Adiós a los residuos plásticos: un nuevo método consigue transformarlos en hidrógeno limpio

Un equipo de investigadores de la Universidad de Mujeres Ewha (Corea del Sur) acaba de presentar una nueva tecnología baja en emisiones que es capaz de reciclar residuos plásticos mixtos, sin necesidad de separarlos previamente, para convertirlos en hidrógeno verde. 

Los científicos han presentado los resultados de su trabajo en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences, donde explican las claves de este método escalable y sostenible que podría ayudar a resolver dos de los principales desafíos ambientales: el tratamiento de los productos plásticos al final de su vida útil y la producción de energía limpia.

Actualmente, sólo se recicla el 9% de los residuos plásticos a nivel mundial, mientras que el 79% se acumula en vertederos y el 12% se incinera. Todo ello provoca un preocupante problema de contaminación ambiental. «En consecuencia, el desarrollo de tecnologías de reciclaje de residuos plásticos sostenibles y eficientes es una prioridad urgente», alertan los investigadores.

Plásticos diferentes

Uno de los principales obstáculos para alcanzar esta meta es precisamente que muchos productos plásticos están fabricados con distintos tipos de polímeros.

Cuando se reciclan, los plásticos se calientan para ser fundidos y fabricar nuevos materiales. El problema es que cada polímero tiene un punto de fusión y unas características diferentes, por lo que, al procesarse juntos, el material obtenido pierde calidad y limita su reutilización para fabricar nuevos productos.

Vector energético

Por su parte, el hidrógeno está llamado a desempeñar un papel fundamental en la transición energética. Debemos matizar que no se trata de una fuente de energía que podamos extraer directamente de la naturaleza, como el petróleo o el gas, sino de un vector energético que es posible producir y almacenar para emplearlo posteriormente como combustible o para generar electricidad.

Lo verdaderamente disruptivo es que el hidrógeno puede obtenerse de diferentes maneras: a partir del gas natural, mediante proceso de reformado con vapor de agua; o gracias a la electrólisis del agua, utilizando electricidad procedente de fuentes renovables, por lo que apenas genera emisiones de gases de efecto invernadero durante su producción.

Pirólisis y gasificación

Otra opción es producir hidrógeno empleando residuos plásticos. Para ello se suele recurrir a procesos termoquímicos como la pirólisis y la gasificación. La primera consiste en calentar los plásticos en ausencia de oxígeno para descomponerlos y obtener aceites, gases y carbón.

Aunque genera menos emisiones de CO₂ que otros tratamientos, suele requerir la separación previa de los distintos tipos de plástico, así como un refinado posterior para obtener productos de calidad.

Temperaturas elevadas

La gasificación, por su parte, somete los residuos a temperaturas muy elevadas en presencia de una cantidad controlada de oxígeno o vapor de agua para producir un gas de síntesis rico en hidrógeno y monóxido de carbono.

Su principal ventaja es que puede procesar mezclas de plásticos sin necesidad de una clasificación exhaustiva, lo que la convierte en una opción más viable desde el punto de vista industrial.

El mayor inconveniente de la gasificación es que las temperaturas extremas que exige acaban implicando un elevado consumo energético y la generación de emisiones de dióxido de carbono, además de apoyarse en sistemas adicionales de limpieza del gas para eliminar impurezas.

Tratamiento térmico alcalino

Frente a estas limitaciones de los procedimientos habituales, el equipo de la universidad coreana, liderado por el profesor Woo-Jae Kim, del Departamento de Ingeniería Química y Ciencia de los Materiales, ha desarrollado un proceso de tratamiento térmico alcalino (ATT) para convertir plásticos mixtos comunes, como el tereftalato de polietileno (PET), el polietileno (PE) y el polipropileno (PP), en hidrógeno de alta pureza.

Como su propio nombre indica, el tratamiento térmico alcalino combina la aplicación de calor con el uso de sustancias alcalinas para facilitar la descomposición de los plásticos. En este caso, los investigadores emplean hidróxido de sodio, sustancia más conocida como sosa cáustica.

Y es que la elevada alcalinidad de la sosa cáustica la convierte en una sustancia muy corrosiva y químicamente muy reactiva. Estas propiedades favorecen la ruptura de algunos de los enlaces que mantienen unidas las largas cadenas moleculares de los plásticos, permitiendo descomponer materiales que, de otro modo, son muy resistentes a la degradación.

Menos energía y carbono

Lo que consigue esta nueva tecnología es transformar tanto residuos plásticos individuales como mezclas de diferentes plásticos en hidrógeno de alta pureza, sin necesidad de separarlos previamente.

Además, lo hace a temperaturas y presiones mucho más bajas que las empleadas en la gasificación convencional, reduciendo así el consumo energético y las emisiones de dióxido de carbono asociadas al proceso.

Biomasa desechada

En estudios previos, el equipo del profesor Kim también desarrolló la capacidad tecnológica de los procesos de tratamientos térmico alcalino para producir hidrógeno a partir de biomasa desechada.

Los investigadores han demostrado, por ejemplo, que es factible transformar algas marinas, restos de madera y cáscaras de arroz en hidrógeno de alta pureza y prácticamente sin emisiones de dióxido de carbono a través de procesos ATT.