TRABAJO COLABORATIVO

PROPUESTA DE MANEJO DE BOTELLAS PLÁSTICAS A TRAVÉS DE PLASTIC ROAD.

LINA KATHERINE ARENAS MARTINEZ ANYER GUTIERREZ SALAMANCA MARISOL TORRES MENDIVELSO

Cohorte XVI, Wiki 2

Docente: Carlos Arturo Álvarez Monsalve

UNIVERSIDAD DE MANIZALES Maestría en medio ambiente y desarrollo sostenible Modulo: Manejo Integrado de residuos solidos

2017

INTRODUCCIÓN

La gestión integral de los residuos sólidos urbanos a través del aprovechamiento de los mismos orientados a la formación y educación de la población, los cuales son generadores potenciales de residuos que pueden ser reutilizados y reciclados a través de diferentes tecnologías y avances orientados a propiciar mecanismos de recuperación, transformación y conversión de los residuos con el fin de brindar alternativas que puedan desarrollarse según las necesidades de las urbes.

Por esta razón Plastic Road se convierte en una posibilidad para generar canales de producción para la obtención de nuevos productos derivados de la transformación de esos residuos, en este aspecto el ciclo de vida de los residuos se desarrollaría de forma óptima dependiendo el tipo de residuo al cual se le deba realizar el tratamiento necesario para su conversión y reciclado y si es apto para el proceso, para el plástico en especial, siendo un residuo que se genera en mayor proporción a nivel internacional y tiene una durabilidad de degradación de 500 a 1000 años en las botellas de plástico y las bolsas de plástico 100 a 150 años en degradarse, cifras que aumentan con la producción de plástico en un 500% desde 1980, según un estudio publicado por la revista Science, siendo el 90% de la contaminación de los océanos ocasionada por este material, es necesario el establecimiento de tecnologías innovadoras que permitan la conversión de ciertos residuos para la obtención de materiales u otros productos, por esta razón y viendo la necesidad de brindar una alternativa para el manejo de los residuos plásticos, en Holanda se estableció un prototipo para la transformación y reciclado del plástico proveniente del mar, inicialmente, y posteriormente a residuos plásticos de las ciudades, lo que permite realizar mejores prácticas ambientales y sostenibles.

Por otra parte, la utilización de plástico sobre el asfalto genera grandes ventajas como lo son, más ligeros, más manejable, sencillo de instalar, más duradero y permite canalizaciones fáciles, siendo su instalación a través de paneles modulares que facilitan el proceso, además que las operaciones de reparación y mantenimiento son mucho más sencillas sin necesidad de perforar ni realizar reparcheo.

Convirtiéndose la generación de residuos en una gran oportunidad para Holanda, ya que de los 60 millones de toneladas de residuos que se producen al año el 80% se recicla, el 18% se incinera y el 2% llega a rellenos sanitarios, en el caso del papel, cartón, plásticos y el vidrio son reciclados para nuevos productos lo que propicia espacios de formación y educación en cuanto al manejo integral de los residuos sólidos y con características de peligrosidad, brindando una opción para la construcción de vías.

No obstante, aunque en Colombia el aprovechamiento del plástico o botellas de plástico no ha llegado a este nivel, es cierto que su aprovechamiento se realiza mediante el reciclaje mecánico y químico en ocasiones. Lo que nos convierte en un país que no tiene mayores avances en materia de aprovechamiento de este tipo de residuos que posee una gran generación y que funcionaría como materia prima para la conversión a esta alternativa de transformación de las botellas plásticas.

JUSTIFICACION

Debido a los hábitos consumistas la generación de residuos derivados de materiales sintéticos y semisinteticos ha venido en aumento, lo cual de acuerdo con los componentes petroquímicos, son de difícil degradación, convirtiéndose en un producto nocivo para el ambiente. Por esto es importante tener en cuenta que el PET es un residuo reciclable, convirtiéndose en un residuo potencial para su transformación y empleo como materiales para la construcción de vías, a través de la limpieza de los mares y océanos para obtener la materia prima para este proceso de conversión a paneles modulares que poseen un margen de utilización y reciclaje de tres veces y en cuanto a la posible operación, mantenimiento y adecuación de la carretera permite que sea de

forma rápida, eficaz y sencilla, brindando la tranquilidad en las vías, debido a la disminución del tráfico y al mejoramiento vial. Pese a los procesos de aprovechamiento que se generan a nivel internacional, en el 2010 se estimó que llegaron a estas fuentes hídricas aproximadamente 8.000.000 de toneladas de plástico desde 192 países con costa, acorde con lo referido en un estudio de Sciencia en el año 2015. Sin embargo, no solo las fuentes hídricas se ven contaminadas, también se afecta al suelo ya que este tipo de material termina contaminándolo, generando degradación de este recurso, así como afectación a la fauna que en muchas ocasiones termina ingiriendo algún residuo plástico. Estos impactos al ambiente se ven reflejados por la falta de sensibilización y educación en cuanto al manejo integral de los residuos, siendo su primera etapa en el hogar, es por esto que es necesario incentivar desde la academia el manejo y uso responsable de este tipo de residuos y su correcta disposición, ya que al completarse el ciclo de vida de los productos, según lo dicho en el concepto “de la cuna a la cuna” debe tener conexión con las unidades de vida a través de la utilización de la energía natural (solar), el cierre completo de los ciclos de materiales y la celebración de nuestra influencia en el planeta, según lo descrito por Braungart y Mcdonough en su libro “De la cuna a la cuna. Rediseñando la forma en que hacemos las cosas”.

OBJETIVOS

Objetivo General

Analizar la tecnología innovadora de Plastic Road para su aplicabilidad en Rotterdam-

Holanda.

Objetivos Específicos

Definir para que tipo de residuo es la propuesta y el área de influencia.

Describir los beneficios del manejo de la problemática de disposición de las botellas de

plástico.

HIPÓTESIS

El uso de tecnologías eficientes como la de Plastic Road fortalecerá los procesos de sostenibilidad

en la construcción de vías.

ESTADO DEL ARTE

El proyecto urbano holandés, presenta una alternativa para la realización de carreteras sostenibles, a partir de desechos plásticos, material obtenido de la limpieza en los procesos de recuperación ambiental de fuentes hídricas, específicamente en el océano. Es evidente la propagación de productos plásticos y la incursión de los mismos en el desarrollo de actividades rutinarias, como respuesta a la demanda de productos de uso continuo o por la misma tendencia capitalista, que han venido incrementando una permanente dependencia de productos realizados con material plástico, los cuales al ser desechados generalmente terminan en los rellenos sanitarios, aumentando los proceso de contaminación ya que por sus características químicas su degradación tarda más de 500 años. Al hablar de los plásticos es importante mencionar que existe una amplia variedad de más de 3000 diferentes productos plásticos en el mercado. Entre estos, es posible solamente recuperar cierta parte los más comunes, bajo la condición que se puedan separar completamente según los diferentes materiales. Un reciclaje completo del plástico no es posible. Siempre se obtiene un

producto de menor calidad que el producto original, Por tal motivo, el reciclaje del plástico no se puede realizar varias veces. (Roben, 2003).

Esto se debe a la variedad de los plásticos en el mercado. Es cierto que el 90 % de los plásticos usados en los hogares pertenecen a las categorías PP, PE, PS y PVC. Pero se utilizan varios químicos aditivos (suavizantes, colores, estabilizadores, ablandadores) que ocasionan una modificación en las propiedades de estos plásticos. Por resultado, dos productos hechos del mismo plástico pueden tener características diferentes, lo que afecta a la calidad del producto hecho de plástico reciclado.

TIPOS DE PLÁSTICOS Termoplásticos. Estos adquieren la forma deseada mediante el sometimiento al calor, forma que se conserva al enfriamiento, entre estos se encuentra el PVC, poliestireno y metracrilico. Estos tipos de plásticos son de fácil recuperación, ya que son reciclables. Termoestables. De acuerdo a sus características y al ser sometido a temperaturas, toman forma rígida, entre estos se encuentran el poliuretano (para espumas de colchones, asientos y cascos) y la melanina (cocinas), cuyo material es difícilmente reciclable Elastómeros. Son de gran elasticidad, se obtienen por procesos de vulcanización, entre estos se encuentran las mangueras y los neumáticos. Tabla 1. Tipos de plásticos Nombre Código Significación Aspecto En qué productos se encuentra

este plástico

PET

Politereftalato

de etileno

Plástico

completamente

transparente, sin color

o verde

Botellas de aguas minerales, de

Coca Cola, de limonadas.

PEHD

(Soplado)

Polietileno de

alta densidad.

Plástico opaco, blando

que se puede

comprimir con la

mano.

Botellas, valdes, tinas, fundas de

suero, recipientes de alimento

(tampico)

PVC

Policloruro de

vinilo

Variable Recipientes domésticos, botellas

y recipientes de alimentos,

mangueras, aislamiento de cables

eléctricos

PELD

(soplado)

Polietileno de

baja densidad

Variable Embalaje de folios finos, otros

materiales de lámina

PP

Polipropileno Plástico duro, no se

puede comprimir con

la mano, se rompe

bajo presión

Botellas, valdes, tinas, recipientes

grandes, recipientes de

alimentos, platos desechables

Espumaflex

(PS)

Espuma de

poliestireno

Espuma blanca

coagulada, gruesa o

fina

Materiales de embalaje que

sirven para amortiguar golpes

(embalajes de electrodomésticos

etc.), platos desechable

Otros

Plásticos

mezclados

variable variable

PEHD

(Funda)

-----

Polietileno de

alta densidad

Fundas de material

más duro, suenen

cuando se arrugan

Fundas impresas de

supermercado, fundas rayadas

(color de bandera, blanco y rojo,

blanco y azul etc.), fundas de

leche, de detergente etc.

PELD

(Funda)

----

Polietileno de

baja densidad

Funda blanda que se

estira rompiéndola, y

que no suena cuando

se arruga.

Fundas de alimentos usadas en

los mercados (unicolores,

blancas, color pastel)

Esponja ----- variable Colchones, esponjas domésticas,

interior de peluches, almohadas

etc.

Fuente: EPA, 2007.

GENERACIÓN DE PLÁSTICOS A nivel global se habla de una alta producción de plásticos, siendo este uno de los más importantes desarrollos del siglo XX, el cual por sus características de durabilidad, versatilidad y bajos costos se ha venido constituyendo en un material fundamental en diversos productos como: envases de alimentos, juguetes, bolsas de basura, botellas, bandejas, partes de autos, marcos de ventanas, tuberías, accesorios, entre otros a mencionar. En términos generales se puede decir que el plástico facilita en ciertos aspectos la vida, sin embargo se constituye en una problemática ambientales por los altos residuos que se generan, los cuales contaminan el suelo y las fuentes hídricas. LA INDUSTRIA EN COLOMBIA El país ha tenido una característica dinámica de crecimiento durante los últimos años, según el Ministerio de Ambiente (2004), en el año 2000 la actividad transformadora de materias plásticas registró un valor de producción de 2.215 millardos de pesos (1.061 millones de dólares). Considerando la vida útil y según datos de la guía ambiental de plásticos (2004) el volumen de residuos plásticos urbanos, siempre será inferior al total de consumo de plásticos. En el caso de Colombia en el periodo de 1997-2000 está alrededor de 530.000 toneladas anuales, en tanto el volumen de residuos urbanos estimado se encuentra entre 220.000 y 280.000 toneladas al año. CONTAMINACIÓN AMBIENTAL POR PLÁSTICOS Debido a los cambios en los hábitos de consumo y con este el aumento en los residuos derivados de materiales sintéticos y semisintéticos que de acuerdo a sus componentes petroquímicas, son de difícil degradación, siendo un producto nocivo para el entorno ambiental.

Es sentido es importante tener presente que el plástico no es reciclable, mientras que el PET si lo es, al ser un producto no reciclable se convierte en una agente nocivo para el ambiente, afectaciones que hoy en día son visibles, convirtiéndose los mares y los océanos en vertederos, en el 2010 se estima que llegaron a estas fuentes hídricas aproximadamente 8.000.000 de toneladas de plástico desde 192 países con costa, acorde con lo referido en un estudio de Sciencia (2015) APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS Se establece como aprovechamiento las acciones tendientes a dar un uso a los residuos sólidos, para el caso de Colombia el mayor aprovechamiento del residuos plásticos se realiza mediante el reciclaje mecánico y algunas muy pocas en el reciclaje químico. Existen diferentes procesos de transformación de termoplásticos, para convertirse en materia prima, los cuales parten de la separación en la fuente, recolección y clasificación, con relación a los residuos plásticos aprovechables deben ser acondicionados, lo cual consiste básicamente en preparar el material para su aprovechamiento, sin embargo en algunos casos se pueden utilizar los residuos sin realizar el acondicionamiento como lo es para la producción de madera plástica, asfaltos o aglomerados. MARCO NORMATIVO Constitución política de Colombia, artículos 79 y 80: Todas la personas tiene derecho a gozar de un ambiente sano, por lo cual el Estado protegerá la diversidad e integralidad del ambiente, planificando el manejo y aprovechamiento, garantizando su desarrollo sostenible, previniendo los factores de deterioro ambiental y exigiendo la reparación de los daños causados.

La política de manejo integral de residuos sólidos de 1997. La cual presenta una propuesta para avanzar en la gestión integrada de residuos sólidos en Colombia, aumentando el consumo y aprovechamiento de los residuos generados. Decreto 1713 de 2002. Establece temas relacionados con la prestación del servicio público de aseo Resolución 1045 de 2003. Determina la metodología para la elaboración de los planes de gestión integral de residuos solidos Política de Producción Más Limpia y consumo sostenible (2010). Que busca promover la sostenibilidad ambiental mediante la reducción de la contaminación, conservación de los recursos, estimulando el uso sostenible de la biodiversidad como fuente de competitividad empresarial. Resolución 668 de abril de 2016. Busca disminuir la contaminación generado por el uso de bolsas plásticas. EXPERIENCIAS EN EL USO DE POLIMEROS

La patente creada por Memon (2002) US 6.444.731 B1, propone una metodología para la

incorporación de caucho dividido finamente o polímero en bloque (SBS, SBR). El uso de un agente

de dispersión añadido al polímero, como aceite vegetal o furfural, en una primera etapa de

proceso, favorece la homogeneidad de la mezcla, que exhibe buena compatibilidad asfalto –

polímero (solubilidad, dispersión).

La investigación realizada por Talavera et al. (2001) menciona el desarrollo de agentes químicos que permiten la efectiva unión polímero – asfalto, evitando disociación de fases en el material

asfáltico. En este trabajo se sintetizan tres agentes de estabilización: Fenol – Formaldehído, Fenol sulfonado en posición orto y SBS lineal funcionalizado. Después de su caracterización, las pruebas de estabilidad efectuadas sobre las muestras con adición de los agentes mencionados determinan al Fenol sulfonado y al SBS lineal funcionalizado son los más aptos para la homogenización del material, disminuyendo las diferencias de temperatura de ablandamiento del material.

La patente Implementada por (Butler & Kelly, 2002). US 6.407.152. Consiste en él uso de un elastómero termoplástico y un agente de entrecruzamiento compuesto (Tiopolímero + Agente extra). Se varían dos agentes extras: uno compuesto por MBT, ZnO y MPTM y otro por ZMBT y DTDM (referenciados en la patente). El proceso se dispone de precalentamiento del asfalto a 167 ºC, incorporación del polímero (SBS) por medio de mezclado a 2500 RPM por 45 min, incorporación de agente de entrecruzamiento por medio de mezclado a 250 RPM por 3 horas y un período final de reposo de 24 horas. Se llega a una mezcla polímero – asfalto con 4% de SBS y con una composición de agente extra óptima de 0.06 % ZnO, 0.06 % MBT y 0.2 % MPTM (respecto a la mezcla polímero asfalto), con resultados satisfactorios respecto al grado de desempeño (PG), DSR (Reómetro Dinámico de Corte) y separación.

METODOLOGÍA

Este prototipo fue diseñado por el consorcio KWS, Wavin y Total, subsidiado por VolkerWessels, empresa constructora , quienes trabajan en el desarrollo de una iniciativa sostenible frente al reciclado del plástico para la transformación de paneles modulares de plástico para la construcción de carreteras, estas empresas tienen un vasto conocimiento en cuanto a la construcción de carreteras y la producción de asfalto, inundaciones, longevidad, sostenibilidad y la fabricación de productos plástico para drenaje del agua lluvia, la mejora de las propiedades de los plásticos, el reciclado y las técnicas de producción disponible. Plastic Road es un prototipo para la construcción de paneles modulares a través de la transformación del plástico reciclado, que brinda una oportunidad para la disminución de las botellas plásticas dispuestas en el mar, incentivar la economía circular, y propiciar espacios para la innovación en cuanto a materiales para la construcción de vías.

Proceso de transformación de las botellas de plástico en paneles modulares Plastic Road

Fuente: https://www.plasticroad.eu

Grafica 1. Elementos Plastic Road

Fuente. Autores.

ELEMENTOS DE PLASTIC ROAD

Prefabricación

La prefabricación de Plastic Road tiene bases en la evolución de cuna a la cuna, el cual tiene principios de reducir, reutilizar y reciclar, centrándose desde el propio diseño y concepción de cualquier producto, estrategia y política, teniéndose en cuenta las fases de extracción, procesamiento, utilización, reutilización y reciclaje. Dicho concepto “de la cuna a la cuna” debe tener conexión con la naturaleza a través de la utilización de la energía natural, el cierre completo de los ciclos de materiales y la celebración de nuestra influencia en el planeta, según lo descrito por el químico Michael Braungart y el arquitecto William Mcdonough en su libro “De la cuna a la cuna. Rediseñando la forma en que hacemos las cosas”. Esto a través de la limpieza del mar para liberarlo de las botellas de plástico dispuestas en él.

El plástico reciclado se convierte en piezas prefabricadas de carretera que se pueden instalar en un panel modular lo que facilita en tiempo, materiales, producción y calidad de las carreteras en cuanto a principios de rigidez, agua de drenaje, entre otros.

Resistencia a los elementos y al desgaste

Plastic Road es un producto prácticamente libre de mantenimiento. No se ve afectado por la corrosión y el clima. La estructura de la carretera funciona con temperaturas tan bajas como 40 °C y de hasta 80°C con facilidad. También es mucho más resistente a la corrosión química. Siendo su vida útil tres veces mayor que las tradicionales, significando menos mantenimiento de carreteras y menos embotellamientos de tráfico y desvíos.

Elementos Plastic Road

Prefabricación

Resistencia a los elementos y

al desgaste

Diseño Hueco: Para cables, tuberias y el

agua

Sostenibilidad

Diseño hueco: para cables, tuberías, y el agua

Una ventaja importante de PlasticRoad es la estructura hueca que simplemente se puede instalar en una superficie de arena. Además de las opciones mencionadas anteriormente, también es posible integrar otros elementos en la fase de prefabricación. Estos elementos incluyen bucles de tráfico de sensores, equipos de medición, y las conexiones de los postes de luz. Sostenibilidad

Es un producto totalmente circular que está hecho de plástico reciclado. Tiene una huella de carbono significativamente más pequeña que las estructuras de carretera tradicionales gracias a la mayor durabilidad de la vida útil y la reducción de los movimientos de transporte implicados en su construcción.

Grafica 2. Perspectiva de Plastic Road.

Fuente. https://www.plasticroad.eu

Grafico 3. Objetivo de Plastic Road

Fuente. https://www.plasticroad.eu

RESULTADOS ESPERADOS Con la implementación de este tipo de tecnología se esperaría la reducción de la cantidad de residuos sólidos que llegan a los rellenos sanitarios y los cuales son inutilizados, perdiendo su potencial de reincorporación en otros procesos productivos. Teniendo en cuenta que actualmente solo se aprovecha el 10% de material reciclado, se esperaría que esta cifra fuera incrementando sustancialmente en la medida que se realicen procesos de capacitación y sensibilización. Se espera que Plastic Road se convierta en una alternativa aplicable para el uso en carreteras, disminuyendo el impacto ambiental al océano y a las ciudades, a través del tratamiento de prefabricación del plástico reciclado, que permita el uso sostenido de este tipo de material para la construcción de vías y se propicien estudios en otras ciudades para la aplicación de esta tecnología innovadora.

RECOMENDACIONES Uno de los mayores desafíos en cuanto al manejo de residuos sólidos es de carácter gubernamental, siendo necesario que exista voluntad política, que permita un cambio en el proceso de toma de decisiones e incluir a todos los actores involucrados en la gestión integral de los residuos. Es importante que existan mayores procesos educativos donde se involucre a diferentes actores sociales, con el fin de que se logren fortalecer los procesos de separación en la fuente y entrega selectiva de los residuos generados a nivel doméstico, optimizando así las primeras fases en la gestión de residuos. Estudiar la cantidad necesaria para la construcción de las vías y si cubre la demanda de botellas de plástico de la ciudad, a su vez la huella ecológica que se genera del proceso de producción de los paneles modulares de Plastic Road a comparación con el uso del asfalto para la construcción de carreteras.

Se debe analizar y estudiar la posibilidad de aprovechar varios tipos de polímeros y a su vez someterlos a pruebas de laboratorio como ensayos dinámicos con los cuales se determina la deformación acumulada o permanente y la resistencia a cargas, para establecer si el material es resistente para su posterior aplicabilidad.

Es importante realizar un diagnóstico de la generación de residuos plásticos potencialmente aprovechables, con el fin de garantizar una fuente de abastecimiento confiable de estos residuos que puedan satisfacer y justificar la implementación de una planta con este tipo de tecnología en el país.

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http://www.ecoticias.com

http://blogthinkbig.com

http://www.plataformaurbana.cl