CURRALIS, Oregón — Investigadores, incluido un miembro del cuerpo docente de la Escuela de Ingeniería de la Universidad Estatal de Oregón, han dado un gran paso hacia la expansión espectacular de la gama de plásticos reciclables.

Resultados publicados hoy en Cienciasimportante porque los desechos plásticos son un gran problema a nivel mundial y en los Estados Unidos, donde solo hay alrededor 5% del plástico usado se recicla, según el Laboratorio Nacional de Energía Renovable del Departamento de Energía de EE. UU., que dirigió el estudio.

Los materiales de embalaje, los contenedores y otros artículos desechados están llenando vertederos y esparciéndose por el medio ambiente a un ritmo tan rápido que los científicos estiman que para 2050 el océano tendrá más peso que peces, según NREL.

Una colaboración dirigida por Greg Beckham de NREL e incluyó a Lucas Ellis, investigador de la Universidad Estatal de Ohio que fue becario postdoctoral en NREL durante el proyecto, combinó procesos químicos y biológicos en una prueba de concepto para “valorizar” los desechos plásticos mixtos. Valor significa aumentar el valor de algo.

La investigación se basa en el uso de la oxidación química para descomponer una variedad de plásticos, un método iniciado hace una década por el gigante químico DuPont.

“Hemos desarrollado una tecnología que utiliza oxígeno y catalizadores para descomponer el plástico en bloques de construcción químicos más pequeños y ecológicos”, dijo Ellis, profesor asistente de ingeniería química. “A partir de ahí, utilizamos un microbio del suelo de bioingeniería capaz de consumir y ‘convertir’ esos bloques de construcción en un biopolímero o componente para la producción avanzada de nailon”.

Beckham, investigador principal de NREL y director de Tecnologías biomejoradas para mantener los termoplásticos fuera de los vertederos y el Consorcio para el Medio Ambiente, conocido como BOTTLE, dijo que el trabajo proporciona un “punto de entrada potencial para el procesamiento de plásticos que no se pueden reciclar en absoluto”. Este Dia.”

Beckham explica que las tecnologías de reciclaje actuales solo pueden funcionar de manera efectiva si los insumos plásticos están limpios y separados por tipo.

Los plásticos se pueden fabricar a partir de diferentes polímeros, cada uno con sus propios componentes químicos únicos. Cuando la química de los polímeros se mezcla en una caja de recolección, o se ensambla en ciertos productos, como los empaques multicapa, el reciclaje se vuelve costoso y casi imposible porque los polímeros a menudo deben separarse antes de que puedan reciclarse.

“Nuestro trabajo resultó en un proceso que puede convertir plásticos mixtos en un solo producto químico”, dijo Ellis. “En otras palabras, es una tecnología que los recicladores pueden usar sin la tarea de clasificar el plástico por tipo”.

Los investigadores aplicaron el proceso a una mezcla de tres tipos comunes de plástico: poliestireno, utilizado en tazas de café desechables; tereftalato de polietileno, que es la base de alfombras, ropa de poliéster y botellas de bebidas de un solo uso; y polietileno de alta densidad, utilizado en jarras de leche y muchos otros plásticos de consumo.

El proceso de oxidación dividió el plástico en mezclas de compuestos que incluyen ácido benzoico, ácido tereftálico y ácidos dicarboxílicos que, en ausencia de un microbio del suelo diseñado, requerirían procesos de separación avanzados y costosos para producir productos puros.

Los investigadores diseñaron el microbio, Pseudomonas putida, para convertir biológicamente la mezcla en uno de dos productos: polihidroxialcanoatos, una forma emergente de bioplástico biodegradable, y beta-cetoadipato, que puede usarse para fabricar nailon con características de rendimiento.

Experimentar el proceso con otros plásticos, incluidos el polipropileno y el cloruro de polivinilo, será el foco del próximo trabajo, dijeron los investigadores.

El coautor Kevin Sullivan, investigador postdoctoral en NREL, dijo.

El financiamiento fue proporcionado por la Oficina de Fabricación Avanzada y la Oficina de Tecnologías de Bioenergía del Departamento de Energía de EE. UU., y el trabajo se realizó como parte del consorcio BOTTLE.

Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts, la Universidad de Wisconsin-Madison y el Laboratorio Nacional de Oak Ridge también participaron en el estudio.

NREL es el principal laboratorio nacional del Departamento de Energía de EE. UU. para investigación y desarrollo en energía renovable y eficiencia energética. La división es operada por Alliance for Sustainable Energy, LLC.