En un laboratorio en California, Estados Unidos, un grupo de científicos dio un paso significativo hacia la solución de uno de los mayores desafíos ambientales de nuestro tiempo: la contaminación por plásticos.
Investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y la Universidad de California en Berkeley desarrollaron un innovador proceso químico capaz de vaporizar plásticos comunes, como el polietileno y el polipropileno, transformándolos en bloques de construcción de hidrocarburos.
Estos bloques pueden ser reutilizados para crear nuevos plásticos, lo que ofrece una nueva esperanza para reducir el impacto ambiental de los residuos plásticos. En la revista de ciencia de estadounidense Science se publicó el estudio.
El polietileno y el polipropileno, que son los principales componentes de productos. “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”, aseguró John Hartwig, científico de la División de Ciencias Químicas del Laboratorio de Berkeley y profesor de química de la Universidad de California en Berkeley, dijo en el comunicado del laboratorio.
Hasta ahora, la mayoría de estos plásticos terminan en vertederos, son incinerados o se descomponen en microplásticos que contaminan ríos y océanos. Sin embargo, el nuevo proceso catalítico desarrollado por estos científicos podría cambiar este panorama, al degradar de manera eficiente ambos tipos de plásticos, ya sea de forma individual o mezclados, y convertirlos en los monómeros originales necesarios para fabricar nuevos polímeros.
Impacto en la economía circular
La posibilidad de integrar este nuevo proceso químico en la cadena de reciclaje podría revolucionar la forma en que gestionamos los residuos plásticos. Actualmente, gran parte de los plásticos reciclados se convierte en productos de menor valor, como materiales para terrazas o utensilios desechables, lo que limita su reutilización en aplicaciones de mayor calidad, según explicó el medio científico Phys Org.
Sin embargo, al transformar los plásticos de polietileno y polipropileno nuevamente en monómeros puros, este proceso permitiría la producción de nuevos plásticos de alta calidad a partir de materiales reciclados, cerrando efectivamente el ciclo de vida del plástico.
Esto no solo reduciría la acumulación de residuos en vertederos y océanos, sino que también disminuiría la demanda de combustibles fósiles para la producción de nuevos plásticos. Esto mitigaría así el impacto ambiental y contribuiría a una reducción significativa de las emisiones de gases de efecto invernadero.
Innovación en catalizadores
Un aspecto fundamental que permitió el desarrollo de este proceso es la innovación en el uso de catalizadores. En investigaciones anteriores, los científicos habían utilizado catalizadores metálicos costosos y de corta duración, lo que dificultaba su recuperación y reutilización en procesos continuos, según explicó en un comunicado el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.
En cambio, el nuevo proceso se basa en catalizadores sólidos más económicos y duraderos, como el óxido de tungsteno sobre sílice y el sodio sobre alúmina. Estos catalizadores no solo son más accesibles y eficaces, sino que también pueden ser reutilizados en sistemas de flujo continuo, lo que es esencial para procesar grandes volúmenes de residuos plásticos.
Además, funcionan de manera complementaria: el sodio sobre alúmina rompe las cadenas de polietileno y polipropileno, mientras que el óxido de tungsteno sobre sílice facilita la adición de átomos de carbono para formar propileno e isobutileno, dos compuestos fundamentales en la industria química.
“No se puede conseguir nada más barato que el sodio. Y el tungsteno es un metal abundante en la tierra que se utiliza en la industria química a gran escala, a diferencia de nuestros catalizadores de metal de rutenio que eran más sensibles y más caros”, explicó Hartwig.
“Esta combinación de óxido de tungsteno sobre sílice y sodio sobre alúmina es como tomar dos tipos diferentes de tierra 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 obtuvimos con esos catalizadores”, agregó.
La combinación de estos catalizadores demostró ser extremadamente eficiente y logró una conversión de hasta el 90% de los plásticos en bloques de construcción reutilizables.
Desafíos y limitaciones
A pesar de los avances logrados, este innovador proceso no está exento de desafíos. Aunque logró ser altamente eficiente en la conversión de polietileno y polipropileno, su rendimiento disminuye cuando se encuentran presentes impurezas que se las conoce como PET o PVC, comunes en los flujos de residuos plásticos.
Sin embargo, los métodos actuales de reciclaje ya cuentan con sistemas de separación que podrían minimizar este problema. Esto permite que el proceso se enfoque en los plásticos que puede reciclar de manera más efectiva.
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