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Evaluación tecnológica de alternativas para el reciclado de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos

Prada Quiroga, Gemma

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Evaluación tecnológica de alternativas para el reciclado de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos Pág. 51 Tabla 8.2.1.1.3 Objetivos de reciclaje en Bilbao y la CAPV nº 3 RAEE) [18], que en conjunto supondrían un objetivo de 0,8 kg/habitante/año para los residuos objeto de tratamiento. Teniendo en cuenta el número aproximado de 1.700.000 habitantes en la CAPV que han participado en esta experiencia durante el año 2000 y los kilogramos de material recibido en ese año de línea marrón (475.117 kg) y línea gris (235.590 kg), a continuación se expone la siguiente Tabla 8.2.1.1.3: Reciclaje actual Objetivo Unión Europea 0,60 kg/hab/año 100 % Tratamiento Real Actual 0,28 kg/hab/año 46.6 % LÍNEA MARRÓN Potencial Restante 0,32 kg/hab/año 54.4 % Objetivo Unión Europea 0,20 kg/hab/año 100 % Tratamiento Real Actual 0,14 kg/hab/año 69.2 % LÍNEA GRIS Potencial Restante 0,06 kg/hab/año 30.8 % De acuerdo con la Tabla 8.2.1.1.3 anterior, se puede afirmar que el grado de respuesta en lo relativo a línea gris (equipos informáticos) es muy alto apuntando a conseguir en breve el objetivo europeo con la adhesión del total de la población. En lo referente a línea marrón se puede concluir que continúa la progresión, si bien y debido a la mayor diversidad en los tipos de aparatos se ve necesario el incidir de forma específica en la información a fin de conseguir que la respuesta abarque a todas las líneas de aparatos incluidos en esta categoría. En el futuro estas cifras van a incrementarse en función de un mayor número de equipos que llegan al final de vida siguiendo el ritmo ascendente de las ventas de estos productos que se produjo en su momento, la mentalización y facilidades que se están ofreciendo a la población, la instalación de nuevos puntos limpios en los municipios e instalaciones similares en algunos de los centros comerciales, la mayor selectividad en la recogida de voluminosos que ofrecen cada vez más ayuntamientos y por supuesto la respuesta favorable de los consumidores cada vez más convencidos de la importancia de estas prácticas. Pág. 52 Memoria 8.2.2. Experiencia en Cataluña: El Pont de Vilomara i Rocafort El Pont de Vilomara i Rocafort, un municipio de El Bages, Barcelona, en una apuesta por el desarrollo sostenible de la comunidad, está configurando en su entorno un complejo medioambiental pionero en España en la valorización de los residuos eléctricos y electrónicos. En esta población se localizan el Centro de Tratamiento y Reciclaje de frigoríficos, explotado por TPA S.A. y el Centro de Tratamiento y Reciclaje de Pilas y Fluorescentes, explotado por PILAGEST S.L., ambos servicios públicos de la Generalitat de Catalunya y con considerables años de experiencia en la gestión de estos residuos. Además, se está llevando a cabo el desarrollo del Centro de Valorización de Residuos de Equipos Eléctricos y Electrónicos enfocado hacia los objetivos de ámbito europeo impuestos en la Directiva sobre RAEE. La planta esta siendo construida y será explotada por PILAGEST S.L. e INDUMETAL RECYCLING S.A.. En adición a estas instalaciones, en Cataluña, el pasado mes de marzo de 2003, se constituyó la Societat de la Informació Solidària i Sostenible a Catalunya (SISOSCAT), la cual se encargará de combatir los desequilibrios de la sociedad de la información y de velar por el reciclaje y la correcta eliminación de los equipos informáticos y tecnológicos. SISOSCAT es un proyecto del gobierno catalán que implica a cuatro departamentos: DURSI (Departament d’Universitats, Recerca i Societat de la Informació); Medi Ambient; Benestar i Familia; y Treball, Industria i Comerç. Uno de sus objetivos será facilitar la sustitución tecnológica e informática y contribuir a su reaprovechamiento. En los casos en los que no sea posible la reparación y reutilización de los equipos, se reciclaran los componentes que puedan ser útiles para la fabricación de otros bienes. 8.2.2.1. Centro de tratamiento y reciclaje de pilas y fluorescentes PILAGEST, S.L. gestiona en El Pont de Vilomara i Rocafort, bajo adjudicación de la Junta de Residuos de la Generalitat de Catalunya, un centro de tratamiento de pilas de todo tipo, pilas botón y lámparas fluorescentes así como el servicio público de recogida de pilas y fluorescentes. PILAGEST, S.L. pertenece al 50% a SENDA AMBIENTAL, S.A. (Grupo Endesa) y a T.P.A., TÉCNICAS DE PROTECCIÓN AMBIENTAL, S.A. (Grupo FCC). El centro tiene una capacidad para tratar 2.000 t/año de pilas de todo tipo, 15 t/año de pilas botón y 1.000.000 unidades/año de lámparas fluorescentes. El Centro ocupa una superficie de 11.400 m2 de los que 3.000 m2 están edificados. Además de explotar la instalación, PILAGEST, S.L. también realiza la recogida de las pilas y lámparas fluorescentes en toda Cataluña. Con esta finalidad, la empresa ha distribuido unos 2.000 Evaluación tecnológica de alternativas para el reciclado de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos Pág. 53 Tabla 8.2.2.1.1 Cantidades anuales (kg/año) de fluorescentes tratados en el centro de tratamiento de El Pont de Vilomara i Rocafort contenedores (llamados pirámides) en los centros colaboradores. El volumen de recogida es de 500 t/año [19]. El proceso de reciclaje de los fluorescentes rectos, los cuales se consideran propiamente RAEE, es el siguiente. Primero son pinchados para romper el vacío de su interior, posteriormente, en el proceso de desencapsulado, se calientan homogéneamente los extremos del tubo que, al ser luego enfriados de forma brusca con una gota de agua, se desprende en un corte espontáneo. El interior del tubo restante es soplado con un dispositivo de aire comprimido y escombrilla recogiéndose su contenido en un ciclón. Una vez limpio del polvo luminiscente, el tubo se tritura y se almacena para su venta. Las fracciones restantes se tratan, para su posterior valorización, en una cámara de destilación donde, una vez practicado el vacío, se producen temperaturas de hasta 550ºC que provocan la liberación de su contenido en mercurio. En la siguiente Tabla 8.2.2.1.1 se detallan las cantidades de fluorescentes tratados durante los años 1998-2001 en este centro de tratamiento en El Pont de Vilomara i Rocafort [19]. 8.2.2.2. Centro de tratamiento y reciclaje de frigoríficos TPA, S.A. gestiona en El Pont de Vilomara i Rocafort, como servicio público por adjudicación de la Junta de Residuos de la Generalitat de Catalunya, el centro de tratamiento y reciclaje de frigoríficos fuera de uso. El Centro tiene una capacidad para tratar unas 55.000 unidades anuales de frigoríficos y congeladores. La superficie total ocupada es de unos 5.000 m2, de los que unos 3.500 están edificados. El centro funciona desde el año 1995, siendo el primero y único que existe en el estado español [19]. Como ocurre con otros electrodomésticos, los frigoríficos usados contienen sustancias nocivas que es preciso extraer para evitar que se difundan sin control por la atmósfera o en aguas subterráneas. Los contaminantes más perjudiciales que contienen, son dos: Año 1998 Año 1999 Año 2000 Año 2001 (sólo primer semestre) 64.362 kg/año 132.516 kg/año 190.876 kg/año 62.306 kg/año Pág. 54 Memoria aceites en el circuito de refrigeración por un lado, y por otro, los CFCs contenidos en este circuito y en las espumas aislantes de sus paredes. Se debe considerar, sin embargo, que el caso de los frigoríficos es un caso singular de electrodomésticos, pues desde el año 1995 hubo un cambio sustancial en su diseño. La industria se vio obligada, gracias al Protocolo de Montreal y sus posteriores revisiones, a cambiar la tecnología y sustituir la utilización de CFCs por la de gases inocuos para el medio ambiente. No obstante, considerando que los frigoríficos son electrodomésticos de larga duración (aproximadamente quince años como media) y que son de uso básico (el 99,9% de hogares cuentan como mínimo con una unidad), se puede esperar que el volumen de frigoríficos usados, que contienen CFCs y que se generarán en los próximos 20 años, sea importante. Para la recogida de las unidades de origen doméstico en Cataluña se tuvieron en cuenta la red de puntos limpios existentes, los ayuntamientos que contaban con sistemas de recogida de voluminosos, la importante red de gestores de metales con autorización de gestionar este tipo de residuos, la posibilidad de crear un sistema de recogida específico independiente y la colaboración de los industriales consumidores de frigoríficos, así como los distribuidores de frigoríficos nuevos. Por otra parte, las unidades de origen industrial llegan al centro de tratamiento, donde se tratan y reciclan, con la financiación de las mismas industrias generadoras. El tratamiento específico para los frigoríficos en el centro consta de varias etapas. Al inicio del proceso se realiza la extracción del CFC y aceite del circuito mediante un equipo compacto que aspira su contenido y separa las fracciones de aceite y CFC automáticamente, facilitando su reciclado posterior. La extracción de CFC-11 de las espumas aislantes es más complicada, pues no se halla concentrada ni separada sino inmersa en las celdas del poliuretano. Para conseguir un buen rendimiento de la extracción, se tritura todo el mueble primeramente y posteriormente se compactan los pequeños trozos de espuma separados, todo ello en cámaras cerradas. De esas cámaras, el CFC extraído se conduce a un equipo capaz de retenerlo y licuarlo, ya sea mediante equipos de filtros de carbón activo o bien mediante equipos de licuación directa con nitrógeno. Paralelamente a todo ello, también tiene lugar el reciclado y separación de los materiales que componen los frigoríficos. En una primera etapa por separación manual se extraen frontales y bandejas de aluminio, cables exteriores eléctricos y vidrio de las bandejas, en una segunda etapa, por una separación automática de la ya fracción triturada, mediante un extractor magnético y una mesa densimétrica se obtienen acero, aluminio, cobre y plásticos. Evaluación tecnológica de alternativas para el reciclado de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos Pág. 55 Tabla 8.2.2.2.1 Cantidades anuales (u/año) de frigoríficos tratados en el centro de tratamiento de El Pont de Vilomara i Rocafort Actualmente más del 80% de los materiales que componen los frigoríficos y congeladores son valorizados por distintos recuperadores, mientras que el volumen final de la fracción no valorizable ocupa menos del 5% del volumen original. En la siguiente Tabla 8.2.2.2.1 se detallan las cantidades de frigoríficos tratados durante los años 1998-2001 en el centro de tratamiento en El Pont de Vilomara i Rocafort [19]. A continuación se detalla en la Figura 8.2.2.2.1 el proceso de tratamiento y reciclaje de frigoríficos en el centro de El Pont de Vilomara i Rocafort. Año 1998 Año 1999 Año 2000 Año 2001 40.003 u/año 48.782 u/año 53.422 u/año 56.471 u/año Pág. 56 Memoria Figura 8.2.2.2.1 Esquema del proceso de tratamiento y reciclaje de frigoríficos en el centro de tratamiento de El Pont de Vilomara i Rocafort 8.2.2.3. Centro de valorización de RAEE PILAGEST S.L. e INDUMETAL RECYCLING S.A. construyen en el Pont de Vilomara i Rocafort un centro para la valorización de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE) generados en la comunidad catalana. Este Centro de Tratamiento está promovido por la Junta de Residus de la Generalitat de Catalunya mediante una subvención sobre la inversión material y un convenio que garantiza la aportación de los CFC - 11 Reciclar Reciclar Aire CFC - 11 CFC - 11 Plástico + no férreos Aceite PUR Neveras Materiales férricos Retirada partes Briquetas Reciclar Aire Reciclar / Disponer Unidad de separación Circuito de aspiración Agua Al, Cu, Fe, vidrio, etc. Aire / Agua Productos a reciclar Proceso Trituración Filtro carbón CFC 11 Compactación Reciclar Cinta Extracción aceite circuito Almacén CFC 12 Regeneración filtro Evaluación tecnológica de alternativas para el reciclado de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos Pág. 57 RAEE de origen doméstico recogidos en los puntos limpios y campañas específicas en un plazo de cinco años. Este centro realizará la recogida, reciclaje y valorización de los siguientes aparatos eléctricos y electrónicos averiados, obsoletos o en desuso: • Equipos de tecnología informática y telecomunicaciones (ordenadores, teléfonos, impresoras, etc.). • Equipos de imagen y sonido (televisores, vídeos, etc.). • Pequeños electrodomésticos (aspiradores, molinos de café, etc.). • Juguetes y equipos para el ocio. El tratamiento de estos equipos seguirá las siguientes etapas: • Test selectivo de equipos (básicamente equipos informáticos) con el objetivo de recuperar aquellos que sean reutilizables. • Desmontaje de equipos no reutilizables con los siguientes objetivos: • Recuperación de componentes para nuevos equipos. • Recuperación del material reciclable como materia prima para otros usos: metales (aluminio, cobre, hierro, etc. ), plásticos, papel. • Separación de materiales para un tratamiento específico externo en plantas especializadas. • Trituración del material reciclable como materia prima para otros usos con el objetivo de separarlos en sus correspondientes fracciones. El Centro consistirá en una nave de unos 4.000 m2 situada en el Polígono Industrial de El Pont de Vilomara y tendrá una capacidad de 5.000 t/año por turno. Se prevé un índice de recuperación superior al 80% [19]. A continuación se detalla en la Figura 8.2.2.3.1 el proceso de valoración de RAEE en el centro de El Pont de Vilomara i Rocafort. Pág. 58 Memoria Figura 8.2.2.3.1 Esqu ema del proceso de valoración de RAEE en el centro de El Pont de Vilomara i Rocafort 8.2.3. Experiencias en áreas metropolitanas andaluzas La Consejería de Medio Ambiente, en colaboración con las empresas Indumetal Recycling, Senda Ambiental y Técnicas de Protección Ambiental, ha puesto en marcha Fe Fe Pantallas Conos Plásticos útiles Plásticos rechazo Madera TRCs Reutilización Equipos RAEE TV y monitores Desmontaje Elementos a reutilizar Identificador de plásticos Molino Soltar fleje y Ruptura de vacío Plástico útil Plástico rechazo y/o madera Vidrio de conos Filtro mangas Molino Separador magnético Separador corrientes Eddy Separación Cono/Pantalla Prensa empaquetado Vidrio de pantallas Descarga y clasificación L. Marrón Otros ofimática Otros Carcasas Molino Separación manual Polvo Polvo Separador corrientes Eddy Plástico rechazo Fe Polvo Rechazo Fe Al/Cu/Targetas Fe Rechazo Rechazo Fase de desmontaje Fase de trituración y separación Valorizable Tratamiento específico / Valorización Evaluación tecnológica de alternativas para el reciclado de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos Pág. 59 una campaña piloto para la recogida y tratamiento de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos en áreas metropolitanas de Andalucía. Esta iniciativa se llevó a cabo tras la firma el 21 de Agosto de 2002 en Sevilla de un protocolo entre representantes de las tres empresas citadas, que configuran una Unión Temporal de Empresas (UTE), y el consejero delegado de la Empresa de Gestión Medioambiental (Egmasa), dependiente de la Junta de Andalucía. Esta campaña piloto tiene la previsión de reciclar en el primer año un total de 1.000 toneladas de este tipo de residuos: unas 700 toneladas de flujo doméstico, de recogida en puntos limpios instalados al efecto, y unas 300 procedentes de un flujo industrial [20]. Para ello, se dispone de contenedores de 20 metros cúbicos que almacenan por separado aparatos de televisión, monitores y pequeños electrodomésticos de la línea marrón. Las áreas andaluzas donde se ha iniciado la experiencia se sitúan en la zona de Málaga, en Huelva y Sevilla, y en el área del Puerto de Santa María (Cádiz). Al ser una campaña piloto pionera en Andalucía, la gestión de estos residuos se centraliza en un centro ubicado en Sevilla, que atiende de momento la recogida de todos los puntos limpios instalados en las áreas andaluzas citadas. El proyecto dispone además de una zona de desmontaje de televisión y monitores, que separa todos los elementos electrónicos para un tratamiento más conveniente. De forma paralela al inicio de los trabajos se ha realizado asimismo una campaña de comunicación para la sensibilización de los ciudadanos, dirigida a empresas, entidades locales y público en general para que su colaboración ayude al éxito del proyecto. Tras esta primera fase, se informará de los resultados obtenidos y se abordarán las siguientes fases que se extenderán a otras áreas metropolitanas de Andalucía. 8.3. Ciclo general de reciclado de los RAEE Una vez detalladas las distintas experiencias llevadas a cabo, en Europa y en España, en recogida y reciclaje de RAEE, ya se puede crear un esquema genérico del ciclo de reciclado de estos residuos. Para RAEE desechados que no tienen posibilidades de reutilización ni de recuperación de componentes o subconjuntos, se pueden distinguir cinco corrientes que predeterminan un posterior tratamiento, que en sí, suponen una especialidad técnica y/o comercial. Estas cinco corrientes son las siguientes: • Grandes instalaciones que, generalmente, exigen un desmontaje previo in situ. • Equipos que contienen vidrio activado o con plomo. • Equipos que pueden contener CFCs, HCFCs o similares. Pág. 66 Memoria 9.1. Electrodomésticos grandes La cuestión sobre si los electrodomésticos grandes ( línea blanca fundamentalmente como son lavadoras, secadoras, lavavajillas, centrífugas, hornos, lavadoras/centrifugadoras combinadas) deben de ser procesadas en las plantas de fragmentación de coches existentes o en fragmentadoras especiales para electrodomésticos ha sido investigada sistemáticamente en Alemania, Austria y Holanda. De acuerdo con un estudio holandés [23], en el caso de utilizar fragmentadoras de coches, el pretratamiento necesario se limita a desmontar los condensadores que contienen PCB, con el fin de evitar la contaminación de la fracción ligera de fragmentación. Este estudio holandés encontró que el 12,6% de todos los electrodomésticos grandes contienen condensadores con PCB. Basándose en el hecho de que los condensadores fabricados después de 1984 están libres de PCBs, el estudio calcula que residuos de EEE sospechosos de contener PCBs representarán una preocupación hasta aproximadamente el año 2015. Antes de esta fecha los condensadores deberán ser separados y se deberá controlar si contienen PCB. Por otro lado, las fragmentadoras de electrodomésticos exigen un desmontaje completo de componentes tales como tambores, motores eléctricos, contrapesos, condensadores, plásticos, relojes, etc., antes de pasar a la fragmentación. Este desmontaje puede obligar a la necesidad de reciclar los plásticos contenidos en los electrodomésticos, lo cual resulta un punto importante dado que los electrodomésticos cada vez contienen más plástico. Las experiencias operacionales disponibles muestran unas posibilidades de reciclaje de materiales de alrededor de un 90% por electrodoméstico en el caso de fragmentadoras para electrodomésticos a un coste sustancialmente superior en comparación con las fragmentadoras de coches donde se puede conseguir un reciclaje del material de un 75%. A pesar de las ventajas económicas que presentan las fragmentadoras de coches, las experiencias realizadas han mostrado que el tratamiento combinado de coches y electrodomésticos afecta negativamente a la separación global del material y aumenta la cantidad de residuo de fragmentación que tiene que ser depositado en vertederos. Respecto al tema de los frigoríficos y congeladores en su fin de vida, la mejor información disponible procede de Alemania, donde existe una capacidad de reciclaje de 3,2 millones de unidades/año regularmente distribuida por todo el territorio. Previamente al reciclaje de los materiales contenidos en estos aparatos hay que proceder al drenaje de todos los refrigerantes que contienen CFCs. Tras la operación de fragmentación, el residuo ligero proviene del poliuretano de aislamiento que contiene todavía cantidades apreciables de CFCs, que pueden ser drenadas posteriormente aplicando técnicas químicas, como por Evaluación tecnológica de alternativas para el reciclado de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos Pág. 67 ejemplo la desgasificación. El residuo ligero de poliuretano que contiene más de un 0,5% de CFCs no puede ser reciclado y se envía a las incineradoras municipales. 9.2. Pequeños electrodomésticos Un estudio alemán exploró las posibilidades de tratamiento para los electrodomésticos pequeños que normalmente acaban en la bolsa de la basura. En dicho informe se concluyó que alrededor de un 20% de estos aparatos contienen substancias peligrosas en cantidades significativas [23]. El estudio encontró que el 59% de los RAEE pequeños están formados por metales (38% Fe y 21% no-Fe) que pueden ser recuperados mediante técnicas de procesado mecánico y posteriores tratamientos en procesos metalúrgicos. En relación al 41% restante no metálico, los principales componentes son plásticos mezclados, textiles, madera y vidrio. El estudio concluye que no existe ninguna opción de reciclaje debido al alto nivel de contaminación que presenta (compuestos orgánicos bromados, PCB, Hg, Cd, Pb, Ni). El estudio sugiere optar por la recuperación energética para la parte de esta fracción que pueda ser descontaminada y la eliminación final para el resto del material. 9.2.1. Reciclado de teléfonos móviles Los tipos de residuos que generan los móviles pueden clasificarse en baterías, que pueden ser terminales ión de litio (Li-on), las de níquel y cadmio (Ni-Cd) y las de hidruro metálico de níquel (NiMH)), en terminales (carcasas de plástico y placas de circuitos impresos) y en accesorios (los cargadores, el teclado, la antena, etc.). El proceso de recuperación de estos componentes, según el procedimiento seguido por la empresa vasca Indumetal Recycling, consiste de tres fases: descontaminación, trituración y posterior venta. Las baterías de los teléfonos son elementos considerados peligrosos y perjudiciales, por lo que se deben separar manualmente y enviarlas a un gestor específico. En la primera fase las baterías se extraen del aparato telefónico y son clasificadas según su composición para remitirlas a un gestor autorizado de residuos peligrosos. De la misma manera, las pantallas de cristal líquido (LCD) tienen que desmontarse manualmente para tratarlas. El resto se somete a un proceso específico de trituración a través de diversos molinos con el objetivo de liberar los distintos componentes. Después, por un sistema de concentración y separación, se recuperan los distintos tipos de materiales que componen los teléfonos móviles para luego enviarlos a un tratador final que se encargará de su reincorporación en la cadena de producción. Los componentes metálicos son recuperados tras la trituración a la que son sometidos. Se pueden recuperar los distintos metales y el plástico que contiene la carcasa del Pág. 68 Memoria celular. Gracias a este proceso, el 92,5% del teléfono es recuperado y reciclado y sólo resta un residuo final compuesto de caucho y polímeros. Con este proceso, todos los elementos obtenidos mediante el reciclaje son utilizados como materia prima de la industria, con el consiguiente ahorro de recursos naturales. Por otra parte, el proyecto ECTEL [24] procedió en primer lugar a realizar un esfuerzo para evaluar la opción de “fragmentación + fusión para la recuperación de metales” versus “desmontaje y reutilización de componentes”. El estudio concluye que la mejor opción desde el punto de vista medioambiental es el desmontaje y la reutilización de componentes, sin embargo, alerta sobre que la adopción de esta opción puede no ser sostenible en el futuro, para el caso de los teléfonos móviles, debido a que la creciente sofisticación tecnológica puede dejar obsoletos a los componentes antes de que puedan ser reutilizados. 9.2.2. Campaña de recogida de móviles en España Se estima que en España hay alrededor de 20 millones de teléfonos móviles, y 3 millones de estos aparatos se consideran ya obsoletos [25]. Ante la cantidad de residuos que los móviles pueden generar, el Ministerio de Medio Ambiente y ASIMELEC (Asociación Multisectorial de Empresas Españolas de Electrónica) desarrollaron un proyecto conjunto para incrementar la recogida de teléfonos móviles. Durante julio y diciembre del 2001, se puso en marcha la Campaña de Recogida de Móviles y Reciclaje de Teléfonos Móviles, conocida con el nombre de “El Tragamóvil”, en poblaciones españolas de más de 50.000 habitantes. Se instalaron cerca de 300 puntos de entrega y recogida en establecimientos y servicios técnicos para concienciar a los ciudadanos de la necesidad de recoger y reciclar este tipo de residuos, que se incrementa sin cesar, con el fin de ahorrar materias primas y recursos naturales. La campaña tuvo como precedente la experiencia piloto de Recogida y Reciclaje de Teléfonos Móviles realizada en la comunidad de Madrid entre los meses de enero y junio del 2001, en la que se recogieron y reciclaron 7 toneladas de residuos de telefonía móvil. A pesar de que los resultados del primer año de la campaña nacional fueron espectaculares, ya que se recogieron 50 toneladas de residuos, siete de cada diez móviles no fueron reciclados. Tras la entrega del móvil en un punto de recogida, éste se transporta a una planta de reciclaje de la empresa Indumetal Recycling ubicada en Vizcaya, donde se le extrae la batería, que se traslada a un gestor autorizado de residuos peligrosos. Allí también se separan los materiales plásticos y metálicos, y después de ser triturados, se reutilizan para fabricar otros teléfonos o para obtener materias electrónicas. Esta campaña antecede al Plan Nacional de Residuos Electrónicos y Eléctricos que está pendiente de tramitación. Evaluación tecnológica de alternativas para el reciclado de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos Pág. 69 ANIEL (Asociación Española de Industrias Electrónicas y de Telecomunicaciones) también ha puesto en marcha un sistema de recogida de móviles, distribuyendo en los centros de servicios de telecomunicaciones unos contenedores, acompañados de unos folletos informativos donde se anima el usuario a reciclar su móvil. En esta campaña han colaborado los principales fabricantes, tales como Ericsson, Motorola, Siemens, y los operadores de telefonía móvil, como Telefónica, Vodafone y Amena. La previsión era que durante el año 2002 se reciclaran dos millones de unidades para alcanzar en el 2003 los cuatro millones de unidades recuperadas y recicladas. 9.3. Aparatos con pantallas La actual falta de un flujo estable de TRCs (Tubos de Rayos Catódicos), debido a que no existen actividades de recogida sistemáticas de este tipo de aparatos a escala europea, parece ser el mayor impedimento para el desarrollo de plantas de reciclaje apropiados a gran escala. Se estima que la producción anual de TRCs en Europa es del orden de 606.000 toneladas y que se importan además unas 80.000 toneladas [26]. Se han ensayado algunas posibles soluciones para la gestión de TRCs que contienen plomo en Alemania, Austria y Holanda. Las soluciones consideradas de futuro pueden ser las siguientes: • Reciclaje para la fabricación de nuevos TRCs. • Reciclaje para aplicaciones del vidrio o de la cerámica. • Utilización de los TRCs cono agente fundente en las fundiciones de plomo. Se presentan serias barreras de tipo técnico y económico en el reciclaje para la producción de TRCs nuevos, lo que hace que el porcentaje de TRC reciclable se sitúe en un 55% mientras que el 45% restante debe de ser enviado a la industria cerámica. Se estima que a nivel europeo se podría conseguir establecer el potencial de reciclaje de los TRCs en 88.000 t/año (la producción total de vidrio del cono es de 176.000 t/año). La evaluación del potencial de reciclaje de TRCs en fundiciones de cobre y plomo da como resultado un orden de 6.000 t/año. 9.4. Tarjetas de circuitos impresos Las tarjetas de circuitos impresos son difíciles de reciclar debido principalmente a su contenido en materiales plásticos y en particular de aquellos que contienen retardantes de llama bromados. Pág. 70 Memoria Las tarjetas de circuitos impresos se construyen a base de plásticos (resinas) termoestables con fibra de vidrio como material esquelético y provistos de aditivos pirorretardantes. Diferentes componentes eléctricos tales como semiconductores, resistores, condensadores, chips, etc. se montan sobre las tarjetas y se interconectan mediante soldadura de plomo y otros metales pesados, es lo que se conoce por Printed Wiring Boards (PWBs). Los metales como el Cu, Ag, Au, Pd y Pt se recuperan en fundiciones de metales. El contenido en peso de plomo de las tarjetas es de un 0,14% para un circuito con mucha densidad y de alrededor de un 0,1% para un convertidor completo. Uno de los métodos de reciclado utilizados es la pirolización, donde la resina termoestable se descompone térmicamente, sin embargo los productos generados en la combustión pueden ser complicados y críticos de controlar. Este proceso requiere de sistemas de filtrado y tratamiento para las emisiones atmosféricas sofisticados y costosos. Se ha llevando a cabo un proyecto de carácter multinacional (Intelligent Manufacturing Systems) financiado por el Programa Competitive and Sustainable GROWTH de la Unión Europea con el que se ha pretendido desarrollar una tecnología innovadora que incluye, en primer lugar, la etapa de separación y recuperación de componentes válidos para su reutilización y en segundo lugar, el tratamiento de los materiales que constituyen las tarjetas de circuitos impresos utilizadas en ordenadores, teléfonos, televisores, etc. para su posterior reciclado [27]. La gran cantidad de pequeñas piezas, componentes, soldadura y materiales utilizados en su fabricación, dificultan enormemente la separación, el reciclado y reutilización de las mismas. Este proyecto tiene como objetivo principal la sustitución del plomo, tradicionalmente considerado como sustancia peligrosa y limitado por la actual Directiva europea, que se viene utilizando como componente de la soldadura en la fabricación de tarjetas de circuitos impresos, por otros materiales menos perjudiciales para el medio ambiente como las aleaciones de estaño, plata y cobre y minimizar de forma sustancial su repercusión medioambiental y sobre la salud humana. La importancia económica del reciclado de los materiales preciosos (oro, plata, platino, etc) utilizados en la fabricación de tarjetas de circuitos impresos, el volumen del vertido en el estado español cercano a las 200.000 toneladas durante el año 2000 y que en Europa alcanzará la cifra de 7,4 millones de toneladas en el año 2004, justifica la importante participación internacional en la realización del mismo. El proyecto se ha desarrollado a través de un importante consorcio internacional formado por empresas, centros de investigación y universidades pertenecientes a países Evaluación tecnológica de alternativas para el reciclado de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos Pág. 71 europeos, así como Japón y Corea. Entre los participantes destacan Philips, Thomson, la Universidad Técnica de Berlín, Promosol, AB Mikroelectronik Gmbh e Indumetal Recycling, como entidades de Japón (Hitachi, Oki Electronics, Fujitsu, Universidad de Tohoku, Universidad de Tokio, Universidad de Osaka y la Universidad de Juntendo), y de Korea (LG, Eco Join, KITech y Jaenung Coll). El proyecto se ha llevado acabo a lo largo del periodo 1999-2002. 9.5. Metales preciosos Los metales preciosos (MP), como el oro y la plata, y los metales del grupo del platino (MGP), como el platino, paladio, radio, iridio, osmio y ruteno, juegan un papel clave en las industrias eléctricas y electrónicas. El reciclaje de estos materiales tiene un impacto significativo en las cantidades que deben ser importadas cada año. Por ejemplo, aproximadamente el 25% de la demanda total de MP de todos los usos industriales se encuentra en material reciclado. Los MP son esenciales en aplicaciones electrónicas y eléctricas a causa de su baja resistencia de contacto y de su buena resistencia a la corrosión y a la oxidación. Esto, junto a su alto valor en el mercado, los hace susceptibles de ser recuperados a partir de los residuos que los contienen y es por este motivo por el que se han desarrollado gran cantidad de procesos y tratamientos para su recuperación. Los pasos típicos del proceso para la recuperación de MP a partir de RAEE incluyen el desmontaje manual o una preparación mecánica seguida de una incineración, una separación y una clasificación. La recuperación final normalmente se lleva a cabo mediante un proceso de lixiviación y precipitación seguida de una fundición en flujo, un refinado y una fundición. La pureza final y los usos de los materiales reciclados son comparables a la de los producidos a partir del mineral virgen. 9.5.1. Naturaleza y cantidad Los MP están contenidos en plattings de varios grosores, puntos de contacto de relés, contactos de interruptor, cables, soldaduras, transistores, placas de circuitos impresos, baterías y termopares. Los MP pueden estar en forma de aleación, o bien forma casi pura; sin embargo, los RAEE suelen contener solamente una pequeña parte de MP. Se pensaba que a partir de los años 60 el contenido de MP en las piezas individuales de AEE descendería; sin embargo, el número total de piezas ha incrementado al igual que lo ha hecho también la demanda de metales preciosos en la industria electrónica. En la siguiente Tabla 9.5.1.1 se detallan las estimaciones sobre la cantidad común de MP en los RAEE [28]. Pág. 72 Memoria Tabla 9.5.1.1 Cantidades de metales preciosos (MP) presentes en los RAEE Tabla 9.5.1.2 Consumo estimado de MP por la industria fabricante de AEE La composición en peso aproximada de RAEE procesados a mediados de los años 80 era del 30% de plásticos, el 30% de óxidos refractarios, el 40% de metales no preciosos incluyendo cobre, hierro, níquel, estaño, plomo aluminio y zinc y el 0,305% de metales preciosos. La Tabla 9.5.1.2 muestra las cantidades consumidas de metales preciosos por las industrias fabricantes de AEE [28]. Consumo estimado en miles de gramos Metal Año 1986 Año 2000 Oro 399.110 932.500 Plata 644.700 11.563.000 Platino 27.975 55.950 Paladio 93.250 167.850 Rodio 2.990 4.480 Iridio 375 1.120 Rutenio 26.485 37.300 Osmio 375 375 TOTAL 1.195.260 12.762.575 9.5.2. Opciones preliminares del proceso de recuperación Típicamente, se utilizan varias técnicas para liberar los metales preciosos o para concentrarlos. La regla general es que a mayor concentración de metales preciosos en el residuo, mayor es la ganancia económica. Las tecnologías utilizadas para recuperar estos metales a partir de RAEE incluyen el desmantelamiento manual y segregación, proceso mecánico para mejorar el residuo y varios tratamientos hidrometalúrgicos, pirometalúrgicos o electrometalúrgicos con el objetivo de concentrar o recuperar los MP. En la siguiente Tabla 9.5.2.1se detallan las características de estos procesos [28]. Libra de 12 onzas/tonelada de RAEE Gramos/tonelada de RAEE Oro 2-10 750-3700 Plata 40-100 15000-37000 MGP >1 >370 Evaluación tecnológica de alternativas para el reciclado de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos Pág. 73 Tabla 9.5.2.1 Opciones de proceso de reciclaje de los MP en los RAEE Proceso Comentarios Extracción química Solamente de uso en superficies de oro descubiertas. Recuperación ~ 90% Tratamiento químico (disolución ácida) Requiere ácidos agresivos. El material encapsulado en cerámico no se recupera. Produce grandes volúmenes de efluente de metal base. Granulación y separación física Los MP de residuo mezclado se dispersan en todas las fracciones, aunque la mayor parte se concentra en dos fracciones. Recuperaciones ~ 80% Quemado y fusión (previo desmantelamiento mecánico manual) Adecuado para todos los residuos. Recuperaciones cercanas al 85% Como consecuencia de la complejidad de las operaciones de recuperación, existen numerosos pasos a seguir hasta converger en el proceso de refinado, usualmente llevado a cabo por diferentes compañías, teniendo en cuenta que cada paso que se realiza añade mayor coste al metal refinado. En la siguiente Figura 9.5.2.1 se muestran posibles opciones de recuperación de MP para RAEE. No todas las opciones se usan para cada tipo de residuos, y en algunos casos se requieren pasos adicionales. Por ejemplo, el MP precipitado está normalmente tan finamente dividido que se necesita líquido fundición en flujo antes de refinar y fundir. Pág. 74 Memoria Figura 9.5.2.1 Posibles opciones de recuperación de MP para RAEE En la mayoría de los casos, el desmantelamiento inicial consiste en cortar conectores, sacar placas de circuitos impresos, buses, y demás. Las otras partes que no contienen materiales preciosos, separadas durante este desmontaje manual inicial, normalmente pueden generar renta suficiente como pagar este paso del proceso. Las fracciones típicamente separadas por el desmontaje son hierro, aluminio, hilo de cobre y sólidos, mezcla de partes rotos, materiales que contienen metales preciosos y piezas reutilizables. Las operaciones mecánicas típicas en este proceso de reciclaje suelen ser la molienda con martillos, la clasificación por aire, la separación magnética, la mampara vibratoria, la pantalla separadora de cables, la separación por corrientes turbulentas (eddy) y la separación por alta tensión. Las grandes cantidades de oro y de plata y de los metales Recepción material Desmantelamiento manual Incineración Fundición Preparación mecánica A refinería de cobre después de ensayo Lixiviación Refino Fundido de cobre Precipitación Fundición Fundición en flujo Refino o A refinería Evaluación tecnológica de alternativas para el reciclado de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos Pág. 75 del grupo del platino están siempre concentradas en el producto de metal de alta tensión. El proceso mecánico y el desmantelamiento manual puede reducir enormemente los costes de envío y tributos de refinamiento, eliminando la mayoría de los materiales extraños. El material concentrado de MP puede ser procesado por semirrefinadores, los cuales recolectan el material tras el desmontaje inicial y procesan más adelante. Estas empresas pueden limpiar químicamente los plásticos de las placas de circuitos impresos, o incinerarlos a temperaturas de entre 400 y 500 ºC, seguido de un troceado o desmenuzado de los componentes. Un paso adicional puede incluir la pulverización de condensadores para dejar una pasta, que contenga los metales preciosos, y fundir los materiales en barras para su envío a las refinerías. Otro procedimiento consiste en incinerar plásticos y otros elementos orgánicos, seguido de una lixiviación cáustica del residuo con NaOH para eliminar el aluminio, y finalizando con su fusión para producir un producto homogéneo. Un análisis típico de los lingotes resultantes mostraba que estaban compuestos por un 85% de Cu, un 4% de Fe, 0,2% Al, 9.440 g/t de plata y 740 g/t de oro [28]. A estos lingotes se les puede realizar un electrorefinado para llevar a cabo la recuperación del cobre presente, y los metales preciosos, los cuales se concentran en las impurezas del ánodo, pueden procesarse para su reconversión en una refinería de MP. Otro enfoque en la separación de metales, novedoso pero también costoso, propone evitar cualquier proceso mecánico o desmantelamiento / segregación manual mientras aún se esté concentrando los metales preciosos. Este proceso implica extraer el aluminio del resto de residuo mediante la aplicación de calor. Tanto el cobre como los MP se disuelven en el lingote debido a su alta insolubilidad en el aluminio fundido. Finalmente el lingote de aluminio se refina en una celda de electrorefinado de tres capas, donde los MP se concentran en el metal del ánodo. Todavía existe otro proceso que implica una separación manual para extraer carcasas voluminosas de aluminio, un posterior desmenuzado y una separación magnética, seguido de una incineración y fundición del material permanente para formar un lingote frágil. Este procedimiento se ha usado en conjuntos parciales, pins y conectores. El lingote, consistente en aluminio, cobre, hierro, manganeso, níquel, zinc y metales preciosos, es prensado y el material se agita con una solución de sulfato de cobre acidificada para conseguir la cementación del cobre. La fracción de hierro del material desmenuzado se utiliza como agente cementante. El precipitado de cemento de cobre contiene más del 90% de los metales preciosos ya que un análisis del precipitado típico tras la cementación muestra que la composición consta de 89% de Cu, 1,1% de Fe, 0,32% de Pb, 0,36% de Sn, 1,5% de insolubles, 113 g/t de oro y 325 g/tde plata [28]. Tras fundir y separar el producto de la cementación en un ánodo, a éste se puede realizar un Pág. 82 Memoria Según el tipo de plástico disponible, el proceso de reciclado será distinto. A continuación se detallan estos procesos para los plásticos más significativos en los RAEE [32]: • Polietileno de baja densidad (PEBD): se encuentra en residuos domésticos: bolsa, botellas, menaje y juguetes; en residuos industriales: sacos, bolsas, filmes, tubos y recubrimientos de cable y en agricultura. Si no está mojado, se recicla por proceso de triturado-densificado y extrusión-granceado. El PE procedente de post-consumo doméstico no es apreciado. Puede mejorar su calidad con la implantación de los sistemas de recogida selectiva. Los cables revestidos y aislados con PEBD se tratan a veces químicamente o con radiaciones para enlazar las moléculas del polímero y aumentar su resistencia a la abrasión. En ese caso, el material se llama polietileno entrecruzado (PE-X) y no se puede reciclar mecánicamente, aunque sí puede utilizarse para la generación de energía en incineradores autorizados o reciclarse como materia prima. • Polipropileno (PP): las piezas de este material se recuperan sometiéndolas a triturado y no siempre se grancean. • Policloruro de vinilo (PVC): el polímero (resina) virgen se formula con estabilizantes y plastificantes según la aplicación a que se destine. Así, un PVC rígido para una botella de agua mineral contiene estabilizantes de calidad alimentaria, un PVC para perfilería de persianas o tuberías contiene familias distintas de estabilizantes además de cargas. Un PVC plastificado para carpetas de papelería o recubrimiento de un cable eléctrico contiene sendos plastificantes. De aquí que, para la recuperación y su posterior reciclado, sea muy importante conocer la aplicación de origen. Las técnicas de reciclado son distintas: con el PVC rígido se recurre a la molienda con distintas técnicas, mientras que con el PVC plastificado se grancea. El PVC procedente de armarios de ordenadores y teclados puede utilizarse en segundas aplicaciones idénticas, siempre que el PVC se separe por completo del resto de los materiales de los ordenadores y vuelva a ajustarse el color. La presencia de pequeñas cantidades de poliolefinas, como el PE y PP, no influye demasiado en la calidad de los productos reciclados. Sin embargo, la presencia de PET o goma en los plásticos ricos en PVC puede bajar la calidad del PVC reciclado. Evaluación tecnológica de alternativas para el reciclado de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos Pág. 83 • Poliestireno (PS): existen dos variedades: el PS rígido, sólido o modificado (SB) y el PS expandido (EPS). En forma sólida, el PS se utiliza en embalajes, tazas y platos y en aparatos eléctricos y electrónicos. Los PS se recuperan y se reciclan, con técnicas de triturado y de granceado, desde residuos de post-consumo industrial. • Fluoropolímeros (PTFE): el PTFE y sus copolímeros suelen utilizarse en pequeños componentes en aplicaciones complejas concretas, como equipos eléctricos y electrónicos, transporte, etc. Cuando pueden recuperarse cantidades suficientes de PTFE idóneo que hagan posible su reciclado, deben enviarse a empresas especializadas, pero como sucede con la mayoría de los polímeros, pueden reprocesarse por métodos normales de extrusión en empresas de moldeado con poca tecnología adicional a la que se necesita en el caso de los plásticos vírgenes. • Plásticos que contienen eteres de difenilo polibromado (PBDE): los desechos plásticos que contienen PBDE deben eliminarse de los procesos de reciclado de materiales debido a la posibilidad de que liberen dioxinas y furanos. Es más aconsejable tratar estos residuos en instalaciones de reciclado como materia prima o en incineradores autorizados en condiciones controladas y con recuperación de energía. • Otros materiales: el resto de materiales que se recuperan son básicamente ABS y poliamida. Se utilizan técnicas de molturación y extrusión-granceado de diseño particularizado dadas las distintas propiedades térmicas. Se aplican en piezas industriales. El reciclaje mecánico tradicional de los plásticos está considerado todavía como la mejor opción por parte de un gran número de actores. Sin embargo, solamente es aplicable a una fracción de los residuos de plástico que aparecen relativamente limpios y fáciles de separar en monofracciones. Con todo, el mayor problema del reciclaje mecánico de plásticos tiene que ver con la capacidad de absorción del mercado, entre otras cosas porque se presentan en fuerte competencia con los plásticos vírgenes. En este contexto se necesita encontrar alternativas de reciclaje para los residuos de plástico mezclados cuya separación en monofracciones resulta muy costosa, consume energía y no es necesariamente ventajosa desde el punto de vista medioambiental. El reciclado aumentaría si se avanzase en las tecnologías de identificación y separación así como en incremento de la recogida selectiva de equipos eléctricos o electrónicos que han llegado a su fin de vida. En un futuro el reciclado mecánico de estos equipos será Pág. 84 Memoria más fácil, ya que actualmente los nuevos EEE están mejor diseñados para su posterior reciclado. 9.6.2. Reciclado químico Mientras que en el reciclado mecánico se utiliza el polímero como tal para producir nuevos productos de polímero, también es posible introducir los plásticos en una gama de procesos que utilizan la química esencial de la mezcla de desechos plásticos para recuperar valor. Generalmente a esos procesos se les denomina reciclado como materia prima (proceso en el que se rompen las cadenas de polímero en sus componentes básicos) y reciclado químico. Este reciclado químico es una opción para aquellos plásticos que no se puedan reciclar mecánicamente, como plásticos mezclados provenientes de EEE, el cual está ganando terreno día a día. Entre las tecnologías utilizadas están la extrusión degradativa, la pirolisis, la hidrogenación, la gasificación, la incineración con recuperación de HCL, el insumo en calidad de agente reductor en hornos siderúrgicos, la glicolisis, la hidrolisis y la metanolisis. Actualmente se han desarrollado unas 70 iniciativas de ese tipo. Estos tratamientos conducen a productos tales como monómeros de partida, gas de síntesis y corrientes hidrocarbonadas [33]. Algunos estudios han probado que el reciclado químico es medioambientalmente favorable pero económicamente dudoso. A continuación se detallan las prácticas más generalizadas de este tipo de reciclaje: • Glicólisis: este proceso rompe las piezas de plástico en sus bloques químicos constituyentes básicos, para ser después reutilizados en la producción de nuevas piezas. En el caso ideal, el proceso devuelve el glicolizado (mezclas de los bloques constituyentes originales y químicamente modificados) al sistema original en un ciclo cerrado. • Hidrolisis: el proceso de hidrolisis descompone los residuos plásticos en una serie de reacciones químicas. • Pirolisis: la pirolisis consiste en un proceso de descomposición térmica de las sustancias químicas en ausencia de oxígeno en una cámara cerrada. Los productos de la pirolisis se pueden utilizar como producto químico o fuel. • Hidrogenación: la hidrogenación es un tratamiento con hidrógeno a altas temperaturas y con presión, el cual produce gases y aceites que son más puros que los procedentes de la pirolisis. Evaluación tecnológica de alternativas para el reciclado de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos Pág. 85 La pureza de los gases y el aceite derivados de la pirolisis y la hidrogenación, y el coste asociado para producir productos acabados son factores importantes que aún deben de ser resueltos. • Depolimerización: la reconversión directa a los monómeros de partida de un polímero, que pueden así ser de nuevo polimerizados regenerado el polímero virgen es aplicable a macromoléculas de policondensación, con el polietilentereftalato (PET) y poliamidas (nylons) y a algunos polímeros de adición como es el caso de los poliuretanos. EI éxito de este tipo de tratamientos depende, en gran manera de la disponibilidad de una materia prima bien definida a través de un buen sistema de recogida y limpieza y de los costes de reprocesado del polímero. La depolimerización química se efectúa, fundamentalmente, a través de reacciones de hidrolisis, alcoholisis o glicolisis. • Gasificación: en la gasificación tiene lugar la oxidación parcial de los hidrocarburos que produce gas de síntesis (mezcla la de monóxido de carbono e hidrógeno) que puede utilizarse como combustible para la generación de electricidad, materia prima para la fabricación de metano, amoníaco de alcoholes OXO o, incluso, como agente reductor para la producción de acero en altos hornos. En el proceso los residuos, previamente compactados y desgasificados, se pirolizan a 600 ºC y alimentan al gasificador a 2.000 ºC. El gas de síntesis obtenido, una vez limpio se quema en una turbina de gas para producir electricidad. • Reciclado con generación de fracciones hidrocarbonadas: las tecnologías empleadas en la industria del refino para transformar fracciones petrolíferas de alto peso molecular en otras más ligeras son una alternativa válida para el reciclado de los materiales plásticos, sobre todo si éstos coalimentan a las unidades de refinería junto con sus cargas tradicionales. Una de las posibles clasificaciones de la gran variedad de procesos utilizables atiende al uso, o no, de agentes catalíticos. Los procesos meramente térmicos, que no emplean catalizador, tales como el cracking térmico, la pirolisis y la termólisis, se llevan a cabo, con o sin adición de oxígeno, a temperaturas de operación entre 400-800 ºC bajo presión reducida o en atmósfera inerte generalmente en un lecho fluidizado de arena. Los hidrocarburos producidos pueden ser tratados en refinería o utilizados como combustibles. Para el aprovechamiento de los residuos plásticos también se pueden utilizar procesos catalíticos de refino tales como el cracking, hidrocracking o la hidrogenación. Los tratamientos en presencia de hidrógeno son, por el momento, Pág. 86 Memoria los que parecen más desarrollados. En los procesos de cracking o hidrocracking catalítico, la transformación de los residuos tiene lugar en presencia de zeolitas, aluminosilicatos o catalizadores superácidos, originando como productos fracciones de hidrocarburos de diferente composición y uso. La mayoría de esas tecnologías se están desarrollando para manipular una amplia gama de plásticos en un proceso único que redunde en productos de la misma calidad que las materias primas vírgenes y se centra normalmente en la recuperación de los compuestos orgánicos presentes en el plástico. Algunas de las tecnologías están específicamente diseñadas para tratar los desechos de PVC y se centran principalmente en la recuperación del cloro de una forma útil; algunos de esos procesos permiten la separación de metales pesados. Esos procesos apenas se encuentran en las primeras etapas de desarrollo y comercialización. El reciclado o la recuperación del plástico se puede llevar a cabo mediante dos tipos de procesos diferentes: • Primeramente, el reciclado químico cuyo objetivo es reprocesar los componentes químicos básicos de los materiales plásticos para su reutilización en la industria química. Los desechos plásticos se despolimerizan en monómeros que pueden utilizarse de nuevo directamente para la polimerización (quimiolisis) o en materias primas químicas de peso molecular más bajo (termolisis o craqueo) que pueden utilizarse, como el aceite natural, en reacciones químicas entre las que figura la producción de polímeros. • El segundo es en la producción de hierro, donde las propiedades químicas reductoras de los desechos plásticos se utilizan como complemento del coque en hornos siderúrgicos. Las posibilidades de utilización de desechos plásticos en hornos siderúrgicos quedan demostradas en las 100.000 toneladas que se utilizaron en esos procesos en Alemania en 1996. Un proceso más avanzado, con una capacidad de 5.000 a 8.000 toneladas anuales, ha pasado la prueba en el Japón [34]. En ese proceso, la mezcla de plásticos ricos en PVC se somete a pirolisis en un horno lleno de nitrógeno. Los productos para el horno siderúrgico son ácido clorhídrico y hulla residual. Un proceso pirolítico similar puede aplicarse en la producción de cemento. Se ha ensayado y está en funcionamiento una planta experimental para cargar ácido clorhídrico en un proceso de producción de oxígeno y cloruro de hidrógeno (oxicloración) a partir del monómero del cloruro de vinilo (VCM). Las tecnologías de reciclado químico suelen generar cantidades relativamente pequeñas de residuos. La producción de material para los procesos de producción química Evaluación tecnológica de alternativas para el reciclado de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos Pág. 87 habitualmente genera algunas escorias de los materiales inertes presentes en los desechos plásticos y en las costras de lodo remanentes del tratamiento de las aguas residuales. Para algunos procesos existen criterios de aceptación concretos en relación con el contenido en cenizas del desecho con miras a reducir la generación de escorias. Los metales pesados presentes en los desechos plásticos, como los que se utilizan en los estabilizantes del PVC, terminan en la corriente de desechos o, en el caso de la producción de acero, se incorporan a éste. En la producción de acero, los metales pesados procedentes de los desechos plásticos no suelen ser la fuente principal de metales pesados en esos residuos, debido al porcentaje relativamente bajo de plásticos que se utiliza en el proceso. 9.6.3. Recuperación energética Los plásticos que no se pueden reciclar mecánicamente o químicamente todavía tienen un valor calorífico y se ha demostrado que se puede utilizar como combustible alternativo en procesos industriales y, finalmente como combustible en plantas térmicas con recuperación de energía, debidamente equipadas y mantenidas. De esta manera se reduce el volumen de residuos sólidos y se realiza una valorización energética. Los plásticos en general no son válidos para permanecer en vertederos porque contienen una gran cantidad de energía potencial. Una combustión a alta temperatura constante recuperará el máximo de energía del combustible y garantizará el fraccionamiento total de los compuestos orgánicos tóxicos. El método más eficaz de recuperación de energía (hasta el 85%) es la incineración de los desechos hasta producir vapor a alta presión para la generación de electricidad, vapor a baja presión para uso industrial y agua caliente para la calefacción de los hogares. Se está ensayando el uso de residuos plásticos mezclados en tanto como hidrocarburos, aprovechando su poder reductor debido al contenido de hidrógeno, en plantas existentes dentro del sector del hierro y del acero. Su consecución ha requerido el desarrollo de sistemas de acondicionamiento, tratamiento y texturización de los residuos, la determinación del comportamiento de los mismos en el horno y de la calidad de los productos resultantes y el análisis de ciclo de vida. Los resultados de los ensayos han demostrado que esta opción es técnica y medioambientalmente favorable [35]. El papel que desempeñan los polímeros clorados en la formación de dioxinas en los incineradores de desechos ha sido tema de controversias. Se ha demostrado que la extracción de polímeros clorados de una mezcla de desechos no reduce proporcionalmente la formación de dioxina y que, incluso si se extrajera todo el PVC de la Pág. 88 Memoria mezcla de desechos, el cloro remanente bastaría para formar dioxinas a niveles que hacen necesario el tratamiento de los gases de la combustión [36]. La incineración de desechos plásticos que contienen BFR (pirorretardantes bromados) es motivo de especial preocupación. Una de las principales razones de la controversia que actualmente rodea a los BFR, en particular a los PBB y los PBDO, es la posible formación de dioxinas y furanos durante la combustión tanto de los propios BFR como de los materiales que los contienen. Dadas las limitaciones con las que se encuentra el reciclaje de plástico en general, se postula que la recuperación energética debe ser considerada como una opción complementaria. El uso de incineraciones cuidadosamente controladas para convertir los desechos post-consumo en energía aprovechable se practica en diversos países europeos como Alemania. Suecia, Suiza y Dinamarca donde estas técnicas son practicadas para suministrar a las comunidades locales electricidad y calefacción. Hasta un 10% de los requisitos de electricidad doméstica pueden ser generados por estas unidades y cada vez está siendo más considerada como una opción de recuperación aceptable. La Asociación Europea de Fabricantes de Plásticos (APME) estima que la situación óptima desde el punto de vista ambiental y económico se sitúa en un reciclaje del 15% y una valorización energética del 85% [37]. 9.6.4. Técnicas de separación e identificación de plásticos Las tecnologías tradicionales para la separación y clasificación de plásticos se basan principalmente en la diferencia de densidades. Algunas de esta técnicas son las mencionadas a continuación: • Clasificación manual. • Separación por corrientes de Foucault (recuperación de metales no férreos). • Separación magnética (recuperación de metales férreos). • Separación mediante cribas. • Separación neumática. • Flotación. • Hidrociclones. • Robots y manipuladores. Evaluación tecnológica de alternativas para el reciclado de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos Pág. 89 • Separación por densidades. • Separación electrostática. • Disolución selectiva. • Separación por superficies inclinadas. • Separación por impacto. • Separación por fuerzas centrífugas. • Separación por diferencias en los puntos de fusión mediante pegado a una superficie. Estas tecnologías encuentran dificultades al tratar de separar plásticos con densidades similares, como los pares PP/PE o PVC/PET, al clasificar por colores plásticos que tienen la misma composición, o también, cuando los aditivos, refuerzos o cargas, que algunos polímeros pueden contener, modifican sus características físicas. Las técnicas de identificación de plásticos se basan en las diferencias existentes en sus características físicas o químicas, así por ejemplo la densidad o el espectro de infrarrojo. Los métodos tradicionales de identificación de plásticos más utilizados son los métodos basados en la densidad, punto de fusión, solubilidad, calor específico, conductividad, propiedades electrostáticas, humectación y propiedades superficiales. Muchos plásticos presentan propiedades físicas demasiado similares para poder realizar la identificación basándose en una sola técnica, por lo que requieren combinar varias, como las especificadas a continuación: • Basados en propiedades eléctricas. • Identificación de diferentes colores. • Espectroscopia de infrarrojo: cercano (NIR), medio (MIR) y Raman. • Respuesta a impulso térmico (TIR). • Espectroscopia de emisión en plasma inducido por láser (LIPS). • Espectroscopia de fluorescencia de rayos – X. • Espectroscopia de masas (MS). Pág. 90 Memoria • Espectroscopia ultravioleta (UV). Para que un sistema de identificación automática de plásticos sea aplicable industrialmente, es deseable que reúna características como robustez y fiabilidad, y tener un alto índice de aciertos en la identificación con una rapidez adecuada, sería deseable inferior a 0,1 segundos. Por otro lado, es un factor importante la capacidad de integración del sistema de identificación a instalaciones automáticas de separación para incrementar rendimientos. La siguiente Tabla 9.6.4.1 resume las técnicas de separación e identificación disponibles de los plásticos y especifica algunas de sus características [38]. Procedimiento Principio Evaluación de la eficacia Separación por flotación - hundimiento Separación por gravedad específica Sólo es eficaz la separación de dos o tres plásticos; bajo efecto de separación; los rellenos perturban el proceso Separación por centrifugación Separación por gravedad específica Pureza entre 95 y 99,9% Flotación Adición selectiva de burbujas de aire en un medio acuoso Es necesaria la adición de reactivos, baja eficiencia, los aditivos y rellenos perturban el proceso Separación por flotación mediante reactivos selectivos Cuatro plásticos: PVC, PC, POM y PPE, pueden separarse de sus mezclas sintéticas por medio de agentes humectantes comunes, como el sulfonato sódico de lignina, el ácido tánico, el aerosol OT y la saponina Pureza entre 87 y 90% Electroseparación Uso de carga electrostática en campos eléctricos para separar el PVC y el PE de cables y alambres Pureza superior al 90%, los contaminantes perturban el proceso, revestimiento de la superficie Espectroscopia del infrarrojo medio (MIR) Pueden distinguirse once clases de plásticos: PE, PP, PVC, ABS, PC, PA, PBT, PPE, y EPDM. Espectroscopia de reflexión de 2,5 a 50 ìm, estimulación de oscilaciones de grupo Buena identificación de plásticos técnicos, amplia preparación de la muestra, no puede automatizarse y es muy lento (= 20s/análisis) Espectroscopia del infrarrojo cercano (NIR) Separación de PET, PVC, PP, PE, y PS (espectroscopia de reflexión de 800 a 2500 nm, estimulación de oscilaciones armónicas y oscilaciones combinadas) Buena identificación de envases plásticos, los rellenos (hollín) perturban el proceso, revestimientos de superficies, geometría de las muestras. Imposible identificar polímeros de color negro y aditivos Evaluación tecnológica de alternativas para el reciclado de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos Pág. 91 Tabla 9.6.4.1 Técnicas de separación e identificación de los plásticos Espectroscopia de plasma inducido por láser complementada con espectroscopia NIR Se dirige un haz láser pulsatorio hacia el plásticos para producir un fogonazo debido a una densidad de potencia elevada. El fogonazo genera un plasma hiperdenso que excita todos los elementos atómicos en el volumen enfocado Espectroscopia por rayos infrarrojos basada en la transformada de Fourier (FT-IR) Funciona para todos los plásticos, pero se necesitan largos períodos de medición para los plásticos de color negro debido a la preparación y medición de las muestras Espectroscopia por rayos UV del espectro visible infrarrojo (UVVIS) Espectroscopia de reflexión de 200 a 400nm, estimulación de vibraciones y electrones Identificación mínima de los polímeros, gran influencia de los aditivos (tintes), difícil de automatizar Espectroscopia fotoelectrónica láser (PES) Separación de PET, PVC, PP, PE, y PS. Espectroscopia de emisión láser-plasmaátomo/respuesta de impulso térmico/termografía por rayos infrarrojos Identificación mínima de polímeros, identificación de ingredientes heteroatómicas; en principio automatizable Fluorescencia de rayos X Los espectros lineales de rayos X utilizados como método de detección muestran la presencia de elementos Identificación mínima de polímeros, identificación de elementos, difícil de automatizar. Eficaz sólo para separar PVC de los plásticos PETE Discriminación óptica Utilizado como método de detección. Inspección óptica mediante fotodiodos o visión mecánica con dispositivos de acoplamiento de carga (CDD) Útil para clasificar plásticos según la transparencia y el color, pero no puede identificar químicamente a los polímeros Espectroscopia de masas Detección de productos pirolíticos mediante espectroscopia de masas Demasiado tiempo (1min.), poco efecto de separación, difícil de automatizar Separación electrostática - Separación de lanilla de PVC reticulada con PE de cables - Separación de copos mezclados de PVC y PET en botellas desechadas 9.6.5. Nueva tecnología para reciclar plásticos En la actualidad el Centro Tecnológico GAIKER está llevando a cabo diversos proyectos relacionados con el desarrollo de una tecnología que permita una rápida identificación y separación automática de residuos plásticos para su posterior reciclado. Entre estos proyectos, está el liderado por un consorcio europeo mixto de empresas y centros de investigación en el cual se propone el desarrollo de un sensor híbrido que combine varias tecnologías complementarias de identificación, y que por lo tanto sea capaz de operar con diferentes residuos permitiendo obtener fracciones de gran calidad. Entre otros de los participantes de este proyecto europeo, destacan las empresas SONY International, Philips Competence Centre Plastics, Indumetal Recycling S.A. y centros de investigación como son Fraunhofer ICL o Laser Zentrum Hannover [39]. Evaluación tecnológica de alternativas para el reciclado de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos Pág. 99 Conclusiones Teniendo en cuenta que hoy en día prácticamente el 90 % de los RAEE se depositan en vertederos, se incineran o bien se recuperan sin ningún tipo de pretratamiento, se considera como una necesidad la promoción de prácticas de reciclado de estos residuos. Ello evitaría el desperdicio innecesario de gran parte de sus componentes, los cuales todavía poseen un valor, bien para ser reutilizados, recuperados o bien para ser reciclados, y además se evitarían también las emisiones incontroladas de sustancias peligrosas al medio ambiente. A raíz de esta preocupación, se han desarrollado dos Directivas europeas que responsabilizan directamente a los productores en la tarea de organizar los sistemas de tratamiento de los RAEE y restringen el uso de ciertas sustancias peligrosas, determinando para ello unas fechas límite de cumplimiento obligado. La aparición de este tipo de legislación implica que todo el sector industrial se mentalice y preocupe, forzosamente, en establecer unas reglas de juego y de crear una red organizada para llevar a cabo la gestión de los RAEE. Además las empresas productoras deberán diseñar sus productos respetando el medio ambiente, pensando ya, no sólo en la fase de producción, sino también en la fase de rechazo y reciclado (ecodiseño). A lo largo de los últimos años se han desarrollado en Europa diversas experiencias piloto, analizando diversos tipos de recogida y de tratamiento de los RAEE. Se han probado diferentes modalidades, por ello se deberían establecer comunicaciones e intercambios de información entre los distintos países y empresas que han desarrollado estas experiencias, con el fin compartir impresiones y de optimizar los procesos. El primer paso en la gestión de los RAEE es el diseñar un óptimo sistema de recogida de los residuos. En este paso resulta crucial la figura del usuario, por ello es necesario crear campañas de concienciación e información, que inciten a los ciudadanos a la participación activa en este tipo de iniciativas. El éxito de esta fase radica en educar correctamente a los consumidores, no solamente en el hecho de retirar los residuos de la manera adecuada, sino también, educarlos en la conveniencia de utilizar los equipos con las prestaciones adecuadas a sus necesidades y de tener presente las posibilidades de reparación y reutilización de los mismos. Un procedimiento lógico en el tratamiento de los RAEE, esquematizado en el apartado 10, es, primeramente, clasificar los residuos en distintos grupos y comprobar si alguno de estos equipos o bien alguno de sus componentes se pueden reutilizar. Posteriormente, para los aparatos o componentes que no sean reutilizables, se procede a su descontaminación, donde se separan los componentes potencialmente peligrosos para Pág. 100 Memoria enviarlos a los gestores autorizados para su tratamiento específico. Una vez descontaminados, los equipos se tratan mecánicamente, donde se separan y se concentran los distintos materiales que los forman, para que con posterioridad se les aplique el tratamiento específico que necesiten. Las distintas fracciones obtenidas suelen ser metales (preciosos o no), vidrio y plásticos. En cuanto a la rentabilidad económica de estos procesos, hay que destacar que antiguamente los AEE disponían de mayor cantidad de metales preciosos y no tantas mezclas de materiales tan difíciles de recuperar o de reciclar. El simple hecho de recuperar los metales preciosos y otros metales ya les suponía a las empresas que trataban y reciclaban los residuos unos beneficios, que permitían afrontar favorablemente los gastos de desmontaje y tratamiento, además de unos ingresos. Sin embargo, actualmente el consumo de metales preciosos ha disminuido considerablemente y se han añadido otros materiales, como es el caso de los plásticos, que cada vez son más utilizados. Debido a este motivo, se han encarecido los distintos tipos de valorización y reciclaje de los RAEE y para poder obtener los mismos beneficios las empresas han tenido que desarrollar otros tipos de procesos (combinación de procesos mecánicos y químicos). Además la fase de recogida selectiva de los residuos también comporta una suma considerable de costos a tener en cuenta. Por tanto, la colaboración entre naciones y empresas del sector puede resultar de ayuda, ya que se podrá generar una situación de desarrollo de la gestión de los RAEE y por consiguiente, una mejora económica en el proceso. Aunque no hay que olvidar que el mayor beneficio procedente de esta gestión es el respeto al medio ambiente y la colaboración eficaz con un desarrollo sostenible. Evaluación tecnológica de alternativas para el reciclado de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos Pág. 101 Bibliografía Referencias bibliográficas [1] AEA Technology (1997). Recovery of WEEE: Economic and Environmental Impacts. 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