¿Cómo puede un proceso químico mejorar el reciclaje de residuos de plástico PET?

Una investigación sugiere áreas clave en las que centrarse  para avanzar significativamente en el reciclado del PET y permitir que las nuevas tecnologías de reciclado sean comercialmente viables.

Investigadores de Virginia Tech, en EE.UU., están estudiando procesos que podrían aumentar considerablemente el reciclado de uno de los plásticos más producidos del mundo.

En un artículo publicado en la revista Industrial and Engineering Chemistry Research, el doctorando Adam McNeeley y su asesor, el catedrático Y. A. Liu, informan de su investigación sobre procesos químicos de reciclado que eliminan aditivos, impurezas y colorantes del tereftalato de polietileno, conocido comúnmente como PET. Los procesos, aseguran, pueden permitir reciclar un porcentaje mayor del plástico que con los actuales sistemas de reciclado mecánico.

El PET se encuentra en muchos artículos de uso cotidiano, como textiles, envases y botellas. Su reciclado actual se realiza principalmente mediante procesos mecánicos, que se limitan normalmente a materiales reciclados limpios y se aplica sobre todo a las botellas de plástico. Peor las botellas de plástico sólo representan alrededor del 30% del uso final del PET, y el otro 70% no se suele tener en cuenta para el reciclado comercial.

«La importancia de esta investigación es identificar y desarrollar las formas más baratas y eficientes de reciclar el PET», afirma McNeeley, que estudia ingeniería química. «Existe un claro deseo público de utilizar productos fabricados con materiales reciclados, pero si el material reciclado cuesta mucho más que el material virgen, entonces es menos probable que la gente compre el material reciclado».

McNeeley y Liu investigaron vías de despolimerización utilizando etilenglicol, metanol o agua para producir monómeros que puedan purificarse de los aditivos, impurezas y colorantes presentes en los residuos plásticos y luego convertirse de nuevo en polímero PET reciclado. Antes de su estudio, la mayoría de los trabajos relacionados con la despolimerización química del PET se centraban sólo en el aspecto químico. Pero esta investigación ofrece una evaluación exhaustiva de la termodinámica, la química, la purificación, la gestión de residuos y el diseño sostenible de los procesos de despolimerización del PET.

El equipo de investigación creó un modelo de simulación completo de cuatro procesos de despolimerización que cuantifica los balances de masa y energía junto con la demanda energética y las emisiones de dióxido de carbono, lo que constituye una base cuantitativa para que los profesionales de la industria interesados sigan desarrollando procesos de despolimerización sostenibles.

«Hay muchas formas distintas de despolimerizar el PET y hay tres que se están desarrollando activamente para uso comercial, y nosotros demostramos cómo se comparan estos distintos métodos desde el punto de vista del procesamiento químico», explica McNeeley.

Su trabajo también sugiere áreas clave en las que deben centrarse los investigadores para avanzar significativamente en el reciclado de plásticos y permitir que las nuevas tecnologías de reciclado sean comercialmente viables.

«Uno de los mayores retos del reciclado mecánico es que ciertos tintes e impurezas no pueden eliminarse», explica McNeely. «Hay que hacer un gran esfuerzo en la clasificación y limpieza de los residuos de PET que pueden reciclarse mecánicamente. Convertir el polímero en monómero abre una serie de vías de purificación y permite reciclar residuos de PET de teóricamente cualquier calidad. También abre la posibilidad de reciclar otros materiales de PET, como envases y textiles, que en realidad constituyen la mayor parte del uso final del PET».

Hay muchas empresas que desarrollan activamente tecnologías de reciclado químico de PET. Una de ellas es Eastman Chemical, que ha construido la primera unidad de despolimerización a gran escala de Estados Unidos mediante metanólisis en Kingsport, Tennessee.

«Es importante que empresas químicas tradicionales como Eastman trabajen en esta tecnología. Estas empresas tienen acceso a grandes cantidades de capital para construir procesos a gran escala y cuentan con los conocimientos técnicos y la experiencia para desarrollar y operar procesos de manera eficiente y fiable, lo cual es importante para que las tecnologías de reciclado emergentes sobrevivan, especialmente durante las turbulentas condiciones del mercado», dice McNeeley.

Dado el contexto mundial del reciclado de PET, McNeeley cree que estos esfuerzos deben conllevar cierto nivel de urgencia. «En la actualidad, los plásticos se obtienen a partir de materias primas basadas en combustibles fósiles. Las fluctuaciones de los precios del plástico y los precios relativamente bajos de los combustibles fósiles tienden a acabar con los esfuerzos de reciclado de plásticos porque es difícil ganar dinero», afirma. «Hay una cantidad finita de combustibles fósiles y los precios acabarán subiendo a medida que el recurso escasee. Aquí es donde los esfuerzos de reciclado de plásticos se convierten en rentables de forma fiable, al tiempo que evitan que los plásticos se vuelvan extremadamente caros a medida que hacemos la transición hacia el uso de materias primas derivadas de combustibles no fósiles».