Convierten residuos de plástico PET en membranas de filtración para la industria química

Según los investigadores, convertir el PET en membranas de filtración de mayor valor podría proporcionar un fuerte incentivo económico para mejorar las tasas de reciclaje.

En un mundo que parece ahogarse en botellas de plástico, reciclar estos residuos en materiales útiles ayudaría a reducir su impacto ambiental. Siguiendo esta línea, investigadores de la Universidad de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá (KAUST), en Arabia Saudí, han desarrollado un método para convertir las botellas de plástico en membranas porosas que podrían usarse como filtros moleculares en la industria química.

Aproximadamente el 40 por ciento de la energía utilizada en la industria química se destina a separar y purificar productos químicos en procesos intensivos en calor, como la destilación y la cristalización. El uso de membranas porosas para separar moléculas de líquidos podría reducir drásticamente ese consumo de energía. Pero la mayoría de las membranas convencionales no son lo suficientemente robustas como para soportar el tipo de solventes utilizados en la industria, y las membranas cerámicas alternativas tienden a ser muy caras.

El equipo de KAUST recurrió en cambio al tereftalato de polietileno (PET) reciclado. «El PET es mecánica y químicamente robusto, lo que lo hace útil para los procesos de filtración y purificación que requieren esterilización o limpieza con ácidos o lejía», dice Bruno Pulido, uno de los responsables de la investigación.

En 2016, la producción mundial de PET alcanzó los 50 millones de toneladas, lo que representa aproximadamente el 9% de la producción total de plástico. Aproximadamente el 30% del PET se usa en la industria alimentaria, incluidas las botellas de plástico de un solo uso. El PET generalmente se recicla en productos de menor valor, como tejidos para ropa, por lo que convertirlo en membranas de filtración de mayor valor podría proporcionar un fuerte incentivo económico para mejorar las tasas de reciclaje.

Para crear sus membranas, las investigaciones disolvieron el PET y luego utilizaron un solvente diferente para volver a solidificar el PET, esta vez en forma de membrana.

El equipo probó una amplia gama de diferentes condiciones de procesamiento y solventes y usó un aditivo llamado polietilenglicol (PEG) para ayudar a formar poros en las membranas de PET. Cambiar la concentración y el tamaño de las moléculas de PEG ayudó a controlar el número y el tamaño de los poros dentro de la membrana, y así ajustar sus propiedades de filtración.

Después de optimizar este proceso, el equipo midió la facilidad con que fluía el líquido a través de las membranas y cómo estas separan las moléculas de diferentes tamaños. Las mejores membranas tenían tamaños de poro que oscilaban entre 35 y 100 nanómetros de ancho, con poros que cubrían hasta el 10% del área de la membrana; También tuvieron un buen desempeño a 100 grados centígrados.

Pulido explica que las membranas podrían usarse como soporte para capas delgadas de otros materiales de filtración, como los que se encuentran en las membranas de ósmosis inversa. «También estamos trabajando en el desarrollo de fibras huecas de PET, un tipo de membrana con ventajas adicionales sobre las membranas planas», agrega.