El bioplástico PEF podría solucionar algunos de los problemas provocados por el PET. El proceso de producción prolongado y que consume mucha energía ha impedido hasta ahora la producción en masa. Los investigadores de ETH Zurich ahora han desarrollado un método que finalmente podría hacer que el PEF sea comercializable.

El problema del plástico está en boca de todos. Todos los años, se producen unos 50 millones de toneladas de tereftalato de polietileno (PET), y la tendencia va en aumento. Dado que el reciclaje suele ser costoso y tecnológicamente difícil de implementar, una gran cantidad de desechos plásticos terminan en los océanos o se incineran, causando emisiones masivas de CO2. El uso de petróleo crudo en la producción también es problemático. Sin embargo, ninguno de nosotros puede prescindir del plástico por completo.

"Los polímeros y los plásticos son materiales muy útiles que, en primer lugar, hacen posible una amplia gama de aplicaciones cotidianas. Coches más ligeros, smartphones, la ropa moderna y muchos dispositivos médicos no existirían si no hubiéramos inventado los polímeros, "dice Jan-Georg Rosenboom, un nuevo doctorado. Licenciado en el grupo de investigación del profesor de ETH Massimo Morbidelli en el Departamento de Química y Biociencias Aplicadas. "La pregunta es cómo podemos reducir el impacto ambiental negativo del plástico mientras mantenemos sus beneficios para nuestra sociedad".

Mejores propiedades del material

Una respuesta podrían ser los polímeros de base biológica, los llamados bioplásticos. Estos tienen propiedades muy similares a los plásticos convencionales, pero están hechos de materias primas de origen vegetal en lugar de petróleo crudo. Algunos bioplásticos también son biodegradables y permiten un mejor compostaje.

El grupo de Massimo Morbidelli está investigando un bioplástico prometedor llamado polietileno furanoato (PEF). El PEF es químicamente muy similar al PET, pero consiste en materias primas 100% renovables como residuos forestales y agrícolas. Botellas de PEF, por ejemplo, requieren menos material, son más ligeros y más estables que sus competidores PET y hacen que las bebidas duren más. Aunque el PEF no es biodegradable, se puede incinerar de manera respetuosa con el medio ambiente además del reciclaje, ya que no se producen emisiones de CO2 adicionales.

El hecho de que PEF aún no haya podido establecerse en el mercado se debe principalmente a su producción, que requiere mucho tiempo y energía. Los estudiantes de doctorado de ETH Jan-Georg Rosenboom y Peter Fleckenstein, junto con el profesor de ETH Giuseppe Storti, ahora han desarrollado un método que podría permitir el avance comercial de PEF. Ayer se publicaron en la revista los resultados de su investigación Comunicaciones de la naturaleza .

Producción rápida y energéticamente eficiente

"Nuestro método reduce el tiempo de producción de varios días a unas pocas horas. Además, la decoloración en el producto final se puede evitar en contraste con los procesos anteriores, ", dice Jan-Georg Rosenboom y explica:" En lugar de hacer reaccionar las habituales cadenas de polímeros "en forma de cuerda" con dos extremos, primero atamos anillos de este último, que así ya no tienen fin. A continuación, estos anillos se pueden polimerizar a PEF de forma mucho más rápida y controlada. Esto se debe a que no se producen subproductos químicos y deben eliminarse, cuando los anillos se abren y conectan para formar la "cuerda de polímero" larga final. La reacción muy rápida en cuestión de minutos permite productos PEF que son superiores en propiedades de material al PET y reduce los requisitos de energía ".

Además, el método de apertura del anillo permite un ajuste preciso de la calidad del producto, lo cual no fue posible con el proceso de producción anterior. Por lo tanto, el nuevo método también podría ser interesante para la producción de otros tipos de plásticos y bioplásticos. Debido a sus buenas propiedades materiales, el PEF posiblemente también podría reemplazar los materiales multicapa que son difíciles de reciclar.

En la actualidad, los científicos están trabajando con Sulzer para investigar cómo se podría implementar el nuevo proceso en la producción industrial en masa. A pesar de las muchas ventajas que ofrece PEF, no puede resolver todos los problemas existentes por sí solo, dice Rosenboom, destacando:"La educación y una mayor conciencia sobre cómo manipular los plásticos seguirán siendo cruciales para detener la creciente contaminación ambiental. Sin embargo, los avances en las tecnologías de fabricación y reciclaje facilitarán la transición hacia una sociedad sostenible ".