Projecte impulsat per Barcelona centre de Disseny i Oiko Design Office
Estudi per la Introducció de Plàstics Reciclats a través del Disseny
Plàstics reciclats, nous materials
El valor d'un material depèn del seu potencial de disseny i satisfacció de necessitats i no de les seves propietats intrínseques, per la qual cosa la idea que un plàstic reciclat és pitjor únicament perquè la seva superfície sigui diferent o les seves propietats mecàniques hagin variat, és una afirmació molt qüestionable, si compleix amb les mínimes prestacions tècniques i aconsegueix emocionar. El desconeixement del potencial dels plàstics reciclats, especialment els més open loop tant per industrials com pels dissenyadors, fa que no hagin evolucionat des del seu origen i la seva aplicabilitat continuï sent minoritària. Pel que resulta obvi que materials amb diferents propietats, requereixen d'un disseny diferenciat.
Procès de transformació d'un plàstic reciclat desenvolupat per OiKo Design Office
Una nova estètica. L'acabat superficial com a narrativa de l'origen reciclat
El color i l'acabat superficial són els principals aspectes que influeixen en la percepció de qualitat d'un producte per part dels usuaris i grans limitants en l'aplicació dels plàstics reciclats. D'altra banda, i des d'una òptica experiencial, a l'ésser un efecte directe del procés de reciclatge, presenta un potencial comunicatiu que pot ser, al seu torn, un valor positiu per a millorar el seu rendiment com a material aplicat.
Les irregularitats ben dissenyades poden aprofitar-se per a generar una estètica pètria apropiada a la tipologia de producte, que millora la percepció del disseny respecte a si estigués fabricat amb plàstic reciclat.
.
Trofeus Laus. Rematerialització en plàstic reciclat realitzada per Oiko Design Office.
El projecte va consistir en reinterpretar l'estètica dels metalls or, plata i bronze potenciant les singularitats i defectes del plàstic reciclat
La diferent fluïdesa dels residus plàstics, encara que estiguin classificats en una mateixa tipologia de material, en injectar-se genera "aigües" i una irregularitat de lluentors que generalment es percep com a producte de baixa qualitat. Aquest fet es pot manifestar en monomaterials, però s'acusa de manera més greu en les mescles. En casos extrems, les aigües arriben a distorsionar tant la superfície, que l'aspecte pot arribar a confondre l'origen plàstic del material.
Ha arribat el moment en què hem de replantejar-nos els conceptes estètics d'homogeneïtat, lluentor, textures que estàvem acostumats sota la lògica lineal del material verge.
Mostres de plàstic reciclat injectat on la distorsió superficial es pot percebre més com una pérdua de qualitat que com a una virtut.
Color i oportunitat
La dificultat per a obtenir una separació perfecta per gammes cromàtiques és un dels grans problemes en la reciclabilitat dels plàstics, segons els estàndards actuals industrials i comercials. Els materials recuperats i separats per tipologies de plàstics, solen estar composts per diferents colors, els quals en barrejar-se per a donar un acabat continu, el resultat del material reciclat tendeix cap a tons grisos. Si bé una base grisa pot tenyir-se en tons foscos, la inèrcia de mercat exigeix colors homogenis i amb una reproductibilitat constant. No obstant això, depenent de les diferents partides de residu, els colors d'origen poden variar i es fa difícil garantir un color pur i molt menys constant. Aquesta inestabilitat fa que la manera genèrica d'estandarditzar el color sigui en negre.
A causa de la dificultat per a obtenir plàstics reciclats de colors purs, la indústria opta per homogeneïtzar-los en grises i negre; no obstant això, el 80% de les decisions de compra es prenen sobre la base del color i l'acabat estètic
Joguines fabricades amb plàstic reciclat. Els productes no son sempre del mateix color, però sí tenen gammes cromàtiques replicables entre diferents lots.
Diferents envasos de plàstic reciclat. La nova estètica circular ens porta a que el blanc sigui una amplia gama de "blancs"
El rPET perd transparència i en aplicar-se en envasos de manera directa, segons el producte envasat, pot disminuir la qualitat percebuda
El color és un factor clau per a l'aplicació dels plàstics, per la qual cosa una gamma cromàtica reduïda de grisos i negres disminueix el mercat dels materials i condiciona el seu valor com a residu. En resum disminueix la reciclabilitat efectiva del material per veure's reduït el rang d'aplicabilitat.
Ampoller Zig-Zag apilable i compactable. Dissenyat per Estudi Blanc i fabricat amb plàstic reciclat de la fracció 'mix'.
Si no es treballen aspectes com l'estètica i l'acabat superficial en segons quines aplicacions, l'usuari pot rebutjar el nou material per una baixa qualitat percebuda.
Propietats tècniques dels plàstics reciclats
El reciclatge mecànic dels plàstics és un procés que normalment implica una modificació de les propietats tècniques dels materials, generalment en sentit descendent.
Qüestions com les mescles amb altres plàstics, la presència d'additius o altres contaminants són els aspectes principals que afebleixen el material reciclat. Per exemple, restes d'alumini o d'etiquetes de paper poden fins i tot fer no viable el material obtingut. En aquest sentit, el design for recycling tracta de millorar aquests problemes perquè el reciclatge sigui òptim i les propietats dels materials es modifiquin el menys possible.
Assaig de flexió de plàstic reciclat postconsum procedent d'envàs realitzat per OiKo
D'altra banda, el propi procés de reciclatge mecànic basat en el triturat i la fusió tèrmica del material inevitablement afecta a la composició i estabilitat de les cadenes polimèriques que componen els materials plàstics. Així doncs, els successius cicles mecànic-tèrmics afebleixen els enllaços moleculars i dona lloc a materials més febles tant per una menor rigidesa com per una major fragilitat.
Dos dels paràmetres més significatius que caracteritzen un material a nivell de propietats mecàniques són el mòdul de Young ( E )i el límit elàstic(σ)
Propietats mecàniques HDPE reciclat
Polímer
HDPE (extrusió)
HDPE.SoapBottle.NoLL
HDPE.SoapBottle.All
HDPE.Mix
HDPE.Ex1
HDPE.Ex2
HDPE.Ex3
HDPE mitja
480,00
318,42
346,67
420,54
171,18
166,92
239,38
277,18
33,00
48,40
41,60
47,10
29,10
22,20
38,30
37,78
1,47
1,26
1,43
0,88
0,67
1,16
1,14
E [MPa]
σ [MPa]
Q (E)
Q (σ)
0,66
0,72
0,88
0,36
0,35
0,50
0,58
La qualitat dels materials és el paràmetre que defineix la variació de les propietats i es representa amb la lletra Q . La xifra que s'obté és el percentatge de propietats que es mantenen de manera que una Q de 0,58 vol dir que el material reciclat posseeix un 58% de les propietats de l'original verge o cosa que és el mateix ha disminuït un 42% d'aquestes propietats. En canvi si la Q és de 1,14 vol dir que aquesta relació de propietats s'ha vist incrementada.
L'afectació a les seves propietats vindrà determinada pel tipus de plàstic i per la seva procedència ja que sectors d'aplicació com l'envàs són més propicis a les contaminacions amb altres materials o amb matèria orgànica. Per exemple una ampolla de sabó el cos del qual és de HDPE bufat té un tap de PP injectat que quedarà barrejat. En una safata serà normal que incorpori un film protector que també quedarà incorporat en la massa del material reciclat. No obstant això en altres productes com pugui ser una cadira de terrassa o una galleda de neteja el material serà homogeni. És també una realitat, com queda reflectit en les taules, que les propietats del material reciclat vagi variant depenent dels lots, la qual cosa dificulta fins i tot més l'estandardització dels processos i requereix d'una experiència que permeti anticipar-se a les possibles problemàtiques.
Propietats mecàniques PP reciclat
Polímer
PP
PP.Dairy
PP.MixFoodTray
PP.Fruit
PP.Meat.NoFoil
PP.Meat.DS
PP.Meat.All
PP.Mix.DS
PP.Mix.All
Mitja PP safata
PP.Ex1
PP.Ex2
PP.Ex3
Mitja PP altre
1340,00
380,30
317,50
226,89
341,67
320,99
325,64
286,21
309,76
313,62
1047,83
1377,78
1105,45
1177,02
35,00
25,10
25,40
27,00
28,70
26,00
25,40
24,90
25,40
25,99
24,10
24,80
23,60
24,17
-
0,28
0,24
0,17
0,25
0,24
0,24
0,21
0,23
0,23
0,78
1,03
0,82
0,88
-
0,72
0,73
0,77
0,82
0,74
0,73
0,71
0,73
0,74
0,69
0,71
0,67
0,69
E [MPa]
σ [MPa]
Q (E)
Q (σ)
Així doncs, polietilens i polipropilès són els que perden més propietats el que fa imprescindible la seva dilució amb material verge i el redisseny dels productes amb increment en els gruixos de paret, nervats etc. El PET, en canvi, si es recicla en un flux net d'ampolles per exemple, i no es barreja amb safates multicapa, es pot mantenir en molt bon estat i utilitzar-se amb les mateixes garanties que el verge.
Quant als plàstics tècnics, per la seva naturalesa i composició no presenten grans pèrdues ni de E ni de σ encara que és habitual que fragilitzin de manera sensible pel que les peces hauran de ser redissenyades tenint en compte aquest aspecte. En qualsevol cas, sempre han de barrejar-se amb un % més o menys elevat de plàstic verge que homogeïnitzi les propietats.
Propietats mecàniques PET reciclat
Polímer
PET
PET.Mix.DS
PET.Mix.All
PET.MixTray
PET.Fruit.DS
PET.Fruit.All
PET.BevBottle.NoLL
PET.BevBottle.DS
PET.BevBottle.All
Mitja PET
1405
1068
1213
1193
1425
1104
1052
1169
1029
1156,59
-
0,65
0,50
0,63
1,01
0,50
0,40
0,61
0,52
0,51
E [MPa]
σ [MPa]
Q (E)
Q (σ)
55,50
36
28
35
17
28
22
34
29
28,54
-
0,76
0,86
0,85
1,14
0,79
0,75
0,83
0,73
0,82
Les mostres de PET reprocessades clarament no representa la matèria primera desitjable i és possible que no siguin adequades per a cap aplicació, si no s'ha fet un procés d'assecat adequat. La reciclabilitat del PET depèn de la seva Viscositat Intrínseca-VI i aquesta es pot veure afectada si es queda humitat atrapada, resultant en una disminució de la mateixa VI i, per tant, del seu rendiment mecànic. Aquests no es poden utilitzar per a aplicacions que estiguin en contacte amb menjar, primer s'han de descontaminar i això s'aconsegueix revertint el procés d'hidròlisi.
Disponibilitat
Els proveïdors de plàstics reciclats són tan habituals i accessibles com poden ser els de qualsevol altra matèria primera. La dificultat principal es planteja en la no estandardització dels materials reciclats que impedeix en molts casos una aplicació directa, com si és comuna en altres materials. D'altra banda, la variabilitat intrínseca en el flux reciclat fa que existeixin unes certes dificultats que els proveïdors de processos de fabricació consideren una barrera i impedeixen l'aplicació en sectors nous.
Diferents lots de PC reciclat subministrat pel mateix proveïdor amb mesos de diferència entre una compra i altra.
Segons l'origen del plàstic reciclat, propietats com la fluidesa o la rigidesa poden variar entre un lot i un altre. Per evitar trencaments, la proporció entre verge i reciclat i els paràmetres de fabricació s'han d'ajustar amb cada nova compra de material.
Conèixer els plàstics reciclats
Plàstics verges
Plàstics reciclats
Qualitat
Constant
Variacions depenent de la puresa del fluix i la seva degradació
Disponibilitat
Alta
Variable segons recollida de residu i segons tipus de plàstics i font de procedència
Superfície
Bon acabat superficial
Color
Flexibilitat en tons i gammes de colors
Dificultat en obtenir superfícies contínues i/o brillants
Principalment colors grisos i negres. Variabilitat segons procedència. Alta dificultat en obtenir colors blancs o transparents
Olor
Sense res destacable
Cadena de
subministrament
Ampli ventall d’industrials i marques comercials
Pot fer una olor no agradable sobre tot quan ha estat en contacte amb aliments
Numero limitat de proveïdors de matèria secundaria i de transformadors amb expertise
Suport tècnic
Fort recolzament per part de proveïdors i altres actors al cicle de vida
Preu
Molt variable segons condicions de mercat del petroli
Baix nivell de suport tècnic. Coneixement específic
Molt mes estable que el verge. Els graus convencionals de reciclat son mes barats. Els de molt alta qualitat per a aplicacions com automoció o alimentaria solen ser mes cars.