Ecocompuestos, una solución para los residuos plásticos de la agricultura

El grupo de investigación Polímeros, Caracterización y Aplicaciones de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), en colaboración con el Laboratorio de Ingeniería de Polímeros del Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente de la Universidad de Oviedo, ha llevado a cabo una investigación que permite recuperar desechos plásticos de agricultura y convertirlos en nuevos materiales de mayor valor añadido, bajo precio y reciclabilidad mejorada. Con ellos, se reduciría el impacto ambiental que genera este tipo de residuos agrícolas.

La utilización de plásticos en agricultura, tanto en película de invernadero como en túnel y acolchado, ha crecido considerablemente desde los años cincuenta debido al aumento de la población mundial y a la mayor necesidad de producir alimentos. Dentro de Europa, España es el país con mayor superficie dedicada a invernaderos en su territorio (más de 60.800 hectáreas), aunque a nivel internacional es ampliamente superada por otros países, como China que posee más de 1.000.000 hectáreas. Sin embargo, la recuperación de los plásticos usados al final de su vida útil es todavía baja. Solo un 23% se recicla mecánicamente, a pesar de que el reciclado mecánico de residuos plásticos permite obtener nuevos materiales a partir de los residuos generados y supone en muchos casos una solución optimizada para dichos residuos.

La investigación realizada se basa en dos pilares para favorecer el reciclado mecánico de los plásticos agrarios. El primero es la utilización de fibras de celulosa residuales provenientes del proceso de fabricación de papel como refuerzo para los desechos de plásticos agrarios. La mezcla de plásticos residuales agrarios y de residuos celulósicos permite obtener materiales eco-compuestos. El segundo pilar es la utilización en la mezcla de cantidades seleccionadas de plásticos procedentes de residuos urbanos y de aditivos escogidos con el fin de mejorar las propiedades mecánicas de los materiales reciclados obtenidos. La utilización de fibras de celulosa residuales es de gran interés medioambiental, económico y social, ya que son materiales biodegradables, de bajo coste, ligeros y de origen renovable.

En la primera fase del proyecto se caracterizaron los plásticos agrarios usados y se obtuvieron los ecocompuestos con celulosa residual. Los plásticos utilizados en agricultura incluyen polímeros diversos y una formulación compleja de aditivos para cumplir su función y mejorar su durabilidad. Aunque debido a su aplicación en el exterior, en condiciones muy duras, estos plásticos experimentan una gran degradación que conlleva la pérdida de propiedades, se ha observado que estos residuos plásticos todavía contienen restos de valiosos aditivos fotoestabilizantes que los pueden hacer interesantes para uso en el exterior.

En el proyecto se estudiaron los efectos del porcentaje de celulosa y de los aditivos añadidos sobre las propiedades de los ecocompuestos obtenidos con el fin de determinar las formulaciones más adecuadas. Se demostró el efecto reforzante de las fibras de celulosa sobre los plásticos residuales, que redunda en aumentos sustanciales de la resistencia mecánica de los ecocompuestos. Las investigaciones realizadas permitieron demostrar la viabilidad de la obtención de estos materiales eco-compuestos a escala de planta piloto.

Así pues, la fabricación de nuevos materiales eco-compuestos reciclados a partir de residuos plásticos y celulósicos ha permitido la obtención de materiales con buenas propiedades mecánicas y adecuados para procesos de moldeo por extrusión o inyección. Las propiedades son suficientes para que estos materiales reciclados sean utilizados en aplicaciones muy diversas, incluyendo el uso al aire libre.

La demostración de las buenas propiedades es fundamental para favorecer el reciclado de estos residuos agrarios e industriales puesto que uno de los factores que limita el reciclado es la aceptación por el mercado de los productos fabricados con materiales reciclados. La investigación realizada puede ayudar a reducir la proporción de residuos abandonados y elevar el porcentaje de reciclado mecánico de los mismos, con los importantes ahorros de materias primas, energía y emisiones que este reciclado conlleva.

Esta investigación ha sido apoyada y financiada por el Ministerio de Medio Ambiente (Secretaría General para la Prevención de la Contaminación y el Cambio Climático) y el Plan de Ciencia, Tecnología e Innovación del Gobierno del Principado de Asturias. Asimismo, ha contado con el apoyo y la colaboración de las empresas BEFESA Plásticos y CIBA.

González-Sánchez; Martínez-Aguirre, A; Pérez-García, B, Martínez-Urreaga, J; de la Orden, M; Fonseca-Valero, C. “Use of residual agricultural plastics and cellulose fibers for obtaining sustainable eco-composites prevents waste generation”. Journal of Cleaner Production, 83: 228-237. November 2014.