Valorización de Residuos de fabricación de Silestone

 Antecedentes

Cosentino es un grupo empresarial familiar español de proyección internacional, dedicado a la producción y distribución de superficies innovadoras y sostenibles de alto valor añadido para los sectores de la arquitectura y el diseño. Su propósito es ofrecer soluciones que inspiren y mejoren la vida de las personas, actuando siempre con responsabilidad, transparencia y compromiso con los principios ESG.

Entre sus principales productos destacan Silestone®, Dekton®, Sensa by Cosentino®, superficies pioneras y líderes en sus respectivos segmentos. Estos materiales se desarrollan mediante procesos tecnológicamente avanzados y respetuosos con el medioambiente, permitiendo la creación de espacios únicos tanto en entornos residenciales como públicos.

En línea con su compromiso con la sostenibilidad, Cosentino impulsa la circularidad de sus procesos industriales, considerando los residuos como una fuente de nuevas oportunidades para desarrollar soluciones innovadoras o incluso fabricar nuevos productos con potencial de comercialización y aplicación en otros sectores. Prueba de ello es el proyecto de innovación Cantera Tecnológica (CT Quarry), financiado por la Unión Europea, que permitirá la generación de nuevas materias primas a partir de los residuos generados en la fábrica.

El desafío

A pesar de la alta eficiencia del proceso productivo, la fabricación de Silestone® genera un volumen de residuos de más de 100.000 toneladas anuales.

El proceso de fabricación:

Silestone se fabrica a partir de una masa compuesta en un 90% de base mineral que varía en composición según la tipología de color, incluyendo distintos minerales como feldespatos, cuarcita, vidrio y pigmentos para dar color como dióxido de titanio u óxido de hierro, y un 10% de polímero (resina de poliéster). 

Esta mezcla se amasa y se vierte en unas prensas al vacío, protegidas por papel tipo Kraft para que la masa no se pegue al acero, para fabricar los tableros de Silestone. A continuación, se procede al curado a 90ºC del polímero.

Posteriormente esos tableros se calibran para que tengan el espesor adecuado, mediante un proceso de lijado con muelas abrasivas rotatorias y agua (en el que también se elimina el papel). Y finalmente los tableros se pulen para conseguir el acabado final (brillo o mate), utilizando nuevamente agua para lubricar las herramientas y evitar el polvo.

Los residuos se producen como consecuencia de las operaciones de calibrado y pulido, y son el resultado del tratamiento de las aguas residuales, presentándose como una amalgama de minerales, polímero, trazas de papel y agua y quedando en forma de lodo (ver granulometría y composición en anexo 1). 

Luego se prensa el residuo, obteniendo tortas de 40x40cm que tienen 30% promedio de humedad. Estas se recogen en una vagoneta, y se transportan al vertedero de la fábrica.

El tratamiento de este residuo permite la recuperación de la mayor parte del agua, de modo que no se vierte agua, pues la restante queda como humedad en el residuo sólido.

Más información sobre el proceso productivo aquí: 

https://www.youtube.com/watch?v=CM13K4gSZYQ

Ver esquema y fotografías del proceso en anexo 2.

Aspectos interesantes para la reutilización del lodo:

• Es un material principalmente silicático (feldespato, vidrio, cuarzo).
• Elevado carácter fundente (feldespato, vidrio).
• Es relativamente estable químicamente, no reacciona rápidamente en contacto con otras sustancias.
• Tiene buena estabilidad en composición en el tiempo. 
• Muy baja, o ausente, concentración de metales pesados potencialmente tóxicos. Baja concentración de cromóforos (hierro, cromo, etc.).
• Posibilidad de lodo blanco/crema de tonalidad relativamente estable, fácilmente coloreable.
• Pequeño tamaño de partícula, tamaño micrométrico.
• Elevada área superficial para reacciones alcalinas o puzolánicas.
• Elevada dureza relativa de las partículas (Mohs 5-7)

Limitaciones:

Actualmente, se mezclan partículas de distintos colores de las diferentes líneas de fabricación y tamaños de grano de los procesos de calibrado y pulido. Por tanto, el lodo presenta cierta heterogeneidad, especialmente en composición mineralógica y en minoritarios como los pigmentos utilizados para dar color. No obstante se está trabajando en separar los residuos de algunas líneas.

Para las aplicaciones estudiadas hasta ahora, los principales limitantes identificados para la

utilización del residuo son:

• el contenido en papel (<1%)
• la resina (promedio 10%)
• un contenido de humedad del 30%, que sería necesario reducir para los posibles usos descritos más abajo. 
• También existe la presencia de floculante por el tratamiento de recuperación de agua en el filtro prensa.
• La presencia de sílice cristalina, que requiere medidas preventivas para el manejo del lodo.

Usos posibles ya estudiados:

Diversos estudios realizados con universidades y empresas, han identificado posibles usos del residuo para materiales de construcción e ingeniería civil (ver Anexo 3 - Posibles usos estudiados). Sin embargo, estos usos son de bajo valor añadido, lo cual limita su rentabilidad a un radio de 100-200 km por el coste del transporte.

En estos usos se han alcanzado distintos grados de madurez, y en el caso de las mezclas asfálticas se ha llegado a un TRL9. Aun así, la rentabilidad está aún lejos.

Qué busca el cliente

El objetivo de este reto es recibir propuestas adicionales a las ya conocidas, para valorizar cantidades importantes de este residuo, encontrando opciones más rentables o alternativas a las ya estudiadas. 

COSENTINO Research and Development busca una aplicación industrial, producto comercializable u otra solución para reutilizar el residuo. También empresas que puedan incorporar las materias primas del residuo a sus procesos productivos, en cualquier campo posible, inclusive el referido al ámbito de Cosentino.

Puede ser una solución ya existente en otro campo o ser completamente nueva e innovadora, o que añada valor a un producto mediante la mejora de sus propiedades.

También se puede profundizar y precisar sobre las aplicaciones estudiadas por COSENTINO R&D (descritas en el anexo 3),, concretando alguna opción comercial que la haga rentable. No obstante, de entre todas ellas, se considera que la mejora de suelos agrícolas y las aplicaciones en materiales de construcción (hormigones, mezclas asfálticas y otros) han sido suficientemente estudiadas ya.

Criterios de evaluación

Las soluciones propuestas se evaluarán según los siguientes criterios:

• Evidencias de viabilidad técnica y madurez tecnológica.
• Mayor volumen de material utilizado (también se evaluarán volúmenes parciales). Se busca reciclar 10.000-40.000 ton/año de lodo. Propuestas con consumos potenciales menores tendrán menor consideración
• Mejor caso de negocio (el menor coste de inversión y operativo, y el mayor valor).
• Evidencias de viabilidad comercial y económica. Existencia de industria que lleve a cabo la aplicación propuesta.

Este es un torneo de 1 ronda con las siguientes entregas:

1. Un documento PDF que incluya:

• Breve descripción técnica de la solución propuesta.
• Descripción del proceso/tecnología de conversión del material existente en el nuevo producto.
• Evidencias de viabilidad técnica y madurez de la solución.
• Caso de negocio (incluyendo inversiones, costes e ingresos, si procede).
• Evidencias de viabilidad comercial (y posible Empresa interesada en caso de disponerse).

2. Propuesta para la realización de una prueba piloto/prototipo, a través de un partner propuesto por el solucionador o bien aportado por Cosentino, si fuera necesario. Esta propuesta deberá incluir:

• Cómo se propone realizar la prueba piloto: Tecnología, alcance, equipamiento mínimo necesario, tiempo estimado, etapas previstas y nivel de soporte.
• Presupuesto orientativo para la ejecución de la prueba (Oferta económica en caso de empresas).

Además, puede agregar otros documentos adjuntos para respaldar su solución (puede subirlos comprimidos en formato ZIP).

Para entregar la propuesta, el solucionador deberá darse de alta en la plataforma de ennomotive (https://app.ennomotive.com/user/register) e inscribirse en el reto, aceptando las condiciones (www.ennomotive.com/terms-and-conditions/) y la política de privacidad (www.ennomotive.com/privacy-policy).

Estructura y cronograma del torneo

Este es un desafío de una ronda con los siguientes plazos:

● 5 semanas para la presentación (el plazo límite de presentación es el 29 de Julio de 2025) + 4 semanas para la evaluación

Premios

• Solvers a título particular: se seleccionarán un máximo de 3 propuestas finalistas para ser probadas por COSENTINO R&D. Cada finalista recibirá 3.000€ y el ganador 7.000€ adicionales (mejor solución validada en piloto). 
• Empresas: Acuerdo comercial y cofinanciación de un piloto. 

COSENTINO R&D se reserva el derecho de dejar el reto desierto si ninguna propuesta cumple con los criterios de evaluación descritos.

Confidencialidad

Según términos y condiciones generales.

Las partes quedarán liberadas de estos términos 7 años después de la entrega de propuestas.

Propiedad intelectual

Según términos y condiciones generales.

En el caso de soluciones comerciales, los derechos de propiedad industrial seguirán perteneciendo a su legítimo propietario.

Documentos anexos

Anexo 1 - Tabla de granulometría y compuestos del residuo y fotografías.

Anexo 2 - Fotografías del proceso y diagrama de flujo del lodo.

Anexo 3 - Posibles usos ya estudiados.

Nota: Es necesario darse de alta en el reto para descargar estos anexos