Descubren un nuevo proceso para reciclar PVC y convertirlo en material reutilizable

Jueves, 19 de enero de 2023

Jueves, 19 de enero de 2023 | Investigadores de la Universidad de Michigan han descubierto una forma de reciclar químicamente el PVC en material utilizable. Los científicos han encontrado una manera de usar los ftalatos presentes en los plastificantes, uno de los componentes más nocivos del PVC, como mediador de la reacción química. El hallazgo abre el camino hacia el desarrollo de una solución de reciclaje efectiva para uno de los materiales plásticos más problemáticos en lo que se refiere al aprovechamiento de sus residuos.
 
“El PVC es un tipo de plástico con el que nadie quiere lidiar porque tiene su propio conjunto único de problemas”, explica la responsable de la investigación, Danielle Fagnani. “El PVC suele contener una gran cantidad de plastificantes que contaminan todo el flujo de reciclaje y suelen ser muy tóxicos. También libera ácido clorhídrico muy rápidamente en cuanto se somete al material a algo de calor”.
 
“Este tipo de plástico generalmente se recicla fundiéndolo y transformándolo en materiales de menor calidad, mediante un proceso de reciclaje mecánico. Pero cuando se aplica calor al PVC los plastificantes se desprenden del material muy fácilmente”, añade la doctora Anne McNeil, otra de las científicas participantes en este estudio. “Además, el ácido clorhídrico que se libera fácilmente del PVC con el calor podría corroer los equipos de reciclaje y causar quemaduras químicas en la piel y los ojos, lo que supone también un riesgo para los trabajadores de una planta de reciclaje”.
 
Los ftalatos, unos plastificantes que componen comúnmente el PVC, son disruptores endocrinos altamente 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. Por lo tanto, para encontrar una forma de reciclar el PVC que no requiera calor, Fagnani y su equipo comenzaron a explorar la utilización de la electroquímica. En el desarrollo de esta técnica, descubrieron que el plastificante que presenta una de las mayores dificultades de reciclaje podría usarse para descomponer el PVC. De hecho, el plastificante mejora la eficiencia del método y los procesos electroquímicos resuelven los problemas causados por el ácido clorhídrico.
 
“Lo que descubrimos es que, aunque se sigue liberando todavía ácido clorhídrico, la liberación se produce de una forma mucho más lenta y controlada. El PVC es un polímero con una estructura de hidrocarburo compuesto de enlaces carbono-carbono simples. Unido a todos los demás grupos de carbono hay un grupo de cloro. Bajo la activación por calor, el ácido clorhídrico salta rápidamente, dando como resultado un doble enlace carbono-carbono a lo largo de la columna vertebral del polímero”, detalla Fagnani.
 
Sin embargo, estos investigadores han usado la electroquímica para introducir un electrón en el sistema, lo que hace que el sistema tenga una carga negativa. Esto rompe el enlace de cloruro de carbono y da como resultado un ion de cloruro cargado negativamente. Debido a la utilización de la electroquímica, pueden medir la velocidad a la que se introducen los electrones en el sistema, lo que controla la rapidez con la que aparece el ácido clorhídrico. Después, el ácido puede ser utilizado por las industrias como reactivo para otras reacciones químicas. Los iones de cloruro también se pueden usar para clorar pequeñas moléculas llamadas arenos. Estos arenos se pueden utilizar en componentes farmacéuticos y agrícolas. Además, todavía queda material del polímero, para el cual McNeil dice que el grupo todavía está buscando un uso. Fagnani señala también que el estudio sirve de base para la aplicación de esta técnica en el reciclaje químico de otros materiales difíciles y problemáticos.
 
“Seamos estratégicos con los aditivos que están en las formulaciones de los plásticos”, dice Danielle Fagnani, quien trabaja actualmente en ASHLAND, una compañía dedicada a la fabricación de aditivos especiales biodegradables para su utilización en la industria de los bienes de consumo, detergente para ropa, protectores solares y productos de higiene personal. “Debemos pensar en los aditivos no solo desde la perspectiva de su uso al principio de su vida útil, sino también cómo aprovecharlos al final”.
 
El enfoque del laboratorio de McNeil ha consistido en desarrollar formas de reciclar químicamente diferentes tipos de plásticos. Romper los plásticos en sus partes constituyentes tiene la ventaja de conseguir la obtención de materiales no degradados con la suficiente calidad para que la industria los incorpore nuevamente en la producción. “Estos materiales son asombrosos y han mejorado nuestras vidas de muchas maneras. Pero, al mismo tiempo, la humanidad ha fracasado al no resolver el problema que producen sus desechos”, dice McNeil. “En los Estados Unidos, todavía estamos atascados en una tasa de reciclaje del 9%, y son solo unos pocos tipos de plásticos los que componen este porcentaje. Además, incluso los plásticos que reciclamos dan lugar a polímeros de una calidad cada vez menor. Nuestras botellas de bebidas, por ejemplo, nunca más se convierten en botellas de bebidas. Se convierten en un textil o en un banco para los parques que, al final de su vida útil terminará en un vertedero”.
 
El PVC forma parte de una gran cantidad de plásticos que usamos a diario. Gran parte del plástico que se utiliza en los equipos hospitalarios (tubos, bolsas de sangre, mascarillas, etc.) contiene PVC, al igual que la mayoría de las tuberías que se utilizan. Los marcos de las ventanas, las molduras de las viviendas, los revestimientos y los pisos están hechos o incluyen PVC. También recubre el cableado eléctrico y se incorpora en productos como cortinas de baño, carpas, lonas o ropa.
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