Reciclar lo irreciclable
Los investigadores hallan un modo de recuperar materiales de resinas epoxídicas y compuestos
Las resinas epoxi son revestimientos y adhesivos utilizados en una amplia gama de aplicaciones conocidas, como la construcción, la ingeniería y la fabricación. Sin embargo, reciclarlas o eliminarlas de forma responsable suele ser un reto. Por primera vez, un equipo de investigadores, incluidos los de la Universidad de Tokio, ha desarrollado un método para recuperar eficazmente materiales de una serie de productos epoxídicos para su reutilización mediante un novedoso catalizador sólido.
Esta imagen de un microscopio electrónico de barrido muestra la calidad de las fibras de carbono recuperadas del proceso de descomposición.
©2025 Jin et al. CC-BY-ND
Es muy probable que mientras lee esto esté rodeado de compuestos epoxídicos. Se utilizan en dispositivos electrónicos por sus propiedades aislantes; en prendas de vestir como el calzado por sus propiedades aglutinantes y su robustez física; en la construcción de edificios por la misma razón; e incluso en carrocerías de aviones y palas de aerogeneradores por su capacidad para contener materiales resistentes como fibras de carbono o de vidrio. Es difícil exagerar la importancia de los productos epoxi en el mundo moderno. Pero a pesar de todos sus usos, inevitablemente tienen un inconveniente: Los compuestos epoxi son esencialmente plásticos y resultan difíciles de tratar tras su uso o al final de la vida útil de un producto que contiene epoxi.
"Por ejemplo, para descomponer plásticos reforzados con fibra, como los que se utilizan en las piezas de los aviones, se necesitan altas temperaturas, más de 500 grados centígrados, o ácidos o bases fuertes. Estas cosas tienen un coste energético, y las duras condiciones pueden dañar las fibras y las cosas que se intentan recuperar", explica el profesor asociado Xiongjie Jin, de la Universidad de Tokio. "Para solucionar este problema, un proceso relativamente nuevo llamado hidrogenólisis catalítica resulta prometedor, pero los catalizadores existentes para ello no son reutilizables, ya que se disuelven en el disolvente en el que tiene lugar la descomposición del epoxi. Así que hemos creado un nuevo catalizador sólido fácilmente recuperable y reutilizable".
Jin y la profesora Kyoko Nozaki, ambas del Departamento de Química y Biotecnología, y su equipo desarrollaron un catalizador eficaz y robusto para descomponer compuestos epoxídicos en fibras de carbono, fibras de vidrio y compuestos fenólicos, que son materias primas importantes en la industria química. El catalizador se denomina bimetálico, ya que utiliza dos metales, níquel y paladio, que se apoyan en óxido de cerio y trabajan juntos para mediar en las reacciones entre las resinas epoxídicas y el gas hidrógeno. Aunque la temperatura de reacción debe rondar los 180 grados centígrados, los requisitos energéticos son muy inferiores a los necesarios para crear condiciones de 500 grados, y las temperaturas más bajas permiten reutilizar los materiales recuperados.
"Nos alegró ver que los resultados experimentales se ajustaban a nuestras expectativas sobre el funcionamiento de este proceso, pero nos sorprendió gratamente cuando nos dimos cuenta de que el catalizador podía reutilizarse al menos cinco veces sin que disminuyera su rendimiento", afirma Jin. "Como nuestro catalizador es eficaz para escindir enlaces carbono-oxígeno, con modificaciones, podría incluso funcionar también con otros plásticos, ya que también contienen esos enlaces".
Sin embargo, el equipo está dispuesto a explorar formas de mejorar sus métodos y materiales, ya que aún puede requerir cierto desarrollo para convertirlo en una opción más viable desde el punto de vista comercial.
"Aunque nuestro catalizador no requiere temperaturas tan altas, todavía se puede mejorar el impacto ambiental del disolvente que utilizamos actualmente", afirma Nozaki. "También nos gustaría abaratar el coste encontrando un catalizador que no contenga un metal precioso como el paladio. También sería posible aumentar la gama de materiales que podrían recuperarse a partir de diversos compuestos epoxídicos, reduciendo los gastos generales medioambientales de estos plásticos increíblemente versátiles y útiles."
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