Arnulfo Arturo García Olivares
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A5.8.- ¿Que es el PET?
PET (Polietileno Tereftalato) es un material fuerte de peso ligero de poliéster
claro. Se usa para hacer recipientes para bebidas suaves, jugos, agua, bebidas
alcohólicas, aceites comestibles, limpiadores caseros, y otros.
Figura A5.7: Estructura del PET
La unidad estructural dentro de la caja es la unidad repetida, mientras mas alto
es el peso molecular (n) mejores son las propiedades, típicamente “n” estará
dentro del rango de 100 a 200.
Siendo un polímero, las moléculas de tereftalato del polietileno consisten en
cadenas largas de unidades repetidas que sólo contienen el carbono (C), oxígeno
(O) e hidrógeno (H), todos elementos orgánicos.
El PET se desarrolló primero para uso de fibras sintéticas por la British Calico Printers en 1941. Los derechos de patente se vendieron entonces a DuPont e ICI que a su vez vendieron los derechos regionales a muchas otras compañías .
Aunque originalmente se produjo para fibras, el PET empezó a ser usado como películas para empaquetar a mediados de los años sesenta, y en los inicios de los setentas, la técnica para expandir botellas orientadas biaxialmente se desarrolló comercialmente.
Las Botellas hoy día, representan el uso más significante de resinas de PET.
Hacer una botella de PET empieza desde las materias primas: etileno y paraxyleno. Los derivados de estas dos substancias (glycol de etileno y ácido tereftalico) se hacen reaccionar para obtener la resina PET. La resina, en forma de cilindros pequeños llamados pellets, son fundidos e inyectados en un molde para hacer una preforma. La preforma, una clase de tubote ensayo, más corto qué la botella que será, pero con las paredes más gruesas, se sopla y amolda entonces. Durante la fase de soplo-moldura, el aire a alta presión es soplado en la preforma permitiéndole tomar la forma exacta del molde en el que fue introducido. El producto final es una botella transparente, fuerte y ligera.
Figura A5.8: Proceso industrial de las botellas
Es la fuerza del material la que contribuye para hacer del PET el éxito que es.
De hecho, las bebidas suaves carbonatadas pueden generar presión dentro de la
botella que alcanza los 6 bar. Tan alta presión es permitida sin embargo en la
botella gracias a la alineación de macro-moléculas (cristalización) ocurriendo
ambos durante el proceso de hilado de la resina y el soplo-moldeado, la presión
no es capaz de deformar la botella, ni de hacerla explotar.
A lo largo de los años, la industria ha asumido las preocupaciones
medioambientales cada vez más, disminuyendo la cantidad de material crudo
necesitado para la fabricación de botellas significativamente. Hoy día, un
recipiente de PET de 1.5 litros es manufacturado con sólo 35 gramos de material.
Otro rasgo llamativo de PET en el lado medioambiental es que es totalmente
reciclable. Fue en 1977 que la primera botella fue reciclada y se convirtió en
un base de una nueva botella. Pronto sin embargo, la industria de fibra
descubrió la "nueva" fuente de material y empezó a usarlo para hacer textiles y
alfombras. Hoy, aunque la "botella para embotellar" y el proceso de reciclado
está creciendo, el mercado de fibra todavía es la mayor para el PET recuperado.
Las razones principales que mantienen el éxito de los recipientes de PET son
que, gracias a la estructura molecular del material, es irrompible. Lo que es
más, el empaquetamiento con PET es ligero, transparente y resellable.
Otra ventaja del material reside en sus propiedades físicas que permiten gran libertad en el diseño de empaques.
A5.8.1.- El PET y el ambiente
Los recipientes son 100% reciclables. Sin embargo, no sólo es su calidad de reciclabilidad que lo hace amistoso medioambientalmente. Siendo el envase sumamente ligero, también ayuda a disminuir la formación de desechos de empaque al mismo tiempo que reduce la emisión de contaminantes durante su transporte. Además, dado que se requiere menos combustible durante su transporte, también ayuda a la conservación de la energía.
Estos recipientes se usan para toda clase de bebidas: como cerveza y jugos de
fruta que son sensibles a la luz. De hecho el sabor de los jugos y la cerveza
pueden degradarse si la luz UV penetra las paredes del recipiente. El PET puede
acomodarse a las necesidades del gusto de jugos de fruta, gracias a una barrera
funcional que puede insertarse dentro de las paredes de la botella. Esto es lo
que se llama “botellas de barrera” en el argot del PET.
Para dar nacimiento a un nuevo producto, deben coleccionarse los recipientes
usados por encima de todo. Hoy día, la mayor parte de las ciudades europeas y
americanas ha puesto en lugar un esquema de la colección para recuperar los
artículos reciclables.
El segundo paso en recuperar es enviar el material a una planta dónde los
materiales son separados según su naturaleza. Las botellas recuperadas entonces
son perforadas y embaladas y enviadas a un reclamador. El reclamador, es una
fábrica que trasforma las botellas en hojuelas de PET, el material crudo es la
base de los productos reciclados. La primera cosa que el reclamador tiene que
hacer es desembalar los bultos. Para asegurarse que el producto final será tan
puro como sea posible, las botellas desembaladas se ordenan una vez más después
se pre-lavan y las convierten en hojuelas. Las hojuelas se lavan, secan, se
almacenan y se venden. Cuando las hojuelas se venden entra en acción el
verdadero proceso de reciclado: se funden las hojuelas, se obtiene el material,
y entonces es fabricado un nuevo producto.
A5.8.2.- La tecnología URCC (Utilizada en la planta IMER de Toluca)
El proceso es una combinación de métodos mecánicos convencionales y reciclaje
químico.
Primero el material proporcionado a la planta consiste en botellas de PET de bebidas, ordenadas por color. Las botellas se proporcionan en forma de balas comprimidas, cada bala contiene entre 3,000 y 5,000 botellas. A cada bala se le da una identidad electrónica para facilitar el rastreo en el flujo de material así como el almacenamiento y control automático del material.
Después las balas son cargadas en una banda transportadora y desempaquetadas para librar las botellas que se dan a una de dos desfibradoras. El material se hace tiras, en un estado seco, después es reducido a un tamaño unificado granular. El material resultante es una mezcla de PET, etiquetas y cierres que deben separarse.
El plástico y las etiquetas del papel son removidas del flujo por un proceso de soplado aéreo. Cualquiera etiqueta adherida al PET con pegamento es removido enseguida por un lavado intensivo. En la siguiente fase las tapas (los cierres) y el PET son separados usando la diferencia en sus densidades.
El PET limpio y granulado es ahora cubierto con sosa cáustica y pasa a través de un tambor giratorio (algunos miden hasta 26 metros de largo y 3 metros de diámetro) a una temperatura alta. Para evitar la avería de la cadena del polímero de PET qué ocurre cuándo el material mojado se sujeta a temperaturas altas, los materiales tienen que ser secados cuando entran al tambor.
El PET y la sosa cáustica son calentados y sufren una reacción de fase-sólida en la que la superficie exterior son los gránulos de PET con impurezas, se producen glycol de etileno y ácido tereftalico como subproductos. Cualquier contaminación que este adherida a la superficie, como pegamento de la etiqueta o sus remanentes son removidos con la capa exterior de PET. Los últimos remanentes son removidos del material al final de esta fase del proceso por una combinación de temperatura controlada y aire soplado.
El proceso total dura varias horas al final de las cuales el resultado es una mezcla de la fase sólida de una sal y los gránulos de PET limpios.
El PET y la sal son ahora separada por una filtración mecánica, mientras qué cualquier remanente de sal es removido con el lavado. Finalmente cualquier partícula metálica diminuta es removida por un separador de metal.
Para asegurar un nivel de calidad consistente el material se prueba continuamente a intervalos regulares. Esto incluye una comprobación de la especificación conforme al proceso y normas de contacto con comida (Resina PET con grado Alimenticio).
A5.8.3- Diseño hacia arriba (envase de PET)
El objetivo principal de un plan de diseño hacia arriba es habilitar que los
varios materiales usados en un empaque puedan ser ordenados usando la diferencia
de densidad eficazmente. La diferencia de densidad, es un criterio importante
para la recuperación eficaz y económica del procesamiento, es basado en la
clasificación por hidro-ciclones y procedimientos de flotación.
Las pautas del plan de apoyos de Petcore son las siguientes (para asegurar la reciclabilidad del envase):
Tapas o sellos: Se recomiendan los plásticos (PP/RDPE), el aluminio no se
recomienda. LDPE también es aceptable como material del cierre para recipientes
usados para las bebidas no-carbonatadas. La pigmentación debe ser ligera guardar
densidades debajo de 1 para ayudar en la separación por flotación o en la fase
del hidro-ciclón. También es preferible que no tenga contacto con aluminio para
prevenir una contaminación del material.
Mangas y sellos: Los sellos de tapa deben ser incluidos como una característica
integral en el diseño de la botella. Las mangas o sellos pueden volverse
contaminantes si no son retiradas de la botella antes o durante procesar. PVC y
materiales con densidad mayor que 1 deben ser evitados escrupulosamente.
Color: El Pet no coloreado (sin pigmentar) tiene el valor más alto y la proporción de recuperación más alta, y también la variedad más amplia de mercados finales. En la actualidad, las botellas opacas o coloreadas tienen poco valor de recuperación y se ven como contaminantes por la mayoría de los reclamadores. Deben evitarse las botellas opacas y pigmentadas. El color debe ser preferentemente restringido a las etiquetas.
Etiquetas adhesivas: Las etiquetas de PP, OPP o de polietileno se prefieren. El papel es aceptable como un material secundario pero aumenta la contaminación debido a la fibra lleve encima. Los metalizados, barnizados y etiquetas laqueadas se vuelven contaminantes y es indeseable. Las etiquetas de PS son aceptables si son de material de bajo-densidad que se separa fácilmente flotación en el proceso. La impresión Fuerte o intensa debe evitarse ya que esto aumenta la densidad y previene la separación. Las etiquetas no deben despedazarse o deslaminarse en el proceso de lavado. Algunos sistemas de decoloración no deben “sangrar” (decolorarse) así que deben evitar el pigmento con metales. Deben minimizarse los adhesivos usados y preferentemente deben ser solubles en agua o dispersible a temperaturas de 60 a 80°C.
Decoración: Actualmente toda impresión y decoración directa contamina el PET recuperado y decolora el material a recuperar.
Recubrimientos multi-capas: Las multi-capas o capas de diferente material no
siempre son totalmente compatibles con las tecnologías de recuperación y pueden
reducir la recuperabilidad de las botellas. De hecho, esos materiales pueden ser
difíciles de separar. (Se acepta que los más nuevos recipientes y recipientes
para los volúmenes sensibles de oxígenos pueden ser multi-capa y requieran una
atención adicional por consiguiente durante las funciones de la recuperación)
Ayudas de transportación/ agarraderas/ bases de copa y otras: Ninguna agarradera
se prefiere, pero las hechas de HDPE, PP o el PET son aceptables. La soldadura
debe evitarse. Si ataduras se pegan estas deben poderse separar en detergente o
una solución cáustica en agua caliente (a 60 a 80°C). Los adhesivos deben ser
solubles en agua, o dispersibles a los 60-80°C. Sus áreas de uso deben
minimizarse.
