Economía circular Diseñar membranas para cubiertas a partir de materiales reciclados de forma sostenible

¿Es posible obtener materiales plásticos reciclados a partir de flujos de residuos hasta ahora no aprovechados para fabricar fibras y láminas de alta calidad? Los investigadores del Fraunhofer CCPE están estudiando esta cuestión. En el proyecto Zirk-Tex, desarrollan además métodos de reciclaje innovadores para fabricar membranas impermeabilizantes y geosintéticos sostenibles. 

El mercado de los plásticos reciclados, en particular el polipropileno (PP) y el tereftalato de polietileno (PET), aún tiene un gran potencial. La demanda de soluciones sostenibles está creciendo, pero la calidad de los materiales reciclados debe mejorar. Muchos procesos de reciclaje fracasan debido a las impurezas, que dificultan el tratamiento. Como consecuencia, hasta ahora los materiales reciclados a menudo no han podido competir con los materiales vírgenes. 

Los seis institutos del clúster Fraunhofer CCPE, junto con los institutos Fraunhofer de Biología Molecular y Ecología Aplicada (IME) y de Optrónica, Ingeniería de Sistemas y Análisis de Imágenes (IOSB), quieren refutar esta idea y cambiar esta situación. En el proyecto Zirk-Tex, responden, entre otras cosas, a la pregunta de si es posible fabricar, a partir de residuos plásticos no utilizados hasta ahora, plásticos reciclados para láminas, telas no tejidas y fibras de alta calidad que puedan transformarse en membranas para tejados. 

Fabricación rentable de láminas para cubiertas de PP y PET 

«No resulta tan problemático fabricar, por ejemplo, piezas moldeadas por inyección a partir de materiales plásticos reciclados. Sin embargo, fabricar a partir de ellos productos textiles, como los tejidos no tejidos para membranas impermeabilizantes, resulta mucho más difícil, ya que los procesos de formación de hilos plantean requisitos muy exigentes a los materiales reciclados», explica el Dr. Evgueni Tarkhanov, investigador del Fraunhofer IAP.

El motivo: el material de partida debe ser homogéneo y estar completamente libre de impurezas para poder ser extruido de manera uniforme a través de capilares muy finos y, tras la extrusión, soportar fuerzas de tracción que, en algunos casos, son muy elevadas. «Para la producción, la estabilidad de procesamiento es fundamental», añade Tarkhanov. 

Las partículas de suciedad más pequeñas o las proporciones mínimas de polímeros extraños en los filamentos extruidos constituyen imperfecciones en la masa de hilado y aumentan la probabilidad de que se produzcan roturas de filamentos durante el proceso de fabricación. Volver a colocar los haces de filamentos en los dispositivos de guía de hilo lleva tiempo y, en algunos casos, puede obligar a detener las máquinas de producción, lo que conlleva unos costes enormes.

Repensar toda la cadena de valor

«Para fabricar las láminas para tejados a partir de residuos posconsumo, somos capaces de reproducir toda la cadena de procesos para el PP y el PET a escala piloto», afirma el Dr. Christian Schütz, director del proyecto e investigador del Fraunhofer LBF. Esto significa que se abarca desde el análisis de la clasificación, pasando por métodos innovadores de reciclaje, hasta la aplicación final. A partir del reciclaje de plásticos usados adecuados se obtiene un granulado o compuesto al que se le añaden aditivos y que, posteriormente, se transforma mediante hilado en telas no tejidas, láminas o membranas.

En este contexto, el equipo de investigación ha analizado el potencial de dos procesos de reciclaje: La fracción de PET se sometió a una glicólisis, un proceso de reciclaje químico seguido de una repolimerización, mientras que tanto la fracción de PP como la de PET se recuperaron mediante un proceso de reciclaje basado en disolventes, en el que se lleva a cabo una purificación. 

Los residuos de ambos procesos de reciclaje se reutilizaron mediante pirólisis (Fraunhofer UMSICHT). Los trabajos prácticos se complementaron con un análisis del ciclo de vida (Fraunhofer UMSICHT) y un análisis de los flujos de materiales disponibles (Fraunhofer IML).

Procesos innovadores de reciclaje para materiales reciclados clasificados por tipo

Gracias al proceso de reciclaje basado en disolventes del Fraunhofer IVV, el equipo de investigación logró separar el PP de los polímeros y aditivos no deseados, lo que dio como resultado un material prácticamente puro. El flujo de residuos contenía un 33 % de PP y un 67 % de plásticos extraños. Tras el proceso, el polietileno (PE), con una proporción inferior al 2 %, fue el único polímero no deseado significativo. 

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Última actualización: 22/09/2026

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El equipo garantizó la estabilidad del PP reciclado (rPP) incluso a altas temperaturas durante el procesamiento. Posteriormente, el material reciclado obtenido se transformó en un hilo multifilamento en el Fraunhofer IAP. «Gracias a una estrategia adecuada de aditivos, también hemos logrado mejorar notablemente la estabilidad de procesamiento tanto de los reciclados de PP como de los de PET», afirma Schütz.

Para la glicólisis del PET, los investigadores utilizaron envases de PET con un 13 % de impurezas no deseadas. La glicólisis es una forma de solvolisis en la que se utiliza etilenglicol para despolimerizar el PET y convertirlo en tereftalato de bis(2-hidroxietilo) (BHET). El BHET resultante se repolimerizó en el Fraunhofer IAP para obtener rPET y se transformó en una instalación piloto de hilado por fusión en un hilo multifilamento de 48 filamentos. 

Una opción real

Además, los investigadores han podido demostrar que esa misma fracción de PET puede reciclarse mediante un proceso de reciclaje basado en disolventes. «Hemos podido obtener fibras tanto del PP como del PET para la fabricación de tejidos no tejidos; en el caso del PP, también para la producción de membranas», resume Tarkhanov.

En la pirólisis de los residuos procedentes del proceso de reciclaje con disolventes de las fracciones de PP se obtuvo un alto porcentaje de gas de pirólisis y un bajo porcentaje de coque. A partir de los residuos de la solvolisis de las fracciones de PET se pudieron obtener fracciones de aceite de pirólisis con un alto contenido en aceite y un bajo contenido en coque. Los productos procedentes de ambas corrientes de materia prima ofrecen un gran potencial para su posterior valorización.

Además, los trabajos complementarios revelaron que se dispone de cantidades adecuadas y suficientes de PP y PET, pero que aún es necesario desarrollar la logística y la clasificación para poder acceder a ellas. «Hemos podido demostrar con éxito que incluso los flujos de materiales que hasta ahora no se utilizaban constituyen una opción real para la fabricación de materiales de alta calidad a base de material reciclado», resume Schütz.

INFORMACIÓN

En el perfil

El uso del plástico debe cambiar radicalmente. No hay otra alternativa que avanzar hacia una economía circular del plástico, en la que se extraigan menos recursos fósiles y los productos se utilicen durante más tiempo. Aquí es donde entra en juego el clúster Fraunhofer CCPE. Seis institutos Fraunhofer investigan cómo se pueden diseñar productos de forma circular y cómo se pueden transformar los residuos plásticos en recursos valiosos. Forman parte del clúster los institutos Fraunhofer de Tecnología Medioambiental, de Seguridad y Energética (UMSICHT), de Investigación Aplicada en Polímeros (IAP), de Tecnología Química (ICT), de Resistencia Estructural y Fiabilidad de Sistemas (LBF), de Flujo de Materiales y Logística (IML) y de Ingeniería de Procesos y Embalaje (IVV).

Funciones de los socios en el proyecto

• Instituto Fraunhofer de Tecnología Medioambiental, de Seguridad y Energética (UMSICHT): Estudio de los procesos de degradación de los biopolímeros; pirólisis de las fracciones residuales procedentes de los procesos de reciclaje utilizados.

• Instituto Fraunhofer de Investigación Aplicada en Polímeros (IAP): Polimerización de rPET a partir de BHET; realización de procesos de hilado

• Instituto Fraunhofer de Tecnología Química (ICT): Reciclaje químico: despolimerización del PET en BHET a partir de flujos de materiales reciclados

• Instituto Fraunhofer de Resistencia Estructural y Fiabilidad de Sistemas (LBF): dirección del proyecto, desarrollo de paquetes de aditivos para materiales reciclados y biopolímeros, formulación de compuestos

• Instituto Fraunhofer de Flujo de Materiales y Logística (IML): Selección de fuentes adecuadas de materias primas

• Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Procesos y Envasado (IVV): desarrollo y puesta en práctica del reciclaje con disolventes

• Instituto Fraunhofer de Biología Molecular y Ecología Aplicada (IME): Evaluación ecotoxicológica

• Instituto Fraunhofer de Optrónica, Ingeniería de Sistemas y Análisis de Imágenes (IOSB): clasificación de PET procedente de textiles basada en el aprendizaje automático