Circularidad de PVC con líneas flexibles de extrusión de PVC de Bausano

Reciclaje mecánico de residuos de PVC con extrusión de PVC flexible

Con sus extrusoras, Bausano participa en el sector del reciclaje mecánico de residuos mixtos de PVC de la industria de la construcción. La circularidad de la cadena de valor del PVC es un tema de gran importancia dentro de nuestra empresa.
La circularidad del PVC no es una prioridad exclusiva de Bausano, sino también una prioridad europea que no tiene alternativas viables. Esto lleva a toda la cadena de suministro a avanzar hacia la circularidad del PVC y a promover productos hechos de materiales reciclados. Bausano entiende la urgencia y la importancia de desarrollar líneas de extrusión que agrega valor a la recuperación y a la circularidad del PVC.
Reciclaje y construcción son palabras clave que llevaron a Bausano a desarrollar un proyecto de investigación ecoinnovador y técnicamente escalable a nivel industrial para el reciclaje mecánico de residuos de producción de PVC.
Vale la pena mencionar que existen principalmente dos metodologías de reciclaje de PVC: el reciclaje mecánico y el reciclaje químico. Los procesos de reciclaje mecánico implican la separación, trituración y alimentación del producto triturado en el equipo de transformación, es decir, la extrusora de residuos industriales. El reciclaje químico, por otro lado, se basa en la idea de volver a convertir el plástico en las materias primas constituyentes para su reutilización en el proceso de síntesis u otros procesos químicos. El reciclaje mecánico es preferible cuando se dispone de PVC con composición y trazabilidad conocidos. Actualmente es la solución más utilizada en toda la industria y está experimentando mejoras continuas tanto para obtener materias primas más puras como nuevos productos/usos del material reciclado.

Objetivos del proyecto y resultados obtenidos de la extrusión flexible de PVC

El proceso de reciclaje incluyó chatarra de PVC posindustrial mixta rígida/plastificada que no se podía separar debido a que contenía perfiles coextruidos, por ejemplo, juntas para marcos de ventanas y puertas. La aplicación final es volver a extruir el mismo producto u otros productos similares.

El proceso de producción de juntas de coextrusión en extrusión de PVC flexible

El PVC rígido/flexible genera grandes cantidades de chatarra – por ejemplo, sangrado debido a cambio de material o color, perfiles defectuosos – que ascienden a alrededor del 12 % de la producción. En el pasado, este tipo de residuos nunca habían sido objeto de ningún tipo de reciclaje, sino que solían destinarse a vertederos, con unos costes de eliminación que oscilan entre los 2,0 y los 2,5 euros/kg y, en algunos casos, incluso superiores. El reto tecnológico de Bausano, y del sector del plástico, ha sido reciclar tales residuos mixtos, ya que los residuos de procesamiento de un solo tipo de material, de otras líneas de producción como perfiles mono-extruidos y accesorios moldeados, ya se estaban recuperando y devolviendo a la producción mezclados con PVC virgen.
El objetivo se logró mediante el desarrollo de un proceso de reciclaje mecánico optimizado en relación con el tipo de chatarra a procesar. El fin de este proceso era obtener productos con prestaciones comparables a los fabricados exclusivamente a partir de material virgen. Esto permite que estos productos se ofrezcan en el mercado con una ventaja altamente competitiva, lo que significa que luego se pueden ofrecer en el mercado con el valor agregado de ser producidos mediante un proceso de reciclaje.

Desarrollo de material reciclado e identificación de posibles aplicaciones

En las actividades preliminares del proyecto se analizaron los materiales de partida, es decir, compuestos de PVC rígidos y flexibles vírgenes utilizados en perfiles coextruidos. El principal problema técnico a abordar al desarrollar el proceso de reciclaje es que el PVC rígido y flexible tiene perfiles reológicos muy diferentes y, por lo tanto, temperaturas de procesamiento muy diferentes, por lo que se debe encontrar una ventana de parámetros de proceso para garantizar la mezcla efectiva de los dos tipos de material sin incurrir en la degradación del polímero como resultado de las altas temperaturas. Con el fin de desarrollar un compuesto de reciclaje de características homogéneas adecuado para las aplicaciones de interés en términos de rendimiento y acabado estético, Bausano persiguió los siguientes objetivos:

• Optimización del proceso de reducción dimensional de los residuos
• Optimización de la formulación de la mezcla mediante la adición de aditivos adecuados
• Optimización de los parámetros del proceso de extrusión para reducir los efectos de degradación térmica, garantizando al mismo tiempo una mezcla óptima de los dos tipos de PVC.

Luego se extruyó una serie de compuestos con composiciones variables, primero a escala de laboratorio, con nuestro Extrusora de laboratorio MD30, para estudiar la viabilidad y la extrudabilidad.
Posteriormente, las formulaciones y los parámetros de proceso relacionados que arrojaron los resultados más prometedores se replicaron a escala industrial en nuestro Extrusora de doble tornillo MD Nextmover para la regranulación de PVC.
 
En todos los compuestos producidos, tanto en la extrusora de laboratorio como en el de doble tornillo, se evaluó la homogeneidad de la mezcla, se demostró la replicabilidad técnica del proceso de reciclaje a escala industrial, se definieron sus parámetros de funcionamiento óptimos y se determinaron las características técnicas del elemento producido a partir del nuevo material de reciclaje.
 
Por lo tanto, se han identificado algunas aplicaciones potenciales para el compuesto a partir del reciclaje mixto, posiblemente con la adición de material virgen rígido o flexible necesario para lograr el nivel de dureza requerido por la aplicación de interés. Las posibles aplicaciones de los pellets extruidos por una extrusora de residuos posindustriales pueden ser tuberías, perfiles o el propio producto coextruido inicial que produjo los residuos.
Para aplicaciones basadas en PVC virgen, el porcentaje de material reciclado utilizado fue superior al 60 %, que es el límite inferior de plástico reciclado utilizado para producir productos certificados como «reciclados» por un proceso de extrusión continuo. Cabe señalar que este porcentaje representaba un objetivo particularmente ambicioso desde el punto de vista técnico dada la heterogeneidad de las características de los residuos de PVC.
 
En la fase final del proyecto, cada uno de los componentes identificados se realizó físicamente con los compuestos de reciclaje desarrollados con el fin de comparar su rendimiento con especímenes similares hechos de material virgen.

Junta coextruida en extrusión de PVC flexible

Para la producción de la parte rígida de la junta coextruida, de acuerdo con el objetivo de dureza definido (SHD), los compuestos utilizados son de reciclados con PVC virgen rígido añadido.

La junta producida en condiciones óptimas, en términos de parámetros de extrusión y compuesto de partida, cumple con los requisitos mínimos de dureza y estabilidad dimensional para encajar adecuadamente en la carcasa prevista para la aplicación final (estas son juntas para compuertas).
El acabado superficial es comparable al del mismo componente producido a partir de PVC virgen.

Varilla de extrusión simple en extrusión de PVC flexible

Para la fabricación de este componente, de acuerdo con la dureza objetivo definida, hasta 80 ShA, se utilizaron los compuestos reciclados con PVC rígido flexible añadido. La varilla producida en condiciones óptimas, en términos de parámetros de extrusión y compuesto de partida, cumple con los requisitos mínimos de dureza y estabilidad dimensional para encajar correctamente en la carcasa prevista para la aplicación final y funciona incluso mejor que el material virgen correspondiente debido a la dureza media obtenida, que es ligeramente más alta.
El rendimiento requerido del componente tubular es tal que no debe salir de su carcasa como resultado de una tensión de tracción, ya sea causada por la tensión de la chapa o por el viento.
Esta eventualidad se debe tanto a la deformabilidad del material constituyente como a la geometría del componente, ya que se trata de un perfil hueco. En este caso se realizó una prueba especialmente diseñada que simula exactamente el estrés descrito. El rendimiento estético es indistinguible del componente tubular extruido con PVC flexible virgen.

Conclusiones y desarrollos futuros

El proceso de reciclaje de PVC de circuito cerrado desarrollado por Bausano ha generado, principalmente, datos concretos de investigación y desarrollo que se pueden aplicar a nuestros clientes. A su vez, los clientes se beneficiarán de muchas ventajas si adoptan el reciclaje con una extrusora Bausano, incluso en este tiempo histórico de escasez de materias primas.
Estas ventajas son las siguientes:

• Un menor impacto ambiental gracias a una drástica reducción de los residuos de producción enviados a los vertederos y al uso de materias primas vírgenes procedentes de residuos fósiles no renovables, parcialmente sustituidas por materias primas secundarias;
• Ahorro económico significativo, en la medida en que la empresa vea una reducción inmediata tanto en el gasto relacionado con sus operaciones de eliminación de residuos de producción previos, como en el coste y la dificultad de compra de materia prima;
• La posibilidad de aplicar nuestro Sistemas de ahorro de energía a un proceso de reciclaje de PVC a través del calentamiento por inducción del cilindro, lo que permite un mayor ahorro de costes y protección del medio ambiente;
• La posibilidad de monitorizar todos los parámetros de producción a través de nuestro sistema IdC Industria 4.0 Orquestra.

El uso de PVC procedente del reciclaje, con o sin la adición de PVC virgen, para nuevas producciones diferentes a las existentes puede evaluarse como un futuro desarrollo adicional con el fin de ampliar la gama de productos ofrecidos por Bausano.