Las botellas de plástico que normalmente terminan en la basura se podrían convertir en un material eficiente para aislar térmicamente neveras, instalaciones de almacenamiento en frío como las cámaras frigoríficas y otros sistemas de refrigeración. Una investigación mejoró el proceso químico para reutilizar este tipo de plástico, con el uso de microondas, y las características de los productos derivados para su uso industrial.
Josué Hernández Chinchilla, magíster en Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), desarrolló con éxito un método para reciclar tereftalato de polietileno (PET), el plástico que se utiliza habitualmente en las botellas y convertirlo en espuma rígida de poliuretano de alto rendimiento.
“Tal como lo sospechábamos, al reciclar el PET e incluirlo en la fabricación de espumas se mejoraron las propiedades mecánicas como la resistencia a la compresión del poliuretano en casi un 10 % y en el mismo porcentaje también se mejoró el factor K, que es indicador de la eficiencia de aislamiento térmico”, explicó el investigador.
Tras realizar una serie de pruebas, se encontró que la espuma desarrollada tiene propiedades mecánicas que le permiten soportar cargas de peso y resistir cambios de presión sin perder sus dimensiones originales. Además, tiene propiedades de aislamiento térmico que mejoran cuando se incorpora el PET reciclado.
Así, la propuesta de reciclaje que ofrece este magíster resulta crucial ante el aumento continuo de la producción mundial de plásticos, según informes de Plastics Europe. En 2022 la producción global alcanzó los 400,3 millones de toneladas, y en Colombia se estima que anualmente se consumen 1.250.000 toneladas de plástico, entre ellas las botellas, de las cuales el 74 % termina en rellenos sanitarios.
¿Cómo lo hizo?
El estudio se centró específicamente en el PET, que representa una parte importante de los residuos plásticos. “Cada año se producen unas 30,5 millones de toneladas de PET en todo el mundo, de las cuales solo el 30 % se recicla”, reitera el magíster Hernández.
El proceso que desarrolló mediante glicólisis, un método de reciclaje químico para depolimerizar (revertir o descomponer) el PET en sus componentes básicos empleando compuestos químicos como el etilenglicol y dietilenglicol, ampliamente utilizados en formulaciones industriales. Los productos de este proceso se utilizan luego para crear polioles, un ingrediente clave en la producción de espuma de poliuretano.
El investigador recicló botellas plásticas y después las molió. Luego, mediante la glicólisis, rompió las largas cadenas del polímero hasta convertirlas en partes más pequeñas que se denominan oligómeros y monómeros.
Un aporte adicional del investigador a este proceso experimental es que utilizó la glicólisis asistida por microondas, que reduce significativamente el tiempo de reacción, que suele ser de 3 a 5 horas, y con este método lo redujo a tan solo una hora.
“Modificamos un horno microondas y empezamos a hacer las pruebas; hicimos curvas de calentamiento y analizamos qué tan efectivo resultaba. Después de todo el proceso identificamos que este método es más efectivo porque los tiempos de reacción se reducen, lo que se traduce en un menor consumo de energía y menores costos de operación”.
Durante el proceso se seleccionan catalizadores adecuados, sustancias que aceleran la reacción química, y el PET depolimerizado se convierte en polioles de poliéster. Luego estos polioles se combinan con otros insumos como catalizadores, siliconas y agentes soplantes que al reaccionar con líquido isocianato permite producir las espumas de poliuretano rígido.
El paso a seguir fue realizar las pruebas en colaboración con una empresa local de poliuretano y fue en esta fase en la que el investigador corroboró que al reemplazar entre el 10 y el 20 % de los polioles convencionales con los derivados del PET reciclado se observaron mejoras significativas en las propiedades mecánicas y térmicas de esta espuma.
“El desarrollo logrado no solo aporta al problema de los residuos plásticos, sino que también mejora el rendimiento de un material que es muy utilizado en la industria. Se puede usar en paredes, neveras y otros equipos de refrigeración”, detalló el autor del estudio.
