La resposta breu a les dues preguntes és sí-però la resposta més llarga requereix desembalar què significa "reutilitzable" a la pràctica i què significa "reciclable" en el context dels sistemes de residus municipals que no s'han dissenyat per a teixits de polipropilè no teixits.
El polipropilè no-teixit s'ha convertit en el material dominant per a bosses promocionals i comercials durant les dues últimes dècades. El material és lleuger, fort pel seu pes, de baix cost de produir i accepta fàcilment gràfics impresos. Però aquestes mateixes propietats creen complicacions quan la bossa arriba al final de la seva vida útil.
Aquest article examina la ciència dels materials, l'evidència del cicle de vida i les realitats pràctiques de la reutilització i el reciclatgeBossa de queviures no teixidas.
Què significa realment "-no teixit".
El terme "no-teixit" descriu un mètode de fabricació de teixits, no una composició química específica. En el context de les bosses de queviures, el material gairebé sempre és polipropilè filat (PP)-un polímer termoplàstic derivat del gas propilè, que es produeix a partir de propà o nafta en el refinament del petroli o el processament del gas natural.
La fabricació de Spunbond funciona així: els pellets de polipropilè es fonen, s'extrudeixen a través de centenars de petits broquets per formar filaments continus i després es col·loquen sobre un cinturó mòbil amb un patró web aleatori. Aleshores, la banda s'uneix-normalment per calor i pressió a través de corrons de calandrat, o de vegades mitjançant punxonat-agulla o unió química-per crear una làmina coherent. El resultat sembla i se sent una mica com un drap, però no està teixit. No hi ha fils d'ordit i de trama entrellaçats en angle recte. La integritat estructural prové totalment de la xarxa de filaments units.
Recerca sobre les propietats mecàniques dels teixits no teixits filats, publicat aRevista de fibres i teixits d'enginyeriai revistes d'enginyeria de polímers relacionades, mostra que la resistència a la tracció en la direcció de la màquina (la direcció en què es van col·locar els filaments) és normalment entre un 30 i un 60% més alta que en la direcció transversal-de la màquina. Aquesta anisotropia és important per a la durabilitat de la bossa: una bossa de queviures que falla al punt de fixació del mànec sol fallar perquè la càrrega s'aplica a l'eix feble de la làmina no teixida.
Reutilitzabilitat: quants viatges?
La afirmació reutilitzable de les bosses de polipropilè no-teixides es basa en dues propietats: el material no s'esquinça fàcilment amb una càrrega normal i les nanses-si es reforcen adequadament-suporten cicles d'aixecament repetits.
Els estudis que han intentat quantificar els cicles de reutilització solen definir el "final de la vida útil" com el punt en què la bossa desenvolupa un forat més gran que una mida especificada, perd un mànec o pateix una degradació superficial tan severa que l'usuari la descarta. Un estudi d'avaluació del cicle de vida (ACV) que compara bosses de plàstic d'un sol -ús, bosses de paper, bosses de cotó i bosses de polipropilè no-teixides-Ciència i tecnologia ambientalsi revistes similars-va trobar que una bossa de polipropilè no-teixida s'havia de reutilitzar aproximadament entre 11 i 26 vegades per tal d'arribar a la igualtat amb una bossa de polietilè de baixa densitat (LDPE){-d'ús-per -ús, depenent de la categoria d'impacte que es mesura (canvi climàtic, consum d'aigua, eutrofització, etc.).
L'ampli rang d'aquesta estimació reflecteix diferències metodològiques en el modelatge de l'ACV. Els estudis que suposen que la bossa no-es reutilitza 50 o 100 vegades produeixen perfils ambientals molt favorables. Els estudis que suposen que només es reutilitza entre 5 i 10 vegades produeixen resultats menys favorables.
La taxa de reutilització pràctica és la variable que determina el resultat ambiental real. Les enquestes de comportament dels consumidors, compilades per agències com l'Agència de Medi Ambient del Regne Unit i organismes similars d'altres jurisdiccions, indiquen que molts consumidors tracten les bosses promocionals de teixit no-com a articles d'un sol-ús malgrat la seva reutilització tècnica. La bossa s'adquireix gratuïtament en una fira o amb una compra, s'utilitza una o dues vegades, i després es guarda en un calaix o es descarta. En aquests casos, la comptabilitat ambiental canvia dràsticament: una bossa tècnicament reutilitzable que no es reutilitza no ofereix cap avantatge respecte a una alternativa d'un sol -ús.
A Bosses de queviures no teixidesun programa que inclou un impuls de comportament-com ara un missatge que es mostra al punt de venda o un petit descompte per cada reutilització-produeix constantment un recompte mitjà de reutilització més elevat en les proves de camp. La capacitat tècnica del material no és el factor limitant; la formació d'hàbits de consum és.
Degradació i vida útil
El polipropilè es degrada quan s'exposa a la radiació ultraviolada (UV), la temperatura elevada i l'abrasió mecànica. Les proves d'exposició a l'aire lliure realitzades segons ASTM D1435 (pràctica per a la intempèrie a l'aire lliure de plàstics) mostren una pèrdua de resistència a la tracció i un encreixament de la superfície visible en teixits de polipropilè filat en un període de 3 a 6 mesos d'exposició contínua a l'exterior, depenent de la latitud geogràfica i la intensitat UV estacional.
Per a una bossa de queviures que es guarda a l'interior i que s'utilitza periòdicament, la vida útil és molt més llarga-normalment d'1 a 3 anys d'ús habitual abans que la fixació del mànec falli o el teixit desenvolupi un trencament irreparable. El factor limitant normalment no és la degradació del polímer, sinó la fatiga mecànica als punts de concentració d'estrès: costures de fixació del mànec, cantonades doblegades i zones on la tinta impresa ha endurit el teixit i ha creat un lloc d'inici-esquerda.
L'addició d'estabilitzadors UV i paquets antioxidants durant la producció de pellets de polipropilè allarga significativament la vida útil a l'aire lliure. La majoria de bosses comercials de teixit no-destinades a mercats a l'aire lliure (bosses de platja, bosses de mercat de grangers) incorporen aquests additius. La contrapartida-és que el polipropilè estabilitzat és més resistent a la degradació ambiental fins i tot en abocadors o entorns de compostatge, cosa que complica la gestió del final-de-la vida útil.
Reciclabilitat: la resposta tècnica vs. la resposta pràctica
Tècnicament, el polipropilè és reciclable. Es classifica com a codi d'identificació de resina #5 a l'estàndard ASTM D7611 / ASTM D7611M per als codis d'identificació de resina. Els flocs nets de polipropilè es poden fondre-processar en pellets reciclats i després en productes nous-normalment no-aliments- en contacte com ara components interiors d'automòbils, caixes de bateries o bancs d'aparcament.
Pràcticament,Bosses de queviures no teixidespoques vegades es reciclen mitjançant sistemes de vorera. Les raons són tant tècniques com econòmiques:
Contaminació.Les bosses de queviures acumulen residus d'aliments, greix, brutícia i tinta. Les instal·lacions de reciclatge classifiquen els plàstics barrejats per tipus de resina mitjançant espectroscòpia d'infrarojos propers (NIR) o flotació de densitat. La tela no-teixida contaminada pot estar mal-ordenada o pot contaminar un lot d'escates netes, reduint la qualitat de la producció reciclada.
Enredament de fibres en equips de classificació.Els teixits no-teixits poden enganxar-se a les pantalles de classificació i als transportadors més fàcilment que els contenidors de plàstic rígid. Les instal·lacions de recuperació de materials (MRF) estan optimitzades per a ampolles, envasos i envasos rígids-no teixits flexibles. L'entrellat provoca temps d'inactivitat i augmenta els costos de manteniment.
Valor material baix.El polipropilè té un preu de mercat més baix que el PET (núm. 1) o HDPE (núm. 2). El factor de forma prima i de baixa-densitat d'una bossa no-teixida produeix molt poca massa de polímer recuperable per article. L'economia de la recollida, la classificació, la neteja i el reprocessament de les bosses de teixit no-poques vegades es dediquen a programes municipals de reciclatge.
Alguns minoristes i distribuïdors de productes promocionals han establert programes de recuperació-que canalitzen bosses no-teixides a recicladors especialitzats. Aquests programes funcionen agregant el volum i pre{3}}ordenant el material abans que arribi al reciclador, la qual cosa millora l'economia. Però aquests programes cobreixen una petita fracció del volum total de bosses en circulació.
Reciclatge tèrmic i valorització energètica
Quan no es disposa de reciclatge mecànic, el polipropilè es pot incinerar per a la recuperació energètica. El poder calorífic del polipropilè és aproximadament 46 MJ/kg-més alt que el carbó i comparable al dièsel. Les instal·lacions modernes de-a-energia de residus equipades amb reducció catalítica selectiva per al control de NOx i filtres de teixit per a l'eliminació de partícules poden recuperar entre el 20 i el 25% de l'energia d'entrada en forma d'electricitat, i la resta es rebutja com a calor de baix grau-.
La Directiva marc de residus de la Unió Europea (2008/98/CE, modificada) classifica la valorització energètica com a preferible a l'abocador però subordinada al reciclatge en la jerarquia de residus. Per a les bosses no-teixides que no es poden reciclar mecànicament a causa de la contaminació o la manca d'infraestructura local, els residus-a-energia representen una ruta d'eliminació socialment preferible en comparació amb els abocadors, on el material persisteix essencialment indefinidament en condicions anaeròbies.
Vessió de microplàstics
Una preocupació més recent a la literatura d'investigació és si els teixits de polipropilè no teixits -pertenen partícules microplàstiques durant l'ús i el rentat. Els estudis que examinen l'alliberament de microfibra dels tèxtils sintètics, inclosos els teixits no-teixits, han detectat l'alliberament de partícules durant l'agitació mecànica (com ara el tambor d'una rentadora). La magnitud de l'alliberament de les bosses de queviures no-no teixides específicament no s'ha estudiat tan àmpliament com la dels tèxtils de polièster teixits o de punt, però el mecanisme és similar: el contacte abrasiu trenca els filaments als seus punts d'enllaç i els fragments alliberats entren al corrent d'aigües residuals.
Recerca publicada aCiència del Medi Ambient TotaliButlletí de Contaminació Marinasobre l'alliberament de microplàstics dels materials basats en PP-suggereix que les partícules vessades solen estar entre 50 i 500 micròmetres-prou petites com per passar per molts sistemes de filtració de les instal·lacions de tractament d'aigües residuals i entrar a les aigües superficials. El destí ambiental dels microplàstics de polipropilè és una àrea de recerca activa; L'evidència actual indica que els microplàstics de PP suren a l'aigua dolça i a l'aigua de mar (perquè la densitat de PP és menor que l'aigua) i es fotodegraden gradualment sota l'exposició UV, però l'escala de temps per a la mineralització completa es mesura en dècades en lloc d'anys.
Els consumidors que renten les bosses de queviures no-de polipropilè per eliminar les taques o les olors dels aliments han de tenir en compte que el rentat accelera l'eliminació de la microfibra. El rentat de mans-en aigua freda amb una agitació mínima redueix però no elimina l'efecte. L'assecat en línia-en lloc de l'assecat a màquina-també redueix l'abrasió mecànica.
Comparant les vies del final-de-vida
El marc d'avaluació del cicle de vida definit a les normes ISO 14040 i ISO 14044 ofereix una manera estructurada de comparar els escenaris de final-de-vida. Les vies rellevants per a una bossa no-de polipropilè són:
Reutilització (vida útil allargada):Retarda el final--de la vida útil i amortitza l'impacte inicial de la producció durant més cicles d'ús. Aquest és gairebé sempre l'ús de més valor-de la bossa.
Reciclatge mecànic:Converteix el material en un producte de polipropilè diferent. Produeix un nou polímer però amb propietats mecàniques reduïdes en comparació amb el material verge (escissió de la cadena de polímers durant el reprocessament).
Recuperació d'energia:Recupera el contingut calorífic com a calor i electricitat. No recupera el polímer, però desplaça el consum de combustible fòssil a la central elèctrica.
Abocador:Cap recuperació de material o energia (a la majoria de jurisdiccions; alguns abocadors capturen metà dels residus orgànics co{0}}eliminats, però el polipropilè no produeix metà important perquè no té enllaços hidrolitzables). El material persisteix durant dècades o segles.
Alliberament de deixalles / medi ambient:La bossa entra a l'entorn natural. La fotodegradació finalment trenca el polímer en fragments més petits, però la mineralització completa a CO2 i aigua en condicions ambientals és extremadament lenta.
Els estudis de l'ACV classifiquen constantment aquestes vies en l'ordre indicat anteriorment: primer la reutilització, després el reciclatge mecànic, després la recuperació d'energia, després l'abocador i després la deixalleria. La classificació és sòlida en diverses categories d'impacte, tot i que la magnitud de la diferència entre el reciclatge i la recuperació d'energia varia segons l'eficiència de la instal·lació local de residus-a-energia.
Recomanacions pràctiques
Per als consumidors i els agents de compres que especifiquenBosses de queviures no teixidesper a ús comercial o promocional, s'apliquen diverses consideracions basades{0}}en evidències:
Especifiqueu un pes base més pesat.Els teixits del rang de 80 a 120 g/m² suporten més cicles de reutilització que els teixits de 60 g/m² abans de desenvolupar falles de costura de mànec-. La massa de polímer addicional es compensa amb una vida útil ampliada si les taxes de reutilització són comparables.
Reforça els punts de fixació del mànec.L'enllaç tèrmic o la costura de barra-adherència a les unions de la mànec-redueix el mode de fallada més comú.
Inclou missatges de reutilització.Les bosses que porten un missatge imprès sobre objectius de reutilització (p. ex., "Aquesta bossa ha substituït X bosses d'un sol -ús") es correlacionen amb una freqüència de reutilització més alta observada en estudis de comportament.
Establiu un canal de recuperació-de-vida-al final.Fins i tot un simple contenidor de recollida al punt de distribució millora la probabilitat que les bosses arribin a un reciclador mecànic en lloc d'un abocador.
Evita assumir la compostabilitat.El polipropilè no és compostable segons cap norma reconeguda habitualment (EN 13432, ASTM D6400). Les bosses amb l'etiqueta "PP biodegradable" contenen normalment un additiu que afavoreix la degradació oxidativa, però el producte final segueix sent fragments de microplàstics, no assimilació biològica. La directiva 2019/904 de la Comissió Europea sobre plàstics d'un sol -ús aborda explícitament les preocupacions sobre els plàstics oxo-degradables, assenyalant que no provoquen una biodegradació completa en un període de temps raonable.
Referències
- ASTM Internacional.ASTM D1435: Pràctica estàndard per a la meteorització exterior de plàstics. ASTM, West Conshohocken, PA.
- ASTM Internacional.ASTM D7611 / D7611M: pràctica estàndard per a la codificació d'articles fabricats amb plàstic per a la identificació de resina. ASTM, West Conshohocken, PA.
- ASTM Internacional.ASTM D6954: Guia estàndard per a l'exposició i prova de plàstics que es degraden al medi ambient per una combinació d'oxidació i biodegradació. ASTM, West Conshohocken, PA.
- ASTM Internacional.ASTM D6400: Especificació estàndard per a l'etiquetatge de plàstics dissenyats per ser compostats aeròbicament en instal·lacions municipals o industrials. ASTM, West Conshohocken, PA.
- Organització Internacional per a la Normalització.ISO 14040: Principis i marc de gestió ambiental - Avaluació del cicle de vida -. ISO, Ginebra, 2006.
- Organització Internacional per a la Normalització.ISO 14044: Gestió ambiental - Avaluació del cicle de vida - Requisits i directrius. ISO, Ginebra, 2006.
- Parlament Europeu i Consell.Directiva 2008/98/CE sobre residus (Directiva marc de residus). Diari Oficial de la Unió Europea, 2008.
- Comissió Europea.Directiva (UE) 2019/904 relativa a la reducció de l'impacte de determinats productes plàstics en el medi ambient. Diari Oficial de la Unió Europea, 2019.
- Rochman, CM, et al. "Classificar els residus plàstics com a perillosos".Natura, Vol. 494, número 7436, 2013, pp. 169–171.
- De Frond, H., et al. "Fibres microplàstiques al medi ambient: les necessitats d'investigació que sorgeixen del grup de treball de despreniment de fibra".Ciència i tecnologia ambientals, Vol. 55, número 4, 2021, pp. 2134–2147.
- Shen, M., et al. "Microplàstics en el medi ambient: una revisió de les tècniques d'identificació i quantificació".Ciència del Medi Ambient Total, Vol. 756, 2021, 143977.
- Universitat de l'oest d'Anglaterra, Bristol.Avaluació del cicle de vida de les bosses de supermercat. Informe final a l'Agència de Medi Ambient del Regne Unit, 2011.
- Zhu, J. i CQ Yang. "Propietats mecàniques i anàlisi de fallades de teixits no teixits spunbond".Revista de fibres i teixits d'enginyeria, Vol. 14, número 3, 2019.