Nuestro planeta se está ahogando en plásticos. Algunos de los peores infractores, que pueden tardar décadas en degradarse en los vertederos, son el polipropileno, que se utiliza para cosas como envases de alimentos y parachoques, y el polietileno, que se encuentra en bolsas de plástico, botellas, juguetes e incluso mantillo. El polipropileno y el polietileno se pueden reciclar, pero el proceso puede ser difícil y a menudo produce grandes cantidades del gas de efecto invernadero metano. Ambos son poliolefinas, que son los productos de la polimerización de etileno y propileno, materias primas que se derivan principalmente de combustibles fósiles. Los enlaces de las poliolefinas también son notoriamente difíciles de romper. Ahora, los investigadores de la Universidad de California, Berkeley, han ideado un método de reciclaje de estos polímeros que utiliza catalizadores que rompen fácilmente sus enlaces, convirtiéndolos en propileno e isobutileno, que son gases a temperatura ambiente. Esos gases luego se pueden reciclar en nuevos plásticos. «Dado que el polipropileno y el polietileno se encuentran entre los plásticos más difíciles y costosos de separar entre sí en un flujo de residuos mixtos, es crucial que [a recycling] El proceso se aplica a ambas poliolefinas”, dijo el equipo de investigación en un estudio publicado recientemente en Science. Descomponiéndolo El proceso de reciclaje que utilizó el equipo se conoce como etenolisis isomerizante, que se basa en un catalizador para descomponer las cadenas de polímeros de olefina en sus pequeñas moléculas. Los enlaces de polietileno y polipropileno son muy resistentes a las reacciones químicas porque ambas poliolefinas tienen largas cadenas de enlaces simples carbono-carbono. La mayoría de los polímeros tienen al menos un doble enlace carbono-carbono, que es mucho más fácil de romper. Si bien los mismos investigadores habían probado antes la etenolisis isomerizante, los catalizadores anteriores eran metales caros que no permanecían puros el tiempo suficiente para convertir todo el plástico en gas. El uso de sodio sobre alúmina seguido de óxido de tungsteno sobre sílice resultó mucho más económico y efectivo, aunque las altas temperaturas requeridas para la reacción agregaron un poco al costo. En ambos plásticos, la exposición al sodio sobre alúmina rompió cada cadena de polímero en cadenas de polímero más cortas y creó enlaces dobles carbono-carbono rompibles en los extremos. Las cadenas continuaron rompiéndose una y otra vez. Ambos se sometieron a un segundo proceso conocido como metátesis de olefinas. Se expusieron a una corriente de gas etileno que fluía hacia una cámara de reacción mientras se introducían en óxido de tungsteno sobre sílice, lo que provocó la rotura de los enlaces carbono-carbono. La reacción rompe todos los enlaces carbono-carbono en polietileno y polipropileno, y los átomos de carbono liberados durante la ruptura de estos enlaces terminan unidos a las moléculas de etileno. “El etileno es fundamental para esta reacción, ya que es un correactivo”, dijo a Ars Technica el investigador RJ Conk, uno de los autores del estudio. “Los enlaces rotos reaccionan entonces con el etileno, que elimina los enlaces de la cadena. Sin etileno, la reacción no puede ocurrir”. Se cataliza toda la cadena hasta que el polietileno se convierte completamente en propileno, y el polipropileno se convierte en una mezcla de propileno e isobutileno. Este método tiene una alta selectividad, lo que significa que produce una gran cantidad del producto deseado. Esto significa que el propileno se deriva del polietileno, y tanto el propileno como el isobutileno se derivan del polipropileno. Ambos productos químicos tienen una gran demanda, ya que el propileno es una materia prima importante para la industria química, mientras que el isobutileno es un monómero que se utiliza con frecuencia en muchos polímeros diferentes, incluido el caucho sintético y un aditivo de la gasolina. Mezclas Debido a que los plásticos a menudo se mezclan en los centros de reciclaje, los investigadores querían ver qué sucedería si el polipropileno y el polietileno se sometieran a una etenólisis isomerizante juntos. La reacción fue exitosa, convirtiendo la mezcla en propileno e isobutileno, con un poco más de propileno que de isobutileno. Las mezclas también suelen incluir contaminantes en forma de plásticos adicionales. Por lo tanto, el equipo también quería ver si la reacción seguiría funcionando si hubiera contaminantes. Por lo tanto, experimentaron con objetos de plástico que de otro modo se desecharían, incluida una centrífuga y una bolsa de pan, que contenían trazas de otros polímeros además de polipropileno y polietileno. La reacción produjo solo un poco menos de propileno e isobutileno que con versiones no adulteradas de las poliolefinas. Otra prueba implicó introducir diferentes plásticos, como PET y PVC, en el polipropileno y el polietileno para ver si eso marcaba una diferencia. Estos redujeron el rendimiento significativamente. Si este enfoque va a tener éxito, entonces todos los rastros de contaminantes, excepto los más leves, deberán eliminarse de los productos de polipropileno y polietileno antes de reciclarlos. Si bien este método de reciclaje parece que podría evitar toneladas y toneladas de desechos, necesitará ampliarse enormemente para que esto suceda. Cuando el equipo de investigación aumentó la escala del experimento, produjo el mismo rendimiento, lo que parece prometedor para el futuro. Aun así, necesitaremos construir una infraestructura considerable antes de que esto pueda hacer mella en nuestros desechos plásticos. «Esperamos que el trabajo descrito… conduzca a métodos prácticos para…[producing] “Se pueden crear nuevos polímeros”, dijeron los investigadores en el mismo estudio. “De ese modo, se podría reducir en gran medida la demanda de producción de estos productos químicos básicos esenciales a partir de fuentes de carbono fósil y las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas”. Science, 2024. DOI: 10.1126/science.adq731