Hallazgo en la química: investigadores españoles logran fabricar plásticos solo a partir de oxígeno o aire

En la industria química, ciertas reacciones actúan como pilares de múltiples procesos productivos, como fabricar plásticos. Cómo es de imaginarse, el hecho de modificar su desarrollo implica un cambio sustancial en la forma en que se produce una parte significativa de la base industrial.

Estos cambios no solo afectan a la producción y eficiencia de las plantas químicas, sino que también tienen un impacto directo en los costos, la sostenibilidad y la seguridad de los procesos. La optimización de estas reacciones puede conducir a materiales más resistentes, procesos más limpios y un menor consumo de energía, lo que a su vez repercute en la competitividad del sector. Además, cualquier innovación en estas reacciones abre la puerta a nuevos productos y aplicaciones, desde envases biodegradables hasta componentes avanzados para la industria tecnológica.

El Instituto de Tecnología Química, centro de investigación mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Universitat Politècnica de València, presentó un método que aborda esta reacción de forma distinta a la habitual. El trabajo se centra en optimizar el procedimiento y en eliminar la dependencia de sustancias que hasta ahora se consideraban imprescindibles.

¿Cómo han logrado fabricar plásticos solo con oxígeno o aire?

La investigación se enfoca en la epoxidación de alquenos, una reacción química que transforma estas moléculas orgánicas (formadas únicamente por carbono e hidrógeno) en epóxidos. Estos compuestos son esenciales en la producción de plásticos y resinas epoxi, así como en la elaboración de productos farmacéuticos, detergentes, fragancias y aditivos de sabor.

De manera tradicional, la epoxidación de alquenos requiere catalizadores metálicos, como vanadio o titanio, junto con agentes oxidantes como el peróxido de hidrógeno. Este planteamiento conlleva el uso de disolventes y compuestos que, además de incrementar los costes, generan residuos y riesgos ambientales.

El trabajo fue recogido en la revista Nature Communications bajo el título Uncatalyzed aerobic epoxidation of liquid alkyl alkenes. Sus autores incluyen a Susi Hervàs-Arnandis, Francisco Garnes-Portolés, Sergio Rodríguez-Nuévalos, Antonio Leyva Pérez y Judit Oliver, entre otros investigadores del ITQ.

El nuevo procedimiento desarrollado por el ITQ consigue realizar la reacción sin catalizadores. Para lograrlo, se emplea únicamente oxígeno o aire, eliminando la necesidad de metales pesados, disolventes tóxicos o aditivos adicionales.

¿Cómo funciona el nuevo método para fabricar plásticos?

El sistema ideado por el equipo del ITQ presenta tres variantes:

• Uso de aire a presiones moderadas: entre 3 y 5 bares.
• Reacción espontánea a temperatura ambiente: en contacto directo con el aire.
• Aplicación de oxígeno y calor: temperaturas entre 100 y 200 °C.

Este enfoque ofrece una selectividad de hasta el 90%, lo que significa que la reacción favorece de manera clara la formación del epóxido deseado frente a otros productos secundarios. Según los datos del estudio, este rendimiento es comparable o superior a algunos métodos catalíticos existentes.

Además, el proceso podría reducir los costes de producción en más del 50%, al eliminar reactivos costosos y etapas adicionales de purificación.

Implicaciones para la industria tras esta investigación española

El avance abre posibilidades en varios sectores. Entre los más beneficiados se encuentra el de los polímeros utilizados en construcción, automoción e informática, así como la fabricación de lubricantes y productos farmacéuticos.

La técnica también admite el uso de alquenos derivados de biomasa, lo que permitiría integrar materias primas renovables en procesos industriales habituales.

Otra ventaja es la escalabilidad: el método puede incorporarse a líneas de producción ya existentes sin cambios estructurales significativos, y se adapta a la síntesis en un solo paso (one-pot), donde todos los reactivos se combinan en un único reactor.

Posibles aplicaciones de la epoxidación de alquenos

Entre los usos más relevantes de este método para fabricar plásticos y otros materiales se encuentran:

• Producción de resinas epoxi para recubrimientos y adhesivos.
• Elaboración de detergentes con menor huella ambiental.
• Síntesis de principios activos farmacéuticos.
• Creación de aditivos para fragancias y sabores.
• Obtención de lubricantes especializados.

El hecho de prescindir de catalizadores metálicos y disolventes peligrosos reduce la generación de residuos y facilita el cumplimiento de normativas ambientales cada vez más estrictas en la Unión Europea.

Este tipo de avances se sitúa en la intersección entre investigación fundamental y aplicación industrial, al abordar no solo la viabilidad química, sino también los factores de coste, escalabilidad y compatibilidad con procesos ya establecidos.