Holy Grail 2.0: el camino hacia un eficiente reciclaje de plásticos

La iniciativa, liderada por la Fundación Ellen MacArthur, tiene el objetivo de mejorar la separación y reciclaje de resinas en todo el mundo. Este proyecto es crucial para abordar los desafíos en la cadena de reciclaje y reducir la dependencia del uso de materiales no renovables.

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El reciclaje de resinas y materiales plásticos sigue siendo un desafío para la industria y el medio ambiente. A pesar de los esfuerzos por fomentar un uso más sostenible y responsable de los materiales, la separación eficiente y la identificación precisa de los diferentes tipos de resinas son obstáculos significativos para el reciclaje exitoso.

Uno de los mayores retos para el reciclaje de plásticos es la falta de tecnologías eficientes para la separación de materiales. Esto hace que sea difícil para los recicladores separar los diferentes tipos de plásticos y, como resultado, la mayoría de los plásticos reciclados terminan siendo quemados o enterrados en los conocidos vertederos.

Es en este contexto que nace la iniciativa Holy Grail. Impulsado por la Fundación Ellen MacArthur, es un proyecto que busca abordar estos desafíos y mejorar los procesos de reciclaje de resinas. Holy Grail tiene como objetivo desarrollar un sistema global de etiquetado y codificación de resinas que permita una separación eficiente y una identificación precisa de los diferentes tipos de resinas durante el proceso de reciclaje.

Le contamos en detalle en qué consiste la iniciativa, sus dos fases de proyecto y el impacto que tendrá en los procesos de reciclaje a nivel global.

Problemas más comunes en la separación de materiales

Actualmente, el reciclaje de resinas plásticas cuenta con múltiples variables que se deben tener en cuenta para tener procesos de reciclaje eficientes y de alta calidad.

La falta de una identificación precisa en el posconsumo y una separación eficiente de los diferentes tipos de resina, es uno de los problemas más recurrentes a los que se enfrentan recicladores y transformadores.

Los envases muy parecidos (PET o PE, muy usados en la industria) pero de productos distintos (alimentos, cuidado personal o del hogar) suelen generar confusión, pues en ocasiones no hay cómo diferenciar para qué producto fue utilizado el empaque, por lo que suele desecharse debido al temor de que un plástico que tuvo contacto con sustancias tóxicas sea introducido como material reciclado para contacto con alimentos. En consecuencia, la normativa para material reciclado en contacto con alimentos es aún precaria en algunos países.

La falta de tecnologías en este ámbito no proporciona la información suficiente sobre el envase, dejando así los envases prácticamente sin identificación. Además, hay que tener en cuenta que cada fabricante utiliza sus propios materiales y procesos, lo que hace que esta tarea sea más retadora. Sin embargo, a pesar de los esfuerzos por mejorar el reciclaje de plásticos, los países en vías de desarrollo, al no contar con infraestructura adecuada, enfrentan desafíos significativos en sus cadenas de reciclaje.

La falta de un sistema de clasificación uniforme de los plásticos también contribuye a la dificultad en la separación de materiales. Los plásticos son etiquetados con diferentes códigos de reciclaje, lo que hace que sea difícil para los recicladores saber qué tipo de plástico están manejando.

Esto es especialmente importante para los residuos plásticos, ya que algunos tipos de plástico, como el PET, tienen una tasa de reciclaje muy alta, mientras que otros tipos, como el poliestireno, tienen una tasa muy baja.

Un ejemplo de esto son los empaques multicapa o multimaterial: es más complicado introducir en la cadena de reciclaje un empaque multimaterial, pues esa mezcla de plásticos podría echar a perder todo un lote de material recuperado si no son compatibles.

Otra problemática es la amplia variedad en diseños de empaques, pues existen muchas combinaciones de materiales y las actuales tecnologías de clasificación no son capaces de reconocer todas las propiedades o los espectros infrarrojos de diferente absorción para algunos polímeros.

Existen varios ejemplos en los que el diseño del envase perturba el reciclado, ya sea por hacer “invisible” alguna propiedad (por ejemplo, las bandejas negras de PET no pueden ser identificadas por los detectores) o dando lugar a falsos positivos/negativos (como la clasificación negativa de una botella de PET porque la manga está hecha de otro material, lo que significa que el PET no se detecta).

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Holy Grail 1.0

La Fundación Ellen MacArthur, a través del Consorcio para una Nueva Economía del Plástico (New Plastics Economy Consortium) fue la encargada de facilitar este proyecto que buscaba reunir a grandes actores de la industria para encontrarle una solución a los desafíos ya mencionados.

En esta primera fase, conocida como Holy Grail 1.0, se exploraron diferentes métodos de codificado o marcado invisible que permitiera mejorar la detección y clasificación automatizada. Existen muchos métodos para hacer esta codificación, siendo las marcas de agua digitales y el uso de rastreadores químicos las opciones que más llamaron la atención.

Las marcas de agua digitales pueden ser impresas en la etiqueta (funda retráctil, etiqueta, etiqueta, papel u otro material) o físicamente incorporado como un patrón sutil en relieve en el propio plástico. La otra alternativa consiste en aplicar productos (rastreadores) químicos a la etiqueta, la manga o al objeto de plástico.

Ambos utilizan el mismo principio básico. Introducen un código legible por máquina o identificador en un artículo. Entonces, en lugar de distinguir una o varias propiedades de los artículos recogidos (por ejemplo forma, densidad, espectro IR de la resina, identificación visual), la detección y lectura del código proporciona al sistema de clasificación información exclusiva de ese producto apuntando a una base de datos donde se almacena esa información. Estos datos indican al sistema cómo clasificar el artículo (por ejemplo, grado alimentario frente a no alimentario).

No obstante, uno de los mayores logros de Holy Grail 1.0 fue descubrir que las marcas de agua son la tecnología más prometedora dentro del proyecto, lo que significó un fuerte respaldo dentro de la mayoría de participantes.

Al final de HolyGrail 1.0, se estableció una prueba de concepto básica para las marcas de agua digitales en los envases y se pudo demostrar en una línea de clasificación piloto en una jornada a puertas abiertas en mayo de 2019.

 Holy Grail 2.0

La iniciativa de marcas de agua Holy Grail 2.0, impulsada por European Brands Association (AIM) y por la Alianza para Acabar con los Residuos Plásticos (Alliance to End Plastic Waste), es un proyecto piloto que tiene como objetivo demostrar la viabilidad técnica y económica de esta tecnología para la clasificación precisa de los residuos de envases y así analizar su posibilidad de emplearla a gran escala.

En cuanto a la parte técnica, el proyecto busca validar un prototipo en tres fases:

1° En un centro de I+D (Fase 1 y Fase 2.1)

 2° En un espacio de pruebas a escala semi-industrial (Fase 2.2)

 3° Implementación a mayor escala durante pruebas en tiempo real en una instalación de reciclado (fase 3).

Como proveedor de tecnología de marcas de agua digitales seleccionado, Digimarc es uno de los actores claves para el desarrollo del prototipo que se viene trabajando junto con dos proveedores de máquinas reconocidos en la industria, Pellenc ST y Tomra, de cara a llevar a cabo el desarrollo de módulos adicionales para sus unidades de clasificación por detección.

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Las pruebas semi-industriales del primer prototipo comenzaron en octubre de 2021 en el Centro de Recursos Amager (ARC, por sus siglas en inglés) de Copenhague, Dinamarca. Se realizaron con éxito conjuntos completos de pruebas en aproximadamente 125.000 piezas de empaque de 260 unidades de almacenamiento (SKU) a una velocidad de banda de 3 m/s, con suciedad/aplastamiento y rendimiento que representan operaciones industriales de rutina.

Las pruebas finales de validación se completaron en la sede de Pellenc ST en marzo del 2022. Allí se evaluó la eficiencia de detección/expulsión y la pureza para la clasificación de películas rígidas y flexibles de PET, PP y PE. Cada categoría se clasificó a 3 m/s, lo más cerca posible del rendimiento y la ocupación nominales para la configuración del sistema prototipo.

De acuerdo con el comunicado de prensa de HolyGrail 2.0, los resultados de estas pruebas revelaron que “la tecnología de marcas de agua digitales puede lograr una clasificación más granular de los residuos de envases a escala, como el desarrollo de alimentos separados y otras nuevas corrientes de PCR que actualmente no existen (por ejemplo, para aplicaciones cosméticas o detergentes)”.

También se encontraron resultados consistentes en todas las categorías probadas de material de empaque plástico con cifras de 99% de detección, 95% de rendimiento y 95% en tasa de pureza, datos que demuestran un rendimiento impresionante del primer prototipo.

Este importante hito marca un antecedente en el camino por mejorar los procesos de reciclaje a nivel global y un antes y un después en la industria plástica. Si bien la iniciativa Holy Grail 2.0 aún está en pleno desarrollo, los resultados logrados muestran que es posible abrir nuevos flujos de reciclaje, superando efectivamente las limitaciones de las actuales tecnologías de clasificación de infrarrojo cercano (NIR) e impulsaría una verdadera economía circular para el embalaje.