RECICLAJE DE BOTELLAS DE PET UTILIZADAS COMO ENVASE DE AGUA PURIFICADA EN EL MUNICIPIO DE OAXACA DE JUÁREZ Manuel Alonso Gutiérrez Instituo Politécnico Nacional Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional U. Oaxaca, Calle Hornos 1003 Sta. Cruz Xoxocotlán Oaxaca, C.P. 71230, Tel. FAX ( 951 ) 70400, 70610 RESUMEN En todas las actividades cotidianas que desarrolla el hombre en la actualidad están involucrados los plásticos, principalmente el segmento de consumo que utiliza envases y empaques como el caso de las botellas de pilietilen - tereftalato ( pet ) utilizadas para agua purificada, que han invadido el mercado nacional de bebidas, con marcas importadas y nacionales. En este trabajo se presenta el análisis de la normatividad ambiental relacionada con el reciclaje de productos post - consumo, la tecnología existente para el reciclaje de plástico PET, además los resultados de un estudio de alternativas tecnológicas para el reciclaje y reuso de dicho plástico utilizando un estudio de prefactibilidad de proyecto. Además se presentan técnicas de identificación de plásticos a nivel práctico para mejorar la calidad del producto post - consumo obteniendose alto grado de pureza en la separación que se desarrolla en centros de acopio, tocandose tambien algunos aspectos de ciclo de vida de producto para tomar en cuenta algunas consideraciones de impacto ambiental para el uso del PET. Se presenta tambien el desarrollo de tecnología adecuada para compactación y molienda de plástico PET grado envase, y la metodología de selección de un municipio tipo en la región de valles centrales del Estado de Oaxaca, para la instalación de una planta de reciclado y reuso de plástico PET, en base a los resultados de campo de cantidades potenciales de botella utilizada como envase de agua purificada factible de acopiar e industrializar. INTRODUCCIÓN De acuerdo a la información publicada por el Instituto Mexicano del plástico S.C. (1),en 1990 la producción de plásticos a nivel mundial fue de 100 millones de toneladas, estimandose que para el año 2000 sea de 160 millones de toneladas, en México podemos decir que la industria del plástico es la que mayormente interactua con todos los sectores productivos y la economía, con gran dinamismo y visión para el futuro al proporcionar mayor valor agregado al petroleo, donde 23,300 empresas dependen de sus derivados plásticos con 2,500 empresas transformadoras de plásticos a nivel primario, que significan el 3% a nivel mundial y el 1.3% del consumo global con una capacidad instalada a nivel nacional de 5 millones de toneladas al año, incrementándose las importaciones de productos terminados de plástico de 200,000 dólares en 1988 a 1500 millones de dólares en 1994 que equivalen a 500,000 toneladas, sin considerar los productos que tienen partes de plástico como pueden ser aparatos eléctricos, automoviles, juguetes y los envases y empaques de productos alimenticios y de toda índole. Por otro lado de acuerdo a la información editada por la SECOFI (1),las importaciones de maquinaria para transformación de plásticos ha crecido en un 32% anual, en el periodo de 1992 a 1994 de 140 a 230 millones de dólares destacando el incremento de maquinaria de inyección para fabricar envases soplados de plástico PET (poli-etilentereftalato), siendo uno de los mercados de mayor crecimiento en este período. El consumo nacional de plásticos en 1994,mostrò un crecimiento del 2% con respecto a 1993 aumentando de 1,970,000 toneladas a 2,000,000 toneladas al año. Los plásticos llamados comodities son los más comúnmente utilizados, principalmente en los mercados de envase (botellas, tarros, vasos, charolas, películas flexibles para bolsas, etc.) y consumo (artículos del hogar y cuidado personal, deportes y recreación, oficina, escuela y accesorios fotográficos),e incluyen los polietilenos, polipropileno, PVC, poliestireno y PET, con un consumo aparente de 1,458,000 toneladas que representan el 73% del mercado total en México con un impacto en el valor total nacional del 59%. Analizando la segmentación del consumo de plásticos en México tenemos que el envase y empaque es el sector del mercado más importante, ocupando el 37% del consumo de plásticos con una tendencia a crecer principalmente en productos que utilizan plástico soplado para las industrias de alimentos, farmacéuticos y cosméticos, comprendiendo la mayor parte las películas de polietileno y polipropileno utilizada para confeccionar bolsas y empaques flexibles. El envase y empaque alcanzaron en 1994 una producción de 222,000 toneladas de polietileno de baja densidad (PEBD) de las 360,000 toneladas en otros segmentos, y 67,000 toneladas de PET únicamente para envase. METODOLOGÍA Este trabajo corresponde a las metas 1,2,3,4,5 y 7 del proyecto de investigación Reciclaje de Botellas PET Utilizadas como Envase de Agua Purificada en el Municipio de Oaxaca con registro DEPI-IPN 966746,desasrrollado en el CIIDIR-IPN-U. Oaxaca en 1996. Investigación bibliográfica Se localizó y consultó bibliografía sobre normatividad nacional sobre reciclado de residuos sólidos municipales, teoría de plásticos, generación de residuos sólidos municipales en las principales ciudades del país, comercio y producción de plásticos principalmente PET, importaciones y exportaciones de PET, información especializada en asociaciones civiles y ONG’S, tecnicas analíticas de identificación de plásticos producción y comercialización de envases PET en empresas locales Estandarización de técnicas de identificación Uno de los problemas más comunes en centros de acopio que desean comercializar sus subproductos, es la mezcla de diferentes tipos de plásticos sin conocer sus propiedades como densidad, solubilidad, temperatyura de fusión y lo más importante su clasificación, situación que hace nula o de bajo valor su comercialización, y si aunado a esto las condiciones de limpieza y cumplimiento de especificaciones de impurezas no se contemplan, las posibilidades de reciclaje se convierten en un fracaso. Cuantificación de producto post-consumo potencialmente recuperable Por medio de un análisis de los principales centros distribuidores productores y de consumo, con entrevistas y análisis de información y cuantificación de consumo aparente, se obtuvo la cantidad de producto post-consumo para satisfacer como materia prima el proyecto; establecimiento de una planta de producción de hojuela PET para rehuso en el municipio de Oaxaca, con proyecciones de población a 10 años para cuantificar el aumento de consumo aproximado. Análisis de la tecnología disponible para reciclaje de plástico PET grado envase En esta etapa fue necesario contar con la asesoría de la Asociación Para Promover el Reciclado del PET A.C., que además de promover el contacto con las principales empresas comercializadoras de maquinaria y equipo para reciclaje, proporciona listados de recicladores y productores de resina PET virgen, bajo este esquema se logró visitar a cada una de las empresas más importantes, conocer su oferta tecnológica, condiciones comerciales y recopilación de experiencias en el mercado nacional. Estudio de alternativas tecnológicas para el reciclaje y reuso de PET Conociendo la tecnología disponible para el reciclaje de plaástico PET grado botella, se plantearon cinco alternativas, tomando en cuenta la opinion de empresas productoras de agua purificada y de maquinaria y equipo de reciclaje, en cuanto a la utilización de PET de botellas post - consumo para reciclarlo produciendo nuevas botellas substitullendo al 30 % al PET virgen, caracteristicas de la tecnología relacionadas con mantenimiento y operación, costos, mercado de botella PET compactada en forma de hojuela y pellet, factibilidad de innovación de tecnología, alcance del proceso de reuso y reciclaje, aplicación de la alternativa seleccionada, sectores de beneficio,protección ecológica y niveles de inversión. Estudio de prefactibilidad del proyecto Para conocer la oportunidad que se tiene para establecer una planta para producción de PET grado hojuela para rehuso, fue necesario realizar un estudio de prefactibilidad o de gran visión para conocer el grado de inversión necesaria para la obtención de hojuela PET, bajo especificaciones de exportación de acuerdo a Plastics News in the Web obteniendo un paquete de negocios para emprendedores o inversionistas locales. Difusión de resultados Para conocer la opinión del sector productivo y social en lo que se refiere a las propuestas sobre reciclaje de PET, fué necesario dar difusión a los resultados obtenidos en centros de enseñanza, empresas privadas y municipios cercanos, debido a que las practicas de reciclaje deben ir encaminadas a resolver una problemática de residuos sólidos, ambiental y social, en el momento de poder emprender microempresas municipales de rehuso de plástico PET. Análisis del ciclo de vida del producto ( ACV ) Debido a los altos costos que representa realizar el ACV de un producto, en este proyecto se utilizó la información proporcionada por la Asociación para el Reciclaje del Plástico Pet A.C., referida a la National Asociation for Plastic Container Recovery (NAPCOR) en base a un proyecto de ACV desarrollado por Franklin Associates, Ltd ambas de los EE.UU., para envases de bebidas carbonatadas, intentando con esto justificar el uso del PET como envase y su reciclaje y/o reuso sobre otros materiales como aluminio y vidrio, haciendo la consideración de que en México la tecnología de producción, empaque, transporte y técnicas de comercialización de bebidas carbonatadas y no carbonatadas como el agua purificada, tienen aproximadamente las mismas características que en EE.UU. 40 35 30 25 ENERGÍA M i. 20 BTU/3785 L 15 10 5 0 33 A l 32 35 VNR Pet 37 VNR 25 Pet 19 Pet 15 VR 340 ml 500 ml 1L 2L VOLÚMEN DEL ENVASE FIG. 1. ENERGÍA CONSUMIDA EN EL USO DE ENVASES DE DIFERENTES MATERIALES Y CAPACIDADES SIMBOLOGÍA: AL ALUMINIO Pet POLIETILEN - TEREFTALATO VNR VIDRIO NO RETORNABLE VR VIDRIO RETORNABLE V VIDRIO Al 50 V 45 Al 40 V Al V 35 30 ENERGÍA M i . Al V 25 Pet BTU/ 3, 785 L 20 Pet V Pet Pet PetAl 15 10 5 0 0 25 50 75 100 RANGO DE RECICLAJE (%) FIG. 2. CONSUMO DE ENERGÍA A VARIOS RANGOS DE RECICLAJE RESULTADOS La Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente marca en su titulo cuarto Protección al Ambiente; Capitulo III; prevención y control de la contaminación del suelo; Articulos 134 -I y III ;137,138,140 y 141,algunos criterios que dicen que corresponde al estado y la sociedad prevenir la contaminación del suelo, racionalizando la generación de los residuos sólidos municipales e industriales, incorporando técnicas y procedimientos para su reuso y reciclaje por medio de sistemas cuyo funcionamiento queda sujeto a la autorización de los gobiernos de los estados o en su caso municipios, con respecto a las normas técnicas ecológicas vigentes, promoviendo la SEMARNAP la celebración de acuerdos de coordinación y asesoría con dichos gobiernos, para la identificación de alternativas de reutilización y disposición final de residuos sólidos municipales, incluyendo la elaboración de inventarios de los mismos y sus fuentes generadoras. De la misma manera se menciona que los procesos industriales que generen residuos de lenta degradación se llevarán a cabo con arreglo a lo que disponga el reglamento correspondiente, promoviendo la Secretaría de Comercio y Fomento Industrial la fabricación y utilización de empaques y envases para todo tipo de productos cuyos materiales permitan reducir la generación de residuos sólidos. En lo que se refiere a Normas Oficiales Mexicanas no se encontró ninguna norma publicada en el área de envases y su reciclaje, unicamente se tienen algunos criterios a nivel INE para estructurar un primer intento de norma para la reducción de envases usados y residuos de envases en disposición final, con la participación de ONG’S, CPARMEX, CANAFEM (Cam. Nal. de Fab de envases),ANIQ,CANACINTRA,CONCAMIN,CANAINCA,IMEDAL,ANPRAC,CNICP,,CNIAG S,ANIPAC,APREPET,CNICM,CANACERO,CANIPEC e INE, en donde se contempla la gestión para los envases vacíos de todas las categorías en cuanto a manejo, retorno y reciclaje, tomando en cuenta valores determinados de índice de impacto ambiental en base al ciclo de vida del envase, para determinar una política tarifaria hacia los productores y generadores de acuerdo a un eco-balance del material de fabricación de cada envase, incluyendo además metas de presencia en ciclo de vida a 5 años. Otros conceptos que manejan los criterios del primer intento de norma son: definiciones, sistemas de devolución para productores, distribuidores y comerciantes, caracteristicas de contratación de concesión a sistemas privados de gestión de envases, prohibiciones de las presentaciones de no retornabilidad, requisitos de presentación de los envases con códigos de material y manejo en el cuerpo del envase, registros de producción y consumo, vigilancia y sanciones, grado de reciclado en porcentajes de material virgen y reciclado, así como concentraciones mínimas límites de plomo, cadmio, cromo seis y mercurio en los envases y requisitos específicos aplicables a los envases reutilizables. En el aspecto de producción de PET se encontró que de acuerdo a BANCOMEX México exportó 20,327 ton. en 1992 ; 5,292 ton. en 1993 ; 41,874 ton. en 1994 y de enero a noviembre de 1995 44,279 ton. a países como Argentina, Brasil, Islas Caimán y Turquía principalmente y produjo en 1994 55,000 ton. de resina PET con un promedio de 17,000 ton. grado botella y 5,000 ton. de exportación para este mismo grado, lo que manifiesta el gran uso de este plástico y el desarrollo de su mercado y explica la existencia de una gran planta en el Estado de Querétaro con capacidad instalada de 57,000 ton. al año. A nivel internacional se conocen actualmente capacidades nominales instaladas de 3, 047, 000 ton para el año de 1996 destacando empresas como Eastman, Hoechst, Shell, ICI y Dow entre otras. La identificación del plástico PET aunque no se encontró una técnica practica todavía de manera directa, lo importante es identificar los plásticos que pueden interferir en las operaciones de molienda, lavado, peletizado e inyección en el momento del rehuso al producir artículos terminados, por lo que las técnicas encontradas se aplicaran en campo de manera practica en centros de acopio, dichas técnicas pueden llegar a ser sofisticadas según la infraestructura disponible. A continuación se enlistan las técnicas más importantes (4) : a).-Apariencia física : * Propiedades mecánicas (plásticos rígidos, semi-rígidos o flexibles). * Propiedades ópticas (plásticos transparentes, translúcidos u opacos). b).-Densidad: (plásticos que flotan en agua, en solución salina o en solución alcohólica). c).-Comportamiento a la flama : * Combustibilidad (fáciles o difíciles de incendiar). * Duración de la flama (continúan ardiendo o se autoextinguen) * Color de la flama (plásticos de flama amarilla o azul) * Alteración de la muestra (funden, funden y gotean, carbonizan) * Color de la flama (humos blancos o negros) * Olor de los vapores (picante,vinagre, solvente, humo de llanta, pescado, cabello quemado, irritante, parafina, solvente). El trabajo de campo para determinar el potencial de producto post-consumo PET para rehuso, se llevó a cabo visitando los centros comerciales de consumo oferta y ventas más importantes como son restaurantes, deportivos, hoteles y moteles, centrales de autobuses, farmacias y supermercados en la ciudad de Oaxaca y algunos municipios conurbados, bajo la hipótesis de que el envase PET de agua purificada es un articulo de bajo manejo en casas habitaciòn. Dicho trabajo de campo nos dice que a nivel local existen 4 empresas productoras de agua purificada en envase PET, de las cuales las dos más importantes Envasadora GUGAR S.A. de C.V. y Maquiladora de Refrescos y Agua Embotellada S.A. de C.V. producen 64 ton. al mes y un promedio de 2.1 ton /día de envase PET de agua purificada, siendo la primera empresa la única que produce botella PET grado envase en el estado, ingresando 2.5 ton / día más de botella de marcas que se fabrican fuera del estado. Se encuestaron 16 establecimientos comerciales de mayor venta oferta y consumo de agua envasada en botella PET en el municipio de Oaxaca de Juárez, encontrándose que teóricamente solo se podrían recolectar en estos sitios 2.5 ton. al mes de plástico PET grado botella de agua purificada, situación que nos dice que será necesario establecer mecanismos más amplios de recuperación de producto postconsumo, debido a que de acuerdo al estudio de prefactibilidad se requiere de un volumen de 1.5 ton/día para establecer una planta productora de hojuela PET para rehuso grado exportación, con una inversión total de $1,662,800 recuperable a 3 años con operaciones de compactación en centros de acopio almacenamiento, selección, molienda, lavado, secado, envasado y control de calidad. De acuerdo a lo anterior se observa que captando el 72% de la producción local se podría satisfacer el proyecto de planta. En lo que se refiere a la tecnología se observa que se cuenta en México con distribuidoras de tecnología extranjera que en algunos casos es posible adecuar e innovar a nivel nacional, por tratarse de operaciones con maquinaria de funcionamiento elemental y materiales comerciales, cabe mencionar que el estudio de prefactibilidad fue hecho en base a la importación de tecnología (Italia, E.E.U.U., Japón),teniéndose posibilidades de disminuir la inversión adecuando la tecnología a condiciones locales y disminuir las etapas de lavado, obteniendo botella antes de que se disponga en camiones recolectores y por consiguiente antes de que llegue al tiradero municipal o tiraderos a cielo abierto, debido a que el contenido de las botellas PET seria agua purificada. Otro factor importante que hace atractivo el reuso de plástico PET es, que de acuerdo al análisis del uso de este material, se encontró que también se utiliza para envasar refrescos gaseosos, aceite comestible y productos de limpieza a base de esencia de pino, entre otros, ocupando el primer lugar en cuanto a consumo las bebidas gaseosas, en segundo lugar el aceite comestible y en tercero el agua purificada envasada (APREPET A.C.),teniéndose un amplio margen de producto post-consumo por utilizar solo que con inversiones más altas por los residuos de aceite comestible, refresco y químicos que se tendrían que eliminar en el lavado de la hojuela PET. De acuerdo a las asesorías académicas, industriales, especializadas y el análisis de la normatividad, el reciclaje (fabricar el producto de origen) de plástico PET utilizado como envase de productos alimenticios, como lo es el agua purificada, no es recomendable por el riesgo de no ser consumido por tratarse de un material catalogado por la sociedad como residuo o que estuvo en contacto con residuos sólidos, aunque esto sea evitado antes de su utilizaciòn, o puede ser utilizado en la competencia de mercados para desacreditación empresarial. Con respecto a análisis de ciclo de vida de producto, de bibliografía se encontró (6) que el envase de plástico PET tiene más ahorro de energía contra el vidrio no retornable y el aluminio (fig. 1.) incremantandose esta ventaja al aumentar el volumen del envase, siendo superado por el envase de vidrio retornable solo en 500 ml. de volúmen.Tomando en cuenta rangos de reciclaje y grupos de envase, el Plástico PET consume menos energía entre los rangos de reciclaje factibles de procesar entre 25% y 50% (fig. 2), encontrandose grandes reducciones de contaminantes (figs. 3 y 4 ) como son emisiones de gases de combustión a la atmósfera; residuos sólidos y aguas residuales (sólidos suspendidos y disueltos totales, DBO, DQO cloruros, fluoruros y fierro, principalmente, entre otros) En el aspecto difusión se realizó un análisis de municipios potenciales por su ubicación características de proyección y desarrollo, con la finalidad de ubicar concentración del acopio y ubicar la planta procesadora de PET para reuso, encontrandose los municipios del distrito de Etla como los más viables con las características antes mencionadas, además los resultados se han difundido en escuelas de nivel medio-superior con gran aceptación, orientando el interés por colaborar en la separación y acopio del material post-consumo. Por otro lado al término del proyecto los resultados se ofertarán al sector productivo para ofrecer un paquete de negocios con información tècnica, consumos, tecnologìa, niveles crediticios, prefactibilidad y mercados potenciales para colaborar con el desarrollo de la región. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 1.-Es necesario intensificar los trabajos que nos lleven al desarrollo de una normatividad con enfoque integral, tomando en cuenta factores, económicos, laborales, sociales y patrones de consumo, no únicamente ambientales. 2.-Los centros educativos y de investigación deben participar en los proyectos de rehuso y reciclaje 3.-Elaborar planes publicitarios sobre información de empaques y embalajes, remarcando el papel que juegan estos en la problemática de la contaminación del medio ambiente, dirigidos a los consumidores y productores que son los principales protagonistas en la problemática de los residuos sólidos. 3.-Crear un proyecto piloto de diseño de centros de acopio que incluya instalaciones adecuadas para identificación de subproductos y operaciones básicas de compactación y separación así como instalaciones bajo el principio de tecnología limpia. 4.-Antes de cualquier proyecto de rehuso o reciclaje efectuar estudios de consumo, oferta y posibilidades potenciales de acopio de producto post-consumo, así como estudios cuando menos de prefactibilidad para tener más elementos para la inversión. 5.-Introducir a nivel empresarial y oficial el pago de recompensas por la entrega de productos postconsumo. 6.-Promover concursos con patrocinio de la iniciativa privada para la generación de tecnología adecuada e innovadora para las operaciones y procesos de rehuso y reciclado. 7.-Promover campañas para la identificación de plásticos de acuerdo al símbolo universal a base de números por clase de plástico. 8.-Realizar capacitación a nivel técnico para identificación y manejo de subproductos en centros de acopio. 9.-Promover especializaciones a nivel posgrado sobre el estudio de pilimeros y plásticos con el fin de satisfacer demandas a nivel industrial e investigación. 10.-La creación de una empresa para fines de rehuso y reciclaje se debe iniciar con estudios de conocimiento del producto, consumos, potencial de recolección, tecnología disponible, fuentes de financiamiento, asesoría especializada, identificación del producto y un análisis de alternativas tecnológicas. 11.-Todo proyecto de reciclaje y rehuso de plástico PET debe estar asesorado por asociaciones como APREPET A.C. y el Instituto Mexicano del Plástico Industrial S.C. y centros de investigaciòn, u otros organismos semejantes de la región en estudio, bajo la metodología que se propone a continuación: 12.- La substitución de vidrio por plástico en la industria de los alimentos en provoca ahorros de energía y en consecuencia ahorro de petroleo como recurso no renovable, y emisiones de contaminantes al medio ambiente BIBLIOGRAFIA 1.-La industria del plástico; Instituto Mexicano del Plástico Industrial, A.C. ;México (1995) 2.-Conclusiones II Reunión de Reciclaje UNAM-PUMA (1995) 3.-Memorias del XXV Congreso Internacional de AIDIS (1996) 4.-Manual de Técnicas de Identificación; Instituto Mexicano del Plástico Industrial S.C. México (1995) 5.-Informe Técnico Anual Proyecto IPN-DEPI 966746 Reciclaje de Botellas PET Utilizadas como Envase de Agua Purificada, en el municipio de Oaxaca envase; CIIDIR-IPN-U. OAXACA (1996) 6.-Veronica R. Sellers; Jere D Sellers; (1989); Comparative energy and enviromental inpacts for soft drink delivery systems; pp 61 ANALISIS DE MERCADOS NALES.E INTERNACIONALES,CONDICIONES DE IMPORTACION Y EXPORTACIÒN PARA DEFINIR A LARGO PLAZO LA PERMANENCIA DE LOS PRODUCTOS EN EL MERCADO REVISION DE TECNICAS PRACTICAS ,FISICAS Y QUIMICAS DE IDENTIFICACION PARA SU APLICACION EN CENTROS DE ACOPIO ESTUDIOS Y ANALISIS DEL POTENCIAL DE RECUPERACION Y ACOPIO DE PRODUCTO S POST-CONSUMO EN CENTROS COMERCIALES Y PRODUCTORES A NIVEL INDUSTRIAL DIFUSION DE RESULTADOS PARA VINCULACION MUNICIPAL,EMPRESARIAL Y DE INVERSION. GENERACION E INNOVACION DE TECNOLOGIA 250 V V 200 EMISIONES lb / 3,785 L 100 V Al 150 Al V Al Pet Pet V Al Pet Pet Pet Al 50 0 0 25 50 75 100 RANGOS DE RECICLAJE (%) FIG. 3. EMISIONES A LA ATMÓSFERA POR RANGOS DE RECICLAJE ( SOx, CO, NOx, HCs ) SIMBOLOGÍA : Pet Al V POLIETILEN - TEREFTALATO ALUMINIO VIDRIO V 7000 6000 V 5000 DESECHOS 4000 SÒLIDOS lb /3,785 3000 L 2000 1000 0 V V Al Al Al Pet Pet 0 25 Pet 50 Pet V Al 75 Pet Al 100 RANGOS DE RECICLAJE (%) FIG. 4. DESECHOS SÓLIDOS (Incluye lodos de tratamiento de aguas residuales)