Las bolsas, botellas y contenedores de plástico pronto podrán tener una segunda vida gracias a un nuevo proceso químico desarrollado por científicos de la Universidad de California, Berkeley. Esta innovación no solo descompone dos de los plásticos más comunes (el polietileno y el polipropileno), sino que lo hace de una manera que permite transformarlos nuevamente en sus componentes originales, listos para ser reutilizados en nuevos productos plásticos.
El proceso, creado por un equipo de químicos e ingenieros químicos, funciona vaporizando el polietileno y el polipropileno. Estos plásticos se utilizan en todo, desde bolsas de supermercado de un solo uso hasta contenedores de plástico duro. El avance de este proceso implica romper los duros enlaces carbono-carbono que mantienen unidos estos plásticos, convirtiéndolos en moléculas más simples conocidas como monómeros.
Este avance podría resultar fundamental para abordar uno de los desafíos ambientales más urgentes del mundo: los desechos plásticos. Los métodos de reciclaje tradicionales a menudo degradan el plástico en materiales de menor calidad. Por lo tanto, una botella de plástico solo se puede reciclar dos o tres veces antes de que se vuelva irreciclable. Sin embargo, el nuevo enfoque promete reciclar el plástico de una manera que conserve su valor original. Básicamente, los plásticos podrían volverse reciclables indefinidamente, abriendo la puerta a una verdadera economía circular para los plásticos.
Un camino hacia la circularidad
El polietileno y el polipropileno representan aproximadamente dos tercios de todos los desechos plásticos. Sin embargo, a pesar de su abundancia, las tasas de reciclaje de estos plásticos siguen siendo lamentablemente bajas, ya que solo alrededor del 9% se recicla de manera efectiva. El resto termina en vertederos, se incinera o se deja que se degrade en microplásticos dañinos que contaminan los ecosistemas.
Reciclar estos plásticos de una manera que conserve su valor ha sido un desafío de larga data. Pero John Hartwig, profesor de química en la Universidad de California, Berkeley, cree que su nuevo proceso catalítico podría ayudar a crear una economía más circular para los plásticos.
“Tenemos una enorme cantidad de polietileno y polipropileno en objetos cotidianos, desde bolsas de almuerzo hasta botellas de jabón para lavar ropa y jarras de leche; gran parte de lo que nos rodea está hecho de estas poliolefinas”, dijo.
“Lo que podemos hacer ahora, en principio, es tomar esos objetos y devolverlos al monómero inicial mediante reacciones químicas que hemos ideado que rompen los enlaces carbono-carbono típicamente estables. Al hacerlo, nos hemos acercado más que nadie a dar el mismo tipo de circularidad al polietileno y al polipropileno que tenemos para los poliésteres en las botellas de agua”.
Anteriormente, Hartwig y su equipo habían desarrollado un método para descomponer el polietileno en moléculas más pequeñas. Pero dependía de catalizadores costosos y de corta duración. El nuevo proceso utiliza materiales más duraderos y rentables como el tungsteno y el sodio. Es importante destacar que estos catalizadores se pueden reutilizar, lo que hace que el proceso sea más viable para aplicaciones a gran escala.
“Esta combinación de óxido de tungsteno sobre sílice y sodio sobre alúmina es como tomar dos tipos diferentes de suciedad y hacer que juntos desarmen toda la cadena de polímeros en rendimientos aún mayores de propeno a partir de etileno y una combinación de propeno e isobutileno a partir de polipropileno que los que logramos con esos catalizadores más complejos y costosos”, dijo Hartwig.
Un proceso prometedor
El primer catalizador de sodio sobre alúmina descompone largas cadenas de plástico. Esto deja extremos reactivos sobre los que el segundo catalizador puede actuar repetidamente. Efectivamente, desmantela todo el polímero en sus componentes principales, principalmente propileno e isobutileno. Ambos son gases a temperatura ambiente y productos valiosos en la industria química, que se utilizan para fabricar nuevos plásticos y otros productos como aditivos de combustible de alto octanaje y polímeros para cosméticos.
El segundo catalizador, hecho de óxido de tungsteno sobre sílice, agrega un átomo de carbono a los extremos reactivos de las cadenas de plástico previamente cortadas por el primer catalizador. Este paso convierte estos extremos reactivos en propileno, un gas que se utiliza para fabricar nuevos plásticos. El proceso, conocido como metátesis de olefinas, se repite a medida que el catalizador continúa descomponiendo la cadena de polímeros en componentes cada vez más pequeños. Finalmente, toda la cadena de plástico se convierte de manera eficiente en monómeros reutilizables.
El equipo informa que puede convertir casi el 90% de los desechos mixtos de polietileno y polipropileno en bloques de construcción reutilizables. Cuando se trabaja solo con uno de los dos plásticos, los rendimientos son aún mayores.
Pero el proceso no está exento de desafíos. Pequeñas cantidades de impurezas, como aditivos u otros tipos de plásticos como PET y PVC, pueden reducir la eficiencia. Sin embargo, la infraestructura de reciclaje actual ya clasifica los plásticos en diferentes categorías, por lo que esto puede no ser un obstáculo importante.
Mirando hacia el futuro
El polietileno y el polipropileno son materiales increíblemente baratos y útiles. Y su uso generalizado significa que no desaparecerán pronto. En muchos sentidos, los plásticos son demasiado duraderos para el bien de todos.
La investigación del equipo de Berkeley, publicada en la revista Science, ofrece una visión de un futuro en el que los plásticos comunes podrían reciclarse para convertirse en nuevos materiales en lugar de desecharse. Si bien persisten los desafíos, en particular con los desechos plásticos mixtos, el proceso podría conducir a plantas de reciclaje a escala comercial que transformen la forma en que pensamos sobre los desechos plásticos.
“Se puede argumentar que deberíamos eliminar todo el polietileno y el polipropileno y utilizar solo nuevos materiales circulares. Pero el mundo no va a hacer eso durante décadas y décadas. Las poliolefinas son baratas y tienen buenas propiedades, por lo que todo el mundo las usa”, dijo Hartwig.
“La gente dice que si pudiéramos encontrar una manera de hacerlas circulares, sería un gran logro, y eso es lo que hemos hecho. Uno puede comenzar a imaginar una planta comercial que haría esto”.
Fuente: ZME Science.