Según las estimaciones, entre 1950 y 2015 se fabricaron 8.300 millones de toneladas de plástico.
Se calcula que el 75% de ese plástico ya es residuo, y que el 79% se acumula en vertederos o en el medio natural.
Actualmente, el mundo depende del reciclaje mecánico del plástico: los plásticos se clasifican, se funden y se vuelven a moldear para crear, sobre todo, productos de menor calidad.
El reciclaje químico ofrece la posibilidad de reciclar el plástico indefinidamente.
Dos académicos de la Universidad de Bath explican cómo funciona.
Es imposible imaginar la vida cotidiana sin plásticos. Ligeros, duraderos y baratos, estos materiales superan a muchos otros en una amplia variedad de aplicaciones.
Los plásticos han propiciado cambios positivos que a menudo pasamos por alto. Por ejemplo, el desarrollo de componentes de plástico en dispositivos electrónicos, como el que estás usando para leer este artículo, ha hecho que nunca hayamos estado tan conectados con el mundo que nos rodea.
Pero nuestro aprecio por los plásticos ha tenido un coste medioambiental. Se calcula que, de las 8.300 millones de toneladas de plástico fabricadas entre 1950 y 2015, más del 75% ya son residuos, y el 79% se acumula en vertederos o en el medio natural.
Para hacerse una idea de la magnitud, esa cantidad supera a todos los seres vivos de la Tierra, y nuestros océanos se están ahogando en plástico. Por eso, las investigaciones recientes se han centrado en abordar estos crecientes problemas medioambientales. Una de las soluciones es el reciclaje químico.
El valor del plástico
Para hacer frente a los enormes problemas medioambientales que genera el plástico, debemos empezar a valorar los residuos plásticos como un recurso. Al fin y al cabo, contienen valor en forma de enlaces químicos estables, por lo que, como mínimo, deberíamos intentar recuperar esa energía. De hecho, la estabilidad de esos enlaces explica por qué los plásticos persisten tanto tiempo en el medioambiente.
Además de quemar el plástico para recuperar esa energía, también podemos reciclarlo. Actualmente, el mundo depende del reciclaje mecánico, en el que los plásticos se clasifican, se funden y se vuelven a moldear para crear, sobre todo, productos de plástico de menor calidad. Pero este proceso tiene limitaciones. Las duras condiciones del proceso hacen que cada vez que se recicla un trozo de plástico, sus propiedades de rendimiento se vean afectadas negativamente. Esto limita el número de veces que puede reciclarse.
Para asegurarnos de que el plástico conserve su valor a largo plazo, necesitamos estrategias de reciclaje alternativas. El reciclaje químico ofrece la posibilidad de reciclarlo indefinidamente. El reto consiste en lograrlo de forma sostenible y rentable a gran escala. Los métodos tradicionales suelen ser costosos o exigir muchos recursos y energía, lo que ha limitado su uso generalizado.
Reciclaje químico
Los plásticos están formados por moléculas de cadena larga llamadas polímeros, que a su vez consisten en unidades estructurales repetitivas más pequeñas denominadas monómeros. Estos monómeros tienen distintas formas y tamaños, y los enlaces entre ellos determinan las propiedades del material plástico —como la temperatura de fusión y la tenacidad—, que influyen en su uso.
Mientras que el reciclaje mecánico implica fundir el plástico, el reciclaje químico se basa en una transformación química que rompe los enlaces entre los monómeros. El reciclaje químico descompone el plástico a nivel molecular. Esto significa que el monómero puede recuperarse mediante el llamado reciclaje de ciclo cerrado, o que los residuos plásticos pueden transformarse en otras sustancias químicas de mayor valor mediante el reciclaje de ciclo abierto. En muchos tipos de plástico es posible recuperar monómeros u otros materiales útiles.
Algunos plásticos, como las poliolefinas —el material de las bolsas de polietileno—, no tienen enlaces débiles entre los monómeros, por lo que resulta más difícil reciclarlos químicamente. En esos casos se utiliza un proceso llamado pirólisis, distinto de la combustión, que se basa en altas temperaturas de reacción para producir normalmente combustibles y ceras.
Catálisis
Los catalizadores se utilizan en alrededor del 90% de los procesos químicos industriales. Hacen que el proceso sea más eficiente al ofrecer una vía alternativa para la reacción, de forma muy parecida a cómo Google Maps optimiza el trayecto. También permiten seleccionar el producto que se obtiene y reducir los residuos. Estas ventajas son esenciales para que el reciclaje químico pueda realizarse de forma sostenible y rentable a escala industrial.
Las enzimas que trabajaban sin descanso durante tu última comida son catalizadores naturales que desempeñan una función importante en la digestión. También se ha informado de la existencia de enzimas capaces de descomponer plásticos.
Sin embargo, estos procesos tienen limitaciones debido a su productividad y requieren condiciones específicas del proceso —como la temperatura y el pH adecuados— para mantener activa la enzima. Pero, dada la rapidez con que avanza este campo, el uso de catalizadores naturales podría ser viable comercialmente en el futuro.
Hemos desarrollado catalizadores de gran eficacia basados en metales para el reciclaje químico del ácido poliláctico (PLA), un plástico elaborado a partir del almidón vegetal. En este trabajo se utilizaron metales baratos y abundantes —como el zinc o el magnesio— para obtener sustancias químicas llamadas ésteres de lactato, que son una posible alternativa ecológica a los disolventes derivados del petróleo.
Este campo aún está en sus inicios, pero esperamos que se produzcan avances importantes, sobre todo en la optimización de los procesos, a medida que cobre impulso. De hecho, este es un objetivo general del campo, porque los métodos tradicionales suelen utilizar sustancias químicas agresivas y pueden consumir muchos recursos y energía.
Además del PLA, existe la posibilidad de reciclar para obtener productos de mayor valor otros plásticos, como el tereftalato de polietileno (PET), que se utiliza para fabricar botellas de plástico. Entre los ejemplos recientes figuran componentes básicos para materiales de alto rendimiento y antibióticos e inhibidores de la corrosión obtenidos a partir de residuos de PET.
Nuestro trabajo reciente también ha estudiado el reciclaje químico del PET, que se utiliza mucho más ampliamente. El PET se emplea sobre todo en botellas de plástico y envases de alimentos, mientras que el PLA representa una proporción mucho menor del mercado y se utiliza principalmente en la impresión 3D, los dispositivos biomédicos y algunas aplicaciones de envasado.
Perspectivas de futuro
Dada la diversidad de usos que las sociedades hacen del plástico, no es viable aplicar una única solución para todo. Se necesitan estrategias de reciclaje diversas y adaptadas tanto a los plásticos existentes como a los nuevos que están apareciendo. Sin embargo, ya están en marcha operaciones de reciclaje químico a escala comercial.
En el futuro, esperamos que el reciclaje químico complemente al mecánico, especialmente en el caso de materiales difíciles de reciclar, como las películas delgadas. Una cosa es segura: los plásticos han llegado para quedarse. Se prevé que la producción supere los mil millones de toneladas para 2050, por lo que el reciclaje químico promete ser un campo apasionante al que seguir de cerca.
