22 de noviembre de 2012

Embalaje respirable

El embalaje de productos frescos ofrece un interesante desafío para los fabricantes de película. 

Mientras que la mayoría de las películas plásticas serán adecuadas para contener el producto, los requisitos más importantes son que el consumidor sea capaz de ver el producto que se compra y que el envase ofrezca la máxima vida útil posible del producto. El primero de estos requisitos, la claridad, la cumplen varios tipos de polímeros.

Sin embargo, el segundo requisito, larga duración en anaquel, es mucho más difícil. En contraste con muchos empaques de alimentos de hoy en día que emplean películas de barrera para aumentar la vida útil, estos productos requieren un paquete respirable. El envasado en atmósfera modificada (MAP) implica la creación de películas que permiten que vegetal continúe respirando / madurando una velocidad controlada, mientras esta dentro de un empaque, lo que resulta en una mezcla cambiante de oxígeno (O2), dióxido de carbono (CO2), y vapor de agua. Así, la película debe permitir que estos gases circulen dentro y fuera del empaque a la velocidad correcta. Para hacer las cosas más difíciles, cada tipo de vegetal tiene una tasa de respiración única.

Chinsirikul, et al. han realizado una amplia labor en este campo para desarrollar películas respirables para varios tipos de frutas tropicales [54]. Trabajando con las películas coextruídas a base de varios grados de polietileno (PE), han investigado la influencia de varias variables claves del proceso, incluyendo el tipo de PE, mezclas de PE, número de capas, y la disposición de las capas.

Sus propiedades objetivo de la película incluyen claridad, velocidad de transmisión de O2 (OTR), fuerza de bloqueo (pegarse a si mismos), y la resistencia.

Una excelente combinación de propiedades de la película resultó de la siguiente estructura de tres capas: (PEAD/mPE)-mPE-mPE. La capa interna era una mezcla de polietileno de alta densidad y polietileno metaloceno. Mientras que el mPE proporciona una OTR excelente, mezclándolo con el PEAD para la capa interior aumenta la resistencia total de la película y elimina el bloqueo indeseable de las dos superficies interiores del empaque. La estructura final de la película muestra una aceptable OTR y resistencia, sin bloqueo, y buena claridad. Curiosamente, la mayor claridad se logró mediante la combinación en estado fundido de PEAD y mPE en lugar de sólo la mezcla en seco, y cuando se empleo un PEAD de una viscosidad menor (mayor índice de fusión).

Blown Film Extrusion, p. 105
Kirk Cantor
Hanser Publishers

21 de noviembre de 2012

Desarrollos en Envases Multi-Galon


El numero de octubre/noviembre de Bottled Water Reporter, la revista oficial de la International Bottled Water Association, publicó uno de mis artículos bajo el título: "Creando el Empaque Perfecto: La Evolución del Envase Multi-Galon". (La revista es digna de una lectura. Usted puede encontrar la revista en línea aquí y mi artículo comienza en la página 8.)

El artículo trata de dar a los proveedores de agua embotellada algunas ideas de envases alternativos para la ampliamente utilizada de botella múlti-galón, ya que muchos productores y usuarios de las botellas de agua multi-galones están buscando ahora alternativas libres de BPA  al policarbonato (a pesar de que no hay requisito legal aún para que lo hagan).

El PET es una de estas alternativas posibles, y es interesante ver que hace poco Sipa no sólo se propuso desarrollar un envase multi-galón mas liviano, pero con un asa integrada para una mejor funcionalidad. Pero sobre Sipa y su nueva botella más adelante en este artículo.

Los desarrollos en envases multi-galon
Una gran parte del mercado del agua embotellada está cubierta por los contenedores multi-galon. Un segmento de mercado en el que pocos desarrollos se han visto y esperado, a pesar de  tantas multi-galón botellas en circulación y aún más importante y dominante los muchos enfriadores de agua. Sin embargo, algunos acontecimientos están ahí y vale la pena tomar una mirada seria a ellos.
Todos conocemos la botella multi-galon con el cuello largo tradicional. Pero desde el punto de vista de la cadena de suministros de vista, ellos son muy ineficientes. Son difíciles de apilar y ocupan mucho espacio.


Apilado
En el 2006 Nestlé introdujo la botella de 3 litros con un cuello corto y con una indentacion cóncava mas profunda de lo habitual en la base de cada botella. Esto permite un apilamiento eficiente. El cuello de la botella de debajo encaja en la base de la botella de arriba, reduciendo significativamente la cantidad requerida de espacio de apilamiento y eliminando cualquier necesidad de capas intermedias.

Aunque en su lugar con 3 botellas de un litro, debe ser posible moldear por soplado una indentacion similar en una botella de 4 a 5 galones. Por supuesto, el diseño de cuello tiene que ser revisada con algún compromiso entre la necesidad de un enfriador de agua y la indentación máxima posible en el fondo de la botella.


Agarre Profundo
La nueva botella también está diseñado con una asa ergonómica que hace que sea más fácil de sujetar, transportar y verter. Todo el mundo está familiarizado con grandes botellas con asas o agarres enormes. En general los diseños de asas son incompatibles con PET debido a la dificultad de moldeo por soplado alrededor de la empuñadura. La asa o agarre a menudo se fabrica por separado a partir de un material diferente, a menudo PP, y después se inserta en el molde de botella o recipiente alrededor de la cual la botella de PET es moldeada por soplado. Este es un proceso difícil de ejecutar, ya que uno de los elementos más difíciles es asegurar que la empuñadura está perfectamente colocada en el interior del molde.


 El asi llamado agarre profundo (Deep Grip) es el resultado de una colaboración entre Plastic Technologies Inc. (PTI), Sidel y Procter & Gamble (P& G). Usando moldeo por inyección estiramiento soplado (ISBM), la profundidad de agarre es más de 1 pulgada (2,54 cm) a cada lado con un espesor de menos de 0,01 pulgadas (0,25 mm). La tecnología proporciona flexibilidad en la ubicación del asa, la forma y diámetro, y se puede utilizar en contenedores tan grandes como 6 litros o 1,5 galones, y con diámetros de 220 mm o 8,6 pulgadas.
 Izquierda: Una botella de agua Greif de 5 galones con asa - Derecha: Una botella de agua Appe con Agarre Profundo (Deep Grip).


El agarre es lo suficientemente profundo para que una mano de tamaño medio se cierre completamente alrededor y todavía sin que los dedos de la persona que sostiene la botella toquen la pared del recipiente. Permite a los consumidores  verter líquidos fácilmente desde contenedores de múltiple servicio.

Botella PET-Sipa 
En este contexto tenemos que volver a Sipa y echar un vistazo más de cerca al desarrollo más reciente en la botella de múltiples galón.


El punto de partida fue un contenedor de 690 gr con un mango de polipropileno que ya está en el mercado en EUA. Sipa ha sido capaz de sacar 25 gr del peso total (ahora es 665gr). Se desarrolló una preforma con un cuello y base livianos, y se añadió el material en el área del cuerpo donde se une el mango durante el proceso de moldeo por soplado y que por lo tanto tiene que ser más resistente mecánicamente que en otros lugares en el cuerpo. La nueva versión tiene un mango especial de PET en lugar del de polipropileno, por lo que cuando llega el momento del reciclaje, no hay necesidad de separar las dos partes, simplificando el procedimiento. Tengo que insistir en que, en contraste con la empuñadura del agarre profundo el asa de Sipa se coloca en la posición de la misma manera tradicional de  las asas de PP.


El nuevo diseño es adecuado para la producción en un sistema de moldeo de estiramiento y soplado lineal de dos cavidades Sipa SFL 2/2. Los ensayos han demostrado que las tasas de produccion de 250 botellas por hora, por cavidad, son posibles. Alrededor de tres veces más de lo logrado con las botellas de policarbonato.

 En Brasil, donde yo vivo, la botella de agua de 20 litros es un elemento común en todos los hogares, simplemente porque no podemos beber agua del caño. Como en todas partes cuando usted camina por los pasillos de un supermercado puede ver una colección estandarizada de de botellas multi-servicio. A excepción de los colores de las etiquetas, no existe un diseño innovador en la botella de agua de multi-galon con algunas excepciones como muestra la botella de 5 litros azul Ouro Fino.


 "Life in Box"
Pero hay más. Lanzado oficialmente en 2007, el, traducido como "Life in Box", de 22 litros (5,8 galones) bolsa en caja(bag-in-box) octagonal de agua mineral comercializada por Mineração Mantovani. El envase BIB comprende una caja de cartón corrugado con dos asas troqueladas hechas por Klabin y una bolsa laminada, con válvula suministrada por DuPont Liqui-Box diseñado para aplicaciones de agua en bolsas.

La bolsa de dos capas tiene una capa de nylon biaxialmente orientado exterior de 3,8-mil y una capa interior que es una capa de contacto de poliolefina de 2,5 mil. DuPont suministra las bolsas prefabricadas tanto en  tamaños de 3 y 5 galones equipado con una válvula de dosificación.


El formato bag-in-box es una solución perfecta para las regiones con una estructura logística subdesarrollada ya que el envase no tiene que ser devuelto a la embotelladora. Se sostiene que ellos son económicamente viables, lo que se refiere al precio por litro de la nueva caja cuando llega al mercado. El objetivo era un precio por litro entre los de los dos contenedores más populares Mantovani, una botella de 20 litros y una botella PET de 1,5 litros.

 El exterior ondulado, así como la bolsa de plástico interior y la válvula de vaciado son reciclables.
Además de los beneficios ambientales, la caja de cartón corrugado evita que la luz entre en contacto con el agua y aísla del calor para ayudar a impartir una sensación de "agua fresca" por mucho más tiempo que las botellas claras.

 Bolsa H- y Tapa Tap It
En el sector del vino se ve una bolsa parable multi-litros con una tapa. El problema aquí es que el envase (bolsa y tapa) es demasiado caro para el mercado de agua mineral común. Sin embargo, ahora hay una solución desde que el año pasado Tap-It Liquid Solutions en Stellenbosch, Sudáfrica, lanzó su tapa de dosificación Tap-It. Los dispensadores de líquidos Tap-It son tapas plásticas reutilizables, que han sido específicamente diseñados para su uso con líquidos embolsados.


 El diseño único claveteado de la tapa plástica Tap-It le permite perforar una bolsita de líquido, al mismo tiempo que la sella inmediatamente contra la contaminación externa con un mecanismo de bloqueo por resorte. La tapa en el extremo opuesto de la espiga controla el flujo del líquido desde la bolsita sin derrames.

Por supuesto, cuando usted desea promover su agua con una tapa reutilizable Tap-It, se necesita un embalaje flexible adecuado. En contraste con la tradicional bolsa parable, S-Pouch Pak Co. de Taiwán hizo un tubo como cuerpo y sellando no uno sino dos fuelles (uno en la parte inferior y uno en la parte superior) en el tubo.

 La bolsa no sólo luce como una botella, sino que se para más perfecta y establemente y no se voltea cuando esta vacia como la mayoría de las bolsas doypack tradicionales lo hace. Este diseño puede ser llenado hasta un 90% de la altura del paquete, que ofrece una reducción en el  tamaño de la bolsa de hasta 20%, lo que resulta en la reducción de 15-20% de material. Con un asa de transporte manual en la parte superior, la bolsa-H es fácil de llevar con una mano, a la vez que la bolsa es adecuada para envasar de 2.000 ml a 5.000 ml.

La tapa reutilizable Tap-It puede ser fácilmente perforado en la pared lateral de la bolsa-H para permitir una distribución controlada del agua mineral.

SmartBottle
En 2010 me encontré con el SmartBottle de Exopack. Este diseño cuenta con una bolsa de cuatro lados sellados que se moldea por soplado en una "botella". Después del llenado, los cuatro sellos laterales forman las cuatro esquinas verticales de una  "botella" roscada semi-rígida, liviana.


En ese momento el envase todavía no estaba disponible comercialmente, pero se puso a prueba en los tamaños de volúmenes que van desde ½ galón, hasta 5 galones.
En comparación con la producción del bidón rigido de un galón, la compañía afirma que se necesita 50% de energía menos, un 60% menos de plástico, y el 70% menos de emisiones de CO2 procedentes del transporte.


Recientemente, el SmartBottle se ha introducido en el mercado por Kraft Foods. Es una bolsa en posición parable, hecha de una película flexible de mezcla de polietileno y nylon, con asas dobles, y una tapa roscada rígida que sustituye al tradicional envase de plástico rígido para aderezos de ensaladas.

El embalaje es más compacto que las jarras rígidas, y se aplasta cuando está vacío, lo cual puede proporcionar más fácil eliminación y menores costos de recolección de desechos. Cuando se trata de reciclaje, la botella rígida original es en realidad más fácil de reciclar, ya que este formato nuevo de envase puede no ser aceptado para su reciclaje en todas las áreas.

No estoy seguro si aun ahora es una exclusividad de Kraft Foods, pero con un poco de desarrollo, la SmartBottle podría muy bien adaptarse a cualquier fuente de agua.


 Sé que las opciones de embalaje mencionadas pueden entrar en conflicto con los enfriadores de agua existentes, pero si se quiere diferenciar su mercado y saltar de las estanterías de los supermercados sobrecargados, se debe pensar en términos de actividades al aire libre.

Anton Steeman - Best in Packaging
20 Noviembre 2012

Laminas blister sostenibles

Tekni-Plex sustainable blister filmsEstas soluciones sostenibles de película blíster  ofrecen alternativas viables a películas que contienen PVC y están disponibles en todos los estándares de espesores y combinaciones. Las películas proporcionan un rendimiento equivalente, procesabilidad mejorada y una mayor claridad cuando se compara con PVC de barrera laminada multi-estructurado  y películas blíster monocapa, y son adecuados para una amplia gama de aplicaciones, incluyendo productos farmacéuticos, médicos, alimentos nutracéuticos, salud y accesorios de belleza. Las series PX  y PXA ofrecen una excelente claridad y transparencia, y son compatibles con las regulaciones UE y FDA para el contacto directo con los productos farmacéuticos y los materiales son sellables con todos las tapas  convencionales blister y exhiben el mismo desempeño de barrera como solución de barrera convencional.

Jenni Spinner, Editor Principal - Packaging Digest,
16 Noviembre 2012

Tekni-Plex, 484-690-1520.
www.tekni-plex.com

20 de noviembre de 2012

La sustitución de la neumática con servos puede mejorar el control de movimiento

El editor colaborador James R. Koelsch de Automation World publicó recientemente una historia sobre maquinaria de embalaje que se basa en los servos como un sustituto de la neumática. Yo lo publico nuevamente aquí con la esperanza de que les resulta tan interesante como a mi.

Aunque la integración de la hidráulica y la neumática con controles electrónicos tiene ciertamente sus ventajas, también puede traer una serie de desafíos. Debido a que muchos diseñadores de máquinas carecen de la formación y experiencia necesarias para superarlos, algunos proveedores de automatización está empaquetando actuadores electrónicos para imitar los componentes hidráulicos.

Un ejemplo de ello es la tecnología servo que Rockwell Automation con sede en Milwaukee ha empaquetado para que se vea y comporte como cilindros hidráulicos. Debido a su accionamiento servo, estos cilindros son programables y capaces de extenderse y retraerse con un posicionamiento, la velocidad y la fuerza precisas.

"Además, los ingenieros pueden poner horquilla, muñón y montar brida al accionador eléctrico de la carga con el mismo estilo de los ojos de la barra y accesorios de horquilla utilizados con control hidráulico y neumático", señala Jim Gegg, gerente global de productos de Rockwell Automation. "Como resultado, el diseñador de la máquina no requiere una nueva formación".

Esta precisión fue crucial para una máquina llenadora y dispensadora volumétrica que CWM Automation Ltd. en Gainsborough, Reino Unido diseño para una nueva línea de sopa introducida por TSC Foods Ltd. de Scunthorpe, Reino Unido porque la sopa tenia que venderse en potes en lugar de sobres o latas, esta presentaba una serie de problemas para equipos de envasado de alto volumen, alta velocidad,. "Incluso la más viscosa sopa es todavía muy líquida", señala Mick Williams, director gerente de Automatización CWM. "Por esta razón, es difícil envasar en potes rápidamente sin derramar y salpicar el producto en todas partes."

Su equipo de ingenieros había intentado una serie de enfoques en el pasado, incluyendo los sistemas servos, neumáticos y mecánicos sencillos. La tecnología neumática sacudia demasiado, y el enfoque mecánico no ofrecia la flexibilidad para modificar el proceso más tarde, dijo Williams. En consecuencia, los ingenieros de CWM se dirigieron a sus homólogos de Rockwell Automation para obtener ayuda en el desarrollo de un enfoque basado en servo usando los cilindros eléctricos.

En su forma final, la máquina de envasado de sopa tiene una mesa giratoria con 12 conjuntos de cuatro bolsillos. Cada bolsa sostiene un pote, y la máquina indexa cada conjunto de bolsillos alrededor hasta que esté bajo un cabezal de llenado que suministra el producto. Una vez llenados, los potes se retiran y se añaden las tapas antes de cargarse en un transportador de salida.

Además de utilizar los cilindros eléctricos, la máquina de llenado también se basa en un controlador de automatización programable Allen-Bradley CompactLogix, una red EtherNet / IP, y servoaccionamientos. "Podemos tener varios ejes todos corriendo a velocidades diferentes", dice Williams. La máquina también puede ser adaptada a una variedad de productos y conceptos de envasado, proporcionando la agilidad exigida por el mercado.

Williams en CWM Automation no es el único que está tratando de mejorar el control sobre el movimiento de la maquinaria mediante la sustitución de cilindros neumáticos con la tecnología basado en servo. "Estábamos hablando con un fabricante que ha estado teniendo problemas con el desempeño conforme la presión de aire cambiaba a través de las instalaciones", dice Robert Muehlfellner, director de tecnología de automatización de B & R Industrial Automation Corp., con sede en Roswell, Georgia La vibración resultante y el exceso de movimiento estaban afectando la repetibilidad y causando el desgaste de la maquinaria.

Debido a constantes ajustes manuales y la instalación de reductores de presión no estaban arreglando el problema, ellos discutían sobre la sustitución de los cilindros neumáticos con motores y actuadores lineales. Fabricado por LinMot Inc. de Elkhorn, Wisconsin, estos dispositivos electromagnéticos son servomotores sincronicos permanentemente accionados que consisten de sólo un estator y un deslizante. B & R se basa en sus servovariadores AcoposMicro para integrar esta tecnología a su portafolio de mandos.

Además de ser más simple y más preciso, estos actuadores también tienden a ser energéticamente mas eficientes que los cilindros neumáticos. Muehlfellner estima que por lo general son más de 90 por ciento eficientes, mientras que la eficiencia global de un sistema neumático es de aproximadamente 30 por ciento de la energía puesta en la misma.

Aunque los dispositivos neumáticos son simples y menos caros de comprar y de instalar que la mayoría de sus contrapartes eléctricas, la tecnología es una especie de calle de una sola via. "Hay que comprimir el aire y transportarlo a través de las instalaciones", explica Muehlfellner. "Entonces recién lo usas. Una vez hecho, se fue. No se puede volver a utilizar. "Por estas razones, se insta a los usuarios a considerar el costo total de propiedad durante la vida útil de los equipos, no sólo el precio de compra inicial.

Pat Reynolds, VP/Editor - Packaging World
November 20, 2012

19 de noviembre de 2012

Mercado de envases plásticos registrará fuerte crecimiento - Brasil

El mercado brasileño de envases plásticos crecerá con una tasa compuesta anual de 4,9% hasta el 2015, señaló el gerente general de la consultora con sede en São Paulo Datamark, Graham Wallis, en una conferencia en Río de Janeiro. El crecimiento se verá impulsado ampliamente por los mercados de refrescos y cuidado personal.

Datamark prevé que la demanda de envases plásticos para cuidado personal en Brasil crecerá a una tasa anual compuesta de 7,1% entre el 2011 y el 2015; el crecimiento compuesto de los envases plásticos será de 5,7%, y en alimentos de 5,0% en el período.

Los envases plásticos observarán el mayor índice de crecimiento en la industria brasileña de envases. La resina de polipropileno y tereftalato de polietileno (PET) debiera arrojar la mayor tasa de crecimiento entre los plásticos usados para envases con una expansión anual compuesta de 5,7% y 5,2%, respectivamente hasta el 2015.

El mercado brasileño de plásticos llegó a 9,7 millones de toneladas en el 2011, y los envases plásticos representaron un 26% de este total. El mercado de envases plásticos se incrementará en 520.000 t hasta el 2015, con lo que su participación en el mercado de envases aumenta a 27%.

"Hay espacio para envases más sofisticados en Brasil, por ejemplo en términos de cierres y envases flexibles con sustratos de valor agregado a medida que la renta disponible aumenta y también lo hace la necesidad de productos diferenciados", sostuvo Wallis.

El mercado de envases aumentó un 1,5% en el 2011, pero se contrajo un 1% en el primer semestre del 2012, lo que refleja la menor producción industrial en Brasil.

Sin embargo, Datamark proyecta une recuperación en el segundo semestre del año, cuando la producción de envases se elevaría un 1% en todo el 2012. Se espera que el mercado de US$27.000 mn se incremente un 4,0% anual en los próximos cinco años.

Wallis hizo sus comentarios durante el Seminario Petroquímicos 2012, organizado por PetroChemical Consulting Alliance.

Por Mark Beresford / Business News Americas
15 Noviembre 2012

Instalación piloto lanzada en Ghana para transformar los desechos humanos en combustible biodiesel renovable


Este es un un plan de sitio de la instalación piloto en Kumasi, Ghana, que fue lanzado 19 de noviembre 2012, para convertir los lodos fecales en combustible biodiesel. Para celebrar el Día Mundial del Inodoro el 19 de noviembre, los investigadores de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Columbia , trabajando en Ghana con Waste Enterprises Ltd., la Universidad Kwame Nkrumah de Ciencia y Tecnología, y la Asamblea Metropolitana de Kumasi, han puesto en marcha esta instalación piloto para convertir los lodos fecales en combustible biodiesel, abordando así un problema de la sociedad en todas partes y al mismo tiempo producir energía sostenible, renovable y rentable. El equipo está intensificando sus esfuerzos de investigación iniciadas en un laboratorio de Columbia Engineering, y espera que este centro de trabajo se convierta en un modelo revolucionario en el saneamiento. Crédito: Columbia Engineering

Para celebrar el Día Mundial del Inodoro el 19 de noviembre, investigadores de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Columbia, que trabajan en Ghana con Waste Enterprises Ltd., la Universidad Kwame Nkrumah de Ciencia y Tecnología (KNUST), y la Asamblea Metropolitana de Kumasi, están poniendo en marcha una instalación piloto para convertir lodos fecales en combustible biodiesel, abordando así un problema de la sociedad en todas partes y al mismo tiempo producir renovable y rentable de energía sostenible. El equipo está intensificando sus esfuerzos de investigación iniciadas en un laboratorio de Columbia Engineering, y espera que este centro trabaja para convertirse en un modelo revolucionario en el saneamiento. 

"El proyecto piloto de lodo fecal a biodiesel podría abordar el saneamiento sostenible e introducir una nueva dimensión en la cadena de valor del saneamiento no sólo en Kumasi sino a nivel mundial, lo que ayuda a" matar dos pájaros de un tiro ", afirma Anthony Mensah, Director de Gestión de Residuos para la ciudad de Kumasi. "La Asamblea Metropolitana de Kumasi esta por tanto, encantada de formar parte de esta novedosa asociación". La puesta en marcha de esta fase piloto es un hito importante en el proyecto pionero entrando ahora en su segundo año. Financiado a través de una subvención de $ 1.5 millones de la Fundación Bill & Melinda Gates, el proyecto está liderado por Kartik Chandran, profesor asociado Ingeniería Ambiental y de la Tierra de la Escuela de ingeniería y ciencia aplicada de la Universidad de Columbia  y Ashley Murray, fundador y CEO de Waste Enterprises Ltd , una compañía de Ghana que está trabajando para reinventar la economía de saneamiento en el mundo en desarrollo. Como parte de este proyecto, Chandran se está desarrollando una tecnología innovadora para transformar los lodos fecales en combustible biodiesel y está trabajando en la conversión de una instalación de tratamiento de residuos en una biorefinería.


Estos son los digestores en las instalaciones piloto en Kumasi, Ghana, que fue lanzado 19 de noviembre 2012, para convertir los lodos fecales en combustible biodiesel. Para celebrar el Día Mundial del Inodoro el 19 de noviembre, los investigadores de la Escuela de Ingeniería Universidad de Columbia? S, que trabaja en Ghana con residuos Emprendedores Ltd., la Universidad Kwame Nkrumah de Ciencia y Tecnología, y la Asamblea Metropolitana de Kumasi, heve marcha una instalación piloto para convertir los lodos fecales en combustible biodiesel, abordando así un problema de la sociedad en todas partes y al mismo tiempo producir renovable y rentable de energía sostenible. El equipo está intensificando sus esfuerzos de investigación iniciadas en un laboratorio de Columbia Ingeniería, y espera que este centro trabaja para convertirse en un modelo revolucionario en el saneamiento.
Crédito: Columbia Engineering

"Este es un proyecto muy emocionante para nosotros", dice Chandran. "Nuestro objetivo es crear una instalación de saneamiento urbano de última generación que establecerá nuevos estándares y servira como modelo en todo el mundo. Con la capacidad de recibir y tratar 10.000 litros o 2500 galones- un camión sanitario lleno de que lleva la materia fecal concentrada de por lo menos 5.000 personas-de lodo fecal por día, esta planta alcanza tiene un alcance mucho más allá de la escala de laboratorio ". En la fase piloto, que se espera que dure 12 meses, los investigadores probarán la tecnología de bioproceso de Chandran para la conversión de los compuestos orgánicos presentes en los lodos fecales en biodiesel y metano, dos potentes fuentes de energía renovables. "Nuestro objetivo es desarrollar una instalación de lodo fecal-a biodiesel generadora de ingresos que puede transformar el saneamiento de una carga costosa a una empresa rentable. Si encontramos una manera de hacer rentable la gestión de residuos, los gobiernos y los ciudadanos que en la actualidad cargan con los costos de la salud financiera, ambiental y pública, todo será mejor ", señala Murray.

Chandran y Murray están trabajando en estrecha colaboración con investigadores de KNUST junto con un equipo de ingenieros de procesos para mejorar el rendimiento de biodiesel a partir de lodos fecales y explorar la viabilidad comercial de un modelo de negocio basado en la creación de biodiésel a partir de los desechos humanos. "Este proyecto es algo más que un avance tecnológico, se trata de crear enfoques económicamente sostenibles para la gestión de residuos que pueden eliminar la crisis del saneamiento en las ciudades en vías de desarrollo", dice Murray. "Estamos muy agradecidos a la Fundación Bill y Melinda Gates por su reconocimiento de la importancia crítica de saneamiento sostenible en todo el mundo, especialmente en los países en desarrollo", agrega Chandran. "Esperamos que nuestro modelo puede ser replicado y adaptado en todo el mundo".

Columbia University
Phys Org
19 Noviembre 2012 

De vertedero a un parque


En el primer proyecto de su tipo, los residuos de un vertedero de Bélgica se recuperan y renuevan como energía limpia y el sitio volvió a la comunidad.

Durante las próximas décadas el cambio demográfico mundial ejercerá una presión considerable sobre los residuos del mundo y las redes de energía. Para el año 2050 se espera que la población mundial alcance los 9 mil millones de personas.


Este crecimiento de la población, junto con las mejoras en los niveles de vida en el mundo en desarrollo, aumentará los niveles de residuos y amenazan con sobrecargar las actuales estrategias de gestión de residuos. Al mismo tiempo, una población más grande requerirá mayores suministros de energía, poniendo una tensión crítica sobre los recursos de combustibles fósiles el mundo en rápida disminución. En resumen, se necesita con urgencia un replanteamiento radical en términos de cómo gestionar nuestros residuos y cómo generamos nuestra energía para lograr un manejo sostenible de los residuos y fuentes de energía limpias y renovables.

Afortunadamente, los problemas combinados de los niveles de residuos en aumento y la disminución de los recursos de combustibles fósiles se pueden resolver utilizando la misma estrategia. Los residuos son un recurso con alto valor calorífico, con un enorme potencial como fuente de energía. Muy a menudo esto es literalmente desperdiciado en forma de material de desecho que es consignado a los vertederos y se hace poco o ningún esfuerzo para alcanzar el potencial de la energía liberada de los residuos. Las tecnologías de residuos a energía que ofrecen una alta eficiencia y bajo impacto ambiental pueden jugar un papel clave en la transformación de la forma en que llenamos nuestras necesidades de residuos y energía. Administrando los residuos como un recurso en si mismo, las tecnologías de conversión de residuos en energía pueden a la vez aliviar nuestros problemas de gestión de residuos y proporcionar una fuente limpia y local de energía.

Potencial de explotación de vertedero
El potencial de la tecnología de conversión de residuos en energía para lograr un manejo sostenible de los residuos, altas eficiencia de la energía y la mínima huella de carbono ha de ser demostrado en el primer proyecto de explotación minera mejorado del vertedero en Houthalen Hechteren, Bélgica. La etapa de conversión térmica de este proyecto es un negocio conjunto entre Advanced Plasma Power (APP), un importante proveedor de tecnología de combustibles avanzados y conversión de residuos en energía con sede en Reino Unido y la firma industrial Grupo Machiels, con sede en Bélgica.

A lo largo de 20 años, el proyecto se llevará a unos 16 millones de toneladas de residuos vertidos, recuperara valiosos materiales reciclados y procesara los residuos en energía limpia. Una vez que el sitio esté limpio, se devolverá a la comunidad local que lo usará como zona verde. La energía producida en el emplazamiento será transmitida a la red local, mientras que el exceso de calor se canalizará a nuevos invernaderos para cultivar hortalizas. El proyecto demuestra la capacidad de las tecnologías de conversión de residuos en energía para procesar los residuos de manera que no impacte negativamente el medio ambiente, y que también puede ofrecer una fuente de energía limpia y sostenible para satisfacer las crecientes necesidades del mundo.

El proceso Gasplasma® patentado de APP permite la conversión de los residuos municipales, comerciales e industriales a energía limpia y renovable, con bajo impacto ambiental. El nucleo de la tecnología Gasplasma es una tecnología de conversión avanzada en dos etapas con patente internacional. Combina dos tecnologías de larga data y bien probadas (gasificación y la tecnología de conversión de plasma) en una configuración única para convertir los residuos municipales y comerciales en un gas de síntesis limpio, rico en hidrógeno (gas de síntesis) y un producto reciclado vitrificado llamado Plasmarok ®, que se puede utilizar como un material de construcción de alto valor.

La tecnología Gasplasma procesa los residuos en cuatro etapas.
En primer lugar, los residuos se pasan a través de una instalación de recuperación de materiales (MRF) para recuperar cualquier reciclado valioso -esto asegura que cualquier material que se puede reciclar se retira, lo que maximiza el valor extraído de los residuos.

La siguiente etapa comprende un gasificador de lecho fluidizado, que transforma los materiales orgánicos en el combustible derivado de residuos (RDF) en un gas de síntesis bruto que contienen alquitranes y breas, esto se hace mediante el calentamiento de la RDF a una alta temperatura, alrededor de 800 grados Celsius, en un ambiente de oxígeno reducido muy controlado.


El gas de síntesis crudo se pasa a un convertidor de plasma secundario independiente,. El intenso calor del arco de plasma de más de 8.000 grados Celsius, y la luz ultravioleta fuerte del plasma rompe el gas de síntesis crudo. El craqueo crea un gas de síntesis limpio, mientras que los elementos inorgánicos (componente de cenizas) del gas de síntesis crudo y las cenizas del fondo del gasificador se vitrifican en Plasmarok.

El gas de síntesis es a continuación enfriado, limpiado y acondicionado a través de los depuradores en húmedo y en seco antes de ser usado directamente en una isla de potencia para generar energía renovable, utilizando motores reciprocantes de gas o turbinas de gas. El calor residual también se recupera del proceso para usarse en CHP (producción combinada de calor y de energía) en el propio proceso, así como por otros usuarios en la zona.

Mediante el procesamiento de una gama de materias primas de residuos en energía limpia, calor residual y un subproducto vendible, inerte, el proceso Gasplasma permite la conversion completa de los residuos de vertedero-clave para el éxito de la explotación del relleno sanitario. Esto no sólo beneficiará al medio ambiente en términos de revertir los efectos nocivos del vertedero, pero el proceso también proporciona una solución de gestión de residuos sostenible para el futuro y una fuente limpia, segura y eficiente de energía.

Cerrando el Circuito
Los proyectos de explotacion de rellenos sanitarios, tales como como el de APP-Group Machiels, son un claro ejemplo de "cierre del circuito de materiales" procesando materiales de desecho para extraer el máximo valor de ellos, con un impacto mínimo sobre el medio ambiente. La explotación del vertedero tiene un papel importante que jugar en la reversión de los efectos de los materiales de desecho en el medio ambiente. Los residuos que se dejan descomponer en vertederos liberan grandes cantidades de metano, un gas de efecto invernadero muy potente que se ha relacionado con el calentamiento global. También hay un riesgo de contaminación de la tierra y de las aguas subterráneas. Mediante la conversión de residuos de los vertederos, proyectos de vertederos mineras no sólo liberamos la tierra, sino también prevenimos daños al medio ambiente en el futuro.

Por supuesto, en primer lugar, los desechos no necesitan y no deberian entrar en vertedero. Al desviar los residuos del vertedero y de la la incineración masiva, los cuales son potencialmente dañinos para el medio ambiente, el proceso Gasplasma reduce el impacto de los residuos sobre el medio ambiente. Por ejemplo, los incineradores producen alrededor del 20% al 25% de cenizas, que requieren un transporte, tratamiento y eliminación, elevando así los costos y aumentando la huella de carbono de los residuos. El proceso Gasplasma no produce cenizas de fondo. En su lugar, los residuos se vitrifican en un sólido ambientalmente estable, Plasmarok, que es reconocido como un producto por la Agencia de Medio Ambiente del Reino Unido y tiene un número de aplicaciones como material de construcción de alto valor. Esto elimina el riesgo ambiental, regulatorio y comercial resultante de la preocupación por la ecotoxicidad de las cenizas de fondo producida por los incineradores y por otros procesos no sostenibles de residuos en energía.

Por último, además de estos beneficios ambientales, el proceso Gasplasma también puede recorrer un largo camino hacia el cumplimiento de los requisitos de energía renovable. El proceso proporciona una fuente de energía que es tanto limpio como muy eficiente. La aplicación de la tecnología de conversión por plasma permite un gas de síntesis muy limpio que se pueden utilizar directamente en motores o turbinas de gas, mejorando notablemente la eficiencia de conversión de energía y produccion eléctrica. Sobre la base de una típica RDF de 90.000 toneladas al año, una instalación típica Gasplasma genera más de 16 megavatios de energía eléctrica, energía renovable suficiente para alrededor de 17.500 hogares y el calor residual suficiente para un adicional de 700 hogares.

De Residuos a Energia
Hay claras oportunidades para la expansión de la explotación minera de vertederos en todo el mundo. En el Reino Unido, se estima que 2 millones de toneladas de residuos están sentados en los vertederos de todo el país, proporcionando enorme potencial de generación de energía. En el mundo en desarrollo, millones de los habitantes más pobres del planeta viven al lado de montañas de desechos, perjudiciales, tanto para su salud y, a través de las emisiones de gases de efecto invernadero, para el medio ambiente. Al mismo tiempo, luchan por ganarse la vida con mínimos suministros de energía.

Proyectos de explotación de rellenos sanitarios que emplean tecnologías como el proceso Gasplasma pueden desempeñar un papel crucial en el equilibrio de los desechos y las necesidades energéticas del mundo. Más aun, las tecnologías de residuos-a-energía no sólo tiene aplicaciones para el tratamiento de residuos que ha sido extraído de los vertederos, sino que también se pueden utilizar para tratar los residuos en la fuente. Las plantas de tratamiento de la basura que utilizan la tecnología Gasplasma pueden estar situados cerca de las poblaciones urbanas, procesando los residuos, conforme la población los genera y entregando a cambio calefacción y electricidad local.

Tenemos la esperanza de que las generaciones venideras harán uso de las tecnologías de conversión de residuos en energía no sólo para reparar el daño causado al medio ambiente por los vertederos hoy sino para marcar el comienzo de un mañana bajo en carbono.

Rolf Stein – Recycling Today
15 Noviembre 2012

Comentario personal.
Si pudieramos usar estos procesos en el Peru, nos ahorrariamos los inmensos basurales, produciriamos energia limpia, material de construccion ecologico y nuestras ciudades serian un ejemplo para el mundo. Bueno, soñar no cuesta nada.