El potencial de los residuos de vidrio en la industria cerámica: un ejemplo de economía circular

El vidrio constituye un excelente ejemplo paradigmático de economía circular


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El vidrio constituye un excelente ejemplo paradigmático de economía circular. Esto es, un modelo basado en un aprovechamiento eficiente de recursos, mediante la reducción en el consumo de materias primas y la transformación de los residuos generados en nuevos recursos materiales, de forma que el final de la vida útil de cualquier producto no signifique su abandono en un vertedero. En el caso que nos ocupa, el vidrio es un material 100% reciclable, que puede reciclarse infinitas veces sin perder ninguna de sus propiedades características, ni en cantidad ni en calidad, lo que hace de él un material extraordinariamente valioso que, en determinados procesos productivos, es capaz de reemplazar con suficientes garantías a las materias primas tradicionales, alcanzándose una alta eficiencia en el empleo de recursos.

Existen diversos tipos de residuos de vidrio con distintas composiciones químicas y características técnicas según la aplicación de la que proceden. En este sentido encontramos los envases de bebidas y alimentos, los residuos generados en la construcción y demolición de edificios, los procedentes de la industria del automóvil, así como aquellos que provienen de lámparas y pantallas de dispositivos electrónicos, entre otros. Sin embargo, no todos estos residuos de vidrio se reciclan por igual. Así, mientras que la tasa promedio de reciclaje de envases en la Unión Europea es de cerca del 76%, el vidrio procedente de la demolición de edificios al final de su vida útil casi nunca se recicla. Concretamente, se tritura junto con el resto de los materiales de construcción y se deposita en vertederos. Se trata así de un residuo con un bajo valor de mercado dado que no existen sistemas de recogida debidamente organizados para generar lo que sería una valiosa materia prima secundaria.

La simbiosis industrial es un instrumento englobado bajo el paradigma de la economía circular basado en el establecimiento de sinergias de intercambio y aprovechamiento entre sectores industriales. Existen diferentes tipos de interacciones capaces de enlazar sectores tradicionalmente alejados, como por ejemplo las denominadas sinergias de sustitución, basadas en la reutilización de corrientes residuales. No obstante, la transformación de subproductos y residuos en materias primas secundarias, que puedan volver a inyectarse en el mercado, no es algo trivial, ya que estas materias secundarias afrontan una serie de desafíos en su competencia con las primarias, no solo por razones ligadas a su seguridad, sino también por su rendimiento, disponibilidad y coste.

En el caso de la industria cerámica, la reutilización de residuos de vidrio en la fabricación de pavimentos y revestimientos exige de una reformulación de las pastas y de los esmaltes, así como de las variables de proceso, de forma que el producto final responda satisfactoriamente a las exigencias del mercado desde un punto de vista técnico. Tal y como se describe en el reciente trabajo de revisión de Michele Dondi, uno de los requisitos fundamentales para incorporar residuos en el proceso de fabricación cerámico es la inertización o inmovilización de determinados componentes peligrosos presentes en estos residuos, a través de las transformaciones físicas y químicas que tienen lugar en tal proceso. Este es un aspecto crucial, ya que, por ejemplo, un programa de cocción necesario para alcanzar los requisitos técnicos estándar (por ejemplo, la absorción de agua) podría inducir una movilización parcial de un determinado componente tóxico del material de desecho.

Existen diversos ejemplos que ilustran este potencial de los residuos de vidrio como materia prima secundaria en el proceso de fabricación cerámico, tales como el proyecto LIFE ECOVITRUM, que exploraba el uso de vidrio de televisores y pantallas de ordenador obsoletos, o el trabajo llevado a cabo por Quereda y cols. sobre el uso de residuos de lámparas y tubos fluorescentes como fundente en la fabricación de soportes cerámicos.

Otro ejemplo que resulta especialmente interesante es el estudio publicado recientemente por Bernardin y cols., en el que se muestra la incorporación de residuos vidrio laminado en la fabricación de fritas y esmaltes cerámicos. El vidrio laminado se trata de un material que resulta de la unión de dos o más láminas de vidrio, intercalando entre ellas una o más láminas de un material polimérico, generalmente PVB (polivinil butiral), consiguiendo la combinación de las propiedades específicas del vidrio, como transparencia y durabilidad, junto con otras propias del polímero en cuestión, concretamente propiedades mecánicas como el comportamiento en caso de fractura. En este caso, la película de PVB evita que se desprendan fragmentos de vidrio, evitando el peligro que conlleva su proyección y confiriendo seguridad al material, algo que justifica su uso extensivo en la industria del automóvil y en arquitectura, entre otros. Sin embargo, la complejidad de los procesos de separación necesarios para separar las láminas de vidrio de la resina polimérica dificulta notablemente la reutilización de este tipo de residuos.

Motivados por analogías en cuanto a la composición química entre el vidrio laminado y una amplia gama de fritas comerciales, estos investigadores brasileños han conseguido incorporar hasta un 8% de estos residuos en la producción de fritas empleadas en la fabricación de esmaltes cerámicos. Tras su aplicación sobre distintos soportes cerámicos, se ha observado como las composiciones que incorporan fritas obtenidas a partir de estos residuos de vidrio son capaces de desarrollar una serie de prestaciones técnicas (blancura, brillo, dureza de Mohs, resistencia al ataque químico, etc.) muy similares a las obtenidas empleando fritas comerciales. Se trata pues, de un ejemplo más, que pone de manifiesto tanto la flexibilidad de la industria cerámica, como su potencial para alcanzar un modelo económico circular acorde con las directrices marcadas por la Unión Europea.

Microestructura de las capas integrantes de una baldosa cerámica. Fuente: Materials Chemistry and Physics

 


Artículo de Vicente Lázaro, responsable de la Unidad de Inteligencia Competitiva del ITC y del Observatorio Tecnológico Cerámico, José Planelles, técnico del ITC y del Observatorio Tecnológico Cerámico. Los autores han contado con la ayuda de Francisca Quereda, responsable de la Unidad de Composiciones Cerámicas del ITC.

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