“Desarrollar un proceso de clasificación mecánica para cerrar el ciclo del reciclaje tapa-a-tapa de grado alimenticio es innovador. Es un cambio de juego para crear un sistema que separe poliolefinas mezcladas de manera consistente por polímero y color, con alta pureza”, comenta Joe Castro, presidente de Greenpath Enterprises, Colton, California.
El reciclador de servicio completo, así como procesador y fabricante se ha asociado con Tomra Recycling Sorting para instalar y optimizar una línea de producción de clasificación de hojuelas de plástico diseñada específicamente para identificar y separar las tapas de poliolefina de las botellas de bebidas carbonatadas y no carbonatadas. La visión de Greenpath es crear el mismo tipo de sistema de reciclaje efectivo para tapones de botellas que existe para el reciclaje de botellas. “Estamos en la génesis de la creación de un sistema de clasificación para tapas similar al que es más común hoy en día para las botellas”, agrega Eric Olsson, gerente de segmento de área de plásticos de Tomra Recycling.
Operando por más de 25 años con ubicaciones en California, Nevada y Texas, la empresa Greenpath, integrada verticalmente, acepta una amplia gama de materiales y el flujo de materiales entrantes puede ser algo inconsistente. Sin embargo, aquí es donde Castro ve la ventaja de la empresa al ofrecer servicios de valor agregado. Greenpath crea valor al ser una solución integral tanto para proveedores como para clientes al tomar cargas mixtas de remolques y flujos de suministro variables y producir productos consistentes y de calidad.
Los materiales recibidos incluyen papel, metales y plásticos. Teniendo en cuenta solamente los materiales de poliolefina –polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno de alta densidad (HDPE) y polipropileno (PP)–, Greenpath acepta botellas, películas, plásticos rígidos y, por supuesto, tapas de botellas. “El polipropileno y el polietileno (PE) constituyen la familia de plásticos más abundante en la tierra, pero el mercado está limitado para aplicaciones valiosas para poliolefinas mixtas”, comenta Olsson.
Desafortunadamente, el PE y el PP tienen características de densidad muy parecidas y es difícil separarlos en sus diferentes tipos de polímeros. Es por eso que las poliolefinas mixtas se reciclan principalmente en aplicaciones más indulgentes que permiten una mayor contaminación o una gama más amplia de especificaciones de materiales. "Alternativamente, otras empresas utilizan un enfoque de 'solución por dilución' para incluir poliolefinas mixtas, utilizando principalmente material virgen y solo una pequeña fracción de plástico reciclado", informa Castro.
Con el enfoque de Greenpath en brindar servicios de valor agregado a sus clientes, el enigma de las tapas de poliolefina ha mantenido a Castro despierto durante los últimos 15 años cuando comenzaron a lavar y procesar tapas de botellas recicladas. Tenía la visión de una solución de proceso de clasificación para ofrecer una separación consistente y de alta calidad de HDPE de PP para dar a los propietarios de marcas y empresas de fabricación la flexibilidad para incluir con confianza PCR en sus aplicaciones de moldeo por inyección. “En última instancia, estamos apuntando a niveles de pureza de 98% o más”, ofrece Castro.
La búsqueda de tapa a tapa
Un envase de bebida consta comúnmente de cuatro partes: La botella, la tapa o cierre, el anillo y la etiqueta. Los estados con leyes de contenido reciclado para botellas han visto a las empresas de embalaje y recicladores dar el primer paso, centrándose en la botella de PET, que comprende la mayor parte del peso del envase. Una infraestructura de reciclaje de PET más madura ha llevado a los propietarios de marcas a incorporar hasta un 100 % de material reciclado posconsumo (PCR) en sus botellas.
A medida que las regulaciones se endurecen para aumentar el porcentaje de contenido reciclado por peso, el siguiente componente lógico del envase que se debe abordar es la tapa. “Siguiendo el enfoque de Greenpath, la industria puede avanzar hacia un empaque 100% PCR por peso utilizando solo la clasificación mecánica”, dice Olsson.
Para que la tapa llegue a un reciclador como Greenpath, la botella es el portador a través del MRF. “De lo contrario, la tapa quedará filtrada en la parte delantera del circuito y lo más probable es que termine en un vertedero”, menciona Castro. Las botellas, etiquetas, tapas y anillos se trituran y se utiliza un proceso de hundimiento-flotación para separar las botellas de PET de las tapas de PE y PP. El PET más pesado se hunde y las poliolefinas más livianas flotan y se eliminan como un subproducto de reciclaje secundario.
La lógica puede dictar el uso de PET tanto para la botella como para la tapa, a fin de resolver el problema, pero Olsson explica que no es tan simple. “El embalaje de un solo material es un sueño por el que luchan muchos recicladores, propietarios de marcas y empresas químicas, pero aún no lo hemos logrado. Diferentes polímeros tienen diferentes fortalezas y debilidades”, dice. “Construir la rosca en una tapa que se requiere para apretar y mantener el envase sellado es una exigencia para la que las poliolefinas, PE y PP, se prestan especialmente bien”.
Mientras que algunos recicladores de botellas consideran a las poliolefinas mixtas como un material de desecho, Castro ve una oportunidad. Debido a su experiencia con una variedad de materiales y su filosofía de soluciones integrales para sus proveedores, Greenpath tiene amplias capacidades de procesamiento con diferentes líneas para clasificar diversas materias primas. La empresa es experta en procesos de reciclaje mecánico, de múltiples materiales y por lotes.
Para aprovechar la oportunidad de cerrar el ciclo de las tapas y ofrecer un mercado más sostenible para las poliolefinas, Greenpath investigó varias tecnologías para clasificar las poliolefinas mixtas. “Las densidades de PE y PP son muy parecidas, por lo que el uso de tanques de flotación/hundimiento no es efectivo”, comenta Castro. También se consideraron tecnologías de reciclaje alternativas, pero no ofrecieron el rendimiento o la recuperación de las resinas de PE y PP que se deseaba. Según Castro, el análisis de costo-beneficio simplemente no justificaba el espacio y el capital requerido. “Los rendimientos son bajos y hay que tener en cuenta los gastos, el espacio y los residuos generados por el proceso de separación”, dice.
Greenpath comenzó a concentrarse en una solución mecánica utilizando clasificadores de hojuelas. Los funcionarios de la empresa iniciaron conversaciones con Tomra, que había introducido un nuevo tipo de tecnología de clasificación de hojuelas. Uno de los parámetros de diseño de la tecnología era extraer valor de los flujos de residuos plásticos multicomponentes.
Olsson menciona que la industria no ha comenzado a alcanzar el límite máximo para la clasificación mecánica de poliolefinas. “Lo mejor es seguir un camino que introduzca la menor cantidad de cambios en el material y lo clasifique de la manera más eficiente”, dice. “Los OEM de tecnología de clasificación mecánica y química recién están iniciando los primeros procesos para producir materiales como resultado de los compromisos de circularidad de 2025 y 2030 asumidos en los años veinte. Producir flujos de polímero con una pureza de 95% o más es fundamental para muchos tipos de procesos de reciclaje posteriores y la clasificación de hojuelas puede llevarnos allí”.
Flexibilidad en la clasificación mecánica
Las discusiones relacionadas con los objetivos de Greenpath llevaron a seleccionar el clasificador INNOSORT™ FLAKE de Tomra. Una característica atractiva para la empresa es que el clasificador no requiere una gran superficie, lo que permite una integración más sencilla en las instalaciones de Colton, California. Después de discutir la pureza, el desempeño y el rendimiento necesarios para cumplir con los objetivos de Greenpath, se instalaron clasificadores de hojuelas.
Diseñado para brindar flexibilidad, INNOSORT™ FLAKE incorpora una combinación única de tecnologías de sensores, incluidas cámaras a color capaces de identificar 16.8 millones de variaciones de color. Con las cámaras de dos caras, “una se coloca a cada lado de la tolva por la que caen los materiales, para que pueda discernir la diferencia entre un lado de la hojuela y el otro”, explica Olsson. “Ayuda a identificar el in-mold labelling que puede ser un contaminante. Características como esta hacen que el equipo se adapte especialmente bien a la cadena de suministro de reciclaje de poliolefinas, que tiene una gran necesidad de cerrar la brecha de calidad”.
Su sistema de iluminación FLYING BEAM ofrece una detección de material rápida y fiable mediante los sensores de infrarrojo cercano (NIR) del clasificador. Al proporcionar una distribución de luz homogénea en todo el ancho del equipo de 2 metros, garantiza la clasificación de materiales PE y PP, así como otros polímeros y materiales. Integrada en la caja del escáner para protección contra daños, la tecnología de iluminación ofrece hasta 80% de ahorro de energía en comparación con los sensores de luz convencionales.
La flexibilidad de configuración permite la clasificación de uno o varios pasos con la misma unidad. “Podemos dividir el equipo en varias tareas de clasificación por tolva e incluso dividir una tolva en dos flujos de proceso diferentes o más”, explica Doyle. “Podemos hacer varias pasadas a través de un equipo o vincular muchos equipos en serie para lograr los resultados que necesitamos”.
Castro admite que la materia prima inconsistente que recibe Greenpath presenta desafíos de clasificación, pero la compañía ha podido superar estas variaciones a través de años de experiencia para proporcionar un buen producto reciclado de alta gama. Aún así, la compañía terminó con un material poliolefínico mixto. “La tecnología de Tomra nos permite llevar el material a otro nivel, para purificar a un nivel superior que abre toda la oportunidad circular al ir de tapa en tapa”, dice.
Optimización para la consistencia
Lo que convierte a Greenpath en un activo para sus proveedores también lo convierte en una barrera para la clasificación de hojuelas de poliolefina. La alimentación inconsistente, más el hecho de que esta es la primera operación en América del Norte que intenta este tipo de clasificación de poliolefinas mixtas, ha exigido una atención especial a los detalles con la optimización de la clasificación. "Estos equipos son óptimos en un flujo de estado estable", dice Olsson, "y, por lo tanto, tienen que trabajar juntos como un sistema de proceso holístico, junto con otros tipos de equipos de procesamiento".
Ambas compañías se han comprometido a que el proceso sea correcto. “Buscamos una empresa que nos apoyara en este viaje antes de seleccionar Tomra. Un fabricante podría simplemente decir ‘usted conoce el equipo y lo que hace, así que descúbralo usted mismo’”, dice Castro. “Sin embargo, Tomra ha sido un gran apoyo en este proyecto, y ha sido más como una asociación y un entendimiento de que se necesitaría apoyo adicional para que el proceso fuera correcto”.
Hacer las cosas bien para cumplir con los objetivos de alta pureza de Greenpath de monopolímero PE y PP a partir de materia prima de poliolefina mixta inconsistente hace que ambas partes analicen todo el proceso de clasificación. Si bien aún queda trabajo por hacer en las instalaciones de Colton, "la viabilidad mecánica está ahí", confirma Olsson.
El sistema ahora ha llegado al punto en que el circuito puede clasificar primero por polímero con las unidades INNOSORT FLAKE y luego por color. “Si un cliente desea un producto de PE o PP de color natural o clasificado específico, como rojo, blanco, azul, naranja o verde, podemos purificarlo y proporcionarle un color clasificado que cumpla con su aplicación específica mediante PCR”, dice Castro.
Olsson, de Tomra, muestra optimismo por lo que se ha logrado con Greenpath, su impacto en el mercado de las poliolefinas mixtas y lo que significa para las empresas de packaging que intentan cumplir con los objetivos de contenido reciclado. “Apenas ahora estamos comenzando a aprovechar esta oportunidad”, indica. “Estamos al comienzo de los flujos de residuos mixtos de poliolefinas que van en circuito cerrado. Ya no será solo una quimera para las poliolefinas”.