir sus emisiones en metanol. Este producto puede convertirse después en gasolina, butanol y combustibles para aviones. (3)

La empresa Novomer liderada por su fundador Geoffrey Coates ha desarrollado un proceso para fabricación de bioplásticos que se realiza a temperatura ambiental usando relativamente poca energía. Esto significa que no hay combustibles fósiles que se quemen durante el proceso. Este combina epóxidos líquidos con CO2 en una reactor parecido a una olla de presión. Le añaden un catalizador y estas dos partes se juntan como un cierre relámpago. Se ha creado una cadena bien larga de epóxidos unidos al CO2. El material que sale del reactor es un líquido viscoso que contiene una pequeña cantidad del catalizador, el cual es luego separado por filtración. Novomer planea usar CO2 de fuentes tales como fabricantes de concreto y productores de hidrogeno. (4)

La empresa noruega Norner esta refinando los parámetros de proceso de fabricación de nuevos plásticos a partir de CO2 además de explorar como las propiedades de estos materiales pueden ser usadas en aplicaciones reales. (5)

Los investigadores de la Pennsylvania State University están trabajando para explotar el CO2 sobrante con la ayuda de la luz solar y nanotubos de oxido de titanio. Estos dos elementos, pueden transformar el CO2 en metano. El metano puede usarse como fuente de energía. Esto parece tener un beneficio doble. Por un lado, se reduce la cantidad de CO2 que se emite a la atmosfera y por otro lado se reduce la dependencia de los combustibles fósiles. (6)

Referencias

(1)  http://www.alphagalileo.org/ViewItem.aspx?ItemId=56423&CultureCode=en

(2) http://www.europeanplasticsnews.com/subscriber/printer.html?id=1229679939

(3) http://www.green-energy-news.com/arch/nrgs2009/20090018.html

(4) http://www.sciam.com/article.cfm?id=making-plastic-out-of-pol

(5) http://www.europeanplasticsnews.com/subscriber/newscat2.html?cat=1&channel=610&id=1237287191

(6) http://www.alternative-energy-news.info/nanotube-technology-transforms-co2-into-fuel/

Los fabricantes de productos, supermercados y el reciclamiento de empaques

La modernización del sistema nacional de venta minorista a través de la irrupción de una serie de empresas nacionales y multinacionales especializadas en venta al detalle, que se viene realizando desde hace mas de 10 años, ha beneficiado tremendamente a la población. Estos beneficios se traducen como una mayor disponibilidad de productos, mayor cercanía a los supermercados, acceso a crédito, productos mejor presentados y más higiénicos, aparte de mejores precios. Pero como nada es perfecto en la vida, también trajo consigo el uso masivo de embalaje descartable flexible (envolturas, bolsas) y rígido (envases plásticos desechables).
Cada vez que llegamos a la caja registradora con nuestras compras, los empleados a cargo, embolsan todos los productos selectivamente. Estas bolsas no tienen un uso posterior, son enviadas al tacho de basura y posteriormente terminan en los botaderos municipales.
Asimismo, dentro de los productos que hemos comprado podemos encontrar botellas plásticas que contienen yogurt, champú, aceite comestible, aceite lubricante, limpiadores, bebidas gaseosas, agua, jugos, etc. También encontramos cajas de cartón que contienen leche, jugos, vino, etc. Las mermeladas, verduras frescas, comidas preparadas, etc., vienen envasadas en bandejas plásticas solidas y espumadas.
Algunos de estos envases tienen un uso posterior, pero la gran mayoría va a la basura y posteriormente a los botaderos municipales.
Otros productos tales como la cerveza, licores, vienen en botellas de vidrio, las cuales si tienen un sistema efectivo de reciclamiento. También adquirimos productos que vienen en latas de aluminio como la cerveza, las cuales también tiene un sistema de reciclamiento aceptable. Las conservas de carne o pescado vienen en latas de metal (hojalata), las cuales también son recicladas en su mayoría.
Como país en desarrollo, no tenemos sistemas públicos eficientes de manejo de desperdicios, por tanto, es conveniente para todos sumar esfuerzos a fin de encontrar una solución adecuada al problema de la contaminación ambiental.
El sistema funciona de esta manera:
  • Una entidad encuentra una posibilidad de negocio o el estado quiere brindar un producto.
  • Este producto puede necesitar empaque.
  • El proveedor o el estado presentan el producto empacado.
  • El producto se vende en tiendas, supermercados, o se reparte gratuitamente.
Este ciclo se puede repetir, mientras las personas o empresas continúen activas en el negocio.
Sin embargo, el embalaje que se desecha se suma a la cadena de desechos que ya existían antes de que se iniciara la fabricación del producto y se supone que el estado a través de sus organismos de gestión se haga cargo de la recolección del mismo. La práctica nos enseña que, en ninguna parte del mundo, este sistema ha funcionado. La contaminación ambiental aumenta a la par del desarrollo del país, la creciente cantidad de productos industriales lanzados y la penetración de los supermercados.
Si bien el estado asumió su responsabilidad, ni los fabricantes de productos ni los minoristas pusieron su grano de arena para paliar la creciente cantidad de desechos de embalaje que lanzan al mercado diariamente.
Hay ejemplos de responsabilidad social en los casos de Owens Illinois y Tetrapak quienes participan muy activamente en la recolección y reciclamiento de loa envases de vidrio y cartón, respectivamente.
Las grandes cadenas de supermercados están participando muy activamente en esto y un ejemplo es Tesco. Este minorista esta desarrollando un programa de prueba de reciclamiento en tienda.
También hay voces en contrario que dicen que los supermercados deben pagar por el reciclamiento de los envases de los productos que venden. Ver  http://www.environmentalleader.com/2009/02/19/should-supermarkets-pay-recycling-costs-for-products-sold/
Otros dicen que los supermercados no colaboran para reducir el sobre empacado de sus productos.
En Inglaterra, las asociaciones gubernamentales estas sugiriendo a los usuarios compren sus productos en los mercados zonales, los cuales venden productos sin envase.
El Grupo Pan de Azúcar, en asociación con Pepsico, lanza otro programa de reciclado en Brasil: las Estaciones de Reciclado Extra H2OH!. Las dos empresas invirtieron R$ 1,2 millones en la implantación del programa que incluye 28 estaciones en las ciudades de São Paulo, Guarulhos, Piracicaba, São Jose dos Campos, Sorocaba, Santos, Rio de Janeiro, Belo Horizonte, Uberlândia, Brasília, Curitiba y Maceió. Hasta fin de año, la novedad debe llegar a otros 35 hipermercados de la red.
Las botellas PET son recicladas por la empresa Recipet en Chile, la que las transforma en materia prima para la fabricación de nuevos envases, abrazaderas de plástico y fibra textil. Los contenedores están dispuestos en diversos supermercados de la capital. Sólo se recicla plástico tipo PET Nº 1.
Hay varias voces nacionales que reclaman una mayor participación de los supermercados en el reciclamiento de envases, entre ellas el Cui Verde. Ver http://cuiverde.blogspot.com/2007_10_01_archive.html
Supermercados Peruanos informa en su página de internet que solicita sus clientes que depositen sus desechos de vidrio en los contenedores verdes situados sus locales. Asimismo informa que apoya al Municipio de Surco con banderolas de poste ubicadas en las principales avenidas. Estas banderolas solicitan a los vecinos que usen bolsas para depositar los desperdicios. Pero estas bolsas las proporciona el municipio.
Acciones mas importantes y significativas se esperan de las fabricantes de envolturas, envases plásticos, metálicos, fabricantes de alimentos, productos químicos, farmacéuticos, cosméticos, y los minoristas, quienes tienen una marcada participación en el creciente número de envases desechados que atiborran los botaderos municipales y las calles de todas las ciudades del Peru.
En un artículo posterior, pondremos nuestras sugerencias sobre acciones a tomar.

30 de marzo de 2009

GENERADOR “PORTATIL” DE 120 KW QUE CONVIERTE DESPERDICIOS EN ENERGIA

Si se tiene disponibilidad de, por lo menos, dos toneladas de desperdicios al día, y se cuenta con un espacio disponible equivalente a tres estacionamientos de vehículos, este generador es un producto para ustedes. La Maquina de Energía Ecológica, es una unidad de procesamiento de desperdicios a energía móvil y compacta que puede convertir el 95 % de los desperdicios comunes como papel, plásticos, alimentos, madera y follajes en electricidad. Aquí los datos:

3 TM de capacidad máxima = 120 kW de Electricidad

El modelo GEM está diseñado para procesar un máximo de 3 TM de desperdicios por día, con una capacidad medida de 120 kW de electricidad. Para generar esta electricidad, el GEM convierte los desperdicios en gránulos (pelets) los cuales son luego convertidos en gas sintético y luego en electricidad. La unidad tiene 9 m de largo, 2.55 m de ancho y 2.40 m de alto.

El fabricante afirma que el GEM opera bajo presión negativa, de manera que no hay gases emitidos por la unidad y que el generador eléctrico llena todos los estándares actuales de emisión. El fabricante sugiere a sus clientes reciclar lo más que puedan, pero dirigir los residuos restantes a los rellenos sanitarios y convertirlos en energía, el GEM puede evitar que se emitan 540 TM de carbono por año.

29 de marzo de 2009

Reciclamiento de botellas de alta densidad

El yogurt es un derivado lácteo muy popular en el país. Se ofrece en diversas presentaciones tales como vasos de poliestireno (PS) o polipropileno (PP) sellado con folio de aluminio o con películas metalizadas sellables, botellas de polietileno de alta densidad (PEAD) con tapas roscadas del mismo material o polipropileno (PP).

Después de consumirse el yogurt, estas botellas de PEAD van hacia los contenedores caseros de basura y posteriormente a los basureros municipales.

Solamente la empresa Gloria usó 910 TM en el año 2008 con un valor CIF de $ 1.6 MM para fabricar estos envases rígidos de PEAD.

Ahora bien, Trupal, otra empresa del mismo grupo importo 3,600 TM de Polietileno de baja densidad (PEBD) en el mismo año por un valor de $ 6.65 MM para fabricación de envolturas flexibles.

Lo interesante de esto es que existe la tecnología para incorporar el PEAD reciclado en la fabricación de las envolturas flexibles hasta en un  50 %.

Ahora bien, si consideramos la cantidad total importada de resina de PEAD que se usa en envases rígidos (pinturas, aceites, lejías, etc.), tenemos casi 8,500 TM con un valor aproximado de $ 14.7 MM.

Selección de resinas vírgenes

La formulación de resinas vírgenes con PEAD reciclado es significativa porque el contenido de la resina PEAD reciclada tiene el potencial de afectar diversas propiedades de la película producida. La tabla siguiente muestra los efectos de su incorporación.

 

PEAD reciclado  mezclado con

Propiedad

PEBD

PEBDL

PEAD APM

Densidad

Aumenta

Aumenta

No cambia

Índice de Fusión

Disminuye

Disminuye

Aumenta

Resistencia a la Tensión

DM

DT

 

Aumenta

Aumenta

 

No cambia

No cambia

 

Disminuye

Disminuye

Estiramiento %

Disminuye

Disminuye

Disminuye

Resistencia al impacto

Disminuye

Disminuye

Disminuye

Resistencia al desgarre

DM

DT

 

Disminuye

Aumenta

 

Disminuye

Disminuye

 

Disminuye

No cambia

Nubosidad

Aumenta

aumenta

N/C

Brillo

Disminuye

Disminuye

N/C

 

La resina reciclada de PEAD tiene una densidad más alta, en consecuencia la densidad final de las mezclas recicladas es mayor que la densidad de las películas vírgenes. Esto tiene la potencialidad de afectar las propiedades de resistencia al impacto y desgarre de la película producida. Para reducir esta densidad final podría ser necesario usar polietilenos de ultra baja densidad. Para mejorar la resistencia al desgarre un fabricante recomienda usar PEAD de alto peso molecular. Otro fabricante recomienda usar un PEBDL hexeno con el mismo fin.

Es también importante elegir el nivel óptimo de resina reciclada, para lo cual el procesador debería experimentar con un rango de contenidos para obtener las propiedades óptimas finales.

Mezclado apropiado

Para mezclas de resina virgen/reciclado se recomienda usar un tornillo de barrera diseñado para acomodar mezclas de múltiples materiales. Asimismo, la mayoría de proveedores están de acuerdo en que un tornillo de 30 D de largo, es el mejor para trabajar mezclas de PEAD reciclado con resinas vírgenes de PEBD o PEBDL.

Control estricto de proceso

Los controles más importantes son la consistencia de los materiales alimentados, niveles de contaminación, mezclado, filtrado y temperatura de fundido.

Pruebas de propiedades

Las pruebas de las propiedades son importantes para llenar los estándares de los clientes, proporcionar control de calidad, verificar el proceso de fabricación y establecer una historia de formulaciones y procesamiento. Las pruebas de bolsas y películas determinan la variación en las características de la película debido a la adición de los materiales reciclados. Se recomienda usar pruebas estandarizadas para obtener resultados que sean familiares y fácilmente comunicables. Las pruebas de propiedades de materiales y propiedades mecánicas variaran de acuerdo a los requerimientos de desempeño y las especificaciones de cliente. Algunas de las propiedades mas comunes de las películas sopladas son la resistencia al impacto, resistencia a la tensión, resistencia al desgarre, nubosidad y brillo. Para productos que contengan reciclado, estas propiedades son de igual o mas importancia que para productos vírgenes.

Pruebas y ajustes

El objetivo de estas pruebas es usar diferentes mezclas de materiales y modificar condiciones de procesamiento para optimizar las características de producto finales deseadas. Cuando se introduce cualquier proceso, equipo o material  nuevo, se tiene que permitir un tiempo para ajustar el sistema, una comunicación continua con los operadores, proveedores, y clientes. Es muy importante planear cuidadosamente, especialmente durante la introducción del proceso y el producto, para tener información significativa que permita identificar la mejor combinación de materiales y condiciones de procesamiento para obtener las características deseadas en la película.

 

Equipamiento

Sistema de recolección y prensado,

Bajo el sistema de comercialización actual, la responsabilidad de la disposición de los envases vacios es de las municipalidades, porque estos van a la basura que se recolecta vía camiones. Sin embargo, esta basura no está separada como en otras partes, por tanto, muchas veces es separada en la calle, por personas naturales (buceadores) quienes, a su vez, las venden a los almacenadores. Estos después las venden a los recicladores, algunos formales y otros informales. Para facilitar su manipulación y transporte, se le separa la tapa y la etiqueta y se le aplana. Posteriormente, las botellas aplanadas son prensadas (balas) y transportadas para su procesamiento posterior.

Sistema de molido, lavado, secado, peletizado

Estas balas son soltadas y alimentadas a una faja transportadora, la cual lleva este material a un molino donde se convierte en escamas. El molido puede ser seco húmedo dependiendo si el lavado se hace antes o después de este. Una vez lavado, se seca y se alimenta a un extrusor, donde es extruido en cordones, los cuales son cortados y transformados en piezas pequeñas llamados pelets. Estos pelets son los que mezclan después con la resina virgen de PEBD para fabricar película para embalaje flexible.