Químicos desarrollan método novedoso para reciclar plásticos mixtos

iStock.com/Pablo Rasero

Reciclar plástico es un negocio ineficiente. Según un informe del Departamento de Energía de agosto de 2022, solo el 5 por ciento de los 44 millones de toneladas métricas estimadas de desechos plásticos procesados ​​para reciclar en 2019 se recicló realmente. El resto fue a parar a vertedero o fue incinerado.

El plástico es difícil de reciclar porque no todos los diferentes tipos son químicamente compatibles entre sí. Algunos plásticos están formados por enlaces covalentes, en los que los átomos individuales comparten electrones por igual. Otros plásticos están formados por enlaces no covalentes, en los que los átomos individuales no comparten electrones por igual. Por ejemplo, la combinación de una bolsa para sándwich compuesta de polietileno de baja densidad (LDPE) unido covalentemente con una botella de aderezo para ensaladas hecha de tereftalato de polietileno (PET) unido no covalentemente da como resultado un plástico mixto débil con aplicaciones limitadas.

Un nuevo proceso químico diseñado por investigadores de las universidades del estado de Colorado y Columbia podría hacer que el reciclaje de desechos plásticos mixtos sea más factible. Usando reticuladores, pequeñas moléculas que forman puentes entre productos químicos, los científicos pudieron hacer compatibles plásticos químicamente diferentes. Su trabajo fue publicado el 26 de abril en Nature.

Si bien las pruebas de laboratorio demostraron la notable eficacia de la tecnología de reticulación, la aplicación en el mundo real aún está lejos. La pregunta más importante es si la tecnología es rentable en comparación con la producción de plástico nuevo.

Los investigadores calentaron y procesaron plásticos mixtos con el reticulante bis-diazirina. Las imágenes de microscopía electrónica de barrido demostraron la estructura superior del material resultante. En comparación con la superficie irregular similar a una gota de los plásticos mixtos vírgenes, los plásticos reticulados tenían una superficie lisa y homogénea. El autor principal, Tomislav Rovis, profesor de química en la Universidad de Columbia, comparó los agentes de reticulación con el velcro. Actúan como sujetadores de velcro al unir plásticos de diferentes composiciones poliméricas.

"El material [entrecruzado] se comporta tan bien como los polímeros vírgenes individuales únicos, en términos de que no se degrada con el tiempo y todas estas otras pruebas físicas", dijo Rovis. Hizo hincapié en que las pruebas de tensión, que miden la capacidad de un polímero para resistir la deformación, mostraron perfiles de resistencia similares para los plásticos mixtos reticulados y los polímeros individuales.

Los científicos crearon con éxito mezclas de los plásticos incompatibles LDPE y ácido poli L-láctico (PLLA), luego mezclaron esos dos plásticos con polipropileno isotáctico (iPP). El autor principal, Sanat Kumar, profesor de ingeniería química en la Universidad de Columbia, dijo que optaron por centrarse en esos tres plásticos porque representaban tanto los polímeros plásticos tradicionales (LDPE e iPP) como una nueva clase de polímeros de base biológica (PLLA).

Kumar y Rovis explicaron cómo su química podría transformar el reciclaje de plástico. El 5 por ciento de los desechos plásticos que se reciclan con éxito utilizando métodos tradicionales se degradan a productos de menor calidad. Los productos de polietileno de alta densidad (HDPE), como los envases de leche, se convierten en artículos como mesas de picnic y madera plástica. Los productos de PET, incluidas las botellas de refrescos, se convierten en artículos como chaquetas de lana o alfombras. Pero el nuevo material formado con los reticuladores se puede utilizar para transformar productos degradados en materiales de mayor calidad.

"La ventaja de esta tecnología es que puede obtener la botella de agua degradada o el neumático degradado, volver a colocarlo en el fundido y rehacer algo sin esas deficiencias porque estos reticulantes están en él", dijo Rovis.

Gregory Rummo, profesor de química en la Universidad Atlántica de Palm Beach y académico adjunto en la Alianza de Cornualles para la Administración de la Creación, cree que los reticulantes de polímeros tienen potencial. Pero Rummo advirtió que su uso debe ser económicamente factible. Señaló que la nueva técnica probablemente requeriría instalaciones de reciclaje para crear espacio para realizar el proceso de reticulación. Se preguntó si este proceso, una vez ampliado, costaría más que producir plástico nuevo.

Rovis dijo que el único subproducto del proceso de reticulación es el gas nitrógeno, que ya abunda en la atmósfera terrestre. Y aunque su equipo no realizó una evaluación ambiental, Rovis no cree que los reticulantes sean tóxicos.

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Heather es corresponsal científica de WORLD. Es graduada del Instituto Mundial de Periodismo, la Universidad de Maryland y la Universidad Carnegie Mellon. Ha trabajado en el desarrollo de alimentos y productos químicos, y actualmente trabaja como química investigadora. Heather vive con su familia en Pittsburgh, Pensilvania.

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