Estado del arte sobre el reciclaje químico y el aprovechamiento de las tuberías de PVC que han sido desechadas o han cumplido su ciclo de vidaLa motivación subyacente en esta investigación radica en la necesidad de comprender ...

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PROYECTO DE GRADO

INGENIERÍA AMBIENTAL

ESTADO DEL ARTE SOBRE EL RECICLAJE QUÍMICO Y EL

APROVECHAMIENTO DEL PVC QUE HA SIDO DESECHADO O HA

CUMPLIDO SU CICLO DE VIDA. UNA PERSPECTIVA DE LA

VIABILIDAD ECONÓMICA Y MEDIOAMBIENTAL DE ESTE TIPO

DE PRÁCTICAS.

PRESENTADO POR:

GABRIELA MELENDEZ PLATA

ASESOR: JUAN SALDARRIAGA VALDERRAMA

Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA, Departamento de

Ingeniería Civil y Ambiental, Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

BOGOTÁ D.C.

2023

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Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA
Estado del arte sobre el reciclaje químico y el aprovechamiento del PVC
que ha sido desechado o ha cumplido su ciclo de vida. Una perspectiva de
la viabilidad económica y medioambiental de este tipo de prácticas.

Gabriela Meléndez Plata

Proyecto de Grado

AGRADECIMIENTOS

Quiero agradecer a toda mi familia por su apoyo constante

y aliento durante la realización de este trabajo y mi carrera.

Agradezco a mi asesor, Juan Saldarriaga por compartir

generosamente sus conocimientos, brindándome una guía

valiosa a lo largo de este proceso de investigación.

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TABLA DE CONTENIDO

MOTIVACIÓN ....................................................................................................... 6

ANTECEDENTES ................................................................................................. 6

INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS ...................................................................... 7

3.1

Introducción ..................................................................................................... 7

3.2

Objetivos ........................................................................................................... 9

3.2.1

Objetivo General......................................................................................... 9

3.2.2

Objetivos Específicos ............................................................................... 10

METODOLOGÍA ................................................................................................. 10

4.1.1

Establecimiento del estado del arte .......................................................... 11

4.1.2

Descripción de la información disponible ................................................ 12

VOSviewer – REDES BIBLIOMÉTRICAS ...................................................... 15

5.1.1

VOSviewer: Características y utilidades .................................................. 15

5.1.2

Bases de datos bibliográficas .................................................................... 16

5.1.3

Redes bibliométricas ................................................................................ 16

TÉCNICAS DE RECICLAJE QUIMICO DEL PVC ...................................... 26

6.1.1

Despolimerización basada en disolventes ................................................ 26

6.1.2

Despolimerización térmica ....................................................................... 33

6.1.3

Despolimerización química ...................................................................... 42

6.1.4

Reciclaje enzimático ................................................................................. 49

VIABILIDAD ECONÓMICA Y MEDIOAMBIENTAL ................................. 57

7.1.1

Viabilidad medioambiental....................................................................... 57

7.1.2

Viabilidad económica ............................................................................... 67

CONCLUSIONES ................................................................................................ 71

RECOMENDACIONES ...................................................................................... 74

10.

REFERENCIAS ................................................................................................ 75

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ÍNDICE DE FIGURAS

Ilustración 1. Esquema general del proceso de producción de PVC y cuatro tipos de reciclaje de desechos

de PVC expuestos de manera general (L. Lu et al., 2023). .................................................................. 9

Ilustración 2. Esquema de metodología general de la investigación. ......................................................... 11

Ilustración 3. Esquema de proceso para establecer el estado del arte. ........................................................ 12

Ilustración 4. Descripción general del proceso de pirolisis. ....................................................................... 34

Ilustración 5. Esquema general del mecanismo de degradación microbiológica de los plásticos bajo

condiciones aerobias (Mohanan et al., 2020). .................................................................................... 51

Red 1. Primera red de palabras clave. ........................................................................................................ 18

Red 2. Segunda red de palabras clave. ....................................................................................................... 20

Red 3. Red de países con mayor publicación en el tema de reciclaje químico de PVC. ............................ 22

Red 4. Red de autores que más publican en el tema del reciclaje químico del PVC. Base bibliográfica:

Web of Science. ................................................................................................................................. 24

Red 5. Red de autores que más publican en el tema del reciclaje químico del PVC. Base bibliográfica:

Scorpus. ............................................................................................................................................. 25

Gráfica 1. Años de publicación de los artículos relacionados con el tema de reciclaje químico del PVC.

Las publicaciones consideradas son las que se encuentran en la plataforma de Web of Science. ..... 13

Gráfica 2. Porcentaje de artículos correspondientes a cada tipo de despolimerización para el caso del

PVC. .................................................................................................................................................. 14

Gráfica 3. Tasa de rendimiento interno (TIR) esperada del reciclaje molecular en tres escenarios de

mercado. El primer escenario (barras verdes) evidencia la fijación de precios de mercado para el
2021, el segundo escenario (barras azules) evidencia los precios del mercado para el 2019 y
finalmente el tercer escenario (barras moradas) evidencian el precio de producción esperado por las
propias empresas de tecnología (Partners, 2020). ............................................................................. 68

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ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Autores más recurrentes en la investigación del reciclaje químico del PVC y el número de

publicaciones correspondientes. ........................................................................................................ 13

Tabla 2. Listado de países que investigan en el reciclaje químico del PVC. .............................................. 23

Tabla 3. Resultados de estudios de despolimerización basada en disolventes para el reciclaje químico del

PVC. .................................................................................................................................................. 28

Tabla 4. Resultados de estudios de despolimerización térmica para el reciclaje químico del PVC. .......... 35

Tabla 5. Resultados de estudios de despolimerización química para el reciclaje químico del PVC. ......... 43

Tabla 6. Resultados de estudios relacionados con el reciclaje enzimático como una técnica de reciclaje

químico del PVC. .............................................................................................................................. 52

Tabla 7. Técnicas de reciclaje químico del PVC, con sus respectivas formas de reciclaje, ventajas,

desventajas e investigaciones que reportan aspectos medioambientales de cada una de ellas (L. Lu et
al., 2023). ........................................................................................................................................... 58

Tabla 8. Resumen de resultados de impacto ambiental: sistemas de reciclaje químico frente a sistema

virgen, análisis al pellet de plástico (Partners, 2020). ........................................................................ 63

Tabla 9. Composición de los productos gaseosos generados en el proceso de pirólisis de una mezcla de

residuos plásticos que contienen PVC (Ragaert et al., 2020). Los valores presentados se presentan en
unidades de porcentaje en peso (wt%). .............................................................................................. 65

Tabla 10. Costos externos de los contaminantes generados en los procesos de reciclaje del PVC (Brignon,

2021). ................................................................................................................................................. 70

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1. MOTIVACIÓN

La motivación subyacente en esta investigación radica en la necesidad de comprender y
destacar cuál es la contribución del policloruro de vinilo (PVC) en el contexto ambiental,
basándose en la disponibilidad de técnicas de reciclaje químico del mismo. Además de
comprender si dichas técnicas llegan a ser viables en el ámbito económico.

A menudo el PVC ha sido objeto de críticas y precauciones medioambientales debido a
la  asociación  con  la  química  del  cloro  (Petrović  &  Hamer,  2018).  Sin  embargo,  es  un
material  que  tiene  una  amplia  cabida  en  aplicaciones  industriales  y  de  construcción
debido a sus propiedades altamente resistentes. A diferencia de los plásticos de un solo
uso,  este  tiende  a  tener  una  vida  útil  extensa,  lo  cual  deriva  en  que,  si  se  maneja
adecuadamente,  al  final  de  su  ciclo  de  vida  puede  representar  una  opción  mucho  más
sostenible  en  comparación  con  otros  materiales.  De  hecho,  el  estudio  titulado
“Production, use and fate of all plastics ever made” destaca que el PVC representa una
fracción menor de los plásticos de un solo uso en comparación con otros tipos de plásticos
(Geyer  et  al.,  2017),  lo  anterior  reafirma  la  idea  de  que  impacto  ambiental  puede  ser
menos significativo en ciertos contextos.

Dado lo anterior, la motivación detrás de esta investigación es promover una comprensión
equilibrada del  PVC  y su  potencial en el  mercado donde la sostenibilidad esencial. Al
investigar a fondo el estado del arte del reciclaje y aprovechamiento químico del PVC al
finalizar su vida útil, se busca resaltar como este polímero puede hacer parte de soluciones
ambientales.  Al  hacerlo  se  espera  exponer  diversas  técnicas  de  reciclaje  químico  del
material,  para  influenciar  en  futuras  prácticas  y  en  la  toma  de  decisiones  basada  en
evidencia en relación con el PVC.

2. ANTECEDENTES

El origen del PVC se remonta al siglo XIX, cuando por primera vez el primer padre del
PVC, un químico francés llamado Henri Víctor Regnault observo que al exponer el gas
de cloruro de vinilo a la luz solar se empezaban a formar unas partículas sólidas de color
blanco. Sin embargo, fue hasta 1912 cuando el químico alemán Fritz Klatte desarrollo un
método de polimerización de cloruro de vinilo, su investigación fue fundamental, ya que
abrió la puerta al proceso producción industrial de este plástico (Mulder & Knot, 2001).
A lo largo de los años, la producción de PVC ha venido aumentando y se ha convertido
en uno de los materiales con la más alta demanda.

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El auge del PVC y de otros plásticos, trajo consigo un aumento en las preocupaciones
ambientales. Alrededor de la década de los 2000 la conciencia ambiental empezó a tener
relevancia,  aunque  los  estudios  científicos  iniciales  datan  de  décadas  anteriores
(Berenguer & Corraliza, 2000).  Pero fue justo en la década más reciente en la cual se
empezó a entender el término “microplástico”, su origen y su impacto. Los microplásticos
son fragmentos pequeños (menores a 5 milímetros) que provienen de la fragmentación de
polímeros  más  grandes.  A medida que se han realizado investigaciones  con respecto  a
estos  temas  se  ha  comprendido  que  estos  materiales  se  llegan  a  situar  en  diversos
ecosistemas, así como su potencial impacto en el medio ambiente (Rojo-Nieto & Montoto
Martínez, 2017).

Es por lo que, en los últimos años, a medida que la conciencia ambiental y la necesidad
de implementar soluciones sostenibles han ido aumentando, la investigación en el campo
del  reciclaje  químico  del  PVC  ha  experimentado  un  crecimiento  significativo.  Los
estudios  más  importantes  en  este  campo  buscan  desarrollar  métodos  eficientes  y
económicamente  viables,  así  como  evaluar  su  impacto  ambiental  y  económico  en
comparación con las técnicas de reciclaje convencionales.

3. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS

3.1 Introducción

La problemática ambiental asociada al uso y producción de materiales plásticos es una
preocupación  global  debido  a que  estos pueden llegar a impactar de diversas maneras.
Por ejemplo, la producción masiva y el uso generalizado de plásticos en todo el mundo
han  llevado  a  una  acumulación  de  residuos  plásticos  en  vertederos,  océanos  y  otros
ecosistemas.  Estos  residuos  suelen  ser  duraderos,  por  lo  cual  pueden  tardar  cientos  de
años  en  degradarse,  lo  cual  contribuye  al  deterioro  de  los  ecosistemas.  Es  importante
recalcar  que  esta  situación  no  puede  ser  generalizada  a  todos  los  tipos  de  plástico,  lo
anterior debido a que se conoce que la mayor parte de estos se emplean en la fabricación
de envases, es decir, en productos de un solo uso, como lo pueden ser botellas, bolsas de
plástico o películas de plástico (Greenpeace, 2019). Este tipo de materiales suelen estar
fabricados con polietileno (PE), poliéster (PET) o polipropileno (PP) (Greenpeace, 2019).
Dichos plásticos ocupan el 49% de la basura marina, mientras que otros plásticos como
lo es el PVC solo llegan a ocupar el 6% (Parlamento Europeo, 2021).

Ahora bien, la fabricación de plásticos requiere del uso de recursos no renovables, como,
por ejemplo, el petróleo y el gas natural, por lo cual estos procesos favorecen el

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agotamiento  de  recursos  finitos  y,  por  lo  tanto,  puede  derivar  en  la  dependencia  de
combustibles fósiles (Agarski et  al., 2019). Sin embargo, este no es el único problema
asociado con la producción de estos materiales, ya que es posible que durante esta etapa
se  generen  emisiones  significativas  de  gases  de  efecto  invernadero  asociadas  a  la
extracción  y  transporte  de  las  materias  primas,  lo  que  contribuye  al  cambio  climático
(Sharma et  al., 2023). Es importante mencionar que no todos los  procesos productivos
generan el impacto en las mismas proporciones, no obstante, es un factor relevante que
hay que considerar. Con respecto a la contaminación química, es importante mencionar
que  algunos  plásticos  contienen  determinados  químicos  de  interés,  los  cuales  pueden
liberarse en el medio ambiente durante su vida útil y descomposición. Este es el caso del
PVC, sin embargo, se abordará más adelante con mayor detalle en esta introducción.

Teniendo  en  cuenta  lo  anterior,  a  pesar  de  que  se  conoce  los  impactos  de  este  tipo  de
materiales, siguen siendo vitales para la economía global (Loa Olivia, 2022). Para el caso
específico del PVC, se conoce que “el último estudio de mercado realizado por la firma
de consultoría Ceresana, se prevé que la demanda de PVC siga creciendo y alcance unos
57,7 millones de toneladas en todo el mundo para el año 2031” (Interempresas, 2023). Es
por  esto,  que  surge  la  necesidad  de  implementar  con  urgencia  mayores  niveles  de
reciclaje,  sobre  todo  técnicas  que  sean  altamente  efectivas  y  que  no  sean
contraproducentes con respecto al objetivo inicial (disminuir el impacto ambiental).

Con respecto al reciclaje mecánico (la practica más tradicional), consiste básicamente en
descomponer  el  plástico  en  pequeños  gránulos,  pero  conserva  la  estructura  natural  del
polímero,  por  lo  cual  puede  limitar  las  aplicaciones  post  reciclaje  (Schyns  &  Shaver,
2021)  y  además  sólo  es  adecuado  para  ciertos  tipos  de  envases  y  casos  de  uso.  A
diferencia  del  reciclaje  mecánico,  los  procesos  de  reciclaje  químico  abren  la  puerta  a
poder tomar los  polímeros  y descomponerlos en  algunas sustancias  puras o de  calidad
“virgen” (Loa Olivia, 2022), lo cual lleva a que se puedan dar aplicaciones de uso final
de mayor valor. A pesar de su ventaja, es importante mencionar que cuenta con algunas
limitaciones importantes debido a que este proceso consume más carbono que el reciclaje
mecánico y el rendimiento puede ser bajo para las operaciones comerciales (Loa Olivia,
2022).

Como ya se sabe, para esta investigación es de interés reconocer las principales técnicas
de reciclaje químico de PVC. Sin embargo, hay que tener en cuenta algunas
consideraciones al aplicar este tipo de técnicas, dado que este termoplástico tiene un alto
contenido de compuestos clorados y al implementar este tipo de prácticas es posible que
se libere al ambiente emisiones de dioxinas y furanos (compuestos orgánicos altamente
tóxicos), o cloro gaseoso y por ende es posible que se generen productos de combustión
peligrosos tales como el ácido clorhídrico o el cloruro de hidrógeno (L. Lu et al., 2023).
A pesar de que el cloro es una sustancia de especial manejo cuando de PVC se trata,
también es importante recalcar que es la encargada de brindarle sus características más

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importantes como su durabilidad, su buena resistencia química y su compatibilidad con
diversos aditivos (L. Lu et al., 2023). A continuación, se muestra un esquema el cual
sintetiza parte del proceso de producción del PVC y cuatro tipos generales de reciclaje de
residuos de PVC:

Ilustración 1. Esquema general del proceso de producción de PVC y cuatro tipos de reciclaje de desechos de PVC

expuestos de manera general (L. Lu et al., 2023).

Teniendo  en  cuenta  lo  anterior,  esta  investigación  se  centra  en  el  reciclaje  terciario.
Específicamente, el estudio del arte abordará las principales técnicas de reciclaje químico
del PVC relacionadas con la despolimerización basada en disolventes, térmica, química
y  de  reciclaje  enzimático.  A  continuación,  se  presentarán  los  objetivos  de  este  trabajo
investigativo. Posteriormente se encontrará un capítulo destinado a la generación de redes
bibliométricas para conocer el estado de actual del tema en cuestión. Seguido de esto se
presenta la metodología para después proceder con el estado del arte. A partir del estado
del  arte  se  realizará  un  análisis  de  la  viabilidad  económica  y  medioambiental  de  las
principales técnicas para finalmente llegar a las principales conclusiones obtenidas.

3.2 Objetivos

3.2.1 Objetivo General

- Determinar por medio de información bibliográfica, cuales procesos químicos

pueden ser viables económica y ambientalmente para el reciclaje o
aprovechamiento del PVC que ya ha cumplido su ciclo de vida útil o que ha sido
desechado.

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3.2.2 Objetivos Específicos

- Realizar una revisión bibliográfica exhaustiva sobre el estado del arte para las

diversas metodologías químicas de aprovechamiento del PVC.

- Identificar si las formas de reciclar el PVC son viables, económica y

ambientalmente.

- Estudiar procesos químicos que pueden ser aplicables para el reciclaje de PVC.

4. METODOLOGÍA

Para  realizar  este  estudio  de  investigación,  fue  necesario  emprender  múltiples
indagaciones para recopilar la información disponible hasta la fecha relacionada con el
tema en cuestión. Lo anterior se realiza con el objetivo primordial de entender cuál es el
panorama actual del conocimiento en el área del reciclaje químico del PVC. La búsqueda
de información permitió a identificación de investigaciones previas ya registradas en las
bases de datos disponibles. Tras recopilar esta información, se procedió a la formulación
de  planteamientos  iniciales,  como  por  ejemplo  las  técnicas  más  utilizadas  y  las
características de cada una de ellas. Partiendo de lo anterior, fue posible determinar cuál
es la precisión, el alcance y las limitaciones de este estudio. Este enfoque estratégico no
solo  proporciona  una  sólida  base  conceptual,  sino  que  también  aporta  las  bases  para
abordar  de  manera  efectiva  el  análisis  medioambiental  y  económico  de  este  tipo  de
prácticas  de  reciclaje.  Todo  lo  anterior  permite  extraer  las  principales  conclusiones  de
este estudio de investigación. A continuación, se presenta el esquema de la metodología
general seguida en esta investigación:

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Ilustración 2. Esquema de metodología general de la investigación.

4.1.1 Establecimiento del estado del arte

Con  el  objetivo  de  establecer  el  estado  del  arte,  se  consideró  pertinente  recurrir  a  un
software  especializado  que  permitiera  recopilar  y  visualizar  información  de
investigadores, revistas, publicaciones y palabras clave de las investigaciones realizadas
hasta  el  momento,  relacionadas  con  el  tema  central  de  esta  investigación.  El  software
seleccionado para este caso fue VOSviewer, el cual se alimentó a partir de dos bases de
datos,  Web  of  Science  y  Scorpus.  Con  las  consultas  bibliográficas  extraídas  Redel
software se establecieron tres puntos de partida. Lo primero fue identificar cuáles eran los
autores y países clave en el tema de investigación, con el objetivo de encontrar un patrón
de  búsqueda  de  la  bibliografía  que  haría  parte  de  este  estado  del  arte.  Lo  segundo  fue
identificar  cada  una  de  las  metodologías  o  técnicas  principales  para  posteriormente
categorizar  las  diferentes  prácticas  de  reciclaje  químico  del  polímero.  Finalmente,  el
tercer punto fue estudiar cada una de las investigaciones consultadas para determinar si
mencionaban  los  impactos  ambientales  asociados  a  las  prácticas  y/o  la  viabilidad
económica  de  cada  una  de  ellas.  A  partir  de  la  información  obtenida,  se  consultaron
informes  y  consultorías  internacionales  que  evaluaban  la  viabilidad  medioambiental  y
económica de las prácticas de reciclaje químico.

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Ilustración 3. Esquema de proceso para establecer el estado del arte.

4.1.2 Descripción de la información disponible

Como se entenderá más adelante en la sección número cinco del documento, uno de los
recursos  de  fuentes  bibliográficas  más  importantes  para  esta  investigación  es  Web  of
Science. Esta sección tiene como objetivo principal realizar una breve descripción de la
información  disponible  en  este  recurso.  Se  espera  que  los  datos  que  se  presentan  a
continuación permitan que el lector comprenda cuáles son las tendencias en investigación
relacionadas con el reciclaje químico del PVC. Para empezar, se presenta un gráfico en
el cual se muestra el número de publicaciones realizadas por cada año, considerando los
últimos  diez  años.  Seguido  de  esto  se  muestra  una  tabla  en  la  cual  se  exponen  los
principales  autores  del  tema  y  finalmente,  un  gráfico  que  evidencia  el  porcentaje  de
artículos correspondientes a cada tipo de despolimerización.

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Gráfica 1. Años de publicación de los artículos relacionados con el tema de reciclaje químico del PVC. Las

publicaciones consideradas son las que se encuentran en la plataforma de Web of Science.

La gráfica 1, muestra cuantos de los 186 artículos relacionados con la investigación  se
publicaron  en  cada  uno  de  los  últimos  diez  años.  El  gráfico  muestra  una  tendencia
creciente  a  la  investigación  en  este  tema,  siendo  el  año  2023  con  mayor  número  de
publicaciones.  El  comportamiento  sugiere  cómo  la  implementación  de  técnicas  de
reciclaje químico para el PVC ha tenido un interés creciente y se espera que continúe a lo
largo del tiempo. Este análisis justifica además la necesidad de una revisión continua del
estado del arte que se está generando continuamente.

Tabla 1. Autores más recurrentes en la investigación del reciclaje químico del PVC y el número de publicaciones

correspondientes.

Autores

Número de

publicaciones

Yoshioka, Toshiaki

Kameda, Tomohito

Al-Harahsheh,
Mohammad S

Wang, Hui

Grause, Guido

Bockhorn, Henning

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

Año

Número de publicaciones por año

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Wang, Chongqing

Serranti, Silva

Lu, Jiaqui

Zhao, Yuko

La tabla anterior presenta los autores con mayor número de publicaciones en el tema en
cuestión. Los nombres presentados en dicha tabla deben ser considerados como algunos
de los principales contribuyentes a este tema de investigación y es probable que puedan
considerarse como expertos en el tema y a quienes se podría contactar en caso de que
llegue a ser necesario.

Gráfica 2. Porcentaje de artículos correspondientes a cada tipo de despolimerización para el caso del PVC.

La gráfica 2 permite evidenciar como se distribuyen los artículos reportados en las fuentes
bibliográficas  con  referencia  a  la  clasificación  planteada  en  este  trabajo.  La  anterior
información  permite  localizar  al  lector  en  cuáles  han  sido  las  técnicas  mayormente
estudiadas y por ende de la clasificación en la cual se reporta más información. Lo anterior
puede sugerir que tipo de técnicas presentan mayor viabilidad. Adicionalmente, sugiere
cuáles son las principales prácticas utilizadas en el reciclaje químico del PVC, por lo cual
permite  establecer  un  buen  punto  de  partida  si  se  desea  conocer  el  estado  del  arte
relacionado con el tema en cuestión.

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5. VOSviewer – REDES BIBLIOMÉTRICAS

5.1.1 VOSviewer: Características y utilidades

VOSviewer es un software el cual fue desarrollado por dos investigadores académicos en
el campo de la cienciometría y la visualización de datos. Nees Jan van Eck y Ludo
Waltman, trabajadores del Centro para la Ciencia y Tecnología de la Universidad de
Leiden de Países Bajos (De Jong & Bus, 2023). La primera versión de esta herramienta
se dio a conocer en el año 2006. Desde su lanzamiento, VOSviewer ha evolucionado y se
ha convertido en una herramienta esencial al momento de analizar y visualizar redes de
coautoría y citas en la investigación científica.

Este programa es especializado en el diseño y construcción de redes bibliométricas. El
cual permite recopilar y visualizar información de investigadores, revistas, publicaciones
y palabras clave de un tema en específico. Adicionalmente, es reconocido por su
capacidad para explorar y representar visualmente la estructura y dinámica de las redes
de coautoría y de citas en las investigaciones científicas que se encuentran publicadas en
las bases bibliográficas más prestigiosas del mundo. Las características de este programa
permiten que los investigadores puedan analizar con facilidad patrones de colaboración,
identificar tendencias emergentes y evaluar la relevancia y la interconexión de los trabajos
científicos (VOSviewer, 2023). Dado lo anterior, es posible reconocer e identificar con
facilidad cuál es avance científico del tema que se quiera investigar.

Algunas de las características más distintivas de VOSviewer es que tiene capacidad para
procesar y transformar datos bibliográficos en representaciones gráficas, como lo son los
mapas de redes y visualizaciones que representan la relación entre autores, términos clave
y países de investigación. Estas representaciones son generadas mediante técnicas de
análisis de coocurrencia, las cuales identifican los patrones de colaboración y citación
mediante el estudio de frecuencia y proximidad de elementos (De Jong & Bus, 2023).

Hacer uso de esta herramienta permite identificar comunidades de investigadores los
cuales trabajan en los temas de interés, lo cual, si así se desea, permite la colaboración y
el intercambio de conocimientos. Por otro lado, utilizando esta herramienta, es posible
que se detecten rápidamente las tendencias emergentes y la evolución de los términos
clave. Es por esta razón, por la cual en este estado del arte se implementará la herramienta
VOSviewer, con el objetivo de conocer cuál es el estado actual del tema de interés, los
principales autores y las principales prácticas de reciclaje químico del PVC.

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5.1.2 Bases de datos bibliográficas

VOSviewer tiene la capacidad de procesar información descargada de tres de las bases de
datos  bibliográficas  más  importantes  a  nivel  mundial:  Web  of  Science,  Scorpus  y
PubMed.  Para  este  caso  en  particular,  las  dos  bases  bibliográficas  que  contienen  más
información relacionada con el tema de interés son Web of Science y Scorpus. Es por esta
razón por la cual las redes bibliográficas fueron generadas a partir de los papers extraídos
de estas plataformas.

Para empezar Web of Science, es una base de datos desarrollada por Clarivate Analytics
la cual proporciona datos relacionados con diversas áreas de investigación. Permite a los
usuarios acceder a diversas revistas académicas de alto prestigio, las cuales cubren los
campos de ciencias naturales, ciencias sociales, ciencias de la salud, entre otros. Web of
Science es altamente compatible con VOSviewer debido a que rastrea la citación de los
artículos, lo cual permite realizar un seguimiento de las conexiones entre los artículos
relacionados (Clarivate, 2023). Lo anterior permite evaluar la influencia y la importancia
de las investigaciones a las cuales se está accediendo.

Ahora bien, Scorpus es una base bibliográfica proporcionada por Elservier. Scorpus, al
igual  que  Web  of  Science,  provee  una  gran  cantidad  de  información  de  diversas
disciplinas.  Por  otra  parte,  Scorpus  brinda  algunas  métricas  de  investigación,  lo  cual
permite medir el impacto de una investigación, además de evaluar la importancia relativa
de una revista en función de las citas recibidas por sus artículos (Elservier, 2022). Gracias
a  esta  función  VOSviewer  puede  presentar  de  manera  visual  la  relevancia  que  tienen
algunos autores o palabras clave.

Es  importante  mencionar  que  estas  dos  bases  de  datos  bibliográficas  cuentan  con  una
herramienta  de  búsqueda  avanzada,  la  cual  permite  refinar  la  búsqueda  utilizando
diversos filtros como, por ejemplo, fecha de publicación, autor o palabras clave. En este
caso, en particular se decide implementar una restricción de tiempo no mayor a diez años
con  el  objetivo  de  garantizar  información  reciente  y  que  se  pueda  evitar  datos
desactualizados y la búsqueda de la bibliografía se realiza partiendo de algunas palabras
clave  que  fueron  seleccionadas  e  identificadas  a  partir  de  la  lectura  de  algunas
investigaciones iniciales.

5.1.3 Redes bibliométricas

• Palabras clave:

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/90689df26c5f50c23f016bbd8c787bf8/index-html.html

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Para generar las redes de palabras clave  se utilizaron los datos  obtenidos a partir de la
búsqueda de bibliografía en la base de datos de Web of Science. Estas redes se generaron
exclusivamente con esta plataforma debido a que Scorpus solo permite generar redes de
coautoría.  En  este  caso  se  realizaron  dos  redes  de  palabras  clave,  la  primera  red  fue
generada utilizando palabras poco delimitadas pero relacionadas con el tema en cuestión.
Una vez se generó esta primera red fue posible identificar técnicas más específicas del
reciclaje químico del PVC, con ellas fue posible realizar la segunda red. Es importante
resaltar que la búsqueda de bibliografía se realiza en inglés debido a que se conoce que
de esta manera se logra localizar las mejores y más actualizadas investigaciones, además
de que de esta forma se obtienen más resultados de búsqueda.

Para la primera red, las palabras clave que se usaron como criterio de búsqueda fueron:
“Chemical  recycling  of  PVC”,  “PVC  recycling”  y  “Polyvinyl  chloride  recycling”.
Adicionalmente, el periodo de publicación debía estar entre el primero de enero del año
2013  y  el  primero  de  enero  del  año  2023.  Cabe  mencionar  que  las  investigaciones
mostradas deben contener mínimo una de las palabras clave especificadas, pero su fecha
de  investigación  debe  estar  dentro  del  rango  especificado.  Bajo  las  condiciones
anteriormente especificadas se obtiene un total de 787 investigaciones con las cuales se
generó la red. A continuación, se presenta la primera red de palabras clave obtenida:

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/90689df26c5f50c23f016bbd8c787bf8/index-html.html

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Red 1. Primera red de palabras clave.

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/90689df26c5f50c23f016bbd8c787bf8/index-html.html

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De la red anterior se pueden identificar algunas palabras que se suelen aparecer con mayor
frecuencia dentro de las 787 investigaciones que se tienen en consideración. Nótese que
se evidencian algunas palabras relacionadas con la sostenibilidad, lo cual es de alto interés
para esta investigación. Es importante destacar que lo más relevante en esta red es que
algunas técnicas  de reciclaje químico  evidencian  alguna relevancia, como por ejemplo
pirólisis, la cual está localizada en la parte superior izquierda de la red. Partiendo de lo
anterior,  se  realiza  una  investigación  y  se  encuentra  que  esta  práctica  se  encuentra
clasifica  en  un  grupo  de  técnicas  denominadas  como  despolimerización  térmica.  Lo
anterior derivo en un nuevo grupo de palabras clave con las cuales se generó la segunda
red  y  además  se  encuentran  mayormente  orientadas  a  identificar  técnicas  de  reciclaje
químico del PVC.

La  segunda  red  fue  generada  con  las  siguientes  palabras  clave:  “Chemical
depolymerisation  of  PVC”,  “Solvent-based  depolymerisation  of  PVC”,  “Thermal
depolymerisation  of  PVC”  y  “Enzymatic  recycling  of  PVC”.  Teniendo  en  cuenta  las
mismas  restricciones  de  tiempo  de  publicación  anteriormente  descritas.    Con  las
condiciones  anteriormente  establecidas  se  generó  una  red  que  considera  los  128
resultados obtenidos bajo estas condiciones. A continuación, se presenta la siguiente la
segunda red:

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Red 2. Segunda red de palabras clave.

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La  red  anteriormente  presentada,  deja  en  evidencia  cuáles  son  las  palabras  clave  más
repetitivas  dentro  de  las  investigaciones  que  se  están  considerando.  La  importancia  de
esta red radica en que es posible orientar la investigación hacia las técnicas más comunes
de  reciclaje  químico  del  PVC.  La  red  evidencia  técnicas  comunes  como  lo  son  la
degradación térmica del PVC, glicólisis y nuevamente la técnica de pirólisis. A partir de
esta red es posible identificar cuáles son las técnicas de reciclaje químico del PVC que
tienen  mayor  importancia  y  por  ende  serán  las  técnicas  en  las  cuales  se  centrara  este
estudio.

• Países con mayor publicación en el tema de reciclaje químico del PVC:

Para entender  con mayor claridad el  contexto mundial de investigación  en el  tema del
reciclaje químico del PVC, se realizó una red de los países que más publican. Además de
poder  comprender  una  característica  importante  de  tópico.  Con  esta  red,  es  posible
seleccionar  artículos  que  tenga  como  origen  los  países  con  mayor  investigación,  lo
anterior  ayuda  a  validar  la  relevancia  de  las  investigaciones  que  se  están  teniendo  a
consideración  en  este  estudio.  Esta  red  fue  generada  con  los  mismos  128  resultados
obtenidos de Web of Science y con los cuales se fabricó la segunda red. A continuación,
se presenta la red de países con mayor publicación en el tema:

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Red 3. Red de países con mayor publicación en el tema de reciclaje químico de PVC.

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Es importante aclarar que se presentan algunos países con una participación menor y no
se logran apreciar en la red, sin embargo, el software reporta que logró identificar el
siguiente listado de países.

Tabla 2. Listado de países que investigan en el reciclaje químico del PVC.

De  la  red  tres  se  puede  observar  que  el  país  con  mayor  investigación  en  el  tema  del
reciclaje  químico  del  PVC  es  China,  seguido  de  Alemania,  Japón  y  Estados  Unidos.
Ahora bien,  de la tabla número uno  se puede evidenciar que  el  único país  de América
Latina que aparece en la red es Brasil, aunque tiene un bajo índice de investigación por
lo cual, el estudio de este tema de interés en este continente es baja, según lo reportado.
Es  posible  determinar  que,  a  nivel  mundial,  los  avances  relacionados  con  el  reciclaje
químico del PVC están centrados en los continentes de Europa y Asia.

• Autores con el mayor índice de publicaciones y citaciones relacionadas con el

reciclaje químico del PVC:

Al igual que para las redes generadas anteriormente, se utilizó la información extraída de
Web of Science. Sin embargo, para este caso también se busca información en Scorpus
utilizando los mismos parámetros de búsqueda con la cual se generó la red número dos.
Esto  se  realiza  para  tener  un  panorama  más  amplio  de  autores  y  a  su  vez  de
investigaciones  y  para  que  este  trabajo  no  se  vea  sesgado  a  una  sola  base  de  datos.  A
continuación, se presentan las dos redes obtenidas.

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Red 4. Red de autores que más publican en el tema del reciclaje químico del PVC. Base bibliográfica: Web of Science.

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Red 5. Red de autores que más publican en el tema del reciclaje químico del PVC. Base bibliográfica: Scorpus.

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Las redes número cuatro y número cinco, permiten rectificar que uno de los continentes
que más publica con respecto al tema en cuestión es Asia. Lo anterior es debido a que los
nombres presentados en la red sugieren un origen de ascendencia asiática. Por otra parte,
estas redes permiten evidenciar como se referencian entre autores y cuáles son los autores
con más publicaciones relacionadas con el tema de interés.

6. TÉCNICAS DE RECICLAJE QUIMICO DEL PVC

La creciente preocupación global por la sostenibilidad ambiental y la gestión responsable
de los recursos naturales ha desarrollado la necesidad de implementar, aplicar e investigar
diversas técnicas de reciclaje para plásticos. En particular, el PVC tiene un ciclo de vida
largo  debido  a  sus  propiedades  altamente  resistentes  (REHAU,  2022),  sin  embargo,
cuando  su  desecho  es  inadecuado,  puede  llegar  a  generar  impactos  negativos  en  su
entorno (Adeola, 2018). Por lo cual, la adopción de técnicas de reciclaje para el PVC se
ha consolidado como una práctica de suma importancia. Dado lo anterior, para el presente
trabajo de investigación es de vital importancia establecer los antecedentes relacionados
específicamente  con  las  técnicas  del  reciclaje  químico  del  PVC  y  de  tal  forma  poder
instruir los precedentes investigativos alcanzados hasta el momento. Teniendo en cuenta
lo  anterior  y  llevando  a  cabo  una  exhaustiva  investigación  bibliográfica,  como  se
mencionó  anteriormente,  a  continuación,  se  presenta,  el  estado  del  arte  del  reciclaje
químico del PVC, a partir de las investigaciones recientes llevadas a cabo en los últimos
diez  años.  Las  diferentes  investigaciones  consultadas  se  dividen  en  la  clase  de  técnica
utilizada, por lo cual, se organizan de manera específica según los resultados obtenidos
en  cada  una  de  ellas.  Además,  al  concluir,  se  presenta  una  síntesis  de  los  resultados
obtenidos en los diversos estudios.

6.1.1 Despolimerización basada en disolventes

La despolimerización basada en disolventes es una de las técnicas de reciclaje químico
del PVC, que más ha sido investigada. Este tipo de técnicas buscan descomponer el PVC
en sus componentes básicos o en algunos casos descomponer la matriz donde se encuentra
contenida la molécula de interés, lo cual permite su posterior reutilización considerando
aplicaciones  de  los  componentes  de  manera  individual  (Elgegren  et  al.,  2012).  Este
enfoque implica el uso de disolventes específicos, según sea el caso, como lo puede ser
el cloruro de metileno o tetrahidrofurano. En general los enfoques de reciclaje basados en
disolventes ofrecen un medio eficaz para recuperar materiales plásticos  de alta calidad
(Soyemi & Szilvasi,  2023). Teniendo en cuenta lo  anterior, en la Tabla  2 se presentan
diferentes estudios que hacen uso de esta técnica, así como la fuente de información, el

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origen del PVC (de qué matriz se está reciclando), descripción de la técnica utilizada,
condiciones de operación con las cuales se llevó a cabo la técnica, principales resultados
obtenidos y finalmente los posibles usos del PVC después del reciclaje.

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Tabla 3. Resultados de estudios de despolimerización basada en disolventes para el reciclaje químico del PVC.

Referencia.

Origen del

PVC.

Descripción de la

técnica.

Condiciones de

operación.

Resultados.

Posibles usos del

PVC después del

reciclaje.

(Calosi et al., 2022)

Glycolysis of semi-interpenetrated
polymer  network  foam  based  on
poly (vinyl chloride) for recovery
and  reuse  of  the  individual
components.

ELSERVIER.

Journal of Waste Management.

Espuma

rígida

semi-
interpenetrada de
polímeros a base
de

PVC

poliurea.

Técnica

usada:

Glucólisis

Caracterización: FTIR,
RMN,

DSC,

análisis

elemental, solubilidad en
disolventes y mediciones
de reología.

Tiempo de reacción: 8
min a 3 h.

Temperatura: de 155 °C
a 200°C

Catalizadores:

Acetato

potasio,

DBTL,

etilenglicol, dietilenglicol,
etc.

Condición de reacción
óptima para la glucólisis:

Temperatura: de 165 °C
a 175°C

Tiempo: de 20 – 30 min.

Catalizador: DBTL

Pureza

del

PVC

recuperado: 90%

PVC

recuperado

demostró un bajo grado de
degradación

una

viscosidad  adecuada  para
su  procesamiento  como
material  termoplástico,  es
apto  para  ser  procesado
mediante

moldeo

por

inyección.

(Glas et al., 2014)

End-of-Life

Treatment

Poly(Vinyl

Chloride)

and

Chlorinated

Polyethylene

Dehydrochlorination

Ionic

Liquids.

Journal

Waste

ChemSusChem.

PVC al final de su
vida útil.

Técnica usada:  Líquidos
iónicos  (LI)  de  fosfonio
para  deshidroclorar  y/o
disolver

polímeros

clorados.

Caracterización: FTIR y
RMN.

Tiempo de reacción: 1 h
a 8 h.

Temperatura: de 80 °C a
180 °C

Los

disuelven

deshidrocloran  con  éxito
el  PVC  (hasta  un  98%).
Las  piezas  más  pequeñas
se  deshidrocloran  más
rápido.

Temperatura: 80 °C

Tiempo: de 60 min.

LI: Tetrabutilfosfonio.

PVC

fue

deshidroclorado con éxito
por lo cual si es desechado
se

evitarán

impactos

ambientales asociados a
los compuestos clorados.

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(Sherwood, 2020)

Closed-Loop

Recycling

Polymers Using Solvents

Journal Johnson Matthey

Technology Review.

Desechos de PVC
contaminados con
textiles y otros
materiales.

Técnica

usada:

Metiletilcetona

(MEK)

utilizada como solvente y
n-hexano

como

cosolvente.

Caracterización: FTIR y
RMN.

Tiempo y temperatura
de mezclado: 10 min a
100°C.

Temperatura

para

precipitar PVC: de 64 °C
a 65 °C.

Para obtener la mayor
cantidad

PVC

recuperado

debe

agregar el 82% de MEK,
5% agua y 13% de n-
hexano

por

cada

kilogramo de PVC. El
PVC

empieza

precipitar a los 63°C y se
logra recuperar la mezcla
de solventes.

El 99% del PVC puro
recuperado pudo pasar por
un tamiz de 1 mm. Sin
embargo

la combinación

de solventes no es la ideal
por su alta toxicidad.

(Grause et al., 2017)

Solubility

parameters

for

determining optimal solvents for
separating PVC from PVC-coated
PET fibers

Journal Springer.

Polímero
compuesto

PVC y PET

Técnica

usada:

despolimerización
utilizando
tetrahidrofurano

(THF),

metilcetona (MEK), N,N-
dimetilformamida (DMF),
ciclohexanona

ciclopentanona.

Temperatura promedio
para disolución del PVC:
20°C a 40°C.

THF disolvió el PVC a
20°C.

La ciclohexanona y la
ciclopentanona lo hicieron
a 40°C

MEK y DMF no lograron
una disolución completa
del

PVC

ninguna

temperatura.

Dependiendo del solvente
se logra obtener PVC con
99% a partir de la mezcla
de PVC y PET.

(Achilias et al., 2013)

Recycling of polymers from
plastic packaging materials using
the

dissolution-reprecipitation

technique.

Journal Springer.

PVC contenido en
envases utilizados
en

alimentos,

productos
farmacéuticos

detergentes.

Técnica usada: DCM Y
tolueno

usado

como

solvente y metanol como
cosolvente

Caracterización: FTIR

Temperatura

calentamiento: 89°C.

Tiempo

calentamiento: 30 min.

Se logra recuperar el 92%
del

polímero

las

propiedades

los

materiales reciclados no
varían con respecto a los
materiales originales.

logra

obtener

precipitado  de  PVC  puro
reciclado  a  partir  de
algunos envases.

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(Zhao et al., 2018)

Solvent-based

separation

and

recycling of waste plastic: A
review

Journal Chemosphere.

Botellas  plásticas
desechadas,
hechas  a  base  de
PVC

Técnica

usada:

Ciclohexanona

hexano utilizados como
disolvente

Caracterización: FTIR

Temperatura

calentamiento: 70°C.

Tiempo

calentamiento: 15 a 60
min.

Se logra recuperar el 97%
del

polímero

las

propiedades

los

materiales reciclados no
varían con respecto a los
materiales originales.

Se logra recuperar el PVC
con

excelente

peso

moléculas y se conservan
las propiedades mecánicas
a las del polímero original.

(J. Q. Lu et al., 2019)

Practical

dichlorination

polyvinyl  chloride  wastes  in
NaOH/ethylene  glycol  using  an
up-scale  ball  mill  reactor  and
validation  by  discrete  element
method simulations.

ELSERVIER.

Journal of Waste Management.

Desechos de PVC.

Técnica

usada:

decloración.

Temperatura

calentamiento: 190°C.

Tiempo

calentamiento: 5 horas.

obtuvo

grado

máximo de Cl del 99%
con

NaOH

etilenglicol.  El  contenido
de  Cl  restante  en  los
residuos  de  las  muestras
pue pequeño y disminuyó
al disminuir el tamaño del
residuo.  Se  sugiere  que
primero  se  declora  las
superficies  de  PVC  y
luego

trituran

las

partículas finas mediante
el molino de bolas para
exponer

superficie

interior que no reacciona.

PVC

fue

deshidroclorado con éxito
por lo cual si es desechado
se

evitarán

impactos

ambientales asociados a
los compuestos clorados.

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A continuación, se realiza una descripción detallada de cada uno de los estudios, así como
las consideraciones clave:

Calosi et al. (2022) implementaron en su estudio la técnica de despolimerización a través
de la glicolisis (usando un alcohol conocido como glicol) con el objetivo de separar el
PVC y la poliurea/isocianurato los cuales formaban una espuma rígida de polímero semi-
interpenetrado. En este caso se determinó que para llevar a cabo la glicolisis es necesario
manejar  un  rango  de  temperatura  entre  165  °C  y  175°C  por  30  minutos.  Durante  el
proceso se logra demostrar que la espuma se despolimeriza en oligómeros terminados con
hidroxilos y aminas. Adicionalmente, las pruebas de caracterización demostraron que el
PVC recuperado tiene un bajo grado de degradación y tiene potencial para ser reutilizado
como un material termoplástico, se sugiere que sea utilizado en procesos de moldeo por
inyección.  Es  importante  aclarar  que  al  finalizar  el  proceso  el  PVC  reciclado  presento
trazas de material derivado del catalizador utilizado en el proceso, además de contener
rastros  de  isocianurato  y  carbonilo.  A  pesar  de  lo  anterior,  el  PVC  reciclado  arrojo
espectros similares a los del PVC puro. Finalmente, la viscosidad del PVC reciclado fue
menor a la del PVC virgen, por lo cual se evidencia que al finalizar el proceso de reciclaje
el peso molecular del polímero disminuyo.

Glas et al. (2014) presentaron los retos del tratamiento del PVC al final de su vida útil
(los cuales se abordarán con más detalle en capítulos posteriores en este documento). Los
autores  proponen  el  método  de  decloración  haciendo  uso  de  líquidos  iónicos.  Dichos
líquidos tienen la capacidad de disolver el PVC lo cual facilita la reacción de decloración.
Se recomienda, para obtener los mejores resultados, utilizar líquidos iónicos con aniones
que  tengan  una  alta  capacidad  de  aceptar  enlaces  de  hidrógeno.  También  es  necesario
tener  en  cuenta  que  el  número  de  átomos  de  carbono  en  el  catión  (parte  cargada
positivamente del líquido iónico) determina la temperatura de inicio de la decloración.
Una vez es disuelto el PVC, es necesario someterlo a temperaturas elevadas para eliminar
el  cloruro  de  hidrógeno  de  la  cadena  del  PVC.  Para  confirmar  la  eliminación  de  las
moléculas de cloro se verificó  que los  enlaces dobles  estuvieran presentes en la nueva
molécula. Finalmente, se determina que para mejorar esta técnica de reciclaje se sugiere
utilizar  piezas  más  pequeñas  de  PVC,  temperaturas  más  altas  y  mayores  cargas  de
polímero en el líquido iónico.

Sherwood. (2020) presenta en su estudio la técnica del reciclaje de polímeros a base de
disolventes, entre ellos el PVC. Para este material en particular, la técnica implica disolver
selectivamente los residuos del PVC en un disolvente orgánico y luego precipitar el PVC
evaporando el disolvente. En esta investigación se presenta el caso de éxito de VinyLoop,
método en el cual se tomaron desechos de PVC, usualmente contaminados con textiles.
El solvente utilizado en esta metodología fue el n-hexano y metil etil cetona los cuales
son altamente efectivos para disolver selectivamente el plástico de interés. El PVC

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reciclado tenía la misma calidad que la del material original. Una de las principales
desventajas de este tipo de procedimientos es que son débiles económicamente hablando
con respecto al reciclaje mecánico, además de que la materia prima puede ser difícil de
conseguir.

Grause et al. (2017) discutieron el uso de los parámetros de solubilidad para determinar
cuál  es  el  solvente  más  apropiado  para  el  reciclaje  químico  del  PVC  proveniente  del
recubrimiento de fibras de PET. A lo largo de la investigación se probó la solubilidad del
PVC en 30 diferentes solventes, algunos de los más efectivos en este proceso fueron el
tetrahidrofurano,  la  metiletilcetona,  la  N,N-dimetilformamida,  la  ciclohexanona  y  la
ciclopentanona. En este articulo destacan el parámetro aceptor-donador de electrones de
Gutmann y los parámetros de Kamlet-Taft como los más eficaces para describir el sistema
de  PVC-disolvente.  Finalmente,  los  disolventes  que  demostraron  mayor  eficiencia  en
separación de fibras de PVC del PET fueron el tetrahidrofurano, la metiletilcetona, y la
N,N-dimetilformamida. El tetrahidrofurano demostró el mejor rendimiento y fue capaz
de  eliminar  el  PVC  a  una  temperatura  de  20°C  en  20  minutos.  Mientras  que  la
ciclohexanona  y  la  ciclopentanona,  mostraron  altas  capacidades  de  solvatación  a  una
temperatura  mayo  (40°C).  Cabe  mencionar  que  la  N,N-dimetilformamida  y  la
metiletilcetona no eliminaron por completo el PVC de las fibras.

Achilias  et  al.  (2013)  implementaron  la  técnica  de  disolución-reprecipitación  para  el
reciclaje del PVC. A grandes rasgos el método implica disolver el material de desecho de
PVC en un disolvente para después reprecipitarlo añadiendo una sustancia no disolvente
lo que da como resultado la formación de polvo o pequeñas partículas de PVC, el material
residual se puede eliminar por filtración. Este método permite la separación del polímero
del  interés  de  otros  contaminantes  y  aditivos.  Para  lograr  lo  propuesto,  los  autores
implementaron  pruebas  de  FTIR  para  determinar  el  tipo  de  polímero  presente  en  el
material, lo anterior permitiría optimizar las condiciones experimentales. La selección del
solvente  y  no  disolvente  se  realiza  probando  diferentes  químicos  y  midiendo  su
efectividad.  La  investigación  informa  que  para  lograr  los  resultados  deseados  es
fundamental  establecer  de  manera  adecuada  la  temperatura  de  disolución  y  la
concentración  inicial  del  polímero.  La  investigación  establece  que  el  PVC  recuperado
conserva sus propiedades originales y queda libre de contaminante por lo cual puede ser
utilizado nuevamente en diversas aplicaciones.

Zhao  et  al.  (2018)  presentaron  información  relacionada  con  las  diferentes  prácticas  de
reciclaje  químico  del  PVC,  relacionada  con  métodos  basados  en  solventes.  Este
documento es fundamental ya que presenta información específica sobre el reciclaje de
tuberías  de  PVC.  Para  este  caso  en  particular  se  establece  que  utilizando  solventes
orgánicos se logra tener una tasa de recuperación del 86% a temperatura ambiente durante
24 h. Para mejorar las propiedades del material reciclado, se utiliza como aditivo

𝐶𝑎𝐶𝑂

Este último compuesto se puede recuperar y reutilizar como carga en la producción de

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nuevas  tuberías  de  PVC,  por  lo  cual  se  convierte  en  una  estrategia  para  reducir  la
necesidad de utilizar materiales vírgenes y de esta manera mejorar la sostenibilidad de las
prácticas de reciclaje. Por otra parte, este documento propone la técnica de extracción con
fluido supercrítico, en la cual se utiliza la solubilización selectiva cerca del punto crítico
para  disolver  el  PVC.  En  ese  caso  en  particular  se  utilizaron  n-pentano  y  n-heptano  a
presiones supercríticas para disolver el PVC y luego recuperarlo mediante la eliminación
del  solvente.  Finalmente,  este  documento  presenta  algunas  razones  por  las  cuales  los
métodos basados en la separación con solventes son medioambientalmente viables, esta
información será expuesta más delante en este documento.

J.Q.Lu  et  al.  (2019)  desarrollaron  un  estudio  en  el  cual  desarrollan  un  proceso  de
decloración el cual se lleva a cabo en un reactor de molino de bolas. Durante el proceso
se utilizó NaOH debido a que es una base fuerte la cual puede reaccionar con los átomos
de cloro contenidos en el PVC.  La reacción entre estas dos sustancias produce NaCl y
algunos  hidrocarburos  declorados.  Dado  lo  anterior,  el  NaOH  actúa  como  un  agente
declorante, eliminando eficazmente el cloro de los residuos del PVC. El resultado de este
proceso deja como resultado materias primas valiosas. Finalmente, las condiciones con
las  cuales  se  obtuvo  el  mayor  grado  de  decloración  (99%)  fueron  NaOH  con  una
concentración de 1 M y utilizando etilenglicol como solvente.

6.1.2 Despolimerización térmica

La  despolimerización  térmica  es  una  técnica  usada  para  el  reciclaje  químico  del  PVC.
Este  tipo  de  metodologías  están  enfocadas  en  llevar  el  compuesto  químico  a  elevadas
temperaturas,  con  el  objetivo  de  generar  la  ruptura  de  los  enlaces  poliméricos  de  la
molécula  y  poder  recuperar  los  componentes  básicos.  En  general,  las  técnicas  más
utilizadas en esta clasificación es la hidrogenación, pirolisis,  co-pirolisis y la gasificación
(Yu  et  al.,  2016).  Es  importante  destacar  que  estas  metodologías  buscan  mantener  la
estructura  orgánica  básica  (Lewandowski  &  Skórczewska,  2022).  Se  considera
importante entender algunos aspectos clave de cada una de las técnicas, es por esta razón
que se presentará una breve contextualización de cada una de ellas:

Hidrogenación: El proceso de hidrogenación de PVC consiste en aplicar un tratamiento
térmico  en  presencia  de  dihidrógeno  (Gala  et  al.,  2021).  En  este  caso  el  PVC  es
descompuesto  térmicamente  obteniendo  productos  líquidos  y  gaseosos.  Durante  el
proceso se pueden producir reacciones secundarias con el dihidrógeno, en gran parte de
los casos se llegan a producir hidrocarburos saturados y estables (L. Lu et al., 2023). El
reto  principal  en  esta  práctica  es  poder  generar  una  hidrogenación  completa  del  PVC,

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normalmente esto no sucede y, por el contrario, normalmente se obtienen hidrocarburos
clorados.

Pirolisis  y  co-pirolisis:  A  lo  largo  de  los  años,  la  pirolisis  de  PVC  ha  sido  bastante
estudiada,  de  hecho,  es  una  de  las  técnicas  de  reciclaje  químico  más  utilizadas.  A
continuación, se presenta un esquema general de este proceso:

Ilustración 4. Descripción general del proceso de pirolisis.

El proceso termoquímico anteriormente ilustrado realiza la descomposición del PVC en
ausencia de oxígeno. Generalmente, requiere gran cantidad de energía debido a que se
debe operar en un rango de temperaturas de 300°C a 800°C (L. Lu et al., 2023), en algunos
casos es posible que se requieran mayores temperaturas. Finalmente, la co-pirolisis es una
variante del proceso anteriormente descrito. En este caso en particular se mezclan dos o
más materiales orgánicos antes de someterlos a la descomposición térmica. Esta técnica
ayuda a mejorar la eficiencia y la calidad de los productos obtenidos (Wu et al., 2014).

Gasificación: El principio de funcionamiento de esta técnica, consiste en someter a los
residuos de PVC bajo una atmosfera de aire y vapor. El principal producto de la
gasificación es energía por medio de gases de síntesis, como por ejemplo el dihidrógeno
y monóxido de carbono (Lu et al., 2023). Sin embargo, al momento de aplicar este proceso
con el PVC, hay que tener en cuenta que se puede generar una alta concentración de
alquitranes, lo cual representa un reto. Al finalizar la descomposición del PVC se suele
obtener productos tales como HCl, H

y CO. Es importante mencionar que la gasificación

debe ir de la mano de diversos procesos tales como el secado, pirolisis, agrietamiento y
reformación, lo anterior con el objetivo de que sea altamente eficiente.

Al igual que en la sección anterior, se presentará la Tabla 3, la cual expondrá los
principales estudios, los cuales utilizan la despolimerización térmica como metodología
de reciclaje del PVC.

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Tabla 4. Resultados de estudios de despolimerización térmica para el reciclaje químico del PVC.

Referencia.

Origen del

PVC.

Descripción de la

técnica.

Condiciones de

operación.

Resultados.

Posibles usos del

PVC después del

reciclaje.

(Ye et al., 2021)

Co-pyrolysis of Fe

-poly (vinyl

chloride)

(PVC)

mixtures:

mitigation of chlorine emissions
during PVC recycling.

ELSERVIER.

Journal of Waste Management.

Mezcla del PVC
con Fe

Técnica usada: Co-
pirolisis.

Temperatura: mayor a
400.85 °C.

La presencia de Fe

ayuda a suprimir las
emisiones gaseosas de
HCl (solo fue liberado un
0,6%

masa),

procedentes

descomposición del PVC.

Se  logra deshidroclorar  la
molécula  del  PVC  y  al
finalizar  las  reacciones  se
obtiene  una  mezcla  de
Fe

con Fe

polieno, componentes que
pueden se utilizados para
la fabricación de hierro.

(Yu et al., 2016)

Thermal degradation of PVC: A
review

ELSERVIER.

Journal of Waste Management.

Desechos de PVC. Técnica usada: Pirolisis.

Temperatura:

Entre

250°C a 525°C.

deshidrocloración

ocurre en la primera etapa
a una temperatura de 250
°C y 350 °C, en esta etapa
se elimina casi todo el
cloro. En la segunda etapa
la

descomposición

ciclación de los polienos
lineales se producen entre
350 °C y 525 °C.

Al finalizar se obtuvieron
monómeros de vinilo los
cuales

pueden

ser

utilizados

para

producción

de nuevos

químicos o polímeros. Por
otro lado

se obtuvo

Alquitrán y subproductos
orgánicos

los

cuales

pueden ser utilizados en la
obtención

combustibles.

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(Svadlenak et al., 2023)

Upcycling of polyvinyl chloride to
hydrocarbon

waxes

via

dichlorination

and

catalytic

hydrogenation.

ELSERVIER.

Journal of Applied Catalysis B:
Environmental.

Corrientes
residuals de PVC.

Técnica

usada:

Hidrogenación.

Caracterización: DSC

Temperatura:

Entre

80°C a 100°C.

Las alquilaminas usadas
como

catalizadores

homogéneos

decloran

exitosamente el PVC. Se
lograron rendimientos de
cera

hidrocarburos

superiores  al  79%.  La
caracterización  demuestra
una decloración completa.

Cera de polietileno en un
sistema mixto de amina y
agua. Producto apto para
uso

como

adhesivos

termofusibles.

(Adeniyi et al., 2022)

Thermal  recycling  strategy  of
Coca-Cola PVC label films by its
co-carbonization  with  Terminalia
ivorensis laves.

ELSERVIER.

Journal of Cleaner Engineering
and Technology.

Películas

etiquetas de PVC
de la marca Coca-
Cola

utilizadas

para el embalaje
de sus productos.

Técnica usada: Co-
carbonización.

Caracterización: FTIR,
DTA/TGA.

Temperatura:

Entre

205.6°C a 285.03°C.

Tiempo de operación:
100 minutos.

Las

películas de PVC de

las

etiquetas

carbonizaron con hojas de
Terminalia

ivorensis

(TIL).  El  proceso  dio  un
rendimiento del 42.50% y
45.60%  para  TIL-biochar
y  TIL-PVC-biochar.  Se
pudo  determinar  que  este
último  contenía  mayor
concentración  de  carbono
y cloro.

Producción de TIL-PVC-
biochar.

Este

material

puede ser destinado para la
producción de compuestos
conductores o puede ser
usado como adsorbente
para

secuestro

contaminantes del medio
ambiente.

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(Cho et al., 2015)

Air gasification of PVC (polyvinyl
chloride)-containing  plastic  waste
in  a  two-stage  gasifier  using  Ca-
based  additives  and  Ni-loaded
activated

carbon

for

the

production of clean and hydrogen-
rich producer gas.

ELSERVIER.

Journal of Energy.

Residuos plásticos
los

cuales

contenían

PVC

(residuos
compuestos).

Técnica

usada:

Gasificación

Caracterización: FTIR,
DTA/TGA.

Temperatura:

Entre

450°C y 500°C.

Tiempo de operación:
180 minutos.

Los  aditivos  calcinados  a
base  de  Ca  y  de  carbon
activado  lograron  reducir
los  contenidos  de  HCl  en
las  corrientes  gaseosas,
dicha  concentración  fue
inferior  a  1  ppm.  El
estudio  demuestra  que  las
conchas  de  ostras  son
eficaces

para

eliminación de alquitrán y
HCl.

Gas rico en hidrógeno con
bajos

contenidos

alquitrán  y  HCl,  con  un
rendimiento  superior  al
88%.

(Hong et al., 2022)

A  Comprehensive  understanding
of the synergistic effect during co-
pyrolysis  of  polyvinyl  chloride
(PVC) and coal.

ELSERVIER.

Journal of Energy.

Residuos de PVC.

Técnica usada: Co-
pyrolisis (PVC/carbón).

Caracterización:
Simulaciones ReaxFF MD
y

análisis

termogravimétricos.

Temperatura:

Entre

900°C y 2726.85°C.

Los resultados demuestran
que el carbón promueve la
liberación de HCl debido a
que  proporcionan  un  H
adicional  a  los  radicales
libres de HCl.  Por lo cual
se

incrementó

rendimiento de C

Se obtienen los siguientes
compuestos a partir de la
descomposición del PVC:
HCl, H

Este último

puede ser utilizado en
aplicaciones

calentamiento de llama o
soldaduras.

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(Miandad et al., 2016)

Catalytic pyrolysis of plastic
waste: A review.

ELSERVIER.

Process

Safety

and

Environmental Protection.

Mezclas

residuos plásticos
que

contienen

PVC

(plásticos

con alto contenido
de PVC, superior
a 5% wt).

Técnica usada: Pirólisis
catalítica

Temperatura: inferiores
a 500°C.

Técnica alternativa a la
pirolisis

térmica.

Mediante

uso

catalizadores  hace  que  el
proceso  sea  más  eficiente
debido  a  que  requiere
menos temperatura.

Aceite

liquido

con

características  similares  a
las  del  combustible  diésel
convencional.  Puede  ser
utilizado  en  aplicaciones
relacionadas  con  energía.
Durante  el  proceso  se
presentan

subproductos

como carbón vegetal el
cual puede utilizarse como
material adsorbente.

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A continuación, se realiza una descripción detallada de cada uno de los estudios, así como
las consideraciones clave:

Ye er al. (2021) decidieron realizar la co-pirolisis de mezclas de

𝐹𝑒

𝑂

y el PVC (mezclas

comunes en la industria de sensores y dispositivos electromagnéticos). La importancia de
esta investigación radica en que se llega a la conclusión de que es posible descomponer
el PVC mediante el proceso de cloración del

𝐹𝑒

𝑂

a temperaturas mayores a 400.85°C.

Bajo estas condiciones se produce una descomposición de polímeros conjugados junto
con la reducción de

𝐹𝑒

𝑂

𝐹𝑒

𝑂

lo cual resulta en la liberación de 𝐹𝑒𝐶𝑙

. Este último

es de gran interés en diversas industrias como en la farmacéutica o a escala de
laboratorio ya que este es utilizado como agente reductor (Formulación Química,
n.d.). Por otro lado, esta investigación resalta el hecho de que la alta temperatura
que está involucrada en este proceso causa que se generen productos gaseosos
como 𝐻𝐶𝑙, 𝐻

y otros volátiles, la cantidad liberada de estos compuestos depende

directamente de la composición inicial del PVC. Finalmente, se menciona que existe
un impacto ambiental debido a que parte del 𝐹𝑒𝐶𝑙

es liberado al ambiente y por

ende puede llegar a causar efectos en los suelos, ecosistemas acuáticos y en la
calidad del aire, debido a su toxicidad.

Yu et al (2016) se encargaron de realizar un estudio relacionado con las diferentes
técnicas de reciclaje químico del PVC. Cabe mencionar que se centran en la técnica
de  pirolisis.  Esta  investigación  cobra  gran  importancia  debido  a  que  presenta  las
ventajas y desventajas de hacer uso de esta técnica. Entre las principales ventajas se
encuentran  que  mediante  la  pirolisis  se  puede  convertir  el  PVC  en  combustibles
útiles  e  intermediarios químicos,  lo  cual  deriva  en  que  se  reduce  la necesidad de
utilizar  materias  primas  vírgenes.  Adicionalmente,  en  este  proceso  se  pueden
reducir  la  producción  de  algunos  gases  ligeros  como  lo  puede  ser  el  óxido  de
nitrógeno, óxido de azufre y dioxinas. Cabe mencionar que el proceso de pirolisis es
una de las pocas técnicas las cuales puede ser llevada fácilmente a escala industrial.
En  cuanto  a  las  desventajas  de  este  método,  se  conoce  que  requiere  de  altas
temperaturas, lo cual deriva en el exceso de requerimiento energético. Por otro lado,
uno de los principales productos de este método son los aceites que contienen una
cantidad elevada de cloro, lo cual puede generar un daño ambiental. Finalmente, se
destaca  que caracterizar y tener una  certeza  de  los rendimientos de  los aceites o
gases  producidos  durante  este  proceso  puede  llegar  a  ser  complejo  debido  a  la
naturaleza de estos.

Svadlenak et al. (2023)  proponen generar hidrocarburos con aspecto de cera, los
cuales  tienen  aplicación  en  diferentes  áreas  de  producción  como  la  de  muebles,
velas, lubricantes sólidos, entre otros (Wang et al., 2011). Para producir este tipo de
hidrocarburos  se  utilizan  una  serie  de  reacciones  que  involucran  la

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hidrodescloración  mediante  una  base  de  aminas.  Este  estudio  destaca  que  los
tiempos de reacción afectan la composición de las ceras obtenidas. Es decir, cuando
se tienen tiempos de reacción más largos se logran obtener ceras completamente
descloradas, mientras que en el caso contrario se obtienen mezclas de cadenas de
hidrocarburos  clorados  y  no  clorados.  Para  llevar  a  cabo  este  procedimiento  es
necesario  utilizar  catalizadores,  sin  embargo,  se  demostró  que  si  se  reutiliza  el
catalizador en reacciones posteriores se disminuye la producción de cera, es decir,
se presenta una desactivación del catalizador, lo cual hace que esta técnica sea poco
viable  a  nivel  industrial.  Finalmente,  el  análisis  de  las  muestras  de  cera
(espectrometría de masas y espectroscopía) evidencia la presencia de polietileno en
las  ceras,  estas  son  utilizadas  para  la  producción  de  caucho,  cables,  pegamentos
calientes o incluso puede ser usada como materia prima para la producción de un
nuevo PVC (Evricom, 2020).

Adeniyi  et  al.  (2022)  realizaron  un  estudio  el  cual  se  centró  en  la  producción  y
caracterización de biochar mediante la co-carbonización de películas de etiquetas de PVC
utilizando  hojas  de  Terminalia  ivorensis  (TIL).  Su  principal  objetivo  fue  investigar  el
efecto de la impregnación del PVC en las propiedades de biochar resultante y compararlo
con el biochar producido únicamente a partir de las hojas de TIL. El estudio demuestra
que  el  proceso  de  impregnación  fue  exitoso  dado  que  se  presentó  un  aumento  en  la
concentración de cloro y carbono en el biochar TIL-PVC, adicionalmente su rendimiento
fue mayor (45.60%) comparado con el de biochar de TIL. En cuanto a las propiedades,
se conoció que la impregnación de películas de PVC redujo las propiedades de superficie
y  porosidad  de  biochar.  Los  análisis  termogravimétricos  exhibieron  una  mayor
estabilidad térmica para el TIL-PVC lo cual sugiere que es un material adecuado para ser
usado en la producción de compuestos conductores y un adsorbente para capturar algunos
contaminantes. En cuanto a los beneficios ambientales, el estudio demuestra el potencial
que  hay  al  momento  de  utilizar  los  residuos  de  PVC  como  materia  prima  para  la
producción  de  biochar,  por  lo  cual,  mediante  esta  investigación  se  demuestra  que  es
posible  adoptar  un  enfoque  sostenible  para  reciclar  residuos  de  PVC  y  convertirlos  en
materiales valiosos con diversas aplicaciones.

Cho  et  al.  (2015)  presentaron  un  estudio  en  el  cual  realiza  la  gasificación  de  residuos
plásticos, los cuales tienen un porcentaje de PVC. El principal producto de este proceso
consiste  en  un  gas  productor  rico  en  hidrógeno,  el  cual  se  caracteriza  por  tener  bajos
contenidos  de  alquitrán  y  HCl,  producto  de  un  proceso  de  gasificación.  Una  de  las
principales características de esta investigación está relacionada con el uso de aditivos a
base de calcio (Ca), los cuales lograron una disminución del contenido de alquitrán y de
dióxido de carbono en el gas productor, pero provocaron un aumento en el contenido de
hidrógeno y monóxido de carbono. Por otro lado, también se utiliza carbón activado, el
cual funciona como adsorbente, capturando las moléculas de alquitrán que se escapan del

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reactor lo cual garantiza un proceso más sostenible en términos ambientales. Cabe aclarar
que con el tiempo el carbón activado se puede saturar, lo cual representa una desventaja
para este proceso. El gas obtenido presentó un poder calorífico elevado superior a los
6.4 𝑀𝑗/𝑁𝑚

. Lo anterior sugiere que este gas es capaz de liberar una gran cantidad de

energía térmica cuando se quema o se somete a alguna reacción de combustión, dado lo
anterior puede ser usada como fuente de energía.

Hong  et  al.  (2022)  realizaron  una  investigación  en  la  cual  utilizan  simulaciones  de
dinámica molecular reactiva para determinar  cómo se comporta la co-pirolisis de PVC
con  carbón.  Se  encontró  que  este  proceso  tuvo  impactos  en  la  producción  de  gas
inorgánico, gas orgánico y alquitrán. En cuanto al gas orgánico, se conoce que el carbón
fomento  la  liberación  de  HCl  durante  la  co-pirolisis  debido  a  que  este  proporciona  un
hidrógeno adicional para los radicales del cloro. Mientras que el PVC no influencio en la
producción  de gases  inorgánicos durante la pirolisis  del  carbón.  En  cuanto a los  gases
orgánicos,  los  resultados  permiten  entender  que  durante  la  co-pirolisis  el  PVC  se  ve
involucrado  en  la  generación  de  dióxido  de  carbono  y  monóxido  de  carbono;
adicionalmente, este tuvo un efecto positivo para la producción de etileno. En cuanto la
pirolisis del carbón se conoció que se obtuvieron gases como hidrogeno, formaldehído,
acetileno y etileno. Finalmente, en cuanto a la obtención alquitrán, se determinó que el
PVC tiene poco efecto en cuanto a este rendimiento, mientras que el sí carbón promueve
la  generación  de  alquitranes  en  la  pirolisis  de  PVC  a  bajas  temperaturas  y  también  se
generan  reacciones  secundarias  de  los  alquitranes  a  altas  temperaturas  durante  la  co-
pirolisis.

Miandad  et  al.  (2016)  presentaron  un  documento  en  el  cual  afirman  que  la  pirolisis
catalítica presenta ventajas medioambientalmente favorables con respecto a la pirolisis
convencional ya que este proceso produce aceite liquido de mayor calidad debido a que
convierte los heteroátomos en fase gaseosa, adicionalmente, requiere menor temperatura
y tiempo de retención. Mediante los resultados es posible afirmar que los catalizadores
también son capaces de disminuir la concentración de halógenos en el aceite liquido de
la pirolisis.  Se conoce que algunos factores que el proceso son, la temperatura, el tiempo
de  reacción,  la  composición  de  la  materia  prima  y  el  uso  del  catalizador.  Durante  la
investigación se comprueba que los catalizadores son un medio para mejorar la calidad
del producto y el rendimiento general del proceso de pirolisis. Algunos catalizadores que
han demostrado tener efectividad son: ZSM-5, HZSM-5, FCC, zeolita natural, alúmina
activada  y  lodo  rojo.    Es  importante  considerar  que  durante  esta  técnica  se  pueden
producir algunos gases  tales como  el

𝐶𝑂, 𝐶𝑂

, 𝐻

𝑦 𝐶𝐻

. Finalmente, se establece que

los catalizadores también aumentan la concentración de hidrogeno y la isomerización de
la estructura de carbono, lo cual deriva en un aumento de la concentración de i-butano en
los gases producidos.

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6.1.3 Despolimerización química

Al  igual  que  los  otros  tipos  de  despolimerización,  en  la  despolimerización  química  se
descompone la cadena del polímero hasta sus monómeros. La diferencia de esta técnica
con respecto a las otras ya mencionadas previamente es que la despolimerización química
se  realiza  a  partir  de  agentes  hidrolíticos.  Esta  se  basa  en  el  principio  de  que  los
compuestos químicos contienen átomos de hidrógeno dispuestos para reaccionar con los
grupos polares en las cadenas del polímero (Polímeros, 2016). Usualmente, la reacción
que se lleva a cabo es conocida como una hidrólisis, ya sea ácida o básica, esta se suele
dar gracias a la disposición de los enlaces en la amida, éster o uretano (Polímeros, 2016).
Además  de  la  hidrólisis,  es  importante  destacar  que  en  esta  sección  también  se  espera
abordar investigaciones relacionadas con la modificación química del PVC, esta técnica
se  refiere  al  uso  de  grupos  funcionales  capaces  de  desplazar  las  moléculas  del  cloro  y
minimizar el uso de aditivos nocivos para el medio ambiente (Gama et al., 2019).

Consultando en la bibliografía es evidente que este tipo de técnicas de reciclaje químico
del PVC son comúnmente utilizadas cuando el material se encuentra combinado con otro
tipo  de  plásticos,  usualmente  es  el  PET.  Si  bien  es  cierto  que  existen  otros  tipos  de
técnicas que abarcan el reciclaje de plásticos compuestos, esta, en especial, es una de las
más  efectivas  (Kumagai  et  al.,  2018).  Dado  lo  anterior,  en  este  capítulo  se  incluirán
investigaciones  relacionadas  con  el  tratamiento  químico  de  residuos  plásticos  que
contienen PVC y otro tipo de polímeros. Cabe aclarar que es común encontrar desechos
de plásticos compuestos, por lo cual abordar este tipo de prácticas de reciclaje se hace
fundamental (Osswald et al., 2013).  En este tipo de casos la metodología a seleccionar
deberá  depender  del  contenido  del  PVC  en  el  desecho  de  plástico  compuesto.  A
continuación, en este capítulo, se presentarán algunas investigaciones relacionadas con
las técnicas y las problemáticas anteriormente descritas. En la Tabla 4, se expondrán los
principales estudios, los cuales utilizan la despolimerización química como metodología
de reciclaje del PVC.

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Tabla 5. Resultados de estudios de despolimerización química para el reciclaje químico del PVC.

Referencia.

Origen del

PVC.

Descripción de la

técnica.

Condiciones de

operación.

Resultados.

Posibles usos del

PVC después del

reciclaje.

(J. Lu et al., 2013)

Study

the

Pressurized

Hydolysis Dechlorination of PVC.

ACSPublications.

Energy & Fuels.

Residuos de PVC.

Técnica usada: Hidrólisis
presurizada

Temperatura:

Entre

127°C y 327°C.

Tiempo

reacción:

Entre 0.5 y 4 horas.

Presión: 3.0 Mpa.

Aproximadamente el 95%
del cloro del PVC se
puede liminar mediante el
proceso de hidrólisis a una
temperatura de 240°C.
Con

aumento

temperatura  aumenta  el
rendimiento  de  HCl  al
igual  que  el  aumento  de
del residuo.

Se  logra deshidroclorar  la
molécula  del  PVC.  Se
concluye  que  la  hidrólisis
del PVC presenta ventajas
sobre  las  técnicas  de
reciclaje térmico debido a
que  requiere  de  menos
temperatura.

(Kumagai et al., 2018)

Alkaline hydrolysis of PVC-
coated

PET

fibers

for

simultaneous recycling of PET
and PVC.

Springer Link.

Material Cycles and Waste
Management.

Polietileno
recubierto

PVC.

Técnica usada: Hidrólisis
alcalina.

Temperatura:

Entre

120°C y 180°C.

Los

tejidos

fueron

recubiertos  con  NaOH,
hidrolizando  las  fibras  de
PET  en  tereftalato  de
sodio  soluble  en  agua,  lo
cual  permitió  que  PVC
fuera

eliminado

por

filtración.

temperatura de 120°C se
presenta una tasa de
decloración del 1%

Se obtienen las moléculas
PVC y PET por separado.
La decloración del PVC es
mínima en este caso.

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(Choudhury et al., 2023)

Mechanochemical degradation of
Poly(vinyl chloride) into Nontoxic
Water-Soluble

Products

via

sequential

dichlorination,

Heterolytic

Oxirane

Ring-

Opening, and Hydrolysis.

CLARIVATE.

Advanced Materials.

Residuos de PVC.

Técnica

usada:

Degradación
mecanoquímica

hidrólisis.

Temperatura:

Entre

230°C y 900°C.

El proceso de degradación
y

epoxidación

mecanoquímica  es  una
alternativa  de  reciclaje
exitosa  sin  necesidad  de
uso  de  disolventes.  Se
logra la apertura del anillo
de  oxiarano  heterolítico
indicida  por  la  fuerza  que
permite  degradar  el  PVC
en  fragmentos  pequeños.
Se  produce  HY-PVC  el
cual es soluble en agua.

PVC

degradado

productos

solubles

agua

tóxicos.

produce

HY-PVC.

Materiales de embalaje,
Dispositivos biomédicos.

(Jia, Hu, et al., 2017)

Self-Plasticization

PVC

material via chemical codification
of Manninch Base Cardanol Butyl
Ether.

ACS Sustainable Chemistry &
Engineering.

Residuos de PVC.

Técnica

usada:

Modificación química del
PVC.

Temperatura:

Entre

90°C y 120°C.

Se plastifica nuevamente,
el

PVC

mediante

desplazamiento  del  cloro
con base de cardanol butil
éster.  Se  evita  el  uso  de
otros  plastificantes  que
puede hacer más complejo
el  reciclaje  del  mismo  a
futuro.

PVC

reciclado

autoplastificado

puede

tener una aplicación en
envases

alimentos,

juguetes y dispositivos
médicos.

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Gabriela Meléndez Plata

Proyecto de Grado

(L. Lu et al., 2019)

Degradation of PVC waste into a
flexible polymer by chemical
modification using DINP moieties

Royal Society of Chemistry.

Residuos de PVC.

Técnica

usada:

Modificación química del
PVC.

Temperatura:

Entre

40°C y 110°C.

Tiempo

calentamiento: 3 horas.

Algunos  átomos  de  Cl
fueron  sustituidos  con
ftalato  de  diisononilo  en
presencia de carbonato de
potasio y DINP. La tasa de
sustitución  máxima  fue
del  35.7%,  la  eliminación
de HCl fue de 4.4%.

La estabilidad térmica del
PVC puro y reciclado es
similar a la del PVC
convencional

cual

sugiere

que

sus

aplicaciones pueden ser
similares.

(Thanh Truc & Lee, 2019)

Sustainable  Hydrophilizatión  to
separate  hazardous  chlorine  PVC
from  plastic  wastes  using  H

ultrasonic irrigation.

ELSERVIER.

Waste Management.

Mezclas

residuos plásticos
que

contienen

PVC

(plásticos

con alto contenido
de PVC, superior
a 5% wt).

Técnica

usada:

Separación selectiva con
irrigación ultrasónica

Concentración de H

Tiempo

riego

ultrasónico: 30 minutos.

La solución de H

junto

con la técnica de irrigación
ultrasónica

permitió

separar el PVC, el cual se
asentó  en  el  fondo  del
reactor  de  flotación.  El
resto  de  los  desechos
flotaban

fácilmente

debido a que mantenían su
hidrofobicidad. Se obtuvo
un 100% de pureza del
PVC.

PVC puro y disponible
para volver a usado en
aplicaciones
convencionales.

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Proyecto de Grado

A continuación, se realiza una descripción detallada de cada uno de los estudios, así como
las consideraciones clave:

J. Lu et al. (2013) presentan un estudio en el cual aplican la técnica de reciclaje químico
del PVC llamada hidrólisis presurizada. En este método, el PVC se trata en una solución
alcalina, es decir, una solución con baja concentración de hidróxido de sodio. Algunas de
las  variables  más  importantes  de  este  procedimiento  son  las  elevadas  temperaturas  y
presión,  lo  anterior  es  importante  debido  a  que  estos  factores  son  fundamentales  para
llevar a cabo la reacción. El objetivo de este proceso es declorar el PVC en la solución
alcalina. Los investigadores informan que el 95% del cloro es eficientemente removido
después de 2 horas a una temperatura de 240°C. Por otro lado, este informe es realmente
importante debido a que presenta una comparación entre la descomposición térmica y la
hidrólisis presurizada. Lo anterior debido a que en el proceso de hidrólisis presenta una
mayor  eficiencia,  ya  que  se  demuestra  que  el  rendimiento  de  HCl  aumenta  y  el
rendimiento  del  residuo  disminuye  al  aumentar  la  temperatura.  A  diferencia  la
descomposición térmica, en este proceso no se producen compuestos cloro-orgánicos por
lo cual la técnica ayuda a prevenir subproductos indeseables. Es importante mencionar
que, los análisis de espectroscopia de masas demostraron que el contenido de carbón y
oxígeno  incrementan  mientras  el  contenido  de  cloro  disminuye,  lo  anterior  se  logra  a
medida que aumenta la temperatura de reacción. Finalmente, al medir el valor calorífico
del material reciclado se demuestra que tiene un alto potencial para uso como combustible
o materia prima de alta calidad para otros procesos.

Kumagai et al. (2018) mencionan una estrategia de reciclaje químico del PVC, cuando se
encuentra  mezclado  con  PET  (una  de  las  mezclas  de  plásticos  más  comunes).  Estos
investigadores desarrollan la técnica de hidrólisis alcalina, en el cual el material es tratado
con una solución de hidróxido de sodio, este químico es el encargado de  hidrolizar las
fibras de PET y las descompone en tereftalato de sodio soluble en agua; mientras que el
PVC  se  puede  separar  de  la  solución  por  medio  de  la  filtración.  Este  tipo  de  proceso
permite la recuperación simultánea tanto de PVC como PET. Como ya se mencionó, las
fibras  de  PET  se  hidrolizan  completamente  a  temperaturas  entre  120°C  y  180°C
produciendo  ácido  tereftálico.  En  cuanto  al  PVC,  se  conoce  que  se  declora  durante  el
proceso,  con  una  tasa  mínima  de  decloración  del  1%  a  la  temperatura  de  120°C.  Esta
metodología permite eliminar la necesidad de utilizar disolventes orgánicos, los cuales
pueden llegar a plantear algunos desafíos medioambientales. Es importante recordar que
este  tipo  de  mezclas  de  plásticos  representan  diversos  retos  a  la  hora  de  llevar  a  cabo
técnicas de reciclaje lo anterior debido a diversos factores tales como:

• Los dos materiales tienen densidades similares, lo cual dificulta su efectiva

separación física por flotación.

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• Para este tipo de mezclas, la técnica de pirólisis no es viable debido a que, a

problemas como la corrosión, la obstrucción de los equipos utilizados y la
producción de compuestos orgánicos clorados indeseables.

• Los métodos de reciclaje del PVC en altas temperaturas requieren un

pretratamiento de decloración.

• La separación de PET y PVC utilizando disolventes orgánicos, como los procesos

de Vinyloop y Texyloop mencionados previamente, requieren grandes volúmenes
de disolventes, por lo cual representa desafíos en el tratamiento de los disolventes
orgánicos.

• Por su parte, la hidrólisis alcalina de PET utilizando una solución de NaOH para

el reciclaje de estos dos plásticos no declora el PVC de manera eficiente, por lo
cual la eficiencia del reciclaje de la resina del PVC se ve afectada.

• La cantidad de plastificante necesaria en el PVC depende de la reutilización

deseada, de ser necesario la escasez de plastificante se puede corregir si el PVC
recuperado está disponible directamente para otro producto.

Finalmente, los autores destacan que una vez que el material es separado, el PVC se
encuentra en estado sólido, por lo cual puede llegar a ser fácilmente filtrado y recuperado,
por lo cual puede procesarse para su reutilización u otras aplicaciones debido a que sus
propiedades son similares a las del material virgen.

Choudhury  et  al.  (2023)  se  encargaron  de  analizar  la  degradación  mecanoquímica  del
PVC  en  productos  solubles  en  agua  y  que  sean  biocompatibles,  la  técnica  propuesta
plantea una modificación química de la molécula del polímero.  Estos investigadores se
encargaron  de  introducir  mecanóforos  de  oxirano  en  la  cadena  principal  del  PVC,  los
cuales  sufren  una  reacción  de  apertura  de  anillo  inducida  por  una  fuerza  para  generar
acetales.  Posteriormente,  se  realiza  un  proceso  de  hidrólisis  a  dichos  acetales,  la  cual
causa que la cadena del PVC se rompa en diversos fragmentos de bajo peso molecular,
los  cuales  son  solubles  en  agua  y  además  son  productos  de  baja  toxicidad.  Los
investigadores plantean algunas posibles aplicaciones de los productos obtenidos, entre
las cuales destacan:

• Creación de materiales biodegradables, al ser solubles en agua pueden ser

utilizados como materia prima para la producción de polímeros más amigables
con el medio ambiente. Este tipo de productos se podrían abrir paso en la industria
de embalaje, películas agrícolas y dispositivos biomédicos.

• Los productos solubles en agua son altamente llamativos para la industria de

tratamiento de agua, ya que pueden actuar como floculantes o coagulantes para
llevar a cabo los procesos de sedimentación y filtración.

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• Es posible que sean utilizados como componentes básicos para síntesis de

diversos productos químicos y compuestos. Es posible que sean precursores para
la producción de productos farmacéuticos o tensioactivos.

• Los productos solubles en agua pueden utilizarse en procesos relacionados con la

remediación ambiental, estos pueden ser útiles para eliminar PVC y sus derivados
de sitios contaminados. Lo anterior previene la liberación de sustancias tóxicas al
ambiente.

En general, los autores establecen que los productos solubles en agua y biocompatibles
obtenidos a partir de la degradación mecanoquímica del PVC pueden ser utilizados en
diversas industrias, por lo cual ayuda a fomentar un enfoque sostenible y
medioambientalmente amigable. Lo anterior permite que la producción del PVC tenga un
enfoque de economía circular.

Jia et al. (2017) discuten e investigan la técnica de modificación química de materiales
elaborados  a  partir  de  PVC  utilizando  un  plastificante  interno  a  base  de  cardanol.  La
relevancia de este documento radica en que es una de las primeras investigaciones en las
cuales  se  logra  con  éxito  este  tipo  de  auto  plastificación.  Cabe  aclarar  que  uno  de  los
principales  propósitos  de  utilizar  cardanol  es  mejorar  la  flexibilidad  y  las  propiedades
mecánicas del polímero puro. El cardanol, puede actuar como plastificante, ya que reduce
la temperatura de transición vítrea del PVC y por ende permite que este material aumente
la  flexibilidad.  Por  otra  parte,  los  investigadores  logran  demostrar  que  se  mejora  la
resistencia al impacto y la estabilidad térmica del material. Este tipo de plastificantes a
base  de  cardanol  se  consideran  más  ecológicos  y  sostenibles  en  comparación  con  los
plastificantes  tradicionales,  comúnmente  fabricados  a  base  de  ftalato,  un  químico
altamente toxico. Los autores mencionan que esta técnica es una estrategia para modificar
materiales fabricados a partir del polímero en cuestión. Al finalizar, el material reciclado
tiene características mecánicas diferentes a las del polímero original; sin embargo, está
elaborado a partir de materiales poco nocivos para el medio ambiente.

L.  Lu  et  al.  (2019)  realizaron  una  investigación  en  la  cual  emplearon  una  técnica  de
modificación  química  para  el  reciclaje  del  PVC.  Para  lograrlo,  los  investigadores
sustituyeron  los  átomos  de  cloro  de  la  molécula  con  reactivos  nucleofílicos,  como  el
tiofenol  o  los  grupos  de  cadenas  largas  de  carbono.  Para  llevar  a  cabo  la  reacción  se
requiere  la  presencia  de  una  base  inorgánica

𝐾

𝐶𝑂

y una base orgánica (DIEA). Los

investigadores encontraron que la relación de sustitución máxima alcanzo hasta el 35.7%
cuando se utilizó tiofenol como nucleófilo. La técnica implementada demuestra que es
posible implementar la conversión de residuos de PVC en productos de valor añadido con
plasticidad mejorada, por lo cual se obtienen materiales adecuados para el reciclaje de las
materias primas. Cabe aclarar que, al finalizar los análisis de las propiedades del material,
se encontró que la estabilidad térmica del PVC modificado era comprable con la del PVC
puro. Aunque los autores señalan algunas aplicaciones para el PVC reciclado, señalan

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que  las  aplicaciones  específicas  del  PVC  reciclado  pueden  variar  dependiendo  de  la
calidad y las propiedades del material. Algunas de las aplicaciones sugeridas basadas en
los  resultados  obtenidos  en  el  estudio  son:  fabricación  de  tuberías,  materiales  de
construcción  (ej.  Marcos  de  ventanas),  aislamiento  de  cables,  materiales  de  embalaje,
industria automotriz, materiales médicos, juguetes, mangueras y estructuras inflables.

Thanh Truc & Lee. (2019) plantearon una metodología de reciclaje químico para separar
selectivamente el PVC de los desechos plásticos. Lo anterior es posible gracias al uso de
una  solución  de  peróxido  de  hidrógeno  e  irrigación  ultrasónica  al  3%.  Uno  de  los
principales  objetivos  de  llevar  a  cabo  esta  práctica  es  mejorar  la  hidrofobicidad  de  la
superficie del polímero de interés, ya que de esta forma se facilita la separación de los
otros residuos plásticos. Otro de los resultados más importantes, es que se determinó que
el tratamiento incorporado reduce las burbujas de aire en la superficie del PVC, lo cual
hace  que  se  mejore  su  humectabilidad.  Lo  anterior  se  logra  debido  a  que  la  energía
ultrasónica generada durante el tratamiento fomenta la formación de radicales hidroxilos,
los  cuales  reaccionan  con  la  superficie  del  PVC,  provocando  la  oxidación  y  la
deshidrocloración de los grupos de carbono. Al finalizar, los espectros infrarrojos indican
la presencia de grupos funcionales hidrófilos. Los autores logran un desarrollo selectivo
de la hidrofobicidad en la superficie del PVC lo cual facilita su separación de la mezcla
de residuos plásticos. Finalmente, uno de los aspectos más importantes mostrados en este
estudio es el papel de la irrigación ultrasónica en la separación del PVC, la cual permite
disminuir  las  burbujas  de  aire  que  se  encuentran  sobre  la  superficie  del  material  al
aumentar  su  humectabilidad.  La  metodología  antes  descrita  es  realmente  relevante  al
momento de considerar el reciclaje de mezclas de desechos plásticos, lo anterior debido
a que en estos casos se presentan retos significativos debido a que suelen tener superficie
hidrófoba similar, densidades similares.

6.1.4 Reciclaje enzimático

La técnica del reciclaje enzimático utilizada para el reciclaje del PVC se caracteriza por
utilizar  enzimas  que  se  encargan  de  descomponer  el  polímero  en  sus  componentes
básicos,  para  permitir  que  sean  reutilizados  en  nuevas  aplicaciones.  La  degradación
microbiológica del PVC abre las puertas a un mundo altamente atractivo en términos de
metodologías  ambientalmente  amigables,  además  de  económicamente  viables.  Cabe
aclarar que a pesar de todas las ventajas que pueda llegar a incluir este tipo de prácticas,
es pertinente mencionar que son extremadamente retadoras debido a que suelen ser difícil
de comprender a nivel  molecular  cómo  funcionan las cepas y las enzimas degradantes
(Zhe et al., 2021). Lo anterior causa que existan una cantidad limitada de investigaciones
centradas en esta área.

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En definitiva, el tratamiento biológico y el reciclaje de desechos plásticos es uno de los
enfoques más prometedores para el desarrollo futuro de una economía circular (Acosta,
2017). Sin embargo, el PVC se encuentra muy por detrás en esta área con respecto a otros
tipos de plásticos como lo pueden ser los PE, PET y PS. Lo anterior es causado gracias a
que el PVC no contiene un enlace éster que pueda hidrolizarse, y por ende su degradación
es mucho más desafiante (Zhe et al., 2021).

A pesar de que este tipo de prácticas representan todo un reto gracias a las características
moleculares del PVC, se conoce que se han presentado diversos estudios que proponen la
biodegradación del PVC por medio de varios taxones de hongos tales como
Basidiomycotina, Deuteromycota o Ascomycota, así como algunas bacterias tales como
Pseudomonas, Mycobacterium o Acinetobacter (Khatoon et al., 2019). Generalmente, los
resultados obtenidos demuestran cambios morfológicos o fisicoquímicos en la molécula,
como daño superficial o disminución del peso molecular del material, lo que da a entender
que con esta metodología se puede degradar plástica. Como se mencionó antes, hay pocos
estudios relacionados con esta metodología de reciclaje, por lo que es una de las técnicas
que requiere profundizar en la búsqueda de microorganismos y recursos enzimáticos.

Dado  que  esta  metodología,  varia  en  gran  magnitud  comparado  con  las  anteriores
prácticas mencionadas anteriormente. Se presenta el siguiente diagrama que esquematiza
de  manera  general  el  mecanismo  para  la  degradación  biológica  de  los  plásticos  bajo
condiciones aeróbicas:

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Ilustración 5. Esquema general del mecanismo de degradación microbiológica de los plásticos bajo condiciones

aerobias (Mohanan et al., 2020).

Al  igual  que  en  la  sección  anterior,  se  presentará  la  Tabla  5,  la  cual  expondrá  los
principales  estudios,  los  cuales  utilizan  técnicas  de  reciclaje  enzimático  como
metodología de reciclaje del PVC.

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Tabla 6. Resultados de estudios relacionados con el reciclaje enzimático como una técnica de reciclaje químico del PVC.

Referencia.

Origen del

PVC.

Descripción de la

técnica.

Condiciones de

operación.

Resultados.

Posibles usos del

PVC después del

reciclaje.

(Y. Y. Qi et al., 2023)

PVC dichlorination residues as
new

peroxidase-mimicking

nanozyme

and

chemiluminescence

sensing

probe with high activity glucose
and ascorbic acid detection

ELSERVIER.

Waste Management.

Residuos de PVC.

Técnica

usada:

Decloración

del

PVC

utilizando enzimas.

Condiciones

operación  relacionadas
con  la  colección  de  los
residuos  del  proceso  de
decloración:

Técnica: Utilizando agua
como fluido supercrítico.

Temperatura: reacción
hidrotérmica a 200°C

Tiempo de reacción: 1
hora.

investigación

evidencia  la  posibilidad
del  uso  de  residuos  de  la
decloración de PVC como
nanozima  que  imita  la
peroxidasa.

investigación

cinética

demostró  que  la  reacción
enzimática  simulada  de
los residuos es mucho más
fuerte  que  la  de  los
nanocompuestos
enzimáticos.

Los

resultados  muestran  que
los  residuos  son  un  buen
material  colorimétrico  y
de detección de Cl.

Uso  de  los  residuos  de  la
decloración  del  PVC  para
la  colorimetría  visual y  la
detección

quimioluminiscencia.

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Proyecto de Grado

(Zhe et al., 2021)

Polyvinyl chloride degradation by
intestinal Klebsiella of Pest larvae.

CSH (Cold Spring Harbor
Laboratory)

BioRxiv.

Residuos de PVC.

Técnica

usada:

Degradación del PVC por
bacterias intestinales en
larvas de plagas.

Recolección

muestras: Se recolectaron
en campos de maíz y
fueron cultivadas en el
laboratorio.

Fueron

alimentadas con películas
de PVC.

Preparación

muestra:  Se  recolectaron
fragmentos de PVC, de las
muestras  intestinales  y
fecales de las larvas.

Análisis

degradación del PVC: Se
evalúa la pérdida de peso
de la película de PVC

investigación

demuestra  que  las  larvas
(Spodoptera  frugiperda)
tienen  la  capacidad  de
degradar  el  PVC.  Las
larvas  sufrieron  cambios
intestinales  significativos,
sin  embargo,  no  provoco
su muerte.

Se logra degradar el PVC
utilizando larvas.

(Mohanan et al., 2020)

Microbial

and

enzymatic

degradation

synthetic

plastics.

Frontiers in Microbiology.

Residuos de PVC.

Técnica

usada:

Degradación del

PVC

utilizando
microorganismos.

Las

condiciones

dependen

del

microrganismo,

general son:

Temperatura: entre 20°C
y 30°C.

Condiciones in vitro: de
15 a 180 días.

Se reporta que algunos
microrganismos

tales

como Trichocladium sp.,
Chaetomiun

sp.,

Pseudomonas
cintronellolis y Bacillus
flexus, son capaces de
degradar el PVC

Se logra degradar el PVC
utilizando
microorganismos

tales

como bacterias y hongos.

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Proyecto de Grado

(Raziyafathima et al., 2016)

Microbial degradation of plastic
waste: A Review

Journal

Pharmaceutical,

Chemical

and

Biological

Sciences.

Residuos de PVC.

Técnica

usada:

Degradación del

PVC

utilizando
microorganismos.

En el documento no se
explican

datos

importantes relacionados
con las condiciones de
operación, debido a que se
tratada de una revisión de
varios documentos solo se
presenta

los principales

resultados obtenidos.

articulo

permite

evidenciar

que

eficiencia de degradación
depende

del

microorganismo utilizado.
Usualmente se encuentran
eficiencias  que  oscilan
entre el 10%  y el 40%. Por
otro  lado,  este  porcentaje
también

encuentra

relacionado con el origen
de los microrganismos.

Se logra degradar el PVC
utilizando
microorganismos

tales

como bacterias y hongos.

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Proyecto de Grado

A continuación, se realiza una descripción detallada de cada uno de los estudios, así como
las consideraciones clave:

Qi et al. (2023) consideran en su estudio el uso de los desechos producto de la decloración
del PVC como suplentes a algunas enzimas tales como la peroxidasa, la cual es una nano-
enzima  que  es  utilizada  en  procesos  de  colorimetría  visual  y  la  detección  de
quimioluminiscencia. Si bien es cierto que en esta investigación los autores no utilizan
alguna metodológica biológica o enzimática para reciclar el PVC, se considera importante
exponer esta investigación en esta sección debido a que la metodología expuesta puede
ser utilizada como una segunda parte de técnicas de reciclaje previamente mencionadas.
Adicionalmente,  este  estudio  presenta  una  metodología  innovadora  para  encontrar
aplicaciones realmente útiles  de los  desechos generados  al  completar otras  técnicas de
reciclaje  del  PVC.  Ahora  bien,  resaltando  lo  que  los  investigadores  proponen,  se
menciona que el uso de residuos de decloración  del  PVC como nanozima que imita la
peroxidasa tiene varias ventajas, a continuación, son presentadas:

• Los residuos de la decloración del PVC demostraron tener una excelente actividad

imitadora de la peroxidasa, por lo cual lograron catalizar la oxidación del sustrato
enzimático. La investigación cinética de la reacción enzimática confirmó que la
actividad enzimática simulada de los residuos era más fuerte que la del
nanocompuesto sintetizado.

• La actividad de los residuos para la detección simulada de enzimas y Cl aún podría

alcanzar  el  66.3%  y  el  85.6%  respectivamente,  estos  resultados  se  obtienen
después  de  tres  procesos  de  reciclaje.  Lo  anterior  demuestra  que  el  proceso  de
reciclaje es exitoso y viable.

• El uso de los residuos de la decloración presenta una alternativa ecológica y

eficiente para la detección de glucosa y ácido ascórbico. Además de ayudar a
mejorar la eficiencia de los procesos de reciclaje del PVC.

Zhe et al. (2021) proponen en su estudio diversos hallazgos bastante valiosos. Esta
investigación es una de las pocas las cuales se centran en exclusivamente en el reciclaje
enzimático del PVC y además proponen varios hallazgos interesantes. A continuación, se
presentan algunas de las conclusiones más relevantes obtenidas en este estudio:

• Se demuestra que las larvas de la plaga de insectos invasores agrícolas,

Spodoptera Frugiperda, pueden sobrevivir eficazmente alimentándose
exclusivamente de películas de PVC, lo cual demuestra que tienen la capacidad
para degradar el polímero.

• La alimentación de las larvas con las biopelículas de PVC causo que estas

sufrieran cambios significativos en la microbiota intestinal de las larvas.
Principalmente, se presentó un enriquecimiento selectivo de algunas bacterias

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tales  como  Enterococcus,  Ochrobactum,  Falsochrobactum,  Microbacterium,
Sphingobacterium y Klebsiella.  Se sugiere evaluar las aplicaciones de este tipo
de microrganismo con el objetivo de establecer una mayor productividad de este
tipo de procedimientos.

• Durante la investigación se determinó que la bacteria Klebsiella obtenido del

intestino larvario, es capaz de degradar efectivamente y utiliza el PVC como única
fuente de energía.

• A partir de lo anterior, el estudio propuso una vía de biodegradación para el PVC

basada en los genes funcionales, las enzimas y las vías metabólicas identificadas,
que implican la decloración, despolimerización y mayor degradación a la
reportada.

Mohanan  et  al.  (2020)  realizan  una  revisión  bibliográfica  de  las  investigaciones
relacionadas con la degradación microbiológica de diversos plásticos, en los cuales está
incluido  el  PVC.    En  ella  afirman  que  las  investigaciones  reportan  que  algunos
microrganismos  tales  como  Trichocladium  sp.,  Chaetomiun  sp.,  Pseudomonas
cintronellolis y Bacillus flexus, son capaces de biodegradar el PVC.  Se informa que los
microorganismos anteriormente mencionados tienen la habilidad de degradar los aditivos
del PVC y, por lo tanto, logran disminuir el peso molecular del polímero, lo cual indica
una degradación de la cadena principal del mismo. Ahora bien, para el caso del PVC de
bajo peso molecular se conoce que puede ser degradado por hongos de pudrición blanca
en Basidiomycotina, si este es sometido a condiciones limitantes de nutrientes tales como
nitrógeno, carbono y azufre.  Por lo cual este hongo tiene la capacidad de degradar los
organocontaminantes  en  dióxido  de  carbono.  Además,  se  ha  demostrado  que  los
plastificantes  del  PVC  pueden  contribuir  como  nutrientes  para  el  crecimiento  de  los
hongos.  En cuanto a las Pseudomonas cintronellolis y Bacillus flexus logran degradar la
película del PVC, debido a que desarrollan una alta actividad despolimerizante hacia los
aditivos  del  PVC.  Estas  cepas  forman  una  biopelícula  en  la  superficie  del  plástico  y
causan una disminución en el peso molecular. Las disminuciones en el peso molecular
pueden estar relacionadas con la acción de las enzimas exocelulares, lo que provoca la
hidrólisis de los polímeros en las cadenas principales.

Raziyafathima  et  al.  (2016).  Se  encargaron  de  hacer  una  revisión  relacionada  con  la
degradación de microbiológica de plásticos. La importancia de esta investigación radica
en  que  además  de  mencionar  algunos  microorganismos  capaces  de  degradar  el  PVC,
establece  que  la  eficiencia  de  degradación  está  relacionada  con  el  microorganismo
utilizado y su procedencia, por ejemplo,  los microorganismos con mayor capacidad de
degradación usualmente se extraen de la tierra de los jardines o de los basureros lo cual
es algo conveniente cuando los residuos plásticos llegan a los sitios de disposición final.
Para este tipo de prácticas la eficiencia de degradación oscila en promedio entre el 10%

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y el 40%. Finalmente, se mencionan algunas de las debilidades de este tipo de prácticas,
entre ellas se encuentran la disponibilidad del microorganismo de degradación, el tiempo
para degradar completamente las piezas de desechos y la escalabilidad del proceso a nivel
a industrial ya que este tipo de prácticas suelen ser llevadas a cabo a escala laboratorio
por lo cual la aplicabilidad puede llegar a ser compleja. Finalmente, es importante
mencionar que se establece que uno de los microrganismos más efectivos para este
tratamiento es Aspergillus niger.

7. VIABILIDAD ECONÓMICA Y MEDIOAMBIENTAL

7.1.1 Viabilidad medioambiental

Como ya se demostró en el capítulo anterior, el reciclaje químico del PVC representa una
técnica  alternativa  a  las  de  reciclaje  tradicionales,  como  lo  puede  ser  el  reciclaje
mecánico. Este tipo de prácticas permiten reducir la cantidad de residuos  que terminan
impactando en el medio ambiente.  En el capítulo anterior se abordaron una gran cantidad
de técnicas de reciclaje químico del PVC, sus procesos, así como los resultados obtenidos
a partir de cada una de ellas. Muchas de las investigaciones presentadas afirman que los
tratamientos  químicos  aplicados  son  altamente  efectivos  al  momento  de  tratar  dicho
polímero.  Sin  embargo,  en  algunos  casos  estos  procedimientos  pueden  llegar  a  ser
medioambientalmente  inviables  debido  a  diversos  factores,  ya  sea  por  el  gran  gasto
energético o por los subproductos generados en el proceso. Dado lo anterior es importante
evaluar la viabilidad medioambiental de cada una de las técnicas expuestas anteriormente,
ya que esto permitirá determinar si es posible llevar a cabo la implementación de este tipo
de procesos a gran escala. En este capítulo, se espera exponer los impactos ambientales
asociados  a  este  tipo  de  prácticas  para  lograrlo,  se  considerarán  factores  como  la
eficiencia energética, la emisión de gases tóxicos o de efecto invernadero y la generación
de residuos durante el procedimiento. Lo anterior permitirá determinar si realmente son
una solución sostenible para el manejo de residuos del PVC.

Para empezar, se presenta la tabla 6 la cual las aplicaciones, ventajas y desventajas de los
principales tratamientos químicos abordados en la parte superior de este documento.

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Tabla 7. Técnicas de reciclaje químico del PVC, con sus respectivas formas de reciclaje, ventajas, desventajas e investigaciones que reportan aspectos medioambientales de cada una de ellas (L.

Lu et al., 2023).

Técnica de reciclaje

químico del PVC.

Metodología
de reciclaje.

Ventajas.

Desventajas.

Bibliografía.

Glucólisis.

Degradación.

Proceso de despolimerización altamente
eficiente (90%-95%).

Permite separar otros componentes del
PVC.

Degradación mínima por lo cual se
conservan las propiedades del material y
puede ser reutilizado.

Ayuda a promover la economía circular.

El proceso requiere una cantidad
significativa de energía.

Se requiere de catalizadores los cuales
son difíciles de recuperar al igual que los
reactivos. Por lo cual se generan desechos
químicos al ambiente,

(Calosi et al., 2022)

(Shirazimoghaddam et al., 2023)

(Lalhmangaihzuala et al., 2020)

Líquidos iónicos.

Degradación y
decloración.

Comparado

con

los

tratamientos

térmicos, reduce la emisión de gases de
efecto invernadero (se disminuye la
emisión de cloro).

Mantiene las propiedades del PVC, por
lo cual permite reducir la producción de
materiales vírgenes.

requiere

altos

requerimientos

energéticos para el calentamiento.

Altas perdidas de los solventes (líquidos
iónicos).

Generación y liberación de subproductos
tales como HCl.

(Tomatis et al., 2023)

(Glas et al., 2014)

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Proceso flexible, es decir se puede
adaptar a varios tipos de materiales
compuestos.

Soluciones con NaOH
/ solventes

Degradación y
decloración.

Se puede conseguir porcentajes altos de
decoloración del PVC.

Residuos de alcoholes polivinílicos.

Se requiere altos consumos de energía.

(J. Q. Lu et al., 2019)

(J. Lu et al., 2020)

Fluidos supercríticos
y fluidos subcríticos

Degradación y
decloración.

Se puede conseguir porcentajes altos de
decoloración del PVC.

Residuos de alcoholes polivinílicos.

Se obtienen pequeñas moléculas.

Se logra recuperar algunos aditivos
como los plastificantes.

Se requiere altos consumos de energía.

(L. Lu et al., 2020)

(Y. Qi, He, Xiu, et al., 2018)

(Y. Qi, He, Li, et al., 2018)

Pirólisis

co-

pirólisis.

Degradación.

Se logra transformar el residuo en
pequeñas moléculas.

Es posible obtener materias primas para
otros procedimientos.

Se obtienen productos que pueden ser
utilizados como combustibles.

Se requiere altos consumos de energía.

Es posible que se presente producción de
subproductos como el HCl, compuestos
orgánicos clorados y compuestos de
carbono.

No son técnicas adecuadas para ser usado
con residuos mezclados.

(Li et al., 2021)

(Huang et al., 2018)

(Yu et al., 2016)

Hidrogenación.

Degradación.

Es posible convertir los residuos en
hidrocarburos saturados y estables. Por

Se requiere altos consumos de energía.

(Gala et al., 2021)

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otra parte, se logra obtener combustibles
y materia prima.

produce

una

hidrogenación

incompleta.

Se producen algunos subproductos como
el HCl, compuestos orgánicos clorados y
bitumen.

(Stadler et al., 2019)

Gasificación.

Degradación.

Los residuos son transformados en gases
de síntesis.

Es posible implementar procesos de
recuperación de energía.

Se requiere altos consumos de energía.

Se producen algunos subproductos como
el

HCl,

alquitrán

compuestos

carbonizantes.

(Lopez et al., 2018)

(Arena & Di Gregorio, 2014)

(Pinto et al., 2016)

Degradación
catalítica.

Degradación y
decloración.

Es posible que se acelere la decloración
y la degradación del PVC.

Se  disminuye  el  punto  de  ebullición
(reducción de energía) además se reduce
el  contenido  de  cloro  del  aceite  de
pirólisis.

Se fija el HCl.

Se incrementa la formación de gases y
petróleo.

Se requiere altos consumos de energía.

Baja selectividad del producto.

Se puede presentar una desactivación del
catalizador.

(Zakharyan et al., 2020)

(Nishibata et al., 2020)

(Altarawneh et al., 2022)

Modificación
química.

Decloración
parcial.

Bajo consumo de energético.

Conversión de los residuos a polímeros
de valor agregado.

Es necesario utilizar solventes orgánicos
que pueden llegar a ser nocivos para el
medio ambiente, como por ejemplo lo
puede ser: ciclohexanona.

(Jia, Hu, et al., 2017)

(Jia, Zhang, et al., 2017)

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(Jia et al., 2018)

Degradación
microbiológica.

Degradación.

Se  logra  descomponer  el  PVC  en
compuestos  más  simples,  los  cuales
pueden ser utilizados como nutrientes de
carbono.

Disminución de la huella de carbono ya
que no tiene un alto requerimiento
energético.

Es un proceso que ocurre de manera
natural por lo cual es amigable con el
medio ambiente.

Es un proceso que requiere una gran
cantidad de tiempo y por ende en algunos
casos no se completa la degradación.

Depende

las

condiciones

medioambientales que en algunos casos
suelen ser muy específicas.

Los

microorganismos

capaces

desgradar el PVC son muy específicos y
limitados.

Se pueden producir subproductos no
deseados como ácidos orgánicos y gases.

Es difícil llevar a cab

el este proceso a

escala industrial.

(Ru et al., 2020)

(Zeenat et al., 2021)

(Webb et al., 2012)

(Shilpa et al., 2022)

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De la tabla 6 es posible observar que un factor común entre las diversas técnicas expuestas
a lo largo de este documento está relacionado con el alto gasto energético que cada una
de  ellas  requiere.  En  la  mayoría  de  los  casos  el  consumo  energético  es  un  problema
medioambiental  debido  a  que  en  la  actualidad  la  mayoría  de  la  energía  que  se  utiliza
proviene de fuentes no renovables como lo son los combustibles fósiles, los cuales emiten
gases efecto invernadero que terminan contribuyendo de manera significativa al cambio
climático.  De  hecho,  se  conoce  que  el  consumo  de  energía  es  la  principal  fuente  de
aumento  del  nivel  de  emisiones  de  carbono  a  nivel  mundial  (AlZgool  et  al.,  2020).
Derivado de lo anterior, la producción de energía a partir de estas fuentes también puede
causar efectos negativos en diversos aspectos, como lo es la calidad del aire y del agua y,
por ende, en la biodiversidad del planeta.

A pesar de lo mencionado anteriormente, un análisis elaborado por Closed Loop Patners
demuestra  que  las  emisiones  de  carbono  del  reciclaje  químico  oscilan  entre  un  22%  y
45% menos que la producción de plásticos vírgenes (Partners, 2020). Por lo cual se puede
considerar como tecnología prometedora, teniendo en cuenta que permitirá adquirir los
materiales  originales  de  la  molécula,  lo  cual  fomenta  la  recuperación  de  materiales
vírgenes sin tener que recurrir a generar una producción excesiva de estos compuestos,
es  decir,  se  estaría  promoviendo  una  economía  circular.  Ahora  bien,  un  estudio  de
evaluación de ciclo de vida preparado por una empresa británica demostró que las técnicas
de  reciclaje  químico  tienen  un  impacto  climático  significativamente  menor  a  la
incineración  de  residuos  (Quantis,  2020).    Lo  anterior  demuestra  que  utilizar  estas
técnicas de reciclaje pueden ser una alternativa medioambientalmente viable con respecto
a la constante producción de materiales vírgenes.

Retomando el informe de Closed Loop Patners es importante mencionar que en este se
evaluó la viabilidad  medioambiental  de las  técnicas de  reciclaje químico  del  PVC  con
respecto la producción de materiales vírgenes. Los aspectos medioambientales tenidos en
cuenta para este caso fueron el gasto total de energía, el potencial impacto en el cambio
climático y el gasto de agua dentro de los procesos. En dicho informe se encontró que las
mayores reducciones en las emisiones de energía, agua y gases de efecto invernadero se
presenta cuando se requiere de una “ruta” más grande de regreso al polímero, por lo cual
las  técnicas  que  requieren  diversas  etapas  dentro  del  proceso  de  reciclaje  pueden  ser
altamente viables y ser escaladas a nivel industrial (Partners, 2020). Adicionalmente, el
estudio comprueba que las tecnologías de purificación, despolimerización y conversión,
en promedio requieren menos energía y emiten menos gases de efecto invernadero, en
comparación  con  las  cadenas  de  suministro  de  plásticos  vírgenes  (Partners,  2020).  A
continuación, se presentan los impactos ambientales de cada una de las técnicas evaluadas
con respecto a la producción de los materiales vírgenes.

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Tabla 8. Resumen de resultados de impacto ambiental: sistemas de reciclaje químico frente a sistema virgen, análisis

al pellet de plástico (Partners, 2020).

De la tabla 7 es posible observar que se demuestra que las técnicas de reciclaje químico
son altamente viables comparado con la alternativa de producción de materiales vírgenes.
De  dicha  tabla  es  posible  confirmar  que  las  técnicas  de  reciclaje  que  llevan  a  cabo
procesos de purificación son las que representan mayor viabilidad en cuanto a las medidas
ambientales  evaluadas.  Ahora bien, en el  informe  adicionalmente,  se establece que  los
ahorros  de  energía,  agua  y  emisiones  de  carbono  demostrados  en  la  anterior  tabla  se
pueden  magnificar  si  se  integran  fuentes  de  energía  renovable,  por  lo  cual  es  una
estrategia critica para los operadores de plantas de reciclaje químico (Partners, 2020).

Por otra parte, es importante recalcar que otra de las preocupaciones medioambientales
asociadas  con  las  técnicas  de  reciclaje  químico  del  PVC,  está  relacionada  con  las
emisiones y subproductos que puedan generarse durante el proceso, tales como dioxinas,
compuestos orgánicos volátiles y PCB. En este caso particular, la mayor preocupación se
encuentra al momento de retirar el cloro de la molécula, pues en esta etapa es en la cual
se  pueden  liberar  compuestos  clorados  al  medio  ambiente.  Este  tipo  de  emisiones
contribuye al deterioro de los ecosistemas y al cambio climático global. Por lo general,
uno  de  los  subproductos  más  comunes  es  el  ácido  clorhídrico,  el  cual  es  liberado
usualmente en estado gaseoso a la atmosfera en donde se vuelve uno de los compuestos
críticos debido a su participación en la formación de lluvia ácida (Australian Goverment,
2023). Ahora bien, la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) señala
que  este  tipo  de  prácticas  son  viables  si  junto  con  el  proceso  de  reciclaje  se  instalan
sistemas de limpieza de gases de combustión y plantas de tratamiento de aguas residuales,
las cuales permitirían limitar las emisiones (Gribkoff, 2022).  En el caso del PVC se hace

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fundamental, implementar operaciones unitarias que permitan la condensación y posterior
captación del ácido clorhídrico con el objetivo de que no sea liberado al medio ambiente
y, por el contrario, pueda ser utilizado como químico en otras aplicaciones (Zakharyan et
al.,  2020).  Finalmente,  es  importante  mencionar  que  el  Consejo  de  Química
Estadounidense (ACC) junto con la consultoría Good Company realizaron un informe en
el  cual  establecen  que las  plantas  de  reciclaje químico producen  la misma cantidad de
emisiones a las que puede producir un hospital o una planta de fabricación de alimentos
(Gribkoff, 2022). Lo anterior demuestra que este tipo de prácticas no generan un daño
mayor comparado con el de otras industrias.

Las  técnicas  de  reciclaje  que  son  llevadas  a  cabo  utilizando  solventes  tienen  una
preocupación  ambiental  asociada  con  la  toxicidad  de  los  químicos  que  se  requieren,
además de que el reciclaje del PVC mediante determinados disolventes o procesos puede
provocar la liberación de sustancias químicas nocivas y la generación de residuos (Glas
et al., 2014). Dado lo anterior, al llevar a cabo este tipo de prácticas es de vital importancia
evaluar la naturaleza del solvente que se esté utilizando. Estudios como los presentados
por  Sherwood  (2020)  y  Grause  et  al.  (2017)  demuestran  que  es  posible  reciclar  este
polímero haciendo uso de diversos disolventes, los cuales no se encuentran asociados con
implicaciones ambientales graves  como, por ejemplo, el metil etil cetona el  cual  es un
compuesto  fácilmente  biodegradable  y  no  genera  emisiones  medioambientales
considerables (MERCK, 2023). Dado lo anterior, la viabilidad ambiental al momento de
utilizar técnicas que requieran solventes dependerá de la selección del químico, así como
la  implementación  de  tecnologías  verdes  que  permitan  separar  los  halógenos  de  la
fracción  de  carbono  en  el  PVC  para  reciclar  la  materia  prima  de  una  manera
medioambientalmente  responsable  (Glas  et  al.,  2014),  así  mismo  fomentar  la
recuperación  del  solvente  para  que  este  pueda  ser  utilizado  en  diversos  procesos  de
reciclaje.

Al momento de analizar la viabilidad medioambiental también es importante considerar
no  solo  los  impactos  asociados  con  cada  una  de  las  técnicas,  sino  también  con  la
naturaleza del polímero. El PVC suele contener plastificantes, los cuales tienen riesgos
medioambientales  asociados.  El  reciclaje  del  PVC  resulta  en  la  presencia  continua  de
estos  aditivos  peligrosos  en  los  materiales  reciclados,  por  lo  cual  se  pueden  generar
emisiones de contaminantes al aire y al agua (Brignon, 2021). Investigaciones que han
estudiado  el  costo  y  los  beneficios  de  reciclar  PVC  contaminado  con  plastificantes
peligros  han  revelado  que,  si  bien  los  impactos  a  corto  plazo  de  los  aditivos  pueden
dominar la balanza y potencialmente tener efectos negativos debido a la emisión de estos
materiales  al  ambiente,  el  estudio  encuentra  que  a  largo  plazo  aumentar  el  reciclaje
químico de estos materiales es positivo a pesar de la presencia de los aditivos peligrosos
(Brignon, 2021). Lo anterior se establece debido a que presenta una mayor ventaja reciclar
este tipo de materiales que realizar continuamente una producción de materiales vírgenes,

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debido a que el reciclaje reduce la necesidad de recursos no renovables y evita el uso de
los procesos que requiere de una cantidad mayor de energía para la producción continua
de nuevos materiales. Finalmente es el modelo utilizado en el estudio de Bringnon sugiere
que  a  medida  que  se  acumulan  los  beneficios  ambientales  recurrentes  del  reciclaje,
eventualmente  se  compensan  los  impactos  negativos  del  reciclaje  de  los  aditivos
(Brignon, 2021).

En  las  secciones  anteriores  de  este  documento  se  presentaron  diversas  técnicas  de
reciclaje químico del PVC. La viabilidad técnica y medioambiental de cada una de ellas
depende de diversos factores tales como la naturaleza del residuo, la cantidad energética
y  la  naturaleza  de  los  reactivos  requeridos.  Sin  duda  alguna  una  de  las  prácticas  más
cuestionadas a nivel medioambiental son las de despolimerización térmica debido a los
altos  requerimientos  energéticos  y  a  la  susceptibilidad  de  liberación  de  compuestos
nocivos al medio ambiente. Sin embargo, la información anteriormente expuesta permite
comprender  que  este  tipo  de  prácticas  son  viables  ambientalmente  teniendo  en  cuenta
algunas consideraciones. De hecho, es importante mencionar que se ha demostrado que
algunas prácticas como la del reciclaje haciendo uso de líquidos iónicos representan un
mayor impacto ambiental. Informes demuestran que los impactos del proceso que utiliza
líquidos iónicos  eran entre un 22% y un 819% mayores  que a los  de técnicas  como  la
pirólisis  (Tomatis  et  al.,  2023).  En  general,  las  técnicas  de  reciclaje  térmico  han  sido
cuestionadas,  sin  embargo,  es  fundamental  reconsiderarlas,  como  se  demostró,  en
comparación con otras prácticas, las técnicas de reciclaje térmico pueden ser mayormente
viables.

Se considera importante profundizar en las emisiones que se pueden generar al momento
de llevar a cabo prácticas térmicas. Para empezar, es importante mencionar que este tipo
de procesos no suele ser recomendado cuando se quiere tratar mezclas de plásticos debido
a la complejidad de sustancias que pueden ser liberadas al medio ambiente. Sin embargo,
a partir de este tipo de metodologías es posible recuperar algunas sustancias químicas las
cuales pueden ser utilizadas en otras aplicaciones. Cabe aclarar que si estas son liberadas
al medio ambiente pueden llegar a causar daños significativos y promover la
contaminación con gases de efecto invernadero.

Tabla 9. Composición de los productos gaseosos generados en el proceso de pirólisis de una mezcla de residuos

plásticos que contienen PVC (Ragaert et al., 2020). Los valores presentados se presentan en unidades de porcentaje

en peso (wt%).

Productos/Temperaturas

680°C

735°C

790°C

Hidrógeno.

0.667

0.683

1.868

Monóxido de carbono.

8.376

14.155

6.316

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Dióxido de carbono.

20.418

20.807

3.380

Metano.

16.734

22.661

46.491

Eteno.

18.383

20.690

25.994

Etano.

10.118

7.189

7.765

Propano.

13.758

7.797

3.311

Hidrocarburos C

– C

11.546

6.504

4.875

La tabla 7 presenta la composición de los productos gaseosos que se pueden generar en
el  proceso  de  pirólisis  de  una  mezcla  de  residuos  plásticos  que  contienen  PVC,  a
diferentes temperaturas.  Es importante notar algunos de estos productos pueden causar
afectaciones  ambientales,  por  lo  cual  es  pertinente  presentar  un  análisis  del  potencial
medioambiental de cada uno de ellos:

• Hidrógeno: Este gas no es considerado nocivo para el medio ambiente y tampoco

lo es para la salud humana.

• Monóxido de carbono: Este es considerado como un gas toxico que puede causar

problemas de salud en los humanos y posibles afectaciones en algunos
ecosistemas. Es uno de los productos más dañinos de la combustión incompleta,
por lo cual contribuye para deteriorar la contaminación del aire.

• Dióxido de carbono: Si bien es cierto que es un componente natural en la

atmosfera, en cantidades excesivas puede contribuir al cambio climático y a la
acidificación de los océanos.

• Metano: Es considerado como un gas de efecto invernadero el cual contribuye

significativamente al cambio climático.

• Etileno: Este gas no es considerado nocivo para el medio ambiente y tampoco lo

es para la salud humana.

• Etano: Este gas no es considerado nocivo para el medio ambiente y tampoco lo es

para la salud humana.

• Propano: Es un gas inflamable que contribuye a la contaminación del aire y por

ende al cambio climático. Comúnmente se utiliza como combustible.

• Hidrocarburos C

– C

: Son un grupo de compuestos orgánicos volátiles,

sustancias que son altamente nocivas para el medioambiente, las cuales pueden
contribuir al cambio climático.

Partiendo de las consideraciones anteriormente presentadas, se puede decir que, a pesar
de los gastos energético-inherentes a cada método evaluado, es crucial destacar que estos

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no superan a los gastos requeridos en la producción de materiales vírgenes. Por lo cual la
mayoría de las técnicas expuestas a lo largo del documento aparentan tener una viabilidad
medioambiental,  por  lo  cual  evaluándolas  desde  este  ámbito  se  posicionan  como
alternativas sostenibles en la gestión de residuos del PVC. Adicionalmente, es esencial
notar que las emisiones generadas por estas prácticas no sobrepasan las emitidas por otras
industrias,  consolidando  aún  más  su  posición  favorable  en  términos  de  impacto
ambiental. Cabe destacar que, para potenciar aún más la viabilidad medioambiental de
estas  prácticas,  es  imperativo  desarrollar  procesos  que  implementen  estrategias  de
reducción de residuos y captación de sustancias volátiles nocivas. Lo anterior permitirá
consolidar el compromiso con el enfoque verdaderamente sostenible en la industria del
reciclaje químico del PVC.

7.1.2 Viabilidad económica

A diferencia de la sección anterior, la viabilidad económica no se abordará teniendo en
cuenta  cada  una  de  las  prácticas  expuestas  en  el  capítulo  seis  de  este  documento.  Lo
anterior debido a que evaluar cada una de ellas puede ser bastante extenso y complejo,
por lo cual se sale del alcance de este documento. Es por lo que durante este capítulo se
abortara una perspectiva general de la viabilidad económica de las prácticas de reciclaje
químico  del  PVC.  La  información  que  se  presentara  a  continuación  está  basada  en  el
informe  “Transición  a  un  sistema  circular  para  plásticos,  evaluando  el  reciclaje
molecular” realizado por Closed Loop Partners.

Para empezar, uno de los retos más grandes al momento de proponer llevar a cabo este
tipo de proyecto a escala industrial es poder cumplir con las expectativas de rentabilidad
debido a que esta se encuentra en riesgo si se espera que la producción de materiales a
partir  de  reciclaje  químico  compita  directamente  con  los  precios  del  mercado  virgen
(Partners, 2020). A continuación, se presenta un gráfico en el cual se evalúan la tasa de
rendimiento  esperada  para  tres  casos  de  reciclaje  químico  (purificación,
despolimerización y conversión). Cada uno de dichos casos es evaluado a partir de tres
diferentes escenarios, como se evidencia a continuación:

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Gráfica 3. Tasa de rendimiento interno (TIR) esperada del reciclaje molecular en tres escenarios de mercado. El

primer escenario (barras verdes) evidencia la fijación de precios de mercado para el 2021, el segundo escenario

(barras azules) evidencia los precios del mercado para el 2019 y finalmente el tercer escenario (barras moradas)

evidencian el precio de producción esperado por las propias empresas de tecnología (Partners, 2020).

La  gráfica  1  demuestra  que  con  respecto  al  año  2019  las  empresas  han  reportado  un
incremento  en  el  porcentaje  de  TIR.  El  estudio  atribuye  esta  situación  debido  a  que
algunas  empresas  de  reciclaje  químico  se  encuentran  creando  nuevos  productos  con
beneficios ambientales, por lo cual surgen nuevos precios de productos básicos donde las
empresas  no  necesariamente  tienen  que  competir  con  los  precios  de  los  materiales
vírgenes (Partners, 2020). Lo anterior es posible gracias a la versatilidad de materiales
que se pueden obtener a partir de este tipo de técnicas.

Es importante destacar que las tecnologías de purificación y despolimerización pueden
ser tildadas como las más rentables y generar mejores rendimientos que las tecnologías
de  conversión,  a  pesar  de  involucrar  mayores  gastos  de  capital  y  mayores  gastos
operativos por tonelada métrica (Partners, 2020). Por lo cual, considerar prácticas que se
clasifiquen en estas categorías generar una propuesta de valor a nivel económico. Ahora
bien,  se  establece  que  las  condiciones  actuales  del  mercado,  los  plásticos  y  materiales
reciclados tienen precios más altos que los plásticos vírgenes (Partners, 2020).

Al momento de evaluar la viabilidad económica de las prácticas de reciclaje químico de
PVC,  se  deben  considerar  diversos  factores,  entre  ellos  las  diferentes  alternativas  que
pueden tener los plásticos a lo largo de su ciclo de vida. Por ejemplo, enviar a vertederos
o  incineradores  a  este  tipo  de  materiales  suele  ser  costoso  y  cuando  se  consideran  las
técnicas  de  reciclaje  químico  como  una  alternativa,  estas  representan  un  beneficio  en
cuanto  a  costos.  Las  tecnologías  que  utilizan  métodos  de  purificación  generan  un

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beneficio neto entre 800 y 1000 dólares por tonelada métrica de material gestionado, las
tecnologías de despolimerización generan entre 50 y 1000 dólares por tonelada métrica
de material procesado, mientras que las tecnologías de conversión pueden generar entre
10 y 133 dólares por tonelada métrica de material procesado (Partners, 2020). Si bien es
cierto que esta última ofrece él más bajo beneficio entre las tres categorías, esta práctica
permite eliminar los residuos mixtos, por lo cual, propone un ahorro adicional en los
costos de clasificación y separación de la materia prima.

Para finalizar con los datos reportados en el estudio acerca de la viabilidad económica de
las técnicas de reciclaje químico, se establece que proporcionar nuevas tecnologías en los
sistemas de reciclaje de plásticos, en el caso de Estados Unidos y Canadá, podría duplicar
la cantidad de envases plásticos que fueron reciclados para el año 2019 y generar hasta
970 millones de dólares al año (Partners, 2020).

Ahora bien, es importante mencionar que otro aspecto de interés al momento de hablar
de  la  viabilidad  económica  está  relacionado  con  los  beneficios  e  incentivos  tributarios
que se suelen ofrecer a las grandes empresas que implementan estrategias para favorecer
el medio ambiente. En el caso específico de Colombia, “el Gobierno Nacional, a través
del  Ministerio  de  Ambiente  y  Desarrollo  Sostenible,  entre  otras  entidades,  promueve
beneficios tributarios para organizaciones interesadas en proteger el ambiente y avanzar
hacia una economía baja en carbono” (Gobierno Nacional, 2022). Este tipo de incentivos
permite mejorar la viabilidad económica de las prácticas de reciclaje químico.

Otra de las formas de evaluar la viabilidad económica es determinar los costos asociados
a las implicaciones ambientales y de salud humana. En la sección anterior se expuso una
lista de los compuestos que forman parte de las emisiones en los procesos de reciclaje del
PVC.  Para  continuar  evaluando  la  viabilidad  económica  de  este  tipo  de  prácticas,  se
expondrán  los  costos  externos  de  los  contaminantes,  estos  costos  económicos  están
asociados con los impactos negativos al medio ambiente y la salud humana. Estos costos
incluyen los gastos incurridos por atención médica, remediación ambiental y daños a los
ecosistemas. Los valores específicos reportados se expresan en euros por kilogramo de
contaminante emitido, estos varían dependiendo del contaminante y se determinan  con
base  en  evaluaciones  realizadas  según  la  regulación  de  productos  químicos  de  UE  y
revisiones de literatura. En este caso particular se presentan los costos externos evaluados
en la investigación elaborada por Jean Marc Bringnon en la cual realiza una evaluación
del costo beneficio de reciclar PVC. A continuación, se presenta dicha información:

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Tabla 10. Costos externos de los contaminantes generados en los procesos de reciclaje del PVC (Brignon, 2021).

Contaminantes

Costo externo

(euros/kg)

𝑪𝑶

𝟐

0.059

𝑷𝑴

𝟏𝟎

21.2

𝑺𝑶

𝟐

15.9

𝑵𝑶

𝑿

5.5

𝑷𝒃

965

𝑪𝒅

𝑫𝒊𝒐𝒙𝒊𝒏𝒂𝒔

27 × 10

𝑫𝑬𝑯𝑷

0.62

De la tabla 8 es importante notar que una de las sustancias con menor costo externo es el
DEHP  el  cual  hace  referencia  a  los  plastificantes  involucrados  en  el  proceso  de
producción  del  PVC.  La  anterior  información  confirma  el  hecho  de  que  a  largo  plazo
aumentar el reciclaje químico de estos materiales es positivo a pesar de la presencia de
los aditivos peligrosos. Las dioxinas son uno de los compuestos que mayor costo externo
generan, lo cual sugiere que es necesario buscar formas de capturar este tipo de sustancias
al momento de realizar los procesos de reciclaje químico del PVC. Como ya se mencionó,
el gasto energético está relacionado con las emisiones de dióxido de carbono, las cuales
son  las  que  tienen  un  menor  costo  externo  asociado  comparado  con  los  demás
contaminantes. La tabla 8 permite entender cuál es la relación entre los costos asociados
a los mayores contaminantes generados durante el proceso de reciclaje del PVC.

Para concluir, con lo  presentado anteriormente, es posible afirmar que  las prácticas  de
reciclaje  químico  han  demostrado  tener  un  crecimiento  económico  en  la  industria  lo
anterior  debido  a  que  los  precios  de  los  materiales  reciclados  han  adquirido  valores
competitivos  con  respecto  al  precio  de  los  materiales  vírgenes.  Además,  también
representa  una  ventaja  el  hecho  que  generar  materiales  reciclados  promueve  una
propuesta de valor en el mercado. Es importante mencionar estas técnicas proporcionan
una forma alternativa a la disposición de residuos, evitando que estos lleguen a vertederos,
situación la cual es genera más costos de los cuales puede llegar a generar prácticas de
reciclaje químico. En este punto, es importante traer a colación que los gastos energéticos
(como  ya  se  mencionó  en  secciones  previas  de  este  documento)  en  las  técnicas  de

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reciclaje químico no superan los gastos energéticos al momento  de producir materiales
vírgenes, lo cual es una confirmación de la viabilidad económica de este tipo de prácticas.
Finalmente, los  valores  de costos  externos,  expuestos,  demuestran que  los compuestos
que comúnmente se encuentran incorporados en los plásticos (plastificantes), son lo que
menor costo externo reportan, lo cual demuestra que no representa un daño considerable
con respecto a otras sustancias que generan mayores impactos.

8. CONCLUSIONES

Al finalizar este trabajo de investigación se logró realizar una revisión bibliográfica para
establecer el estado del arte del reciclaje químico del PVC, para de tal forma establecer
un punto de partida para futuros estudios relacionados con el tema en cuestión. A su vez,
se  presentó  un  análisis  de  la  viabilidad  medioambiental  y  económica  de  este  tipo  de
prácticas  en  el  cual  se  evaluó  la  posibilidad  de  llevar  a  cabo  las  técnicas  propuestas  a
escala industrial. Lo anterior permitió cumplir con todos los objetivos propuestos al inicio
de este documento. De acuerdo con lo anterior se pudo concluir que:

VOSviewer:

• El tema del reciclaje químico del PVC ha sido mayormente investigado en el

continente asiático. Además, es evidente que el interés investigativo ha mostrado
una creciente tendencia a lo largo de los años, siendo este último año el más
productivo en cuanto a la generación de conocimiento con respecto a este tipo de
prácticas.

• Las palabras clave demuestran un interés investigativo en las prácticas clásicas

térmicas de reciclaje, como por ejemplo prácticas de pirolisis.

Técnicas de reciclaje químico:

• Existe una amplia variedad de técnicas de reciclaje químico del PVC, las cuales

representan una alternativa a las técnicas de reciclaje convencionales como lo es
el  reciclaje mecánico.  El  reciclaje químico  permite descomponer la molécula y
por  ende  poder  obtener  materiales  sin  necesidad  de  recurrir  a  la  producción  de
materias primas vírgenes.

• Las técnicas que permiten obtener los monómeros de la molécula suelen ser

complejas y requieren de equipos y catalizadores específicos, por lo cual dificulta
su aplicación.

• Se demostró la existencia de una gran variedad de técnicas de reciclaje químico

para el PVC, cada una depende del origen de los residuos y su estado. Por ende,

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se  establece  que  la  selección  de  la  técnica  más  apropiada  depende  del  estado
inicial del material que se quiere tratar, es decir dependerá si el PVC tiene o no
plastificantes, si se encuentra mezclado con otros plásticos, entre otros. Una buena
selección  determinará  la  eficiencia  del  proceso  y  la  reducción  de  los  impactos
ambientales.

• Las técnicas más apropiadas cuando se desea tratar PVC que esté mezclado con

otros polímeros son las de despolimerización con solventes o técnicas de filtración
y de separación aprovechando la diferencia de densidades. En este tipo de casos
es necesario evitar las técnicas de despolimerización térmicas debido a las graves
emisiones que se pueden causar.

• El reciclaje enzimático es de las alternativas que mayor beneficio ambiental

representa,  sin  embargo,  cuenta  con  algunas  limitaciones  asociadas  con  la
especificidad de los microorganismos requeridos, además de requerir condiciones
específicas  que pueden llegar a ser difíciles  de  mantener. De todas las técnicas
presentadas es la que representa un mayor nivel de complejidad al momento de
intentar escalarla a nivel industrial.  Finalmente, este tipo de prácticas requieren
mucho  tiempo  para  obtener  los  resultados  deseados  y  además  no  se  obtienen
materiales que puedan ser nuevamente utilizados.

• Si se desea obtener un material manteniendo las mismas propiedades del PVC, se

sugiere implementar la técnica de glucólisis o líquidos iónicos.

• Las técnicas de despolimerización química requieren de un bajo consumo

energético y permiten una conversión de residuos a polímeros de valor agregado.

• Implementar metodologías de reciclaje químico permite obtener combustibles,

materia  prima,  gases,  solventes,  hidrocarburos  y  demás  materiales  con  valor
agregado.  Por  lo  cual,  es  posible  aprovechar  de  diversas  formas  los  residuos
plásticos. Lo anterior permite la reducción de la producción de materias primas
vírgenes.

• Las técnicas de despolimerización por solventes representan una buena alternativa

para el reciclaje del PVC, dado que el requerimiento energético es menor y es
posible implementar estrategias para recuperar y reutilizar los solventes.

Viabilidad medioambiental:

• Una de las metodologías con mayor impacto ambiental son las de líquidos iónicos,

se sugiere no hacer uso de ellas, por el contrario, se recomienda aplicar
metodologías como la de pirolisis.

• Según la bibliografía, las técnicas más comunes y viables debido a su

escalabilidad industrial, además de que son técnicas que representan una alta
eficiencia y que permiten que sean a justadas a otro tipo de procesos para que se
disminuyan los impactos medioambientales, son las de despolimerización térmica

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y de solventes. En este tipo de prácticas es posible generar un recuperamiento
energético y productos de valor (ej. biochar).

• Las mayores preocupaciones ambientales de este tipo de prácticas están asociadas

al  alto  requerimiento  energético,  a  las  posibles  emisiones  de  gases  al  medio
ambiente,  el  uso  de  sustancias  nocivas  y  la  generación  de  residuos  durante  el
proceso.

• Con el objetivo de llevar prácticas ambientalmente sostenibles es pertinente llevar

a  cabo  prácticas  que  permitan  la  decloración  de  la  molécula.  Es  importante
implementar  estrategias  para  el  manejo  de  los  compuestos  clorados  y  sus
derivados.

• Las técnicas de despolimerización térmica son las más investigadas y aplicadas a

nivel industrial, la gran preocupación en este caso son los gastos energéticos y la
liberación de compuestos clorados al medio ambiente. Sin embargo, en la sección
de viabilidad medioambiental de este documento se estableció que estas técnicas
pueden llegar a ser viables medioambientalmente hablando, implementando
algunas estrategias adicionales en el proceso, como por ejemplo filtros o sistema
de captación para las emisiones.

• Las auditorias internacionales, específicamente la de Closed Loop Partners

demuestran que las técnicas de reciclaje químico generan entre el 22% y 45%
menor cantidad de emisiones de carbono con respecto a las plantas de producción
de materiales vírgenes. Por lo cual se concluye que es pertinente llevar a cabo este
tipo de prácticas.

• Las emisiones generadas por las industrias de reciclaje químico son comparables

con las emisiones generadas en otros sectores como los de alimentos o de salud.
Lo cual demuestra que este tipo de prácticas no representan un daño superior al
medio ambiente, por el contrario, permite generar un beneficio ambiental
significativo.

• Los impactos medioambientales de las técnicas de reciclaje químico del PVC

pueden  ser  manejadas  y  controladas  haciendo  uso  de  energías  renovables  y
aplicando  otras  operaciones  unitarias  adicionales  al  proceso  de  reciclaje,  como
por  ejemplo  sistemas  de  condensación  de  gases  y  filtros  para  las  fuentes  de
emisiones.

• En cuanto a la preocupación asociada con los plastificantes contenidos dentro de

los  materiales  de  PVC,  se  especificó  que  su  reciclaje  representa  ventajas
medioambientales  y  de  salud  a  largo  plazo.  Además  de  que  el  costo  externo
generado  por  estos  químicos  bastante  bajos  con  respecto  a  los  de  otros
compuestos.

Viabilidad económica:

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• La perspectiva económica de las prácticas de reciclaje químico del PVC es

favorable, ya que las empresas que han apostado por este sector han presentado
un aumento en la tasa de rendimiento interno a lo largo de los años.

• Los materiales reciclados han adquirido un mayor valor económico comparado

con respecto al costo de los materiales vírgenes, lo cual deriva en un panorama
favorable para la industria interesada en aplicar este tipo de prácticas.

• Llevar a cabo estrategias de reciclaje en las grandes industrias puede representar

un beneficio tributario otorgado por el gobierno, mejorando la viabilidad
económica de este tipo de prácticas.

• Representa un mayor ahorro de dinero, implementar técnicas de reciclaje químico

de PVC que disponer de los residuos en rellenos sanitarios.

• Reciclar el material suele ser más económico que producir materiales vírgenes.
• Las técnicas de reciclaje químico del PVC son viables, medioambiental y

económicamente  hablando.  Sin  embargo,  para  asegurar  dicha  viabilidad  es
pertinente  evaluar  el  tipo  de  material  que  se  desea  tratar  y  además  diseñar  el
proceso,  optimizando  las  condiciones  de  operación  e  implementando
metodologías adicionales que disminuyan los impactos medioambientales.

9. RECOMENDACIONES

A  partir  de  lo  planteado  a  lo  largo  de  esta  investigación  es  posible  realizar  algunas
recomendaciones  para  futuros  trabajos  relacionados  con  el  tema  en  cuestión.  A
continuación, se presentan una serie de sugerencias:

• Es pertinente centrar futuras investigaciones a un tipo específico de residuo, ya

que sus condiciones determinaran la técnica más adecuada. Por ende, las fuerzas
de investigación estarán centradas en un objetivo específico.

• Es importante proponer estudios experimentales para obtener información de

primera mano. Nuevamente centrados en un tipo específico de residuos para poder
optimizar las condiciones de operación de cada técnica. Es importante diseñar
procesos basados en la materia prima.

• Se propone realizar análisis económico más detallado para cada una de las

técnicas  expuestas  en  este  documento.  Es  importante  especificar  los  costos
asociados a los equipos, reactivos, consumo de energía, entre otros, para cada una
de las metodologías de reciclaje químico planteadas. Lo anterior debido a que en
este  documento  la  viabilidad  económica  se  evaluó  de  manera  general  a  las
metodologías de reciclaje químico de plásticos.

• En este documento se estudió la viabilidad económica con informes y auditorias

de Canadá y Estados Unidos, por lo cual la información presentada puede tener

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algunas limitaciones debido a la diferencia social y económica de la región. Dado
lo anterior se considera realizar un estudio económico para el caso específico de
Colombia.

• Para realizar el análisis económico de este tipo de prácticas es pertinente

implementar conocimientos de otros expertos en la materia como economistas,
administradores o ingenieros industriales.

• Es pertinente llevar a cabo un análisis de ciclo de vida para evaluar el impacto

ambiental de cada método de reciclaje químico del PVC. Este análisis debe estar
centrado  en  Colombia  y  debe  evaluar  diferentes  aspectos  del  ciclo  de  vida  del
material, como por ejemplo en la etapa de producción, de transporte, entre otros.
Esta sugerencia se realiza dado que consultando  en la bibliografía se evidencia
que para el caso de Colombia no se ha reportado este análisis de manera detallada,
la  única  fuente  de  conocimiento  que  se  conoce  al  respecto,  es  la  investigación
realizada por Andrés Ariza “Estado del arte de los costos de toneladas de carbono
equivalente para ser incluidos en diseños multiobjetivo de sistemas hidráulicos
urbanos” en la cual se considera una pequeña parte del ciclo de vida del PVC. Se
sugiere realizar un estudio de investigación completo con este tema, esto permitirá
evaluar de manera completa los impactos medioambientales.

• Se sugiere realizar una comparación detallada entre los métodos de reciclaje

químico del PVC con otras metodologías de reciclaje.

• Se recomienda considerar aspectos sociales y regulatorios que puedan afectar la

implementación de las técnicas de reciclaje químico.

• Con el objetivo de entender a fondo cada una de las técnicas presentadas, es

pertinente ahondar en la naturaleza de las reacciones, en la metodología y en los
equipos utilizados en las investigaciones con el objetivo de comprender a mayor
profundidad que técnica se adapta de la mejor manera según sea el caso.

• Esta investigación recopiló la información disponible hasta la fecha, sin embargo,

se sugiere realizar una investigación continua y una constante actualización sobre
los avances tecnológicos y científicos en el campo del reciclaje químico del PVC.

• Es pertinente dar continuidad de la investigación para adaptarse a los cambios en

la tecnología y las demandas del mercado.

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Estado del arte sobre el reciclaje químico y el aprovechamiento de las tuberías de PVC que han sido desechadas o han cumplido su ciclo de vidaLa motivación subyacente en esta investigación radica en la necesidad de comprender ...

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