Desarrollan un nuevo proceso de reciclaje químico de espuma de poliuretano

Con un novedoso proceso de reciclaje, investigadores de la Universidad Northwestern, en Estados Unidos, descomponen y reconstruyen el poliuretano para fabricar nueva espuma.

Los plásticos de poliuretano son omnipresentes y se utilizan en multitud de aplicaciones y productos, desde colchones hasta zapatos. Pero una vez que estos productos llegan a su fin de vida, estos materiales terminan en vertederos, incineradoras o, peor, contaminando el medio ambiente.

Ahora, un grupo de investigadores de la Universidad Northwestern, en Chicago (EE.UU.) ha desarrollado un nuevo método de reciclado de espumas de poliuretano, uno de los tipos de plástico más comunes, que utiliza catalizadores no tóxicos y más ecológicos.

El proceso implica reacciones químicas que reprocesan y «reespuman» simultáneamente el poliuretano tras calentarlo en presencia de un catalizador a base de circonio e introducir un agente espumante. La espuma reciclada mantuvo su durabilidad e integridad estructural y química. El proceso se describe en un artículo publicado a principios de este mes en la revista Advanced Materials.

William Dichtel, catedrático de Química de la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg de Northwestern, dirigió el equipo de investigación y calificó el hallazgo de «gran paso adelante». Cuando se producen plásticos con un ciclo de vida circular, se convierten en una parte importante de la economía del futuro.

«Los tipos de polímeros que requieren este enfoque catalizador se denominan termoestables o polímeros reticulados», explica Dichtel, que trabaja en el Instituto Paula M. Trienens de Sostenibilidad y Energía de Northwestern. «Los termoestables son importantes por su mayor durabilidad y estabilidad, pero estas propiedades van en detrimento de su reciclabilidad. Los nuevos métodos para reciclar termoestables reducirán las emisiones de efecto invernadero, ahorrarán energía y disminuirán el uso de vertederos.»

Este «ciclo de vida circular» se refiere a materiales que se reprocesan o refabrican con una pérdida mínima de calidad y valor, en lugar de utilizarse una vez y desecharse o destruirse.

El reciclado tradicional de plásticos poliméricos consiste en fundir el plástico y moldearlo para darle un nuevo uso. Pero los plásticos más duraderos, como los poliuretanos de los aislantes de espuma pulverizada, los interiores de automóviles y otros tipos de ropa, no se funden debido a su estructura reticulada.

Dichtel y su equipo desarrollaron un método para reciclar y remodelar los productos de espuma de poliuretano existentes incorporando al material un catalizador a base de circonio después de mezclarlo en trozos más pequeños con una batidora de cocina. Antes utilizaban catalizadores a base de estaño para este proceso, pero estos catalizadores son demasiado tóxicos para seguir explorándolos.

Cuando se calienta el poliuretano, el catalizador de circonio reorganiza sus enlaces y permite dar nueva forma al material. Al mismo tiempo, una sustancia llamada agente espumante genera nuevas burbujas de gas, que quedan atrapadas dentro del plástico. De este modo, la vieja espuma de poliuretano, que suele utilizarse una sola vez, se transforma en una nueva espuma remodelada.

El descubrimiento se basa en investigaciones anteriores de Dichtel que establecieron una forma de reciclar la espuma de poliuretano en plásticos sólidos. Estos resultados fueron un paso importante hacia la circularidad del poliuretano; sin embargo, los productos de plástico sólido producidos en el estudio no se utilizan comercialmente. La capacidad de reciclar una espuma en otro producto de espuma puede ser mucho más importante y fue posible gracias a una colaboración clave con científicos de BASF, uno de los principales productores de poliuretano.

Las implicaciones de la nueva técnica son globales, según el estudio. El descubrimiento podría aplicarse a productos de espuma de poliuretano posconsumo o a plásticos industriales de desecho. «Estamos entusiasmados de trabajar con nuestros socios de BASF, uno de los productores de poliuretano más importantes e innovadores del mundo, para continuar nuestra búsqueda de un poliuretano más circular y sostenible», concluye Dichtel.