
handle: 10810/77628
[ES] El presente Trabajo de Fin de Máster evalúa la viabilidad técnica y ambiental de un proceso de carbonización de residuos plásticos, específicamente polietileno de tereftalato (PET, por sus siglas en inglés), polipropileno (PP, por sus siglas en inglés) y sus mezclas, empleando ferroceno como catalizador. Se realizaron 15 ensayos experimentales en un reactor a presión sin atmósfera inerte, variando el tiempo de residencia (3 y 8 horas) y la concentración de ferroceno (0,2 % y 5,0 %). Se analizaron los rendimientos obtenidos, se caracterizó el sólido resultante mediante difracción de rayos X y se aplicó un análisis de ciclo de vida (LCA, por sus siglas en inglés) para estimar el impacto ambiental del proceso. Los resultados evidenciaron que el PET y las mezclas presentan altos rendimientos de carbonización (hasta un 73 %), mientras que el PP mostró una conversión más baja en las condiciones evaluadas. Se identificó una matriz amorfa acompañada de fases inorgánicas de hierro (Fe3O4, Fe3C, FeO), con potencial funcional. El impacto climático osciló entre 0,6 y 2,2 kg CO2-eq / kg de plástico tratado, siendo el tiempo de residencia el principal factor ambiental. Finalmente, se concluyó que la carbonización representa una vía de upcycling prometedora para residuos no reciclables, alineada con los principios de economía circular y con posibilidad de generar productos de valor añadido.
[EN] This Master's Thesis evaluates the technical and environmental feasibility of a carbonization process applied to plastic waste, specifically polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), and PET/PP mixtures, using ferrocene as a catalytic additive. A total of 15 laboratory-scale experiments were carried out in a pressurized batch reactor without inert atmosphere, varying residence time (3 and 8 hours) and ferrocene concentration (0,2 % and 5,0 %). The solid yields were measured, the carbonaceous products were characterized by X-ray diffraction (XRD), and a life cycle assessment (LCA) was performed to estimate the environmental impact. Results showed high carbonization yields for PET and PET/PP mixtures (up to 73 %), while PP exhibited low conversion under the evaluated conditions. The resulting solids displayed an amorphous carbon matrix with iron-based crystalline phases (Fe3O4, Fe3C, FeO), suggesting potential functional applications. The climate impact ranged from 0,6 to 2,2 kg CO₂‑eq per kg of plastic, mainly influenced by the residence time. Overall, the process is proposed as a promising upcycling strategy for non-recyclable plastics, aligned with circular economy principles and capable of generating value-added carbonaceous materials.
[EU] Master Amaierako Lan honek plastikozko hondakinen karbonizazio prozesu baten bideragarritasun teknikoa eta ingurumenekoa ebaluatzen du. Horretarako, polietilen tereftalatoa (PET), polipropilenoa (PP) eta haien nahasteak, ferrozenoa katalizatzaile gisa erabiliz, aztertu dira. Hamabost proba egin izan dira atmosfera inerterik gabeko erreaktore presurizatu batean, erreakzio debonrak (3 eta 8 ordu) eta ferrozenoaren kontzentrazioa (% 0,2 eta % 5,0) aldatuz. Lortutako etekinak aztertu ziren, sortutako solidoa X izpien difrakzioaren bidez karakterizatu zen, eta bizi-zikloaren analisia aplikatu izan da prozesuaren ingurumen-inpaktua kalkulatzeko. Emaitzek erakutsi duten bezala, PETak eta nahastek karbonizazio-errendimendu handiak dituzte (% 73ra helduz). PPak, berriz, errendimendu txikiagoa erakutsi zuen ebaluatutako baldintzetan. Matrize amorfo bat identifikatu da, burdin fase ez-organikoekin batera (Fe3O4, Fe3C, FeO). Berotegi gasen aztarna 0,6 eta 2,2 kg CO2-eq/kg artekoa izan da, ingurumen-faktore nagusia egoitza-denbora izanik. Orotara, karbonizazioa birziklatzeko zailak diren hondakinei balio gehigarrik bat emateko aukera itxaropentsua dela frogatzen du lan honek, ekonomia zirkularraren printzipioekin bat etorriz.
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