El reciclado químico de plásticos está listo
"El sueño de todo ingeniero químico es tener a mano una fórmula como ésta para su proceso"
Científicos de todo el mundo ya pueden investigar a fondo el reciclado químico de plásticos. Los investigadores de la ETH de Zúrich han sentado importantes bases para ello al demostrar que todo es cuestión de agitar.
Cada año se generan en el mundo cientos de millones de toneladas de residuos plásticos. Los científicos trabajan incansablemente en nuevos métodos para reciclar una gran proporción de estos residuos en productos de alta calidad y posibilitar así una auténtica economía circular. Sin embargo, las prácticas actuales de reciclado no alcanzan este objetivo. La mayoría de los residuos plásticos se reciclan mecánicamente: se trituran y luego se funden. Aunque este proceso da lugar a nuevos productos de plástico, su calidad se deteriora con cada paso del reciclado.
Una alternativa es el reciclado químico, que evita la pérdida de calidad. Este método consiste en descomponer las moléculas de plástico de cadena larga (polímeros) en sus componentes fundamentales (monómeros), que pueden volver a ensamblarse en nuevos plásticos de alta calidad, creando un ciclo verdaderamente sostenible.
Combustibles a partir de residuos plásticos
A medida que se desarrolla el enfoque del reciclado químico, el objetivo inicial es descomponer estas largas cadenas de polímeros en moléculas de cadena más corta que puedan utilizarse como combustibles líquidos, por ejemplo, o lubricantes. De este modo, los residuos plásticos tienen una segunda vida como gasolina, combustible para aviones o aceite para motores. Científicos de la ETH de Zúrich han sentado ahora importantes bases para desarrollar este proceso. Gracias a ellas, la comunidad científica mundial podrá emprender una labor de desarrollo del reciclado más específica y eficaz.
Los investigadores del grupo dirigido por Javier Pérez-Ramírez, catedrático de Ingeniería de Catálisis, investigaron cómo descomponer el polietileno y el polipropileno con hidrógeno. También en este caso, el primer paso consiste en fundir el plástico en un depósito de acero. A continuación, se introduce hidrógeno gaseoso en el plástico fundido. Un paso crucial consiste en añadir un catalizador en polvo que contiene metales como el rutenio. Seleccionando cuidadosamente un catalizador adecuado, los investigadores pueden aumentar la eficacia de la reacción química, favoreciendo la formación de moléculas con longitudes de cadena específicas y minimizando al mismo tiempo subproductos como el metano o el propano.
La velocidad de rotación y la geometría son clave
"El plástico fundido es mil veces más espeso que la miel. La clave está en cómo se agita en el tanque para que el polvo catalizador y el hidrógeno se mezclen bien", explica Antonio José Martín, científico del grupo de Pérez-Ramírez. Mediante experimentos y simulaciones por ordenador, el equipo de investigación demostró que el plástico se agita mejor utilizando una hélice con palas paralelas al eje. En comparación con una hélice con palas en ángulo o un agitador en forma de turbina, esto da como resultado una mezcla más uniforme y menos vórtices de flujo. La velocidad de agitación es igualmente crucial. No debe ser ni demasiado lenta ni demasiado rápida; la velocidad ideal se aproxima a las 1.000 revoluciones por minuto.
Los investigadores desarrollaron con éxito una fórmula matemática para describir todo el proceso de reciclado químico con todos sus parámetros. "Es el sueño de todo ingeniero químico tener a mano una fórmula como ésta para su proceso", afirma Pérez-Ramírez. Todos los científicos del campo de la investigación pueden ahora calcular con precisión el efecto de la geometría y la velocidad del agitador.
Con esta fórmula, los experimentos futuros podrán centrarse en comparar directamente distintos catalizadores con la influencia de la mezcla bajo control. Además, los principios aquí desarrollados son fundamentales para ampliar la tecnología del laboratorio a las grandes plantas de reciclado. "Pero por ahora, nuestra atención sigue centrada en la investigación de mejores catalizadores para el reciclado químico de plásticos", afirma Martín.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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