Investigadores de la Universidad de Waterloo desarrollaron un método innovador que utiliza energía solar para convertir residuos plásticos en ácido acético, el principal componente del vinagre y un insumo clave para múltiples industrias.
La tecnología se basa en un sistema avanzado de fotocatálisis, capaz de descomponer plásticos comunes a nivel molecular sin recurrir a calor ni a energía proveniente de combustibles fósiles, lo que abre una nueva vía para el supraciclaje de plásticos sin generar emisiones adicionales de CO₂.
Fotocatálisis en cascada inspirada en la naturaleza
El equipo diseñó un sistema de fotocatálisis en cascada de inspiración biológica, construido a partir de átomos individuales de hierro incrustados en una matriz de nitruro de carbono. Al exponerse a la luz solar, este material activa una secuencia controlada de reacciones químicas que transforman polímeros plásticos en ácido acético con alta selectividad, evitando la generación de mezclas complejas de subproductos.
A diferencia de muchos procesos de reciclaje químico que dependen de altas temperaturas o insumos energéticos intensivos, este enfoque opera con luz solar y en un medio acuoso, lo que lo hace especialmente relevante para abordar la contaminación por microplásticos en entornos acuáticos.
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Compatible con plásticos reales y flujos mixtos
El sistema fue probado con plásticos de uso ampliamente extendido, como PVC, Polipropileno (PP), Polietileno (PE) y PET, y mantuvo su eficacia incluso al procesar flujos de residuos plásticos mixtos, una condición clave para su aplicación en escenarios reales de gestión de residuos.
La acumulación de residuos plásticos —en especial microplásticos— ha sido documentada tanto en ecosistemas marinos como terrestres, generando preocupación por sus efectos en la biodiversidad y la salud humana.
“Nuestro objetivo era abordar el problema de la contaminación plástica convirtiendo los microplásticos en productos químicos de alto valor utilizando únicamente la luz solar”, explicó Yimin Wu, profesor de ingeniería mecánica y mecatrónica y titular de la Cátedra Tang Family en Materiales de Nuevas Energías y Sostenibilidad.
La investigación fue liderada por el doctorando Wei Wei, bajo la supervisión de Wu, y contó con apoyo inicial de un fondo semilla conjunto del Instituto de Nanotecnología de Waterloo y el Instituto del Agua.
Catalizador monoatómico y valor industrial
El núcleo del sistema es un catalizador monoatómico, donde átomos de hierro aislados actúan como sitios activos altamente controlados. Esta arquitectura permite dirigir la reacción de forma precisa, favoreciendo la producción selectiva de ácido acético.
El ácido acético tiene amplias aplicaciones industriales, que van desde la industria alimentaria y farmacéutica hasta la producción de solventes, polímeros y sistemas energéticos. Transformar residuos plásticos en este compuesto no solo reduce la contaminación, sino que genera un producto de valor añadido alineado con los principios de la economía circular.
Los investigadores realizaron además un análisis tecnoeconómico para evaluar la viabilidad comercial del proceso. “Desde una perspectiva empresarial y social, los beneficios económicos asociados a esta innovación resultan prometedores”, señaló Roy Brouwer, director ejecutivo del Instituto del Agua y coautor del estudio.
Wu destacó también su ventaja ambiental: “Este método permite que una fuente de energía abundante y gratuita, como la solar, descomponga la contaminación plástica sin añadir dióxido de carbono adicional a la atmósfera”.
Próximos pasos hacia el escalamiento
Aunque el sistema se encuentra aún en fase de laboratorio, el equipo considera que podría optimizarse y escalarse mediante avances en ingeniería de materiales y procesos de fabricación, lo que lo posiciona como una alternativa emergente dentro del reciclaje químico avanzado y el tratamiento de microplásticos.
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