Se ha encontrado la manera de convertir residuos plásticos como cartones de leche, envases de alimentos y bolsas plásticas en jabón. El logro se le atribuye a un equipo de investigadores del Departamento de Química de Virginia Tech en Estados Unidos que ha descubierto una forma sorprendente de reciclar.
Este hallazgo representa un avance importante en la búsqueda de soluciones sostenibles para reducir el impacto ambiental causado por los desechos plásticos. El método utilizado para tratar los plásticos consiste en calentar las cadenas de carbono largas y luego enfriarlas rápidamente. Este proceso ayuda a modificar la estructura molecular de los plásticos y mejorar sus propiedades físicas.
Es cierto que los plásticos y los jabones son muy diferentes en términos de textura, apariencia y, sobre todo, en su función. Los plásticos son materiales sólidos y resistentes utilizados principalmente para la fabricación de objetos duraderos, mientras que los jabones son sustancias líquidas o sólidas utilizadas para la limpieza personal e higiene. Aunque puedan parecer opuestos en muchos aspectos, ambos desempeñan un papel importante en nuestra vida cotidiana.
Similitudes entre el polietileno y el jabón
Sin duda, existe una fascinante relación a nivel molecular entre ambos elementos. Resulta que la estructura química del polietileno, un tipo de plástico muy común, guarda similitudes sorprendentes con la de un ácido graso que se usa como base para hacer jabón.
Ambos materiales están compuestos por cadenas largas de carbono, sin embargo, los ácidos grasos tienen un grupo adicional de átomos al final de la cadena.
Un grupo de investigadores de Virginia Tech (EE UU) ha desarrollado un nuevo método para reciclar plásticos y transformarlos en sustancias valiosas conocidas como tensioactivos (también llamados surfactantes). Esta innovadora técnica podría ayudar a reducir la contaminación causada por los residuos plásticos, al tiempo que se obtienen productos de alto valor, que se emplean en jabones, detergentes y otros productos.
La clave: acortar las cadenas de carbono
Según Guoliang ‘Greg’ Liu, profesor asociado de Química en la Facultad de Ciencias de Virginia Tech, la similitud entre los materiales sugiere que es factible convertir el polietileno en ácidos grasos. Liu se enfrentaba al desafío de convertir una larga cadena de polietileno en múltiples cadenas más cortas, y estaba seguro de poder encontrar un método eficiente para hacerlo mediante el upcycling (readaptación de materiales para una segunda vida) a fin de reutilizar los residuos plásticos de bajo valor.
Para llegar a la respuesta, Liu reflexionó sobre el fuego y la combustión. Se planteó la posibilidad de qué sucedería si el polietileno pudiera quemarse en un entorno controlado de laboratorio.
De acuerdo con el razonamiento de Liu, si el polietileno se quema de forma incompleta, podría generar humo que posiblemente contenga polímeros dañados en cadenas más cortas. Estas cadenas se transformarían en pequeñas moléculas gaseosas antes de oxidarse por completo y convertirse en dióxido de carbono (CO2).
El proceso para convertir residuos plásticos en jabón
“Si descomponemos de esa forma las moléculas de polietileno sintético, pero detenemos el proceso antes de que se descompongan del todo en pequeñas moléculas gaseosas, deberíamos obtener moléculas de cadena corta semejantes al polietileno”, añade.
El químico contó con la colaboración de Zhen Xu y Eric Munyaneza, dos estudiantes de doctorado de su laboratorio, para construir un reactor en forma de horno. Este dispositivo permitió el calentamiento del polietileno mediante un proceso conocido como termólisis de gradiente térmico. En la parte inferior del horno, se alcanza una temperatura alta que permite romper las cadenas de polímero y facilitar su descomposición. Mientras tanto, en la parte superior del horno, se enfría a una temperatura baja para detener este proceso de descomposición.
Después de realizar la termólisis, se procedió a recolectar los residuos, algo similar a limpiar el hollín de una chimenea. Sorprendentemente, se descubrió que estos residuos estaban compuestos principalmente por polietileno de cadena corta o, más precisamente, ceras.
Luego de ese primer paso, se implementaron algunos procedimientos adicionales, como la saponificación, para lograr la fabricación del primer jabón hecho a partir de plásticos. Este avance representa un importante hito en el desarrollo de soluciones ecológicas y innovadoras para reducir los desechos plásticos y promover la economía circular.
Objetivos sostenibles para el reciclaje de residuos plásticos
Para mejorar el proceso de reciclaje y compartirlo con la comunidad científica, el equipo utilizó la experiencia de expertos en modelización computacional y análisis económico, entre otros. Este enfoque permitió perfeccionar el proceso y avanzar hacia objetivos más sostenibles.
“Nuestra investigación muestra una nueva ruta para reciclar plásticos sin utilizar catalizadores novedosos ni procedimientos complejos. En este trabajo hemos demostrado el potencial de una estrategia conjunta para el reciclado de plásticos”, resalta Xu, coautor del artículo.
“Esto servirá para que la gente desarrolle procedimientos más creativos de upcycling en el futuro”, indica.
Guerra barata contra la contaminación
Este proyecto se basa en el uso de polietileno como plástico principal, pero el proceso de reciclaje también puede aplicarse al polipropileno. Estos dos tipos de plásticos son ampliamente utilizados en envases de alimentos y tejidos, por lo que constituyen una gran parte del plástico con el que los consumidores interactúan a diario.
Una de las ventajas interesantes de este método de reutilización es que se puede realizar con ambos tipos de plásticos al mismo tiempo, lo que significa que no es necesario separarlos previamente. Esto facilita el proceso y ahorra tiempo en la gestión de residuos plásticos.
En efecto, esta técnica es bastante simple de realizar. Solo se debe disponer de plástico y aplicar calor. No requiere de grandes recursos o complicados procesos para llevarse a cabo.
Aunque es cierto que los pasos siguientes del proceso requieren algunas condiciones adicionales para convertir las moléculas de cera en ácidos grasos y jabón, la transformación inicial del plástico es un proceso bastante simple. Según los responsables del artículo, esto no solo ayuda a que el método sea rentable, sino que también tiene un impacto ambiental relativamente reducido.
El valor del producto final
Además, para que el método de transformación sea exitoso a gran escala, es crucial que el producto final tenga un valor lo suficientemente alto como para cubrir los costos del proceso y hacerlo económicamente atractivo. A pesar de que los jabones no parezcan ser costosos a primera vista, en realidad pueden tener un precio muchísimo más alto que los productos de plástico si se comparan por su peso. Es importante tener en cuenta este factor al realizar compras para asegurarse de obtener el mejor valor por nuestro dinero.
Liu afirma que esta investigación establece las bases para una nueva forma de reducir los desechos al canalizar los plásticos usados hacia la producción de otros materiales útiles.
Por su parte, Xu apunta que “la contaminación plástica es un reto mundial y no un problema de unos pocos países dominantes”, por lo que “un proceso sencillo puede ser más accesible para muchos otros países de todo el mundo”.
Finalmente, su expectativa es que este constituya un “buen comienzo para la guerra contra la polución por plásticos”.
Referencia:
Liu, G. et al. “Chemical upcycling of polyethylene, polypropylene, and mixtures to high-value surfactants”. Science (2023).
Ecoportal.net
Con información de: https://www.agenciasinc.es/