Hemos estado desde la segunda mitad del siglo XX, y lo que llevamos del presente, basándonos en un modelo de economía lineal, que se sostiene bajo el concepto erróneo de que los recursos son ilimitados y el crecimiento no tiene techo. Vivimos aferrados a una secuencia de tres acciones: adquirir, consumir y desechar; las cuales nos llenan de enorme placer y felicidad, pero nos condenan a un futuro preocupante y a una degradación acelerada de nuestro entorno. En este contexto, surge el paradigma de la economía circular, que también tendrá su aplicación en el sector del automóvil.

¿Habrá recursos suficientes en el planeta?

Según pronósticos de la ONU, en 2050 dos tercios de la población vivirá en áreas urbanas. Si seguimos con este crecimiento y no tomamos medidas inmediatas la calidad de vida de gran parte de la población se verá afectada. Hay estudios del Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF) donde exponen que la sobreexplotación de los recursos naturales está generando una enorme pérdida, ya que cada año se consume un 20% más de los que se pueden regenerar y cada vez va más en aumento. Con este ritmo, se calcula que en el año 2050 se necesitarán 2,5 planetas para abastecernos.

Un nuevo paradigma: la economía circular

Cada vez suena con mayor fuerza el concepto de economía circular. Este ideal quiere dar respuesta al insostenible y agotador modelo lineal. Su idea se podría resumir de forma sencilla diciendo que la economía circular tiene como objetivo reducir el despilfarro y valorizar el residuo generado en el modelo productivo actual. Es decir, usar de manera más eficiente los recursos, alargar la vida útil de los productos, reducir la generación de residuos y en última instancia reciclar.

«Aunque el reciclaje es una actividad que se está generalizando tanto a nivel doméstico como industrial, no es la solución definitiva. Se debe diseñar pensando en todo el ciclo de vida del producto y en un fácil procesado en la fase de retirada del producto y reciclaje.»

En este artículo hablaremos sobre los materiales plásticos, en el sector automóvil, que es donde se necesita mayor esfuerzo porque no existe una correcta gestión de la separación y no hay una trazabilidad de los materiales durante todo el ciclo de vida.

La problemática del plástico

El empleo de plásticos en el desarrollo de productos nos trae enormes ventajas respecto a otros materiales. Permiten reducir el peso de los componentes, los hacen más resistentes al ataque de agentes químicos, pueden repeler la humedad, suelen ser más fáciles de limpiar, y algunos incluso, mantienen un acabado inmaculado de forma permanente a pesar de usarlos de forma intensiva. Por el contrario, esa gran durabilidad juega un mal papel cuando el producto llega al final de su vida útil, porque muchos residuos plásticos tardarán siglos en descomponerse. Lo que conlleva por desgracia a una acumulación de estos residuos en los mares y suelos del planeta. Debido a que los microorganismos no son capaces de descomponerlos, la luz ultravioleta del Sol los va degradando poco a poco, produciendo pequeños fragmentos, más conocidos como microplásticos. Estos microplásticos entran en la cadena alimentaria de los seres vivos concentrando y trasladando distintas sustancias tóxicas a los distintos organismos que pueden traer consecuencias graves para la salud.

Entonces ¿dejamos de usar plásticos? No, más bien se debe pensar en las consecuencias que derivarán de su empleo en todo el ciclo de vida del producto y decidir si es el material más apropiado o el diseño es el más adecuado para su posterior desmantelamiento. Por ejemplo, usar plásticos en utensilios de un solo uso, puede resultar económico en su producción, práctico en el uso, pero enormemente contraproducente al final de su vida útil. Muchas veces debido a que su reciclaje no es rentable o bien es difícil porque su separación no es óptima, hace que se acumulen grandes cantidades de estos materiales sin saber qué hacer. Estos residuos acabarán o bien contaminando aguas y suelos, o bien incinerados emitiendo gases de efecto invernadero y sustancias contaminantes. Como usuarios, podremos limpiar nuestra consciencia tirando los plásticos al contenedor amarillo, pero no todo el plástico que se tira a ese contenedor se recicla o se puede reciclar.

Utilización de nuevos materiales

La actividad de reciclaje es un largo proceso que, para lograr bien su cometido, se necesita disponer de una correcta separación por materiales. Una solución posible a este problema suele ser el cambio de material, pero puede ser en ocasiones contraproducente. Por ejemplo, en muchas empresas se ha cambiado el tradicional vaso de plástico de las fuentes de agua o máquinas de café hecho con PS (Poliestireno), por uno de cartón, aparentemente. Y decimos aparentemente, porque en realidad no es 100% de papel. Pero el papel no es impermeable, y por dentro lleva una capa PE (Polietileno) que hace que podamos tomar el café o el agua sin que el vaso se deshaga. Por lo tanto, esta solución que parecía mucho más ecológica porque reducíamos el consumo de plástico en la oficina se convierte en un quebradero de cabeza. Porque el vaso de “cartón” ahora no se puede tirar ni al contenedor de papel, ni al contenedor amarillo de plástico. Los productos compuestos por materiales diversos en muchas ocasiones resultan complicados de separar y por lo tanto de reciclar y obtener nuevos recursos. En este caso quizás lo más sensato es eliminar la posibilidad de residuo cambiando de hábitos. Usar tazas cerámicas o botellas metálicas puede resultar mucho más sostenible.

Por otro lado, la capacidad de reciclaje de los plásticos no es infinita. En promedio, un tercio del peso del vehículo es aportado por los materiales plásticos que contiene. Esta proporción se traduce a tener entre 300 y 400 kg de plástico por vehículo. Y dadas las exigencias en reducir el nivel de emisiones, y por ende el consumo; reducir el peso total del vehículo juega un papel fundamental y por eso, esta proporción irá en aumento en los próximos años. Estos plásticos inundan el vehículo en multitud de zonas, como parachoques, faros, cubiertas, partes de carrocería, salpicadero, asientos, adhesivos, aislantes eléctricos o juntas de estanqueidad por citar algunos ejemplos. Sus requisitos técnicos exigen que ofrezcan unas prestaciones mecánicas elevadas, resistencia a determinados disolventes, un color duradero y en zonas del interior por ejemplo a ofrecer una sensación al tacto y olor agradables y atractivos para los clientes.

El reciclado mecánico

El reciclado mecánico es el más habitual, trocea los residuos plásticos en pequeños fragmentos para introducirlos en una extrusora y volver a fabricar granza para volverlo a utilizar en proceso de inyección o extrusión. Este proceso trae consigo pérdida de las propiedades y calidad del material. Si se pretende fabricar una pieza para un coche nuevo, a día de hoy es imprescindible aportar granza nueva para mantener y ofrecer las mismas propiedades. Por lo tanto, el flujo de introducir nuevos recursos materiales no lo cerramos a pesar de que el proceso se va volviendo cada vez más “circular”.

Las principales dificultades que se encuentran los fabricantes para usar mayor proporción de granza reciclada se encuentra en la separación de las diferentes partes que conforman las piezas, en la eliminación de los olores y los contaminantes. Además, la cadena de suministro de plástico reciclado está poco desarrollada y no dispone de un flujo de materiales constante y predecible lo que genera problemas en la planificación de las operaciones de fabricación.

Por otro lado, el empleo de materiales compuestos definidos por matrices poliméricas y fibras de refuerzo (carbono, vidrio, kevlar incluso ahora ya fibras de cáñamo o lino), presenta excelentes propiedades mecánicas sin aportar excesivo peso al conjunto. Su uso, muy extendido en el mundo de la competición y cada vez más aplicado a vehículos de calle, presenta una limitación. Las resinas que habitualmente se usan son termoestables, esto quiere decir que una vez han polimerizado, mantienen su red estructural y por lo tanto su forma por mucho que se le aplique temperatura. A diferencia con los termoplásticos que, si se les aplica temperatura por encima de la temperatura de transición vítrea correspondiente al material, las cadenas de monómeros se reblandecen, fluyen y pueden adoptar otra forma nueva. Los plásticos termoestables, debido a que están formados de redes reticulares de monómeros unidas por fuertes enlaces covalentes, hoy por hoy, todavía no se pueden reciclar y volver a moldear. Es cierto que, existen algunos polímeros termoestables llamados vitrímeros, que pueden comportarse con fluidez para volverse a moldear, pero las elevadas temperaturas y el coste energético para alcanzar esa capacidad es elevado. La buena noticia es que se están haciendo esfuerzos para superar esa barrera y convertir el ciclo lineal de estos materiales en uno circular sin comprometer el coste energético.

economía circular

Los procesos de reciclaje químico en los que se descomponen las cadenas poliméricas en monómeros para poder organizar de nuevo nuevas redes poliméricas se plantean como una solución prometedora que podrían convertir los materiales termoestables en reciclables. No obstante, todavía no se ha conseguido resultados a escala industrial. Y además hay determinados procesos que se han probado que requieren de grandes cantidades de agua ácida y básica, por lo que también contrae un peligro para el medioambiente.

La solución: desarrollo de productos eficientes

Sin duda, la reducción de residuos y la optimización de los recursos se alcanzará gracias a los progresos científicos que se hacen. Pero no podemos esperar como si se tratara de la llegada de un mesías salvador. Se debe actuar de forma inmediata con las herramientas que disponemos ahora mismo sino queremos hipotecar nuestro futuro y el de las próximas generaciones.

En primer lugar, se necesita mejorar los procesos de separación de residuos y una mayor trazabilidad de estos en todo el camino que recorren. Por otro lado, es muy importante que cuando se desarrollan productos, no se debe centrarse solo en el diseño durante el uso y el beneficio que se va a obtener en la cuenta de resultados. Un desarrollo de producto eficiente debe incluir todas las fases de vida del producto, desde qué y cómo se consiguen los materiales necesarios para su producción, cómo se produce, cómo se usa, cómo se desmantela, y lo más importante, qué hacemos después con él y con cada una de sus partes. Quizás el cliente no lo valorará en el presente, pero lo agradecerá en el futuro. Y la cuenta de resultados, también.

Edgar Aneas

Edgar Aneas

AIT R&D Mechanical Team Leader

Ingeniero Industrial por la UPC y Executive Master in Business Innovation por EUNCET, miembro de la primera generación de UPCecoRacing. Desde hace más de 6 años pertenece al departamento de I+D de de Automoción de Altran como responsable técnico en el área mecánica.

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