ANÁLISIS DEL PROCESO DE RECICLAJE DEL POLIESTIRENO ...
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ANÁLISIS DEL PROCESO DE RECICLAJE DEL POLIESTIRENO EXPANDIDO DE ARREGLOS FLORALES FÚNEBRES CON EL SOLVENTE D-LIMONENO CON RELACIÓN A LA SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL. I.A. JENNY LIZETTE ARTHUZ LOPEZ UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES MAESTRÍA EN DESARROLLO SUSTENTABLE Y GESTIÓN AMBIENTAL BOGOTÁ D.C., COLOMBIA 2019.
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ANÁLISIS DEL PROCESO DE RECICLAJE DEL POLIESTIRENO
EXPANDIDO DE ARREGLOS FLORALES FÚNEBRES CON EL SOLVENTE
D-LIMONENO CON RELACIÓN A LA SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL.
I.A. JENNY LIZETTE ARTHUZ LOPEZ
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
MAESTRÍA EN DESARROLLO SUSTENTABLE Y GESTIÓN AMBIENTAL
BOGOTÁ D.C., COLOMBIA
2019.
2
ANÁLISIS DEL PROCESO DE RECICLAJE DEL POLIESTIRENO
EXPANDIDO DE ARREGLOS FLORALES FÚNEBRES CON EL SOLVENTE
D-LIMONENO CON RELACIÓN A LA SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL.
I.A. JENNY LIZETTE ARTHUZ LOPEZ*
Ph.D. CESAR AUGUSTO GARCÍA UBAQUE*
M.Sc. WALTER HERNANDO PÉREZ MORA*
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
MAESTRÍA EN DESARROLLO SUSTENTABLE Y GESTIÓN AMBIENTAL
BOGOTÁ D.C., COLOMBIA
2019.
**Director. Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Facultad Tecnológica, construcciones civiles Bogotá,
2019.
** Codirector. Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA), Química aplicada a la industria, Bogotá, 2019.
3
Nota de aceptación
Firma Director
Firma Codirector
Firma del jurado
Firma del jurado
4
DEDICATORIA
A Dios y mis ángeles por estar siempre conmigo
A mis padres fuente infinita de sabiduría, amor y paciencia.
5
AGRADECIMIENTOS
Quiero expresar mis agradecimientos a:
Mi co-director Wálter Hernando Pérez
Mi director César García
Empresa Ecovital S.A., Ing. Alejandro Almonacid.
Universidad ECCI, laboratorio de Química y Biología, Qui. Mónica Ballén
Universidad ECCI, Laboratorio de Espectrofotometría de Absorción Atómica.
6
TABLA DE CONTENIDO
1. INTRODUCCION ............................................................................................................ 11
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ....................................................................... 13
3. OBJETIVOS ..................................................................................................................... 17
3.1 General ........................................................................................................... 17
3.2 Específicos ..................................................................................................... 17
4. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................ 18
5. MARCO TEÓRICO ........................................................................................................ 20
5.1 Cinco dimensiones del desarrollo sostenible y reciclaje de residuos ............. 20
5.2 Reciclaje de plásticos como base de la sostenibilidad ambiental ................... 21
5.3 Economía circular y tratamiento del EPS ...................................................... 24
5.4 Medición del desempeño ecológico del reciclaje –ACV ............................... 25
5.5. Teoría de los stakeholders y el impacto social .............................................. 27
5.6 Experiencias de tecnologías apropiadas en el tratamiento del EPS ............... 28
5.7 Legislación asociada ...................................................................................... 29
6. MATERIALES Y MÉTODOS ........................................................................................ 32
6.1 Contexto de estudio ........................................................................................ 32
6.2 Caracterización de sustancias y balance de masa........................................... 33
6.2.1 Caracterización EPS .................................................................................... 34
6.2.2 Caracterización d-limoneno ........................................................................ 37
6.2.3 Proporción de mezcla óptima ...................................................................... 38
6.2.4 Proyección a planta piloto ........................................................................... 39
6.3 Desempeño ecológico por medio del análisis de ciclo de vida ...................... 39
7
6.4 Impacto social sobre los stakeholders ............................................................ 44
6.4.1 Población y muestra .................................................................................... 44
6.4.2 Relación poder-interés............................................................................... 46
7. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ......................................................................................... 48
7.1 Caracterización de sustancias y balance de materia ....................................... 48
7.1.1 Caracterización del EPS .............................................................................. 48
7.1.2 Índice de fluidez. ......................................................................................... 50
7.1.3 Caracterización de d-limoneno extraído ..................................................... 52
7.1.4 Caracterización d-limoneno comercial ........................................................ 54
7.1.5 Mezcla solvente y soluto ............................................................................. 56
7.1.6 Proyección a planta piloto ......................................................................... 60
7.1.7 Viabilidad financiera de la planta piloto ..................................................... 62
7.2 Desempeño ecológico por medio del análisis de ciclo de vida ...................... 63
7.2.1 Análisis de ciclo de vida inventario. ........................................................... 63
7.2.2 Descripción General de los datos de Inventario del Ciclo de Vida ............. 64
7.2.3 Límites del sistema ...................................................................................... 75
7.2.3 Indicadores de desempeño ecológico .......................................................... 75
7.3. Impacto social sobre los stakeholders ........................................................... 80
7.3.1 Intereses de los stakeholders ....................................................................... 80
7.3.2 Matriz poder-interés .................................................................................... 83
8. CONCLUSIONES ............................................................................................................... 85
RECOMENDACIONES ......................................................................................................... 87
REFERENCIAS ...................................................................................................................... 88
8
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Ubicación Ecovital S.A .............................................................................................. 32
Figura 2. Procedimiento apariencia física ................................................................................. 34
Figura 3. Procedimiento densidad ............................................................................................. 35
Figura 4. Procedimiento combustibilidad .................................................................................. 35
Figura 5. Procedimiento índice de fluidez ................................................................................. 36
Figura 6 Procedimiento espectroscopia de infrarrojo.. .............................................................. 36
Figura 7. Límites del sistema de estudio. .................................................................................. 43
Figura 8 Residuos de EPS triturados en tamiz. ......................................................................... 48
Figura 9. Espectro EPS . ............................................................................................................ 50
Figura 10 Plastómetro de extrusión. .......................................................................................... 51
Figura 11 Resina de EPS recuperado. ....................................................................................... 52
Figura 12 Película de EPS recuperado. ..................................................................................... 52
Figura 13 Espectro infrarojo d- limoneno extraído ................................................................... 53
Figura 14. Cromatograma aceite esencial de naranja. ............................................................... 54
Figura 15. Espectro aceite esencial d-limoneno comercial. ...................................................... 55
Figura 16. Cromatograma aceite esencial de naranja. ............................................................... 56
Figura 17. Proporciones soluto-solvente. .................................................................................. 57
Figura 18: Espectro mezcla 1:1. ................................................................................................ 57
Figura 19. Espectro mezcla 2:1. ................................................................................................ 58
Figura 20. Espectro 3:1. ............................................................................................................. 58
Figura 21. Espectro 4:1. ............................................................................................................. 59
Figura 22. Espectro 5:1. ............................................................................................................. 59
9
Figura 23. Espectros sobrepuestos............................................................................................. 60
Figura 24. Planta piloto tratamiento EPS. ................................................................................. 61
Figura 25 Cementerio Jardines del Apogeo. ............................................................................. 66
Figura 26: Selección material vegetal. ...................................................................................... 66
Figura 27 Descargue material Empresa Ecovital S.A. .............................................................. 67
Figura 28 Biabono.. ................................................................................................................... 69
Figura 29 Residuos de EPS resultante del proceso productivo. ................................................ 70
Figura 30. Diagrama producción de resina de poliestireno. ...................................................... 72
Figura 31. Proceso de extracción de d-limoneno. ..................................................................... 73
Figura 32. Afectación porcentual del proceso sin tratamiento a la calidad del ecosistema. 76
Figura 37. Afectación del proceso sin tratamiento al cambio climático. .................................. 78
Figura 34 Grupo de stakeholders asociados al proceso de recuperación del EPS. .................... 81
Figura 35 Mapeo de los stakeholders en el proceso de recuperación de EPS. .......................... 84
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LISTADO DE TABLAS
Tabla 1 Legislación asociada EPS. .................................. ¡Error! Marcador no definido.
Tabla 2 Total muestras experimental. ............................. ¡Error! Marcador no definido.
Tabla 3 Modelación proceso de recuperación EPS por Open LCA. ¡Error! Marcador no
definido.
Tabla 4 Ficha técnica encuestas....................................... ¡Error! Marcador no definido.
Tabla 5 Criterio de ponderación actores.. ........................ ¡Error! Marcador no definido.
Tabla 6 Apariencia física y combustibilidad. . ................ ¡Error! Marcador no definido.
Tabla 7 Densidad EPS. . .................................................. ¡Error! Marcador no definido.
Tabla 8 Costos inversión inicial planta piloto. ............... ¡Error! Marcador no definido.
Tabla 9 Consumo para la producción de d-limoneno ...... ¡Error! Marcador no definido.
Tabla 10 Importación de d-limoneno.. ............................ ¡Error! Marcador no definido.
Tabla 11 Intereses de los stakeholders . .......................... ¡Error! Marcador no definido.
Tabla 12 Valoración de los grupos de interés.................. ¡Error! Marcador no definido.
Tabla 13 Características organolépticas del aceite esencial según la NMX-F-063-1978.¡Error!
Marcador no definido.
Tabla 14 Caracterización fisicoquímica del aceite esencial¡Error! Marcador no definido.
Tabla 15 Reporte cromatograma. ................................... ¡Error! Marcador no definido.
Tabla 16 Características organolépticas del aceite esencial según la NMX-F-063-1978.¡Error!
Marcador no definido.
Tabla 17 Caracterización fisicoquímica del aceite esencial. ¡Error! Marcador no definido.
Tabla 18 Resultado encuestas realizadas a compradores ¡Error! Marcador no definido.
11
1. INTRODUCCION
La presente investigación se apoya en la teoría de la sostenibilidad débil, soporta la idea de la
recuperación del poliestireno expandido (EPS) a través de su solubilización en el aceite
esencial de la naranja, pues: “El concepto de sostenibilidad débil se funda en el
reconocimiento de los límites y de las potencialidades de la naturaleza, así como en la
complejidad ambiental, inspirando una nueva comprensión del mundo para enfrentar los
desafíos de la humanidad en el tercer milenio” (Sheinbaum, 2006) (p.32), y: “El desarrollo
sostenible débil acepta modificar los procesos productivos actuales para reducir el impacto
ambiental y considera que la conservación es necesaria para el crecimiento económico”
(Gudynas, 2009) (p.23), por tanto, le apuesta a la reforma tecnológica y a los intrumentos
económicos; la cuestión sobre el EPS bajo éste foco es la necesidad de la innovación cientifica
y de generación de tencologias limpias e instrumentos económicos y políticos que favorescan
la baja en su consumo.
Por su parte, el EPS es un material plástico espumado utilizado en el sector de la construcción,
principalmente como aislamiento térmico y acústico, en el campo del envase y embalaje para
diferentes sllectores de actividad y en una serie de aplicaciones diversas. (ANAPE-
Asociación Nacional de Poliestireno Expandido, 2015). Es de resaltar que: “El EPS, por su
composición y su origen derivado del petróleo y por tanto de una materia prima agotable, es
un residuo de alto valor, relativamente fácil de recuperar y abundante Paradójicamente no ha
sido objeto de una recogida selectiva y prácticamente la mayoría del que se ha recuperado no
se ha tratado” (Arandes, 2008) (p.45).
Lo expuesto anteriormente se expone en el caso de la empresa Ecovital S.A, dentro del
proceso productivo de la elaboración de bioabono tiene como residuo no usado 4.000 kg por
12
mes de EPS; en aras de buscar una solución al problema de éstos residuos se plantea el
tratamiento a través e la solubilización del plástico con el aceite esencial de la cáscara de la
naranja. En la primera parte de la investigación se identifican las operaciones unitarias
necesarias para la solubilización y recuperación del EPS, la proyección a planta piloto de las
mismas y la viabilidad financiera. En la segunda parte, se evalúa el desempeño ecológico del
tratamiento propuesto a través de la estimación del Ecoindicador 99 y el IPCC2, 2013 por
medio de la modelación del ciclo de vida del plástico con y sin tratamiento a través del
software Open LCA. Finalmente, en la última parte del documento se toman en cuenta las
opciones de poder e interés de los stakeholders (actores) quienes están involucrados en la
cadena productiva del plástico y así poder determinar el impacto social que la alternativa de
tratamiento trae consigo.
2 Por su sigla en inglés: Intergovernmental Panel on Climate Change
13
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El calentamiento global es producido esencialmente por los gases de efecto
invernadero (GEI) los cuales, son causados principalmente, por la disposición inadecuada
de los residuos sólidos que las actividades antrópicas generan. Los inventarios mundiales
de emisiones de GEI afirman que el proceso de generación de residuos es responsable de
entre 3% y 4% de todas las emisiones antropogénicas a nivel mundial. Lo que corresponde
a 2.000 millones de toneladas de dióxido de carbono equivalente al año en emisiones a la
atmósfera (Rojas, 2014), produciendo consecuencias devastadoras como aumento en la
temperatura de la tierra, extinción de especies y pérdida de ecosistemas.
En Colombia, también se presenta un manejo inadecuado de los residuos sólidos. Un claro
ejemplo es el uso anual de 859.000 toneladas de plástico, aproximadamente, de las cuales,
tan sólo el 28% son recicladas (Rodríguez, 2014), en Bogotá se usan 62.000 toneladas de
plástico al año del cual solo el 15% son recicladas. (Unidad Administrativa Especial de
Servicios Públicos-UAESP, 2017). La Superintendencia de Servicios Públicos
Domiciliarios registró que durante 2017 se presentaron en el servicio público de aseo
27.642 toneladas de residuos sólidos por día. De éstos, 6,2 % se dispone inadecuadamente,
además la entidad encontró que en el país se generan 13.100 toneladas por día de material
reciclable y, aproximadamente, 5.476 toneladas por día se aprovechan con técnicas de
reciclaje adecuadas.
Los plásticos son muy útiles y diversos, sin embargo, el poliestireno expandido (EPS)
genera diferentes impactos ambientales3. La degradación ambiental que trae el EPS, gira
en torno a varios elementos fundamentales: el primero de ellos, la degradación lenta del
plástico, dado que es un material inerte; segundo, la aparición de diferentes productos que
conlleva a la generación de residuos nocivos; tercero, su principal materia prima es un
recurso natural no renovable: el petróleo; como cuarto elemento, algunos de los reactivos
3 Se define la preocupación ambiental como la interrelación compleja entre hombre (antrópico) y naturaleza
(ecológico), así como las diversas interacciones resultado de ello (Vergara & Ortiz, 2016).
14
utilizados para producirlo son tóxicos; quinto, ocupa gran volumen en rellenos sanitarios;
y por último, el ciclo de vida de éste material es corto (Téllez, 2012).
El impacto ecológico más relevante es la ingesta de este material por parte de los peces y
posteriormente los seres humanos. Los animales acuáticos lo confunden con comida, lo
ingieren y mueren de inanición, al engañar a su sistema digestivo; logrando así,
permanecer satisfechos por semanas (ANAPE- Asociación Nacional de Poliestireno
Expandido, 2015). En los humanos, afirma Thorton (2002): “El poliestireno expandido
contiene un tipo de dioxinas que son tóxicas, las cuales, pueden llegar a provocar
problemas de reproducción y desarrollo, afectar el sistema inmunitario, interferir con
hormonas e incluso causar cáncer” (p.45), De igual manera, de éste material se genera el
microplástico es lo más parecido a una bacteria: indetectable a simple vista, son
fragmentos de plástico de un milímetro (o menos) hay por lo menos 4.000 millones de
fragmentos por cada kilómetro cuadrado de las playas, corales y superficies marinas, y el
83% del agua dulce está contaminada con esto (Acosta, 2014).
A pesar de las alertas ambientales sobre el uso del EPS, se evidencia un empleo continuo a
nivel industrial y alimenticio. En el caso colombiano, se importan 1.200 toneladas de
poliestireno al año; una de las razones es la escasez de alternativas para la sustitución del
plástico, si bien existen materiales semejantes, estos difieren en características como la
resistencia, durabilidad y precio (ANAPE- Asociación Nacional de Poliestireno
Expandido, 2015), factores determinantes para que el EPS no haya podido ser reemplazado
en el mercado, así como la escasa voluntad desde la política ambiental pública en el país,
pues solo hasta el año 2017 se presentó un proyecto de ley que pretende regular el uso del
material a nivel alimenticio y el reciclaje a nivel industrial4, dado su baja acogida a nivel
industrial aún no se ha reglamentado.
A nivel mundial el principal impacto ambiental de los residuos de poliestireno es la
contaminación de los océanos y mares. Es un impacto acumulativo que se presenta a largo
4 Ver en marco legislativo proyecto de Ley de 2017 por la senadora Maritza Martínez.
15
plazo y cubre gran cantidad de puntos de todo el mundo. Se han hallado grandes
cantidades de poliestireno que contaminan los mares desde los polos a el Ecuador, desde
playas remotas inhabitadas, centros costeros poblados y áreas profundas del océano
(Barnes, 2009).
Para sintetizar el EPS, se agregan diferentes aditivos artificiales durante su extracción,
como retardantes de lumbre, antioxidantes y espumantes. Dado que los aditivos artificiales
empleados pueden ser transferidos a los humanos durante la descomposición del polímero,
como es el caso del estireno; éstos compuestos de descomposición reaccionan con las
sustancias circundantes y escapan a la atmósfera (Barnes, 2009).
Dentro de los artículos de las emigraciones de entrañas industriales está la intoxicación
hormonal. En el espécimen, los aditivos de los linóleos pueden funcionar como hormonas,
potenciando su impacto o bloqueando su energía, esto puede desencadenar exasperaciones
en el florecimiento sensual, feminización o masculinización, infertilidad, insuficiencias
hormonales o cáncer (Thorton, 2011). Según la Agencia de Protección Ambiental (EPA,
2009), el estireno es uno de los cinco desperdicios más peligrosos, la agencia ha
identificado 57 sustancias químicas peligrosas que son liberados en el proceso de
descomposición del EPS. En volumen, el poliestireno desechado ocupa del 25% al 30 %
de la superficie utilizada para los rellenos sanitarios (Thorton, 2011), para el 2018 el
desecho ocupa el 35% de los rellenos y la cifra va en aumento, principalmente de residuos
de envases
En la actualidad, la empresa Ecovital S.A, se encuentra afectada por la acumulación del
plástico en sus instalaciones, resultado de su proceso productivo. La planta es una
compostera ubicada en el municipio de Sibaté, que se encarga de la obtención de bioabono
a partir de los residuos sólidos vegetales de los arreglos florales fúnebres procedentes del
cementerio Jardines del Apogeo en el sur de la ciudad de Bogotá, Colombia. De tal
actividad, se generan dos tipos de residuos: el material vegetal que se tritura y se inocula
16
con microorganismos para producir el compost; y el EPS que llega a la planta con un peso
de 4.000 Kg/mes y un volumen de 8m3/mes, se almacena por un tiempo de 15 a 20 días, y
finalmente, se dispone en el relleno sanitario Nuevo Mondoñedo con un costo de flete de $
2’000.000 (Almonacid, 2018).
De acuerdo con lo anterior se plantea la siguiente pregunta de investigación:
¿Cómo afecta el proceso de reciclaje del poliestireno expandido proveniente de residuos
florales fúnebres por medio del solvente verde d-limoneno la sostenibilidad ambiental?
17
3. OBJETIVOS
3.1 General
Analizar el proceso de reciclaje del poliestireno expandido de arreglos
florales fúnebres con el solvente d-limoneno con relación a la sostenibilidad
ambiental, en un periodo de doce meses (2017-2018).
3.2 Específicos
- Establecer la viabilidad económica de las operaciones unitarias del proceso de
recuperación y escalado a planta piloto.
- Evaluar el desempeño ecológico del sistema de recuperación en comparación con el
vertido del material si no sufriera ningún tratamiento.
- Identificar los impactos sociales del proceso de reciclaje sobre los grupos de interés
A partir de los anteriores objetivos, se plantean las siguientes preguntas de investigación:
- ¿Las operaciones unitarias permiten establecer la viabilidad económica del proceso de
recuperación y escalado a planta piloto?
- ¿Los indicadores de desempeño ecológico del sistema de recuperación favorece la
evaluación de la efectividad del tratamiento?
- ¿Las encuestas a los grupos de interés permite reconocer los impactos sociales del
proceso de recuperación del material?
Hipótesis de investigación de causalidad: El proceso de recuperación de los residuos de
poliestireno expandido por medio del solvente d-limoneno contribuye con la sostenibilidad
ambiental.
18
4. JUSTIFICACIÓN
Hay numerosos precedentes en todo el mundo del uso de poliestireno expandido
reciclado y la infinidad de beneficios que trae consigo la gestión sustentable de los
plásticos. Dentro de los beneficios de su reutilización, se encuentra la producción
energética (dado su alto poder calorífico), la generación de nuevos embalajes, la materia
prima empleada en la construcción (material que al ser triturado y mezclado con el suelo
mejora el drenaje y aireación de los mismos), la optimización de espacios de
almacenamiento, el aprovechamiento de los recursos económicos empleados en la
disposición final, la disminución en el impacto paisajístico negativo y la erradicación de
vectores que afecten a las poblaciones (Muñoz, 2014).
De acuerdo con Arandes (2004): “Los problemas que plantean los residuos sólidos, traen
consigo la necesidad de buscar soluciones que favorezcan un mejor manejo y
aprovechamiento de éstos” (p.43). Por tanto, la implementación de soluciones para el
reciclaje del EPS permite que este sea reutilizado en nuevas aplicaciones o sea reciclado en
nuevos productos, y así, se logra el mejoramiento ecológico. En la actualidad existen
diversidad de técnicas para el reciclaje del material, de acuerdo con García (2010) quien
asegura que: “Los métodos más empleados para el tratamiento de estos residuos
poliméricos son el reciclaje energético o combustión y el reciclaje químico, dentro de este
último, se emplean solventes sintéticos y naturales” (p. 32).
El uso de solventes verdes (naturales), como en el caso el d-limoneno, es una alternativa
sustentable para el tratamiento del EPS. El d-limoneno es un aceite esencial que se
encuentra en las cáscaras de varios cítricos (dentro de ellos la naranja), y es reconocido
como uno de los solventes naturales, que mejor solubilizan el polímero del poliestireno
expandido (Carrillo, 2008). Además, este no genera ningún tipo de impacto negativo al
medio ambiente, pues es totalmente biodegradable, y permite a su vez, el uso de las
cáscaras de la naranja, también consideradas como un residuo no aprovechado.
19
La implementación de un proceso que permita la disposición final de residuos de manera
sustentable, favorecerá a la empresa Ecovital S.A: dará un valor agregado a su producto (el
bioabono), permitirá comercializar la resina fruto de la solubilización del plástico y traerá
ventajas competitivas en el mercado del compost. Los bienes que son producidos bajo
prácticas de mercados verdes resultan más atractivos para los compradores, dado que, al
consumir este tipo de bien, se reconoce el apoyo a prácticas empresariales sustentables que
propenden por el desarrollo económico del sector, y a su vez, por el cuidado del medio
ambiente. Por otro lado, la resina resultante de la solubilización del poliestireno tiene una
gran gama de aplicaciones industriales, dentro de las más reconocidas se encuentran, el
recubrimiento de superficies metálicas como agente anticorrosivo y el complemento en
obras civiles como material de soporte (Quintero, 2013).
La investigación sobre este tema, aporta una visión con respecto a la problemática de la
generación y disposición final de los residuos del EPS, así como a un abordaje de las
políticas públicas actuales sobre el consumo y gestión del mismo. La falta de conocimiento
sobre el perjuicio del uso del poliestireno, la ausencia de una educación ambiental
enmarcada en la autogestión, el consumo responsable y el reciclaje, trae consigo, no solo
la producción en masa de este plástico, sino también, la inexistencia de políticas públicas
que prohíban radicalmente su producción y consumo.
20
5. MARCO TEÓRICO
5.1 Cinco dimensiones del desarrollo sostenible y reciclaje de residuos
El concepto de desarrollo sostenible se ha venido perfeccionando desde la década de los 80´s,
y puede considerarse en constante construcción debido a la incorporación de bases éticas,
sociales y herramientas para su asequibilidad y medición. Un primer significado del desarrollo
sustentable fue expuesto en el informe Brundtland (ONU, 1987): “satisfacer nuestras
necesidades actuales sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para
satisfacer las suyas". No obstante, se han planteado otras definiciones que varían
notablemente desde el área de su formulación, donde el desarrollo económico toma un matiz
de carácter holístico denominado desarrollo humano sostenible e involucra el aspecto social,
económico, ecológico, tecnológico y político. De acuerdo con Vergara & Ortiz (2016): .
“Dicho concepto posiciona al ser humano en el centro de sus preocupaciones y
pretende mejorar sus propias capacidades para la satisfacción de sus necesidades, lo
cual significa que, de alguna manera, se mantiene una postura suficientemente
antrópica, o incluso antropocéntrica. Sin embargo, la preocupación ambiental se
reconoce de manera explícita cuando se reconocen las complejas relaciones sociedad-
naturaleza en los modelos de desarrollo de los países más ricos, los cuales
indiscutiblemente se replican en los países subdesarrollados y en vías de desarrollo”
(p.24).
Las teorías sobre el desarrollo están relacionadas íntimamente con la economía al relacionar
directamente el concepto de desarrollo con crecimiento económico. Así, el desarrollo se define
como el proceso de carácter cualitativo de potencialidades, que busca objetivos sociales y de
bienestar de acuerdo con las libertades humanas (Vergara & Ortiz, 2016). Por otro lado,
Valcárcel (2016) entiende el crecimiento económico como : “La posibilidad de hacer
aumentar cuantitativamente la producción (PIB), el output del sistema económico, con lo cual
21
se está hablando de un consumo progresivo de recursos (inputs) y del agotamiento de los
stocks naturales del ecosistema planetario” (p.12). Así mismo, el desarrollo sostenible
implica límites y no son absolutos, el concepto de sostenibilidad implica cambios constantes,
pues el medio ambiente es un sistema dinámico que lejos de detener el crecimiento el término
refiere el camino adecuado a lograrlo, a través de organización social e innovación
tecnológica. Tal crecimiento sería sostenible si incorpora una referencia de bienestar que
involucra componentes no financieros dando como origen la conciliación entre el ambiente y
la calidad de vida, la educación, la salud, las condiciones laborales, la participación política y
las actividades culturales (Vallejo, 2009).
5.2 Reciclaje de plásticos como base de la sostenibilidad ambiental
Dado que según Gómez & Sánchez,F (2006), la sostenibilidad debe ser entendida
principalmente como: “una construcción social que cambia según las necesidades de los
individuos, y por tanto, debe ser formulada específicamente dadas las condiciones
geográficas y temporales” (p.31). Además, se ha sugerido la inclusión de tres elementos en la
conceptualización del desarrollo sustentable; estos son: el fundamento ético del concepto, los
cambios en el comportamiento del sistema, y la aplicación de indicadores de medición de
planes, proyectos, programas encaminados hacia la sostenibilidad (Gallopin, 2003), se
entiende entonces la sostenibilidad como un sistema dinámico que cambia y depende
exclusivamente de la sociedad, pues para ella y por ella se ha introducido el concepto mención
ambiental.,
Existen dos tipos de nociones de sostenibilidad que responden a diferentes modelos. Uno
corresponde a la sostenibilidad débil formulada desde la economía ortodoxa y caracterizada
por tener fundamentos antropocéntricos y la sostenibilidad fuerte formulada desde la ecología
con una posición biocéntrica en la que el máximo valor se otorga al componente biológico sin
subordinar a las variables económicas y sociales (López,A., López, E., & Peniche, I., 2005).
Cabe resaltar el enfoque que encaminara el presente trabajo de investigación y lo concerniente
a la teoría de la sostenibilidad débil, para los años sesenta surgió una propuesta, que fue
22
promulgada por la (Organización de las Naciones Unidas-ONU, 1987), en la que: “ Se
reconoce la idea de los límites físicos, planteando que el crecimiento puede ser compatible
con el cuidado ambiental, y reconoce el derecho que tienen todos los países de usar sus
propios recursos en favor de su soberanía” (p.45).
La sostenibilidad débil es entendida como la viabilidad del sistema socioeconómico en el
tiempo, ésta posición no ve ningún tipo de incompatibilidad entre crecimiento económico y
conservación del capital natural, pues supone que los recursos que se agotan pueden ser
sustituidos siempre y cuando la tecnología evolucione (Gallopin, 2003), Asi mismo de acuerdo
con el mismo autor:
“El desarrollo sostenible debe orientarse no sólo a preservar y mantener la base
ecológica del desarrollo y la habitabilidad, sino también a aumentar la capacidad
social y ecológica de hacer frente al cambio, y la capacidad de conservar y ampliar
las opciones disponibles para confrontar un mundo natural y social en permanente
transformación” (p.25).
Por tanto, en síntesis, es la suma de los capitales económico, natural y social en tanto exista
capital monetario, conocimiento o tecnología a disposición y con la capacidad de sustituir el
deterioro causado, de igual manera está condicionado por la existencia y flujo de recursos
naturales y la sociedad donde los anteriores se encuentran, finalmente ella es quien requiere
los recursos y adopta la tecnología (Leal, 2018). Es así, que la sostenibilidad considera que las
prestaciones necesarias para el funcionamiento del sistema económico, las cuales son
proporcionadas por la naturaleza, deben ser mantenidas a largo plazo.
Organismos internacionales como el Banco Mundial, el Fondo Monetario Internacional, y la
Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos junto con la mayor parte de los
gobiernos de los diferentes países del mundo, apoyan ésta visión de sostenibilidad. Según
Pérez (2008):
23
“Dentro de su estructura analítica y su cosmovisión en la relación sociedad-
naturaleza, la sostenibilidad débil identifica a los tres sistemas básicos de todo
proceso de desarrollo, el ecológico, el económico y el social, como sistemas
autónomos, los cuales pueden ser tratados independientemente plantea que las zonas
donde los tres sistemas interactúan es el área de integración donde la sostenibilidad es
alcanzada, mientras que el área por fuera de esta zona es asumida como un área de
contradicción y conflicto (bivalente)”(p.19).
La postura débil se articula con los modelos neoclásicos del crecimiento, y asume la
sustitución de recursos a través de la innovación tecnológica en caso de agotamiento o
escasez. El crecimiento genera bienestar y además permite obtener recursos que favorezcan
una mejor gestión ambiental, bajo ésta dinámica el mercado sería el mejor mecanismo para la
asignación de recursos, y se asumen ciertas formas de ecoeficiencia, con los individuos como
consumidores (por ejemplo, consumo responsable, sellos verdes, etc) (Gudynas, 2009).
Lo anterior puede ser logrado a través de la aplicación de una serie de metas para cada sistema
y cada una con su propia jerarquía de submetas y objetivos (Haque, 2009). Por ende, será
entonces la principal finalidad de los objetivos del desarrollo sostenible maximizar las metas a
lograr en una interacción entre las cinco dimensiones, identificando sus requerimientos de
estabilidad y, en ciertos casos, se debe llegar a acuerdos que pueden significar sacrificios para
alguno de los sistemas (Bermejo, 2001). El reciclaje representa una actividad fundamental en
la concreción de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (Programa de las Naciones Unidas
para el Desarrollo-PNUD, 2018), específicamente relacionada al objetivo 12 de: “Garantizar
modalidades de consumo y producción sostenibles” y su meta 12.5 de: “Reducir
considerablemente la generación de desechos mediante actividades de prevención, reducción,
reciclado y reutilización”, por tanto el reciclaje es una pieza clave del desarrollo sostenible y
del crecimiento verde, debido a que disminuye impactos ambientales asociados a la
generación de residuos y reduce la presión sobre los rellenos sanitarios (Artaraz, 2012). La
cantidad de residuos que se producen es tal que pronto se necesitará otro planeta sólo para
24
poder poner verterlos; el reciclaje es una de las soluciones a esto, el beneficio del reciclaje de
plásticos se resume en el ahorro de materia prima, recursos naturales, éticos y económicos, así
como la disminución de la emisión de gases invernadero que emite la fabricación del plástico.
El reciclaje necesita menos energía y transporta materiales más livianos, por tanto, también
menos combustible con emisiones contaminante (ANAPE- Asociacion Nacional de
Poliestireno Expandido, 2015).
5.3 Economía circular y tratamiento del EPS
Dada la imposibilidad de que los residuos de poliestireno vuelvan a la naturaleza por su
carácter inerte5, se hace necesario: i) apostar por la reutilización del plástico usado ii) hacer
uso de insumos puros al mínimo indispensable iii) utilización de materiales biodegradables en
la fabricación del mismo (Tellez, 2012). Bajo éstas premisas de economía circular se lleva a
cabo el tratamiento del EPS, dado que se pretende reutilizar el material reciclado en la
industria luego de un proceso de solubilización del material usado en el solvente verde d-
limoneno.
De acuerdo con el protocolo planteado por la Dirección General de Control de Alimentos,
Bebidas y Medicamentos de México (1978) en la Norma Mexicana NMX-F-063-1978 la cual:
“Establece las características y especificaciones que debe presentar el aceite esencial de
naranja dulce (Citrus Sinensis)” Por su parte, de acuerdo con el International Programme on
Chemical Safety (2005):
“El d-limoneno es una sustancia natural que se extrae del aceite de las cáscaras de los
cítricos y que da el olor característico a los mismos. Es considerado como uno de los
mejores solventes naturales para solubilizar el poliestireno expandido dada su afinidad
con el plástico y su carácter ácido” (p.412).
55Refiere a la falta de interacción con otros materiales del medio que favorecen su degradación. El EPS jamás se
degrada (Brandrup, 2011).
25
Dada la inexistencia de una norma Colombiana que establezca las características y
especificaciones requeridas para el estudio. Establece entonces las pruebas necesarias para la
caracterización del aceite las cuales obedecen a parámetros organolépticos: color, olor y sabor
y parámetros fisicoquímicos: densidad, índice de refracción, rendimiento y solubilidad en
etanol. Como prueba de confirmación inicial también se tiene la cromatografía de gases6 cuyo
principio es la volatilización del d-limoneno a través de una columna por un gas inerte, ello
permite la identificación minuciosa del aceite y sus componentes (Skoog, 1994).
El tratamiento reconoce la necesidad de una caracterización previa del material EPS que según
Ramon (1988): “Se define como un material rígido de celda cerrada, rellena de aire,
proveniente del polímero poliestireno”(p.43), y como todos los plásticos obedece a las
siguientes pruebas: i) apariencia física: Refiere el grado de luz que puede pasar a través del
plástico y la resistencia del mismo ii) densidad aparente: es el cociente entre la masa de un
determinado material por el volumen que ocupa y iii) índice de fluidez: determina el tipo de
material y sus usos potenciales (Insituto Mexicano de Plástico Industrial, 1989).
Finalmente, se tienen presentes una prueba de confirmación de especies químicas realizada
para el aceite esencial de naranja, cuyo principal componente es d-limoneno y la mezcla del
aceite esencial con EPS, por medio dela espectrofotometría de infrarrojo7, que es un método
basado en la capacidad de las sustancias de absorber radiación electromagnética dada la
cantidad de materia contenida (Seung-Soo, 2014), que logra el movimiento de los enlaces, lo
que genera selañes caracterìsticas de los grupos funiconales de los compuestos presentes.
5.4 Medición del desempeño ecológico del reciclaje –ACV
6 De acuerdo con Sharapin (2000): “Método de análisis que permite la separación de gases o líquidos de una
mezcla por adsorción selectiva” (p.219).
7 De acuerdo con Atkins (2009): “Implica la interacción de la radiación infrarroja con la materia para la
identificación y estudio de sustancias químicas” (p.459).
26
El Análisis de ciclo de vida (ACV) genera indicadores que son un método de medición de
daños y ofrecen una manera de cuantificar los impactos ecológicos causados por cada proceso
(tratamientos) y muestra el resultado final en una calificación final asignada por puntos. Los
modelos de daño se dividen en dos categorías: daño a la calidad del ecosistema y a los
recursos. Para evitar una calificación subjetiva se basa en tres perspectivas diferentes: la
jerárquica, individualista e igualitaria (Auer, 2016).
En aras de realizar la comparación entre el desempeño ecológico entre el sistema de
recuperación bajo el tratamiento del plástico y el vertido del material sin tratar se emplea el
Análisis de Ciclo de Vida. De acuerdo con Auer (2016), por su sigla en inglés el LCA Life
Cycle Assessment permite medir la trayectoria del EPS de la cuna a la tumba de cada uno de
los procesos de producción, consumo y disposición final o tratamiento del poliestireno
expandido, ello en el software Open LCA ® versión 7.0 y los indicadores resultado
Ecoindicador 99 e IPCC 2013. El ACV de éste producto o proceso cuantifica las entradas y
salidas en todo el límite del sistema. Las etapas de cálculo del modelo son:
Etapa I-Entrada de datos al sistema (software)
1. Entradas de energía, materia prima, entradas auxiliares y otras entradas físicas.
2. Productos, coproductos y residuos.
3. Emisiones al aire, vertimientos al agua y suelo.
Etapa II- Procesos y generación de indicadores
1. Validación de los datos.
2. Relación de los datos con las operaciones unitarias.
3. Relación de los datos con la unidad funcional.
La metodología empleada para el caso refiere a los “Endpoints” o impactos de efecto final,
que evalúan el desempeño ambiental de los procesos y tratan de identificar y definir el daño
causado al hombre y a los sistemas naturales. Las categorías de impacto final son variables
27
que afectan directamente a la sociedad. Por su parte, el Ecoindicador 99 y el IPCC 2013, son
métodos de valoración de punto final, el cual expresa el impacto ambiental en una sola
puntuación. Este método analiza tres tipos de daños: la salud humana, la calidad y los recursos
de los ecosistemas. La unidad estándar dada en todas las categorías es el punto (Pt-Points) o
millipoint (MPT). Puesto que el objetivo de este método es la comparación de productos o
componentes, el valor en sí mismo no es más relevante, sino más bien una comparación de
valores (Cuéllar, 2016).
De acuerdo con el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación- Icontec (2000) y
la ISO 14043: 2000 se establecen las fases de elaboración del ACV, a grandes rasgos son:
Establecimiento de alcances y objetivos, recopilación de las entradas y salidas relevantes de un
sistema (energía, materias utilizadas y residuos vertidos al medio), evaluación de los
potenciales impactos ecológicos asociados con estas entradas y salidas (cambio climático) y
finalmente, interpretación de los resultados, y evaluación e implementación de prácticas de
mejora.
5.5. Teoría de los stakeholders y el impacto social
La teoría de los stakeholders fue propuesta por Richard Edward Freeman en su obra “Strategic
Management: A Stakeholder Approach” en 1984, permite entender las relaciones que se
generan alrededor de los procesos producivos y por ende permite visualizar la responsabilidad
social corporativa de las organizaciones. El enfoque de los Stakeholders, contrario al modelo
neoclásico de responsabilidad social, posee una visión más amplia de la economía, y analiza la
empresa dentro de su entorno interno y externo (Acuña, 2012).
De acuerdo con las inclinaciones e influencias de cada actor involucrado se determina una
relación-poder que favorece la toma de decisiones (Becerra, 2016), para el caso se identifica el
impacto social del proceso de reciclaje en aras de favorecer la comercialización del producto
reciclado como materia prima que tenga un beneficio en la sostenibilidad del proceso y resulte
28
ser una alternativa válida para el reciclaje del poliestireno expandido dada la inexistencia de
una efectiva y la baja regulación del material.
5.6 Experiencias de tecnologías apropiadas en el tratamiento del EPS
La ingeniería ecológica se encarga del manejo en condiciones controladas de poblaciones,
comunidades y ecosistemas, con el objetivo de modificar las dinámicas del entorno. Se
emplean de manera favorable para la sociedad, pero al mismo tiempo compatible con el
mantenimiento de los equilibrios ecológicos y del potencial adaptativo del propio ecosistema
intervenido, con ayuda de herramientas tecnológicas y de innovación ; cientificas tales como
balance de materia y energia, modelos de ciclo de vida de materiales (Odum, 2004).
Se han explorado diversas técnicas para el tratamiento del EPS, según Parra (2013), las
tecnologías utilizadas para el reciclado de los materiales plásticos de manera general en
América Latina y el Caribe, se definen a partir de los siguientes tratamientos: primario,
secundario, y terciario. El tratamiento primario consiste en operaciones mecánicas para
obtener un producto de similar al original, como lo constituye el aglutinamiento y la
trituración (Gaiker Resecar Alliance, 2009). Por otro lado, el tratamiento secundario, consiste
en la intervención de la energía para fusionar los residuos que son convertidos en productos de
diferentes formas (Parra, 2013). Por su parte, el reciclado terciario, o reciclado químico, se
basa en el aprovechamiento completo del plástico por transformación del mismo utilizando
diferentes solventes (García, 2010).
Según Donati (2008) en Europa y Estados Unidos, para el reciclaje de estos residuos, se han
enfocado en dos alternativas principales: el uso de energía, donde se incineran los residuos y el
reciclado mecánico, donde se trituran y compactan. Argumentaciones ambientales, tales como
las emisiones tóxicas, están construyendo una resistencia pública contra el proceso de
incineración. Por su parte, el reciclado mecánico, a menudo resulta más costoso que el plástico
29
virgen. Se hace necesario, explorar otros esquemas de procesamiento con el fin de reducir el
costo de los dos procesos de reciclaje, ya mencionados (Brandrup, 2011).
En Turquía, un tratamiento innovador del EPS es la disolución con disolventes adecuados, con
el fin de conseguir una reducción de volumen de más de cien veces (sin degradación de las
cadenas de polímero). Ya que, si la disolución se desarrolla en la fuente de producción de
residuo, el transporte es más eficiente que en el reciclaje de sistema convencional. Por lo tanto,
el EPS solubilizado en diferentes disolventes cumple un papel importante en el reciclaje de
poliestireno, ya que es una alternativa diferente a la incineración y al reciclado mecánico,
resultando el más económico y el menos contaminante (Brandrup, 2011).
En Colombia, se tiene una gran ventaja para realizar este proceso de recuperar los materiales
de EPS. El análisis de las importaciones realizadas en el año 2011, muestra que el 44% del
material importando se destinó a la fabricación de dicho material para construcción y
embalaje. Tal situación, da un gran valor a tener de toneladas para el reciclaje, del cual, solo
una empresa está utilizando aproximadamente el 3%. La fundación Verde Natura con el lema
“reciclamos EPS para un mundo mejor”, es la única entidad sin ánimo de lucro que contribuye
a minimizar la contaminación a través de la disminución de estos residuos sólidos. Para ello,
han desarrollado cadenas de reciclaje dentro de los actores del ciclo de vida del plástico y del
poliestireno extruido, recibiéndolos y acopiándolos, para obtener una resina con características
similares a los polímeros originales, aumentando el ciclo de vida de estos materiales.
Posteriormente, estos son acondicionados para mezclarlos con otros materiales reciclados y
aprovechar las propiedades tanto de la resina obtenida, como de las otras resinas resultantes
del reciclaje de materiales con ciclo de vida terminal (Camargo, 2016).
5.7 Legislación asociada
Si bien es cierto que no hay legislación colombiana asociada a la gestión del poliestireno
expandido, en la siguiente tabla se menciona el panorama general que enmarca la gestión de
residuos sólidos en el país.
30
Tabla 1 Legislación asociada EPS. Fuente: Elaboración propia, información tomada de la
legislación citada, 2018.
Tema Nombre Descripción
Residuos
Sólidos
Decreto ley 2811 de 1974
Código Nacional de Recursos
Naturales Renovables y de
Protección
“Hace referencia, por primera vez, al
tema de los residuos, basuras, desechos y
desperdicios. Desde entonces, se
establece una estrategia para la gestión de
los residuos sólidos considerando
criterios” (p. 1)
Ley 9 de 1979 “Se delega al Ministerio de Salud la
obligación de reglamentar lo relacionado
con la recolección, así como la
determinación de sitios para tal fin” (p. 1)
Decreto 312 fortalecimiento
de las cadenas de reciclaje y
aprovechamiento
“Retoma la idea de tener parques de
reciclaje” (p. 1)
Resolución 668 de 2016,
regula el uso de bolsas
plásticas en Colombia
“El objeto del proyecto es promover la
utilización de recipientes desechables
biodegradables en la comercialización de
alimentos de los establecimientos
comerciales. Ya sea que ofrezcan
servicios de alimentos o víveres
empacados para consumo en restaurantes
o en la modalidad de servicio a
domicilio” (p. 1)
Proyecto de ley No 05 de
2017-Senado de la República
“Por medio de la cual se prohíbe la
utilización del poliestireno expandido
(icopor) en actividades de
31
comercialización de alimentos, se ordena
la implementación de un Plan Nacional
de Reciclaje del Icopor de uso industrial
y se dictan otras disposiciones. El
Congreso de la República de Colombia”
(p.1)
Ley 11/97 del 24 de abril de
envases y residuos de envases
(España)
Esta ley exige prevenir y reducir el
impacto de los envases sobre el medio
ambiente. Además busca propiciar la
gestión de los residuos de envases en
todo su ciclo de vida, así como prohibir
los recipientes de poliestireno expandido.
32
6. MATERIALES Y MÉTODOS
Para dar cumplimiento a los objetivos propuestos se desarrollaron tres momentos. El
primero de ellos identifica la ruta que tiene el poliestireno expandido como residuo desde su
generación en el cementerio Jardines de Apogeo en la ciudad de Bogotá y su disposición final
en la empresa compostera Ecovital S.A en Sibaté- Cundinamarca, así como el planteamiento
del balance de materia a través de operaciones unitarias empleadas en el tratamiento propuesto
del plástico con d-limoneno para establecer su viabilidad financiera y poder realizar la
proyección a planta piloto de éstos procesos. En un segundo momento, se evalúa el desempeño
ecológico de las operaciones unitarias anteriormente establecidas por medio del software Open
LCA y el análisis de ciclo de vida por medio de los indicadores de punto final Ecoindicador 99
e IPCC 2013 y finalmente, el tercer momento se realiza el análisis social de los actores
involucrados con la metodología de stakeholders
6.1 Contexto de estudio
La empresa Ecovital S.A., está ubicada en el municipio de Sibaté departamento de
Cundinamarca- Colombia, en la Finca El Encanto, Vereda San Benito, como se observa en la
Figura 1.
Figura 1. Ubicación Ecovital S.A, Fuente: Imagen Satelital Google Maps Earth, (2018)
33
Ecovital S.A., se encarga de la producción de bioabono a partir del material vegetal de las
coronas y arreglos florales fúnebres, que como actividad ritual se ofrenda en los cementerios,
para este caso, Jardines del Apogeo. A la empresa llega el material completo, la parte orgánica
de este, o sea las flores y el follaje son seleccionados y triturados por los operarios para ser
dispuesto en camas e inoculados con microorganismos eficientes; posteriormente, en un
periodo de tres a cuatro semanas se obtiene el compost; luego, el resto del material es
dispuesto en la zona de residuos de la empresa, donde se llega a almacenar 4000 Kg
aproximadamente, de EPS en el término de un mes.
El hoy relleno sanitario Nuevo Mondoñedo (antes botadero) está localizado a 9,1 km del
municipio de Mosquera-Cundinamarca, mide 1.100 m de largo por 80 m de ancho y 20 m de
profundidad, tiene en promedio 2.675 msnm y presta sus servicios a 42 municipios del
departamento abarcando el 70% de la producción total de residuos generados. Hasta el
momento este botadero no se le ha dado un manejo técnico, y prácticamente funcionaban a
cielo abierto, para corregir esta situación, la Gobernación entregó en concesión su operación
por los próximos 30 años al consorcio Nuevo Mondoñedo (Herrera, 2003).
6.2 Caracterización de sustancias y balance de masa
Para poder diseñar la planta piloto se hace necesario evaluar las propiedades de las materias
primas, y así determinar las variables que se involucrarán el proceso productivo del
poliestireno reciclado con solvente verde d-limoneno y poderlas escalar a planta piloto, y una
vez escaladas se determina su viabilidad financiera para la empresa Ecovital S.A. (Fernández,
2017). Las propiedades se mencionan a continuación:
34
6.2.1 Caracterización EPS
El EPS (soluto) es resultado del proceso productivo del bioabono de la empresa Ecovital S.A.
Se trata de un residuo singular que requiere ser caracterizado para reconocer sus
particularidades con respecto al EPS comercial. Por tanto, se caracterizó bajo las pruebas
básicas de los plásticos (Figura de la 2 a la 6) (Instituto Mexicano de Plástico Industrial,
1989), las cuales son:
Figura 2. Procedimiento apariencia física. Fuente: Elaboración propia, 2018. Basado en
Instituto Mexicano de Plástico Industrial (1989)
35
Figura 3. Procedimiento densidad. Fuente: Elaboración propia, 2018. Basado en Instituto
Mexicano de Plástico Industrial (1989)
Figura 4. Procedimiento combustibilidad. Fuente: Elaboración propia, 2018. Basado en
Instituto Mexicano de Plástico Industrial (1989) en sofware
36
Figura 5. Procedimiento índice de fluidez. Fuente: Elaboración propia, 2018. Basado en NTC
3576.
Las pruebas mencionadas se aplican a los dos tipos de poliestireno: al material virgen y al
material muestra de la empresa Ecovital S.A.
Espectroscopia de infrarrojo
Preparación de la muestra en caja
Petri
Ubicar en el porta muestras
Lectura por parte del equipo y
relación con las bases de datos
Datos del mismo Emisión del espectro propio de la
sustancia.
Figura 6 Procedimiento espectroscopia de infrarrojo. Fuente: Elaboración propia,
2018.
37
6.2.2 Caracterización d-limoneno
El d-limoneno (solvente) con el que se realizaron los experimentos se obtuvo comercialmente.
De igual manera se realizó una extracción a partir de la cáscara de naranja por medio de
hidrodestilación asistida por microondas, a ambos solventes se les hizo las siguientes pruebas:
1. Análisis fisicoquímico: Se realiza de acuerdo con la Norma Mexicana NMX-F-063-
1978 de la Dirección General de Control de Alimentos, Bebidas y Medicamentos de
México (1978) la cual: “Establece las características y especificaciones que debe
presentar el aceite esencial de naranja dulce (Citrus Sinensis)” , dada la inexistencia de
una norma Colombiana que establezca las características y especificaciones requeridas
para el estudio.
2. Espectroscopia de infrarrojo: Se corrió un espectro inicial del solvente puro en el
espectrofotómetro de infrarrojo FTIR Bruker, así como uno del residuo del poliestireno
expandido, y uno por cada mezcla realizada de acuerdo con lo enunciado en el numeral
anterior, con el ánimo de comparar los espectros de cada mezcla con los blancos
(poliestireno y d-limoneno sin mezclarse).
3. Cromatografía de gases acoplada a masas: El análisis de la composición del aceite
esencial, se realizó por cromatografía de gases con detector de masas (GC-MS)
Shimadzu GC-MS QP2010 SE, equipado con una columna DB 5% (30m de longitud,
diámetro de 0.25 mm), temperatura de inyección de 280 °C y un Split de 1:20;
temperatura del horno de la columna de 60°C y un flujo de helio como gas de arrastre
en la columna de 0.68mL/min. La temperatura de la interface, entre el cromatógrafo y
el espectrómetro de masas, fue de 280°C, y la temperatura de la fuente de iones de
230°C. El tiempo de la corrida cromatografía fue de 53 minutos.
38
6.2.3 Proporción de mezcla óptima
Para determinar la proporción soluto-solvente se realizó la variación de la proporción de
mezcla. Anterior a esto, el material debe ser limpiado y dispuesto para el experimento, ya que
este viene contaminado con suelo y material vegetal, su limpieza se hizo de modo manual y
sin gasto de energía o agua.
Para tal efecto, se prepararon cinco diferentes proporciones solvente-EPS. Se partió de los
datos teóricos hallados como óptimos para el experimento, proporción 2:1 solvente p/p-EPS
(Quintero, 2013). Las proporciones trabajadas fueron: 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1 en p/p, dichas
pruebas se hicieron por triplicado para un total de quince pruebas y un blanco, el cual, será el
material que no fue mezclado. En la tabla 2 se muestran la cantidad de muestras de acuerdo a
la prueba.
Tabla 2 Total muestras experimental. Fuente: Elaboración propia, 2018.
Muestra Tipo de prueba Número de
muestras
Factor de la
muestra
Solvente blanco (comprado y
extraído)
Espectroscopía infrarrojo
en solvente puro extraído y
comprado, análisis
fisicoquímico y
cromatografía
2 23
EPS blanco (comercial y
muestra)
Densidad, combustibilidad,
Índice de fluidez,
apariencia física,
2 23
39
Mezcla soluto-solvente Espectroscopía infrarrojo
en proporciones 1:1, 2:1,
3:1, 4:1 y 5:1
5 53
Total 9 27
6.2.4 Proyección a planta piloto
Se planteó la construcción de una planta piloto para el tratamiento del poliestireno expandido
con el solvente d-limoneno dentro de la compostera Ecovital S.A en el municipio de Sibaté-
Cundinamarca. A partir de las operaciones unitarias estimadas en los numerales anteriores,
bajo la proyección de área a usar, inversión inicial, costos fijos mensuales e ingresos, así como
la producción mensual de material reciclado.
6.3 Desempeño ecológico por medio del análisis de ciclo de vida
Para realizar el análisis de ciclo de vida8 (ACV) se usó el IPCC 2013 9para potencial cambio
climático y el eco indicador 99 (I, I) en términos de calidad del ecosistema y recursos. En el
software Open LCA10 ® versión 7.0 se valoró el desempeño ambiental de cada proceso que
involucra la producción, uso y disposición del EPS, comparando ambas alternativas de
recuperación y no recuperación del material.
8 De acuerdo con Auer (2016): “También conocido como análisis de la cuna a la tumba, balance
ambiental o evaluación del ciclo de vida (ECV), es una herramienta de diseño que investiga y evalúa
los impactos ambientales” (p. 323).
9 Por su sigla en inglés Intergovernmental Panel of Climate Change
10 Software de licencia libre que permite determinarlos impactos ambientales de un proceso tomando
datos bases del mismo y bases de datos que tiene por defecto. Modela el impacto de uno o varios
procesos en términos de impacto al ecosistema, recursos y salud pública (Auer, 2016).
40
En la tabla 3 se mencionan las principales características del modelo según la ISO 14043 que
permiten establecer el punto de partida para el modelo saber que va dentro del sistema y que
se excluye por alcance del mismo, en la Figura 7, los límites del sistema.
Tabla 3 Modelación proceso de recuperación EPS por Open LCA. Fuente: Elaboración propia, 2018
Caso de
estudio para el
modelo
Unidad
Funcional
Tipo de
estudio
Escenario de
referencia
para
comparación
Pasos omitidos de
los límites del
sistema
Fuentes de información Análisis de
sensibilidad
Coronas de
poliestireno
expandido
utilizadas en
cementerio.
Producción de
una corona de
poliestireno
expandido con
peso promedio
de 700 g.
ACV del EPS
y el
tratamiento de
reciclaje
propuesto.
0% de
reciclaje del
EPS enviado a
relleno
sanitario.
El EPS en
cuestión es
utilizado para
arreglos florales.
No se incluye
ningún paso de
producción ni
transporte de las
flores.
La construcción
de edificaciones y
maquinaria no fue
tenida en cuenta
Producción de EPS:
información primaria
recolectada por PWC.
Mix de electricidad para
Bogotá.
Modelación de etapa de
relleno sanitario con datos
de PWC.
Para las etapas de
transporte, se usaron
modelos basados en
literatura para las distancias
transportadas.
Comparación
entre los
métodos de
obtención del
aceite
esencial.
42
en el sistema. Para el reciclaje de EPS
recuperado en un ciclo
cerrado, se asumió que 1
kg de EPS recuperado
reemplaza 1kg de EPS
virgen.
1. Producción de
pellets de
Poliestireno
expandido (0,83
kg/corona)
2. Transporte marítimo
(importación) a
Colombia (9880 km)
Pre-expansión con
vapor (0,18
Moldeo por inyección
(9,77
MJ/corona;0,0016
kWh/corona)
3. Etapa de transformación
4. Transporte de coronas a 5. Uso
6. Disposición
Recolección -
Transporte a Ecovital
(16,5 km)
Transporte a relleno
Nuevo Mondoñedo
Recolección -
Disposición en
relleno sanitario
Limpieza mecánica
Mezcla con d-
Transporte mecánico
y trituraciónMezcla con d-
limoneno 1:1 p/p
Secado
Decantació
7. Recuperación de poliestireno
Transporte de resina
Estabilización en
silos ventilados
(transporte
neumático, 0,0014
kWh/corona)
Figura 7. Límites del sistema de estudio. Fuente: Elaboración propia, 2018.
6.4 Impacto social sobre los stakeholders
De acuerdo con Becerra (2016) los stakeholders son los actores interesados sin cuyo rol
(poder-interes) no se podria llevar a cabo el proceso en cuestión; para el caso se trata de la
recuperación y tratamiento del EPS. Los pasos que se describen a continuación fueron los
utilizados para analizar la dimensión social a partir de los stakeholders.
6.4.1 Población y muestra
Se identificaron los grupos de interés para realizar las encuestas del proceso de
producción, uso, aprovechamiento y disposición final del poliestireno expandido en
forma de coronas para arreglos florales fúnebres. Tal como se muestra en la tabla 4.
Tabla 4 Ficha técnica encuestas. Fuente: Elaboración propia, 2018.
Tipo de actor Cantidad Observaciones
Productor 5
Para la ciudad de Bogotá. Fuente:
Cámara de Comercio de Bogotá,
2018
Vendedor de coronas 33
Estimado en el sector Jardines del
Apogeo. Fuente: conteo del
investigador, 2018.
Comprador de coronas 197
Estimado en el cementerio Jardines
del Apogeo. Fuente: promedio aforo
cementerio día de la madre, día de
las velitas y 31 de diciembre del año
2017.
45
Administración
cementerio 1 Cementerio Jardines del Apogeo
Empresas gestoras 1 Empresa Ecovital S.A.
Comunidad Educativa 1 Universidad Distrital
Entidad Ambiental 1 UMATA-Sibaté
Se realizó un tipo diferente de encuesta por actor (Ver Anexo 1), de acuerdo con la
relación de cada actor con el material (EPS) y el residuo del mismo. Para los
productores se tomaron las empresas: Kangupor (Cartagena, Bolívar), Plassol s.a.s
(Medellín, Antioquia), Formapor de Colombia s.a.s (Funza, Cundinamarca), Proicopor
s.a.s (Bogotá, Cundinamarca), Ideplas s.a (Siberia, Cundinamarca) y Mundipolimeros
s.a.s (Envigado, Antioquia).
En la fila tres de la Tabla 4 se señala que se estimó experimentalmente la población de
únicamente para compradores de coronas en el cementerio Jardines del Apogeo dado la
cantidad estimada de los mismos, bajo la siguiente ecuación, de acuerdo con un
muestreo probabilístico simple (Seoane & Martin , 2009).
n’ = s2/v2 [1]
Donde,
n= Tamaño de la muestra
s= Varianza de la muestra. Valor promedio de una variable es 1, es decir cada
comprador lleva una corona, de acuerdo con el aforo de cada 10 visitantes 5 llevan
coronas florales, expresado en probabilidad =0.5
v= Varianza de la población; cuadrado del error estándar para el caso es 0.05
46
Sustituyendo los datos en [1] queda,
s=0.25
v=0.0025
n’ = (0.25) 2/(0.0025) 2
n’= 100
Y ajustando con la población se tiene
n= n’/ 1+ (n’/N) [2]
Donde
n =Tamaño de la muestra ajustado
N= Tamaño de la población
Sustituyendo en [2] se tiene
n= 100/ 1+ (100/197)
n=66
El total de la muestra es de 66 encuestas.
6.4.2 Relación poder-interés
Para determinar la influencia de cada grupo de actores seleccionados se clasificó cada grupo
de acuerdo con las respuestas obtenidas en las encuestas realizadas. Se tuvo en cuenta el
porcentaje de respuesta afirmativas (Tabla 5), como evidencia de nivel de poder e interés de
cada grupo en el proceso de recuperación de poliestireno expandido proveniente de los
47
residuos de coronas florales fúnebres del cementerio Jardines del Apogeo, y así mismo se
ubicó en el plano cartesiano correspondiente.
Tabla 5 Criterio de ponderación actores. Fuente: Becerra, 2016.
Nivel Rango de respuestas
Afirmativas
Valor en el plano
Alto 80-100% 0.8-1
Medio 40-70% 0.4-0.7
Bajo 0-30% 0-0.3
48
7. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
7.1 Caracterización de sustancias y balance de materia
7.1.1 Caracterización del EPS
Se limpió el material superficialmente con ayuda de una brocha, para eliminar el suelo y el
material vegetal presente en la muestra posteriormente, se trituró; luego, para obtener el
material homogéneo, se pasó por un tamiz de 4000 micras en tamaño de separación de malla
(Figura 8).
Figura 8 Residuos de EPS triturados en tamiz. Fuente: Archivo fotográfico propio, 2018.
Como se observa en la tabla 6 se detalla la descripción de la apariencia física y
combustibilidad.
Tabla 6 Apariencia física y combustibilidad. Fuente: Elaboración propia, 2018.
No
prueba
Plástico Propiedades
mecánicas
Propiedades
ópticas
Combustibilidad
1
EPS
comercial
Se dobla No deja pasar
luz
Tarda menos de 7
Seg
2 Se dobla No deja pasar
luz
Tarda menos de 7
Seg
49
3 Se dobla No deja pasar
luz
Tarda menos de 7
Seg
1
EPS
muestra
Se dobla No deja pasar
luz
Tarda menos de 7
Seg
2 Se dobla No deja pasar
luz
Tarda menos de 7
Seg
3 Se dobla No deja pasar
luz
Tarda menos de 7
Seg
De acuerdo con el Instituto Mexicano de Plástico Industrial (1989), tanto el EPS comercial,
como el de muestra (obtenido en la planta), se doblan, no dejan pasar luz, convirtiéndolos en
plásticos semi rígidos y opacos.
En la tabla 7 se observa que la densidad de ambos plásticos corresponde a la densidad
reportada por la literatura. El Insituto Mexicano de Plástico Industrial (1989), en el manual
para la identificación de polímeros reporta la densidad del poliestireno expandido de 0,76
g/mL.
Tabla 7 Densidad EPS. Fuente: Elaboración propia, 2018
No prueba Plástico Densidad
1
EPS comercial
Menor a 0,93 g/mL
2 Menor a 0,93 g/mL
3 Menor a 0,93 g/mL
1 EPS
muestra
Menor a 0,93 g/mL
2 Menor a 0,93 g/mL
3 Menor a 0,93 g/mL
.
50
Por su parte, la espectroscopia de infrarrojo permite establecer los picos que son propios del
material, tal como se observa en la Figura 9.
Figura 9. Espectro EPS Fuente: Elaboración propia, 2018.
Según los espectros correspondientes a las muestras de las soluciones líquidas, se obtuvieron
los mismos resultados, debido a que se mostraron bandas características similares que se
relacionaron con grupos funcionales específicos del monómero y del polímero.
7.1.2 Índice de fluidez.
Se tomó el material homogenizado y se pesó 5 g de muestra, para cuantificar el índice de
fluidez se se trabajó con una pesa de 5 Kg a 200 °C en el plastómetro de extrusión (Figura
10),
51
Figura 10 Plastómetro de extrusión. Fuente: Archivo fotográfico propio, 2018.
De acuerdo con los parámetros establecidos para la NTC 357611, se obtuvieron así los datos de
la tabla 8, los cuales, se pueden comparar con los consignados en la tabla 8.
Tabla 8 Índice de Fluidez EPS recuperado y peletizado. Fuente: Elaboración propia, 2018.
No
ensayo
Peso
Spaguetti –
EPS
recuperado(
g)
Peso
Spaguetti
–EPS
pelletizad
o(g)
Tiempo
(min)
Tiempo
según
NTC 3576
(min)
Índice de
Fluidez-
EPS
recuperad
o (g/ 10
min)
Índice de
Fluidez (g/
10 min)
1 0,46 0,38
1 10
4,6 3,8
2 0,46 0,34 4,6 3,4
3 0,48 0,35 4,8 3,4
4 0,48 0,36 4,8 3,6
5 0,47 0,35 4,7 3,5
6 0,48 0,35 4,8 3,5
Promedio 4,7 3,5
El índice de fluidez de un plástico determina la vocación de uso del material, de acuerdo con
la NTC 3576, el material es apto para peletizar nuevamente, dada la resina y la película que se
obtuvo posterior a la solubilización (Figura 11 y Figura 12)
11 Norma Técnica Colombiana 3576: “Plásticos: método de ensayo para determinar los índices de
fluidez por medio de plastómetro de extrusión” (2009).
52
Figura 11 Resina de EPS recuperado. Fuente: Archivo fotográfico propio, 2018.
Figura 12 Película de EPS recuperado. Fuente: Archivo fotográfico propio, 2018.
7.1.3 Caracterización de d-limoneno extraído
Se usaron 330 g de cáscara y 900 g de agua 1:3 con microondas de 80 vatios de potencia y con
un tiempo de extracción de media hora. El rendimiento en la extracción fue de 1.8% ± 0,1,
medido como el porcentaje en volumen, respecto a la cantidad de material vegetal utilizado en
peso. Los resultados obtenidos en la caracterización del aceite esencial fueron comparados con
los registrados en la NMX-F-063-1978, la cual especifica los valores en los parámetros
fisicoquímicos que debe cumplir el aceite esencial de naranja para su comercialización (se
hace uso de la norma mexicana como referencia puesto que en la legislación y normativa
colombiana no hay una reglamentación definida al respecto). Las propiedades organolépticas
requeridas, según la norma, están descritas en la tabla 9 (Anexo 1) y fueron comparados con el
extracto obtenido, dando resultados positivos en todos los parámetros analizados.
Los resultados para la caracterización fisicoquímica del aceite obtenido se pueden observar en
la tabla 10 (Anexo 1). Los valores encontrados están en concordancia con lo solicitado por la
norma mexicana, exceptuando a la densidad, la cual, se encuentra mayor a lo esperado. Por su
53
parte, el espectro Infrarrojo obtenido para el aceite esencial se observa en la Figura 13. Se
identifica la presencia de una olefina en las bandas 8500 cm -1 y 920 cm -1 con un movimiento
de flexión fuera del plano en modo de deformación; en la banda 1641 cm -1 se observa
presencia de alquenos no conjugados en modo de tensión, por último, en las bandas 2900 cm -1
a 2950 cm -1 está la presencia de alcanos y alquenos en modo de tensión, señales típicas de
monoterpenos hidrocarbonados. El espectro obtenido tiene un alto porcentaje de coincidencia
con el espectro reportado en la base de datos Spectras DataBase (SDBS) para el monoterpeno
hidrocarbonado limoneno, lo cual era esperado teniendo en cuenta que es el componente
mayoritario de acuerdo a lo reportado en la literatura. En la Figura 13 se hacen evidentes los
picos característicos del d-limoneno. En la Figura 13 se hacen evidentes los picos
característicos del d-limoneno
Figura 13 Espectro infrarojo d- limoneno extraído. Fuente: Elaboración propia, 2018
Como se evidencia en la Figura 14 se encontraron quince compuestos, que representan el
97,9% del aceite total, fueron identificados con base en sus espectros de masa. Los
componentes principales eran moléculas terpénicas, y el aceite estaba compuesto por 97,3% de
monoterpenos (que incluyen 19,0% de monoterpenos oxigenados) y 0,5% de sesquiterpenos.
Los principales componentes fueron limoneno (82,61%), limoneno 1,2-epóxido (3,88%) y cis-
54
p-mentha-2,8-dien-1-ol (3,54%). Se confirma así, la presencia mayoritaria de la molécula del
d-limoneno Tabla 11(Anexo 1).
Figura 14. Cromatograma aceite esencial de naranja. Fuente: Elaboración propia, 2018.
7.1.4 Caracterización d-limoneno comercial
Se obtuvo comercialmente con una pureza del 95%. Los resultados obtenidos en la
caracterización del aceite esencial fueron comparados con los registrados en la NMX-F-063-
1978 la cual, especifica los valores en los parámetros fisicoquímicos que debe cumplir el
aceite esencial de naranja para su comercialización (se hace uso de la norma mexicana como
referencia puesto que en la legislación y normativa colombiana no hay una reglamentación
definida al respecto). Las propiedades organolépticas requeridas, según la norma, están
descritas en la Tabla 12 (Anexo 1) y Tabla 13 (Anexo 1) las cuales son similares a las del
aceite extraído por lo que no hay ninguna diferencia entre estos parámetros
Se realizó el espectro de infrarrojo del aceite esencial obtenido, en el cual, es posible observar
los principales grupos funcionales contenidos en la muestra. Para la identificación del
producto obtenido a partir de la interpretación del espectro de infrarrojo, se debe conocer la
55
composición química del aceite esencial de naranja, la cual, se indica a continuación en la
Figura 15.
Figura 15. Espectro aceite esencial d-limoneno comercial. Fuente: Elaboración propia, 2018.
De acuerdo con la Figura 15 se obtuvieron picos similares entre el limoneno extraído y
comprado, por lo que basado en ello se asegura que se trata de la misma molécula,
componente principal del aceite esencial de naranja.
El d-limoneno como sustancia pura se encuentra en (esencia en) un 91, 671%, de acuerdo con
el porcentaje de peso registrado en el reporte de la tabla 14 (Anexo 1) y la Figura 16. En la
cromatografía se usó el diclorometano solvente para correr la misma, el pico preponderante en
ella, hace referencia a la molécula de d-limoneno. Es relativo a las áreas totales, dado que no
hay patrones para comparar el resultado.
56
Figura 16. Cromatograma aceite esencial de naranja. Fuente: Elaboración propia, 2018.
Otras sustancias presentes como el α-pineno se asocia a los aceites esenciales, principalmente
al aceite de pino, el Biciclo [3.1.0] hexano, 4 - metilen - 1- (1 - aceite de ajenjo ß-pineno, el
cual está presente en la cáscara de la naranja, el ß-Mirceno que se encuentra en el aceite
esencial de varias plantas. El (+)-4-Careno está presente en aceites esenciales de pinos, así
como el o-cimeno y el ß– Ocimeno que están en varias frutas y plantas, el d-limoneno y el ɤ-
terpineno dan la fragancia cítrica particular de las naranjas y los limones. Acorde con la
composición emitida por el proveedor d-limoneno, aldehídos (cital, citronetal, decanal) entre
0.8 -2.7 % expresado como citral, trazas de linalool, terpineol y α y ß-sinensal (junto con el
limoneno y citral son principales del aroma) (Díaz, 2016).
7.1.5 Mezcla solvente y soluto
Para determinar la proporción correcta de soluto y solvente se realizaron varias pruebas a
diferentes proporciones en peso a peso, tal como lo muestra la Figura 3. Se trabajó una
proporción constante de solvente (1 g) y una variable de soluto (1 g, 2g, 3g, 4g y 5g), como se
evidencia en la Figura 17.
57
Figura 17. Proporciones soluto-solvente. Fuente: Archivo fotográfico propio, 2018.
La mejor de todas las proporciones en cuanto a velocidad en la solubilización, gasto del
solvente y endurecimiento de la resina es la 1:1. No hay un cambio en la composición química
del soluto y el solvente, la naturaleza química de ambos se mantiene, solo se retira el
espumado del plástico y esto se evidencia en los espectros (Figura 18 a la 22), se observa que
los picos en las bandas establecidas se mantienen, mostrando que en el proceso de disolución
no hay reacción química sino un proceso físico, por lo tanto las propiedades químicas de los
compuestos se conservan.
Figura 18: Espectro mezcla 1:1. Fuente: Elaboración propia, 2018.
58
Figura 19. Espectro mezcla 2:1. Fuente: Elaboración propia, 2018.
Figura 20. Espectro 3:1. Fuente: Elaboración propia, 2018.
59
Figura 21. Espectro 4:1. Fuente: Elaboración propia, 2018.
Figura 22. Espectro 5:1. Fuente: Elaboración propia, 2018.
60
Figura 23. Espectros sobrepuestos. Fuente: Elaboración propia, 2018.
En la Figura 23 se observa que los espectros sobrepuestos no varían conforme se hace la
mezcla. Es de interés reconocer que la mezcla no cambia la naturaleza del soluto ni del
solvente.
7.1.6 Proyección a planta piloto
A partir del establecimiento de las anteriores operaciones unitarias se proponen la planta piloto
de la Figura 24. Los valores numéricos allí consignados se encuentran escalados a metros.
Figura 24. Planta piloto tratamiento EPS12. Fuente: Elaboración propia, 2018.
12 Unidades de medida en metros. Escala 1:50 en software Autocad 2017
7.1.7 Viabilidad financiera de la planta piloto
La viabilidad financiera se determina con base a la inversión inicial, costos fijos mensuales,
ingresos mensuales y la tasa de retorno del proyecto.
7.1.7.1 Inversión inicial
La compra de la maquinaria, los vehículos y el montaje de la planta móvil son los factores que
determinan el costo inicial de la inversión, como se observa en la Tabla 15.
Tabla 15 Costos inversión inicial planta piloto. Fuente: Elaboración propia, 2019. Basado en
precios 201913.
7.1.7.2 Costos fijos mensuales
En la Tabla 16 se determinan los costos fijos mensuales con base a lo que se emplearía para la
producción de poliestireno reciclado.
13 Precios vigentes de: (Ortiz, 2019)
Descripción Costo
Tolva de recepción materia prima $ 800.000
Bandas transportadoras $ 2,695,000
Trituradora $ 210.600
Tolva de mezcla de EPS y limoneno $ 1.200.000
Peletizadora $ 150.000
Total $ 2.360.600
63
Tabla 16 Costos fijos mensuales. Fuente: Elaboración propia, 2018.
Descripción Cantidad Costo Unitario Costo Total
Operadores de la planta 2 $ 900.000 $ 1.800.000
Mantenimiento maquinaria 1 $ 250.000 $ 250.000
D-limoneno 1 m3 $12.000 $ 12.000.000
Total $ 14.050.000
7.1.7.3 Ingresos mensuales
Los ingresos mensuales se proyectan de acuerdo a lo que se espera producir y vender
mensualmente, tal como se observa en la tabla 17.
Tabla 17 Ingresos mensuales. Fuente: Elaboración propia, 2018.
Descripción Cantidad Costo neto Costo Unitario
con ganancia
(0,25)
Costo total
EPS reciclado 3250 Kg $ 4.323 $ 5.404 $ 17.562.350
Se confirma la viabilidad financiera del proceso de tratamiento propuesto junto con la
tecnología apropiada sugerida. De acuerdo con el balance de materia se obtuvo una proporción
optima de EPS:Solvente de 1:1, para lo cual se diseñó el modelo de planta piloto que se
observa en la figura 24, y con una ganancia mensual esperada de $ 3’512.350.
7.2 Desempeño ecológico por medio del análisis de ciclo de vida
7.2.1 Análisis de ciclo de vida inventario.
64
Objetivo: realizar un análisis comparativo del sistema de recuperación con el vertido del
material si no sufriera ningún tratamiento. Los lineamientos base del estudio se observan en la
tabla 18
Tabla 18 Información base ACV. Fuente: Elaboración propia, 2018.
Métodos de evaluación Marco metodológico Caso de estudio
Potencial de calentamiento
global según IPCC 2013
(KgC02-eq). Indicador de
punto final
ISO 14040, 14041, 14042,
14043
Coronas de EPS utilizadas
en cementerio que la cadena
de producción de los
insumos para el reciclaje (d-
limoneno)
7.2.2 Descripción General de los datos de Inventario del Ciclo de Vida
Los datos que se presentan a continuación son las entradas del modelo del ACV en el software
Open LCA.
Importación de pelets de poliestireno expandible: Para efectos de correr el modelo en
Open LCA se trabaja con base al promedio ponderado de la distancia que recorren los
pellets antes de llegar a Colombia, De acuerdo con la tabla 19 se reconocen China,
Estados Unidos, Canadá y México como los principales exportadores de pellets de3
poliestireno a Colombia.
Tabla 19 Países exportadores de poliestireno. Fuente: DIAN (2018) Disponible en:
http://websiex.dian.gov.co/pls/siex/isubpartidas$suparti.actionquery.
Principales exportadores: Distancia
(km):
% del total Ponderación
65
Transformación: De acuerdo con Doublet.(2016) en el proceso productivo del EPS, el
calentamiento se realiza con vapor de agua a 110°C por una hora, hasta densidad
aparente de 31 kg/m3
Transporte de coronas: En esta parte, se determinaron los kilómetros recorridos y la
tecnología vehicularía (vehículo de carga de 3,3 toneladas de capacidad). Para ello, se
tomó una distancia de 7 km de recorrido promedio desde la producción de coronas
hasta el cementerio. Tomando diferentes productoras de EPS y midiendo su distancia
por medio de imágenes satelitales en Google Earth hasta el Cementerio Jardines del
Apogeo.
Uso de coronas: El uso tiene un fin ornamental que no implica consumo de recursos
naturales, maquinaria y/o energía que impacten el ciclo de vida.
Transporte a relleno sanitario: Transporte desde empresa Ecovital S.A. hasta relleno
Nuevo Mondoñedo: 22 km. Suposición: uso de vehículo de carga de 3,3 toneladas de
capacidad.
China 4757270 kg 15800 0,30398472 4802,9586
USA 3762231 kg 3800 0,24040274 913,5304119
Canadá 59997 kg 4700 0,00383375 18,01861262
México 1191631 Kg 5700 0,07614401 434,0208608
Distancia a considerar para el
modelo
9880 Km (Calculado como
promedio
ponderado)
66
Proceso productivo y generación de residuos de EPS: De acuerdo con las visitas
realizadas se obtuvo el siguiente registro de la ruta que sigue el EPS, desde su
generación en el Cementerio Jardines del Apogeo hasta el proceso productivo que se
describe a continuación:
Figura 25 Cementerio Jardines del Apogeo. Fuente: Elaboración propia, 2018.
Descargue de materias primas: en un camión compactador con capacidad de 8
toneladas llegan los residuos sólidos vegetales, provenientes del Cementerio
Jardines del Apogeo y los cementerios distritales, los que en adelante serán la
materia prima. Estos son descargados en un embudo o cárcamo, construido para
tal fin.
Figura 26: Selección material vegetal. Fuente: Elaboración propia, 2018.
67
Figura 27 Descargue material Empresa Ecovital S.A Fuente: Elaboración
propia, 2018.
Proceso de selección: una vez los residuos sólidos vegetales se han descargado,
se pasan por una banda seleccionadora, sacando todo tipo de material
inorgánico, para así obtener una materia prima totalmente orgánica e iniciar el
proceso.
Picado de material: cuando la materia prima presenta ramos gruesos y leñosos,
es pasada por un molino, para desmenuzar el material, y así mejorar el proceso.
Formación de hazadas: se transportan los materiales en carretillas y se llevan al
sitio donde se inicia la armada de la hazada, camas o pilas de transformación o
descomposición. Allí se inicia el proceso, de compostaje, el cual puede
definirse como la descomposición biológica de los materiales residuales
orgánicos bajo condiciones aeróbicas. Estos son transformados por acción de
microorganismos en presencia de oxígeno, hasta alcanzar un nivel de
estabilidad que permita que el material sea apto para su uso final o para un
almacenamiento seguro.
68
Inoculación: el objetivo de inocular los residuos orgánicos con la dosificación
de microorganismos, además de servir como fuente de alimentación para los
mismos, es el de controlar la transformación de los desechos: reduciendo el
tiempo de compostaje, la generación de olores ofensivos e insectos nocivos,
incrementar la solubilización de nutrientes y generación de sustancias
benéficas. Los microorganismos específicos que se encuentran activos en una
pila de compost, dependen de la temperatura de las materias primas colocadas
en la pila y de la etapa en que se encuentre el proceso. La mayoría de los
hongos y muchas bacterias requieren oxígeno, por lo que se clasifican como
microorganismos aerobios. En la medida que se va armando la pila o hazada, se
va inoculando.
Volteos: se realizan durante el proceso, ya que cuando existe poco oxígeno,
como puede suceder en el interior de las pilas, el proceso del compostaje se
convierte en anaerobio (sin oxígeno). Bajo condiciones anaerobias los
microorganismos no pueden romper los materiales orgánicos de manera rápida
o de una forma completa. Esto da lugar a una desaceleración en el proceso de
compostaje y genera olores por la formación de compuestos parcialmente
oxidados. Estos volteos se realizan de forma manual o mecánica, dependiendo
la época del año.
Entrada de material al invernadero de secado: como el proceso se desarrolla en
un ambiente de humedad es importante que, para obtener un producto final
aproximadamente a los 90 días, este se traslade a un invernadero de secado, que
por acción de la temperatura y el viento seque el material.
Inoculación con hongos antagonistas: es enriquecido el producto final con
microorganismos benéficos como son: trichoderma, Bauveria bassiana,
69
metarhizium, paecilomyces, verticillium. También se utilizan colonias de
bacterias, las cuales actúan como mejoradoras del cultivo, además de presentar
utilidades en el campo de la agricultura, ganadería y jardinería.
Secado: por acción de la temperatura y el viento, el producto terminado pierde
los excesos de humedad y queda listo para ser tamizado y empacado.
Tamizado: se debe pasar el producto por la zaranda o tamiz, para allí quitar
impurezas y obtener un producto de mayor calidad.
Figura 28 Biobono. Fuente: Elaboración propia, 2018.
Empaque: finalmente el producto es empacado, la bolsa es apuntada con
máquina cosedora, luego, el saco de abono orgánico o acondicionador es
pesado en una báscula, cuyo peso debe ser de 50 kilos.
Almacenamiento: los sacos o bultos son almacenados en la bodega de producto
terminado y listo para ser comercializados.
70
Figura 29 Residuos de EPS resultante del proceso productivo. Fuente:
Elaboración propia, 2018.
Distribución: el producto debe ser distribuido y comercializado. Los aspectos
para una buena comercialización, se relacionan con el conocimiento del
producto, su uso y métodos de distribución. Para ser realizado todo el proceso
de comercialización y mercadeo, se han realizado folletos, donde se destacan
las propiedades del producto, así como también, la presentación y su aplicación.
A su vez, se empaca el producto en bolsas de 1 y 3 kilos para ser repartidas
como muestras, en diferentes campañas publicitarias.
Disposición en relleno sanitario: Se dispone en el relleno la totalidad de la corona
(0,83 kg EPS)
Recuperación del poliestireno: De acuerdo con el tratamiento propuesto y a las
operaciones unitarias se tiene:
Recolección: Transporte desde cementerio El Apogeo hasta empresa Ecovital
S.A.S: 16,5 km. Suposición: uso de vehículo de carga de 3,3 toneladas de
capacidad.
Limpieza mecánica: Para la modelación del sistema total de recuperación de
EPS se toma una capacidad de 133 kg de residuos de EPS/día, equivalente a
71
190 coronas diarias. Se asume limpieza mecánica manual sin uso de
maquinaria.
Transporte mecánico y trituración: El volumen equivalente de EPS diario es de
4,3 m3. Una trituradora de EPS para esta capacidad, utiliza 4,5 kWh de energía
para triturar 18 m3/h
El consumo de energía de una banda transportadora, asumiendo que debe subir
los materiales 1m de alto con 2 metros de desplazamiento horizontal. Se asume
transporte neumático del EPS triturado hacia tanque de disolución con d-
limoneno. Suposición: proceso de transporte de flujo máximo de 500 ft3/h; 1
HP; operando a capacidad máxima
Producción de resina de PS: 18 L de d-limoneno pueden disolver 10 kg de
EPS: tanque de 180 L de solución de d-limoneno con un flujo de 25 kg/h de
EPS con un consumo de energía de 1kW (Incluye disolución y trituración de
EPS). La solución que contiene 30% w/w de PS se transporta a la planta de
reciclaje en donde se recupera el limoneno y se separa el poliestireno.
La capacidad de la planta es de 25 kg PS/h, funciona con un evaporador al
vacío y un intercambiador de calor en la parte de arriba. Luego, se calienta a
140°C y se cuela con un filtro de 25 μm, y se envía a un intercambiador de
platos a 240°C. El fluido de calentamiento es un aceite industrial. Se puede
tratar una solución de d-limoneno de 80 l/h, se lleva a 240°C en 10 minutos. El
d-limoneno se recupera en una cámara al vacío a 30 torr, pasa por un
condensador para recuperarlo completamente. Se tienen pérdidas del 1%.
El poliestireno es extruido desde la cámara con una bomba, se enfría con agua
y se peletiza. El consumo de energía de la planta de reciclaje es de 0,35kWh/kg
72
PS, con un consumo de 0,068 kg PS de gas licuado de petróleo, 15 minutos por
cada 10 kg de EPS. No hay consumo energético asociado.
EPS Triturado (0,83 kg)
Inputs Outputs
Residuos plásticos (0,28 kg)
Resina de PS (88,7 kg)Disolución en d-
limoneno
d-limoneno(0,83 kg)
Secado, decantación y filtración
d-limoneno (al aire) (0,83 kg)
Figura 30. Diagrama producción de resina de poliestireno. Fuente: Elaboración
propia, 2018.
Peletizado: Consumo de energía para peletizar 0.55 kg de PS recuperado
0,275kWh 0,9 MJ, consumo de pentano por inyección 0,03135kg
Transporte de pelets: Suposición: 15,6km de recorrido promedio desde
producción de pellets hasta centros de moldeo 0,00858 ton*km
Suposición: uso de vehículo de carga de 3,3 toneladas de capacidad y residuos
plásticos 0,28 Kg
NaranjasTransporte y
defoliador
Agua tratada
Inputs
Energía
Outputs
Otros productos no considerados en
LCA
Aceite esencial (d-limoneno, 0,83 kg)
Transporte en elevador
Tanque de lavado
Agua residual (3,44
Gas Natural
Secado con transportador de
brochas
Separación por tamaños
Extracción por prensado
Centrifugación de mezca agua-
aceite esencial
73
Figura 31. Proceso de extracción de d-limoneno. Fuente: Elaboración propia, 2018.
Producción de d-limoneno: Por ser el método más usado, se escogió la extracción
asistida por microondas. Tal como se ilustra en la Figura 33.
Trituración: Para la producción de d-limoneno necesaria para el tratamiento, se
considera proceso a escala semi-industrial en donde se trituran las cáscaras en
triturador eléctrico.
Consumo de energía eléctrica: capacidad del triturador de 50 kg/h; con
consumo energético de 2,2 kWh. 0,00088 kWh 0,003168MJ
Hidrodestilación asistida por microondas:
- Consumo de agua: 400 ml; se incluye proceso de tratamiento de agua.
Se asume utilización de agua superficial tratada por acueducto.
- Consumo de electricidad del microondas: 0,24kWh 0,864MJ
- Calentamiento con vapor de agua a 110°C por 1 hora, hasta densidad
aparente de 31 kg/m3, temperatura 110°C
- Entalpía del vapor 2691,3 kJ/kg 0,008971 MJ
- Asumiendo masa inicial de agua 0,003 kg
Separación por decantación: Se asume enfriamiento con agua a temperatura
ambiente de 17°C. Se desprecia el consumo de energía por recirculación de
74
agua de enfriamiento y condensación de agua de enfriamiento en torres#. Con
estas condiciones se asume un consumo de agua de 20 litros por extracción.
Consumos totales para producción de d-limoneno: Se asume una alocación
másica de los productos de la planta procesadora de jugo de naranja.
Esto implica que los consumos son el 0,12% de lo estimado para la
planta por año, dada la producción anual de 66,5 ton/año 6500 kg d-
limoneno anual. 0,83 Kg d-limoneno por corona. Se observa en la Tabla
20.
Tabla 20 Consumo para la producción de d-limoneno. Fuente: Elaboración
propia, 2018.
Input Unidad Cantidad
Anual
planta
Anual d -
limoneno
0,83 kg d-
limoneno
Naranjas Kg 104534000 122842 1,533217056
Electricidad kWh 7656000 8997 0,112291788
Gas Natural MJ 793474 932 0,011638011
Agua tratada m3 234566 276 0,003440417
Detergentes
(Soda al 30-
50%)
Kg 395440 465 0,005799982
Detergentes
(ácido nítrico)
Kg 14.830 17 0,000217514
Tabla 21 Importación de d-limoneno. Fuente: Elaboración propia, 2018.
Brasil 117061 Kg 3000 0,38158958 1144,768753
USA 89107 Kg 2200 0,29046654 639,0263779
75
7.2.3 Límites del sistema
- No se tiene en cuenta la producción agrícola de las naranjas. El input de cáscara de
naranja se asume como un residuo del proceso de aprovechamiento de las naranjas.
- Se tiene en cuenta el tratamiento del agua y la generación de energía eléctrica.
- Se desprecia la producción del sulfato de sodio anhidro, pues es consumido en muy
baja cantidad con respecto al producto.
- No se tiene en cuenta la producción agrícola de las naranjas. El input de cáscara de
naranja se asume como un residuo del proceso de aprovechamiento de las naranjas. Se
tiene en cuenta el tratamiento del agua y la generación de energía eléctrica.
7.2.3 Indicadores de desempeño ecológico
7.2.3.1 Ecoindicador 99
Para este indicador se tuvo en cuenta el aporte porcentual a partir de los puntos (points) de
cada uno de los procesos, de la cuna a la tumba del poliestireno expandido. En la Figura 32 se
observa la afectación porcentual del proceso sin tratamiento a la calidad del ecosistema, es
evidente que la disposición final en el relleno sanitario es el factor relevante y que más genera
impactos ambientales negativos, aporta un 78,75% de afectación. En segundo lugar, se
encuentra la producción de EPS que por la cantidad de sustancias química nocivas como el
tolueno que se emplean en el proceso productivo emplea bastantes reactivos nocivos y
Distancia a considerar para el
modelo
2654 km (Calculado
como
promedio
ponderado)
76
procesos de espumado, la trasformación por su parte aporta un 3,39 % de efectos nocivos, la
afectación se mide en ecosistemas de agua dulce, ecosistemas marinos y ecosistemas
terrestres. Los efectos tóxicos en términos porcentuales y potenciales de los reactivos
químicos producto de cada proceso en éstos ecosistemas; en último lugar se encuentra el
transporte de coronas al cementerio, pues la distancia es mínima y las emisiones son bajas.
Figura 32. Afectación porcentual del proceso sin tratamiento a la calidad del ecosistema.
Fuente: Elaboración propia, 2018.
Luego de realizado el tratamiento, se observa en la Figura 36 que el proceso de producción de
EPS con una afectación al ecosistema del 56,47 %, esto se debe al empleo de sustancias
nocivas y derivados del petróleo como el alquitrán para obtener el poliestireno. La
transformación del EPS dentro de ellas el espumado según Carrillo (2008), es la etapa más
contaminante del proceso productivo y de transformación del poliestireno, pues la inyección
de benceno produce emisiones tóxicas y el uso de vapor de agua en la misma parte del proceso
tiene efectos similares asi como vertimientos nocivos. Es de resaltar, que la produción de EPS
de manera convencional es tres veces más contaminante que la producción de EPS reciclado.
El transporte de coronas al cementerio continúa siendo el aspecto menos contaminante para
los ecosistemas en mención.
77
Figura 36. Afectación porcentual del proceso con tratamiento a la calidad del ecosistema.
Fuente: Elaboración propia, 2018.
Se puede deducir que el tratamiento es efectivo a partir del cálculo del Ecoindicador 99, la
comparación entre el proceso sin tratamiento y con el mismo muestra una reducción
considerable en la producción de EPS, es viable ecológicamente la recuperación del
poliestireno expandido de las coronas florales fúnebres.
7.2.3.2 IPCC, 2013 a 20 años
Las categorias de análisis para el indicador del Panel Intergubernamental IPCC 2013 son el
aumento en la temperatura de la tierra, desertificación y aumento de los niveles del mar, en
términos de unidades de Kg CO2- eq14.
14 De acuerdo con la Consejería De Agua, Agricultura Y Medio Ambiente de Murcia (2018) : “ Los gases de
efecto invernadero distintos del dióxido de carbono (metano, óxido nitroso, hidrofluorocarburos, etc.) son
convertidos a su valor equivalente en dióxido de carbono, multiplicando la masa del gas en cuestión por su
potencial de calentamiento global
78
En la Gráfica 37 se observa que la disposición final en el relleno sanitario para el EPS sin
tratamiento es la operación que más impacto ecológico negativo tiene. Se generan 71,68 Kg –
eq de emisiones al disponer de esta manera el residuo y no darle un tratamiento diferente.
La importación de los pelets del plástico ocupa el segundo lugar en impacto dado la lejanía y
la distancia que estos deben atravesar.
Figura 337. Afectación del proceso sin tratamiento al cambio climático. Fuente: Elaboración
propia, 2018.
En la Figura 38 se observa que, bajo el tratamiento, la producción de plástico ocupa el primer
lugar en la emisión de gases en Kg-eq.
79
Figura 38. Afectación del proceso con tratamiento al cambio climático. Fuente: Elaboración
propia, 2018.
Cuando se comparan el Ecoindicador 99 para los dos procesos del EPS reciclado y sin reciclar
se observa en la Figura 39 que el proceso de reciclaje aporta menor cantidad de puntos en
daño al ecosistema.
Figura 39. Aporte en puntos al daño en el ecosistema. Fuente: Elaboración propia, 2018.
80
En la Figura 40 se observa que de acuerdo a lo obtenido en el modelo que hay mayor
afectación en Kg-eq al cambio climático por parte del proceso en el que no se recicla el
material plástico.
Figura 40. Afectación en Kg-eq al cambio climático. Fuente: Elaboración propia, 2018.
A partir de lo anterior, se puede evidenciar una reducción en las afectaciones en el ecosistema
a escala global, y al cambio climático por medio del reciclaje de los residuos de poliestireno
expandido.
7.3. Impacto social sobre los stakeholders
7.3.1 Intereses de los stakeholders
A partir de las actividades realizadas para el proceso de aprovechamiento del residuo de
poliestireno expandido. Son los actores presentes en cada uno de los procesos tal como se
muestra en la Figura 34.
81
Figura 34 Grupo de stakeholders asociados al proceso de recuperación del EPS. Fuente:
Elaboración propia, 2018.
De acuerdo con las visitas realizadas y las encuestas aplicadas se determinaron los intereses de
cada grupo de stakeholders, tal como se evidencia en la Tabla 22.
Tabla 22 Intereses de los stakeholders Fuente: Elaboración propia, 2018.
Stakeholder Interés Poder
Productor
- Obtener dividendos y
revalorización de las acciones
- Ampliación hacia nuevos mercados
- Obtener liquidez y solvencia
- Tradición de las empresas
- Innovación tecnológica/ambiental
- Alto
Vendedor
- Sostenibilidad económica del
sector
- Nuevos productos atractivos
- Garantías institucionales
- Alto
Comprador
- Beneficios sociales y culturales
- Seguridad en salud pública
- Mejoramiento ambiental
- Productos sustentables
- Precios razonables
- Alto
Administrador del cementerio
- Gestión adecuada de los residuos
- Mejor aprovechamiento de los
espacios
- Disminución de los costos de
gestión de residuos
- Medio
Empresa Gestora - Obtención de certificado ambiental
- Procesos productivos sustentables
- Medio
Comunidad educativa
- Oportunidades laborales para sus
egresados
- Fortalecimiento de la investigación
y movilidad
- Bajo
Entidad ambiental
- Cumplimiento con la legislación
ambiental
- Mejoramiento tecnológico
- Cumplimiento de las
compensaciones
- Medio
Estos intereses se determinaron a partir de las visitas realizadas, las encuestas aplicadas
(Anexo 2- Tabla 23 y Tabla 24), las charlas con las entidades y los informes de
sostenibilidad de las empresas involucradas
7.3.2 Matriz poder-interés
En la Tabla 25 se presenta la valoración de los grupos de interés involucrados en el proceso de
recuperación del EPS de acuerdo a su poder-interés revelado en las encuestas, documentos y
entrevistas.
Tabla 25 Valoración de los grupos de interés. Fuente: Elaboración propia basado en
sistematización de encuestas, 2018.
Como se observa en la Figura 35 en el mapeo de los stakeholders hay tres actores interesados
en el cuadrante de ponderación alta; los compradores, los vendedores y los productores del
poliestireno expandido. Esto se debe a la voluntad económica de los compradores a acceder a
un producto reciclado, así como los vendedores a comercializarlo y los productores a invertir
en tecnologías apropiadas que lo generen, por parte de los actores el producto terminado se
reconoce como atractivo, agradable, ecológico y económico.
No Actor Poder Interés
1 Empresas gestoras 0,5 1
2 Compradores 1 0,6
3 Vendedores 0,8 0,8
4 Cementerios 0,4 0,6
5 Entidades ambientales 0,4 0,3
6 Productores 0,7 0,8
7 Sector Educativo 0,3 0,8
84
En el cuadrante alto-bajo se encuentran las empresas gestoras del residuo para el caso Ecovital
S.A., el sector educativo Universidad Distrital y el cementerio Jardines del Apogeo. Para los
tres actores mencionados se tiene un alto interés y un bajo poder en términos económicos y de
gestión, su nivel de poder en la toma de decisiones económicas, políticas y sociales, es bajo.
Finalmente, se encuentran las entidades ambientales UMATA-Sibaté que tienen un poder alto
en las decisiones que se toman , en la políticas y restricciones de uso, sin embargo, su gestión
en cuanto al reciclaje del plástico, la gestión del mismo y la prohibición aún es muy pobre por
no decir inexistente.
Figura 35 Mapeo de los stakeholders en el proceso de recuperación de EPS. Fuente:
Elaboración propia, 2018.
Alto
Alto Bajo
Bajo
85
8. CONCLUSIONES
Se hace necesaria la implementación de tecnologías apropiadas para el reciclaje del
poliestireno expandido de un solo uso en aras de buscar un equilibrio entre las dimensiones
económica, ecológica y social. De igual modo, es inadecuado pensar que se puede generar
desarrollo sin hacer uso de los recursos naturales, éste es un proceso dinámico direccionado
por el ser humano cuya base social y derecho de habitabilidad en la tierra tiene como deber
moral el mejoramiento de las condiciones bajo las que se lleva a cabo.
El uso del solvente verde d–limoneno como tratamiento para el reciclaje del EPS es una
alternativa viable financieramente para la disminución de estos residuos en el relleno sanitario
Nuevo Mondoñedo. El proceso industrial de la recuperación presenta una eficiencia alta y es
propicio para la proyección de una planta piloto, cuya inversión es baja y se recupera en el
primer mes de venta del material reciclado, y genera dos empleos adicionales.
De acuerdo con el Ecoindicador 99 e IPCC 2013 mostraron resultados positivos en cuanto a la
disminución de generación de gases efecto invernadero y daño a los ecosistemas, con respecto
al proceso en el que no se realiza tratamiento. Muestra las ventajas que se tienen sobre el
manejo de los ecosistemas al evitar vertimiento sobre ellos de los residuos sólidos máxime
cuando éstos pueden ser reincoprorados al proceso productivo, se espera una descongestión en
el relleno sanitario con ésta medida.
Finalmente, el impacto social estimado en los stakeholders involucrados en el ciclo de vida del
poliestireno del proceso de reciclaje del plástico es favorable. Los consumidores, vendedores y
compradores del EPS muestran gran interés y poder en los proceso de producción y
comercialización del material recuperado, se hace imperante la necesidad de ver los roles
reflejados en acciones tomadas, a pesar de las viabilidades demostrados es necesaria la
prohibición de poliestireno de un solo uso, la sustitución del mismo y la imposición de
86
medidas de comando y control para quienes hagan uso del material, esto en armonía con los
Objetivos del Desarrollo Sostenible 2030 relacionados con los aportes de este ejercicio de
investigación, se apunta a garantizar las pautas de consumo y de producción sostenibles y
Tomar medidas urgentes para combatir el cambio climático y sus efectos.
De acuerdo con lo estudiado en ésta tesis se observa que no es posible abordar el problema de
los residuos de poliestireno expandido desde una óptica más radical y de preservación. El
principio de precaución y otros tantos aplicados desde la sostenibilidad fuerte y muy fuerte no
acuden al nivel de la problemática que se presenta actualmente, la sociedad y la industria no
está en capacidad de hacer un cambio restrictivo del material a no ser que se les presente un
sustituto con iguales o mejores características fisicoquímicas y financieras.
87
RECOMENDACIONES
Se debe continuar con la investigación sobre la innovación tecnológica de la recuperación y
sustitución del poliestireno expandido, bajo una política de residuos rigurosa y juiciosa que
atienda las necesidades reales que presenta el medio ecológico, la industria y el ser humano,
así como la restricción del material de usos específicos y la educación ambiental que permita
la modificación futra de conductas e incentivos sobre el uso del material.
88
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95
ANEXO 1 TABLAS
Parámetro Descripción NMX-F-063-1978 Aceite obtenido
Aspecto Líquido cristalino, que puede presentar
un precipitado ceroso.
Líquido cristalino. No presenta
precipitado ceroso.
Color Varía del amarillo claro al anaranjado
oscuro.
Amarillo oscuro.
Olor Característico, fresco, libre de olores
extraños.
Cumple con la normatividad.
Tabla 9 Características organolépticas del aceite esencial según la NMX-F-063-1978. Fuente:
Elaboración propia, 2018.
.
Parámetro Resultado
Densidad (g/mL) 0,899 ± 0,003
Rendimiento (%) 1,8 ± 0,1
Sólidos (%) 0,29
Índice de refracción a 20ºC 1.4745
Solubilidad en etanol Soluble
Tabla 10 Caracterización fisicoquímica del aceite esencial. Fuente: Elaboración propia, 2018.
No de
pic
o
Área Nombre Composición
(%)
96
1 75188 Biciclo [3.1.0] hex-2-eno, 2-metil-
5- (1-metiletil) 0,072
2 398093 α-pineno 0,380
3 115651 Biciclo [3.1.0] hexano, 4 - metilen
- 1- (1 - 0,110
4 209731 ß-pineno 0,200
5 1653931 ß-Mirceno 1,580
6 93792 (+)-4-Careno 0,090
7 382327 o-cimeno 0,365
8 95974700 D-limoneno 91,671
9 103138 ß – Ocimeno 0,099
10 4505135 ɤ-Terpineno 4,303
11 90598 1-Octanol 0,087
12 218457 Ciclohexeno, 1 - metil - 4- (1 –
metiletilideno 0,209
13 731793 1,6 - octadien - 3 - ol, 3,7 - dimetil
- 0,699
14 142141 Decanal 0,136
Total 104694675
Tabla 11 Reporte cromatograma solvente. Fuente: Elaboración propia, 2018.
Parámetro Descripción NMX-F-063-1978 Aceite obtenido
97
Aspecto Líquido cristalino, que puede presentar
un precipitado ceroso.
Líquido cristalino. No presenta
precipitado ceroso.
Color Varía del amarillo claro al anaranjado
oscuro.
Amarillo oscuro.
Olor Característico, fresco, libre de olores
extraños.
Cumple con la normatividad.
Tabla 12 Características organolépticas del aceite esencial según la NMX-F-063-1978.
Parámetro Resultado
Densidad (g/mL) 0,890 ± 0,002
Rendimiento (%) 1,8 ± 0,1
Sólidos (%) 2.5 ± 0.5
Índice de refracción a 20ºC 1.4745 ± 0.0019
Solubilidad en etanol Soluble
Tabla 13 Caracterización fisicoquímica del aceite esencial. Fuente: Elaboración propia, 2018.
No de
pico
Nombre Composición
(%)
1 Pineno 1,33
2 Sabineno 0,78
3 P Mirceno 1,66
4 3-Careno 0,33
5 Limoneno 82,61
98
6 Linalool 0,89
7 traus,,p,,Mentha 2,8-
dien,,1·ol
1,55
8 Limoneno 1,2-epoxido 3,88
9 cis-p-Mentha-2-dien- 3,54
10 Dihidrocarcol 0,11
11 Citral 0,44
12 Pinocarveol 0,33
13 Terpinol 0,89
14 p-Mcntha 1,8 dicn·7 ol 1,55
15 Decanal 0,11
Tabla 14 Reporte cromatograma. Fuente: Elaboración propia, 2018.
99
ANEXO 2 ENCUESTAS REALIZADAS
ENCUESTA PRODUCTOR
1. Tipo de productor
2. ¿Qué tipos de productos comercializa?
3. ¿Qué tipos de residuos genera el proceso productivo?
a. Emisiones
b. Vertimientos
c. Residuos sólidos
d. Todas las anteriores
4. ¿Cómo gestiona los residuos?
5. ¿Cree que la materia prima reciclada tiene un costo mayor o menor?
Sí No
6. ¿Estaría dispuesto a incorporar materia prima reciclada a su proceso productivo?
Sí No
7. ¿Qué tipo de materia prima reciclada incluiría dentro de su proceso?
a. Lamina
b. Pellet
c. Resina
8. ¿Cuáles cree que son los beneficios de incorporar materia prima reciclada?
9. ¿Considera que podría afectar el proceso productivo al incluir materia prima reciclada?
¿Cuál?
100
10. ¿Cómo considera que sería comercializar un producto reciclado?
Fácil Difícil
11. ¿Qué tipo de característica física (color, olor y textura) tiene alguna implicación para
comercializar el producto?
ENCUESTA VENDEDOR Y COMPRADOR
1. Sexo
F M O
2. Edad
14-28 29-49 50 o más
3. Nivel de escolaridad
4. ¿Lleva a cabo procesos de reciclaje?
Sí No
5. ¿Conoce usted procesos de reciclaje? ¿Cuáles?
6. ¿Cree usted que reciclar tiene algún beneficio? ¿Cuál?
Sí No
8. ¿Con qué frecuencia compra productos que contenga icopor?
a. Semanal
b. Quincenal
c. Mensual
101
9. ¿Qué tipos de productos compra que contengan icopor?
a. Coronas florales
b. Ramos florales
10. ¿Considera importante el reciclaje del icopor?
Sí No
11. ¿Compraría productos que contengan icopor reciclado?
Si ¿Cuál? No
12. ¿Qué tipo de característica física (color, olor y textura) tiene alguna implicación para
comprar productos reciclados?
13. ¿Considera que los precios de los productos reciclados difieren con respecto a los que no
lo son?
14. ¿Con qué frecuencia compra productos reciclados?
a. Mensual
b. Trimestral
c. Semestral
d. Anual
Grandes productores 100%
Tipo de producto EPS, XPS; colchón, aros, laminas
102
Residuos que genera el proceso Vertimientos (50%) Emisiones (25%) Residuos
sólidos (25%)
Gestión del residuo Reciclaje limpio
Materia prima costo mayor SI (25%) No (75%)
Materia prima reciclada en proceso
productivo SI (85%) No (15%)
Beneficios Ayuda con el medio ambiente, reducción de
costos, obtención de sellos verdes
Característica más importante producto Color (100%)
Tabla 23 Resultados encuestas realizadas a productores. Fuente: Elaboración propia, 2018.
Sexo F (55 %) M (44%) O
(1%)
Edad 14-28 (67%)
29-49 (13%)
50 o más (20%)
Nivel de
escolaridad
Primaria (44%)
Bachiller (16%)
Profesional (30%)
¿Lleva a cabo
procesos de
reciclaje?
SI (20%) No (80%)
¿Conoce usted
procesos de
reciclaje?
¿Cuales?
SI (20%) No (80%)
Separación en la
fuente
¿Cree usted
que reciclar
tiene algún
Si (20%) No (80%)
Preservar el medio
ambiente y aumentar
103
beneficio?
¿Cuál?
los recursos.
Disminuir
¿Con qué
frecuencia
compra
productos que
contengan
icopor?
a. Semanal (50%)
b. quincenal (5%)
c. mensual (35%)
d. otro (10%)
trimestral
¿Qué tipos de
productos
compra que
contengan
icopor?
a. coronas florales
(85 %)
b. Ramos florales
(15%)
¿Considera
importante el
reciclaje?
Si (90%) No (10%)
¿Compraría
productos que
contengan
icopor
reciclado?
Si (80%) no (20%)
¿Considera que
los precios de
los productos
reciclados
difieren con
respecto a los
que no lo son?
Color (25 %)
Olor (15 %)
Textura (60%)
104
¿Con qué
frecuencia
compra
productos
reciclados?
a. Mensual (33%)
b. Trimestral (0%)
c. Semestral (10%)
d. Semanal (57%)
Tabla 24 Resultado encuestas realizadas a compradores. Fuente: Elaboración propia, 2018.
