Investigadores desarrollan un proceso mejorado para reciclar poliuretano

Investigadores de la Universidad de Aarhus han encontrado un método mejorado para reciclar la espuma de poliuretano de artículos como los colchones.

El poliuretano (PUR) es un material plástico indispensable que se utiliza en colchones, aislamientos de frigoríficos y edificios, zapatos, coches, aviones, palas de aerogeneradores, cables y mucho más. Podría concebirse como un material maravilloso si no fuera también una carga medioambiental y climática. La mayoría de los productos de poliuretano desechados en todo el mundo acaban incinerados o en vertederos.

Esto es problemático porque los principales componentes del material se extraen principalmente del petróleo fósil. Y estamos hablando de cantidades significativas. En 2022, el mercado mundial de poliuretano alcanzó casi los 26 millones de toneladas, y una previsión para 2030 predice casi 31,3 millones de toneladas, de las que alrededor del 60% serán espuma en diversas formas.

Sin embargo, existe una pequeña pero creciente industria que descompone químicamente (despolimeriza) el poliuretano en sus principales componentes originales, poliol e isocianato, con el objetivo de reutilizarlos como materias primas en nuevos productos.

No obstante, aún queda mucho camino por recorrer antes de que su producción pueda competir realmente con los materiales «vírgenes». Separar y purificar los elementos deseados es caro.

Descomponer y separar de una sola vez

Un equipo de investigadores de la Universidad de Aarhus ha tenido una idea inteligente. Basan su método en lo que ya utilizan las empresas en cuestión: romper la espuma de poliuretano con ácido (acidólisis).

Pero las empresas no separan el poliuretano descompuesto en poliol e isocianato. El resultado es una mezcla que no puede reciclarse directamente, sino que obliga a sus clientes a utilizar nuevas recetas.

Los investigadores de la Universidad de Aarhus no sólo son capaces de descomponer el poliuretano y separar sus dos componentes principales, sino que pueden hacerlo de una sola vez. Calientan la espuma flexible de poliuretano a 220 °C en un reactor con un poco de ácido succínico. Después, utilizan un filtro que atrapa un material y deja pasar el otro.

Son los polioles los que pasan, y lo hacen con una calidad comparable a la del poliol virgen, lo que permite utilizarlos en la nueva producción de poliuretano. La parte sólida de la mezcla de productos que se filtra se transforma en una denominada diamina en un sencillo proceso de hidrólisis, que se utiliza en la producción de isocianatos y, por tanto, de poliuretano .

De este modo, los investigadores son capaces de recuperar hasta un 82% en peso del material original de la espuma flexible de poliuretano -utilizada en colchones- como dos fracciones separadas de diaminas y polioles. Los investigadores han publicado recientemente sus hallazgos en la revista científica Green Chemistry.

Enorme potencial en la industria…

«El método es fácil de ampliar», señala uno de los autores del estudio, Steffan Kvist Kristensen, profesor adjunto del Centro Interdisciplinario de Nanociencia (iNANO) de la Universidad de Aarhus.

Ve un enorme potencial para reciclar los residuos de espuma de poliuretano en las fábricas que los utilizan como materia prima (slabstock) en su producción.

«Pero la perspectiva de tratar también los residuos de poliuretano de los consumidores requiere un mayor desarrollo», añade.

… pero aún queda mucho para llegar a una economía circular

Los fabricantes de la industria de poliuretano utilizan fórmulas únicas para conseguir propiedades específicas para sus productos.

Por lo tanto, es necesario resolver una serie de retos antes de conseguir una economía real en el reciclaje del poliuretano, y que pasan por la clasificación de residuos, la logística y la clasificación de poliuretano por tipos.

Así pues, la despolimerización es sólo una pequeña parte de la solución.

No sólo espuma blanda

Los investigadores de la Universidad de Aarhus también han probado la combinación de acidólisis e hidrólisis en espuma de poliuretano regenerada y espuma rígida. Y funciona.

Pero aquí los caminos hacia una economía circular son aún más largos.

La espuma rígida de poliuretano se utiliza principalmente como material aislante, pero el empeño por transformarla en materias primas valiosas aún está en pañales.

Ahora mismo, los investigadores están probando la nueva tecnología en otros materiales de poliuretano para ver cómo pueden reciclarse. También están investigando cómo puede reutilizarse el ácido dicarboxílico, que forma parte del proceso. Además, probarán los materiales reciclados para crear nuevos productos y demostrar que la tecnología puede crear realmente una economía circular.