jueves, 2 de noviembre de 2023

Dos importantes informes técnicos sobre la pirólisis

La pirólisis y el mito de la economía circular. Ofrecemos dos importante informes técnicos y la documentación relacionada, publicados en octubre de 2023 sobre la pirólisis en las que se desmontan muchos de los mitos, también los relativos a su supuesta "limpieza" y "sostenibilidad".


Un “reciclaje” fallido. Una corrección técnica sobre la calidad del aceite de pirólisis elaborado a partir de residuos plásticos



[Traducción automática del original en inglés]

Resumen ejecutivo

En los últimos tiempos, la retórica en torno al aceite de pirólisis elaborado a partir de residuos plásticos ha experimentado un cambio, sobre todo debido a los actores de la industria que se beneficiarán de sus usos. Algunas partes interesadas han comenzado a utilizar dos frases para resumir el debate sobre la supuesta calidad del aceite de pirólisis. Una frase repetida es que el petróleo puede convertirse en sí mismo en un constituyente, o un complemento, del proceso de producción industrial de plástico, y la segunda es que puede crear plásticos de calidad "virgen".

Dado que los residuos posconsumo [en inglés: post-consumer waste, (PCW)] son intrínsecamente complejos debido a su diversidad, aditivos y propiedades contaminantes, las técnicas de reciclaje mecánico establecidas por sí solas no pueden cumplir los ambiciosos objetivos de reciclaje de la UE definidos en la Directiva Marco de Residuos [en inglés: Waste Framework Directive (WFD)].[1] Por este motivo, la pirólisis se ha convertido en el centro de atención. En teoría, ofrece un escenario en el que todos ganan: manteniendo los canales existentes de fabricación y consumo de plástico petroquímico barato y evitando perturbaciones en las economías establecidas. El problema, sin embargo, es que la pirólisis no se adapta realmente al objetivo de la tarea. Otra forma de alcanzar los objetivos de reciclaje de la UE es hacer que la reutilización y la reparación sean la norma, reduciendo así directamente la cantidad de productos puestos en el mercado y mejorando los objetivos de reciclaje en el proceso.

La pirólisis del plástico tiene una larga historia plagada de problemas. Es muy sensible, delicadamente equilibrado e increíblemente difícil de manejar. Para empeorar las cosas, solo produce un bajo rendimiento de petróleo que necesita una mejora exhaustiva antes de que una pequeña fracción del plástico original pueda reintroducirse en la cadena de valor. Irónicamente, esta tecnología fue abandonada en Europa hace una década por no poder gestionar la tarea más sencilla de transformar los residuos en energía.

Las autoridades a nivel de los Estados miembros y de la UE están haciendo esfuerzos para reconocer la pirólisis como un método de reciclaje aprobado dentro del marco actual de la legislación para "aplicaciones sensibles al contacto". Al mismo tiempo, las conversaciones administrativas en curso giran en torno a la definición de criterios para el fin de la categoría de residuo (EoW, por sus siglas en inglés) para los plásticos y a determinar el punto en el que ya no se consideran residuos. En el caso de la pirólisis, estos criterios reclasificarían el aceite de pirólisis derivado del plástico de residuo a producto. Tal reclasificación podría tener un impacto significativo, ya que existe el riesgo de que se pasen por alto los pasos de purificación si los criterios de EoW se establecen tempranamente, lo que llevaría a una posible subestimación de la verdadera huella ambiental.

Este informe evalúa las afirmaciones de las partes interesadas sobre la calidad del aceite de pirólisis derivado del plástico en comparación con la información obtenida de una revisión de la literatura de investigaciones empíricas independientes. Enmarcado principalmente en termoplásticos de poliolefina (comunes en los PCW actualmente no reciclables), también se expande para abarcar otros flujos de desechos plásticos mixtos o “difíciles”. Los hallazgos se relacionan con las regulaciones actuales que se aplicarían al aceite de pirólisis comercializado dentro de la UE.

Para crear nuevos plásticos, es necesario introducir aceite de pirólisis derivado del plástico en un craqueador de vapor para producir precursores de polímeros. Sin embargo, está demasiado contaminado o no cumple con las especificaciones para ser introducido directamente en este sistema industrial establecido, diseñado para nafta de petróleo virgen. Purificarlo de sus contaminantes requeriría múltiples etapas de tratamiento intensivo en energía, por lo que la única otra solución es diluir el aceite de pirólisis derivado del plástico con nafta de petróleo virgen. Sin embargo:

  • Para contrarrestar la contaminación por nitrógeno, el aceite de pirólisis debe diluirse con nafta de petróleo en una proporción de 12:1 a 17:1.
  • El oxígeno hace que el aceite de pirólisis sea ácido y corrosivo, lo que convierte a los plásticos ricos en oxígeno en materias primas indeseables para la pirólisis . Sin embargo, el oxígeno también está presente en muchos desechos plásticos comunes. Un estudio encontró que el aceite de pirólisis derivado del plástico necesitaría diluirse con nafta de petróleo en un mínimo de 7 a 13 veces . Muchos otros estudios encontraron concentraciones de oxígeno en el aceite de pirólisis por encima del valor límite del craqueador de vapor entre diez y más de mil veces, incluso después de un extenso pretratamiento de lavado de plástico.
  • La contaminación por cloro coloca a los aceites de pirólisis derivados del plástico fuera de los límites aceptables del craqueador a vapor, generalmente en dos, pero frecuentemente en tres, órdenes de magnitud, incluso después del pretratamiento de decloración. Un estudio concluyó que ningún nivel factible de dilución podría hacer que el aceite cumpliera con las especificaciones para su uso en craqueadores de vapor.
  • La contaminación con bromo es un nuevo problema que deben abordar los craqueadores de vapor. Forma el mismo tipo de productos tóxicos que el cloro y se encuentra en el aceite de pirólisis derivado del plástico en concentraciones 10.000 veces superiores al valor límite de cloro/flúor.
  • El aceite de pirólisis es un sumidero de muchos metales utilizados como aditivos plásticos. Las concentraciones de sodio, plomo, potasio y silicio son mucho más altas que los límites aceptables para el craqueador de vapor, lo que hace que el aceite de pirólisis definitivamente no sea una materia prima de uso directo. Muchos otros elementos procedentes de los residuos plásticos contaminan el aceite de pirólisis en altas concentraciones: plomo, hierro, arsénico, antimonio, zinc, aluminio, vanadio, algunos de ellos más de 7.000 veces por encima de los valores límite del craqueador a vapor. Incluso después del lavado y otros pasos de pretratamiento, estos metales permanecen unidos químicamente al plástico y no pueden eliminarse hasta los niveles de valor límite deseados mediante destilación fraccionada. Generalmente, una suposición es que podría ser factible mezclar del 5 al 20 % de aceite de pirólisis con del 80 al 95 % de nafta de petróleo para contrarrestar los contaminantes.
  • El proceso de pirólisis, por su naturaleza, produce hidrocarburos nuevos, no deseados y tóxicos. Todos los plásticos, aunque especialmente las poliolefinas , que se identifican como pirólisis ideal. materias primas, no simplemente regresan al material precursor a partir del cual se formaron. En cambio, producen una amplia variedad de productos debido a sustancias químicas agresivas, conocidas como radicales libres, que se separan del plástico y se recombinan en formas no deseadas. Estos hidrocarburos ' pirosintéticos ' reducen el rendimiento del petróleo producido y perjudican su calidad. Debido a la presencia del tipo incorrecto de hidrocarburos, el aceite de pirólisis de polipropileno está fuera de especificación en un factor de 66 a 1.010 veces en comparación con la nafta de petróleo, mientras que el aceite elaborado a partir de polietileno está igualmente por debajo de la especificación en un factor de 44 a 280. Para llevar la concentración de olefinas a la especificación para craqueo con vapor, el aceite de pirólisis elaborado a partir de PP, poliolefinas mixtas y PE necesitaría diluirse con nafta de petróleo en proporciones entre 1:22 y 1:44.

Durante la pirólisis se forman compuestos tóxicos de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) (PAH en inglés) regulados por REACH . Están presentes en el aceite de pirólisis, generalmente en dos o tres órdenes de magnitud mayor que el límite regulado que se aplica a los materiales utilizados en juguetes o artículos de contacto oral y con la piel. Otros compuestos HAP considerados muy preocupantes por la Agencia Europea de Sustancias Químicas (ECHA) también están presentes en los aceites de pirólisis en concentraciones similares. Cuando se introduce aceite de pirólisis derivado del plástico en el proceso de craqueo con vapor, se producen aún más cantidades de HAP nocivos. REACH solo cubre ocho HAP específicos, ninguno de los cuales fue probado en los estudios de craqueo con vapor de aceite de pirólisis. Un HAP en la lista de la ECHA era entre mil y más de seis mil veces superior al valor límite de REACH para productos que se utilizarán en materiales en contacto oral y con la piel.

Los PCDD/PCDF (dioxinas) se forman durante la pirólisis de los desechos plásticos y se transfieren al petróleo, pero el actual marco regulatorio de la UE no está preparado para abordar su presencia. Otro grupo de contaminantes orgánicos persistentes, los PCB, también está presente en el aceite de pirólisis elaborado a partir de desechos plásticos, por lo que sin un tratamiento adicional los productos elaborados a partir de ese aceite no se comercializarán.

Todos los estudios muestran claramente que la pirólisis no es una técnica de "reciclaje químico" preparada para el futuro, capaz de gestionar flujos de residuos plásticos difíciles de reciclar, como sugieren muchas afirmaciones de la industria. Sólo es deseable una gama muy reducida de plásticos limpios y bien clasificados, e incluso esto está resultando difícil. Los flujos de desechos plásticos altamente mezclados, sin lavar o difíciles de reciclar, como los residuos de trituradoras de automóviles (ASR) y las carcasas de computadoras, dan como resultado un aceite de pirólisis con niveles sustancialmente mayores de contaminación.

Dado que es poco probable que las leyes universales de la física y la química que gobiernan la pirólisis cambien debido a la presión del marketing, los tomadores de decisiones serían sensatos al aceptar que la pirólisis no es el maravilloso milagro que necesitan simplemente porque no existe otra solución final. El estímulo por sí solo no será suficiente para que la pirólisis resuelva el problema de los desechos plásticos creados por el pensamiento lineal en la producción de plástico.

Claramente existe una disparidad entre algunas afirmaciones de relaciones públicas de la industria sobre la calidad del aceite de pirólisis , por un lado, versus múltiples estudios de investigación empírica independientes que lo corroboran y dos siglos de evidencia de ingeniería, por el otro. La única forma de conciliarlos es a través de etapas intermedias de mejora del aceite de pirólisis y/o mezcla con petróleo.

Esto es directamente relevante para futuras discusiones en curso a nivel de la UE sobre las reglas de equilibrio de masa para la asignación de contenido reciclado. Según los rendimientos de petróleo y los índices de dilución de contaminantes informados en esta revisión, en todos los casos, más del 99,9 % del insumo del craqueador de vapor deberá ser nafta de petróleo virgen de origen fósil, algo que la sociedad debe evitar desesperadamente usar en el futuro. En otras palabras, incluso en el mejor de los casos, solo el 2% de los desechos plásticos introducidos en la pirólisis realmente harán el viaje de ida y vuelta al craqueador de vapor y luego, efectivamente, serán reciclados. La industria está presionando por una asignación gratuita permisiva que permitiría esencialmente negar dicha dilución. Al hacerlo, en un solo acto cubre superficialmente todas las dificultades inherentes a la pirólisis y al mismo tiempo permite que se la represente falsamente como "verde". Por lo tanto, todo lo anterior enfatiza la importancia de adoptar un método de balance de masa de asignación proporcional para el contenido reciclado.

También es relevante para el debate actual sobre los criterios para la consideración de no residuos [end-of-waste (EoW)] para los residuos plásticos. Al considerar la pirólisis, es importante incluir los pasos necesarios para mejorar el aceite del producto a fin de cumplir con los requisitos legislativos de la UE en materia de salud y seguridad. De lo contrario, el cálculo de la huella ambiental será erróneo.

Es crucial que cualquier apoyo a tecnologías alternativas en el futuro se base en sólidos sentidos de ingeniería y evidencia de eficacia comprobada . Las leyes de la termodinámica dictan que la solución más sensata para minimizar el desorden de los residuos plásticos reside en la intervención aguas arriba. Esto significa invertir en hacer que los productos plásticos sean menos complejos, menos contaminados y más "reciclables". Sin duda, las medidas iniciales perturbarán las economías basadas en la fabricación y el consumo de plástico barato, que es, lamentablemente, la única razón por la que La pirólisis está siendo propuesta por la misma industria.


 Zero Waste Europe (ZWO es la red europea de comunidades , líderes locales, expertos y agentes de cambio que trabajan para la prevención y eliminación de residuos en nuestra sociedad . Abogamos por sistemas sostenibles: por el rediseño de nuestra relación con los recursos: y por un cambio global hacia la justicia ambiental, acelerando una transición justa hacia el desperdicio cero en beneficio de las personas y del planeta.www.zerowasteeuro¡2e.eu

 

 

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[1] Para 2025, miembro los estados son requeridos a lograr un mínimo reciclaje y recuperación tasa del 55% del sólido municipal residuos (RSU) por peso con adicional aumenta al 60% y 65% para 2030 y 2035 respectivamente.
[Textoconsolidado de la Directiva]

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[NOTA: TRADUCCIÓN AUTOMÁTICA CON Google Traductor DEL ORIGINAL EN INGLÉS]




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