Nuestros residuos plásticos pueden utilizarse como materia prima para detergentes, gracias a un método catalítico mejorado

21.08.2023 - Estados Unidos

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Nick Fewings / Unsplash

Hemos conseguido acumular tanta basura plástica que resulta desalentador pensar en lo que podría hacerse con las toneladas y toneladas de residuos no biodegradables. Y por mucho que intentemos reducir nuestra dependencia de los plásticos de un solo uso, seguimos aumentando el acaparamiento mundial de basura plástica. Acontecimientos como la pandemia de COVID-19 sólo han servido para extender su uso en equipos de protección personal y envases desechables y para llevar.

Pero, para los investigadores de la Universidad de California en Santa Bárbara, los envases de un solo uso de una persona son la materia prima útil de otra. En un artículo publicado en la revista Chem, han reimaginado el valor de los plásticos de un solo uso, con mejoras en un proceso innovador que puede convertir las poliolefinas, el tipo de polímero más común en los envases de un solo uso, en valiosos alquilaromáticos, moléculas que subyacen en los tensioactivos, los principales componentes de los detergentes y otros productos químicos útiles.

"Si ahora fabricamos estos tensioactivos a partir de combustibles fósiles y pudiéramos fabricarlos a partir de residuos plásticos, ya no estaríamos utilizando combustibles fósiles para fabricar tensioactivos y estaríamos dando otro uso al carbono utilizado en los plásticos", explica la profesora de ingeniería química Susannah Scott, titular de la Cátedra Mellichamp de Procesamiento Catalítico Sostenible de la UCSB. En lugar de quemarlos o enterrarlos en vertederos -prácticas que representan las principales formas en que tratamos actualmente los residuos plásticos-, los plásticos se reutilizan con un método que acorta los procesos "sucios" convencionales para fabricar tensioactivos y da a los plásticos de un solo uso una oportunidad más de ser útiles.

Los investigadores se basaron en un trabajo anterior en el que estrenaron un método catalítico para romper los fuertes enlaces carbono-carbono que hacen del plástico el material difícil de degradar que es, y luego reorganizar las cadenas moleculares en anillos alquilaromáticos. Aunque eficaz, el proceso original, basado en un catalizador de platino sobre alúmina, era lento y producía pocas moléculas alquilaromáticas. "Lo que hemos hecho en este trabajo es mostrar cómo hacerlo mucho mejor", dijo.

La clave de su método es aumentar la acidez del catalizador de alúmina original mediante la adición de cloro o flúor. Con los puntos ácidos añadidos, el equipo pudo aumentar la velocidad y selectividad del proceso.

"Es una maravilla", afirma Scott. "Hace que los alquilaromáticos sean más rápidos y podemos ajustarlo para hacer moléculas del tamaño adecuado". En el nuevo trabajo, se centraron en encontrar la proporción óptima de sitios ácidos y sitios metálicos en su catalizador, explicó. "Resulta que trabajan juntos. Tienen funciones distintas, pero es necesario que ambos estén presentes y en la proporción adecuada para que el ciclo catalítico no se atasque en ningún punto".

Además, su proceso de una sola olla funciona a temperaturas moderadas, lo que requiere un bajo aporte de energía. Mientras que el método original tardaba 24 horas en convertir el plástico en moléculas alquilaromáticas, el proceso mejorado puede completar la tarea en un par de horas, lo que aumenta la cantidad de plástico que puede convertirse en un reactor de tamaño razonable.

Con nuevas mejoras, este método podría estar en camino de convertirse en un proceso comercial viable, según Scott. El objetivo final es generalizar su uso, lo que permitiría e incentivaría la recuperación de plásticos de un solo uso. Utilizando los plásticos de desecho como materia prima muy abundante, las empresas químicas podrían tomar las moléculas alquilaromáticas resultantes de este proceso y transformarlas en los tensioactivos que se formulan en jabones, líquidos de lavado, limpiadores y otros detergentes.

"Lo ideal es reutilizar los residuos plásticos para un fin con un volumen de producción lo suficientemente grande, para el que exista una demanda significativa, con el fin de hacer mella en el problema del plástico", explicó Scott. Para determinar si este método es realmente sostenible, añadió, tendría que someterse a una evaluación del ciclo de vida, en la que se calcula la energía gastada y los gases de efecto invernadero emitidos en cada paso. El uso de material de desecho garantiza que no se produzcan emisiones adicionales de gases de efecto invernadero para crear la materia prima, pero la energía necesaria para hacer funcionar el proceso catalítico y separar las moléculas deseadas tendría que tenerse en cuenta antes de ampliarlo, dijo Scott. Si se aprueba, el método podría desplazar a los procesos más intensivos en combustibles fósiles que se emplean para crear tensioactivos a partir de cero.

"Necesitaremos varios objetivos para resolver el problema de los residuos plásticos, pero éste es bastante importante", afirma Scott. "Merece la pena hacerlo".

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