La solución biotecnológica que recicla los residuos plásticos más delicados
El mundo produce 460 millones de toneladas de plástico al año(se abrirá en una nueva ventana), de las que solo se recicla el 9 % y el resto se deposita en vertederos o se incinera. En Europa, donde el total de residuos plásticos producidos en 2021 fue de 16 millones de toneladas(se abrirá en una nueva ventana), las tasas de reciclaje se mantienen en torno al 35 %(se abrirá en una nueva ventana), la mayor parte del plástico se quema (42 %) para obtener energía o se deposita en vertederos (23 %). Eso hace que los plásticos se filtren en los océanos y en la cadena alimentaria. Las actuales instalaciones de reciclaje mecánico se enfrentan especialmente a residuos plásticos mezclados, multicapas, mezclas y aditivos, y dependen de flujos de residuos fáciles de clasificar y relativamente limpios, mientras que las soluciones químicas en desarrollo requieren más energía, lo cual aumenta las emisiones de CO2. «Se trata de un problema urgente; se calcula que para 2050 la producción e incineración de plásticos podría liberar anualmente emisiones equivalentes a más de 600 centrales de carbón», señala Cristiano Varrone(se abrirá en una nueva ventana), del proyecto UPLIFT(se abrirá en una nueva ventana), financiado con fondos europeos. Aplicando novedosas tecnologías bioquímicas de reciclado y diseños ecológicos, el equipo de UPLIFT ha desarrollado una cadena de valor de envases de plástico más sostenible para el sector de la alimentación y las bebidas. «Nuestra solución única descompone los residuos plásticos mezclados en monómeros que, mediante procesos microbianos, se transforman en plásticos y aditivos más renovables», explica Varrone, de la Universidad de Aalborg(se abrirá en una nueva ventana), entidad anfitriona del proyecto.
Una nueva biorrefinería para ecopolímeros
Mediante una combinación de pretratamientos avanzados, enzimas, microorganismos y catalizadores químicos más ecológicos, el novedoso proceso de despolimerización de UPLIFT puede tratar los residuos plásticos mezclados que actualmente no pueden reciclarse adecuadamente. Las pruebas identificaron las mejores enzimas para descomponer los polímeros de poliéster en sus monómeros constituyentes, en condiciones moderadas: a bajas temperaturas y sin productos químicos agresivos. Este proceso de despolimerización se aumentó con catalizadores químicos novedosos y benignos. El avance más significativo del proyecto fue su método de biorrefinería de plásticos, que combina monómeros derivados del plástico con bloques de construcción fermentados de origen biológico. Microorganismos modificados genéticamente reciclan estos monómeros derivados del plástico y otros residuos en compuestos como polihidroxialcanoatos(se abrirá en una nueva ventana) (PHA), para producir ecopolímeros, más neutros en carbono y más fáciles de reciclar. Tras probar la despolimerización de plásticos comerciales puros, la atención se centró en los residuos plásticos posconsumo más difíciles, como las botellas de tereftalato de polietileno(se abrirá en una nueva ventana) (PET), las bandejas y los residuos plásticos mezclados. El proyecto logró la despolimerización enzimática a escala piloto de 25 kg de residuos plásticos reales, así como la producción de nuevos bloques de construcción de base biológica en un reactor de 1 500 litros. El equipo de UPLIFT amplió sus procesos más eficaces para producir entre 10 y 20 kg de ecopolímeros bioreciclados a base de PHA y ácido poliláctico(se abrirá en una nueva ventana), compuestos en nuevos materiales de envasado (incluidas películas flexibles, bandejas rígidas y botellas). «Sin embargo, a pesar de las ventajas medioambientales, la adopción a gran escala de los nuevos ecopolímeros sigue siendo un reto y su coste sigue siendo demasiado elevado para ser competitivo con las tecnologías convencionales», añade Varrone.
Apoyar la transición a una economía más circular
Entre 2010 y 2022, el volumen de residuos de envases de plástico en Europa aumentó aproximadamente un 29 %(se abrirá en una nueva ventana). Mientras tanto, la mitad del plástico recogido para reciclar se exporta para su tratamiento en países de fuera de la Unión Europea (UE). Como China restringe ahora las importaciones de residuos plásticos, es probable que se incineren más o acaben en vertederos, lo cual compromete las ambiciones de economía circular de la UE(se abrirá en una nueva ventana). Ello es especialmente preocupante cuando alrededor de 22 millones de toneladas de plástico(se abrirá en una nueva ventana) llegaron a suelos, ríos y océanos en 2019, y cuando tanto las fugas de plástico como las emisiones de los ciclos de vida de los plásticos se duplicarán como mínimo para 2060. La innovación de UPLIFT podría contribuir al objetivo de la Directiva marco sobre residuos de la UE(se abrirá en una nueva ventana) de alcanzar un mínimo del 65 % (en peso) de los residuos municipales reutilizados y reciclados en 2035. Con una patente sobre enzimas quiméricas ya asegurada, el equipo trabaja ahora en la optimización de los procesos, reduciendo el coste de la valorización y la producción de ecopolímeros.
