ESCUELA POLITCNICA NACIONALFACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y AGROINDUSTRIACARRERA DE INGENIERA QUMICACTEDRA DE TRATAMIENTO DE DESECHOS SLIDOS

ANLISIS DE CICLO DE VIDA (ACV)

Botella Plstica Para Embotellar Agua (PET)

Integrantes:Chvez ChristianQuesps Pamela

Ing. Lucia MontenegroFecha de Entrega: 27/03/2014

ESTUDIO DE CASO: PRODUCCIN DE BOTELLAS PLSTICAS (PET) PARA AGUAAntecedentesNinguna de las especies actualmente existentes de los animales llegaron a existir espontneamente y su historia ancestral juega un papel importante en la explicacin de por qu se forman como lo hacen. La situacin es similar con las botellas de agua de plstico. Durante miles de aos, los seres humanos han necesitado transportar el agua, sin embargo, hemos existido y prosperado sin los plsticos, y en concreto sin botellas de agua de plstico. Los seres humanos tienen una larga historia de uso de los recursos naturales para transportar y almacenar el agua. Por ejemplo, los seres humanos han utilizado materiales naturales como calabazas, corteza, madera, bamb, hierbas, juncos, y varias partes de los animales con el fin de transportar y depositar el agua. Sin embargo en la actualidad el uso del plstico en forma de botellas es la forma ms utilizada para este fin, esto debido principalmente a su bajo costo y facilidad de produccin, adems de sus excelentes propiedades como: peso, efecto barrera, transparencia, entre otras.IntroduccinUna botella de tereftalato de polietileno se hace tpicamente de varias capas de plstico. Cada capa tiene una funcin diferente en el rendimiento de la botella. Por ejemplo, el interior de la botella, la parte que est en contacto con el lquido contenido en la botella, tpicamente se hace de PET virgen, o PET que est recin hecho para este propsito en lugar de ser reciclada. Las secciones centrales de la botella pueden o no se pueden hacer a partir de PET virgen y la etiqueta se hace con frecuencia a partir de un material diferente al PET como el papel o el cloruro de polivinilo (PVC). Luego, est la consideracin de la tapa. La tapa puede estar hecha de PET, pero con frecuencia contendr algn tipo de revestimiento, con frecuencia PVC, para evitar que el agua se filtre si la botella gira. Esta diversidad de material utilizado en una sola botella tiene un nmero de ventajas, pero tambin causa una serie de problemas. Es evidente que las decisiones de los materiales tienen un propsito, pero el eventual impacto de esas decisiones de diseo no parece ser dado como una consideracin cuidadosa. Por ejemplo, cuando se combinan mltiples tipos de plstico en un solo producto, se hace muy difcil y algunas veces imposible reciclar el producto al final de su vida. Incluso si los diferentes tipos de plstico no se fusionan, la separacin de los tipos de plstico puede convertirse en una tarea costosa. Cuando los plsticos no estn completamente separados antes de que se reciclen, el producto resultante no tendr las propiedades destinadas a causa de los contaminantes introducidos cuando los plsticos no fueron separados correctamente. Los nuevos productos hechos de los materiales plsticos reciclados tendrn propiedades no deseadas provocadas por los contaminantes, que pueden causar la falla del producto tales como el agrietamiento plstico o ser muy blandos. Una serie de pases, especialmente en Europa han aprobado leyes para alentar o exigir que el final de la vida del producto sea considerado desde sus inicios.OBJETIVOS Y ALCANCE DEL ESTUDIOEl objetivo del estudio es analizar la produccin de una botella de plstico (PET) y evaluar la disposicin adecuada de los productos intermedios de descarte que se han utilizado a lo largo de su Ciclo de Vida desde la materia prima que se requiri, hasta cuando la botella plstica se convierte en desecho.Produccin De botellas PET

Figura 1: Diagrama de bloque general produccin de botellas PETNACIMIENTO: EL FANGO PRIMORDIAL A LA QUMICA DE LA VIDA BOTELLALa mayora de las botellas de plstico estn hechas de productos originados a partir de gas natural y de los destilados de petrleo. As, la historia de la botella de plstico comienza necesariamente con el petrleo y el proceso de destilacin. Cracking del PetrleoEl petrleo es la fuente de la mayora de los productos qumicos utilizados para la fabricacin de plsticos. Para algunos plsticos, como el polietileno y el tereftalato de polietileno, se pueden obtener sus monmeros a partir de metano y gas natural. Sin embargo, casi todos los plsticos utilizan alguna forma de destilado de petrleo. El craqueo de petrleo es la forma en que los diferentes componentes, o las diferentes cadenas de hidrocarburos, se separan del caos que es el petrleo crudo.El craqueo de petrleo se basa en la idea de que cada qumico se volatiliza, o se evapora, a una temperatura diferente. En la destilacin del petrleo, hay muchos compuestos que los destiladores desean capturar, por lo que la destilacin se produce usando muchas temperaturas diferentes, en lugar de slo una, como en la destilacin de alcohol.

Figura 2: Torre de DestilacinEl petrleo ingresa en una columna de destilacin. Se aplica calor y algunas de las cadenas de polmero ms cortas inherentes en el crudo se volatilizan y se levantan a travs de la columna hasta que se encuentran con un plato que es lo suficientemente fro para que se condense. Las cadenas de polmero ms largas se separan de una manera similar al final de la columna. Cada plato est a una temperatura diferente, por lo que diferentes molculas se condensar en ella. De cada plato, se retira el condensado y, a veces es refinado an ms, segn sea necesario. Las cadenas ms largas y pesadas, generalmente no se volatilizan y permanecen como un lquido o slido, que se mueve a otra ubicacin. La figura 1 muestra un esquema de una columna de destilacin, con sus platos o bandejas. Esta es una versin muy simplificada de un proceso muy complejo, por lo que slo unos pocos de los compuestos presentes en el aceite crudo se muestran.

La Figura 3 es un esquema que muestra el proceso de separacin que se produce en torres de destilacin.ESTRUCTURA QUIMICALa vida de una botella de agua comienza con la qumica involucrada en la fabricacin del plstico. La mayora de las botellas de agua, del tipo de plstico transparente estn hechos principalmente de tereftalato de polietileno o PET (a veces PETE) . El PET es un polmero sinttico hecho de unidades repetitivas de C 10H8O4.

La Figura 4 Se muestra un diagrama del monmero de PET.

El PET se obtiene generalmente con la polimerizacin por condensacin de etilenglicol y cido tereftlico o tereftalato de dimetilo , con la creacin de un subproducto de agua o metano . El PET puede ser bastante rgido, lo cual es un inconveniente para la mayora de sus aplicaciones, por lo que un plastificante, di ( 2 - etilhexil ) ftalato o DEHP, entre otros se utilizan para hacer que sea un poco ms flexible. CARACTERSTICAS FSICAS DE LA BOTELLA _ FORMACINTodas las botellas de PET comienzan en forma de grnulos o pellets de tereftalato de polietileno, ya sean nuevos o reciclados, o un poco de ambos. Si se necesitan aditivos como plastificantes o de color en el producto final, una extrusora es lo que se utiliza con frecuencia para mezclar los aditivos con PET porque la mayora de los extrusores son excelentes mezcladores tambin. El moldeo por inyeccin es el proceso utilizado para hacer "preformas" que posteriormente se les da forma en la mquina de moldeo por estirado-soplado. La mquina de moldeo por estirado-soplado forma las botellas en su forma final.Las siguientes secciones describen en detalle cmo se utilizan estas tcnicas para hacer botellas de PET. ExtrusinLa extrusin es el proceso de forzar una sustancia a travs de una pieza agujereada, denominada una matriz, formando cadenas largas de la sustancia. En el proceso de formacin de una botella de PET, las extrusoras son generalmente usadas slo para mezclar los ingredientes antes del moldeo por inyeccin. La extrusora tiene varias partes: La tolva es bsicamente un embudo gigante en dnde se alimentan pellets o escamas en la extrusora. En el caso de botellas de PET, generalmente el producto se corta a partir de una barra extruida en grnulos (pellets) para su uso posterior en la mquina de moldeo por inyeccin. La Figura 5 muestra un diagrama de generalizado del proceso.

El moldeo por inyeccinEl proceso de moldeo por inyeccin comienza de una manera similar al proceso de extrusin, pero las etapas finales son bastante diferentes. Como en la extrusin, el moldeo por inyeccin se inicia con grnulos de pellets que son introducidos en un tubo largo, climatizada. En cualquier caso, el plstico fundido se traslad a un depsito hasta que es forzado a salir a travs de una boquilla en un molde. El plstico se enfra en el molde y se liberan cuando se abre el molde. En la mayora de los casos, este proceso est casi totalmente automatizado Moldeo por estirado-soplado El moldeo por estirado-soplado se utiliza para crear las botellas de PET ya que el estiramiento en ambas direcciones ayuda a que las cadenas de polmero se alineen y cristalicen parcialmente, lo cual da a las botellas de PET una fuerza superior, tanto en las direcciones laterales y axiales. La vida til de una botellaLa botella de tereftalato de polietileno se utiliza principalmente para bebidas no alcohlicas, incluyendo refrescos, jugos, bebidas deportivas y agua. Adems, a veces se utilizan para el alcohol. Desafortunadamente, muchos de estos contenidos disuelven los plastificantes que se utilizan para hacer al PET flexible. El contenido y los plastificantes disueltos son luego consumidos. La principal preocupacin con los plsticos PET es que los ftalatos que se utilizan como plastificantes no estn unidos qumicamente al plstico y se filtran bajo condiciones de funcionamiento normales para las botellas. Aunque la cantidad de lixiviacin del ftalato en el contenido de las botellas es pequeo, la mayora de estos productos qumicos parecen mostrar tendencia a alteraciones endocrinas, incluso a niveles muy bajo. Estos disruptores endocrinos pueden causar defectos de nacimiento y pueden ser cancergenos. Muchos gobiernos, especialmente en Europa, han prohibido el uso de muchos ftalatos debido a la percepcin de peligro. De acuerdo con el departamento de salud y servicios humanos de Estados Unidos, el DEHP puede razonablemente considerarse que es un carcingeno humano." Muchas veces las personas deciden reutilizar las botellas usadas de PET para almacenar otros lquidos, pero esta prctica solo se puede realizar durante un corto periodo de tiempo, para evitar la contaminacin por plastificantes. As que necesariamente despus de un tiempo estas deben ser desechadas, y la mejor opcin es las de ponerlas en reciclaje.RECICLAJE DEL TEREFTALATO DE POLIETILENOUna gran gama de tecnologas se han desarrollado para la separacin y transformacin de materiales plsticos. El proceso de reciclaje en realidad se puede decir que comienza desde su nacimiento. Mientras ms partes y materiales se agreguen a la botella, ms difcil ser reciclar la botella al final de su vida til. El PET reciclado tiene un gran nmero de usos. Desde 1991, PET 100 % reciclado se ha utilizado contenedores de plstico para las frutas y hortalizas frescas. Desde 1992, el PET reciclado se ha utilizado en los estuches de plstico para productos de panadera con una capa de recubrimiento de PET virgen laminada sobre las superficies en contacto con alimentos. Desde 1993, el PET reciclado se ha utilizado en el centro de capas laminada de PET virgen, como un " sndwich " utilizado para botellas de lquidos suaves. En 1994 se permiti que una botella de refresco contenga 100 % de PET reciclado. Adems, el PET reciclado se utiliza para fabricar lminas para termoformado y pelculas para blisters; resinas para su uso en vehculos de ingeniera, y la fibra de lana, alfombras, y aplicaciones de materiales acolchados. Sin embargo, con el fin de ser reutilizado, el PET debe ser primero recogido, ordenado y limpiado. RecoleccinUna vez que los plsticos se han utilizado, con el objetivo de extender su vida til, se los reciclarn. Como se discuti anteriormente, algunos plsticos se reciclan ms fcilmente que otros. Sin embargo, cualquier plstico que va a ser reciclado debe ser recogido y llevado a una instalacin de procesamiento central. En el caso del PET se hace esto de varias maneras. Una manera inusual que se ha aplicado en algunas ciudades el mundo, es crear leyes en el que sea necesario entregar una botella de PET para poder comprar otra. Sin embargo, no todas las ciudades tienen leyes obligatorias de reembolso, esto significa que la botella debe ser recogida de otra manera. Los otros dos mtodos de recoleccin ms comunes son los centros de reciclaje y la separacin en las estaciones de transferencia. Una vez que se recoge el plstico , por lo general se vende a una instalacin de recuperacin de plsticos de algn tipo, hay diversos tipos, con variaciones menores en el trabajo que hacen. Clasificacin La clasificacin de los plsticos se pueden hacer ya sea manualmente, automticamente, o manualmente y automticamente. El mtodo utilizado depende de la fuente de plstico que entra en la planta de plsticos, el costo de funcionamiento de diferentes tipos de maquinaria de clasificacin y las necesidades o requerimientos del consumidor de plsticos utilizados. En casi todos los casos, los plsticos entrantes pasarn sobre una pantalla en la que los residuos sueltos se separan de los plsticos. A partir de ah, los recipientes de plstico por lo general pasaran a un sistema de cinta transportadora y a travs del proceso de clasificacin.La clasificacin manual se puede dividir en dos categoras. Clasificacin positiva es cuando los plsticos PET deseados, en este caso, se toman fuera de la cinta transportadora y se ordenan en otra banda o en una tolva. La clasificacin negativa es cuando la botella deseada se deja sobre la cinta y los indeseables se toman de la cinta. Muchas veces, la luz ultravioleta es utilizada para ayudar a separar los plsticos PET de los PVC, esto debido a que la botella PET tiende a emitir fluorescencia azul a la luz UV, mientras que las botellas de PVC tienden a emitir fluorescencia de color amarillo o verde a la luz UV. Sin embargo, esto significa un costo mayor. LimpiezaA veces las botellas llegan a una instalacin de procesamiento ya molido en trozos llamados escamas sucias. Esto es ms comn en los casos en que las botellas eran bastante homogneas, para empezar, como botellas de soda que salen de una mquina de la redencin en la tienda de comestibles. En otros casos, las botellas han venido de una instalacin inicial de clasificacin y se han molido en escamas de sucio a la venta. En cualquier caso, las escamas deben ser limpiadas antes de que puedan ser reutilizados.La limpieza general comienza con una rfaga de aire fresco; los bits ms ligeras de papel y pequeos trozos indeseables de plstico (finos), el polvo, la suciedad y otras impurezas se pueden separar de las deseadas escamas de PET.Las escamas de PET, a continuacin, toman un bao en un detergente que elimina ms suciedad, pegamento, etiquetas y otras cosas desagradables pegadas a las piezas de botella. Las piezas limpias se les permiten asentarse en el fondo, mientras que otros plsticos y pedazos de etiquetas flotan en la superficie. Este paso se lo realiza muchas veces en una centrifuga. Las escamas se dejan secar y, a veces son pasadas a travs de un separador electrosttico para eliminar trozos de metal. Las escamas limpias se convierten en los pellets y se pueden usar solos o con PET virgen para hacer nuevos materiales.EVALUACIN DE IMPACTOSLas botellas de plstico tienen impactos ambientales directos e indirectos, actualmente el costo de estos impactos ambientales no tiene comparacin con el pequeo beneficio o comodidad que las botellas nos ofrecen.La mayora de las botellas de plstico est hecha a base de tereftalato de polietileno (PET), derivado del petrleo crudo. Por s sola, la extraccin de petrleo genera gases contaminantes y daa el medio ambiente; pero el plstico libera toxinas adicionales. Ademas en promedio se necesitan 24 millones de galones de petrleo para producir mil botellas de plstico.El transporte del agua embotellada tambin agota recursos valiosos: en algunos casos, ms de un litro de gasolina por botella. Se estima que una de cada cuatro botellas de agua cruza al menos una frontera nacional por barco, tren o camin antes de ser consumida. Todos estos transportes emiten dixido de carbono y contribuyen al calentamiento global.El Pacific Institute calcula que en el proceso para producir una botella de agua de un litro se utilizan tres litros de agua. En las reas donde estn asentadas las plantas embotelladoras, la constante extraccin de agua puede conducir a un descenso en la tabla del agua, haciendo que las comunidades locales padezcan la escasez del preciado lquido.Algunos estudios estiman que alrededor de 60 millones de botellas de agua fueron recicladas en Europa en 2013. Ms de la mitad de todas las botellas usadas. El resto termin como desecho en depsitos de basura o en las aguas, en donde tardan cientos de aos en descomponerse.Las botellas recicladas son destruidas, derretidas y convertidas en pequeas cuentas de plstico. stas son vendidas a las empresas que fabrican objetos a base de plstico reciclado. De entre los productos derivados del plstico, uno de los ms populares es el forro o velln polar, una tela sinttica usada para la elaboracin de chaquetas y cobijas en Europa, y Ecuador se incursiono en la fabricacin de jens utilizando esta materia prima.Tomando en cuenta los recursos naturales que se requieren, el consumo de energa, agua, emisiones de CO2, generacin de aguas residuales y residuos slidos; la contaminacin de 1 botella de plstico es el equivalente a 8 veces el peso de la botella.El consumo global delPETse calcula en 12 millones de toneladas con un crecimiento anual de 6%. El problema ambiental delPETradica en que tan slo 20% delPETque se consume en el mundo se recicla, el resto se dispone en rellenos sanitarios y tiraderos a cielo abierto.

Figura 6: Datos de Europa 2007.

CONCLUSIONES El anlisis del ciclo de vida de la botella que se usa para envasar agua como objetivo primordial o nico, se lleg a la conclusin evidente que es un compuesto que genera un porcentaje alto de contaminacin residual, de forma directa o indirecta partiendo de los residuos tras su produccin hasta el final de su vida til, porque solamente el 20% de las botellas que se utilizan poseen una disposicin final como reciclaje.