El poliuretano es la clase de polÃmero termoestable más común y el sexto plástico más consumido.
| INVESTIGACIóN, DESARROLLO E INNOVACIóN Para espumas blandas y rígidasDescubren un nuevo proceso de reciclaje químico de poliuretanoJorge Rodríguez 4 de septiembre de 2023 |
Un equipo de cientÃficos de la Universidad Northwestern en Chicago ha desarrollado un innovador método de reciclaje de espumas de poliuretano que utiliza catalizadores no tóxicos y respetuosos con el medio ambiente. El procedimiento involucra reacciones quÃmicas que reprocesan y rejuvenecen el poliuretano calentándolo en presencia de un catalizador a base de circonio y agregando un agente espumante. La espuma reciclada conserva su durabilidad y su integridad estructural y quÃmica.
La reciclabilidad de los polÃmeros termoestables o reticulados se mejorará con estos nuevos métodos
El profesor William Dichtel, lÃder del equipo de investigación, ha definido este hallazgo como "un gran avance". La reciclabilidad de los polÃmeros termoestables o reticulados, que son duraderos pero difÃciles de reciclar, se mejorará significativamente con estos nuevos métodos, lo que reducirá las emisiones de gases de efecto invernadero y disminuirá la acumulación de desechos en vertederos.
El poliuretano es la clase de polÃmero termoestable más común y el sexto plástico más consumido. Representa el 8% de la producción anual de plástico en el mundo. A pesar de su uso generalizado, los poliuretanos termoestables no pueden reciclarse mediante el procesamiento de fusión convencional y, por lo tanto, las opciones de reprocesamiento se han limitado al reciclaje mecánico o quÃmico.
Los residuos de espuma de poliuretano se pueden reciclar en una nueva espuma preservando la estructura e integridad quÃmica.
El reciclaje mecánico muele la espuma de poliuretano en pequeñas partÃculas que se pegan entre sÃ, y que se utilizaban para producir un producto reciclado que servÃa como capa inferior de las alfombras. Sin embargo, este material de poliuretano reciclado dejó de utilizarse debido a preocupaciones sobre la toxicidad de algunos de los aditivos que se incorporaban. También se han desarrollado procesos de reciclaje quÃmico de poliuretano para recuperar y repolimerizar residuos de este material basándose en la glucólisis de los enlaces carbamato, pero este proceso recupera solo el componente poliol.
El poliuretano representa el 8% de la producción anual de plástico
"Hemos desarrollado un procedimiento para reprocesar espuma de poliuretano comercial en una pelÃcula de poliuretano sólida mediante la introducción de un catalizador externo a la espuma", detallan los autores de la investigación. "Además, el reprocesamiento de espuma comercial produjo una mayor uniformidad de la pelÃcula y propiedades de tracción superiores cuando se utilizó una extrusora de doble tornillo en lugar de moldeo por compresión. Nuestros resultados demuestran que los residuos de espuma de poliuretano se pueden reciclar directamente en una nueva espuma preservando al mismo tiempo sus propiedades estructurales y su integridad quÃmica.
Este enfoque se alinea con la idea de "ciclo de vida circular", donde los materiales se reutilizan o reciclan con una pérdida mÃnima de calidad y valor, en lugar de desecharse después de un solo uso. Este descubrimiento tiene implicaciones globales y podrÃa aplicarse a productos de espuma de poliuretano usados o desechos industriales, contribuyendo a un futuro más sostenible en la industria del plástico.
El enfoque de este nuevo proceso se alinea con la idea de "ciclo de vida circular".
El nuevo proceso necesitará un mayor desarrollo para su implementación a escala industrial, ya que la interacción entre la generación de gas, la tasa de nucleación celular y la desestabilización celular sigue siendo compleja. "Anticipamos que varias materias primas de espumas de poliuretano, como las blandas y las mezclas de espumas blandas/rÃgidas, pueden someterse a este proceso en presencia de un catalizador de intercambio de carbamato", aseguran los cientÃficos en las conclusiones de su investigación.
Los avances tecnológicos y experimentales de los últimos años han conseguido superar una vieja concepción que consideraba a ciertos residuos de poliuretano como no reciclables. Exceptuando los trozos de espuma flexible de poliuretano, el reciclaje de otros productos fabricados con este material se consideraba, además de muy complicado a nivel logÃstico, poco rentable debido, sobre todo, a la calidad de la materia prima que se obtenÃa. Se trata de un material que se presenta en múltiples formas, desde las más flexibles y ligeras hasta las más rÃgidas. Tradicionalmente, su reciclado era siempre mecánico. Pero lo cierto es que no existe un método de reciclado aplicable en todas las quÃmicas del poliuretano. Los desarrollos logrados en los últimos años han conseguido prometedores resultados mediante métodos como la glicólisis, hidrólisis, pirólisis o hidrogenación. Todas estas técnicas consisten en descomponer los desechos de poliuretano hasta sus elementos originales. También se ha logrado identificar recientemente una cepa de bacterias capaz de biodegradar algunos de los componentes quÃmicos de este tipo de plástico.
Los materiales se reutilizan o reciclan con una pérdida mÃnima de calidad y valor
Este método utiliza catalizadores no tóxicos y respetuosos con el medio ambiente.
En España, el proyecto ôFoam2Foam', que finalizó en 2022, evaluó la viabilidad técnica, económica y medioambiental del proceso de despolimerización quÃmica mediante glicólisis catalÃtica aplicada a residuos de poliuretano y la obtención de nuevas materias primas (polioles verdes) para, de esta forma, recuperar los elementos constituyentes de sus residuos. En el marco de este proyecto, se construyeron plantas modulares de reciclado quÃmico con una capacidad de 2.000 Tms./año cada una, para el tratamiento de residuos de poliuretano. De esta forma, se pretende solventar uno de los principales problemas que presenta el reciclaje quÃmico de poliuretano, cuya viabilidad económica queda comprometida en plantas con una capacidad de tratamiento superior a las 8.000 Tms./año.
El proyecto Foam2Foam concluyó alcanzado los objetivos previstos, logrando niveles más altos de reciclado y valorización de poliuretano mediante el desarrollo de polioles circulares. AsÃ, el reciclaje de los residuos de poliuretano y su conversión en recursos de alto valor da continuidad al ciclo de vida del producto, evitando el vertedero. Esto supone un avance tanto en la mejora del aprovechamiento y la conservación de los recursos a través de la recuperación de materias primas como poniendo freno al cambio climático a través de la reducción de vertidos y emisiones.