Las oportunidades del vacío en la viabilidad del reciclaje de aluminio

Como hemos explicado en numerosos artículos de este blog, las tecnologías de vacío tienen un papel muy importante en la eficiencia de los procesos industriales, así como en el control de calidad y la innovación, haciéndolos más rentables. En el reciclaje en concreto, hay diversos pasos que si incorporan tecnologías de vacío ayudan a maximizar la reciclabilidad de las materias primas reciclables, a mejorar la calidad final de los materiales reciclados y a aumentar la eficiencia en general de todos los procesos. En el post sobre reciclaje de cartón ya echamos un vistazo sobre los beneficios del vacío en la separación de materiales, en la reducción de impurezas y en el despulpado, por ejemplo. En esta ocasión hablaremos sobre cómo ayuda el vacío al reciclaje de otro material, tradicionalmente complejo por la dificultad de separación de sus distintos componentes.

Los pasos del proceso de reciclado del aluminio

Para hacernos una idea sobre cómo el vacío puede mejorar el proceso de reciclaje del aluminio, primero debemos tener una imagen inicial de cómo se recicla. Tal como explica este post, el reciclado del aluminio consta de los siguientes pasos:

• Recolección: sea recogiendo los residuos puerta a puerta, en contenedores, etc., el aluminio se recolecta en forma de latas, marcos de ventana, barras de bicicleta, etc., y se transporta a la planta de procesaimento.
• Clasificación: mediante herramientas con imanes o separadores de corrientes de Foucault, se separan los metales ferrosos (magnéticos) de los no ferrosos (como el aluminio), permitiendo destinar cada material a su proceso de recuperación adecuado. Este proceso puede constar de varias fases, ya que es necesario separar toda la tornillería, bisagras, etc., hechos con otros materiales como el acero.
• Triturado: el material clasificado se hace pasar por máquinas trituradoras que reducen las piezas a trozos mucho más pequeños, que suelen llamarse chatarra.
• Separación adicional: la chatarra puede contener aluminio de diferentes aleaciones, que deben volver a separarse para ser destinados a la fabricación de la misma aleación; esto se lleva a cabo conmáquinas de rayos X. Pueden sucederse más pasos de separación con máquinas de rayos X de alta resolución con una enorme precisión para separar posibles trozos de cobre, latón y zinc difíciles de separar.
• Decapado: este paso es necesario para eliminar restos de contaminación como pinturas, pegamentos, plásticos, etc. y asegurar la pureza del metal, y consiste en calentar el aluminio en un horno de decapado.
• Fundido: la chatarra de aluminio de alta pureza se vuelve a fundir y se vuelve a alear con otros materiales como ocurre con el aluminio puro virgen.

La complejidad del reciclaje de aluminio

El aluminio que está presente en los objetos y estructuras de uso cotidiano que conocemos nunca se encuentra en estado puro. Si bien también pasa con otros materiales, como el acero o el cobre, el aluminio es uno de los metales más aleados, debido a su poca dureza y resistencia, su excesiva maleabilidad y su carencia de propiedades interesantes que se incorporan mediante aleación con otros metales.

Al encontrarse siempre en aleación (en este post en un blog especializado podemos encontrar ejemplos de las aleaciones más usadas), el aluminio presenta dificultades en el triaje y la separación, que debe lograr recuperar el máximo porcentaje del tipo de aluminio de esa aleación para que vuelva a ser destinado para la misma aleación y por lo tanto el mismo tipo de usos. Además, se trata de un metal que en estado puro no es magnético, y por lo tanto los imanes sólo pueden usarse en algunas aleaciones que contienen metales que sí lo son. Además, durante el proceso de reciclaje el aluminio se puede degradar, formando un óxido que lo hace inutilizable.

Algunos de los procesos implicados en el reciclaje, como el fundido o el degasificado, pueden ser muy demandantes de energía y generadores de calor, aunque no lo sean tanto como la fabricación del aluminio virgen. Esto aumenta los costes energéticos (haciéndolo inviable en regiones donde el precio de la energía es muy alto) y el impacto medioambiental del reciclaje del aluminio.

Por otro lado, el aluminio, como ocurre con los plásticos o el cartón, puede presentar un alto grado de contaminación, como restos de plástico, de pinturas, etc., que puede hacer el proceso más costoso (y por lo tanto menos rentable), y puede reducir la calidad de la materia reciclada final.

La aportación de las tecnologías de vacío al reciclaje del aluminio

La buena noticia es que algunos de los retos que acabamos de explicar pueden abordarse con el uso de sistemas de vacío eficientes en los procesos de reciclaje. Gracias al vacío, podemos mejorar el reciclaje del aluminio en los siguientes aspectos:

• Mejora de la calidad de las aleaciones: si sometemos al aluminio reciclado a procesos de desgasificación al vacío (que ampliamos en este post), se pueden eliminar gases disueltos perjudiciales para el material final (porque pueden generar porosidad, defectos estructurales, deterioro de propiedades mecánicas…), como el hidrógeno.
• Reducción del grado de contaminación del material: como hemos explicado, el aluminio puede contener resto de plásticos, pinturas, etc., que comprometen la calidad final del material reciclado. Si introducimos el aluminio en cámaras donde se eliminan todas las partículas de aire, esa presión mucho menor permite eliminar más fácilmente cualquier impureza.
• Reducción de la formación de óxido: como hemos dicho, durante el proceso de reciclaje de aluminio se puede producir óxido en el metal que ponga en riesgo su reciclabilidad; este riesgo se reduce al operar dentro de entornos sin oxígeno, que es el responsable del deterioro, es decir, en cámaras de vacío.
• Mejora de la eficiencia energética: una de las ventajas más relevantes de los sistemas de vacío es que hacen a muchos procesos industriales menos demandantes de energía; por ejemplo, la fundición del aluminio bajo condiciones de vacío baja su punto de fusión y por lo tanto la necesidad de aplicar altas temperaturas, con los costes energéticos y medioambientales que eso supone.
• Mejora la viabilidad del reciclaje de aluminio: como respuesta a todas las ventajas anteriores, el vacío hace que el reciclaje de aluminio sea más viable, ya que contribuye a reducir sus costes y a mejorar la calidad final del material, y eso lo hace atractivo a empresas del sector privado y público.

¿Cómo funciona el vacío?

Para entender mejor las ventajas que acabamos de explicar, recordaremos cómo funciona un sistema de vacío.

El vacío, como su nombre indica, es un espacio en el que no hay nada (o casi nada, en el caso de la atmósfera, en la que es imposible quitar todas y cada una de las moléculas de aire). Eso es lo que provoca una bomba de vacío eliminando las moléculas de oxígeno y de cualquier otra materia de una cámara sellada (que no permite la entrada y salida de aire a excepción del sistema de evacuación de esa bomba). Esa misma materia que la bomba ha extraído, la propulsa a otras cavidades a presión para evacuarla a la atmósfera.

El grado de vacío al que puede llegar una bomba o un sistema de vacío es personalizable, pudiendo eliminar (o mejor dicho evacuar) un volumen mayor o menor de materia. Cuanta más materia pueda evacuar, más vacío decimos que genera, porque deja menos partículas en el espacio. Los equipos más usados en la industria son de bajo y de medio vacío. El grado de vacío no se mide según las partículas que se pueden eliminar sino en la presión a la que puede llegar. A más presión, mayor vacío decimos que alcanza una bomba.

Como hemos explicado, en el caso del reciclaje, el hecho de eliminar el oxígeno y otras partículas de un espacio, permite evitar reacciones indeseadas del aluminio con el aire, como la oxidación o la deposición de impurezas, entre otros.

Las oportunidades del reciclaje de aluminio

A diferencia de otros materiales, como el papel o el plástico, metales como el aluminio o el acero pueden reciclarse infinitamente sin perder sus propiedades. Esto lo hace un material estratégico en la economía circular, ya que ésta consiste en mantener las materias primas en el ciclo el máximo tiempo posible, para evitar la extracción de recursos vírgenes y reducir el uso de energía y emisiones de efecto invernadero.

Además, el aluminio juega un papel fundamental en la Agenda 2030, dado que es también decisivo en los sistemas de energías renovables, ayudando en la transición energética, en la alimentación y la reducción del desperdicio, ya que ayuda a preservar mejor la comida, en el aprovisionamiento de agua, al estar presente en las plantas de tratamiento de aguas potables, en la innovación e infraestructuras, etc.

Como podemos ver, las tecnologías de vacío pueden ayudar en alinear el hecho de que el aluminio sea infinitamente reciclable con lograr de forma efectiva su infinita reciclabilidad y contribuir al cumplimiento los objetivos de desarrollo sostenible.