Científicos fabrican plástico renovable a partir de CO2

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Investigadores de la Universidad Stanford han descubierto una nueva manera de fabricar plástico a partir de dióxido de carbono (CO2) y residuos agrícolas o pastos. La nueva tecnología podría proporcionar una alternativa sostenible y baja en carbono para botellas de plástico y otros elementos fabricados a partir del petróleo. El objetivo final es reemplazar los productos derivados del petróleo con plástico hecho de CO2, sin usar una gran cantidad de energía no renovable, reduciendo drásticamente la huella de carbono de la industria del plástico.

Cambiar la fórmula del plástico

Muchos productos de plástico están hechos de un polímero llamado de tereftalato de polietileno (PET), también conocido como poliéster. A nivel mundial, se fabrican cerca de 50 millones de toneladas de PET cada año para artículos tan diversos como telas, aparatos electrónicos, envases de bebidas y productos para cuidado personal.

El PET está hecho de dos componentes, el ácido tereftálico y etilenglicol, que se obtienen de petróleo refinado y gas natural. El proceso de fabricación del PET produce cantidades significativas de CO2, gas de efecto invernadero que contribuye al calentamiento global. El uso de estos materiales procedentes de combustibles fósiles, combinado con la energía necesaria para la fabricación de PET, genera más de cuatro toneladas de CO2 por cada tonelada de PET que se produce.

La investigación se ha centrado en una prometedora alternativa al PET llama furandicarboxylate polietileno (PEF). El PEF se obtiene a partir de etilenglicol y un compuesto llamado ácido 2-5-Furandicarboxylico (FDCA). El PEF es un reemplazo atractivo para el PET, debido a que el FDCA puede obtenerse de biomasa en lugar de petróleo. El PEF también es superior al PET en el sellado al vacío, que es útil para aplicaciones de embotellado.

A pesar de los muchos atributos deseables del PEF, la industria del plástico todavía tiene que encontrar una manera de bajo coste para su fabricación a gran escala. El cuello de botella es encontrar una forma comercialmente viable para producir FDCA.

Una opción es convertir la fructosa de jarabe de maíz en FDCA. La firma holandesa, Avantium, ha desarrollado esa tecnología en asociación con Coca Cola y otras compañías. Sin embargo, la producción de estos cultivos a niveles industriales requiere gran cantidad de tierra, energía, fertilizantes y agua. Además el uso de fructosa es problemático, ya que su producción tiene una huella de carbono elevada y, en última instancia, compite con la producción de alimentos. Es mucho más práctico obtener FDCA a partir de biomasa no comestible, como pastos o el material de desecho que queda después de la cosecha.

Convertir los residuos en plástico

En lugar de utilizar el azúcar de maíz para hacer FDCA, el equipo de Stanford ha estado experimentando con furfural, un compuesto formado a partir de residuos agrícolas que ha sido ampliamente utilizado durante décadas. Anualmente se producen cerca de 400.000 toneladas para su uso en resinas, disolventes y otros productos. Sin embargo, hacer FDCA de furfural y CO2 requiere típicamente productos químicos peligrosos que son caros y hacer uso intensivo de energía.

El equipo de Stanford resolvió el problema utilizando un compuesto mucho más sencillo: carbonato, combinado con CO2 y furoico, un derivado de furfural; calentando la mezcla a alrededor de 290 grados Fahrenheit (200 grados centígrados) para formar una sal fundida. Los resultados fueron espectaculares. El 89 por ciento de la mezcla de sales fundidas se había convertido en FDCA. El siguiente paso, la transformación de plástico FDCA en PEF, es un proceso sencillo. 

CO2 reciclado 

La investigación tiene el potencial de reducir significativamente las emisiones de efecto invernadero, ya que el CO2 necesario para fabricar el PEF se podría obtener a partir de las emisiones de centrales eléctricas y otras instalaciones industriales. 

Los productos hechos de PEF también se pueden reciclar o volver a convertir el CO2 atmosférico mediante incineración, que luego puede ser fijado por las plantas y utilizarse de nuevo para hacer más PEF. 

Esta investigación es sólo un primer paso, en la siguiente fase habrá que demostrar la viabilidad de la idea a gran escala y cuantificar la huella de carbono real en condiciones de trabajo industriales. 

+ info: Science daily / Nature