El plástico es útil hasta cuando se usa. Y luego ¿qué?. Como contiene varios aditivos en forma de colorantes o productos que retardan la combustión, muy pocos pueden ser reciclados. Además tan solo entre el 20 al 30% va a plantas de reciclaje. El resto se lleva a incineradores o a basureros, donde el material rico en carbono se toma siglos para descomponerse.

Un descubrimiento innovador y asombroso creará una nueva generación de plásticos que podrán reciclarse una y otra vez y otra vez dando lugar a nuevos materiales de cualquier color y forma.

Un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional de Berkeley, parte del Departamento de Energía de la misma ciudad, ha diseñado un plástico que, al igual que las piezas de Lego, puede ser desarmado hasta llegar a sus componentes moleculares y luego volver a armarse produciendo objetos con diversas texturas, formas y colores sin la más mínima pérdida de calidad o propiedades. El nuevo material se llama poli dicetoamina, o PDK (por sus siglas en Inglés).

“La casi totalidad de los plásticos nunca se hizo para ser reciclados. Nosotros hemos descubierto una nueva manera de armar plásticos  que tengan la posibilidad de hacerlo, desde su nivel molecular”, dice Peter Christensen, investigador que está haciendo su post doctorado en el laboratorio de Berkeley y autor principal del estudio.

Todos los plásticos, desde las botellas de agua a partes de automóviles, están hechos de moléculas grandes, los polímeros, que son cadenas de unidades cortas y repetidas de compuestos que contienen carbono, los monómeros.

De acuerdo a los investigadores, el problema con los plásticos es que los químicos añadidos para volverlos de utilidad, como los que los hacen duros o flexibles, se unen de manera muy fuerte a los monómeros y ahí se mantienen así los plásticos se procesen en una planta recicladora.

Durante el proceso en esas plantas, los plásticos con diferentes composiciones químicas, los duros, elásticos, transparentes o coloreados, se mezclan y se trituran hasta volverlos pedacitos. Cuando ese revuelto de plásticos machacados se derrite para hacer un material nuevo, es difícil predecir cuáles de sus propiedades originales conservará.

Ese no saber, o mejor, las propiedades impredecibles del resultado no ha permitido lo que sería el gran logro del reciclaje soñado: crear un material “circular”, cuyos monómeros originales puedan ser recuperados para ser reusados tanto como sea posible o para darles un nuevo uso como componentes de un producto de alta calidad.

“Los plásticos circulares o los que se pueden convertir en algo diferente son grandes desafíos”, dice Brett Helms, otro miembro de ese equipo multidisciplinario. “Ya estamos viendo el impacto de la basura plástica en nuestro ecosistema acuático y esa tendencia solo irá en aumento por la cantidad de plásticos que se fabrican cada vez más y por la carga que representan para la infraestructura del reciclaje, cada vez más desmejorada”

Reciclando el plástico, monómero a monómero

Los investigadores quieren evitar que los plásticos invadan los campos y los océanos incentivando su recuperación y reuso, algo que será posible si los polímeros están hechos de PDKs. “Con el PDK, las uniones inmutables de los plásticos convencionales son reemplazadas por uniones reversibles, flexibles, que permiten que el plástico se recicle de forma más eficiente”, dice Helms.

Los monómeros de PKD pueden ser recuperados y liberados de cualquier componente que se le haya adicionado, con solo sumergir el material en una solución con alta acidez. El ácido ayuda a romper las uniones entre los monómeros y permite separarlos de los aditivos.

“Estamos interesados en la química que redirecciona la vida de los plásticos, de una lineal a una circular. Es importante en los casos donde no existen posibilidades de reciclaje, como los adhesivos, los estuches de los celulares, las correas de los relojes, cables de computadores o los plásticos resistentes al calor.

Los investigadores descubrieron las maravillosas propiedades “circulares” de los plásticos que usan PDK cuando Christensen estaba aplicando varios ácidos a un material de cristal usado para hacer un adhesivo PDK, y notó que la composición del adhesivo había cambiado. Para saber cómo el adhesivo había sido transformado, Christensen analizó la estructura molecular de una muestra utilizando un instrumento que se vale de la resonancia magnética. “Para nuestra sorpresa, eran los monómeros originales”, dice Helms.

Después de probar muchas posibilidades y fórmulas, ellos demostraron que no solo el ácido rompe los polímeros PDK en monómeros sino que durante el proceso se separa a los monómeros de los aditivos que pudiera llevar.

Luego ellos probaron que los monómeros PDK liberados podían volver a reensamblarse como polímeros, y que esos polímeros podrían formar nuevos materiales plásticos sin que guarden nexo alguno con el material original. Así, esa correa del reloj que usted tira a la basura se podría convertir en el teclado de un computador, claro, si se hizo con plástico PDK. También podrán cambiarle las propiedades a nuevos plásticos, volviéndolos más flexibles.

Hacia un futuro de plástico circular

Los investigadores creen que su nuevo plástico reciclable será una alternativa muy buena a todos esos plásticos que no se pueden reciclar y que ahora inundan al mundo.

“Estamos en un punto crítico donde debemos pensar con seriedad en la infraestructura necesaria para modernizar los lugares de reciclaje para que el proceso de separación y procesamiento sea eficiente. Si esos lugares se diseñaran para reciclar o darle nuevos usos a los plásticos PDK, solo ahí podríamos evitar de manera eficiente llenar de plásticos el suelo y los océanos. Este es el momento de empezar a pensar sobre cómo diseñar tanto los materiales como las plantas de reciclaje, lo que nos llevará de verdad a un futuro de plástico circular”, dice Helms.

Los investigadores planean dar un paso adelante y desarrollar plásticos PDK con un rango amplio de propiedades mecánicas y térmicas para aplicaciones tan diversas como textiles, impresión 3D y espumas. Además, ellos están buscando ampliar sus fuentes de recursos, incorporando materiales venidos de vegetales y de otras formas sostenibles.

Qué mejor manera de zanjar un problema horroroso como es el que el plástico que se tira al mar, vaya a enredarse en los corales de los arrecifes, amenazando la existencia de ellos y de la infinita cantidad de vida que albergan, por citar tan solo un ejemplo. Soluciones reales a problemas acuciantes, mejores que reuniones y comités que producen cientos de propuestas que se quedan en el papel.

JOSEFINA CANO

PhD Genética Molecular

Peter R. Christensen, Angelique M. Scheuermann, Kathryn E. Loeffler, Brett A. Helms. Closed-loop recycling of plastics enabled by dynamic covalent diketoenamine bonds. Nature Chemistry, 2019

https://noticiasdelaciencia.com/art/36938/un-plastico-de-nueva-generacion-solucion-real-para-la-contaminacion