Notes

La mayor parte del reciclaje de plástico produce materiales de bajo valor, pero hemos encontrado una manera de convertir un plástico común en moléculas de alto valor.
Fardos de residuos plásticos destinados al reciclaje. Koron / Getty Images Si pensaba que esas frágiles bolsas de plástico desechables representaban la mayor parte de nuestro problema de desechos plásticos, piénselo de nuevo. El volumen de plástico que el mundo tira cada año podría reconstruir la Gran Muralla China de la dinastía Ming, unas 3.700 millas de largo. En las seis décadas que se ha fabricado plástico para usos comerciales, se han producido más de 8,3 mil millones de toneladas métricas. Los plásticos son ligeros, versátiles, baratos y casi indestructibles (siempre que no se calienten demasiado). Estas propiedades los hacen increíblemente útiles en una enorme gama de aplicaciones que incluyen envasado de alimentos estériles, transporte energéticamente eficiente, textiles y equipos de protección médica. Pero su naturaleza indestructible tiene un costo. La mayoría de ellos se descomponen extremadamente lentamente en el medio ambiente, del orden de varios cientos de años, donde están creando una epidemia mundial de basura plástica. Sus consecuencias para la salud humana y de los ecosistemas aún se conocen de forma incompleta, pero son potencialmente trascendentales. Soy un químico con experiencia en el diseño de procesos para la fabricación de plásticos, y me interesé en usar el plástico como un recurso grande y sin explotar para obtener energía y materiales. Me preguntaba si podríamos convertir los desechos plásticos en algo más valioso para mantenerlos fuera de los vertederos y del entorno natural. Una nueva forma de utilizar los residuos plásticos Los plásticos se fabrican uniendo una gran cantidad de moléculas pequeñas a base de carbono en una variedad casi infinita de formas para crear cadenas de polímeros. Para reutilizar estos polímeros, las instalaciones de reciclaje podrían, en principio, fundirlos y remodelarlos, pero las propiedades de los plásticos tienden a deteriorarse. Los materiales resultantes casi nunca son adecuados para su uso original, aunque se pueden usar para hacer cosas de menor valor como madera plástica. El resultado es una tasa de reciclaje efectiva muy baja. Un nuevo enfoque implica romper las cadenas largas en moléculas pequeñas nuevamente. El desafío es cómo hacer esto de manera precisa. Dado que el proceso de hacer las cadenas en primer lugar libera mucha energía, invertirlo requiere agregar una gran cantidad de energía nuevamente. Generalmente esto significa calentar el material a una temperatura alta, pero calentar el plástico hace que el material se gire. en un desastre desagradable. También desperdicia mucha energía, frascos de plastico con tapa más emisiones de gases de efecto invernadero. Mi equipo de la UC Santa Bárbara, en colaboración con colegas de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign y Cornell, descubrió una forma limpia de convertir el polietileno en moléculas útiles más pequeñas. El polietileno es uno de los tipos de plástico más útiles y más utilizados del mundo. También es uno de los mayores contribuyentes a los desechos plásticos. Representa un tercio de las casi 400 millones de toneladas métricas de plástico que el mundo fabrica cada año, para fines que van desde envases médicos y de alimentos estériles, películas y revestimientos impermeables, aislamiento de cables y alambres, materiales de construcción y tuberías de agua, hasta caderas resistentes al desgaste. y reemplazos de rodilla e incluso chalecos antibalas. Cómo funciona el nuevo proceso Un proceso simple en un solo recipiente convierte los desechos plásticos de polietileno en líquidos valiosos cuando se exponen a un catalizador químico sólido y un poco de calor. Fan Zhang, UCSB, CC BY-SA El proceso que hemos desarrollado no requiere altas temperaturas, sino que depende de pequeñas cantidades de un catalizador que contiene un metal que elimina un poco de hidrógeno de la cadena del polímero. Luego, el catalizador usa este hidrógeno para cortar los enlaces que mantienen unida la cadena de carbono, formando piezas más pequeñas. La clave es usar el hidrógeno tan pronto como se forme, de modo que el corte de la cadena proporcione la energía para producir más hidrógeno. Este proceso se repite muchas veces para cada cadena, convirtiendo el polímero sólido en líquido. El picado se ralentiza naturalmente cuando las moléculas alcanzan un cierto tamaño, por lo que es fácil evitar que las moléculas se vuelvan demasiado pequeñas. Podemos recuperar el valioso líquido antes de que se convierta en gases menos útiles. [Conocimiento profundo, diario. Suscríbase al boletín de The Conversation.] La mayoría de las moléculas en el líquido recuperado son alquilbencenos, que son útiles como solventes y pueden convertirse fácilmente en detergentes. El mercado mundial de este tipo de molécula ronda los 9.000 millones de dólares anuales. Convertir el plástico de desecho en moléculas valiosas se llama reciclaje. Aunque nuestro estudio representó una demostración a pequeña escala, un análisis económico preliminar sugiere que podría adaptarse fácilmente para convertirse en un proceso a una escala mucho mayor en los próximos años. Mantener el plástico fuera del medio ambiente reutilizándolo de una manera que tenga un buen sentido económico es beneficioso para todos.
23 de octubre de 2020, 2:25 p.m.
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