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Académicos de la UNAM generan proceso económico para degradar PET

FES Cuautitlán
Los académicos de la FES Cuautitlán buscan regenerar los monómeros del PET, un material cuya degradación en el medio ambiente es de hasta 500 años

En la actualidad, ante las alarmantes cifras de contaminación reportadas en México y el mundo, reciclar y reusar los materiales se convierte en una oportunidad para mejorar el manejo de los residuos que causan efectos negativos en el medio ambiente y la salud pública.

De acuerdo con la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat), el 80 por ciento de los residuos que son producidos en el hogar y el trabajo son reutilizables o reciclables. Entre éstos se encuentran los envases de PET, los cuales pueden reciclarse para la fabricación de nuevas botellas, hecho que generaría un importante ahorro de energía, materia prima y recursos naturales.

En ese contexto, José Guillermo Penieres Carrillo, José Guadalupe García Estrada y Luis Antonio Martínez Arellano, académicos de la Facultad de Estudios Superiores (FES) Cuautitlán, desarrollaron un proceso químico novedoso, económico, sencillo y eficiente que busca regenerar los monómeros del PET, un material cuya degradación en el medio ambiente es de hasta 500 años.

El contexto

Actualmente, es casi imposible dejar de producir y utilizar PET, uno de los termoplásticos más importante y consumido debido a sus propiedades: ligero, higiénico, transparente, hermético, resistente, no tóxico y no altera las propiedades del contenido.

En entrevista con el doctor Penieres Carrillo, Premio Nacional de Química 2016 por la Sociedad Química de México en el área de Docencia, mencionó que este tipo de plástico no es considerado un contaminante tóxico, pero no es biodegradable.

El problema radica en su volumen de producción y su acumulación en tiraderos, lo que ocasiona problemas ecológicos que afectan el hábitat natural de la fauna, como sucede en la “Isla de Plástico”, ubicada en el Pacífico Norte, donde flotan más de 100 millones de toneladas de desecho, siendo el PET de los más abundantes.

En los últimos años su uso ha aumentado lo que representa un grave problema de contaminación. Tan sólo en México, la Semarnat reportó que anualmente se desechan más de 90 millones de botellas fabricadas con este material, motivo por el cual el reciclado se vuelve un tema de relevancia social, pues procura un desarrollo sostenible más eficiente que logre disminuir el deterioro ecológico.

En el caso específico del plástico como residuo, se han realizado varios intentos para reciclarlo, como la recolección y clasificación, además de la implementación de métodos para degradarlo basados en reacciones de hidrólisis en fase acuosa o fase orgánica, los cuales emplean sistemas ácido o bases fuertes. Sin embargo, se trata de metodologías económicamente elevadas y que causan efectos ambientales.

Innovación: aplicación de un arcilla nacional

Con una filosofía enfocada en la Química Verde, mediante la cual se aplican procesos químicos que reducen o eliminan productos nocivos, los académicos de la FES Cuautitlán crearon un proyecto que busca la despolimerización y reciclado del polietileno tereftalato de etilo (PET) mediante la catálisis heterogénea, un proceso económico y menos agresivo para el ambiente.

El proceso para lograr la degradación comenzó cuando se agregó hojuela de PET en un matraz y posteriormente el catalizador. La mezcla fue sometida a calentamiento térmico, teniendo como resultado un sólido amorfo llamado ácido tereftálico (ATF).

De esta manera, se utiliza una arcilla natural mexicana como catalizador y medio de reacción para degradar químicamente el PET de desecho y obtener buenos rendimientos de uno de sus monómeros, el (ATF).

Lo anterior puede realizarse con o en ausencia de disolventes y bajo condiciones de reacción de presión atmosférica más suaves, altos porcentajes de rendimiento y tiempos cortos de reacción a partir de la utilización de energía de microondas, térmica e infrarrojo. La metodología aplicada en la investigación fue repetida por los especialistas en varias ocasiones; en cada caso lograron resultados similares entre sí.

ATF: monómero multifuncional

La obtención del ATF en la degradación resultó ser una gran ventaja, ya que este monómero puede ser empleado para generar nuevos envases y crear un polímero llamado “Kevlar” capaz de soportar altas temperaturas y que es cinco veces más fuertes que el acero.

“Al hacerlo reaccionar con otro monómero genera plásticos altamente resistentes que impactan en el ámbito social. Uno de sus usos más comunes son los chalecos antibalas, que hoy día son utilizados principalmente por personal de seguridad”, declaró García Estrada.

De igual manera, el equipo de investigación liderado por el doctor Penieres descubrió que es posible convertir el ATF obtenido del PET en un benzimidazol con propiedades fungicidas importantes in vitro, que potencialmente puede ser empleado como fármaco.

Actualmente, los especialistas estudian el diseño a nivel planta piloto de un reactor para degradar PET, el cual posteriormente propondrán a la industria con la finalidad de lograr un impacto real.

Finalmente, coincidieron en que la idea de generar menos residuos debe formar parte de toda sociedad y no sólo del ámbito científico. “La acumulación del PET dependerá de nosotros y de la cultura que generamos a las futuras generaciones”, concluyeron.

 

“Al utilizar energía de microondas o infrarroja se reduce el tiempo de reacción de la mezcla que genera el ATF y, por ende, el impacto ambiental es bajo por la poca utilización de energía que se realiza”.

“El monómero generado en el proceso de degradación (ATF) permite crear el Kevlar y un antifúngico a partir de la adición de un segundo reactivo”.

“El doctor Penieres descubrió las propiedades catalíticas de la arcilla nacional empleada en la investigación en nuestro país”.

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