El Polietilén Tereftalato (PET) es uno de los plásticos más utilizados y reciclados en todo el mundo, pero ahora, un grupo de investigadores ha logrado desarrollar un método (el reciclaje mecanoquímico) para descomponer este material y lograr un reciclaje más sostenible mediante fuerzas mecánicas (colisión) en lugar de calor o la utilización de productos químicos.
Un equipo de científicos dirigidos por la investigadora postdoctoral Kinga Golabek y el profesor Carsten Sievers, de la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular Georgia Tech (en Atlanta, Estados Unidos) encontró que un método “mecanoquímico (reacciones químicas impulsadas por fuerzas mecánicas como colisiones) puede convertir rápidamente el PET en sus componentes básicos, lo que abre el camino hacia un reciclaje más limpio y mecánico.
De acuerdo con un reporte publicado en la revista Chem, el equipo de investigación golpeó piezas sólidas de PET con bolas metálicas con la misma fuerza que experimentarían en un molino de bolas. Esto puede hacer que el PET reaccione con otras sustancias químicas sólidas, como el hidróxido de sodio (NaOH), generando suficiente energía para romper los enlaces químicos del plástico a temperatura ambiente, sin necesidad de disolventes peligrosos.
«Estamos demostrando que los impactos mecánicos pueden ayudar a descomponer los plásticos en sus moléculas originales de forma controlable y eficiente», afirma Sievers. «Esto podría transformar el reciclaje de plásticos en un proceso más sostenible».
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Energía en movimiento: cómo las colisiones transforman el plástico
Para comprobarlo, el equipo realizó experimentos de impacto único controlado y simulaciones computacionales avanzadas. El objetivo: entender cómo la energía liberada por las colisiones se distribuye dentro del plástico y desencadena reacciones químicas y estructurales.
Los resultados mostraron que el PET sufre alteraciones en su estructura y composición química en microzonas sometidas a distintas presiones y temperaturas. Al mapear estos cambios, los científicos descubrieron cómo la energía mecánica puede provocar reacciones químicas rápidas, limpias y altamente eficientes.
“Este conocimiento permitirá diseñar sistemas de reciclaje industrial más veloces, sostenibles y con menor consumo energético”, afirma el coautor Gołąbek.
Microimpactos que generan macroresultados
Cada colisión creó un diminuto cráter donde el plástico absorbió la mayor parte de la energía. En ese punto, el material se estiró, agrietó y ablandó, generando condiciones ideales para las reacciones químicas con hidróxido de sodio.
Las imágenes de alta resolución y la espectroscopía revelaron que las cadenas de polímero —habitualmente ordenadas— se desorganizaron en el centro del cráter. Algunas se rompieron en fragmentos más pequeños, aumentando la superficie expuesta al reactivo.
Incluso sin hidróxido de sodio, la fuerza mecánica por sí sola fue suficiente para causar rupturas mínimas en las cadenas, demostrando que el impacto mecánico puede inducir transformaciones químicas por sí mismo.
El estudio también identificó la importancia de la energía liberada en cada impacto. Las colisiones de baja intensidad solo alteran ligeramente el PET, mientras que las de mayor energía provocan grietas y deformaciones que exponen nuevas superficies reactivas.
“Comprender este umbral energético es clave para optimizar el reciclaje mecanoquímico, maximizando la eficiencia y reduciendo el gasto innecesario de energía”, explica Sievers.
Un paso hacia el reciclaje total de los plásticos
Estos hallazgos abren la puerta a un futuro donde los plásticos puedan reciclarse completamente, recuperando sus componentes originales sin necesidad de calor extremo ni productos químicos agresivos. El aprovechamiento de la energía mecánica podría convertir el reciclaje en un proceso más rápido, limpio y energéticamente eficiente.
“Este enfoque podría cerrar el ciclo de los residuos plásticos”, añade Sievers. “Podríamos imaginar sistemas industriales donde los plásticos cotidianos se reciclen mecanoquímicamente una y otra vez, reduciendo drásticamente el impacto ambiental”.
El siguiente paso del equipo será probar este método con flujos de residuos reales y explorar su aplicabilidad a otros tipos de plásticos difíciles de reciclar.
Hacia una economía circular impulsada por la mecanoquímica
Con millones de toneladas de PET producidas cada año, mejorar la eficiencia del reciclaje podría reducir significativamente la contaminación plástica y contribuir a la protección de los ecosistemas.
“Cada avance en este campo nos acerca a una industria más sostenible y a una economía circular verdaderamente funcional”, concluye Gołąbek.
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