RECICLAJE_ESPUMA_DE_POLIURETANO

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RECICLAJE: ESPUMA DE POLIURETANO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Realizado por: C. Magdalena 
 
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ÍNDICE 
 
 
Introducción...............................................................................................................................3 
Reciclado mecánico.................................................................................................................3 
Reciclado químico....................................................................................................................9 
Incineración............................................................................................................................ 13 
 
 
 
Referencias: Isopa Recycling Technical Papers. 
 
 
 
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Introducción 
 
En la actualidad debido a la gran cantidad de residuos existentes el reciclado 
resulta necesario y de gran importancia. El 7 % de los residuos totales son plásticos pero 
debido a su volumen ocupan un 20 % del total de los mismos. Dentro de los residuos 
plásticos un 5 % de los mismos pertenece al poliuretano. Por esta razón, las técnicas de 
reciclado de poliuretano han evolucionado de forma importante. 
Dependiendo del tipo de espuma de poliuretano (propiedades y aplicación) y de 
factores de tipo económico, logístico, ecológico,... podemos hablar de tres tipos de 
técnicas de reciclado a emplear: 
 
Ø reciclado mecánico, 
Ø reciclado químico y 
Ø recuperación de energía mediante incineración. 
 
La viabilidad de cada técnica depende del tipo de poliuretano, del uso posterior y 
de su coste. Si los materiales a reutilizar están contaminados se deben incinerar 
necesariamente. 
 
 
Reciclado mecánico 
 
El reciclado mecánico por sí solo no es suficiente en muchos casos, se necesita también 
reciclado químico e incineración. 
 
Los métodos que se pueden englobar en este apartado son: 
 
1. Adhesive pressing (proceso, procedencia propiedades y aplicaciones). 
2. Moldeo por compresión (proceso, propiedades y aplicaciones). 
3. Espuma flexible enlazada (proceso, propiedades y aplicaciones). 
4. Pulverización (proceso, propiedades y aplicaciones). 
 
1. Adhesive pressing 
 
Esta técnica no solo se aplica a los poliuretanos sino también a otros residuos 
como, por ejemplo, papel, goma. El porcentaje de contenido de residuo en el producto 
final es muy elevado (en muchos casos llega hasta un 90 %) y el proceso consiste en 
cuatro pasos principales: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCESO 
 
v Granulación de la espuma de 
poliuretano. 
v Adición de 5-10 % de MDI. 
v Formación del nuevo material a 
altas temperaturas (100-200 ºC) y 
presiones entre 30-200 bares. 
v Corte y pulido de la pieza 
Granulación Adición 
MDI 
Presión 
Pulido 
Trozos de 
PUR 
 
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Procedencia, el poliuretano utilizado en esta técnica puede proceder de: 
 
Ø moldeado mediante la técnica RIM (reaction injection mouled) o RRIM 
(reinforced reaction injection mouled), 
Ø espuma empleada en los parachoques (energy-absorbing), 
Ø espuma termo formable, 
Ø PUR integrable (volantes), 
Ø PUR empleado en las moquetas de los coches (insonorización), 
Ø espuma semi-rígida empleada en paneles de instrumentación, refrigeradores, 
paneles de puerta, ... 
 
Propiedades, los paneles de espuma rígida fabricados con este tipo de método 
poseen excelente propiedades mecánicas: 
 
Densidad (kg/m3) 250 - 850 
Compresión 5% (MPa) 1.5 - 7 
Conductividad térmica (W/m K) aprox. 0.06 
Temperatura de trabajo (ºC) -50 - +130 
Inchamiento en agua, 24 h, 20ºC 
(%) 
+0.6 
 
Aplicaciones, el material resultante de esta técnica se emplea en: 
 
Ø restauración de edificios antiguos (en el caso del PUR que proviene en origen de 
automóvil), 
Ø muebles para embarcaciones (ya que no les afecta el agua), 
Ø alfombrado de gimnasios (debido a su elasticidad) 
Ø muebles de cocina, este último en fase de investigación. 
 
 
 
 
 
Greiner Schaumstofftechnik y Hennecke Polyurethan Anlagentechnik han desarrollado 
una tecnología basada en el adhesive pressing, denominada RemoTec (Rebond 
Moulding Technology) donde han definido el tamaño y cantidad de trozos de PUR a 
inyectar en un molde. El proceso está totalmente automatizado por lo que el resultado es 
una pieza moldeada sin rebabas. 
 
El alto grado de automatización del proceso (costes de personal mínimos) y bajos costes 
del material a emplear hacen de RemoTec un proceso de producción viable. 
 
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2. Moldeo por compresión 
 
Proceso, mediante esta técnica el poliuretano es molido en partículas muy finas y 
sometido a presiones y temperaturas altas con objeto de generar un material de 
características ideales para aplicaciones automovilísticas. Tanto el molido como la 
compresión deben ser altamente controlados para cada tipo de aplicación. 
 
Tamaño de partícula 0.5- 3 mm 
Tiempo de precalentamiento 1 -12 min. 
Temperatura de 
precalentamiento 
140 - 150 ºC 
Temperatura de molde 180 - 195 ºC 
Tiempo de residencia en el 
molde 
1- 4 min. 
Presión en el molde > 350 bar 
 
Propiedades, las propiedades originales del poliuretano pueden ser mantenidas 
empleando unos valores de tiempo, presión y temperatura óptimos. 
 
Propiedades Original M. Compr. 
Densidad (kg/m3) 1260 1260 
Tracción (kPa) 26 25 
Elongación (%) 130 120 
 
Debido a la escasa variación en la característica de elongación, estos materiales 
son adecuados para múltiples aplicaciones (moldeado mediante técnica RIM). 
 
Las ventajas que presenta esta técnica son: 
Ø el material resultante está exento de tensiones internas, presenta una mejor 
resistencia al calor y sag factor, 
Ø el material contiene 100 % de material reciclado. 
 
 
 
 
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3. Espuma flexible enlazada 
 
La espuma enlazada es un producto moldeado hecho de espuma de poliuretano 
flexible triturada que se mantiene adherida gracias a un enlazador. 
La relativa alta densidad y excelente resiliencia conseguida con esta técnica la 
hace adecuada para aplicaciones como apoya codos, apoyacabezas, insonorizantes, 
alfombrado así como muebles de oficina. Hasta 20.000 Tm. de este material es 
empleado en Europa y constantemente nuevas aplicaciones son descubiertas. 
 
 
 
 
En la trituración de la espuma se obtienen trozos de aproximadamente 1 cm. La 
activación y curado se realiza por vapor. 
 
Propiedades, las propiedades de las piezas obtenidas vienen determinada por 
varios factores: 
 
Ø tipo y densidad de la espuma usada, 
Ø tamaño y uniformidad de la partícula, 
Ø densidad final a obtener, 
Ø tipo de enlazador, 
Ø relación enlazador/ espuma. 
 
Densidad (kg/m3) 60-200 
Tracción (kPa) 40-150 
Elongación (%) 40-90 
C.L.D. 50% 15-150 
 
 
4. Pulverización 
 
Esta tecnología es extremadamente versátil en un amplio rango de aplicaciones 
del poliuretano. Consiste en la transformación de la espuma en polvo fino que es 
mezclado con el poliol y usado para la fabricación de nuevos productos de poliuretano. 
 
 
PROCESO 
 
v Recogida de la espuma. 
v Trituración. 
v Recubrimiento del PUR con el enlazador. 
v Colocación en el molde. 
v Compresión hasta conseguir la densidad 
deseada. 
v Activación del enlazador. 
v Curado del enlazador. 
v Producción del material. 
v Secado. 
 
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Proceso: 
 
 
 
El tamaño final de partícula óptimo es 50-200 micras y es alcanzado gracias a 2 
cilindros que giran en sentido contrario. 
 
Propiedades y aplicaciones, esta técnica se emplea para el reciclado de asientos 
de PUR observándose que los nuevos asientos, (15-20% de material reciclado), 
presentan excelentes características y dependiendo del tipo de espuma las propiedades 
físicas están afectadas en mayor o menor medida. 
 
Propiedades: asiento Original Reciclado 
Peso (g) 1260 1260 
I.L.D. (N) 360 360 
C. Set 50% (%) 5.6 7.0 
Tracción (kPa) 152 144 
Elongación (%) 132 103 
 
Se está estudiando la posibilidad de incorporar mayores proporciones de 
material reciclado conservandolas características de la espuma. 
 
El desarrollo comercial de esta tecnología en áreas como espuma de bloque y 
moldeada se anticipa a un futuro cercano, mientras que se exploran otras aplicaciones 
potenciales. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Metzeler Schaum GmbH, Bayer AG y Hennecke Polyurethan-Anlagentechnik han 
sido los primeros en desarrollar un sistema a escala industrial (GrindFlex technology), 
el cual permite incorporar de forma homogénea partículas sólidas de espuma (polvo) en 
la estructura final del bloque. 
 
 
 
 
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Reciclado químico 
 
Este tipo de reciclado no se utiliza en grandes proporciones hoy en día. Las 
diferentes técnicas que están incluidas dentro del reciclado químico se basan en la 
aplicación de diversos procesos químicos y térmicos que rompen los materiales 
poliméricos en fracciones de bajo peso molecular. 
Las técnicas más empleadas son: 
 
1. hidrólisis, 
2. aminólisis, 
3. glicólisis, 
4. pirólisis, 
5. hidrogenación y 
6. gasificación. 
 
Siendo estas tres últimas de carácter termoquímico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La hidrólisis, glicólisis y aminólisis emplean agua, alcoholes y aminas, 
respectivamente para romper el polímero y así obtener poliol y diaminas aromáticas 
(producto de hidrólisis del diisocianato). De estas últimas se regenera el diisocianato 
que junto al poliol son empleados en la fabricación de poliuretano de calidad. 
 
 
 
 
 
 
 
Aminólisis 
 
Hidrólisis 
Glicólisis 
mono 
fase 
varias 
fases 
 
Mezcla 
 
Separación 
 
Purificación 
Producto 
refinado 
Producto 
crudo 
 
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En la hidrólisis el polioléter y diaminas son obtenidas por aplicación de vapor a 
altas presiones; después de las operaciones de separación, purificación y conversión de 
las diaminas en isocianato. Ambos materias (polioléter e isocianato) son utilizados en la 
fabricación de PUR flexible. Compañías como Ford y General Motors han concentrado 
todos sus esfuerzos en el desarrollo de este tipo de proceso. 
 
 
 
 
 
La glicólisis (alcohólisis) es un proceso en el cual se utilizan glicoles para 
convertir el polímero en un líquido a una temperatura de 200ºC y a presión atmosférica. 
El proceso consiste en romper el polímero reemplazando las moléculas de poliol por 
glicol. Esto produce una mezcla de poliol original, un poliol nitrogenado, diisocianato y 
glicol sobrante de la reacción que debe ser tratada para separación y purificación. 
Los polioles obtenidos en la glicólisis de espuma flexible pueden ser reutilizados 
en la fabricación de espuma semi-rígida sustituyendo el 40 % de poliol virgen sin una 
pérdida de propiedades significativa. Para reutilizar el poliol en espuma de PUR flexible 
se necesitan polioles de bajo número de grupos hidroxilo. Esto se consigue con 
pequeñas cantidades de glicol. 
 
 
 
 
 
Cuando se utiliza la técnica de aminólisis se obtiene poliol y urea disustituída. 
Productos como dibutilamina, etanolamina, etc. son empleados como agentes 
despolimerizantes. 
 
En la pirólisis, hidrogenación y gasificación se transforma la espuma de 
poliuretano en fracciones de hidrocarburos de bajo peso molecular. 
 
 
 
 
 
 
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La pirólisis consiste en aplicar calor bajo atmósfera inerte para dar lugar a 
hidrocarburos líquidos y gaseosos. 
 
 
 
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La hidrogenación consiste en el tratamiento de residuos con hidrogeno a 
temperaturas y presiones elevadas. 
 
 
 
 
En la gasificación se produce la oxidación parcial de los hidrocarburos para 
producir una mezcla de monóxido de carbono, gas e hidrógeno. 
 
 
 
 
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Incineración 
 
Esta técnica es ecológica, económica y factible desde el punto de vista técnico. 
 
La incineración es la forma más efectiva de reducir los materiales orgánicos que 
de otra forma irían a para a un vertedero. Sin embargo, tiene el problema de que en la 
misma se genera C02 perjudicial para el medio ambiente ya que es el responsable del 
efecto invernadero. De todas formas, si la energía generada se emplea se evita el 
consumo de combustibles fósiles ayudando así a la conservación de los recursos 
naturales sin aumento adicional de las emisiones de C02 al medio. Esto es de gran 
importancia para la consecución del "desarrollo sostenible". 
 
 
 
Los residuos generados en la incineración son inertes con gran resistencia a 
elución cuando son almacenados en vertederos controlados e incluso se pueden utilizar 
como material de construcción. La energía recuperada es equivalente a la obtenida con 
carbón y de hecho, la incineración de muchos poliuretanos conlleva unas emisiones 
inferiores a las del carbón propiamente dicho. 
Otra ventaja de este método es el hecho de que ningún plástico puede ser 
reciclado indefinidamente debido al progresivo deterioro que tiene lugar en los 
repetidos procesos de reciclado. 
Por consiguiente, la incineración es un método efectivo y en muchas ocasiones el 
más apropiado ya que elimina materiales tóxicos. Además, la tecnología ha avanzado a 
pasos agigantados asegurando emisiones controladas. 
Sin embargo, según el principio NBMY (not in my back yard = no en mi jardín 
trasero) la opinión pública es reacia a la implantación de incineradoras debido al miedo 
generado por las antiguas incineradoras que causaban graves problemas de 
contaminación. 
Actualmente, políticos y público en general se están dando cuenta de que las 
plantas incineradoras no son solo seguras sino esenciales. 
En conclusión, la incineración con recuperación de energía es una solución 
responsable desde el punto de vista medioambiental en la gestión de los residuos de 
poliuretano. 
Ofrece la mejor solución tanto en cuanto las otras opciones de reciclado son más 
costosas desde el punto de vista ecológico y económico. 
Aunque queda mucho por hacer para el establecimiento de la infraestructura 
necesaria en Europa, no hay duda que esta técnica es la llave para la gestión adecuada 
de los residuos de poliuretano.