Resumen

Las presiones sobre la actual infraestructura de gestión de residuos plásticos han hecho que el crecimiento de nuevas capacidades de reciclaje sostenible sea crucial. La pirólisis es una tecnología termoquímica emergente que puede utilizarse a gran escala para ayudar a alcanzar los objetivos de la UE 2030 para los residuos plásticos. La valorización del plástico a través de este proceso podría aumentar la competitividad con los métodos convencionales mediante el uso de conceptos como Diseño para el Reciclaje, identificando otras aplicaciones comercializables para coproductos finales de pirólisis. Este trabajo presenta una revisión sobre la pirólisis de las poliolefinas de desecho plástico más abundantes, polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno de alta densidad (HDPE) y polipropileno (PP), con un enfoque en los productos de cera pesada. Se identificó un importante vacío de investigación en sus aplicaciones conocidas fuera de las industrias de materias primas petroquímicas y químicas. Además, se discute su uso potencial en las capas de asfalto de mezcla caliente (HMA) de carreteras flexibles como material aglutinante y agregado alternativo. Un modificador de bitumen derivado del plástico podría ser una solución viable a las limitaciones actuales asociadas con los modificadores de bitumen de plástico (PMB), al tiempo que produce asfalto con propiedades reológicas mejoradas y resistencias a fallas. Por consiguiente, las tendencias futuras de la investigación pueden incluir la obtención de un conocimiento completo de la capacidad de los productos de pirólisis a partir de poliolefinas residuales en la modificación del bitumen. También se pueden explorar las relaciones clave entre los parámetros del proceso de pirólisis y las propiedades del producto, los mecanismos de modificación y el rendimiento del aglutinante. Este proceso de emparejamiento de aplicaciones para productos de pirólisis a partir de desechos plásticos también puede ser adoptado más ampliamente en la infraestructura sostenible, así como en otras industrias.

Discusión y conclusión
Se ha llevado a cabo una revisión exhaustiva de la pirólisis de las abundantes poliolefinas que se encuentran en los flujos de residuos municipales para la producción de productos de cera pesada. Adicionalmente, se investigó el uso de estos plásticos como materiales alternativos en pavimentos flexibles, específicamente en ligantes asfálticos y modificación de mezclas. Además, se presentó el uso de tecnologías basadas en cera plástica en WMA y como modificadores en HMA, proporcionando una discusión para el posible uso futuro de productos de cera derivados de plásticos PO de pirólisis como material modificador en HMA. Los puntos clave de discusión y las conclusiones resultantes de este artículo de revisión son los siguientes.

• La pirólisis es una tecnología termoquímica prometedora para el tratamiento de residuos plásticos mezclados que todavía van en gran medida a los vertederos. Desde una perspectiva ambiental, una multitud de revisiones y evaluaciones de autores indican su ventaja en comparación con los métodos de reciclaje convencionales. Además, tiene la capacidad de realizar muchas investigaciones y desarrollos futuros para superar sus limitaciones tecnológicas.

• La comercialización actual de la pirólisis para el tratamiento de residuos plásticos en aceites combustibles y ceras implica que la tecnología está fácilmente disponible para su adaptación y ampliación. Sin embargo, en cuanto a la fracción de cera pesada que es un producto principal de la pirólisis térmica de poliolefinas, se identificó una falta general de conocimiento de sus aplicaciones conocidas fuera de las industrias de combustibles y materias primas químicas.

• El uso de plásticos de poliolefina reciclada en pavimentos flexibles es una vía práctica ya que tiene la capacidad de incorporar grandes volúmenes de plásticos, así como reducir el coste de los materiales vírgenes. Su uso en la modificación de ligantes asfálticos y mezclas posteriores, fabricadas mediante el proceso húmedo, se evaluó principalmente debido a su prevalencia en la literatura. Estos modificadores reciclados ofrecen una multiplicidad de propiedades de servicio mejoradas en un amplio rango de temperaturas, especialmente mejorando la resistencia a la formación de surcos a altas temperaturas en servicio, así como la susceptibilidad a la temperatura y al stripping.

• El ACV y los datos de evaluación de costos de la literatura también respaldan su uso en lugar del uso de plásticos vírgenes. Sin embargo, no está indicado como beneficioso en comparación con el uso tradicional de aglutinantes vírgenes debido al costo asociado y las cargas ambientales con pasos de proceso y materiales adicionales. Se recomienda que en el futuro se lleve a cabo una investigación más amplia sobre los ahorros ambientales y de costos durante la vida útil de los pavimentos modificados, considerando el aumento de la vida útil y los menores costos de mantenimiento.

• Las limitaciones técnicas con la estabilidad de almacenamiento de las mezclas modificadas con polímeros, así como las preocupaciones ambientales de contaminación, microplasticidad y humo, siguen siendo obstáculos importantes para su desarrollo y comercialización futuros. Tales problemas traen restricciones a la cantidad total de plástico de desecho que se puede usar en esta aplicación en particular, utilizando cualquiera de los métodos de fabricación.

• Alternativamente, se consideró el uso de productos de pirólisis de poliolefinas en la modificación del asfalto. A partir de las publicaciones disponibles que se revisaron, surge la pregunta de si el costo adicional y las cargas ambientales adicionales del proceso asociadas con el uso de plásticos de pirólisis superan los resultados similares obtenidos para este nuevo material modificador en comparación con los modificadores de plástico en bruto.

• Es importante realizar investigaciones futuras para proporcionar una caracterización más detallada de los productos de pirólisis y explorar el mecanismo de modificación entre este nuevo modificador y el betún. Además, se necesitan más estudios sobre el grado de compatibilidad de los plásticos de pirólisis y los aglutinantes para determinar si existen preocupaciones pendientes con la estabilidad de almacenamiento de los modificadores derivados del plástico.

• Además, las evaluaciones de ACV y de costes, incluido el proceso de pirólisis para mejorar los plásticos reciclados para su uso en la producción de HMA, serán beneficiosas en el futuro.

• Se considera que el uso de ceras a base de plástico en tecnologías de mezcla caliente es beneficioso desde el punto de vista del rendimiento, así como de los ahorros de costos y tiempo asociados con la fabricación. Un aditivo a base de cera derivado de la pirólisis de plásticos PO reciclados para su posible uso en aplicaciones de asfalto reciclado HMA, WMA y RAP modificados y no modificados podría ser una solución viable a las limitaciones actuales asociadas con los modificadores de plástico en bruto. Esto también puede ofrecer beneficios ambientales y económicos que están asociados con la modificación a base de cera y el mayor uso de materiales reciclables en las carreteras flexibles.

• Por el momento, hay poca comprensión completa de la capacidad total de este producto de pirólisis (y otros) en industrias como la infraestructura y la construcción y vale la pena investigar más, como parte de los conceptos de Diseño a partir del reciclaje.

Información tomada del Repositorio Nature