18/02/2021 – Diana Margarita Guio
Los plásticos han adquirido un papel negativo dentro de los materiales que se usan en nuestro diario vivir a causa de la contaminación ambiental que traen consigo, pues consumen recursos petrolíferos y persisten en el tiempo. Pero varios investigadores se han dado cuenta que la química de los polímeros de los plásticos debe y puede rediseñarse para mejorar su sostenibilidad.
El reto de los investigadores es diseñar plásticos cuya estructura molecular pueda ser desmontada completamente cuando sea necesario, pero conservando los beneficios que nos ofrece el uso de estos materiales en la vida cotidiana.
En noviembre de 2019, expertos de China, Alemania, Japón y el Reino Unido se reunieron en la Cumbre de Ciencias y Sociedad Químicas (CS3) y en el transcurso de la cumbre de tres días, desarrollaron un plan sobre cómo crear una economía circular para los plásticos. Ahora podemos encontrar la publicación de un nuevo informe que fue el resultado de esta reunión.
Para poder comprender mejor la importancia de esta investigación se debe contextualizar mejor sobre los plásticos que utilizamos. El polietileno de alta densidad (HDPE) es un plástico que se usa con demasiada frecuencia como un aislante eléctrico, tuberías o botellas de detergentes, esto es gracias a sus cadenas largas y rectas de polietileno, un polímero que consta de unidades repetidas de CH2 CH2, que al cristalizarse le permite obtener estas características únicas.
El HDPE se recicla mecánicamente, un proceso físico donde el plástico luego de ser utilizado se vuelve a poner en circulación para su reutilización siendo este el proceso de reciclaje más utilizado en la actualidad. No obstante, esta gestión actual de residuos plásticos es ineficaz.
Es por esto, que se presenta una alternativa a este tipo de reciclaje: el reciclaje químico o reciclaje de circuito cerrado. Este tipo de reciclaje consiste en que los polímeros de cadena larga se deconstruyan después de ser utilizados con el objetivo de producir nuevamente los mismos componentes moleculares o monómeros que se utilizan para fabricarlos.
La ventaja de este tipo de reciclaje es que los monómeros pueden reutilizarse repetidamente para producir materiales que tienen el mismo rendimiento y propiedades que el original, pero con el HDPE es ineficaz porque se requiere de mucha energía para romper los enlaces carbono-carbono.
A partir de esto, los investigadores nos informan sobre plásticos que tienen propiedades clave del HDPE, pero que están diseñados para un reciclaje de ciclo cerrado completo. Es por esto, que se desarrollaron productos químicos de alto rendimiento para transformar aceites derivados de plantas o microalgas en polímeros con alto peso molecular. Las cadenas de estos polímeros contienen una pequeña fracción de enlaces de carbono colocados regularmente.
Es decir, que las reacciones de “solvólisis” (un tipo de sustitución o eliminación nucleófila en la que el nucleófilo es una molécula de disolvente) establecidas correctamente con agua o alcoholes comunes se pueden utilizar para romper con las cadenas de polímeros, lo que permite la recuperación casi completa de los monómeros y permite realizar el reciclaje de circuito cerrado.
Aunque este tipo de propuestas aún se encuentran en proceso de investigación son una solución amplia a diferentes dificultades frente al uso de los plásticos en nuestro día a día, pero el mayor problema que enfrentaría es su posicionamiento en el comercio del plástico compitiendo con el uso del HDPE, ya que se produce a una escala de millones de toneladas. Es un desafío que todos tenemos la responsabilidad de apoyar.
El trabajo de los investigadores nos permite rectificar que gracias a la innovación científica se pueden resolver problemas con diferentes facetas, en lugar de dirigirse a solo a lo individual.
Fuente: Ciencia para habilitar plásticos sostenibles. Un Libro Blanco de la 8ª Cumbre de Sociedad y Ciencias Químicas (CS3) ; disponible en go.nature.com/3pfImyw (2020).
