por Edd Gent
El mundo se está ahogando en plástico, y parte de la razón es que es increíblemente difícil reciclar la mayoría de los desechos que generamos. Sin embargo, según una nueva investigación, los plásticos “infinitamente reciclables” presentan una alternativa económicamente viable a los plásticos que utilizamos actualmente.
La persona promedio en los EE. UU. Genera aproximadamente 100 kilogramos de desechos plásticos al año, la mayoría de los cuales van directamente al vertedero. Si bien una pequeña proporción de estos desechos se envía para reciclaje, menos del 10 por ciento se reutiliza más de una vez, y el plástico reciclado a menudo tiene que mezclarse con plástico nuevo para mantener los estándares de calidad.
Esto se debe a que el proceso de fundir y volver a moldear los plásticos degrada significativamente sus propiedades materiales. Muchos productos de plástico también se han enriquecido con todo tipo de aditivos como pigmentos y retardadores de llama. Estos se mezclan cuando se derriten, lo que reduce aún más la calidad del plástico resultante.
Eso ha llevado a los investigadores a intentar diseñar nuevos plásticos que son mucho más fáciles de reciclar. En 2019, los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley dieron a conocer un plástico que tiene el potencial de ser infinitamente reciclable y se puede utilizar para fabricar una amplia gama de productos diferentes.
En ese momento, se desconocía la viabilidad económica del material. Pero ahora el equipo ha llevado a cabo un análisis extenso que muestra que a pesar de los altos costos iniciales, el plástico podría volverse competitivo rápidamente con los plásticos convencionales y se volverá más barato a medida que pase el tiempo.
El material diseñado por los investigadores se llama poli (dicetoenamina), o PDK, y al igual que otros plásticos , se construye a partir de pequeñas moléculas idénticas llamadas monómeros en largas cadenas llamadas polímeros. Pero a diferencia de los plásticos más comunes, el PDK está especialmente diseñado para que estas largas cadenas de polímeros se puedan descomponer fácilmente en sus monómeros constituyentes simplemente bañándolos en ácido.
Si bien este tipo de descomposición química se ha probado con otros plásticos, ha demostrado ser muy intensivo en energía y emisiones de carbono, por lo que es mucho más común simplemente derretir los plásticos para reciclarlos.
Pero si bien el enfoque es una mejora clara con respecto a los procesos de reciclaje convencionales, no es con eso con lo que compite PDK. Para tener alguna posibilidad de hacer mella en los desechos plásticos, PDK debe ser competitivo en costos con la fabricación de plásticos convencionales desde cero, que actualmente es mucho más barato que el reciclaje.
Para probar cómo se acumula su material, los investigadores llevaron a cabo una simulación detallada de una instalación que produce 20.000 toneladas métricas de PDK al año. Observaron varios escenarios en los que la planta produce todo el plástico a partir de ingredientes crudos, puramente mediante reciclaje o una mezcla de los dos. Luego calculan d cuáles serían los costos y cuáles serían las correspondientes emisiones de gases de efecto invernadero a lo largo de la vida.
En un artículo de Science Advances , informan que producir un nuevo PDK costaría alrededor de $ 45 por kilogramo y resultaría en alrededor de 86 kilogramos de CO2 equivalente por kilogramo. Eso no se compara muy bien con los dos principales plásticos convencionales , PET y HDPE, que cuestan menos de $ 1 el kilogramo y dan como resultado 2,73 y 1,9 kilogramos de emisiones, respectivamente. Pero el análisis también encontró que el PDK totalmente reciclado se podría fabricar por solo $ 1,50 y producir solo $ 1,6 kilogramos de emisiones.
La conclusión para los investigadores es que, si bien el costo inicial de cambiar a PDK podría ser significativo, a largo plazo podría ser altamente competitivo con los plásticos convencionales, particularmente porque los gobiernos introducen regulaciones más estrictas sobre los desechos plásticos y las emisiones de gases de efecto invernadero.
Obviamente, es probable que el importante costo inicial actúe como un serio impedimento para la mayoría de las empresas. Pero el análisis se realizó en base al proceso actual de fabricación de PDK, que todavía tiene mucho espacio para la optimización.
El equipo ya ha validado que las materias primas para el plástico pueden producirse mediante microbios modificados genéticamente en lugar de procesos químicos, lo que podría cambiar drásticamente la propuesta de valor. Tampoco son los únicos que están experimentando en esta área: el año pasado, un equipo de la Universidad Estatal de Colorado dio a conocer otro plástico infinitamente reciclable.
Otro problema es que hasta que toda la cadena de suministro de plástico haga el cambio, la recuperación selectiva de PDK de los desechos generales agregará costos adicionales significativos. Por esa razón, los investigadores creen que un buen mercado inicial para el material serían los bienes duraderos que a menudo se devuelven al fabricante al final de su vida útil, como la electrónica de consumo y los automóviles.
¿Cuánto tiempo podría tomar para PDK para compensar a una proporción sustancial del mercado de plástico para su reciclaje de los residuos generales viable es difícil de predecir, pero los investigadores estiman que la producción tendría que ser de 10 a 100 veces s mayor que la ficción uso de plantas en su análisis.
Eso sugiere que todavía queda un largo camino por recorrer, pero este nuevo análisis señala el camino hacia un futuro en el que el plástico podría no ser una mala palabra.
Crédito de la imagen: VIVIANE MONCONDUIT de Pixabay
