El mensaje en Chinaplas: Es ahora o nunca. Encargarse de los residuos plásticos o arriesgar un crecimiento mas lento

Foto de archivo. Fardos de plástico post consumido embalados para su reciclaje.

Guangzhou, China. El mensaje ambiental en Chinaplas 2019 fue bastante simple: la industria necesita encontrar una manera de abordar las preocupaciones del público respecto a los residuos plásticos o corre el riesgo de un crecimiento futuro si los consumidores consideran que los plásticos son un problema.

"Si no podemos abordarlo, creo que hay un riesgo", dijo Bambang Candra, vicepresidente comercial para Asia-Pacífico en Singapur en la unidad de embalaje y plásticos especializados de Dow Inc., durante una conferencia de prensa. que profundizaba mucho en temas ambientales.

Fue un tema recurrente en los eventos mediáticos y entrevistas en Chinaplas, que normalmente se centran en las oportunidades para el crecimiento de los plásticos en la clase media en expansión en China y el resto de Asia.

Esas oportunidades de crecimiento aún se promocionaban, por supuesto, pero se veían atenuadas por la incertidumbre de que si no se abordaban las preocupaciones por el desperdicio, el crecimiento a largo plazo podría sufrir.

Chinaplas, que se celebró del 21 al 24 de mayo en Guangzhou, es una de las dos ferias de plásticos más grandes del mundo.

Como corresponde a la audiencia de profesionales de la industria, las compañías de maquinaria hablaron sobre sus esfuerzos para desarrollar nuevas tecnologías para procesar los grados más bajos de plásticos reciclados y sugirieron cómo podrían ayudar las tecnologías de datos de Industria 4.0.

Los fabricantes de materiales, por su parte, describieron los esfuerzos de investigación para usar más plásticos reciclados y hablaron sobre proyectos financiados por la industria para construir infraestructura de recolección de residuos en economías en desarrollo en Asia.

Matthias Sieverding, presidente de tecnología de extrusión para la alemana KraussMaffei Berstorff GmbH, dijo en una conferencia de prensa que las preocupaciones ambientales serán el principal desafío para la industria en la próxima década.

El señaló que con la Espada Nacional de China que prohíbe las importaciones de residuos de plástico - y la presión pública en todo el mundo - los propietarios de marcas le están diciendo a la industria de los plásticos que "propongan soluciones al por mayor ... para demostrar que somos capaces de abordar el problema y seguir adelante".

"Creemos que hay un gran potencial de que los mejores 50 años de la industria de los plásticos aún están por venir, hay muchos más usos para nuestro producto, pero tenemos que asegurarnos de que el público no pierda la fe en que podemos manejar los desafíos", dijo Sieverding. "Una gran cantidad de desarrollo que hacemos en nuestro centro de tecnología gira en torno al tema del reciclaje".

Chinaplas 2019/Adsale. Matthias Sieverding, presidente de tecnología de extrusión para KraussMaffei Berstorff GmbH dijo que el medio ambiente será el principal desafío que enfrentará la industria del plástico en la próxima década.

4.0 y reciclaje
El fabricante alemán de máquinas de moldeo por soplado Kautex Maschinenbau GmbH también notó más presión pública.

Un alto ejecutivo de Kautex estuvo de acuerdo en que una de las claves para los fabricantes de maquinaria será la I + D para desarrollar equipos que procesen mejor los materiales reciclados de menor calidad y amplíen la gama de plásticos que se pueden reciclar de manera efectiva.

El socio gerente Andreas Lichtenauer cree que el sector de maquinaria aumentó su enfoque en el último año. Señaló que las empresas alemanas de productos de consumo han aumentado sus anuncios en el último año en relación con los plásticos oceánicos y el uso de más plásticos reciclados.

Kautex inició su proyecto en el verano de 2018, y Lichtenauer dijo que su compañía planea presentar desarrollos tecnológicos detallados en K 2019, más adelante este año en Alemania.

Un área particular de interés, dijo, será utilizar el análisis de datos de Industria 4.0 para manejar mejor las variaciones en las propiedades con material reciclado, particularmente con plásticos reciclados de menor calidad.

"Es muy importante en la etapa de diseño considerar cómo reciclar este producto al final de su vida útil". Christoph Steger, Engel Holding GmbH

"Veo con la digitalización, y con las posibilidades que tiene hoy con el análisis de big data, [para] usar un material que no es tan estable", dijo Lichtenauer. "Tal vez podamos combinar tecnología, resina de post-consumo con otras tecnologías, eso es lo que queremos mostrar en la Feria K".

El fabricante austriaco de máquinas de moldeo por inyección, Engel Holding GmbH, abordó un tema similar.

Christoph Steger, director de ventas, dijo que Engel ve oportunidades utilizando su tecnología Industry 4.0 para "respaldar el uso de dicho material reciclado con sistemas inteligentes que compensen la mayor variación en materiales reciclados en comparación con los virgenes".

"Estamos realmente involucrados con nuestros clientes en las primeras etapas cuando se trata del desarrollo de productos, para aportar nuestros conocimientos sobre el reciclaje y el uso de materiales reciclados", dijo. "Es muy importante en la etapa de diseño considerar cómo reciclar este producto al final de su vida útil".

Señaló en una conferencia de prensa que Engel se convirtió en marzo en el primer fabricante de maquinaria de inyección de plásticos en unirse al Compromiso Global de la Nueva Economía de los Plásticos de la Fundación Ellen MacArthur, que incluye a más de 350 empresas, gobiernos y organizaciones que se han comprometido a reducir sustancialmente los residuos plásticos.

Steger dijo que la participación de Engel dentro de la fundación, la cual representa alrededor del 20 por ciento del mercado global de envases de plástico, ha sido muy fructífera.

"Las discusiones dentro de la Fundación Ellen MacArthur son geniales", dijo. "No se trata de las críticas hacia o contra el plástico. Es mucho más positivo, optimista y proactivo.

"Estamos discutiendo qué pueden contribuir todos para permitir una economía circular, para permitir un uso sostenible y reflexivo del plástico", dijo. "Dentro de la Fundación Ellen MacArthur, nadie duda de la necesidad de los plásticos, pero lo que estamos discutiendo es si hay áreas en las que lo usamos de la manera correcta, de la manera adecuada".

Chinaplas 2019/Adsale. Dado que los flujos comerciales globales de chatarra plástica se enfrentaron a grandes cambios luego de que los países asiáticos impusieron estrictas restricciones a las importaciones de chatarra, Chinaplas organizó por primera vez una zona para compañías que vendían pellets y escamas de plástico reciclado.

Materiales diseñados para el reciclaje.
Wim Roels, CEO del fabricante de poliolefinas con sede en Singapur Borouge Pte. Ltd., dijo que encontrar formas de utilizar más contenido reciclado en materiales vírgenes será importante para el crecimiento continuo de la industria.

"Nuestra contribución es básicamente que necesitas alinear los materiales vírgenes, por lo que el material virgen debe ser más fuerte para aceptar material reciclado", dijo. "Necesita diferentes tipos de materiales vírgenes para mantener el mismo rendimiento de su producto, pero colocas un 30 o 40 por ciento de material reciclado que no tendrá las mismas propiedades".

Borouge está poniendo más trabajo en el diseño para el reciclaje, así como el desarrollo de embalaje con menos capas y menos impresión, dijo Roels.

También dijo que la compañía, uno de los principales fabricantes de poliolefinas del mundo, está empezando a considerar diseños de embalaje reutilizable.

"Necesitamos pensar en conceptos donde estás reutilizando tu embalaje, no lo estás desechando", dijo Roels. "Es un tema en el que estamos invirtiendo en nuestro marketing e investigación y desarrollo para desarrollar capacidades, porque creemos que será un elemento importante del futuro en el embalaje".

Roels cree que existe cierto riesgo de no selección de plásticos, y argumentó que la industria necesita seguir trabajando con los gobiernos y la sociedad civil para abordar los problemas relacionados con los desechos.

Señaló el trabajo de su compañía en proyectos en Indonesia para financiar una mejor recolección de residuos plásticos y otros, y el trabajo más amplio de la industria, como el proyecto de Alianza para eliminar los residuos plásticos de 1.500 millones de dólares para financiar la recolección de residuos, particularmente en los países asiáticos identificados como las principales fuentes de plástico en el océano.

"Si podemos, junto con los operadores de la cadena de valor, los gobiernos, encontrar una solución para el desperdicio, creo que habrá nuevas oportunidades y nuevas aplicaciones llegando", dijo.

"Creo que lo peor sería poner nuestra cabeza en la arena y decir que no hay problema o decir que tenemos mil millones de dólares y no se hace nada", dijo Roels. "Entonces habrá un efecto, habrá consecuencias".

Dijo que la industria debería respaldar los esfuerzos de recolección, como los depósitos de contenedores y estar dispuestos a aceptar el alejamiento de algunos envases de un solo uso, como bolsas de venta al por menor o sorbetes.

Pero los plásticos también tienen un caso sólido en otros mercados de un solo uso para envasar y conservar los alimentos manteniéndolos frescos y evitando el deterioro, dijo. Las megaciudades como Shanghai o Guangzhou no podrían existir sin un embalaje de alimentos efectivo, dijo.

"Creo que es importante centrarse en las áreas donde los plásticos tienen una valiosa contribución", dijo.

Chinaplas 2019/Adsale. Los ejecutivos de la industria discuten los desafíos de los residuos plásticos durante un evento especial en Chinaplas 2019.

La contribución pública.
Hablando en una presentación en una conferencia sobre reciclaje y medio ambiente celebrada junto a Chinaplas, Rigliano dijo que Bandera está trabajando para mejorar su maquinaria para manejar más contenido reciclado.

Le dijo a la multitud asiática que los estudios han demostrado que la mayor parte de la basura plástica del mundo en el océano proviene de países asiáticos sin una adecuada recolección de residuos. Él sugirió que los sistemas europeos, que gravan el embalaje para financiar la recolección de desechos, pueden ser efectivos.

"En Europa, existen diferentes series de escalas y factores para pagar impuestos sobre los envases de plástico", dijo Rigliano. "Es un buen sistema porque ... ha aumentado mucho las capacidades de recolección de plásticos".

Algunos países asiáticos han establecido objetivos agresivos para reducir los residuos plásticos.

Candra, de Dow, señaló que en 2017, el gobierno de Indonesia estableció un objetivo para reducir el ingreso de residuos plásticos al medio ambiente en un 70 por ciento para 2025. Dow dijo que Dow está financiando proyectos de recolección en ese país.

"Lo que he estado experimentando al trabajar con el gobierno de Indonesia es que están realmente conscientes y comprenden el propósito y la necesidad y la funcionalidad del plástico", dijo Candra. "También son muy conscientes y entienden que el problema es el desperdicio, y eso es lo que están tratando de abordar".

Haciéndose eco de lo dicho por Roels de Borouge, Candra dijo a los periodistas que, con el tiempo, la industria encontrará formas de utilizar más materias primas recicladas.

Dijo que si la industria puede abordar las preocupaciones ambientales, puede estar seguro de que el crecimiento de la demanda de plásticos seguirá siendo fuerte, aunque predijo que mucha de esta se llenara con materiales reciclados. Señaló que las tecnologías emergentes como el reciclaje químico son una forma de hacerlo.

"El balance general se modificara y cambiará a medida que pongamos nuestra tecnología e impulsemos esto", dijo Candra. "En general, si somos capaces de cambiar la percepción de los plásticos, si somos capaces de mejorar la infraestructura, si estamos poniendo nuestra tecnología para abordar esto, entonces podremos abordar la preocupación".

Steve Toloken
Plastics News Staff
12 Junio 2019

Una nueva investigación reafirma los lineamientos de FDA para capa externa virgen de PET como barrera

Estudio refuta la investigación previa que planteó dudas sobre la eficacia de PET virgen como una capa de barrera funcional cuando se coextruye con PET reciclado.

Fig 1: Este paquete de herramientas se usó para simular la permeabilidad esperada de tolueno fuera de la capa central de PET reciclado post consumo (RPC).

Cada una de estas simulaciones demuestra que las capas virgenes externas mantienen su idoneidad como una barrera funcional desde que los espesores de la capa de capa virgen no contaminada resultantes exceden la recomendación de FDA de 25 micrones (1-mil). La tercera y cuarta simulaciones demuestran además los beneficios de desvolatilización usando el proceso HVTSE sin secado.

Un estudio europeo de 2016 planteó dudas acerca de la efectividad del PET virgen como una capa externa de barrera en un empaque multicapa que también contiene reciclado post-consumo (PCR). Pero las investigaciones más recientes utilizando simulaciones por computadora han reafirmado las pautas publicadas en 2006 por la Administración de Alimentos y Medicamentos de EUA (FDA, por sus siglas en inglés). Esas directrices (Guia para la Industria: Uso de Plásticos Reciclados en Embalaje Alimenticio: Consideraciones Químicas) establecen que con los elementos estructurales adecuados, una capa de capa virgen externa efectivamente actúa como una barrera funcional aceptable sobre materiales de RPC para el contacto con los alimentos.

Los resultados de este estudio más reciente fueron presentados primeramente en diciembre por PTi / Processing Technologies International (PTi), Aurora, Illinois, en la conferencia Extrusion 2016 de Plastics Technology. PTi llevó a cabo el estudio el año pasado en colaboración con Plastic Technologies, Inc. (PTI), Holland, Ohio, y Container Science Inc., Atlanta. Plastic Technologies Inc. es reconocida mundialmente como una de las principales fuentes de diseño de preformas y empaques, desarrollo de empaques, prototipado rápido, prototipado de pre-producción e ingeniería de evaluación de materiales para embalaje plástico.

Container Science Inc. fue fundada en enero de 2002 para ofrecer experiencia en ciencia de materiales para mejorar el desempeño básico, la calidad y la economía del PET y otros materiales de contenedores de plástico. La empresa (containerscience.com) proporciona un conocimiento fundamental de la química y la ciencia asociada con los contenedores de plástico, y traslada este entendimiento en soluciones prácticas que abordan las necesidades, problemas y oportunidades para esta industria.

Este estudio fue impulsado por un reciente informe de la industria europea de 2016 por el Dr. Frank Welle del Instituto Fraunhofer. Titulado Evaluación de Reciclados Detrás de Barreras Funcionales y presentado en Marzo pasado en la Conferencia de PET Reciclado para Contacto con Alimentos, el informe cuestionó la eficacia de una estructura A-B-A con reciclados de PET detrás de una barrera funcional y sugirió que la capa externa virgen podría contaminarse durante la extrusión haciendo inadecuada la barrera funcional.

Los hallazgos del informe europeo se basaron en pruebas de embalaje de PET reciclado a temperaturas elevadas de uso de hasta 100 °C (212 °F), lo cual no está de acuerdo con la recomendación de la FDA de 2006 (es decir, a temperatura ambiente e inferior) usando una capa virgen de PET con un mínimo de 25 micrones (1 mil) de espesor para encapsular los materiales de PET reciclado post consumo para aplicaciones directas de embalaje en contacto directo con alimentos.

El estudio PTi se propuso examinar la relevancia de la temperatura elevada de aplicación utilizada como parte de la Evaluación Fraunhofer y reafirmar el PET virgen como una barrera funcional adecuada y sus correspondientes directrices de la FDA. Los resultados de la simulación demuestran que una capa externa virgen de 25 micrones (1 ml) es una protección adecuada para un empaque de alimentos PET cuando se usa a temperatura ambiente.

En las estructuras de PET multicapa coextruidas, la FDA recomendó en 2006 una capa de capa externa virgen de 25 micrones (1 mil) de espesor para aplicaciones a temperatura ambiente y una capa externa de 50 micrones (2 mil) de espesor para uso a temperaturas más altas (hasta 150 °C/302 °F) para prevenir la penetración de los contaminantes que emigran de la capa central de PET reciclado del material de empaque dentro del alimento contenido. La capa externa virgen proporciona protección contra contacto insalubre o transferencia de tintas, adhesivos, productos químicos u otros materiales no destinados para consumo.

La simulación se centró en la migración en el cabezal y el bloque de alimentación. Esta se hizo a la temperatura de fusión típica de PET: 274-288 °C (525-550 °F). El informe de Fraunhofer mencionaba medidas de migración que se hicieron a 100 °C (212 °F) y llegó a conclusiones sobre la migración durante el proceso de extrusión. En realidad, los empaques de PET amorfo se usan a temperatura ambiental y sería relevante para medir la migración o realizar pruebas de desafío a temperatura ambiente. A la temperatura elevada de 100 °C (212 °F), el empaque de PET amorfo perdería su integridad estructural.

La Metodología
PTi realizó cuatro simulaciones de la prueba de desafío recomendada por la FDA (coextrusión de virgen/reciclado/virgen con 780 ppm de tolueno en el reciclado) como parte de este estudio. La ilustración de arriba ilustra un modelo del bloque de alimentación y cabezal que se usó para simular la permeación esperada de tolueno fuera de la capa central de reciclado. Las gráficas de la pág. 54-55 muestran la concentración prevista de tolueno en las capas central y externas al final del proceso de extrusión para las cuatro simulaciones. La tabla adjunta resume los datos de cuatro simulaciones diferentes que modelaron la producción de una lámina PET de 1 mm (40 mil) de espesor con una estructura de capas virgen/reciclado/virgen, 10/80/10 % a una velocidad combinada de 908 kg/hr (2000 lb/h).

La primera simulación asumió un extrusor mono tornillo convencional (es decir, sin capacidad de desvolatilización) que procesaba la capa central del 80% usando sólo escamas de PET reciclado. La segunda simulación cambió la formulación a una mezcla de 50% de reciclado post industrial (RPI) y 30 % de escamas de reciclado PET post consumo. La tercera simulación repitió la formulación utilizada durante la primera simulación, a la vez que agregó los beneficios de desvolatilización de una extrusora de doble tornillo con alto vacío alto utilizando un doble tornillo co-rotante Bandera HVTSE patentado. Y, por último, la cuarta simulación repitió la formulación de la segunda simulación, al tiempo que agregó los beneficios del proceso HVTSE.

Para cada una de estas cuatro simulaciones, los resultados demuestran que las capas externas virgenes mantienen su idoneidad como barrera funcional, ya que los espesores de la capa externa virgen no contaminada resultantes, exceden la recomendación de la FDA de 25 micrones (1 mil). La tercera y cuarta simulaciones demuestran además los beneficios de la desvolatilización utilizando el proceso sin secado HVTSE, el cual muestra que aumenta el espesor de la capa externa virgen no contaminada resultante (es decir, el espesor de la capa de barrera funcional resultante) debido a una reducción significativa de los niveles de concentración de contaminantes en la capa central.

En resumen, este estudio demostró efectivamente la importancia de varios factores con respecto a la migración de contaminantes, siendo la más significativa la correlación de mayores tasas de migración a temperaturas mayores de aplicación. En la evaluación de Fraunhofer, se informó que la velocidad de permeación a 100 ºC (212 °F) era rápida (el tiempo de penetración del contaminante a través de una capa externa de 12.5 micrones (0,5 mil) era de aproximadamente 1 día), pero a temperatura ambiente la velocidad era mucho más baja (Se predijo que el tiempo de pentracion contaminante equivalente era mayor de 100 años).

Otras conclusiones de este estudio indican que el tiempo de exposición durante el proceso de extrusión tiene cierto impacto, con los modelos de simulación que muestran la migración de contaminantes primarios ocurren en el area del bloque de alimentación y cabezal. Sin embargo, en esta zona, la migración se encuentra principalmente en la interfase y no a lo largo de la capa externa virgen.

Mas aun, este estudio demuestra que las capas externas vírgenes pueden permanecer sin contaminarse a un espesor de capa mayor de 25 micrones (1 mil), demostrando que la barrera funcional permanece intacta durante el proceso de extrusión y reafirmando las directrices de la FDA para su uso como una barrera eficaz. Simplemente, con los elementos estructurales adecuados, una capa externa virgen actúa como una barrera funcional aceptable sobre los materiales de reciclado post consumo para el contacto con los alimentos de acuerdo con las directrices originales establecidas por la FDA.

En última instancia, los envasadores de alimentos / procesadores de laminas deben demostrar a la FDA que su proceso de fabricación y el empaque producido cumplen con los requisitos de seguridad alimentaria pertinentes.

ACERCA DEL AUTOR: Sushant Jain es científico senior de aplicaciones y tecnología, para Processing Technologies LLC, Aurora, Illinois, un proveedor líder de sistemas completos de extrusión de láminas. Jain tiene 30 años de amplia experiencia en la industria plástica. Ha desempeñado papeles de liderazgo en I + D, desarrollo de productos y procesos y manufactura esbelta con las principales compañías de embalaje como Pactiv, American National Can, Amoco Foam Products y Continental Can. Ha desarrollado y comercializado contenedores para productos alimentarios / nutricionales. Contacto: (630) 585-5800; sjain@ptiextruders.com; Ptiextruders.com.

Sushant Jain
Plastics Technology
26 Marzo 2017