La química verde para el reciclado de plásticos

No sé por qué cuando pienso en las áreas de conocimiento las asocio a colores. Quizás tenga que ver con las portadas de los libros de texto de la infancia. El rojo, lengua, azul geografía, naranja, matemáticas, ¿y el verde? Evidentemente, ciencias, el color de la vegetación, de la naturaleza. Hoy día también lo asociamos a todo lo que tiene que ver con la sostenibilidad y el medioambiente. Hablamos de energía verde, de hidrógeno verde, de tecnología verde…Todo tiene que ser verde si queremos contribuir con el mantenimiento y el cuidado de nuestro planeta.

Los resultados determinan que la eliminación de los residuos plásticos en el vertedero es el escenario que mayor impacto ambiental tiene. Imagen: Pixabay.

La química también ha de ser verde. No es solo un deseo. La química verde o sostenible se ha convertido en un enfoque concreto de esta disciplina. Busca desarrollar métodos y tecnologías que sean eficientes y menos contaminantes, promoviendo la conservación de los recursos y la protección del entorno. Así, se centra en el diseño de productos y procesos químicos que reducen o eliminan, lo más deseable, la generación de sustancias peligrosas para la salud humana y el medio ambiente.

Química te quiero verde

Ha postulado sus propios mandamientos. Así, cual Moisés en su Sinaí, recibimos los principios que se deben seguir para cumplir fielmente sus designios. Son 12:

1. Prevención: Como siempre, prevenir es mejor que curar. Evitar la formación de residuos es mejor que tener que tratarlos.
2. Economía de átomos: Se debe aprovechar todo, todo.
3. Productos químicos intermedios menos tóxicos: Los reactivos o materiales que se usen en el reciclado no deben suponer peligro para el medioambiente.
4. Productos finales más seguros: Evitando su toxicidad.
5. Reducción del uso de sustancias auxiliares: Si se evita el uso de disolventes o similares, mejor. Si son necesarios, deben ser inocuos.
6. Reducción del consumo energético.
7. Uso de materias primas renovables: Los desechos de unos son recursos para otros.
8. Reducción de productos derivados: Mientras menos subproductos se generen, mejor.
9. Uso de catalizadores: Materiales o elementos que aceleran las reacciones.
10. Diseño para la degradación: Antes de crear algo nuevo, se debe pensar en cómo se degradará.
11. Análisis de contaminantes en tiempo real: Así se evita la formación de sustancias tóxicas.
12. Minimización del riesgo de accidentes químicos: La seguridad ante todo. Se deben establecer estrategias que eviten un nuevo ‘Prestige’ o un ‘Aznalcóllar’.

Equipo de investigación de la Universidad de Granada responsable del estudio.

La comunidad científica se ha sumado a esta nueva ‘religión’ y orienta sus trabajos en torno a estos principios. Entre ellos, un equipo de investigación del departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Granada que ha publicado recientemente en la revista Green Chemistry un artículo donde evalúa la mejor alternativa en el reciclado de plásticos. 

Avivando la llama de la sostenibilidad

Para ello, los expertos han comparado el impacto ambiental en la eliminación de residuos plásticos en distintos escenarios:

• Vertedero.
• El método tradicional de reciclado mecánico. Consiste en la separación de los desechos por clase de polímero, el lavado, secado y fusión de los restos con los que se forman gránulos para, finalmente, poder utilizarlos en la generación de nuevos productos. 
• Pirólisis, usando el carbón producido como combustible y, por lo tanto, quemándolo. 
• Pirólisis, activando el carbón obtenido con dióxido de carbono.
• Pirólisis, activando el carbón obtenido con hidróxido de potasio.

Estos dos últimos carbones activados pueden ser usados como adsorbentes.

La pirólisis es un proceso termoquímico que consiste en la descomposición de los materiales en ausencia de oxígeno a temperaturas entre 400 y 600 grados centígrados. Tras el proceso, se obtienen tres fracciones de productos: un gas rico en metano, monóxido de carbono e hidrógeno, entre otros compuestos; un líquido, conocido como oil o aceite; y un sólido, llamado char o carbón.

Los resultados del trabajo publicado indican que este método implica un mayor aprovechamiento de los recursos, un menor impacto ambiental y un ahorro para las industrias que utilizan este sistema en sus procesos. Esto es porque los propios productos sirven para alimentar el proceso, lo que lo hace aún más eficiente. “El líquido de pirólisis puede usarse como combustible o para la obtención de compuestos químicos de interés industrial; el carbón, para producir carbón activado, muy usado como biorremediador de aguas o suelos contaminados; y los gases, para proporcionar la energía necesaria en el propio proceso”, indica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Granada Guillermo García, co-autor del artículo.

Esta propuesta se fundamenta en los principios de atomización, sostenibilidad y responsabilidad social en la industria química, para contribuir al desarrollo de una economía más limpia y amable con el planeta.

Uno de los investigadores con el reactor de pirólisis que se ha utilizado en los ensayos.

Así, el reciclaje químico permite el aprovechamiento total, ya que se pueden reutilizar todos los átomos presentes en el material de desecho para crear sustancias químicas útiles. Sin embargo, el reto de la pirólisis es que tiene una alta demanda energética, ya que necesita alcanzar temperaturas muy elevadas. Para conseguirlo, se suele usar gas natural, diésel, carbón o biomasa. 

Los expertos proponen aprovechar los propios residuos generados en la pirólisis (gas, aceite y carbón), por lo que apenas sería necesario acudir a fuentes energéticas externas, cerrando así el ciclo.

El ciclo de una vida sostenible

Los investigadores han valorado el impacto ambiental de la eliminación en vertedero y del reciclado químico mediante la metodología llamada Análisis del Ciclo de Vida, que recoge distintos aspectos de repercusión como cambio climático, impacto en la capa de ozono, efectos tóxicos en la salud humana, radiación y otros efectos sobre el suelo, el aire y el agua. 

Los resultados determinan que la eliminación de los residuos plásticos en el vertedero es el escenario que mayor impacto ambiental tiene. En cuanto al modelo de pirólisis, la combustión directa del carbón tiene la ventaja del ahorro de reactivos. Sin embargo, el tratamiento para producir carbón activado tiene el beneficio medioambiental de poder ser usado como biorremediador de aguas o suelos contaminados.

Los expertos continúan sus investigaciones fieles a su dogma. La química verde tiene aún mucho que decir y hacer sobre el impacto que las distintas industrias tienen en el planeta. Seguir las recomendaciones de sus gurús es la manera más adecuada de gestionar los recursos, reduciendo residuos, reutilizando aquellos subproductos que añaden valor a los procesos, evitando el uso de reactivos o disolventes contaminantes o reduciendo el gasto energético. El verde, como ya dijo Lorca, nos permitirá contemplar, eternamente, el barco sobre la mar y el caballo en la montaña.

Más información en #CienciaDirecta: Evalúan procesos para reciclar plásticos con menor impacto ambiental