Valorización de residuos industriales de PVC en pre-marcos de ventanas bajo un enfoque de ciclo de vida

Abstract

En la actualidad la creciente demanda de productos plásticos en el día a día de las personas ha derivado en una problemática severa para el medio natural. El sector de la construcción involucra el segundo mayor porcentaje de aplicaciones, después de los embalajes, debido a la versatilidad del producto, durabilidad, bajo mantenimiento y precio asequible. Dentro de dicho sector, el policloruro de vinilo (PVC) sería el más consumido, especialmente en tuberías y ventanas. En el caso de las ventanas, este material aporta beneficios frente a otro tipo como son ventanas de madera o aluminio debido a ser un material versátil y resistente. Esto supone un agotamiento de los recursos ya que se trata de un material sintetizado a partir de fuentes fósiles, por lo que existe una necesidad de búsqueda de alternativas para poder seguir disfrutando de las ventajas del material con un menor impacto ambiental. En este contexto, el presente estudio busca evaluar el proceso convencional de ensamblaje de ventanas de PVC y compararlo con otros escenarios que plantean un reciclado completo en el que toda la corriente residual sirve para fabricar una pieza que sirve como apoyo en el soporte de las ventanas, escuadra soldable, y un escenario con reciclado parcial que permita fabricar las escuadras soldables a demanda. También se evaluó la influencia de emplear un sistema de Garantía de Origen (GdO) en el mix eléctrico, así como una evaluación de ecodiseño de la escuadra soldable actual y la fabricada en la planta. Para ello, se ha empleado la metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV), seleccionando como unidad funcional (UF) el ensamblado de una ventana. Los datos primarios fueron proporcionados por la empresa Ampuero Grupo Industrial 10, S.A., correspondientes al año 2023. Para el modelado de los datos de inventario se empleó el software SimaPro v9.4 analizando diferentes indicadores de impacto del método “Environmental Footprint 3.1 method”. Los resultados obtenidos mostraban que, al recircularse el PVC en la planta, especialmente en el escenario de reciclado completo, se reducía significativamente el impacto, al disminuir la cantidad de PVC virgen empleado y el transporte, ya que este flujo aporta más del 70% de las emisiones totales. El sistema de GdO permitió reducir el Potencial de Cambio Climático (GWP) y el Agotamiento de los Recursos Fósil Potencial (ADP) un 28% y 45%, respectivamente. En un último punto de comparación entre la escuadra soldable comprada y la fabricada a partir de PVC reciclado (r-PVC) se observó la presencia de ventajas en puntos como la selección de materiales, optimización de distribución y reducción del impacto durante la fabricación, favoreciendo al producto desde un punto de vista medioambiental. En resumen, el trabajo muestra la viabilidad ambiental de la integración de estrategias con un enfoque de economía circular y ecodiseño a procesos industriales que se encuentran en operación, favoreciendo así los objetivos de mínimas emisiones y aprovechando residuos con alto potencial de reciclabilidad.

Nowadays, the increasing demand for plastic products in people's daily lives has led to severe problems for the natural environment. The construction sector involves the second largest percentage of applications, after packaging, due to product versatility, durability, low maintenance and affordability. Within this sector, polyvinyl chloride (PVC) would be the most consumed, especially in pipes and windows. In the case of windows, this material provides benefits over other types of windows such as wood or aluminium because it is a versatile and resistant material. This means a depletion of resources as it is a material synthesised from fossil sources, so there is a need to search for alternatives in order to continue to enjoy the advantages of the material with a lower environmental impact. In this context, the present study seeks to evaluate the conventional process of assembling PVC windows and compare it with other scenarios that propose complete recycling in which the entire waste stream is used to manufacture a piece that serves as a support for the window bracket, a weldable bracket, and a scenario with partial recycling that allows the weldable brackets to be manufactured on demand. The influence of using a Guarantee of Origin (GoO) system in the electrical mix was also evaluated, as well as an eco-design assessment of the current weldable bracket and the one manufactured at the plant. For this purpose, the Life Cycle Assessment (LCA) methodology was used, selecting the window assembly as the functional unit (FU). The primary data were provided by the company Ampuero Grupo Industrial 10, S.A., corresponding to the year 2023. For the modelling of the inventory data, the SimaPro v9.4 software was used, analysing different impact indicators of the ‘Environmental Footprint 3.1 method’. The results obtained showed that by recirculating PVC in the plant, especially in the full recycling scenario, the impact was significantly reduced by reducing the amount of virgin PVC used and transport, as this stream contributes more than 70% of the total emissions. The GoO system reduced the Climate Change Potential (GWP) and the Potential Fossil Resource Depletion (PFRD) by 28% and 45%, respectively. A final point of comparison between the purchased weldable bracket and the one made from recycled PVC (r-PVC) showed advantages in terms of material selection, distribution optimisation and reduced impact during manufacturing, favouring the product from an environmental point of view. In summary, the work shows the environmental feasibility of integrating strategies with a circular economy and eco-design approach to industrial processes that are in operation, thus favouring the objectives of minimum emissions and taking advantage of waste with high recyclability potential.