Basura COVID: La siguiente ola de la pandemia

Por Ana Muro, César Treviño, Ivana Esquivel, Ladislao Sandoval, Gloria Dimas, Alejandro Montesinos

En el año 2022, poco a poco la enfermedad del COVID-19 parece ceder entre la población. De hecho, se espera que en los primeros meses el 70% de la población mundial se encuentre vacunada. Debido a esto, en varios países, las restricciones relacionadas con la pandemia han disminuido. Para inicios de junio del 2022, de acuerdo con la página oficial del Gobierno de México, todos los estados de la república (a excepción de Querétaro) ya tenían meses de haber reducido las restricciones relacionadas con el COVID. Tanto la movilidad como las actividades económicas y sociales se dan de manera habitual, la educación regresará por completo a la normalidad presencial y el uso de cubrebocas en espacios públicos cerrados es únicamente obligatorio dentro del transporte público (1). ¡Parece que por fin podremos quitarnos la mascarilla! Sin embargo, ¿dónde acabarán esos residuos?

Desde 1980 ha aumentado la emisión de gases de efecto invernadero y, en la actualidad, se ha sobrepasado el límite de dióxido de carbono (CO₂) por aproximadamente 130 ppm (2, 3). En países desarrollados el promedio de la huella de carbono por habitante suele ser muy alto, ésta ronda las 25 toneladas por millón de CO₂ (4), lo cual ha traído consecuencias al ambiente que hoy en día son vistas con más frecuencia.

Contaminación por mascarillas

Con una duración de hasta 450 años, los plásticos han sido una de las causas más trascendentales en la contaminación del medio ambiente. Es probable que no veamos los residuos de basura COVID en una pila inmensa a las afueras de una ciudad; sin embargo, actualmente estos presentan un problema en México, pues alrededor de 90 toneladas diarias se han generado durante la pandemia actual en nuestro país de acuerdo con datos de la Organización Mundial de la Salud (5). Aunado a esto, hay evidencias de problemáticas ambientales relacionadas con la ingestión de mascarillas por parte de animales, además de escurrimiento de compuestos tóxicos y microplásticos (6). Por lo tanto, ¿qué se puede hacer con estos residuos?

¿Qué es la pirólisis?

Ante el problema de contaminación por mascarillas, se han propuesto algunas alternativas tecnológicas para minimizar su impacto medioambiental; una de estas estrategias es la pirólisis, el cual es un proceso de reacción química que consiste en calentar a altas temperaturas un material en ausencia de oxígeno del aire. Este proceso es muy útil tomando en cuenta su versatilidad en el tipo de productos químicos generados.

Una reacción química es un proceso en el cual una o más sustancias se transforman en una o más sustancias distintas. Por ejemplo, al hacer una carne asada se llevan a cabo diversas reacciones químicas, una de ellas es la transformación del carbón (antes de quemarlo) en cenizas, cuya naturaleza es distinta al material inicial. Por otro lado, los catalizadores son materiales que modifican el mecanismo de una reacción química, teniendo efectos positivos como cambio en el tiempo y temperatura de operación, además de alteración en la distribución de los productos. El uso de la tecnología de pirólisis junto con catalizadores se conoce como “pirólisis catalítica”.

Varios grupos de investigación han reportado el uso de pirólisis para el aprovechamiento de residuos de mascarillas COVID; por ejemplo, investigadores de Corea realizaron pirólisis de mascarillas certificación KF-94 junto con un catalizador sintético para producir químicos con potencial uso en combustibles. Los resultados obtenidos demostraron alta producción de compuestos de interés, como hidrógeno y metano (7).

Investigación hecha en el Tec

¿Qué productos útiles pueden obtenerse a partir de la aplicación de pirólisis en mascarillas COVID? En el Tecnológico de Monterrey se ha estado realizando investigación científica relacionada con pirólisis de mascarillas COVID-19. Recientemente, se encontró que, al calentar este tipo de material en condiciones de ausencia de aire, pueden obtenerse principalmente líquidos y gases; entre los productos gaseosos más relevantes se encuentran el hidrógeno molecular (H₂) y el monóxido de carbono (CO). Mientras que el hidrógeno por sí solo es considerado una fuente limpia de energía, los dos compuestos antes mencionados presentan potencial para producir combustibles líquidos a través de una reacción química donde ambos se combinan.

De acuerdo con los resultados preliminares de esta investigación (8), el proceso de pirólisis catalítica de mascarillas promueve la generación de por lo menos dos veces más hidrógeno, a temperaturas hasta 100 °C más bajas, en comparación con la pirólisis no catalítica. Todo esto se logra con una descomposición de entre el 95 y 100% de las mascarillas, lo que significa que, de tener un residuo plástico peligroso para el medio ambiente, pueden obtenerse productos químicos útiles para la sociedad, aportando así a la reducción tanto en el uso de combustibles fósiles como en la contaminación ambiental.

En conclusión, las concentraciones de gases de efecto invernadero en el planeta están por llegar al límite máximo posible para evitar eventos catastróficos producidos por el cambio climático. Por eso, considerando que el uso de mascarillas va a continuar, tomar acción y reducir los posibles desechos de la basura COVID se ha vuelto una prioridad. La aplicación de tecnologías como la pirólisis nos permiten el aprovechamiento de estos, transformando así los residuos en “tesoro”. Esta y otras alternativas siguen tomando terreno, por lo que se está investigando su uso y desarrollo no solo de la manera convencional, sino también mediante el uso de fuentes de energía renovables como la energía solar. Hoy más que nunca se necesita de innovación responsable y sostenible para el control de la alta demanda de plásticos de todo tipo. Conocer y transmitir a nivel global las nuevas tecnologías presentes en las industrias son el paso final para la evolución de procesos más eficientes, sostenibles y amigables con el medio ambiente.

Autores

• Ana Patricia Muro Cano es estudiante de sexto semestre de la carrera de Ingeniería Química en el Tecnológico de Monterrey Campus Monterrey. Pertenece al grupo de investigación en Energía y Cambio Climático. a01652287@tec.mx

• Cesar Antonio Treviño Rodríguez es estudiante de sexto semestre de la carrera de Ingeniería Química en el Tecnológico de Monterrey Campus Monterrey. Pertenece al grupo de investigación en Energía y Cambio Climático. a01197432@tec.mx

• Ivana Gabriela Esquivel López es estudiante de octavo semestre de la carrera de Ingeniería en Nanotecnología y Ciencias Químicas en el Tecnológico de Monterrey Campus Monterrey. Pertenece al grupo de investigación en Energía y Cambio Climático. a00825796@tec.mx

• Ladislao Sandoval Rangel es Doctor en Ciencias con orientación en Procesos Sustentables. Actualmente es investigador posdoctoral en la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tecnológico de Monterrey. Pertenece al grupo de investigación en Energía y Cambio Climático. sandoval.r@tec.mx

• Gloria Lourdes Dimas Rivera es Doctora en Ciencias con orientación en Procesos Sustentables. Actualmente es profesora e investigadora en la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores, nivel Candidato. gdimasr@uanl.edu.mx 

• Alejandro Montesinos Castellanos es Doctor en Ingeniería Química. Actualmente es profesor investigador y líder del grupo de investigación en Energía y Cambio Climático. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores, Nivel II. Alejandro_Montesinos@tec.mx

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Referencias

• Gobierno de México. (2022). Semáforo – Coronavirus. Recuperado 6 de marzo de 2022, de https://coronavirus.gob.mx/semaforo/
• (2020). Historia del efecto invernadero y el calentamiento global de la tierra. Recuperado 7 de marzo de 2022, de https://www.lenntech.es/efecto-invernadero/historia-calentamiento-global.htm#:~:text=En%20los%20a%C3%B1os%201980%2C%20finalmente,global%20comienza%20a%20ganar%20terreno
• Martins, A. (2019). Qué es la famosa Curva de Keeling y qué dice sobre la aceleración del cambio climático – BBC News Mundo. Recuperado 7 de marzo de 2022, de https://www.bbc.com/mundo/noticias-47706576#:~:text=Muchos%20cient%C3%ADficos%20consideran%20que%20450,al%20movimiento%20ambientalista%20350.org
• Enérgya. (2020). ¿Es posible tener una huella de carbono 0? Energya. Recuperado 7 de marzo de 2022, de https://www.energyavm.es/es-posible-tener-una-huella-de-carbono-0/
• (2022). Las toneladas de desechos de la atención de salud en el contexto de la COVID-19 hacen patente la necesidad apremiante de mejorar los sistemas de gestión de desechos. Recuperado 5 de marzo de 2022, de https://www.who.int/es/news/item/01-02-2022-tonnes-of-covid-19-health-care-waste-expose-urgent-need-to-improve-waste-management-systems#:~:text=El%20an%C3%A1lisis%20mundial%20de%20la,noviembre%20de%202021%20y%20enviados
• Torres, F., & de la Torre, G. (2021, 10 septiembre). Face mask waste generation and management during the COVID-19 pandemic: An overview and the Peruvian case. Recuperado 7 de marzo de 2022, de https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969721026991
• Jung, S., Lee, S., Dou, X., & Kwon, E. E. (2021). Valorization of disposable COVID-19 mask through the thermo-chemical process. Chemical Engineering Journal, 405, 126658.
• Sandoval, L. (2021, 1 noviembre). Póster congreso ACAT 2021 [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=IK1VEgLH7mM