En 2023, se utilizaron alrededor de 860,000 toneladas de envases de PET (tereftalato de polietileno) en México. 63% de este material se recicló para darle un nuevo uso a través de estrategias de economía circular. Sin embargo, en los procesos de reciclaje, este polímero termoplástico puede perder sus propiedades originales y se complica su reutilización, por ejemplo, para botellas de bebidas carbonatadas.
Gabriel Luna, profesor distinguido en Biomateriales Inteligentes para el Institute of Advanced Materials for Sustainable Manufacturing y la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tec de Monterrey, platica que las propiedades del PET se degradan debido a factores como la exposición al sol, cambios de temperatura y rayos UV, que lo vuelven quebradizo, opaco y con menor resistencia mecánica; además, un reciclaje térmico puede empeorar aún más su condición.
Ante este desafío, Luna y un equipo de investigadores participan en un proyecto que se enfoca en el reciclaje de PET para obtener fibras y filamentos de alto valor que puedan ser utilizados en diferentes aplicaciones, por ejemplo, para la fabricación de textiles con propiedades antimicrobianas.
Luna señala que la estrategia del proyecto es integral, porque combina un enfoque científico, de reciclaje y de circularidad. “Nuestra propuesta es única, porque fusiona tecnologías comunes con formulaciones inteligentes que permiten recuperar y mejorar el PET reciclado”.
Nanotecnología y aditivos para un PET circular
A través de principios de economía circular, materiales como el PET se pueden mantener en uso durante el mayor tiempo posible, minimizando la generación de residuos que impactan en el medio ambiente y usando cada vez menos materias primas vírgenes en la fabricación de productos.
Aunque el reciclaje es la mejor opción, implica restaurar algunas de sus propiedades a través de combinaciones con aditivos.
El equipo de investigación desarrolló una estrategia de formulación —que está en proceso de patente— que usa nanopartículas de óxidos metálicos como aditivos y en los que estas deben tener tamaños formas y estructuras específicas para una mejor compatibilidad química y física con el polímero.
“No se trata solo de añadir materiales; con esta formulación adecuada podemos combinarlos y tener un efecto sinérgico que ayuda a que las propiedades que fueron disminuidas ahora se mejoren o corrijan”, dice Luna.
Estos aditivos tienen un efecto dual, porque devuelven al PET cualidades físicas como resistencia, firmeza, brillo y durabilidad, y también lo dotan de características antibacterianas y antimicrobianas. Además, como diferenciadores están su tecnología y un menor costo que otras opciones en el mercado.
A partir de esa formulación, los investigadores se centraron en obtener fibras y filamentos que serían útiles para fabricar textiles de alta calidad, materiales para tratar heridas como parches o vendajes, e incluso, con potencial para la impresión 3D.
Colaboración nacional e internacional
Juan Carlos Tapia, emprendedor y científico con cerca de 30 años de experiencia en la industria textil y en tecnologías de reciclaje de residuos plásticos, es uno de los principales colaboradores de Luna este proyecto; él permite el acceso a una planta con máquinas de extrusión e inyección con las que se producen los hilos.
El piloto de este proyecto se lleva a cabo en Aguascalientes, donde los investigadores reciben el PET molido de empresas recicladoras; hacen una limpieza profunda del plástico y adaptan su tamaño para que sirva como materia prima; luego, lo mezclan con los aditivos y lo funden; finalmente, llevan a cabo proceso de extrusión e inyección para obtener filamentos textiles funcionales.
A través del proyecto sería posible alcanzar una circularidad de entre un 80 y 90% de este material, menciona Luna; además, en una escala piloto se podrían reciclar hasta 100 toneladas de PET para evaluar la viabilidad económica del proceso, el cual sería posible escalar ante una mayor demanda.
“La circularidad consiste en tomar el material, procesarlo, usarlo y tratar de regresarlo al inicio para mantener el ciclo en funcionamiento por algunas vueltas”, dice.
El investigador destaca también una colaboración internacional que hay con investigadores de la Universidad de Texas en Austin a quienes se envían muestras del material para su reformulación para la industria textil y otras aplicaciones.
Enfoque en microplásticos y PET no reciclado
El proyecto se centra principalmente en el PET circular, sin embargo, también tiene un enfoque hacia los microplásticos que resultan de ese material no reciclado o por su sobreuso. En ese sentido, la opción es darles una salida ambiental a través de la degradación.
Luna también colabora con Nancy Ornelas, investigadora del Centro del Agua del Tec, para diseñar estrategias que ayuden a atrapar y degradar los microplásticos que se producen del material que es imposible de reciclar.
Estos procesos se pueden realizar a través de catálisis y reacciones químicas con nanopartículas y materiales especiales que promueven su reintegración a la naturaleza.
Asimismo, menciona que también exploran enfoques desde la circularidad hacia la revalorización de residuos plásticos, no solo PET, sino polietileno (PE), poliestireno (PS) y PVC, que son más complejos de reciclar, pero que se pueden degradar químicamente para obtener otros compuestos útiles para la industria.
“Hoy en día, todos pensamos en reciclar y reutilizar materiales; es una mentalidad muy importante. No tienes que ser científico ni estar involucrado en tecnología. Si en casa intentamos reutilizar plásticos y reducir su uso, creo que, junto con científicos y empresas, podemos avanzar en la reducción de la contaminación por plásticos”, dice Luna.
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