HDPE reciclado será el foco del proyecto MultiCycCon, puesto en marcha por el Instituto Fraunhofer de Durabilidad Estructural y Fiabilidad de Sistemas (Fraunhofer LBF) y el Instituto Federal Alemán de Investigación y Ensayo de Materiales (BAM), la iniciativa analizará cómo los sucesivos procesos de reciclaje modifican las propiedades de este material.
La investigación se centrará en la resistencia a la fisuración por tensión ambiental del polietileno de alta densidad o PE-HD, esta característica resulta especialmente relevante cuando el material se utiliza en contenedores de transporte y envases destinados a materiales peligrosos.
Además, el proyecto busca desarrollar un método rápido para inspeccionar materiales reciclados de PE-HD, la herramienta permitiría detectar lotes inadecuados antes de incorporarlos a nuevos productos y favorecer una reutilización más segura del polímero.
El HDPE reciclado será sometido a diez etapas de extrusión
Para estudiar los efectos acumulativos del reciclaje, los investigadores trabajarán con tres materiales de HDPE que serán sometidos a un máximo de diez etapas de extrusión, algunas muestras también pasarán por procesos de envejecimiento termooxidativo o serán expuestas a radiación ultravioleta, posteriormente, volverán a procesarse para reproducir en laboratorio las condiciones que un material puede experimentar durante sucesivos ciclos de uso y reciclaje.
Este procedimiento permitirá observar cómo evolucionan las características del polímero a medida que aumenta el número de ciclos de procesamiento, Fraunhofer LBF analizará las propiedades mecánicas, la distribución del peso molecular, el comportamiento del material en estado fundido y los cambios químicos que se produzcan durante el proceso.
Por su parte, BAM estudiará la cristalinidad, la estabilidad frente a la oxidación y la resistencia al agrietamiento por tensión. También se realizarán ensayos de fluencia con entalla completa y análisis de las superficies de fractura para observar cómo se originan y avanzan las grietas.
Proyecto MultiCycCon comparará materiales envejecidos y reciclados
Los ensayos también incluirán materiales reciclados procedentes de aplicaciones reales, los investigadores los compararán con muestras sometidas a envejecimiento artificial para determinar cómo influyen la degradación y el procesamiento repetido en su capacidad de reutilización, de esta manera, MultiCycCon busca establecer si existe un punto en el que los sucesivos ciclos de procesamiento comienzan a limitar el uso seguro del HDPE reciclado. Esta cuestión adquiere especial importancia en contenedores que deben mantener determinadas prestaciones durante toda su vida útil, una reducción de la resistencia a la fisuración podría afectar el comportamiento del material frente a esfuerzos prolongados y condiciones ambientales adversas.
Nuevos requisitos de contenido reciclado desde 2030
A partir de 2030 entrarán en vigor requisitos mínimos obligatorios de contenido reciclado para los envases de materiales peligrosos, sin embargo, todavía existe una brecha de conocimiento sobre el efecto de múltiples ciclos de reciclaje en la resistencia al agrietamiento por tensión del HDPE. Actualmente, los métodos de verificación no consideran de forma explícita esta propiedad en los materiales reciclados, además, los ensayos de tipo utilizados para lotes de hasta 25 toneladas métricas requieren procesos prolongados, por esta razón, uno de los objetivos técnicos de MultiCycCon es desarrollar una inspección de entrada más rápida que permita evaluar la calidad del material antes de su procesamiento.
Inspección rápida para detectar lotes inadecuados
Con esta metodología, los fabricantes de materiales reciclados, procesadores y productores de contenedores podrían identificar con antelación aquellos lotes que no cumplen las condiciones necesarias. Una evaluación más rápida también permitiría reducir defectos de producción y evitar determinados procesos de verificación que requieren más tiempo. La información obtenida ayudaría a decidir qué materiales pueden regresar de forma segura a nuevos ciclos productivos.
El proyecto también pretende facilitar ciclos cerrados de materiales y conservar recursos mediante un mejor aprovechamiento del HDPE reciclado, sin reducir las exigencias de seguridad aplicables a los contenedores de materiales peligrosos, los investigadores esperan que los conocimientos obtenidos puedan aplicarse posteriormente a otras aplicaciones fabricadas con polietileno de alta densidad.
MultiCycCon está financiado dentro del programa de Investigación Colectiva Industrial (IGF), bajo el número de subvención 01IF25124N. Este esquema facilita a pequeñas y medianas empresas el acceso a resultados de investigación aplicada y precompetitiva.
Fuente: Hydrocarbon Processing
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