PolynSPIRE cierra el ciclo de vida del producto plástico

Evitar que un producto se convierta en un residuo al final de su vida pasa por reutilizarlo o reciclarlo. A pesar de que el plástico se puede reciclar, el proceso no es siempre tan sencillo como pudiera parecer, ya que existen multitud de productos multimaterial o altamente aditivados que dificultan su reciclado, especialmente en aplicaciones de alto valor añadido. A esto se le suma que cada tipo de plástico requiere un proceso distinto de reciclado. En este sentido, cabe destacar que los sistemas de clasificación y gestión de residuos actuales no son capaces de separar con eficiencia la amplia variedad de plásticos existente en el mercado y que, por otro lado, existe una falta de tecnologías de valorización eficientes y flexibles por lo que la heterogeneidad del plástico dificulta el reciclaje mecánico de estos.

Mientras tanto, estos materiales suponen un gran problema para el medioambiente y ponen en jaque la sostenibilidad del planeta, ya que existen plásticos que tardan hasta 500 años en descomponerse y, cuando se fragmentan, son ingeridas por algunos animales, amenazando, a su vez, la seguridad alimentaria de los humanos. 

El centro tecnológico español CIRCE, a través del proyecto polynSPIRE que coordina, trabaja en la optimización de cada una de las fases del ciclo por las que pasan todos estos productos, desde su diseño hasta sus posibles segundas vidas. 

El proyecto, financiado con 8 millones de euros por la Comisión Europea a través del programa Horizonte2020, involucra a 21 socios de España, Italia, Francia, Holanda, Eslovenia, Alemania, Turquía, Reino Unido, República Checa, Dinamarca y Bélgica, entre los que se encuentran los españoles REPSOL, NUREL, AITIIP y BADA.

El objetivo final de polynSPIRE es mejorar los procesos de reciclaje de plásticos, provenientes tanto del sector industrial como del consumidor individual, a través de la demostración de una serie de innovaciones sostenibles y rentables resumidas en tres pilares: el reciclaje químico, el reciclaje mecánico y la valorización de los resultados en el sector del acero. 

Reciclado químico, mecánico y revalorización de plásticos

Como dos de las mayores limitaciones para mejorar la eficiencia del reciclaje químico son el uso de la energía y la necesidad de catalizadores, polynSPIRE innova en el reciclaje químico mediante la despolimeración a través del uso de microondas para la mejora de la gestión de la energía y el uso de SMM (Smart Magnetics Materials) como catalizadores, que constituyen una nueva clase de materiales inteligentes que gracias a sus propiedades magnéticas permiten su recuperación tras la reacción química, reduciendo así su impacto en costes y sobre el medioambiente. Con este grupo de innovaciones se persigue alcanzar un grado de tecnología más eficiente y respetuosa con el medioambiente en el proceso de despolimeración de residuos de poliamidas (nylon) y poliuretanos (uno de los principales componentes de los colchones, donde hay un importante reto tecnológico para gestionar su fin de vida) para obtener monómeros que puedan ser reintroducidos al comienzo del ciclo de vida del producto. 

El proyecto busca, como segunda innovación, mejorar las prestaciones del plástico reciclado mecánicamente para su introducción en productos de alto valor añadido y en sectores con altos requerimientos de calidad, como el sector de automoción. A través de él, las fibras provenientes del reciclado químico se usarán para crear nuevas fórmulas aditivas y, así, mejorar las propiedades mecánicas y visuales de los monómeros. Por otro lado, a lo largo de los cuatro años de vida del proyecto se probarán dos nuevas tecnologías -los vitrímeros (compuestos que se añaden a la matriz polimérica para mejorar sus propiedades mecánicas) y la radiación de alta energía- para mejorar las propiedades mecánicas de los materiales reciclados elaborados con poliamida y poliuretano. 

Por último, en su tercera innovación polynSPIRE analiza y explora la revalorización de residuos plásticos en el sector de acero, desarrollando sistemas de inyección plástica para hornos de arco eléctrico . A través de este pilar de innovación, el proyecto busca reducir el consumo de carbón en la producción de acero reduciendo a su vez costes y residuos plásticos. 

Plan de negocios integral

Con todo ello, polynSPIRE implica el desarrollo de un plan de negocios integral, la recopilación de siete modelos de negocios y el establecimiento de una relación cruzada entre las industrias de fabricación de plásticos, química, automoción y acero. De esta manera, los resultados del proyecto incidirán y beneficiarán a seis sectores productivos, desde la automoción implicada directamente en el proyecto como socio hasta la electrónica, pasando por los electrodomésticos, la construcción, los envases y el textil. 

Además, el proyecto cuenta con la involucración de un buen número de pequeñas y medianas empresas (pymes) de distintos países que aportan casi el 20% del coste total del proyecto y polynSPIRE destinará casi dos millones de euros a desarrollar prototipos y demostradores a escala industrial, lo que demuestra el afán del proyecto por hacer llegar sus innovaciones a mercado y el gran interés del sector productivo por incluir estas innovaciones en sus plantas. 

El trabajo de polynSPIRE no solo revelará un ajuste técnico, sino que también tendrá su impacto medioambiental y económico para distintos materiales y sectores productivos, teniendo en cuenta parámetros como la fuente de los residuos, la composición y los contaminantes. En este sentido, entre los resultados esperados del proyecto se prevé una reducción de hasta 45 megatoneladas equivalentes de dióxido de carbono al año, así como un recorte en el consumo de energía de hasta 11.000 equivalentes de petróleo anual. 

Reducción de emisiones y ahorro energético

El proyecto tratará corrientes de residuo de diferente origen y nivel de envejecimiento y garantizará que al menos el 50% del total de plásticos que contengan poliamida y poliuretano puedan ser reciclados, lo que contribuirá a una reducción de las emisiones de dióxido de carbono de entre el 30% y 40% en cada uno de los sectores, respectivamente. Estos impactos se lograrán con evaluaciones de ciclo de vida y costes, que permitirán investigar las ventajas económicas y ambientales de cada material reciclado.

Con el fin de adecuar las innovaciones a las necesidades del mercado, todas las soluciones desarrolladas dentro del proyecto se probarán a escala piloto. 

PolynSPIRE va más allá de la superación de las barreras tecnológicas que obstaculizan la implementación de nuevos procesos de reciclado. Por ello, el proyecto también trabaja para superar barreras no tecnológicas a nivel europeo, abordando cuestiones legislativas y de estandarización y proponiendo tanto modelos de negocio para integrar las soluciones desarrolladas en el sistema de gestión de residuos plásticos como directrices para superar las barreras legales potenciales.

CIRCE, además de coordinar todas las acciones, lleva a cabo tareas técnicas relacionadas con la alineación de los casos de demostración y su optimización, el uso de algoritmos de aprendizaje automático, la experiencia en análisis de ciclo de vida y de costes, la exergía y el análisis termoeconómico, el ecodiseño del generador de microondas y es socio responsable de la explotación de resultados de polynSPIRE.

Esta experiencia pionera promovida por CIRCE posiciona al centro tecnológico como referente en la gestión de la innovación europea y sus objetivos se alinean con el paquete de medidas impulsado por la Comisión Europea para ayudar a transformar la economía en un modelo más sostenible. Estas medidas incluyen una amplia estrategia en economía circular y, en este sentido, polynSPIRE sienta las bases para la introducción de un conjunto de enfoques novedosos para el reciclaje y el uso de materias primas. 

CIRCE lidera el consorcio del proyecto compuesto por AITIIP, Novamont, Repsol, Arkema, RINA,  Technische Universiteit Eindhoven, Nurel, Maier, Kordsa, Ioniqa, NIC, FM, BADA, CSM, Ferriere Nord, I.Blu, HTT, CPPE, Dansk Standard, EUPC e IKMIB.

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