La luz y el oxígeno convierten los desechos de PS en ácido benzoico aprovechable

Prácticas sostenibles

La luz y el oxígeno convierten los desechos de PS en ácido benzoico aprovechable

La tecnología descubierta es más eficiente con productos de PS blanco. En los experimentos, las tazas y envases de color negro se degradaron menos.

17 de mayo del 2022

Conseguir un método eficiente para reciclar PS es un objetivo muy perseguido por la industria

El poliestireno supone aproximadamente un tercio de los desechos plásticos que acaban en los vertederos de todo el mundo. Está presente en diversos tipos de envases, discos compactos o vasos, entre otros artículos. Científicos de la Universidad de Cornell (EE.UU.) han descubierto una innovadora técnica para reciclar residuos de poliestireno mediante luz y un catalizador a base de hierro.

El proceso consigue obtener ácido benzoico, un producto químico aprovechable con gran demanda comercial. Mediante la aplicación de luz, un ambiente rico en oxígeno y abundantes cantidades de un catalizador a base hierro, este proceso de reciclaje puede incluso producirse en una ventana donde haya varias horas de sol. Además, se trata de una tecnología tolerante con los aditivos presentes en este flujo de residuos, tintes u otros tipos de plásticos.

El proceso es capaz de descomponer PS mezclado con otros materiales o sustancias insolubles.

El proceso descubierto es “suave, amigable con el entorno y escalable a flujos comerciales”

Los resultados de esta investigación descubrieron que una taza de café de espuma de poliestireno y una tapa transparente de poliestireno se degradaban de manera eficiente en 20 horas. Los investigadores utilizaron una muestra de poliestireno mezclado con acetona y expuesto a una luz LED, todo ello en un ambiente rico en oxígeno y utilizando durante 20 horas un catalizador rico en hierro. Durante este tiempo, el poliestireno se descompuso en un 23% en ácido benzoico. El resto del material se descompuso en moléculas de plásticos más pequeñas, también reutilizables. Las tazas de café de color negro, y las tapas de este mismo color, se degradaron de manera menos eficiente, posiblemente debido a los tintes negros inhiben la penetración de la luz, creen que los científicos.

Según los investigadores, el proceso es “suave, amigable con el clima y escalable a flujos de desechos comerciales”. Produce de manera eficiente ácido benzoico que puede almacenarse y utilizarse en la industria cosmética (fragancias y perfumes) o conservantes para alimentos, entre otras aplicaciones. El poliestireno es un plástico ampliamente utilizado en diversas formas y texturas, desde espumas ligeras y aireadas hasta más rígidas, pero todos ellos son similares en cuanto a su composición química.

Consiguieron desencadenar la reacción colocando el material en una ventana muy expuesta al sol 

“La ventaja de utilizar la luz es que se puede tener un gran control sobre el proceso químico basado en algunos de los catalizadores que hemos desarrollado para aprovechar la luz blanca. Si podemos usar la luz solar para impulsar el proceso, el coste se reduce drásticamente”, ha explicado Erin Stache, profesora de química y biología responsable de la investigación. “Muchos de los polímeros reciclados existentes requieren calentar el material para fundirlo y procesarlo, lo que generalmente requiere combustible fósil”.

El ácido benzoico es un químico ampliamente utilizado en cosmética o alimentación, entre otros sectores

El 23% del material dio lugar a ácido benzoico, el resto se descompuso en partículas más pequeñas, también aprovechables.

La investigación comenzó durante el verano de 2021. Los científicos realizaron algunos experimentos de degradación de materiales plásticos en una ventada donde daba el sol durante gran parte del día. Descubrieron que la reacción se producía al aire libre. Para probar la tolerancia y compatibilidad de este proceso con otros materiales, utilizaron diversos plásticos mezclados con el poliestireno, desde productos de embalaje hasta tazas y tapas compuestas por otros polímeros. “Los resultados demostraron que el proceso era capas de descomponer eficientemente muestras comerciales de poliestireno, incluso mezcladas con materiales compuestos e insolubles”, asegura Stache.

Para demostrar la escalabilidad y la posible aplicación comercial, los investigadores crearon un sistema compuesto por dos bombas de jeringa y dos lámparas LED en un fotorreactor impreso en 3D. La eficiencia a gran escala fue similar a la obtenida en las muestras pequeñas. Los científicos creen que “es posible hacer que el proceso sea aún más eficiente y podemos pensar en cómo comercializarlo y utilizarlo para abordar grandes flujos de desechos”.

Utilizando luz solar como energía, los costes se reducen drásticamente

Conseguir un método eficiente para reciclar poliestireno es un objetivo muy perseguido por la industria. Ya existen diversas tecnologías de reciclaje químico que se utilizarán en importantes proyectos que se han puesto en marcha. TRINSEO proyecta construir una planta en Tessenderlo (Bélgica) con una capacidad inicial de 15.000 Tms./año de PS reciclado. Nicolas Joly, vicepresidente de plásticos y materias primas de TRINSEO y presidente de Styrenics Circular Solutions ha explicado que ״el poliestireno resulta ser un polímero maravilloso. La despolimerización no solo es un método de reciclaje eficaz, sino que también permite el reciclaje y, al mismo tiempo, mantiene la conformidad con el contacto con los alimentos״. La compañía quiere ofrecer al menos un 30% de materia prima reciclada en toda su oferta de poliestireno para aplicaciones de packaging en Europa y se ha marcado el año 2025 como fecha límite para cumplirlo. TRINSEO se muestra convencida de que lograr la circularidad completa para el PS tiene el potencial de cambiar las reglas del juego del mercado. Ha iniciado un proyecto de desarrollo conjunto con FERNHOLZ, un fabricante líder de envases de plástico, para desarrollar “un producto de PS de alta calidad compuesto por un 25% de material reciclado de posconsumo a través de un proceso de disolución de reciclaje químico”. También mantienen colaboración con GREINER PACKAGING, un fabricante europeo líder de envases de plástico en los sectores alimentario y no alimentario, para “avanzar en la implementación del PS reciclado utilizado en aplicaciones de embalaje”. Además, la empresa conjunta de TRINSEO, AMSTY (EE. UU.), está trabajando con AGILYX a través de la firma REGENYX LLC reciclando completamente materiales de PS postconsumo en nuevos productos de PS. A través de REGENYX LLC, AMSTY ya está proporcionando a los clientes PS reciclado en forma de monómero a partir de desechos postconsumo, conocido como PolyUsable™.

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