Foto: Marc Newberry en Unsplahs.com

El hallazgo que promete un reciclaje más eficiente del plástico

La sostenibilidad es uno de los pilares fundamentales de los territorios inteligentes, pues estos promueven el aprovechamiento adecuado de los desechos que producimos los humanos. Un grupo de investigadores del MIT, preocupado por el alto impacto que producen los plásticos, descubrió un modelo de reciclaje mucho más eficiente para los residuos de este material. 

¿En qué consiste el nuevo modelo de reciclaje eficiente del plástico?

Por Gabriel E. Levy B.
www.galevy.com

Tal vez uno de los mayores problemas que enfrenta la humanidad en la contemporaneidad es la acumulación de desechos plásticos en los océanos, el suelo e incluso en nuestros cuerpos.

Con más de 5 000 millones de toneladas de plástico desechadas en el mundo, ningún otro compuesto genera tantos residuos en el planeta.

A pesar de los grandes esfuerzos para reciclar productos de plástico, con los altos niveles de desperdicio que producen y el tiempo que toman en descomponerse, el tema se ha salido de control para las autoridades ambientales.

El problema en contexto

Si bien, a simple vista, el reciclaje es la solución y el aprovechamiento de sus compuestos es la ruta que se debe seguir, el problema reviste una complejidad mucho mayor, toda vez que no existe un solo tipo de plástico, sino que, por el contrario, viene en tantas variedades que los procesos químicos para descomponerlo, varían sustancialmente dependiendo del tipo de polímero o compuesto con el que fue fabricado.

Es decir, cada tipo de plástico requiere un proceso distinto para lograr un aprovechamiento durante la etapa de reciclaje.

Es fácil pensar que la solución sería la separación dependiendo del tipo de plástico, pero en la práctica un modelo de clasificación en el material de desecho, desde botellas de refresco hasta jarras de detergente, empaques, cajas o juguetes de plástico, no es eficiente ni rentable a gran escala, siendo esta la principal razón por la que gran parte del material plástico recolectado a través de los programas de reciclaje termina en los vertederos.

El hallazgo de los investigadores del MIT

Un trabajo académico liderado por el profesor de ingeniería química del MIT Yuriy Román-Leshkov, junto con otros siete investigadores de la misma institución, logró un innovador proceso químico empleando un catalizador a base de cobalto, que demostró ser eficiente para descomponer una gran variedad de plásticos, como el polietileno (PET) y el polipropileno (PP), las dos formas de plástico más producidas en el mundo, convirtiendo los residuos propano[1].

Luego, el propano se puede usar como combustible para estufas, calentadores y vehículos, o como materia prima para la producción de una amplia variedad de productos, incluidos plásticos nuevos, lo que podría proporcionar al menos un sistema de reciclaje de circuito cerrado parcial.

El trabajo de los investigadores fue desarrollado en el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC y el Laboratorio Nacional de Energía Renovable, y publicado en JACS Au[2].

“El reciclaje de plásticos ha sido un problema espinoso, porque las moléculas de cadena larga en los plásticos se mantienen unidas por enlaces de carbono, que son muy estables y difíciles de romper.

Las técnicas existentes para romper estos enlaces tienden a producir una mezcla aleatoria de diferentes moléculas, que luego requerirían métodos de refinado complejos para separarlos en compuestos específicos utilizables.

El problema es que no hay forma de controlar en qué parte de la cadena de carbono se rompe la molécula”. Yuriy Román-Leshkov[3]

El hallazgo de los investigadores se basa en el uso de un catalizador hecho de un material microporoso llamado zeolita, que contiene nanopartículas de cobalto y que puede descomponer selectivamente varias moléculas de polímero plástico y convertir más del 80 por ciento de ellas en propano.

Los materiales necesarios para el proceso, zeolitas y cobalto, «son bastante baratos», según el estudio, y están ampliamente disponibles, aunque hoy en día la mayor parte del cobalto proviene de áreas conflictivas de la República Democrática del Congo.  No obstante, se está desarrollando una nueva producción en Canadá, Cuba y otros lugares.

El otro material necesario para el proceso es el hidrógeno, que hoy en día se produce, principalmente, a partir de combustibles fósiles, pero se puede producir fácilmente de otras formas, incluida la electrólisis del agua, utilizando electricidad libre de carbono, como la energía solar o eólica.

Los investigadores probaron su sistema en un ejemplo real de plástico reciclado mixto y produjeron resultados prometedores, pero se necesitarán más pruebas en una mayor variedad de flujos de desechos mixtos para determinar cuánto ensuciamiento se produce a partir de varios contaminantes en el material, como tintas, pegamentos y etiquetas adheridas a los recipientes de plástico u otros materiales no plásticos que se mezclan con los desechos, y cómo eso afecta la estabilidad a largo plazo del proceso.

Un problema que parece salirse de control

Un informe de WWF afirma que, anualmente, alrededor 11 millones de toneladas de residuos plásticos de múltiples características entran a los océanos, lo que equivale a arrojar al mar un camión lleno de plástico por minuto.

La mala gestión que hacen las grandes urbes de los desechos de este material, al no reciclarlos adecuadamente y, en muchos otros casos, por la quema sin control, terminan contaminando la atmósfera, la tierra y las aguas, amenazando la capacidad de los océanos para actuar como sumideros de carbono y contribuyendo aún más a la crisis climática[4].

“Cuando el plástico apareció por primera vez hace más de un siglo, el mundo se maravilló ante el material de los mil usos. Ligero, impermeable, flexible y duradero, fueron algunas de las propiedades que lo hicieron ganar rápidamente popularidad. Sin embargo, su uso se salió de control.

En las dos últimas décadas hemos producido el doble de plástico que antes producíamos en casi un siglo. Y, cada año, producimos más de 200 millones de toneladas de desechos plásticos: el equivalente a 523 billones de pitillos que podrían darle la vuelta al mundo aproximadamente ¡2,8 millones de veces!” WWF [5]

El principal problema con el plástico es que nunca desaparece, solo se descompone en fragmentos más pequeños llamados “microplásticos” (partículas no mayores a los 5 micromilímetros), que terminan en nuestro mundo con consecuencias que apenas estamos comenzando a entender. Sin embargo, ya hay evidencia de que los microplásticos contaminan el aire, el agua que sale de la llave y la embotellada, los alimentos y las bebidas.

En conclusión, una esperanzadora investigación, liderada por científicos del MIT, encontró que el uso de un catalizador a base de cobalto sirve para descomponer una gran variedad de plásticos creando propano; un hallazgo que permitirá una forma económica, masiva y eficiente de reciclaje de este material, convirtiéndose en una esperanza para los territorios inteligentes que buscan soluciones ambientales sostenibles en el largo plazo.

 

[1] Rorrer, J.; Beckham, G., y Román-Leshkov, Y. (diciembre 21, 2021). Conversion of Polyolefin Waste to Liquid Alkanes with Ru-Based Catalysts under Mild Condition. En JACS Au, 1(1): 8-12. Disponible en https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacsau.0c00041
[2] Op. Cit.
[3] Op. Cit.
[4] WWF. (8 de junio de 2022). Contaminación por plásticos: el eterno problema de los océanos. Disponible en https://www.wwf.org.co/?375810/Que-tan-grave-es-la-contaminacion-por-plasticos
[5] Op. Cit.

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