Los plásticos están en todas partes en nuestra vida diaria, pero no todos los plásticos son iguales, ni mucho menos.

Tomemos, por ejemplo, el tereftalato de polietileno, un plástico que se usa para fabricar botellas de refrescos y fibras para ropa. Luego está el polietileno de alta densidad, del que se derivan las botellas de champú, las jarras de leche y las tablas para cortar. No olvide el poliestireno para el embalaje, o el polietileno de baja densidad, que nos proporciona envolturas adhesivas y bolsas de supermercado.

Todos estos son plásticos, que son los tipos de polímeros más utilizados: macromoléculas hechas de unidades repetitivas de pequeñas moléculas llamadas monómeros. Los plásticos posconsumo casi siempre se recolectan como un flujo mixto de desechos, y los productos a menudo se fabrican a partir de dos o más tipos de plásticos.

La mala noticia es que estos artículos, aunque todos son « plásticos », son química y físicamente incompatibles, y no existe un buen método industrial para reutilizarlos o reprocesarlos en otros productos útiles. Es por eso que la mayoría de esos « reciclables » que tiras a los contenedores cada semana van a parar a un vertedero. Incluso después de una cuidadosa clasificación y separación en plásticos individuales, el reciclaje mecánico por lo general genera productos inferiores, lo que se denomina ciclo descendente.

Los químicos de polímeros de la Universidad Estatal de Colorado han sido durante mucho tiempo líderes en la búsqueda de formas de abordar los problemas ambientales que los humanos han creado con los desechos plásticos. Ahora, han ideado una nueva química fundamental que genera una solución creativa al desafío de reciclar plásticos de uso mixto.

Dirigido por el Profesor Distinguido de la Universidad Eugene Chen en el Departamento de Química, y Tomislav Rovis y Sanat Kumar, profesores de la Universidad de Columbia (Rovis fue anteriormente miembro de la facultad en CSU), el equipo ideó una nueva estrategia química que ofrece moléculas pequeñas diseñadas específicamente llamadas reticuladores dinámicos universales en flujos plásticos mixtos. Estos reticuladores transforman una antigua basura de materiales no mezclables en un nuevo conjunto viable de polímeros, que se pueden convertir en nuevos materiales reprocesables de mayor valor, un proceso conocido como upcycling. Su trabajo se publica en la revista Nature.

Reticulantes dinámicos

Cuando se calientan y procesan junto con los reticulantes dinámicos agregados en pequeñas cantidades, los plásticos mezclados se vuelven compatibles entre sí mediante la formación in situ de un nuevo material, llamado copolímero multibloque.

Kumar comparó los copolímeros en bloque con las moléculas de jabón, que hacen que el agua sea compatible con las moléculas de suciedad aceitosa. « De manera similar, estos nuevos tipos de ‘jabones’ formados dinámicamente, es decir, los copolímeros en bloque, compatibilizan plásticos mixtos y los hacen utilizables como un nuevo tipo de material con propiedades útiles ».

Este nuevo método de reciclaje, que no implica deconstruir ni reconstruir ninguno de los polímeros originales, presenta una solución potencial para recuperar materiales y energía dotados en plásticos mixtos posconsumo que generalmente terminan en los vertederos.

El equipo diseñó sus reticuladores y los probó en una variedad de plásticos, incluidas muestras de bolsas Ziploc de polietileno mixto y vasos de polilactida sin purificación previa o eliminación de aditivos o colorantes, que suelen estar presentes en los productos plásticos posconsumo. Combinaron sus experimentos con estudios de modelado para verificar que los reticuladores inducen la formación de nuevos copolímeros multibloque.

« El sistema es tan eficiente que compatibiliza tres polímeros diferentes en un solo material nuevo », dijo Rovis.

Ciclos de uso múltiple

Los investigadores postulan que su nueva estrategia podría ayudar a lograr el objetivo final de reutilizar desechos plásticos mixtos en múltiples ciclos de uso, dijo Chen.

« Una barrera clave es el costo; estamos hablando de millones de toneladas de desechos plásticos, y debe considerar cuántos de estos reticulantes dinámicos necesita, aunque actualmente solo necesitamos menos del 5 % del peso de los plásticos en nuestro upcycling proceso. Al igual que muchos descubrimientos fundamentales realizados en la historia, existen obstáculos prácticos desde el principio, pero estamos muy entusiasmados con el potencial futuro ».

El trabajo se realizó en CSU y fue apoyado por el Consorcio BOTTLE y el Programa de Ciencias Energéticas Básicas del Departamento de Energía.