Instituto Tecnológico de Mexicali

Ing. Química.

Ingeniería de costos.

Protocolo de investigación:

Acopio de envolturas.

Estudiantes:

Samuel Lepe de Alba.Jazmín Lizeth Jiménez Nava.

Brenda Maritza Villafuerte Ruiz.Grecia Ibarra Aguilar.

Irving Marcial Torres Hernández.

Profa.:

C.P. Clara Rodríguez Vera.

Mexicali, B.C., 01 de Diciembre de 2015.

Introducción:

La generación de residuos y su manejo adecuado son dos de los grandes retos

que enfrentan las sociedades actuales para garantizar su viabilidad y

sustentabilidad. Existen diferentes estrategias para manejarlos, que buscan

disminuir su cantidad y los impactos que generan en el ambiente. La mejor opción

es la reducción, es decir, el modificar los procesos, actividades y patrones de

consumo, de forma que se disminuya la generación de residuos. A esta opción le

siguen la reutilización, el reciclaje, la valorización energética, el tratamiento y la

disposición en rellenos sanitarios. (Morilla., 2012)

Cuando se ha disminuido hasta donde es posible la masa de residuos producidos,

y ya no es factible reutilizarlos en su estado original, el reciclaje constituye la mejor

opción para su manejo. El reciclaje es la transformación de los residuos a través

de distintos procesos, que permiten restituir su valor económico, evitando así su

disposición final, siempre y cuando esta restitución favorezca un ahorro de energía

y materias primas sin perjuicio para la salud, los ecosistemas o sus elementos.

Como la gran mayoría de los plásticos no son degradables, una vez que se

desechan se acumulan en los rellenos sanitarios o tiraderos, e incluso en los

distintos hábitats que conforman el planeta, a los que llegan debido a su mal

manejo. En México los plásticos constituyen el 12.88 % de los residuos sólidos

urbanos, aunque debido a su baja relación masa/volumen, su proporción en el

espacio ocupado en los rellenos es hasta 2.5 veces mayor. Su presencia en los

residuos contribuye de manera importante a la saturación de los rellenos, lo que a

la larga lleva a buscar sitios de disposición cada vez más alejados de los puntos

de generación, aumentando el costo del manejo de los residuos. Además de los

problemas asociados a su manejo como residuos, los plásticos generan impactos

en el ambiente en otras etapas de su ciclo de vida. Uno de sus efectos más

notables es su contribución al agotamiento de los recursos no renovables, ya que

se calcula que 4% del petróleo y gas extraídos se usa como materia prima para la

producción de plásticos, y entre 3 y 4% para generar la energía requerida en su

manufactura.

En la actualidad, en todo el mundo, incluyendo México, existe una problemática

importante por la contaminación del agua, aire y suelo, ocasionada en gran

medida, por los grandes volúmenes de residuos que se generan diariamente y que

recibe escaso o nulo tratamiento adecuado. Esta situación se agrava porque la

basura, que está conformada por residuos de composición muy variada,

generalmente se junta y mezcla durante los labores de recolección lo que dificulta

su manejo final.

Si bien por sus características de peligrosidad la mayoría de los plásticos

sintéticos no representan un riesgo para el ambiente, pero si son un problema

mayor porque no pueden ser degradados por el entorno.

Antecedentes:En 1993, se produjeron 1,000 millones de toneladas de basura en el mundo, que

se traducen a 2.7 millones de toneladas diarias; si se considera que representan

una densidad de 200 kg/m3, de este volumen solo 30% recibió un tratamiento y el

resto se convirtió en un problema ambiental.

El reciclado de plásticos se encuentra aún en su primera etapa en países como

México y América Latina. Afortunadamente, se ha desarrollado en países como

Alemania, Japón y Estados Unidos de América, quienes han desarrollado

programas de recolección de residuos, teniendo éxito después de varios años.

Estos programas se fundamentan en un cambio de cultura, en la que los

pobladores conocen y reconocen la diferencia entre las distintas especies de

materiales y los separan al final de su vida útil.

Justificación:A continuación se darán a conocer los antecedentes de nuestro tema, el desarrollo

se ha generado a partir de una inquietud que en un principio se creía

insignificante, pero después de investigar y profundizar en el tema, nos hemos

dado cuenta de que es más amplio de lo que creíamos.

Este tema como proyecto de investigación se ha seleccionado por que es muy

interesante para mí como estudiante de la carrera de ingeniería química, ya que

nos deja abierto un amplio camino por recorrer en lo que se refiere a la búsqueda

de la solución de esta problemática, lo cual sabemos no será fácil, pero nos

sentimos motivados por esta inquietud que nos entusiasma a darnos a la labor de

investigar hasta poder desarrollar una solución factible. Esto no solo satisface

nuestras inquietudes respecto al tema, sino que también de ser posible

colaboraríamos al desarrollo de una solución que podría cambiar el proceso de las

industrias de recolección de residuos alrededor del mundo, lo cual podría ser un

cambio altamente significativo.

Aquí hemos de cerrar con esto que han sido los antecedentes que me dieron el

impulso para desarrollar este proyecto de investigación, esperando que esto sea

motivo suficiente para llevar a cabo satisfactoriamente el desarrollo de nuestro

proyecto.

Planteamiento de problema:En México se tiene poco conocimiento sobre el reciclaje y la reutilización de los

plásticos. Lo anterior hace necesario que se realicen investigaciones de sobre los

plásticos si se pueden reutilizar para así evitar que paren en la basura o en un

relleno sanitario y el problema de contaminación sea más grave de lo que ya es.

A raíz de esto aparecen varias preguntas como: ¿Se pueden reutilizar los plásticos

reciclados? ¿Qué productos se pueden crear con los plásticos reciclados?

¿Existen empresas que reciclen el plástico y lo reutilicen?

La pregunta que guiará la investigación será:

¿El reciclaje y reutilización de plásticos ayudaría a disminuir la contaminación?

Objetivos:Objetivo general:

1. Reciclar plásticos para su reutilización.

Objetivos específicos:

1. Comparar a México con otros países en el aspecto del reciclaje.

2. Conocer algunos productos que se pueden hacer con los plásticos

reciclados.

Hipótesis:H0: La reutilización de plásticos no puede reducir la contaminación.

H1: La reutilización de plásticos puede reducir la contaminación.

Marco teórico:1. Los plásticos.

1.1 Usos y aplicaciones.

1.1 Riesgos a la salud.

1.2 Situación de la industria de las resinas sintéticas en México.

1.3 Composición de la basura en México.

2. Alternativas para el manejo.

2.1 Uso.

2.2 Reciclado.

2.2.1 Reciclaje primario o re-extrusión.

2.2.2 Reciclaje secundario o mecánico.

2.2.3 Reciclaje terciario o químico.

2.2.4 Reciclaje cuaternario o valorización energética.

2.3 Disposición final.

3. Terracycle.

3.1Que hace.

3.2Beneficio ambiental.

3.3Productos.

1. Los plásticos.

Los plásticos son sustancias orgánicas de alto peso molecular que se sintetizan

generalmente a partir de compuestos de bajo peso molecular. También pueden

obtenerse por modificación química de materiales de alto peso molecular (en

especial la celulosa). La mayoría de los compuestos denominados “plásticos” son

polímeros sintetizados a partir de compuestos orgánicos.

Los plásticos se caracterizan por una alta relación resistencia/densidad, que son

propiedades excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico y de buena

resistencia a los ácidos, bases y solventes.

1.1 Usos y aplicaciones.

Una de las aplicaciones principales del plástico es el empaquetado. Se

comercializa una buena cantidad de polietileno de baja densidad en forma de

rollos de plástico transparente para envoltorios. El polietileno de alta densidad se

usa para películas plásticas más gruesas, como la que se emplea en las bolsas de

basura. Se utiliza también en empaquetado el polipropileno, el poliestireno, el

policloruro de vinilo (PVC) y el policloruro de vinildeno. Este último se usa en

aplicaciones que requieren hermeticidad, ya que no permite el paso de gases (por

ejemplo, el oxígeno) hacia dentro o hacia fuera del paquete. De la misma manera,

el polipropileno es una buena barrera contra el vapor de agua; tiene aplicaciones

domésticas y se emplea en forma de fibra para fabricar alfombras y sogas.

El polietileno de alta densidad se usa en tuberías, del mismo modo que el PVC.

Este último se emplea también en forma de láminas como material de

construcción. Muchos plásticos se utilizan para aislar cables e hilos; el poliestireno

aplicado en forma de espuma sirve para aislar paredes y techos.

1.2 Riesgos a la salud.

En la actualidad, en todo el mundo, incluyendo México, existe una problemática

importante por la contaminación del agua, aire y suelo, ocasionada en gran

medida, por los grandes volúmenes de residuos que se generan diariamente y que

recibes escaso o nulo tratamiento adecuado. Esta situación se agrava porque la

basura, que está conformada por residuos de composición muy variada,

generalmente se junta y mezcla durante los labores de recolección lo que dificulta

su manejo final.

Si bien por sus características de peligrosidad la mayoría de los plásticos

sintéticos no representan un riesgo para el ambiente, si son un problema mayor

porque no pueden ser degradados por el entorno. Al contrario de lo que ocurre con

la madera, el papel, las fibras naturales o incluso el metal y el vidrio, los plásticos

no se oxidan ni se descomponen con el tiempo. Se han desarrollado algunos

plásticos biodegradables, pero ninguno ha demostrado ser válido para las

condiciones requeridas en la mayoría de los vertederos de basura. Su eliminación

es por lo tanto, un problema ambiental de dimensiones considerables.

Un método practico para solucionar este problema es el reciclaje, que se utiliza,

por ejemplo con las botellas de las bebidas gaseosas fabricadas con tereftalato de

polietileno, lo que representa un proceso bastante sencillo.

1.3 Situación de la industria de las resinas sintéticas en México.

La capacidad instalada de la industria de resinas sintéticas alcanzo

aproximadamente 2.5 millones de toneladas, de las cuales el 77% corresponde a

resinas termoplásticas y el 23% a resinas termoestables.

1.4 Composición de la basura en México.

Dado el desarrollo económico e industrial, en nuestro país se produce maquinaria,

bienes de inversión y de consumo y, como consecuencia de estos procesos, se

generan residuos y desechos que en conjunto producen contaminación ambiental.

Como puede observarse en la figura 5, la basura está compuesta por varios

materiales susceptibles de recuperación para ingresar nuevamente a una cadena

productiva, de tal forma que no representen un problema ni un riesgo a la

población y al ambiente.

Uno de los mayores problemas a los que se enfrenta el país en materia ambiental

es el consumo del plástico; de acuerdo con el Instituto Nacional de Recicladores,

en 1997, el consumo aparente en México fue de 29 kg/habitante, y se espera que

para el año 2017 se de 69 kg/habitante, considerando que los residuos plásticos al

año son alrededor de 1, 121,000 toneladas recolectándose únicamente 12% del

plástico desechado.

2. Alternativas para el manejo.

2.1 Uso.

Un ejemplo de posibles métodos para reciclado de botellas elaboradas con PET

se describe en las siguientes figuras que contribuirían en gran escala a la

reducción de volumen de la basura, convirtiéndose en una oportunidad para la

creación de negocios de alta rentabilidad en el reciclado de plásticos.

2.2 Reciclaje.

El reciclaje consiste en obtener una nueva materia prima o producto, mediante un

proceso fisicoquímico o mecánico, a partir de productos y materiales ya en desuso

o utilizado. De esta forma, conseguimos alargar el ciclo de vida de un producto,

ahorrando materiales y beneficiando al medio ambiente al generar menos

residuos. El reciclaje surge no sólo para eliminar residuos, sino para hacer frente

al agotamiento de los recursos naturales del planeta.

2.2.1 Reciclaje primario o re extrusión.

Este tipo de reciclaje también se conoce como reciclaje in situ, de ciclo cerrado o

re-procesamiento. Se realiza al reintroducir los residuos, recortes y rebabas (de

origen post-industrial), que se generan durante la producción, al proceso de

extrusión que se lleva a cabo en el mismo, con el fin de fabricar productos de

material similar. Es una práctica común en muchas plantas productoras de

artículos de plástico, dado que permite reaprovechar residuos limpios y claramente

identificados, disminuyendo la necesidad de materias primas. Aunque el proceso

es simple, para aplicarlo es importante realizar pruebas que permitan definir la

proporción adecuada de reciclados, de forma que no se afecten las propiedades

del producto final.

2.2.2 Reciclaje secundario o mecánico.

En esta categoría se agrupan todos los procesos físicos de reciclaje, es decir,

aquellos en los que no se modifica la estructura química o la composición de los

plásticos. Pueden realizarse a partir de residuos post-industriales o post-consumo,

que mediante tratamientos térmicos son transformados nuevamente en pellets,

perfiles o madera plástica. Aunque existen variaciones en los procesos, estos

generalmente incluyen procesos de corte o molienda, limpieza, extrusión,

enfriamiento y almacenaje hasta su posterior comercialización.

2.2.3 Reciclaje terciario o químico.

A diferencia de lo que ocurre en los procesos físicos, en los químicos los plásticos

cambian su estructura y forman nuevas moléculas, que pueden ser similares o

diferentes a los monómeros que les dieron origen. Estos nuevos compuestos

pueden utilizarse como materias primas para la industria química -para fabricar

plásticos u otro tipo de productos o como combustibles. Este tipo de reciclaje, que

también se conoce como despolimerización, se realiza mediante procesos

térmicos en los que se suministra calor a los plásticos y, mediante el control en la

cantidad de oxígeno y el uso de catalizadores, se logra la fragmentación de las

moléculas. Entre sus distintas modalidades se encuentran la pirolisis, la

gasificación, la hidrogenación y el cracking catalítico, que dan como resultado la

obtención de un gas con una alta capacidad calorífica, de una fase líquida más

pesada y de un residuo sólido.

Sus mayores ventajas son la posibilidad de tratar plásticos contaminados y

mezclados, sin necesidad de un pretratamiento complejo, así como la posibilidad

de obtener productos de alto valor agregado. Entre las desventajas se encuentran

el alto requerimiento energético, la necesidad de adquirir un equipo costoso que

requiere mantenimiento, el cuidado que debe mantenerse para no introducir

plásticos clorados (como el PVC) que puedan dar origen a productos

contaminantes y la dificultad prever con exactitud las características de los

productos que se obtendrán. Esto ha provocado que, a pesar de que existen

diferentes plantas que aplican este proceso en el mundo, no se haya generalizado

su uso. Aunque no hay consenso al respecto, algunos autores consideran el

composteo de plásticos biodegradables como una forma de reciclaje químico,

debido a que en el proceso los plásticos se transforman en composta, bióxido de

carbono y vapor de agua.

2.2.4 Reciclaje cuaternario o recuperación de energía.

Este proceso, también conocido como valorización energética, recupera de forma

directa la capacidad calorífica de los residuos plásticos. Los polímeros que forman

la base de los plásticos, especialmente en el caso de las poli olefinas, están

compuestos principalmente por carbono e hidrógeno. Estos liberan mucha energía

cuando reaccionan con el oxígeno durante la combustión, es decir, son muy

buenos combustibles, comparables en algunos casos con otros derivados del

petróleo.

El calor que se libera durante la combustión de los plásticos puede usarse

directamente, para calentar, o en algún proceso en el que esa energía haga

funcionar una turbina que genere movimiento o electricidad. El proceso puede

aplicarse a plásticos mezclados y permite reducir su volumen hasta en un 99%,

disminuyendo los requerimientos de rellenos sanitarios.

Durante el mismo se destruyen compuestos como los agentes espumantes, pero

al mismo tiempo se genera CO2 que contribuye al calentamiento global.

Dependiendo de las características de los residuos plásticos y las variables del

proceso, pueden formarse además otros contaminantes como los óxidos de

nitrógeno o de azufre, compuestos volátiles y partículas, que se encuentran

regulados en las emisiones debido a su carácter contaminante.

El mayor riesgo es el de formación de dioxinas y furanos, un conjunto de

compuestos altamente tóxicos que se pueden producir durante la combustión de

compuestos que tienen cloro, como el PVC. Por lo anterior, los procesos de

valorización energética de residuos plásticos requieren de instalaciones que

controlen las emisiones que se generan durante el proceso. A pesar de las

dificultades, la valorización energética concentra una proporción significativa de

los residuos plásticos en los países desarrollados. En 2009 se estimaba que en

Europa se reciclaba el 22.5% del plástico post-consumo, del cual el 31.5% del

mismo se usaba en valorización energética, 4% en reciclaje químico y el resto en

reciclaje mecánico.

2.3 Disposición final.

- Relleno sanitario: Es un lugar legalmente utilizado donde se depositan las

basuras municipales después de la clasificación o selección. Se clasifican

en mecánicos y rústicos: en ambas variantes los residuos se distribuyen en

20 a 30 cm de espesor y se compactan formando una celda que deberá

recubrirse con una capa de tierra entre 15 y 20 cm, esparcida y compactada

igual que los residuos.

- Pepena: es un sistema de clasificación mecánica y/o manual de la basura

en sus diferentes componentes, tales como vidrio, metales, plásticos y

otros, realizada en los llamados tiraderos a cielo abierto. Esta técnica no es

muy eficiente debido a que alrededor del 30% de la basura se queda en

barrancas, ríos y calles; mientras que el 70% que llega a los tiraderos, solo

el 40% se aprovecha debido a que el otro 30% se destruye o descompone.

- Compactación: este método reduce el volumen que ocupan los residuos,

con la aplicación de altas presiones ejercidas sobre ellos. Este sistema no

ha dado resultado porque se ha observado que estructuralmente falla la

compresión y que con el tiempo la degradación de los materiales rompe el

mismo tabique.

- Incineración: esta técnica consiste en eliminar la mayor parte del volumen

de los residuos mediante su combustión, a través de la cual se transforman

los desechos en gases, cenizas y escoria, con el fin de reducir el volumen y

aprovechar la energía producida en esta.

3. Terracycle.

Terracycle es una compañía internacional, altamente premiada, de reciclaje y

suprarreciclaje que recolecta envolturas y productos difíciles de reciclar y reutilizar

el material para desarrollar productos innovadores y accesibles. Terracycle es

extensamente considerada la líder en recolección y reúso de desechos no

reciclables de post-consumo.

3.1 Que hace.

Terracycle trabaja con más de 100 marcas principales en Estados Unidos y en 22

países del mundo para recolectar empaques y productos que de lo contrario

estarían destinados a rellenos sanitarios. Transforma ese desecho en materiales y

productos nuevos e innovadores, que están disponibles en línea.

En Terracycle, tienen como misión eliminar la idea de la basura. Esto lo logran a

través de programas de recolección nacional, los cuales son completamente

gratuitos. A cada programa lo llaman "Brigada". Cada Brigada, recolecta cierto tipo

de productos y sus empaques usados, los cuales normalmente son considerados

como "no-reciclables", debido a que no existen sistemas y procesos que permitan

transformarlos.

3.2 Beneficio ambiental.

El 99% del flujo total de material en los EE.UU. Se convierte en basura dentro de 6

meses. ¡Eso es demasiada basura! Para los materiales reciclables, muchos

municipios cuentan con la infraestructura para procesarlos y reutilizarlos. Los

materiales no reciclables se envían a cualquier basurero o se incinera.

La basura que se recicla se va a una planta procesadora y es convertida en

nuevos materiales para hacer nuevos productos. Esto no sólo elimina los efectos

negativos de los rellenos sanitarios o incineraciones de la basura, sino que al

convertirse en nuevas materias primas se generan menos emisiones de carbono

que si se produjeran nuevos materiales vírgenes.

3.4Productos.

Bosquejo Metodológico:

Universo de estudio: Se tomaran como universo el grupo de ingeniería química de

5to semestre y los alumnos de 1er semestre de energías renovables; así como la

comunidad del Instituto Tecnológico de Mexicali.

Técnica: Descriptivo, ya que se tomara una población completa y de ahí se tomara

la muestra.

Muestra: Se recolectaran los empaque de diferentes productos que son

considerados basura para enviarse a la empresa Terracycle, la cual se encarga de

darle el tratamiento adecuado para que se conviertan en nuevos productos.

Cronograma: 2015

Meses Septiembre Octubre Noviembre DiciembreEtapas 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4Recolección de empaques X X X X X X X X X X X XAntecedentes y justificación X XPlanteamiento del problema XObjetivos XHipótesis XEsquema de trabajo y Marco Teórico X XBosquejo metodológico XEntrega y presentación del protocolo de investigación X X

Presupuesto:Producto. Costo.

Bibliografía:

Morilla., A. V. (2012). El reciclaje de los plasticos. Mexico.: Universidad Autonoma Metropolitana. .

http://www.inforeciclaje.com/que-es-reciclaje.php

http://www.terracycle.com.mx/es-MX/

La situación de los envases plásticos en México. Arturo Cristan Frías, Irina Ize Lema. 2012