2 de mayo de 2017

Regreso a lo básico en los plásticos, Parte 1

La gestión de los residuos y la gestión de los residuos plásticos, en particular, es una cuestión crucial para los próximos años. ¿Y si los polímeros, que son demasiado vilipendiados, fueran una solución y no un problema?

Parte 1: Una perspectiva diferente sobre los plásticos

Los plásticos: Pesos pesados industriales


En 2015, se produjeron 322 millones de toneladas de plásticos en todo el mundo. Una cifra alta, aunque no se aproxima al acero, de los cuales 1,62 millones de toneladas fueron producidas en el mismo año. Sin embargo, los plásticos siguen siendo un peso pesado en la economía, particularmente en Europa que produjo cerca de 58 millones de toneladas en 2015, equivalente al 18.5% de la producción mundial. El viejo continente está justo detrás de China, que recientemente se convirtió en el principal productor mundial. En Europa, la industria del plástico representa más de 1,5 millones de empleos directos en cerca de 60.000 empresas, con una facturación total de 340.000 millones de euros. Por último, los plásticos europeos se desempeñan bien en la exportación, y significan más de 16,000 millones de euros en el comercio.

Los polímeros al servicio de la sociedad


Los plásticos se les encuentra en todas partes debido a su presencia creciente e indispensable en nuestra vida cotidiana. Sin ellos, sería difícil reducir el peso de nuestros medios de transporte y así hacerlos menos contaminantes. Sin su contribución al aislamiento, la eficiencia energética de muchos edificios se reduciría grandemente. Muchas industrias necesitan polímeros: el 40% de la producción está destinada a la industria del embalaje, luego la industria de la construcción (20%), a la industria del automóvil (9%), a la electrónica (6%) y finalmente a la industria agrícola al 3% . El resultado final sería fantástico si no fuera por los 25 millones de toneladas de residuos generados en Europa cada año. Afortunadamente, hay avances rápidos en esta área y cada vez hay más soluciones a encontrar.

Europa: Un buen estudiante, pero grandes disparidades


Hace apenas unas décadas, los residuos no eran un problema. O bien se vaciaban en vertederos al aire libre o, en el mejor de los casos, era quemado en incineradores gigantes. Algunos visionarios invirtieron en plantas capaces de convertir el calor de la quema de residuos en energía eléctrica o calefacción. Desde entonces, muchos países han comprendido los beneficios del reciclaje, y en particular los relacionados con el reciclaje de plásticos. Algunos creen que el progreso es demasiado lento, pero el progreso sigue ocurriendo. Sin embargo, el relleno sanitario de plásticos usados ​​sigue siendo la opción preferida en muchos países europeos. En 2014, el 30% de los residuos plásticos producidos en Europa* fueron depositados en vertederos, el 40% fue incinerado y sólo el 30% fue reciclado.
El desempeño sigue siendo notable ya que, en menos de 10 años, el relleno sanitario de plásticos ha disminuido en cerca del 40%, el índice de reciclaje ha aumentado en un 64% y la tasa de recuperación de energía ha aumentado un 46%. Europa está por lo tanto en el camino correcto y hay buenas razones para creer que no más polímeros irán al relleno en una docena de años.
Esto no es una buena noticia para el medio ambiente o para la economía, ya que los residuos de plástico siguen siendo un recurso formidable del que sería una vergüenza prescindir.

*Por supuesto, esto es simplemente un promedio europeo, ya que siguen existiendo grandes disparidades entre países. Algunos países han legislado al respecto y han optado por prohibir el relleno sanitario de materiales plásticos. Estos países alcanzan tasas de recuperación cercanas al 100%. En el otro extremo de la escala, estas tasas apenas superan el 10%.

Desperdicio demasiado valioso para un simple recipiente


Hasta la fecha, sólo había dos métodos para recuperar los residuos plásticos: Incineración, a veces desafortunadamente sin recuperación de energía, lo cual consiste en quemar los residuos en los incineradores de residuos domésticos. El potencial calorífico de los polímeros es incomparable y una botella de leche de polietileno tiene el mismo rendimiento que un litro de petróleo. Por supuesto, los incineradores actuales cumplen todos los estándares anti-contaminación vigentes. Otra opción: reciclar los residuos en un material cuyas propiedades son tan cercanas a las de un material virgen. En un lenguaje más técnico, esta conversión se llama recuperación de material. Los recicladores tienen varias soluciones a su disposición. Moliendo el material, lavándolo, calibrándolo y convirtiéndolo en gránulos para que pueda volver a convertirse en nuevos productos.

Los residuos plásticos también pueden recuperarse mediante procesos químicos. Los procesos permiten recuperar las materias primas utilizadas para fabricar un polímero: el monómero básico, o un producto petroquímico básico, y reutilizarlos. Esto se llama reciclaje químico.

Reciclado, una decisión que no se debe tomar a la ligera


Recuperar plásticos a través del reciclaje no es tan fácil como podría parecer. En primer lugar, tienen que ser recogidos. Este es un paso crucial el cual depende exclusivamente de la buena voluntad de todos los involucrados, es decir, la industria y los hogares. Luego viene el tema del transporte, cuyo coste e impacto ambiental tienen que ser tomados en cuenta. Los plásticos deben algo de su éxito a su peso ligero, y recolectar una tonelada de plástico obviamente requiere recolectar mas botellas que para una tonelada de vidrio! A continuación, necesitan ser ordenados, y esto es particularmente difícil dada la amplia gama de plásticos y el hecho de que cada polímero tiene sus propias propiedades específicas. Aunque es bastante sencillo clasificar los plásticos monomateriales, como las botellas PET de agua , por ejemplo, la clasificación de objetos fabricados a partir de diversos plásticos es otra cuestión completamente. En algunos casos, es más rentable económica y ambientalmente recuperar energía* de ellos.

El clasificador afina sus ojos


Sin embargo, las técnicas de clasificación están evolucionando rápidamente. Steinert, una empresa alemana especializada en el diseño de máquinas de clasificación, recientemente comenzó a vender un modelo totalmente revolucionario. Hasta la fecha, clasificar materiales como los plásticos sólo requería sumergirlos en un baño. Dado que cada polímero tiene una densidad específica, flotaban o se hundían. En esta etapa, casi todo lo que hay que hacer es recogerlos individualmente. Esta es una técnica simple que no siempre es apropiada para polímeros con densidades muy similares. Algunas máquinas son capaces de utilizar el escaneado óptico para reconocer ciertos polímeros, aunque todavía no son capaces de diferenciar entre los plásticos de color negro. El componente que falla, el negro de humo utilizado para ennegrecer los plásticos, absorbe las longitudes de onda visibles e infrarrojas del haz óptico.


El sistema de escaneo en el último modelo de clasificador de Steinert distingue entre materiales comparando su espectro electromagnético con un stock de referencias almacenadas en una pieza de software analítico. La fiabilidad del análisis se garantiza mediante el uso de una cámara de ultra alta definición capaz de analizar con precisión la frecuencia electromagnética de cada uno de los homogeneizados. Esto permite detectar las mínimas variaciones de materiales. Por lo tanto, el clasificador puede distinguir entre los diversos plásticos y polímeros (PE, PP, PVC, PS, etc.) dentro de un flujo de residuos que puede alcanzar hasta 1 tonelada / hora.

La industria crece


La recolección de plásticos usados para clasificar y reciclar es evidentemente una cuestión de buena voluntad. Algunas industrias tienen calificaciones de alto rendimiento, como la industria de la construcción, que es el segundo mayor consumidor de polímeros después de la industria del envasado. De los 10 millones de toneladas de plásticos que utiliza cada año, casi la mitad está hecha de PVC. Aunque es de gran servicio, el material tuvo una imagen bastante negativa hace veinte años, ya que se consideró no reciclable. La industria tomó el toro por las astas y puso todos los esfuerzos en hacer al PVC reciclable con su programa VinylPlus. Ese objetivo se ha logrado y la industria es extremadamente eficaz en términos de procesos de clasificación y reciclaje, lo que condujo a que más de 800.000 toneladas de PVC se reciclen cada año hasta el 2020.


Los fabricantes a veces se involucran en el reciclaje también. Solvay, por ejemplo, utiliza su proceso Move4earth™ para convertir residuos textiles complejos, como las telas usadas en las bolsas de aire (airbags) hechas de una combinación de poliamida y silicona. Usando un nuevo proceso químico para separar los dos materiales constituyentes, Solvay lleva a cabo un reciclaje de alta calidad de poliamidas (PA6.6) sin ninguna pérdida significativa de las propiedades del material. Solvay produce también una poliamida reciclada de alta calidad destinada a las industrias de la automoción, la construcción, los electrodomésticos y entretenimiento. Una evaluación del ciclo de vida de los plásticos reciclados muestra un 26% de la huella de carbono, un ahorro en recursos no renovables y una reducción del 69% en el consumo de agua en comparación con el uso de materiales vírgenes. Move4earth ™ se utilizará para procesar los cortes de la producción de bolsas de aire, con la perspectiva de procesar pronto las bolsas de aire usadas.

Plastics the Mag
Mayo 2017

1 de mayo de 2017

Una investigadora del CSIC descubre que el gusano de la cera come plástico

La investigadora del Consejo Superior de Investigaciones (CSIC) Federica Bertocchini ha descubierto que los gusanos de la cera (Galleria mellonella), que habitualmente se alimentan de miel y cera de los panales de las abejas, son capaces de degradar plástico. Este gusano es capaz de biodegradar polietileno, uno de los materiales plásticos más resistentes que existen, con el que se fabrican bolsas de la compra y envases alimenticios, entre otros objetos. El descubrimiento ha sido patentado por los investigadores. La investigadora del CSIC ha trabajado en esta investigación junto a Paolo Bombelli y Chris Howe de la Universidad de Cambridge. El trabajo será publicado en el próximo número de Current Biology.

Cada año se producen en todo el mundo cerca de 80 millones de toneladas de polietileno, un material difícil de degradar y muy resistente. Las bolsas de plástico, por ejemplo, que están fabricadas con polietileno de baja densidad, tardan cerca de 100 años en descomponerse totalmente; las más densas y resistentes pueden llegar a tardar hasta 400 años en degradarse. De media, cada persona utiliza anualmente más de 230 bolsas de plástico, lo que genera más de 100.000 toneladas de este tipo de residuos.

La investigadora del CSIC Federica Bertocchini con un gusano de la cera. César Hernández/CSIC.

En la actualidad, los procesos de degradación química son muy largos y pueden prolongarse varios meses, además de que para ello se necesita utilizar líquidos corrosivos como el ácido nítrico. Es la primera vez que un equipo de investigación encuentra algo en la naturaleza capaz de degradar este material. “El plástico es un problema mundial. Hoy en día pueden encontrarse residuos por todas partes; incluidos los ríos y los océanos. El polietileno, en concreto, es muy resistente, por lo que es muy difícil que se degrade de forma natural”, detalla la investigadora del CSIC, que desarrolla su trabajo en el Instituto de Biomedicina y Biotecnología de Cantabria, ubicado en Santander.

Trozo de bolsa de plástico de polietileno biodegradado por 10 gusanos en 30 minutos. César Hernández / CSIC Comunicación. César Hernández/CSIC.

“Hemos realizado muchos experimentos para comprobar la eficacia de estos gusanos biodegradando el polietileno. 100 gusanos de la cera son capaces de biodegradar 92 miligramos de polietileno en 12 horas, es realmente muy rápido”, destaca Bertocchini.

Tras dejar la fase de larva, el gusano se envuelve en un capullo o crisálida, de color blanquecino. Los investigadores han descubierto además que el contacto del capullo con el polietileno es suficiente para que este plástico se biodegrade.

La composición de la cera es similar a la del polietileno. Según los investigadores del estudio, éste puede ser el motivo por el que el gusano ha desarrollado un mecanismo para poder deshacerse de este plástico. “Aún desconocemos los detalles de cómo se produce la biodegración, pero existe la posibilidad de que lo haga una enzima. El siguiente paso es detectarla, aislarla, y producirla in vitro a escala industrial. Así podremos empezar a eliminar de forma eficaz este material tan resistente”, detalla Bertocchini.

Ejemplares de gusano de la cera en una placa Petri. César Hernández/CSIC.


Un descubrimiento casual
La investigadora, una apicultora aficionada, descubrió esta cualidad de los gusanos de la cera por casualidad. La investigadora del CSIC descubrió un día que los panales almacenados en su casa estaban llenos de gusanos, que habían empezado a alimentarse de los restos de miel y cera de sus abejas.

“Decidí retirar los gusanos y dejarlos en una bolsa de plástico mientras limpiaba los panales. Tras tenerlo todo listo, volví a la habitación donde estaban los gusanos y vi que estaban por todas partes, que se habían escapado de la bolsa a pesar de seguir cerrada. Así comprobé que la bolsa estaba llena de agujeros. Solo había una explicación: los gusanos habían hecho los agujeros y se habían escapado por ahí. En ese momento empezó este proyecto”, relata la científica del CSIC.

El gusano de la cera
El gusano de la cera, también conocido como gusano de la miel, es un insecto lepidóptero que puede encontrarse en cualquier lugar del mundo, y que puede llegar a medir tres centímetros de longitud en su fase larvaria. Se alimentan de la miel y la cera de las colmenas de las abejas, donde además encuentran una buena temperatura para su desarrollo.

Las larvas de este gusano tienen una expectativa de vida de entre seis y siete semanas con una temperatura óptima de crecimiento de entre 28 y 34 grados centígrados. Las larvas son capaces de producir seda y realizar el capullo en el que realizarán la última metamorfosis; su conversión en polillas.


Paolo Bombelli, Christopher J. Howe and Federica Bertocchini. Polyethylene bio-degradation by caterpillars of the wax moth Galleria mellonella. Current Biology.

Redacción Interempresas
25 Abril 2017