Un catalizador no tóxico y de recuperación magnética que podría revolucionar el sector de reciclaje de plásticos

  • 02/02/2022
  • España

En el post de hoy hemos tenido el placer de reunirnos con Dr. Imanol de Pedro del Valle (Código ORCID, 0000-0002-6694-9759), actual profesor- investigador de la Universidad de Cantabria, junto a sus compañeros el Dr. Israel Cano (0000-0003-3727-9327) y la Dra. Carmen Martín ( 0000-0001-8687-6887), que ocupan actualmente puestos de ayudantes doctores en el departamento de química Inorgánica de la Universidad Complutense de Madrid, para hablar sobre el desarrollo de un nuevo catalizador para la descomposición de plásticos; concretamente del polímero PET (tereftalato de polietileno) en los monómeros de partida, BHET (tereftalato de bis (2-hidroxietilo).

Este catalizador, con alto potencial industrial, podría ayudar a potenciar la economía circular y la protección del medio ambiente. El resultado de este trabajo multidisciplinar, liderado por estos tres investigadores, ha sido publicado en Applied Catalysis B: Environmental (I.P 19,5; ranking 1/50 en la disciplina de catálisis, con más de 40 citas en un año) y la revista C&EN (Chemistry news from around the world) de la American Chemical Society (ACS), fuente más confiable de noticias y principal de información sobre los últimos desarrollos y tecnologías para científicos de todo el mundo, lo ha destacado como uno de los 10 artículos-patentes más populares a nivel mundial en 2020 sobre el reciclaje e plásticos.  

Os dejamos aquí la entrevista: 
 
¿Cuál fue el inicio de este proyecto? ¿Cómo se detectó la necesidad de un proceso más eficiente para el reciclado de plásticos? 

Solo en Europa se producen en torno a 65 millones de toneladas de plásticos por año y se estima, que esta cifra seguirá aumentando en las próximas décadas. De las dos formas actuales del reciclaje de plástico, el mecánico y el químico, esta última es la menos utilizada industrialmente por su mayor coste económico, aunque es la más prometedora, ya que se puede obtener los monómeros básicos de partida para volver a hacer plásticos de la misma calidad que los originales. Este proyecto nació con la idea de mejorar el proceso químico industrial en el sector del reciclaje de plásticos desarrollando una técnica y tecnología innovadora en este nuevo sector industrial. 

Todo comenzó en 2019, cuando se realizó una propuesta de financiación de este proyecto, de tres años de duración, en la convocatoria Estatal de I+D+i orientada a los Retos de la Sociedad en el marco del Programa Estatal de Generación de Conocimiento y Fortalecimiento Científico y Tecnológico del Sistema de I+D+i . El proyecto se valoró muy prometedor científicamente pero no financiable económicamente.  La Universidad de Cantabria, mediante lo que se conoce como un “proyecto puente”, concedió una subvención económica del 20% del importe total solicitado. Gracias a esto se gestó y desarrolló el catalizador. La segunda etapa era testearlo. Para ello, Imanol de Pedro comenta que tuvo la posibilidad de trasladarse durante dos meses a la Universidad de Nottingham (Inglaterra), al Carbon Neutral Laboratory, gracias al programa de apoyos al PDI, y al apoyo del grupo de investigación de Magnetismo de la Materia del Departamento de Ciencias de la Tierra y Física de la Materia Condensada de la UC, donde actualmente trabaja. Allí conoció al Dr. Israel Cano y Dr. Carmen Martin.  (compañeros, amigos y socios para un posible desarrollo industrial) que lideraron y completaron los ensayos de testeo. 

¿Cómo funciona el catalizador magnético para descomponer plásticos? 

El reciclado químico o despolimerización del plástico implica principalmente la conversión, rompimiento o reducción de la cadena principal de polímero, en unidades más pequeñas como monómeros y oligómeros (fragmentos de cadena más grandes). Para dividir o fragmentar el PET, se emplea la adición de algunos reactivos o disolventes. Por ejemplo, en el caso de utilizar agua, se trata de una hidrólisis; al emplear ácidos, una acidólisis, y si se recurre al uso de glicoles hablaríamos de un glicólisis. Es en esta última reacción es donde se ha testado este catalizador donde su mayor innovación es su fácil recuperación y su reutilización, basada en la aplicación de campos magnéticos. La sencillez de este proceso, mejora considerablemente la recuperación de los catalizadores actuales, destilación al vacío o centrifugación; procesos industriales complejos y caros para la industria.

¿Se puede utilizar con todos los tipos de plásticos? ¿Con qué plásticos ha mostrado mejor desempeño este sistema? 

La respuesta a esta pregunta está aún por comprobar. Hasta ahora solo se aplicado en la glicolisis del PET (el plástico usado principalmente en botellas y envases alimenticios y el más utilizado en el mundo). Lo que está claro es la potencialidad de este nuevo catalizador, pero no se pueden sacar conclusiones sin realizar pruebas en otros plásticos como el PVC (policloruro de vinilo) o PP (Polipropileno) entre otros.

¿Cuáles son los futuros desarrollos que podría tener este tipo de tecnología? ¿Qué planes de futuro tiene su investigación? 

Desde un punto de vista aplicado, el siguiente objetivo sería demostrar que la tecnología es viable en procesos pre-industriales. Actualmente estamos buscando una inversión económica para llevar esta tecnología a una planta piloto.

Desde un punto de investigación básica, mejorar el catalizador, Otro tipo de composiciones químicas del material, pueden mejorar su eficiencia energética y reciclabilidad. 

¿En cuánto tiempo podría estar esta tecnología integrada en las empresas de reciclaje de plástico? 

Una de las claves es la inversión. Es decir, la cantidad de recursos y de personas. Teniendo una financiación adecuada se puede tardar menos de 2 años. Los resultados de una planta piloto podrían estar listos en menos de un año ya que el catalizador y el proceso están optimizados y comprobados en el laboratorio.
 
¿Qué impacto económico puede tener en una empresa de reciclaje de plástico y la implementación de esta tecnología? 
En la actualidad, reciclar el plástico post-consumo para favorecer el medioambiente es una obligación, pero además supone una oportunidad industrial. Existe un desajuste entre la oferta y la demanda de este material post consumo, ya que una vez reciclado y obtenido, utilizarlo en la producción de un nuevo plástico reduce el consumo energético y las emisiones de C02 para la producción de un nuevo plástico.

Además, reducimos la cantidad de residuos sólidos que van al vertedero. A nivel industrial, el año pasado se han creado varias plantas de reciclaje químico de plásticos. Es una gran oportunidad de crear nuevas empresas y puestos de trabajo y en un contexto pospandemia que lo hace más imprescindible que nunca. 

La economía circular está cada vez más presente en la sociedad actual ¿Esto afecta positivamente en el campo de la investigación? 

Desarrollar técnicas y tecnologías innovadoras que permitan descomponer los polímeros plásticos en monómeros de partida, garanticen la seguridad y salud de los ciudadanos, protejan al medio ambiente y que mejoren la competitividad de la industria es una prioridad del Programa Marco de Investigación y Desarrollo Tecnológico Europeo. Concretamente, dentro de la Estrategia Europea de Economía Circular donde en el año 2030 todos los envases de plástico distribuidos en la UE serán 100% reciclables.  Creo que estamos a tiempo de mejorar la salud de nuestro planeta y además podemos beneficiarnos económicamente. El sector del reciclaje de plásticos en Europa está cambiando, la legislación europea dispone unos requisitos más exigentes y existe una presión social por parte de los consumidores dirigida a mejorar la gestión responsable de estos compuestos.

¿Cómo puede ayudar la digitalización a mejorar el uso de los residuos y de los materiales reciclables?   

La digitalización es fundamental en un mundo globalizado. Hay que conseguir que cada residuo sea un medio económico y nos repercuta en dinero, la digitalización facilitará este proceso generando contactos comerciales de forma más sencilla.

Además, esto se puede trasladar no solo al ámbito empresarial, sino a pie de calle. Mediante la digitalización se pueden abarcar nuevos terrenos y se pueden poner en común muchos conocimientos, logrando una gran difusión. 
 
Las publicaciones más punteras en el sector han destacado que el catalizador es uno de los productos más innovadores y eficientes en el reciclaje de plásticos ¿Cómo ha recibido el equipo estos reconocimientos?  

Las felicitaciones se agradecen siempre, eso es innegable.  Pero lo más importante para nosotros es contribuir con nuestro granito de arena para poner freno a la expansión de los plásticos. Si no lo hacemos, en pocos años la Tierra nos extinguirá. Ella posteriormente se recuperará como en las últimas 5 grandes extinciones. Aunque tarde 10 millones de años en recuperarse son una minucia frente a los 4,543 miles de millones años que tiene. Actualmente solo se reutiliza menos de un 30 % de los plásticos que se reciclan. Calcinarlos o enviarlos a los vertederos no hace que desaparezcan; el plástico tarda miles de años en degradarse. Ya no es por nosotros … que cada vez acumulamos más microplásticos en nuestro organismo, pero… ¿Qué mundo queremos dejar a nuestros hijos? Uno lleno de plásticos o de árboles. 

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