El poliuretano es la clase de polímero termoestable más común y el sexto plástico más consumido.
INVESTIGACIÓN, DESARROLLO E INNOVACIÓN Escalable y económicamente viableDescubren un método para reciclar PU que separa sus componentes en un solo pasoJorge Rodríguez 11 de septiembre de 2024 |
Investigadores de la Universidad de Aarhus (Dinamarca) han dado un paso significativo hacia la sostenibilidad ambiental del poliuretano al descubrir un nuevo método para reciclarlo que ofrece mejores resultados y un uso de la energía más eficiente.
Mejores resultados y un uso de la energía más eficiente
El reciclaje de este material, presente en multitud de productos cotidianos como muebles y colchones, plantea actualmente importantes desafíos que podrían haber encontrado una potencial solución gracias al descubrimiento de estos científicos.El poliuretano es la clase de polímero termoestable más común y el sexto plástico más consumido. Representa el 8% de la producción anual de plástico en el mundo. A pesar de su uso generalizado, los poliuretanos termoestables no pueden reciclarse mediante el procesamiento de fusión convencional y, por lo tanto, las opciones de reprocesamiento se han limitado al reciclaje mecánico o químico.
Los investigadores implementaron un proceso combinado de acidólisis y hidrólisis.
La complicada logística de los residuos de poliuretano, debida a su variada procedencia, ya que suelen estar muy mezclados con otros materiales, provoca que la mayor parte de las veces su destino final sea el vertedero. Se recicla sólo alrededor del 10% de los residuos de poliuretano y siempre por procesos mecánicos que reducen el desperdicio a granza o polvo que se aprovecha para la fabricación de alfombras, aunque su utilización se ha reducido mucho, debido a preocupaciones sobre la toxicidad de algunos de los aditivos que se incorporaban.
Los poliuretanos termoestables no pueden reciclarse mediante el procesamiento de fusión convencional
También se han desarrollado procesos de reciclaje químico de poliuretano para recuperar y repolimerizar residuos de este material basándose en la glucólisis de los enlaces carbamato, pero este proceso recupera sólo el componente poliol. El nuevo método descubierto ha implementado un proceso combinado de acidólisis y hidrólisis. La acidólisis se realizó utilizando ácidos como el ácido succínico, adÍpico y ftálico para descomponer la matriz de poliuretano en espumas flexibles y rígidas.
El nuevo proceso recupera hasta el 82% del material original de las espumas flexibles de poliuretano, transformándolas en fracciones separadas que pueden ser reutilizadas.
Posteriormente, se aplicó la hidrólisis alcalina para recuperar las aminas aromáticas de los segmentos duros resultantes. El proceso se facilitó mediante el uso de autoclaves y condiciones controladas de temperatura y presión. El equipo de investigación, liderado por Steffan Kvist Kristensen y Troels Skrydstrup del Centro Interdisciplinario de Nanociencia (iNANO), desarrolló un método que no sólo descompone el poliuretano, sino que también separa sus componentes en un solo paso. La utilización del ácido succínico, un ácido natural y antioxidante que también se emplea en la producción de energía del cuerpo, permitió descomponer la espuma de poliuretano flexible a una temperatura de 220°C. Posteriormente, mediante un proceso de filtración y hidrólisis, separaron los productos resultantes en polioles y diaminas de alta calidad.
De esta forma, lograron superar una de las principales limitaciones de los métodos anteriores, que no separaban completamente los componentes, restando valor al material resultante del proceso de reciclaje.
“Una solución potencialmente transformadora”
Los resultados, publicados en la revista Green Chemistry, demostraron que este nuevo proceso puede recuperar hasta el 82% del material original de las espumas flexibles de poliuretano, transformándolas en fracciones separadas que pueden ser reutilizadas para producir nuevos materiales de poliuretano, cerrando el ciclo de su vida útil de una manera más sostenible. El método desarrollado no sólo es capaz de descomponer el poliuretano y separar los dos componentes principales, sino que puede hacerlo de una sola vez. Los investigadores aseguran que este nuevo enfoque innovador no sólo es viable técnicamente, sino también económicamente.
Actualmente, se recicla sólo alrededor del 10% de los residuos de poliuretano y siempre por procesos mecánicos.
Aunque avanzan que seguirán perfeccionando esta tecnología, creen que ya podría ser aprovechada por aquellas fábricas que utilizan poliuretano como materia prima, ya que les permitiría reaprovechar los residuos del material e incorporarlos al proceso de producción. Además, los investigadores aspiran a mejorar aún más el proceso hasta que sea viable aplicarlo al reciclaje de residuos domésticos, una aplicación para la cual esta tecnología “requiere aún un mayor desarrollo”, reconoce Steffan Kvist Kristensen.
La capacidad de este nuevo método para descomponer químicamente el poliuretano y recuperar productos de alta calidad lo distingue como “una solución potencialmente transformadora”, aseguran los científicos, que están convencidos de la potencial escalabilidad industrial del proceso.