Un equipo de investigación del departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Granada ha demostrado que la pirólisis, la descomposición térmica a alta temperatura en atmósfera sin oxígeno, es menos contaminante que la gestión clásica en vertederos. Para ello, han comparado el impacto ambiental en la eliminación de plásticos con el método tradicional y en otros tres escenarios distintos de reconversión utilizando esta estrategia termoquímica.

Equipo de investigación de la Universidad de Granada responsable del estudio.

Existen diferentes tipos de tecnologías para el aprovechamiento de los residuos plásticos en lugar de enviarlos al vertedero. La más extendida es el reciclado mecánico, que consiste en la separación de los desechos por clase de polímero, el lavado, secado y fusión de los restos con los que se forman gránulos para, finalmente, poder utilizarlos en la generación de nuevos productos. Sin embargo, este proceso es complejo al encontrarse diferentes tipos mezclados o con un alto nivel de impurezas o contaminación. 

Por su parte, el reciclado por pirólisis es un proceso termoquímico que consiste en la descomposición de los materiales en ausencia de oxígeno a temperaturas entre 400 y 600 grados centígrados. Tras el proceso, se obtienen tres fracciones de productos: un gas rico en metano, monóxido de carbono e hidrógeno, entre otros compuestos; un líquido, conocido como oil o aceite; y un sólido, llamado char o carbón.

La utilización de estos productos obtenidos en la pirólisis supone un ahorro para las industrias que utilizan este sistema en sus procesos. En el artículo ‘Environmental impact of different scenarios for the pyrolysis of contaminated mixed plastic waste’, publicado en la revista Green Chemistry, los expertos evalúan la mejor alternativa para el medio ambiente y la salud humana. Los resultados indican que este método implica un mayor aprovechamiento de los recursos y un menor impacto ambiental.

Reactor de pirólisis utilizado en los ensayos.

De esta manera, los propios productos sirven para alimentar el proceso, lo que lo hace aún más eficiente. “El líquido de pirólisis puede usarse como combustible o para la obtención de compuestos químicos de interés industrial; el carbón, para producir carbón activado, muy usado como biorremediador de aguas o suelos contaminados; y los gases, para proporcionar la energía necesaria en el propio proceso”, indica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Granada Guillermo García, co-autor del artículo.

Verde, química te quiero verde

La propuesta de los expertos se basa en la química verde, también conocida como química sostenible. Este enfoque busca el diseño de nuevos productos y procesos reduciendo o eliminando la generación de sustancias perjudiciales para la salud humana y el medio ambiente. Se fundamenta en los principios de sostenibilidad y responsabilidad social en la industria química, para contribuir al desarrollo de una economía más limpia y amable con el planeta.

La química verde busca desarrollar métodos y tecnologías que sean eficientes y menos contaminantes.

Así, el reciclaje químico permite el aprovechamiento total, ya que se pueden reutilizar todos los átomos presentes en el material de desecho para crear sustancias químicas útiles. Sin embargo, el reto de la pirólisis es que tiene una alta demanda energética, ya que necesita alcanzar temperaturas muy elevadas. Para conseguirlo, se suele usar gas natural, diésel, carbón o biomasa. 

Los expertos proponen aprovechar los propios residuos generados en la pirólisis (gas, aceite y carbón), por lo que apenas sería necesario acudir a fuentes energéticas externas, cerrando así el ciclo.

El ciclo de una vida sostenible

Los expertos han valorado el impacto ambiental de la eliminación en vertedero y del reciclado químico mediante la metodología llamada Análisis del Ciclo de Vida, que recoge distintos aspectos de repercusión como cambio climático, impacto en la capa de ozono, efectos tóxicos en la salud humana, radiación y otros efectos sobre el suelo, el aire y el agua. 

Además, han tenido en cuenta tres escenarios distintos con pirólisis. En el primero, el carbón se utiliza como combustible y, por lo tanto, se quema. En los otros ​​dos, el carbón se activa con dióxido de carbono e hidróxido de potasio, respectivamente, para usarlos como adsorbente. Esto mejora la calidad de los productos obtenidos, purificando el sólido generado durante el proceso. 

Los resultados determinan que la eliminación de los residuos plásticos en el vertedero es el escenario que mayor impacto ambiental tiene. Imagen: Pixabay.

Los resultados determinan que la eliminación de los residuos plásticos en el vertedero es el escenario que mayor impacto ambiental tiene. En cuanto al modelo de pirólisis, la combustión directa del carbón tiene la ventaja del ahorro de reactivos. Sin embargo, el tratamiento para producir carbón activado tiene el beneficio medioambiental de poder ser usado como biorremediador de aguas o suelos contaminados.

Los expertos continúan sus investigaciones sobre el impacto que las distintas industrias tienen en el planeta para recomendar la manera más adecuada de gestionar los recursos, reduciendo residuos y reutilizando aquellos subproductos que añaden valor a los procesos.

Los trabajos se han financiado mediante los proyectos ‘Valorización de residuos plásticos procedentes de la fracción rechazo de las plantas de tratamiento de residuos sólidos urbanos mediante pirólisis (Pyromix)’, del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) y la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía, y ‘Convirtiendo el plástico mezcla no reciclable de residuos sólidos municipales en productos químicos y materiales carbonosos de alto valor’, de la Agencia Estatal de Investigación y el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.

Reportaje sobre esta nota de prensa: La química verde para el reciclado de plásticos

Referencias

Guillermo Garcia-Garcia, María Ángeles Martín-Lara, Mónica Calero y Gabriel Blázquez. ‘Environmental impact of different scenarios for the pyrolysis of contaminated mixed plastic waste’. Green Chemistry. 2024

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