RECICLAJE DE EPS MEDIANTE DISOLUCIÓN CON D-LIMONENO ¿Qué es el poliestireno expandido (EPS)? poliestireno o expandido expandido es un material plástico espuma El poliestiren espumado, do, derivad derivado o del poliestireno y utilizado en el sector del envase. envase. Se le conoce también en su versión versión más coloquia coloquiall como como tergopol/telgopor (abrevia (abreviatura tura de su descripc descripción ión comercia comerciall "tela "tela gomosa gomosa porosa") porosa"),, porespan, porexpan, poliexpan o corcho blanco, también se le llama estereofón en Costa Rica, tecnopor en Perú, plumavit en Chile, unicel en México y espuma plast en Uruguay. Su cualidad más más dest destac aca ada es su higi higien ene e al no cons consti titu tuir ir sust sustra rato to nutr nutrit itiv ivo o par para microorganismos . Es decir, no se pudre, pudre, no se enmohece ni se descompone lo que lo convierte en un material idóneo para la venta de productos frescos. En los supermercados, supermercados , lo enco encont ntra ram mos fáci fácilm lmen ente te en form forma a de band bandej eja a en las las secciones de heladería, heladería , pescadería, pescadería , carnicería, carnicería , frutas y verduras. verduras .
Figura 1. Símbolo internacional del EPS El poliestireno expandido o expandible no utiliza, ni ha utilizado nunca, gases expandentes de la familia de los CFCs, HCFCs y HFCs y por lo tanto, su fabricación y uso no conlleva ningún tipo de efecto sobre la degradación de la Capa de Ozono. Como todos los materiales plásticos el poliestireno expandible deriva en último término del petróleo, aunque hay que tener en cuenta que solo un 7% del petróleo se dedica a la fabricación de productos químicos y plásticos frente a un 93% dedicado a transporte (gasolinas) y calefacción . El uso del petróleo para la fabricación de plásticos y otros productos químicos es el uso más noble que se le puede dar al “oro negro”. A part partir ir del del proc proces esad ado o del del gas gas natu natura rall y el del del petr petról óleo eo se obti obtien enen en,, mayor mayorita itaria riame mente nte como como subpr subprod oduc uctos tos,, el etile etileno no y divers diversos os compu compues estos tos aromáticos. A partir de ellos obtenemos el estireno. Este estireno monómero se polimeriza polimeriza para formar el poliestireno poliestireno en forma de perlitas o pellets, mediante un agente expansor el estireno sufre un proceso de polimerización en un reactor con agua dando lugar al poliestireno. Después de una pre-expansión inicial, las perlitas se mantienen en silos de reposo y posteriormente son conducidas hacia máquinas de moldeo. Dentro de dichas máquinas se aplica energía térmica para que el agente expansor que contienen las perlitas se caliente y éstas aumenten
su volumen, a la vez que el polímero se plastifica. Durante dicho proceso, el material se adapta a la forma de los moldes que lo contienen .
Figura 2. Esquema de producción de estireno y de poliestireno en pellets.
Otras características reseñables del poliestireno expandido son su ligereza, resistencia a la humedad y capacidad de absorción de los impactos. Esta última peculiaridad lo convierte en un excelente acondicionador de productos frágiles o delicados como electrodomésticos , componentes eléctricos, etc. Otra de las aplicaciones del poliestireno expandido es la de aislante térmico y acústico en el sector de la construcción, utilizándose como tal en fachadas, cubiertas, suelos, etc.
Figura 3. Cadena de unidades de estireno
Figura 4. Microestructura del EPS 500 µm x 500 µm
¿Qué es el limoneno? El limoneno es una sustancia natural que se extrae de los cítricos. Es la sustancia que da olor característicos a las naranjas y los limones. Pertenece al grupo de los terpenos. Industrialmente se utiliza para producir para-cimeno por deshidrogenación catalítica. En los últimos años su demanda ha experimentado un gran crecimiento para su uso como disolvente biodegradable. Posee un centro quiral, concretamente un carbono asimétrico. Por lo tanto existen dos isómeros ópticos: el D-limoneno y el L-limoneno. Masa atómica: 136.21 g/mol, fórmula química: C10H16. En los últimos años ha adquirido una singular importancia debido a su demanda como disolvente biodegradable. Aparte de disolvente industrial también tiene aplicaciones como componente aromático y es ampliamente usado para sintetizar nuevos compuestos. Puesto que es un derivado de los cítricos, el limoneno se considera un agente de transferencia de calor limpio y ambientalmente inocuo con lo cual es utilizado en muchos procesos farmacéuticos y de alimentos. El limoneno es usado, por ejemplo, en disolvente de resinas, pigmentos, tintas, en la fabricación de adhesivos, etc. También es usado por las industrias farmacéutica y alimentaria como componente aromático y para dar sabor, siendo usado, por ejemplo, en la obtención de sabores artificiales de menta y en la fabricación de dulces y goma de mascar. Recientes estudios parecen apuntar que el limoneno tiene efectos anticancerígenos. Incrementa los niveles de enzimas hepáticos implicados en la detoxificación de carcinógenos. La glutationa S--transferasa (GST) es un sistema que elimina carcinógenos. El limoneno parece promover el sistema GST del hígado y los intestinos atenuando el efecto dañino de los carcinógenos. Estudios en animales demuestran que limoneno en la dieta reduce el crecimiento tumoral en mamíferos.
Figura 5. Estructura química del limoneno
PROYECTO ¿Cómo reciclar el EPS con limoneno? El reciclado del poliestireno expandido con este método es simple, consiste básicamente en colocar el EPS en limoneno, con lo cual se obtiene una disolución líquida, luego esta disolución es separada en pellets de poliestireno de alta calidad y limoneno, mediante una evaporación.
Figura 6. Disolución de EPS con limoneno. La disolución se lleva a acabo a temperatura ambiente y se recupera el poliestireno de alta calidad. El proceso industrial es simple, se compone de tanques de almacenamiento, sistema de bombeo, unidades de filtración, unidades de evaporación y formadores de pellets. Sony corporation tiene la patente para una de las posibles mezclas de solvente utilizando limoneno y la empresa Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd.
Figura 7. Esquema de reciclaje de EPS con limoneno. Este es un proceso con muy poco consumo de agua, además el limoneno es una sustancia biodegradable no contaminante. Los pellets de polietileno obtenidos pueden ser utilizados en la fabricación de diferentes productos de
envase o embalaje. Además se reduce las emisiones de CO 2 en comparación con la fabricación de pellets de poliestireno virgen.
Figura 7. Planta de reciclaje de EPS Sony Corp y MES.
POSIBILIDADES REALES DE REALIZAR EL RECICLAJE EN EL PAIS ¿Qué posibilidades hay de implantar este sistema de reciclaje en Costa Rica? Aún es prematuro decir si económica y tecnológicamente es viable un proyecto de reciclaje de este tipo en Costa Rica, sin embargo por el volumen creciente de desechos de poliestireno expandido, vale la pena elaborar un estudio serio al respecto. A continuación se presenta una tabla de tonelaje de basura según el tipo de material, el poliestireno expandido constituye la basura denominada sintética. GENERACION DE BASURA SEGUN SU COMPOSICION ( Toneladas/mes)
Componente Toneladas por mes Materia 20 54,42% orgánica papel y 5 13,61% cartón 7 19,05% plástico 2 5,44% metales vidrio 1 2,72% 0,5 1,36% madera sintéticos 0,25 0,68% 1 2,72% textiles 36,7 5
100,00 %
Limon
Pococi
Siquirres
Matina
Guacimo
Total
2.006
2.596
1.169
827
850
7.448
1.091
1.413
636
450
463
4.053
273
273
273
273
273
1.364
382 109
382 109
382 109
382 109
382 109
1.910 546
55 27
55 27
55 27
55 27
55 27
273 136
14
14
14
14
14
68
55
55
55
55
55
273
Materia orgánica
1 2 3 4 5 6 7 8
Figura 8. Datos de toneladas de basura y la composición. NECESIDADES DE FINANCIAMIENTO 1.- Para realizar el estudio de Factibilidad volúmenes de la materia prima: Poliestireno y el Limoneno Analizar cantidades de poliestireno y del limoneno en diferentes puntos del país. 2.- Realizar el estudio factibilidad de comercialización ya sea del material reciclado para manufactura o bien realizar la manufactura en la propia planta. 3.- Estudio factibilidad de los productos manufacturados: Materiales para construcción como paredes livianas, rodapiés, cielo rasos, puertas, y agregándole residuos de madera, se puede obtener mayor porosidad para otros Usos.
Bibliografía Recomendada Noguchi T., Miyashita M., Inagaki Y., Watanabe H. A new recycling system for expanded polystyrene using a natural solvent. Part 1. A new recycling
technique. Packaging Technology and Science, Volume 11, Number 1, February 1998, pp. 19-27(9) Noguchi T., Miyashita M., Inagaki Y., Watanabe H. A new recycling system for expanded polystyrene using a natural solvent. Part 2. Development of a prototype production system. Packaging Technology and Science , Volume 11, Number 1, February 1998, pp. 29-37(9) Noguchi T., Miyashita M., Inagaki Y., Watanabe H. A new recycling system for expanded polystyrene using a natural solvent. Part 3. Life cycle assessment. Packaging Technology and Science , Volume 11, Number 1, February 1998, pp. 39-44(6) Noguchi T., Miyashita M., Inagaki Y., Watanabe H. Mechanical Properties of Polystyrene Recycled Using d -Limonene. Journal of the Chemical Society of Japan, Chemistry and Industrial Chemistry. No. 9, September 1999
