Tapas de botellas plásticas: soluciones para cierre de ciclo

La demanda de materia prima reciclada proveniente de tapas de botellas plásticas de un solo uso actualmente es limitada, debido a la dificultad que existe para reincorporarla en procesos industriales. La poca demanda representa un bajo precio de desechos plásticos en el mercado y, finalmente, un bajo incentivo para las organizaciones de recicladores. 

Para darle valor agregado al plástico reciclado, es fundamental conocer exactamente cómo adaptarlo a los procesos industriales actuales, que en su mayoría utiliza plástico virgen. PM Tec Engineering propone elaborar una guía técnica que explique al sector industrial los cambios necesarios en el proceso de manufactura de moldeo por inyección para remplazar plástico virgen por EKO PE (plástico reciclado a partir de tapas de botellas de un solo uso por la empresa ENKA de Colombia).

Esta solución abrirá el mercado de plástico reciclado, generando cientos de empleos para recicladores y asegurando que se cierre el ciclo.

Esta solución se enfoca en 2 problemas principales: la baja tasa de reciclaje y el bajo nivel de ingresos de los recicladores en Colombia.

Según el reporte de la Asociación Colombiana de Industrias Plásticas (Acoplasticos) en el 2018, en Colombia se consumen anualmente 1.2 millones de toneladas de plástico, entre las cuales el 56% se atribuye al sector de empaques y envases. Sin embargo, el reciclaje de plástico no supera el 9% en Colombia. Por ejemplo, la empresa ENKA de Colombia fabrica 90 toneladas mensuales de EKO PE. Sin embargo, la capacidad instalada es 3 veces la producción actual, lo cual muestra un gran potencial para aumentar la tasa de reciclaje.

Adicionalmente, entre los 30.000 recicladores de Colombia existe un bajo incentivo económico para recuperar desechos plásticos debido al bajo precio del mercado. Esto se ve reflejado en bajos ingresos para los recicladores. 

La razón principal de este problema es la baja demanda de materia prima reciclada, ya que no tienen un valor agregado para el sector industrial porque no pueden ser fácilmente reincorporados en los procesos de producción. Por lo tanto, es necesario encontrar aplicaciones industriales de alto valor que absorban la oferta de plástico reciclado. 

Actualmente, la empresa ENKA de Colombia (fabricante de EKO PE) trabaja en conjunto con la organización de recicladores EKORED. Esta última tiene 3 plantas de reciclaje de botellas de un solo uso en las principales ciudades de Colombia: Bogotá, Medellín y Cali. En conjunto trabajan allí cerca de 10.000 recicladores. 

A través de mesas de trabajo se ha logrado entender sus necesidades y mejorar parcialmente su calidad de vida. Más específicamente, sus necesidades se enfocan en formalizar el trabajo del reciclador, resaltar la importancia de esta labor en la sociedad, y mejorar sus ingresos económicos. No obstante, este es un proceso continuo, cuyo objetivo es seguir mejorando aún más las condiciones de trabajo de los recicladores.

Entonces, esta solución busca mejorar la vida de los recicladores asociados a Ekored y a otras organizaciones de recicladores, y desviar la llegada de materia prima útil a rellenos sanitarios o al ambiente. El objetivo principal de la solución propuesta consiste en aumentar la demanda de plástico reciclado a partir tapas de botellas de un solo uso. Al aumentar la demanda, se incrementan tanto el precio de los desechos plásticos en el mercado como el volumen de reciclaje para las organizaciones de recicladores.

PM Tec Engineering propone elaborar una guía técnica que explique al sector industrial los cambios necesarios en el proceso de manufactura de moldeo por inyección para remplazar plástico virgen por EKO PE (plástico reciclado a partir de tapas de botellas de un solo uso por la empresa ENKA de Colombia). Puntualmente, el servicio ofrecido a la comunidad con la guía técnica es una asesoría de libre acceso para todo el sector industrial para que puedan incorporar plástico reciclado en sus cadenas de producción. 

Para lograr la guía técnica es necesario realizar pruebas industriales guiadas por una empresa experta en moldeo por inyección como PM Tec Engineering. Tenemos tiene 10 años en el mercado y contamos con una amplia experiencia en consultoría a empresas fabricantes de productos plásticos por moldeo por inyección. Los profesionales encargados de desarrollar esta solución son ingenieros de proyectos y doctores en ingeniería mecánica.

Las pruebas industriales en una planta de producción consisten en comparar todos los parámetros de manufactura de moldeo por inyección entre el plástico virgen y el plástico reciclado. Los parámetros de manufactura se enfocan principalmente en la programación de las máquinas inyectoras en todas las etapas del proceso de inyección.

En las pruebas se utilizará el plástico reciclado conocido comercialmente como EKO PE, fabricado por la empresa ENKA DE COLOMBIA. El EKO PE es elaborado a partir de tapas de botellas de un solo uso, cuyo polímero predominante es el polietileno con una contaminación del 20% de polipropileno. 

Más específicamente, la metodología de trabajo se compone de 3 pasos. En primer lugar, se realiza un diseño de experimentos para minimizar la cantidad de pruebas necesarias en planta. En segundo lugar, se ejecutan los experimentos propuestos y se obtienen los resultados con base en el funcionamiento de la máquina inyectora y la calidad del producto final inyectado. En tercer lugar, se elabora la guía técnica destinada al sector industrial.

Una vez elaborada la guía técnica, las pruebas industriales son fácilmente replicables en cualquier otra planta de inyección. Esto permitirá escalar el proyecto para que se utilice el plástico reciclado de tapas de botellas de un solo uso para fabricar diferentes productos en múltiples plantas de producción del mundo.

Actualmente el reciclaje de plástico se maneja bajo el modelo de negocio de reciclar primero para luego vender materia prima reciclada. Sin embargo, en muchas ocasiones se obtiene una materia prima reciclada de mala calidad que no le interesa al mercado, siendo el mercado principal las plantas de producción de plásticos. Aunque las intenciones son siempre enfocadas en proteger el medio ambiente, este modelo de negocio no es sostenible económicamente ya que las ventas son en bajas cantidades y a precios bajos. De allí que se desperdicien grandes inversiones económicas y capital humano.

Por el contrario, esta solución es innovadora en la medida que se cambia el modelo de negocio por generar una alta demanda de materia prima reciclada primero, que jalone el crecimiento del reciclaje. Esta alta demanda impulsa las otras cadenas del ciclo de reciclaje, incluyendo un mayor flujo de trabajo para las asociaciones de recicladores y un mejor precio en el mercado de los desechos plásticos.

Para generar una alta demanda el enfoque consiste en generar valor agregado a la materia prima reciclada, de tal forma que se convierta en la mejor alternativa de mercado para las plantas de producción de plásticos. Para generar valor los productores de plástico necesitan saber exactamente cómo remplazar el plástico virgen tradicionalmente utilizado en sus procesos por plástico reciclado.

PM Tec propone elaborar una guía técnica que explique al sector industrial los cambios necesarios en el proceso de manufactura de moldeo por inyección para remplazar plástico virgen por plástico reciclado a partir de tapas de botellas de un solo uso. La teoría de cambio es la siguiente:

En primer lugar, la actividad que promueve la guía técnica es una asesoría gratuita y abierta para todas las empresas fabricantes de productos plásticos para saber cómo remplazar el plástico virgen por plástico reciclado.

En segundo lugar, la salida (output) de la guía técnica es una capacidad auto suficiente de las empresas fabricantes de productos plásticos de adaptar sus procesos específicos y líneas de producción para usar plástico reciclado.

En tercer lugar, el resultado a corto plazo de la guía técnica es un incremento de la demanda en el mercado de plástico reciclado.

En cuarto lugar, el resultado a largo plazo de la guía técnica es un aumento del precio y un aumento de la tasa de reciclaje de desechos plásticos. Esto induce a su vez, mejores condiciones de trabajo para las organizaciones de recicladores.

Finalmente, estos resultados apuntan hacia la misión principal: reducir los desechos plásticos de un solo uso.

Actualmente, la solución sirve directamente a los 10.000 recicladores de la asociación EKORED, involucrados en el reciclaje de botellas de un solo uso.

En un año, la solución servirá a los 30.000 trabajadores activos en organizaciones de recicladores en Colombia, capaces de reciclar el 9% de los desechos plásticos. 

El próximo año empieza a regir la resolución 1407 de 2018 en Colombia que exige que se recicle el 30% más de los desechos de empaques y envases en el 2030. Por lo tanto, se estima que en 10 años, las organizaciones de recicladores crecerán cuatro veces (120.000 trabajadores), todos directamente beneficiados por esta solución.

El impacto ambiental se mide en peso de materia prima virgen que se remplaza por materia prima reciclada. Como indicadores se tienen: la tasa de reciclaje y la producción real de EKO PE en la empresa ENKA DE COLOMBIA.

El impacto social se mide con el aumento del número de trabajadores activos en organizaciones de recicladores como EKORED.

El impacto económico se mide con el aumento de precio del mercado de los desechos plásticos. Además se mide el nivel de ingresos de los recicladores.

Frente a los retos ambientales que enfrenta el sector del plástico, PM Tec está liderando la generación de conocimiento en el uso de plástico reciclado y su incorporación en los procesos productivos. Busca apoyar a las empresas a embarcarse en nuevos procesos que cierren el ciclo y que incluyan el diseño de fin de vida en soluciones plásticas. 

Uno de los enfoques principales de PM Tec Engineering en el corto plazo es el eco diseño de productos plásticos usando plástico reciclado en lugar de plástico virgen, con base en herramientas de ingeniería de simulación computacional. Esto está de la mano con la tendencia global hacia la economía circular de los plástico y las nuevas regulaciones de reciclaje e investigación en eco diseño.

La barrera principal es cultural, ya que las empresas tradicionales en el sector plásticos vienen trabajando a su manera desde hace décadas, mientras que el eco diseño de productos plásticos y el uso de plástico reciclado requiere revisar y cambiar algunos aspectos de los procesos industriales tradicionales.

Adicionalmente, existe una barrera económica porque estos cambios requieren una inversión. Sin embargo, la mayoría de empresas en Colombia no tienen un departamento ni un presupuesto destinado a investigación y desarrollo.

Para superar la barrera cultural, PM Tec Engineering cuenta con el centro de capacitaciones "Centro de Excelencia en Inyección (CEI)", a partir del cual se comparten las nuevas tecnologías y tendencias del plástico reciclado en la industria. Luego, el enfoque consiste en fortalecer el CEI para aumentar el número de capacitaciones por año.

Para superar la barrera económica, PM Tec Engineering se enfoca al corto plazo en programas de financiamiento para investigación y desarrollo tales como el desafío Rethink Plastics o convocatorias abiertas del "Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación (Colciencias)" en Colombia.

PM Tec Engineering opera actualmente en Colombia como empresa consultora. Las actividades principales son asesorías técnicas a empresas fabricantes de productos plásticos de moldeo por inyección. Dichas actividades se dividen en dos líneas de trabajo. La primera línea se basa en diseño ingenieril de piezas plásticas y moldes de inyección con base en herramientas de ingeniería de simulación computacional. La segunda línea consiste en la optimización de procesos productivos en plantas de producción, tales como aumentar de productividad o mejorar de la calidad de los productos finales. En ambas líneas de trabajo se desarrollan proyectos relacionados con el uso de plástico reciclado a nivel industrial.

La empresa aliada en esta convocatoria, ENKA DE COLOMBIA, es líder en la fabricación de materias primas de plástico reciclado en Colombia. Una de las materias primas recicladas se conoce como EKO PE, fabricada a partir de las tapas de las botellas de un solo uso. Actualmente, la producción mensual de EKO PE es aproximadamente 90 toneladas. Sin embargo, la capacidad instalada es 3 veces la producción actual. Por lo tanto, existe un gran potencial de crecimiento gracias a la implementación de esta solución.

Actualmente, en PM Tec Engineering trabajan 5 personas en la solución, 3 de ellos son ingenieros de proyectos y 2 de ellos son doctores en ingeniería mecánica.

PM Tec Engineering es una empresa experta en procesamiento de plásticos, que brinda a sus clientes soluciones para diseñar nuevos productos y mejorar procesos de transformación existentes. En su ADN está intrínseca la generación de valor a través del conocimiento. Fundada desde Alemania, PM Tec tiene 10 años en años en el mercado y cuenta con una amplio reconocimiento en el sector, haciendo posible que clientes de la industria nacional se embarquen en la producción de artículos innovadores y de mayor valor agregado. 

La CEO de la empresa es la Dr.-Ing. Laura Flórez, actualmente directora de la revista de "Tecnología del Plástico", ingeniera mecánica quien obtuvo su doctorado en procesamiento de polímeros de la Universidad RWTH en Alemania. Hacen también parte del equipo de trabajo de la solución el Dr.-Ing. Miguel Garzón y 3 ingenieros de proyectos especialistas en plásticos: Ciro Cendales, José Pulido y Luis Niño.

Frente a los retos ambientales que enfrenta el sector del plástico, PM Tec está liderando la generación de conocimiento en el uso de plástico reciclado y su incorporación en los procesos productivos. Busca apoyar a las empresas a embarcarse en nuevos procesos que cierren el ciclo y que incluyan el diseño de fin de vida en soluciones plásticas. 

El equipo de trabajo de PM Tec tiene las competencias necesarias para encontrar nuevos destinos de fin de vida para las tapas de botellas inyectadas de un solo uso, y a través de la generación metódica de conocimiento puede avalar su aplicación en usos industriales. 

PM Tec Engineering se ha aliado con la empresa ENKA DE COLOMBIA para la aumentar la tasa de reciclaje de Colombia y expandir las organizaciones de recicladores. 

ENKA de Colombia es la empresa productora de materia prima reciclada conocida como EKO PE, a partir de tapas de botellas de un solo uso. Actualmente, la producción de EKO PE es 90 ton mensuales. Sin embargo, la capacidad instalada es 3 veces la producción actual. Por lo tanto, el potencial de crecimiento en la producción de EKO PE es también 3 veces la producción actual. 

PM Tec Engineering es la empresa experta en plásticos capaz de promover el EKO PE en el sector industrial, superando las dificultades técnicas para incorporar esta materia prima en los procesos de producción tradicionales.

PM Tec Engineering en una empresa privada activa en Colombia. Ofrece servicios de asesoría técnica puntuales a pequeñas, medianas y grandes empresas fabricantes de productos plásticos en Colombia. El servicio ofrecido se enfoca en diseño de productos plásticos y optimización de la cadena de producción de moldeo por inyección. Algunos de los clientes son: Corona, Colcanastas, Estra, Quala, Meridiano, Inducascos, Bioplast.

Actualmente, PM Tec Engineering financia su trabajo a través de la venta de servicios de asesoría técnicos.

La solución propuesta es sostenible económicamente gracias a varios actores. Como primer actor, PM Tec Engineering aporta sus oficinas, herramientas y licencias computacionales para el desarrollo del proyecto. Como segundo actor, ENKA de Colombia dona la materia prima reciclada EKO PE para la ejecución de las pruebas industriales en planta. 

Como tercer actor, fuentes de financiamiento externo como el BID permiten cubrir los gastos de: alquiler de maquinaria de inyección para las pruebas industriales y el salario del personal especializado. El total de los gastos se estima en 10.000 USD. 

El alquiler de maquinaria para moldeo por inyección equivale en 4.000 USD, ya que se estiman 100 horas de pruebas industriales con un peso promedio de 40 USD por hora. El salario del personal especializado representa 6.000 USD, ya que se estiman 200 horas de trabajo con un precio promedio de 30 USD por hora. Dichas 200 horas de trabajo se distribuyen en: 100 horas de acompañamiento en las pruebas industriales, 70 horas para el procesamiento de datos y 30 horas para la redacción de la guía técnica.

PM Tec Engineering se postula al desafío para generar soluciones a la problemática de plásticos de un solo uso, abriendo nuevas aplicaciones de alto valor que impulsen la demanda de materia prima reciclada posconsumo. La solución se aplica originalmente en Colombia pero tiene un gran potencial de expansión para América Latina.

Por lo tanto, PM Tec Engineering se postula al desafío solicitando financiamiento para generar conocimiento que ayude a los procesadores plásticos a incorporar materia prima reciclada en sus procesos. De esta forma se genera trabajo para recicladores, se incrementa la demanda de materia prima reciclada y se desvía de los rellenos sanitarios material que puede utilizarse en aplicaciones industriales de más valor. 

La empresa cuenta con la experiencia suficiente y el grupo de trabajo idóneo para ejecutar la solución propuesta. Hasta ahora la propuesta se ha desarrollado parcialmente en pequeña y mediana escala, pero necesita una fuente de financiamiento para hacer crecer la solución significativamente. 

Entre los potenciales aliados se destacan: Acoplásticos, Asociación de recicladores de Bogotá, Esenttia.