El invento que permite reciclar todo tipo de plásticos: "Tiene un gran potencial para convertirlos en materiales valiosos"

La ONU asegura que en 2050 habrá más residuos plásticos que peces en los mares. El esfuerzo no solo está en reducir la producción de productos plásticos, sino en dar una segunda vida a los ya existentes y reducir el consumo de combustibles contaminantes. La ciencia busca dar una respuesta más eficiente a la segunda necesidad, transformando los residuos de plástico en nuevos productos a través de procesos como la pirólisis.

Ahora, investigadores de la Universidad de Yale han presentado un nuevo reactor en forma de columna e impreso en 3D que ha conseguido convertir hasta el 66% de los residuos plásticos en sustancias químicas aprovechables para nuevos usos.

Industrias como la producción de químicos o el uso de combustible reciclado en el transporte se benefician de los avances en esta tecnología. “Estos resultados son muy prometedores y muestran un gran potencial para poner este sistema en aplicaciones reales y ofrecer una estrategia práctica para convertir los residuos plásticos en materiales valiosos”, afirma en un comunicado de prensa Shu Hu, profesor adjunto de ingeniería química y ambiental en Yale.

¿Cómo funciona?

La información se conserva en el universo, dicen los físicos. Si incineramos un libro de la forma más extrema posible, la física más fundamental afirma que, recolectando cada partícula de sus restos, se podría reconstruir.

Esta idea, casi abstracta, se utiliza principalmente en las teorías que explican el funcionamiento de los agujeros negros, pero también sirve como metáfora para el avance que están alcanzando actualmente los procesos de reciclaje.

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Los plásticos, desde las bolsas en las que se lleva la compra a casa hasta productos más complejos, se componen de sustancias derivadas del petróleo. Estos componentes tardan en degradarse muchos años, contaminando la naturaleza hasta invadirlo todo de microplásticos tóxicos.

Procesos como la pirolisis catalítica permiten recuperar esas sustancias y darles un nuevo uso. Este proceso termoquímico somete a los materiales como el plástico a altas temperaturas para descomponerlos.

Una botella de plástico en el mar. Unsplash Omicrono

El calor puede alcanzar los 800 grados Celsius en ausencia total de oxígeno. A pesar de lo que pueda parecer, la falta de oxígeno impide que el producto se calcine; en su lugar las moléculas se rompen. Todo influye: temperaturas más bajas favorecen la producción de carbón, mientras que las más altas generan mayor proporción de gases y aceites.

Este sistema que deriva en la producción de nuevos productos químicos, aunque prometedor y utilizado en multitud de proyectos, aún se enfrenta a varios problemas actualmente. Por un lado, aquellos procesos tradicionales que usan un catalizador para acelerar las reacciones químicas son costosos, como asegura uno de los líderes de este proyecto.

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"Siempre se habla de catalizadores, pero son muy caros y hay un problema de por vida, porque en algún momento dejarán de funcionar por diferentes causas", dijo Liangbing Hu, profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática y Ciencia de los Materiales y director del Centro de Innovación de Materiales.

Por otro lado, aquellos que renuncian al uso de catalizadores, asegura este equipo, tienden a tener bajas tasas de conversión de desechos en productos útiles. Este nuevo proyecto afirma haber dado con la forma de sortear ambas complicaciones. Lo describen como "un método de pirólisis altamente selectivo, energéticamente eficiente y sin catalizador que puede convertir el plástico en productos químicos valiosos".

Nuevo método

La innovación reside en un reactor de columna de carbono calentado eléctricamente e impreso en 3D. Este elemento se compone en tres secciones con poros de tamaño decreciente. La primera sección tiene poros de un milímetro; en la siguiente, los poros disminuyen hasta los 500 micrómetros y en la tercera fase, las moléculas pasan por poros de 200 nanómetros.

Esta estructura permite controlar la temperatura en el reactor, lo que evita la coquización ( el carbón se convierte en coque) y otros efectos que pueden inhibir el proceso. Pero, además, supone una ventaja en la descomposición del plástico.

Esquema del nuevo reactor para descomponer productos plásticos en combutible Universidad de Yale Omicrono

A medida que las sustancias químicas pasan por el reactor, la estructura porosa jerárquica desempeña un papel fundamental en el control del progreso de la reacción. Por un lado, impide que las moléculas más grandes avancen por el reactor antes de que se hayan descompuesto adecuadamente.

El uso de la impresión 3D para construir la estructura es parte de la clave en este proceso de innovación, permitió a los investigadores controlar con precisión las dimensiones de los poros del reactor e investigar los efectos de la pirólisis.

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Para probar el sistema, los investigadores probaron el reactor con una muestra de polietileno, un plástico común. Los resultados reflejan una producción récord de casi el 66% de los residuos plásticos convertidos en sustancias químicas que pueden utilizarse como combustibles.

La Universidad de Yale defiende que este avance supone un paso importante para conseguir un proceso de reconversión en materiales utilizables a partir de residuos que, de otra forma, contribuirían a una mayor contaminación del planeta.