22.09.2021 - Cornell University

La investigación orienta el futuro del reciclaje químico de los residuos plásticos

Una nueva investigación de la Universidad de Cornell pretende facilitar el proceso de reciclaje químico, una industria emergente que podría convertir los productos de desecho en recursos naturales al descomponer físicamente el plástico en las moléculas más pequeñas con las que se produjo originalmente.

En un nuevo artículo, "Consequential Life Cycle Assessment and Optimization of High-Density Polyethylene Plastic Waste Chemical Recycling", publicado en el número del 13 de septiembre de la revista ACS Sustainable Chemistry & Engineering, Fengqi You, catedrático de Roxanne E. y Michael J. Zak en Ingeniería de Sistemas Energéticos, y el estudiante de doctorado Xiang Zhao detallan un marco que incorpora varios modelos matemáticos y metodologías que tienen en cuenta desde los equipos de reciclaje químico, los procesos y las fuentes de energía, hasta los efectos medioambientales y el mercado de los productos finales.

El marco es el primer análisis exhaustivo de este tipo que cuantifica los impactos ambientales del ciclo de vida del reciclaje químico de residuos plásticos, como el cambio climático y la toxicidad humana.

Desde la década de 1950 se han producido miles de millones de toneladas de plástico, pero la mayor parte -el 91%, según un estudio citado con frecuencia- no se ha reciclado. Mientras que el aumento de los vertederos y la contaminación de las zonas naturales son algunas de las preocupaciones, el fracaso en la reducción y reutilización del plástico también es visto por algunos como una oportunidad económica perdida.

Por eso, el emergente sector del reciclaje químico está captando la atención de la industria de los residuos y de investigadores como You, que está ayudando a identificar las tecnologías óptimas para el reciclaje químico y proporcionando una hoja de ruta para el futuro del sector.

El reciclaje químico no sólo crea una "economía circular", en la que un producto de desecho puede volver a convertirse en un recurso natural, sino que abre la puerta a que plásticos como el polietileno de alta densidad -utilizado para producir artículos como botellas rígidas, juguetes, tuberías subterráneas y sobres de paquetes postales- se reciclen más comúnmente.

El marco de You puede cuantificar las consecuencias medioambientales de la dinámica del mercado que las típicas evaluaciones de sostenibilidad del ciclo de vida pasarían por alto. También es el primero que combina la optimización de la superestructura -una técnica computacional para buscar en un gran espacio combinatorio de vías tecnológicas para minimizar el coste- con el análisis del ciclo de vida, la información de mercado y el equilibrio económico.

El artículo destaca las ventajas de la optimización consecuente del ciclo de vida en comparación con otras herramientas analíticas más tradicionales. En un escenario, para maximizar los resultados económicos al tiempo que se minimizan los impactos ambientales, la optimización del ciclo de vida produjo una disminución de más del 14% en las emisiones de gases de efecto invernadero y una reducción de más del 60% de la contaminación atmosférica fotoquímica en comparación con el enfoque de evaluación del ciclo de vida atribucional que se suele utilizar en los estudios de evaluación ambiental.

Aunque el análisis ofrece a los expertos de la industria y a los responsables políticos una vía general para avanzar en el reciclaje químico y en la economía circular de los plásticos, hay que tener en cuenta un sinfín de opciones y variables a lo largo de la vía tecnológica. Por ejemplo, si la demanda del mercado de productos químicos básicos como el etileno y el propileno es lo suficientemente fuerte, el marco recomienda un tipo específico de tecnología de separación química, mientras que si se desea butano o isobuteno, otro tipo de tecnología es óptima.

"Es un proceso químico y hay muchas posibilidades", dijo You. "Si queremos invertir en reciclaje químico, ¿qué tecnología utilizaríamos? Eso depende realmente de la composición de nuestros residuos, de las variantes del plástico de polietileno, y depende de los precios actuales del mercado de los productos finales, como los combustibles y los hidrocarburos."

Las consecuencias medioambientales del reciclaje químico dependen de variables como el proceso de suministro de materias primas y productos químicos. Por ejemplo, el marco descubrió que la producción de buteno in situ en lugar de su suministro puede reducir la contaminación atmosférica fotoquímica de las plantas de reciclaje en casi un 20%, mientras que el uso in situ de gas natural aumenta más del 37% de la radiación ionizante potencialmente dañina.

"Siempre hay algo que podemos torcer y ajustar en la tecnología y el proceso, y esa es la parte complicada", dijo You, quien añadió que, a medida que surjan nuevas técnicas de reciclaje químico y cambien los mercados, la optimización consecuente del ciclo de vida seguirá siendo una poderosa herramienta para guiar a la industria emergente.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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