RECICLAJE DE POLIESTIRENO EXPANDIDO
POR DENSIFICACIÓN EN ACEITE DE
COCINA USADO, ALTERNATIVA PARA EL
DESARROLLO SUSTENTABLE
RECYCLING OF EXPANDED POLYSTYRENE BY
DENSIFICATION INTO USED COOKING OIL, AN
ALTERNATIVE FOR SUSTAINABLE DEVELOPMENT
Romeo García Cruz
Tecnológico Nacional de México
David Reyes González
Tecnológico Nacional de México
Guadalupe Rodríguez Martínez
Tecnológico Nacional de México
Cleotilde Anahí Álvarez Contreras
Tecnológico Nacional de México
pág. 9318
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i6.15607
Reciclaje de Poliestireno Expandido por Densificación en Aceite de Cocina
Usado, Alternativa para el Desarrollo Sustentable
Romeo García Cruz
1
romeogarciacruz.97@gmail.com
https://orcid.org/0009-0004-4016-9481
Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico Superior de Misantla
México
David Reyes González
dreyesg@itsm.edu.mx
https://orcid.org/0000-0001-6400-5984
Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico Superior de Misantla
México
Guadalupe Rodríguez Martínez
grodriguezm@itsm.edu.mx
https://orcid.org/0009-0007-1984-5555
Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico Superior de Misantla
México
Cleotilde Anahí Álvarez Contreras
alvarezcontrerasanahi@gmail.com
https://orcid.org/0009-0003-1977-791X
Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico Superior de Misantla
México
RESUMEN
El poliestireno es uno de los principales plásticos desechados en el mundo. Se estima que el consumo
en México de este plástico oscila las 125,000 toneladas al año. De esta cantidad menos del 0.1% logra
reciclarse. El aceite de cocina usado es otro residuo que en México se genera en grandes cantidades y
que no cuenta con un proceso de reciclaje establecido. Este es uno de los principales causantes de la
contaminación del agua. Su disposición final en redes de drenaje y consecuentemente en cuerpos de
agua propician la degradación inminente de la flora y fauna con la que entra en contacto. Este estudio
demuestra la viabilidad técnica del reciclaje por densificación de residuos de polietileno utilizando
aceite de cocina usado como disolvente. Para lograrlo, se siguieron sencillos pasos que constaron del
acopio de los residuos, el proceso de densificación y el análisis de los resultados. Con esta alternativa
de reciclaje se obtiene la disminución del volumen de los residuos de poliestireno en un 90%. También
se obtiene un producto plástico recuperado propicia el estudio de usos y aplicaciones para el mismo.
Este procedimiento se proyecta como una alternativa económica y ecológica en comparación con otros
métodos de reciclaje de los residuos mencionados.
Palabras clave: aceite de cocina usado, residuos de poliestireno, reciclaje, material compuesto, residuos
de manejo especial
1
Autor principal
Correspondencia: romeogarciacruz.97@gmail.com
pág. 9319
Recycling of Expanded Polystyrene by Densification Into Used Cooking
Oil, an Alternative for Sustainable Development
ABSTRACT
Polystyrene is one of the main discarded plastics in the world. It is estimated that the consumption of
this plastic in Mexico is around 125,000 tons per year. Of this amount, less than 0.1% manages to be
recycled. Waste cooking oil is another waste that is generated in large quantities in Mexico and does
not have an established recycling process. This is one of the main causes of water pollution. Its final
disposal in drainage networks and consequently in bodies of water lead to the imminent degradation of
the flora and fauna with which it comes into contact. This study demonstrates the technical feasibility
of densification recycling of polyethylene waste using used cooking oil as a solvent. To achieve this,
simple steps were followed that consisted of the collection of waste, the densification process and the
analysis of the results. With this recycling alternative, the volume of polystyrene waste is reduced by
90%. A recovered plastic product is also obtained, which promotes the study of uses and applications
for it. This procedure is projected as an economic and ecological alternative compared to other methods
of recycling waste mentioned.
Keywords: waste cooking oil, polystyrene waste, recycling, composite material, special handling waste
Artículo recibido 10 noviembre 2024
Aceptado para publicación: 12 diciembre 2024
pág. 9320
INTRODUCCIÓN
De acuerdo con la Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos (LGPGIR), los
residuos de manejo especial (RME), son todos aquellos desechos generados tras un proceso productivo
de cualquier sector industrial y que por sus características no pueden ser considerados como residuos
peligrosos (Ley General Para La Prevención y Gestión Integral de Los Residuos, 2004). Conforme a lo
estipulado en la normativa mexicana, también se consideran residuos de manejo especial aquellos
residuos sólidos urbanos que en volumen de generación superan las 10 toneladas al año. El problema
de los residuos de manejo especial es que a pesar de contar con criterios establecidos en la normativa
mexicana para su clasificación y manejo, estos terminan en sitios de disposición final como tiraderos a
cielo abierto. Por lo regular, en estos sitios de disposición final los residuos no reciben ningún
tratamiento, quedando expuestos en los ecosistemas, generando problemas de contaminación y
alteración del entorno natural.
Dos residuos de manejo especial que en México generan graves problemas de contaminación son el
poliestireno expandido y el aceite de cocina usado. Por una parte, el poliestireno expandido es un
termoplástico con gran versatilidad de aplicaciones dadas sus características fisicoquímicas (Anzorena
et al., 2023; Romero et al., 2024). Este suele ser utilizado en el sector de la construcción como aislante
térmico y acústico, también se usa como material de empaque en la industria del embalaje y en la
elaboración de productos desechables para la industria alimenticia (Portilla, 2021). El poliestireno como
residuo cuenta con un bajo índice de reciclaje debido a su poca densidad y gran volumen, que complican
su transporte a centros de reciclaje. Estas características lo vuelven además un residuo desvalorizado
para la industria del reciclaje en México. Por otro lado, los aceites vegetales comestibles se usas
ampliamente en la preparación de alimentos en todo el mundo (Awogbemi & Kallon, 2024) y
desempeñan un papel fundamental en la gastronomía mexicana. De acuerdo con diferentes
instituciones, anualmente en México se generan 320 millones de litros de aceite de cocina usado como
residuo (GISA, 2022). El aceite de cocina usado de origen doméstico, comercial o industrial es un
residuo de manejo especial altamente contaminante. Este residuo por lo regular es vertido en fregaderos,
donde consecuentemente termina en sistemas de alcantarillado y cuerpos de agua.
pág. 9321
La contaminación del aceite de cocina usado se produce cuando la flora y la fauna reaccionan con el
aceite (Hosseinzadeh-Bandbafha et al., 2022). Este residuo tiene un impacto negativo en el ambiente,
particularmente en la vida acuática. Se estima que un litro de aceite residual contamina hasta cuarenta
mil litros de agua (Mujica Pinto, 2021).
Actualmente, existen trabajos reportados en la literatura que trabajan en el reciclaje del poliestireno
expandido mediante su densificación con disolventes orgánicos terpénicos (García et al., 2009; Hamidu
et al., 2019; Kol et al., 2021; Mujica Pinto, 2021; Mumbach et al., 2020; Obele et al., 2024; Sánchez-
Rivera et al., 2023; Y. B. Zhao et al., 2018). También existen trabajos donde se reporta el reciclaje del
aceite de cocina usado principalmente para elaborar biocombustibles, biolubricantes y otros productos
derivados (Azme et al., 2023; De Feo et al., 2023; Frota de Albuquerque Landi et al., 2022; Goh et al.,
2020; Jain & Chandrappa, 2023; Lin et al., 2020; Mannu et al., 2020; Yuechao et al., 2022; Y. Zhao et
al., 2022).
Este trabajo plantea la utilización del aceite de cocina usado como disolvente de residuos de
poliestireno. Para llevarlo a cabo se plantea un proceso de densificación en el que se busca determinar
la cantidad en gramos de poliestireno densificado, considerando las variables de la temperatura del
aceite, el tiempo de disolución y el tipo de poliestireno a disolver. Para realizar este proceso, se
realizaron los siguientes pasos: recolección del aceite de cocina usado (de origen doméstico o
comercial), filtración del aceite para la eliminación de impurezas, preparación del poliestireno a
disolver, calentamiento del aceite y disolución de los residuos de poliestireno, registro de resultados.
Los resultados de la primera corrida de piloto han demostrado ser efectivos. Esta alternativa de reciclaje
del poliestireno logra reducir el volumen del poliestireno hasta en un 90%. Definitivamente esta
estrategia para el manejo de ambos residuos facilitaría el transporte y almacenamiento de los residuos
de poliestireno para ser utilizado como materia prima reciclada. Además de atender el manejo
responsable del aceite de cocina residual, contribuyendo a la disminución de la contaminación.
METODOLOGÍA
Este trabajo de investigación, que de acuerdo con (Hernández Sampieri et al., 2014), se apega a una
investigación descriptiva con enfoque cuantitativo y de tipo experimental de acuerdo con (Tamayo
Tamayo, 2004).
pág. 9322
Para llevarla a cabo, se siguieron los siguientes pasos: recolección del aceite de cocina usado (de origen
doméstico o comercial), filtración del aceite para la eliminación de impurezas, preparación del
poliestireno a disolver, calentamiento del aceite y disolución de los residuos de poliestireno, registro de
los resultados.
Residuos de poliestireno
Los residuos de poliestireno expandido que se utilizaron en el desarrollo de este trabajo fueron
principalmente piezas de embalaje de equipo de cómputo, como se puede observar en la figura 1. Estos
residuos fueron recuperados de las instalaciones del Instituto Tecnológico Superior de Misantla,
evitando su disposición final en el tiradero a cielo abierto municipal.
Figura 1. Residuos de poliestireno de embalaje recuperados
Fuente: Elaboración propia.
Los residuos recibieron un tratamiento previo que cconsistió en la limpieza y eliminación de agentes
contaminantes externos como cintas, cartón, papel, hilo, entre otros.
Aceite de cocina residual
El aceite de cocina residual que se utilizó para desarrollar este estudio fue recolectado en un domicilio.
En el domicilio habitan cinco personas y fue el aceite que utilizaron para cocinar durante dos meses.
pág. 9323
Para su acopio se entregaron dos botellas donde se colocaría el aceite una vez que este haya sido
utilizado en la cocina para la preparación de sus alimentos. Al término de los dos meses, la cantidad
recolectada de acetite de cocina usado fue de un 1.45 litros.
Para garantizar que no existieran agentes contaminantes externos en el experimento, como restos de
comida, entre otros, se aplicó filtración gravitacional al aceite de cocina con la ayuda de papel filtro
como único tratamiento previo, como se muestra en la figura 2.
Figura 2. Filtración gravitacional del aceite de cocina usado
Fuente: Elaboración propia.
Proceso de densificación
Para corroborar la viabilidad técnica del proceso de densificación de residuos de poliestireno en aceite
residual, se procedió a realizar una prueba piloto. Para esta prueba se colocaron 100 ml de aceite
previamente filtrado, dentro de un recipiente (lata de atún reutilizada). El recipiente se colocó al fuego
en una hornilla y se dejó calentar el aceite. Con la ayuda de un pirómetro se monitoreó la temperatura
del aceite hasta que esta estuviera entre 200 y 250 °C. Una vez que el aceite alcanzó el rango de
temperatura determinado, se fueron agregando trozos de poliestireno de entre 1 y 4 cm. A continuación
en la figura 3 se puede observar la representación gráfica del proceso antes descrito.
pág. 9324
Figura 3. Proceso de densificación
Fuente: Elaboración propia.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los resultados de la prueba piloto fueron óptimos en cuanto a la disminución del volumen de los
residuos de poliestireno. Se logró una correcta densificación del poliestireno, permitiendo obtener una
masa plástica consistente y moldeable. Al término de la prueba piloto la cantidad de poliestireno que se
obtuvo fue de 45 gramos en un tiempo de 1 minuto y 26 segundos (86 segundos). Al final de la prueba
piloto, la masa plástica se separó del aceite por decantación y fue colocada en otro recipiente. El peso
final de esta masa plástica fue de 74 gramos. Esto nos hace deducir que al romperse las cadenas
poliméricas del poliestireno para liberar el aire que contiene, sucede una interacción física en la
composición de ambos residuos. Una vez que el proceso de densificación terminó, fue posible recuperar
el aceite utilizado. Aunque es notable una disminución del mismo, como se observa en la figura 4, es
posible repetir el proceso, permitiendo llevar a cabo varios ciclos de densificación.
Figura 4. (a) Aceite residual al inicio del proceso, (b) aceite después de un ciclo de densificación.
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Al finalizar el primer ciclo de densificación de la prueba piloto, se dejó que el aceite residual regresara
a la temperatura ambiente lo que permitió observar un sedimento. Este se aprecia en la imagen 5 a
continuación. Es probable que estos sedimentos sean residuos de poliestireno de menor tamaño que
pueden ser retirados del aceite mediante filtración gravitacional con ayuda de papel filtro.
Figura 5. Aceite residual después de un ciclo de densificación con sedimentos de poliestireno.
Fuente: Elaboración propia.
Después de la prueba piloto, se realizó un arreglo experimental de 10 corridas sin replica. Esto para
determinar el tiempo que lleva el proceso de densificación y la cantidad de residuos de poliestireno que
se pueden densificar hasta la saturación del medio disolvente (aceite). El desarrollo experimental para
la obtención de la masa plástica de poliestireno y los datos obtenidos se muestran a continuación en la
tabla 1. Además, para tener una mejor percepción sobre el comportamiento de la cantidad de
poliestireno densificado en el aceite de cocina usado, se estableció una Relación de Recuperación de
Poliestireno en Aceite (RRPA). Este índice se describe en la ecuación 1. Una vez terminadas las corridas
experimentales, se obtuvo un índice promedio de RRPA de 1.3362. Con este índice es posible
determinar que la capacidad de disolución del aceite de cocina resiudal sobre los resiudos de poliestireno
tiene un rendimiento mayor al 100%, específicamente, por cada mililitro de aceite residual utilizado
como disolvente es posible desnficiar un 1.3362 gramos de poliestireno.

󰇛󰇜
󰇛󰇜
(Ec. 1)
pág. 9326
Tabla 1. Experimentos de densificación hasta el punto de saturación.
No. de
corrida
Cantidad de
aceite (ml)
Cantidad de
poliestireno
densificado (g)
Tiempo del
proceso (s)
1
20
28.25
169
2
20
29.69
210
3
20
25.00
196
4
20
24.54
136
5
20
25.05
204
6
20
29.07
204
7
20
30.64
198
8
20
23.17
185
9
20
30.49
231
10
20
21.35
202
Promedio
26.725
193.5
Cabe mencionar que durante estas pruebas, no fue posible la recuperación sustancial de aceite para
nuevos ciclos de densificación. Con los resultados de las corridas experimentales, así como los de la
corrida de piloto es posible identificar que mientras se tenga mayor cantidad de aceite como agente
disolvente, mayor será la cantidad de residuos de poliestireno densificados y menor el tiempo de
densificación. Sin embargo, se debe considerar que, en la corrida de piloto fue posible obtener una masa
plástica uniforme por decantación entre el aceite y el poliestireno. Esta masa plástica, mientras mantenía
una temperatura elevada podía manejarse o aplicarse en moldes para la elaboración de piezas o
recubrimientos. En cambio, con las corridas experimentales donde la mezcla soluto-disolvente se
saturaba, se obtuvo un material compuesto, con mayor consistencia que la masa plástica de la corrida
piloto pero con la misma capacidad de ser moldeable mientras mantuviera una temperatura elevada.
En la tabla 2 a continuación, se muestran los estadísticos descriptivos de los datos obtenidos de las díez
corridas esperimetales. Es posible observar que tanto la cantidad de poliestireno densificado, como el
tiempo de cada densificación tienen una dispersión moderada con respecto al promedio. A raíz de esto
se puede concluir que no existe una diferencia significativa en cuanto a la cantidad de poliestireno que
se densifica en los 20 mililitros de aceite residual que se utilizó en cada corrida experimental. De igual
manera, se puede deducir para la variable del tiempo que no existe una diferencia sinfigicativa en para
pág. 9327
este proceso de densificación. Sin embargo por la desviación estándar que las variables presentan, para
trabajos futuros se propone realizar una analisis de correlación para ver el efecto que la temperatura
como factor tiene sobre estas variables de respuesta.
Tabla 2. Estadísticos descriptivos: EPS densificado (g), Tiempo (s)
Variable
N
Media
Error estándar
de la media
Desviación
Estándar
Mínimo
Máximo
EPS
densificado (g)
10
26.73
1.04
3.30
21.35
30.64
Tiempo (s)
10
193.50
8.15
25.77
136.00
231.00
A continuación en la figura 6, se puede observar la masa plástica obtenida de la corrida de piloto (a),
que luego de decantarse se colocó en un recipiente para su enfriamiento. También se observa el material
compuesto obtenido de las corridas experimentales (b), que de igual manera se colocaron en un
recipiente para que tomaran la temperatura ambiente.
Figura 6. (a) masa plástica obtenida en la corrida de control, (b) material compuesto obtenido de las
corridas experimentales
Fuente: Elaboración propia.
CONCLUSIONES
Con los resultados obtenidos de este estudio, es posible concluir que el desarrollo de este tipo de
procesos de reciclaje como alternativas asequibles para el manejo de residuos en países en desarrollo,
como México, generan oportunidades laborales y áreas de estudio. Con la densificación de residuos de
poliestireno en aceite de cocina usado se garantiza la disminución de residuos difíciles de reciclar que
pág. 9328
terminan con una disposición final inadecuada. Los dos residuos con los que se trabaja en este estudio
actualmente no cuentan con procesos de reciclaje viables técnica o económicamente, por lo que los
beneficios de usar aceite para la densificación de residuos de poliestireno destacan por su sostenibilidad.
Es preciso mencionar que como trabajos futuros debe demostrarse el impacto ambiental que este
proceso de densificación tiene en comparación con otros métodos de reciclaje para ambos residuos
como el químico o el térmico. Posiblemente un análisis del ciclo de vida desde el enfoque de la
economía circular brinde la información necesaria para conocer estos datos.
El siguiente paso para este estudio, es el análisis de las características mecánicas y físicas de la masa
plástica y el material compuesto obtenidos en este proceso de reciclaje. Además de determinar a raíz de
dichas propiedades los usos y aplicaciones viables para estos materiales recuperados.
El principal reto para desarrollar este proceso de reciclaje en un ambiente real, en vista de ser aplicado
por micro o pequeñas empresas de reciclaje o centros de acopio comunitarios, es la recolección de
ambos residuos. Sin embargo, con una campaña de concienciación eficiente y un esquema de
recolección de residuos planeado de manera eficiente, sería posible crear un modelo de valorización de
estos residuos que permita su recuperación y aprovechamiento posconsumo.
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