Los investigadores reciclan el plástico que antes no se podía reciclar
Un equipo de la Universidad de Michigan descubrió una forma de reciclar químicamente el PVC para convertirlo en material utilizable
El PVC, o cloruro de polivinilo, es uno de los plásticos más producidos en Estados Unidos y el tercero en volumen del mundo.
El PVC constituye una gran cantidad de plásticos que utilizamos a diario. Gran parte del plástico utilizado en los equipos hospitalarios -tubos, bolsas de sangre, mascarillas y demás- es de PVC, al igual que la mayoría de las tuberías utilizadas en la fontanería moderna. Los marcos de las ventanas, las molduras de las viviendas, los revestimientos y los suelos están hechos de PVC o lo incluyen. Recubre el cableado eléctrico y comprende materiales como cortinas de ducha, tiendas de campaña, lonas y ropa.
Además, su tasa de reciclaje en Estados Unidos es del 0%.
Ahora, los investigadores de la Universidad de Michigan, dirigidos por la primera autora del estudio, Danielle Fagnani, y la investigadora principal, Anne McNeil, han descubierto una forma de reciclar químicamente el PVC para convertirlo en material utilizable. ¿Lo más fortuito del estudio? Los investigadores encontraron una forma de utilizar los ftalatos de los plastificantes -uno de los componentes más nocivos del PVC- como mediador de la reacción química. Sus resultados se publican en la revista Nature Chemistry.
“El PVC es el tipo de plástico con el que nadie quiere lidiar porque tiene su propio conjunto de problemas”, dijo Fagnani, que completó el trabajo como investigador postdoctoral en el Departamento de Química de la UM. “El PVC suele contener muchos plastificantes, que contaminan todo en el flujo de reciclaje y suelen ser muy tóxicos. También libera ácido clorhídrico muy rápidamente con algo de calor”.
El plástico se suele reciclar fundiéndolo y reformando los materiales de menor calidad en un proceso llamado reciclaje mecánico. Pero cuando se aplica calor al PVC, uno de sus principales componentes, los llamados plastificantes, se desprenden del material con mucha facilidad, dice McNeil.
Entonces pueden deslizarse a otros plásticos en el flujo de reciclaje. Además, el ácido clorhídrico se desprende fácilmente del PVC con el calor. Podría corroer el equipo de reciclaje y causar quemaduras químicas en la piel y los ojos, lo que no es ideal para los trabajadores de una planta de reciclaje.
Además, los ftalatos -un plastificante habitual- son disruptores endocrinos muy tóxicos, lo que significa que pueden interferir con la hormona tiroidea, las hormonas del crecimiento y las hormonas relacionadas con la reproducción en los mamíferos, incluidos los humanos.
Así que, para encontrar una forma de reciclar el PVC que no requiriera calor, Fagnani empezó a explorar la electroquímica. Por el camino, ella y el equipo descubrieron que el plastificante que presenta una de las mayores dificultades de reciclaje podía utilizarse en el método para descomponer el PVC. De hecho, el plastificante mejora la eficacia del método, y el método electroquímico resuelve el problema del ácido clorhídrico.
“Lo que descubrimos es que sigue liberando ácido clorhídrico, pero a un ritmo mucho más lento y controlado”, dijo Fagnani.
El PVC es un polímero con una columna vertebral de hidrocarburos, dice Fagnani, compuesta por enlaces simples de carbono-carbono. A cada grupo de carbono se le une un grupo de cloro. Si se activa con calor, el ácido clorhídrico se desprende rápidamente, lo que da lugar a un doble enlace carbono-carbono a lo largo de la espina dorsal del polímero.
Pero el equipo de investigación utiliza la electroquímica para introducir un electrón en el sistema, lo que hace que éste tenga una carga negativa. Esto rompe el enlace carbono-cloruro y da lugar a un ion cloruro con carga negativa. Como los investigadores utilizan la electroquímica, pueden medir la velocidad a la que se introducen los electrones en el sistema, lo que controla la rapidez con la que se produce el ácido clorhídrico.
El ácido puede ser utilizado por las industrias como reactivo para otras reacciones químicas. Los iones cloruro también pueden utilizarse para clorar pequeñas moléculas llamadas arenos. Estos arenos pueden utilizarse en componentes farmacéuticos y agrícolas. Queda material del polímero, para el que McNeil dice que el grupo sigue buscando un uso. Fagnani dice que el estudio muestra cómo los científicos podrían pensar en reciclar químicamente otros materiales difíciles.
“Seamos estratégicos con los aditivos que hay en las fórmulas de los plásticos. Pensemos en el uso durante y en el final del uso desde la perspectiva de los aditivos”, dijo Fagnani, que ahora es un científico de investigación en Ashland, una empresa centrada en la fabricación de aditivos especiales biodegradables para bienes de consumo como detergentes para la ropa, protectores solares y champús. “Los miembros actuales del grupo intentan mejorar aún más la eficacia de este proceso”.
El laboratorio de McNeil se ha centrado en desarrollar formas de reciclar químicamente diferentes tipos de plásticos. Rompiendo los plásticos en sus partes constituyentes se podrían producir materiales no degradados que la industria podría incorporar de nuevo a la producción.
“Es un fracaso de la humanidad haber creado estos increíbles materiales que han mejorado nuestras vidas de muchas maneras, pero al mismo tiempo ser tan miopes que no pensamos en qué hacer con los residuos”, dijo McNeil. “En Estados Unidos, seguimos estancados en una tasa de reciclaje del 9%, y sólo se trata de unos pocos tipos de plásticos. E incluso en el caso de los plásticos que sí reciclamos, se trata de polímeros de calidad cada vez más baja. Nuestras botellas de bebidas nunca vuelven a ser botellas de bebidas. Se convierten en un textil o en un banco de parque, que luego acaba en un vertedero”.
