El reciclaje de plástico ha sido durante mucho tiempo un pilar fundamental para fomentar la sostenibilidad en todo el mundo. Sin embargo, algunos plásticos son difíciles de reciclar mediante métodos mecánicos tradicionales, lo que ha propiciado la aparición de nuevas tecnologías de reciclaje químico.
Estos métodos utilizan calor, reacciones químicas o ambos para descomponer los plásticos y convertirlos de nuevo en materiales como polímeros, monómeros o incluso materias primas químicas base. Estas materias primas pueden utilizarse posteriormente para crear nuevos plásticos, combustibles y otros productos químicos. No obstante, en un sector tan dinámico, ¿qué oportunidades existen para innovar en el reciclaje químico de plásticos?
Purificación: perfeccionando un método imperfecto
Muy similar a su predecesor, el reciclaje mecánico, y a menudo combinado con métodos de purificación física, la purificación química implica el uso de disolventes para eliminar aditivos o contaminantes, como los plastificantes, del plástico para obtener únicamente el polímero. En el método ideal, el polímero no se ve afectado por el proceso de purificación y puede transformarse en un nuevo producto plástico, pero esto requiere un diseño y una selección cuidadosos de los disolventes de purificación.
La purificación basada en disolventes no se considera actualmente un método perpetuo, ya que en cada ciclo de reciclaje existe el riesgo de que queden contaminantes y se pierdan las propiedades del polímero debido al daño causado por el disolvente. Esto significa que hay un límite en el número de veces que el mismo plástico puede reciclarse de esta forma antes de que el producto pierda sus cualidades. También existe preocupación por los altos niveles de consumo energético necesarios para eliminar los disolventes tras el proceso de purificación, lo que genera barreras de tiempo y costes para su escalabilidad.
A pesar de estos desafíos, la comercialización a gran escala de la purificación sigue avanzando, lo que crea una oportunidad para desarrollar métodos más eficientes y rentables que satisfagan esta demanda. Empresas como Unilever, con CreaSolv®, y P&G, con PureCycle, han invertido en esta forma de reciclaje químico de plásticos. El objetivo es utilizarlo en combinación con métodos de purificación física como parte de sus medidas de sostenibilidad para crear circularidad en su uso de polietileno (PE) y polipropileno (PP).
Despolimerización: catalizando la lisis de polímeros
Con la despolimerización, el reciclaje químico de plásticos va un paso más allá de la purificación y descompone los polímeros en sus partes constituyentes. El producto resultante, ya sean monómeros o polímeros más cortos, conocidos como oligómeros, puede utilizarse entonces para crear polímeros reciclados de alta calidad que son indistinguibles de los polímeros nuevos.
El principal obstáculo de la despolimerización, a menudo denominada quimiolisis, es que actualmente solo es posible para polímeros de condensación, como el tereftalato de polietileno (PET), y todavía no puede aplicarse de forma práctica a los polímeros de adición. Esto excluye a los plásticos que constituyen una gran proporción de los residuos plásticos, como el PP, el PE y el cloruro de polivinilo (PVC).
Sin embargo, para el reciclaje químico de plásticos como el PET y otros polímeros de condensación, los catalizadores de despolimerización son un área de intensa investigación. Dado que la lisis de los polímeros requiere mucha energía, a menudo en forma de altas temperaturas o presiones, el diseño de catalizadores potentes para las reacciones de despolimerización puede aumentar sustancialmente la rentabilidad del proceso de reciclaje, una perspectiva atractiva para el sector.
Pirólisis y gasificación: refinando las reacciones de conversión
Una opción para reciclar residuos plásticos comunes, incluidos el PP y el PE, es la pirólisis de plásticos. En este proceso, los plásticos se calientan a altas temperaturas en ausencia de oxígeno hasta que se descomponen en hidrocarburos. El proceso puede ajustarse para favorecer la producción de hidrocarburos más ligeros o más pesados, y los productos pueden utilizarse tanto para fabricar nuevos polímeros como fuente de combustible. No obstante, el proceso ha recibido fuertes críticas en cuanto a su sostenibilidad.
Más inclusiva que la pirólisis, la gasificación puede utilizarse con cualquier tipo de plástico, lo que facilita aún más el reciclaje de plásticos mezclados. El proceso funciona de forma similar a la pirólisis, pero con la adición de una pequeña cantidad de oxígeno, produciendo gas de síntesis, una mezcla de gases compuesta principalmente por hidrógeno y monóxido de carbono.
La pirólisis y la gasificación son métodos consolidados para el reciclaje de plásticos mezclados, pero aún existen oportunidades para nuevas tecnologías. El equilibrio de las reacciones de conversión de residuos puede modificarse ajustando parámetros como la temperatura y la velocidad de calentamiento, o mediante la introducción de catalizadores innovadores.
Tratamiento hidrotérmico: trasladar la investigación a la realidad
Una de las tecnologías de reciclaje químico más recientes es el tratamiento hidrotérmico (HTT). Este proceso utiliza agua para calentar y disolver plásticos mezclados en condiciones supercríticas. Al no haber combustión directa de los plásticos, el HTT no genera los mismos productos de combustión tóxicos que la pirólisis y ofrece un mayor rendimiento que esta o la gasificación.
Aunque se considera una solución de reciclaje químico más viable, al ser una tecnología nueva, el HTT requiere un mayor ajuste de parámetros que la pirólisis y la gasificación antes de su comercialización. Para crear una economía circular del plástico, los científicos deben definir la temperatura, el tiempo de reacción y las proporciones ideales para un reciclaje químico eficaz mediante HTT. Asimismo, el HTT brinda a los investigadores la oportunidad de desarrollar catalizadores innovadores que aceleren la reacción y reduzcan el consumo energético del proceso.
¿Es el reciclaje químico de plásticos el futuro?
El reciclaje químico de plásticos ofrece una oportunidad de circularidad que los métodos mecánicos tradicionales no permiten, lo cual podría ser la clave para una sostenibilidad más práctica y económicamente viable en la industria del plástico. Sin embargo, estas tecnologías están empezando a surgir y su escalabilidad para cumplir con los requisitos de reciclaje a gran escala supone un reto.
Esto crea un entorno estimulante para los investigadores de los sectores del plástico y su reciclaje, con la posibilidad de situarse a sí mismos y a sus innovaciones en el centro de la futura infraestructura de reciclaje químico.
