El mundo se está ahogando en plástico. Aproximadamente el 60% de los más de 8, 700 millones de toneladas métricas de plástico jamás fabricadas ya no se utilizan, en lugar de eso, se deposita principalmente en vertederos o se libera al medio ambiente. Eso equivale a más de 400 kg de desechos plásticos por cada una de los 7,6 mil millones de personas en el planeta.

Una razón de esto es que muchos plásticos no son reciclables en nuestro sistema actual. E incluso aquellos que son reciclables todavía van al vertedero eventualmente.

Los plásticos no se pueden reciclar infinitamente, al menos no utilizando técnicas tradicionales. A la mayoría solo se les da una nueva oportunidad de vida antes de terminar en la tierra, el océano o un incinerador. Pero hay esperanza en una forma diferente de reciclaje conocida como reciclaje químico.

El reciclaje físico o mecánico tradicional generalmente tritura el plástico en partes más pequeñas que luego se mezclan y moldean para crear productos de plástico de menor calidad. Reciclaje químico, por otra parte, rompe el plástico hasta el nivel molecular, poner a disposición "moléculas plataforma" que luego se pueden utilizar para fabricar otros materiales. Son los primeros días para esta idea, pero en principio, podría abrir una amplia gama de oportunidades.

Los plásticos son una amplia clasificación de materiales conocidos como polímeros, que están hechos de pequeñas moléculas de bloques de construcción "monómeros" compuestas principalmente de carbono e hidrógeno. El desafío en el reciclaje químico de plástico implica encontrar las técnicas adecuadas para descomponer y reconstituir el material en una variedad de productos finales mientras se minimiza el desperdicio.

Todo esto debe hacerse de una manera productiva, económico, a gran escala y sin emisiones de carbono. La solución eventual debería causar menos daño que el problema que está tratando de resolver.

Los monómeros que componen los plásticos pueden tomar una variedad de formas y tamaños:algunos son líneas rectas, algunos son ramificados y otros tienen anillos. La forma en que se unen determina las propiedades del material del plástico, incluyendo lo fácil que es desglosarlos, sus temperaturas de fusión y así sucesivamente.

En los términos más simples, romper los enlaces químicos es una cuestión de energía. Los plásticos son en gran parte materiales muy estables, por lo que generalmente necesitan una gran cantidad de energía para descomponerlos. generalmente en forma de calor para provocar un proceso llamado pirólisis. Puede tener un control más preciso sobre la avería utilizando el catalizador adecuado, un material que desencadena la reacción química desde una ubicación específica en la cadena del polímero.

Un ejemplo de catalizador es el tipo de molécula biológica conocida como enzima. Estos ocurren en organismos vivos y juegan un papel vital en procesos corporales como la digestión. Hay hasta 50 microorganismos "plastívoros" conocidos que pueden digerir el plástico porque contienen enzimas que ayudan a descomponerlo.

Pero el uso de estos procesos naturales puede ser un desafío porque hay que mantener vivos a los organismos biológicos, por lo que requieren condiciones muy específicas como la temperatura y los niveles de pH, ya menudo tardan mucho en completar el proceso. Sin embargo, con más investigación, podrían usarse comercialmente en el futuro.

Otros catalizadores pueden funcionar con bastante rapidez. Por ejemplo, Mis colegas y yo hemos demostrado que es posible usar nanopartículas de hierro para ayudar a convertir el plástico negro (uno de los tipos más difíciles de reciclar) en nanotubos de carbono en cuestión de momentos. Luego pudimos usar este nuevo material para construir componentes eléctricos como cables de datos para transmitir información a un sistema de altavoces para reproducir música.

Nuevas tecnicas

Hay un esfuerzo global en este campo en crecimiento para desarrollar nuevas técnicas. La investigación ha demostrado que se puede reciclar químicamente aceite de cocina viejo (un polímero natural) en una resina biodegradable para usar en impresoras 3-D. Otros materiales de desecho como alimentos, El caucho y los plásticos se pueden utilizar para producir rápidamente grafeno (una forma de carbono de un átomo de espesor). Los científicos también han desarrollado una forma de reciclar repetidamente los bioplásticos en lugar de dejar que se biodegraden lentamente y liberen dióxido de carbono.

El reciclaje químico podría complementar el reciclaje mecánico, especialmente para materiales problemáticos en el reciclaje físico, como películas delgadas y microplásticos. Estos quedan atrapados en la maquinaria de trituración debido a su pequeño tamaño y resistencia, causando que todo el sistema se atasque, disminuya la velocidad o incluso se detenga por completo y necesite limpieza. Las amoladoras no pueden trabajar en películas delgadas, y mucho menos materiales microplásticos que son cientos de veces más pequeños.

Muchas de estas técnicas se han demostrado en el laboratorio y ahora hay varias empresas que lo hacen a nivel comercial. Estos procesos llevan tiempo, experiencia y dinero. Pero hasta que dejemos de usar plásticos, este es un campo de oportunidades en crecimiento para la inversión para desarrollar una economía circular del carbono gracias al uso del reciclaje químico de plásticos.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.