Cómo se descompone el plástico
Tiempo medio de descomposición de los productos de plástico creados con diferentes tecnologías,
Las principales preocupaciones están relacionadas con el hecho de que los plásticos,Una vez en el suelo, se descomponen en pequeñas partículas y pueden liberar al medio ambiente sustancias químicas que se les agregan durante la producción. Puede ser cloro, varios productos químicos, por ejemplo, agentes anti-llamas tóxicos o cancerígenos. Estos productos químicos pueden filtrarse en el agua subterránea u otras fuentes cercanas, lo que puede causar daños graves a quienes beben el agua.
Además, el llamado plástico biodegradable, a medida que se descompone, puede liberar metano, que es un gas de efecto invernadero muy potente, que contribuye de manera significativa al calentamiento global.
Al golpear los vertederos, el plástico no representapotencialmente ninguna amenaza, ya que el relleno sanitario es una estructura de ingeniería especial que se crea para proteger el medio ambiente y la salud humana y previene la contaminación, incluidos el suelo y las aguas subterráneas.
La mayor parte del daño es causado por el propio plástico que la propia persona tira en lugares no destinados a tal o cual termina en vertederos espontáneos.
Las empresas también están desarrollando nuevas formas de acelerar el proceso de descomposición del plástico yNuevos tipos de plásticos biodegradables que se descomponen en tres a seis meses.
Dichos materiales no están hechos de productos derivados del petróleo,como de costumbre, pero a partir de almidón, grasas, maíz u otra biomasa. Pero para incrementar la producción de estos materiales, será necesario expandir la tierra cultivada reduciendo los bosques y otras zonas naturales.
Tipos de procesamiento de plásticos
- Físico
Reciclaje mecánico
Entre los métodos físicos, el más común es el reciclaje mecánico.en la trituración, trituración y molienda de materiales plásticos para obtener reciclado, un material polimérico que posteriormente se utiliza para fabricar otros productos plásticos.
En la primera etapa, los residuos se clasifican según el tipo de plástico, el estado del material y el grado de contaminación.A continuación, el material pasa por la etapa de pretrituración y, posteriormente, el plástico se vuelve a clasificar y se lavay secado, y luego procesado en instalaciones térmicas para obtener una masa fundida de consistencia homogénea – reciclado.
Posteriormente, el material ya derretidose envían a una extrusora para formar gránulos intermedios o directamente productos secundarios. Para la implementación del proceso se utilizan trituradoras y plantas de granulación.
- Reciclaje químico
El reciclaje químico se utiliza para procesar moléculas de polímero, lo que da lugar a la formación de nuevas estructuras, que posteriormente se utilizan como materias primas para la producción de nuevos productos.
Muchas grandes empresas internacionales, como Adidas, Unilever, P&G, Danone e Interface, están invirtiendo activamenteSe basa en el proceso de despolimerización o destrucción química del aglutinante polimérico.
Como resultado del proceso, un ready-mademateriales reciclables como nuevos plásticos (polímeros), monómeros para fabricar nuevos plásticos, nafta para fabricar nuevos plásticos y productos químicos, productos químicos básicos como metanol, combustibles de transporte para aviación y automóviles, ceras para velas y crayones, petróleo crudo sintético ...
La ventaja del método químico es la capacidad de reciclar el plástico cuando separarlo para su reciclaje mecánico es económicamente ineficiente o técnicamente imposible.La mayoría de las veces, el método se utiliza para reciclar material contaminado.
Hidrólisis y glucólisis
Durante la hidrólisis, el plástico reacciona con el agua en un ambiente ácido, alcalino o neutro. Como resultado, el material se despolimeriza y se descompone en monómeros.
Solvolisis
La solvólisis es el método más utilizado de reciclaje químico y se implementa utilizando una amplia gama de disolventes, temperaturas, presiones y catalizadores, como agua supercrítica y alcoholes.
Las sales alcalinas actúan como catalizador.rieles. En comparación con la pirólisis, el proceso de solvólisis requiere temperaturas más bajas. El proceso genera fibra recuperada y una sustancia química que luego se puede utilizar comercialmente.
Metanólisis
El método se basa en la división del plástico cuandoutilizando metanol en tanques con altas temperaturas. El proceso utiliza catalizadores como acetato de magnesio, acetato de cobalto y dióxido de plomo.
Termocatálisis
En Rusia se ha desarrollado un proceso de reciclajeplástico en componentes de combustible líquido utilizando un catalizador de una sola vez basado en lodos de algunas industrias metalúrgicas. Inicialmente, los residuos plásticos se trituran y luego, con la adición de un catalizador, ingresan a un reactor donde la mezcla se calienta a más de 400 °C.
La mezcla resultanteLos hidrocarburos se alimentan para la combustión como fuel oil acabado, que también puede funcionar como plastificante para algunos componentes de la superficie de la carretera. Posteriormente, el producto puede procesarse para producir gasolina, diesel y fuel oil.
La ventaja del método es baja.consumo de energía, y entre las desventajas se destaca la complejidad del control del proceso y los equipos tecnológicos debido a la necesidad de realizar el proceso a alta presión.
- Térmico
Los mecanismos de destrucción térmica de los polímeros se clasifican según el contenido de oxígeno en varios tipos: pirólisis, metanólisis, gasificación, combustión.
Pirólisis
La pirólisis es una de las más efectivas, peroal mismo tiempo, métodos costosos de procesamiento de plástico. Cuando se utiliza el método de pirólisis, los desechos se procesan a altas temperaturas en cámaras especialmente equipadas sin acceso a oxígeno. Como resultado del proceso químico se forman gas, energía térmica y fueloil.
Al dividir los residuos plásticos por pirólisis, se obtiene una fracción de gasolina, que puede llegar hasta el 80% de la masa de la materia prima.
El proceso implica descomposición térmica.Residuos plásticos a diversas temperaturas (300–900° C) en ausencia de oxígeno, lo que provoca la descomposición térmica y la liberación de partículas de hidrógeno contenidas en el plástico. Se forman una serie de hidrocarburos que pueden utilizarse como bases de combustible.
La pirólisis destruye el 99% del complejo dañinosustancias que componen el plástico, lo que lo convierte en una de las opciones más respetuosas con el medio ambiente para el reciclaje de residuos, pero requiere mucha energía.
Gasificación
Al gasificar de suciedad sin clasificar.Los materiales forman gas sintético, que posteriormente puede utilizarse tanto para la construcción de nuevos polímeros como para la generación de energía térmica y eléctrica, metanol, electricidad, proteínas alimentarias y diversas biomasas.
Los residuos se tratan con un flujo de plasma atemperatura de 1200 ° C, por lo que se destruyen sustancias tóxicas y no se forma alquitrán. Posteriormente, la basura se convierte en ceniza, que a menudo se prensa en briquetas y se coloca en los cimientos de los edificios. El método de gasificación ha ganado una popularidad particular en Japón.
La principal ventaja del método es la capacidad de procesar plástico sin clasificar. Entre las desventajas, existe una alta probabilidad de emisión de gases nocivos a la atmósfera.
Metodos experimentales
- Despolimerización
La despolimerización térmica es uno de losmétodos físicos y químicos experimentales. Se basa en un proceso de pirólisis que utiliza agua. Como resultado de la despolimerización térmica se obtienen tanto una mezcla de hidrocarburos apta para la creación de combustibles sintéticos como nuevos materiales plásticos.
En el proceso de despolimerización, los monoplásticos comoLas botellas de PET se vuelven a dividir en monómeros que se pueden reciclar en nuevos materiales de PET. La despolimerización térmica permite procesar plásticos mixtos, pero crea subproductos potencialmente peligrosos.
- Radiación
El método de radiación se basa en el uso deRadiación de alta energía para destruir la matriz polimérica, mientras que las características físicas del relleno permanecen sin cambios. Se supone que en el futuro, este método todavía experimental se presentará como el principal método de reciclaje de plástico reforzado.
Entre las desventajas del proceso, existe una mayor carga de radiación sobre los seres humanos y el medio ambiente. Además, solo se reciclan los plásticos de capa fina.
- Descomposición por microbios del estómago de las vacas.
Investigadores en Austria han descubierto que las bacterias del rumen de una vaca, una de las cuatro secciones de su estómago, pueden descomponer el plástico.
Los científicos sugirieron que tales bacterias podrían ser beneficiosas porque las vacas tienen poliésteres vegetales naturales en sus dietas: tienen una estructura similar al plástico.
Los autores del trabajo consideraron tres tipos de polímeros:PET, PBAT y furanoato de polietileno. Los resultados mostraron que los tres plásticos pueden ser descompuestos por microorganismos del estómago de las vacas, y los polvos de plástico se descomponen más rápido que las películas de plástico.
- Descomposición larvaria
El problema de la contaminación plástica puede serresuelto con la ayuda de escarabajos generalizados en Corea. Las larvas de escarabajos del orden Coleoptera (Plesiophthophthalmus davidis) pueden descomponer el poliestireno. La flora intestinal del insecto puede oxidarse y cambiar las propiedades superficiales de la película de poliestireno.
- Reutilizar
En forma de espuma de poliuretano
Los científicos de Nueva Zelanda han desarrollado un método para convertir cuchillos, cucharas y tenedores de plástico biodegradables en espuma que se puede utilizar como aislamiento de paredes o en dispositivos de flotación.
Como experimento, los científicos colocaron cantimplorasdispositivos en una cámara especial llena de dióxido de carbono. Al cambiar el nivel de presión, los investigadores observaron cómo el dióxido de carbono se expandía dentro del plástico, creando espuma, y luego los científicos recibieron espuma.
Cada vez que se recicla el plásticopierde un poco su fuerza. Pero para la espuma, esto no es importante: en muchas aplicaciones, no se requiere resistencia. Este material se utiliza como aislamiento de paredes o en dispositivos de flotación.
Como vainillina
Los científicos escoceses han desarrollado una forma única de reciclar los residuos plásticos. Con la ayuda de bacterias genéticamente modificadas, se convirtió en aromatizante de vainillina.
Dos investigadores de la Universidad de Edimburgo enEscocia tiene bacterias modificadas genéticamente para convertir el ácido tereftálico en vainillina. El caso es que ambas sustancias tienen una composición química similar. Como resultado, las bacterias solo necesitan realizar cambios menores en la cantidad de átomos de hidrógeno y oxígeno asociados con el mismo esqueleto de carbono.
En forma de combustibles y lubricantes
Los científicos de los Estados Unidos han ideado una forma de convertir los plásticos en materiales útiles. Se pueden utilizar inmediatamente como combustible y lubricantes para aviones o diesel.
Investigadores del Centro de Innovación en el campoPlastic en la Universidad de Delaware (CPI) en los Estados Unidos ha desarrollado un método directo para convertir envases de plástico de un solo uso (bolsas, envases de yogur, botellas de plástico, tapas de botellas y otros) para su uso como combustible para aviones o diesel y lubricantes.
Los investigadores utilizaron un nuevo catalizador yun proceso único para la destrucción rápida de plásticos difíciles de procesar: poliolefinas. Representan del 60 al 70% de todos los plásticos que se producen en la actualidad.
Problemas de reciclaje de plástico
El mayor desafío del reciclaje de plásticoEl desperdicio radica en el alto costo de recolección y procesamiento de materiales: los plásticos rara vez se presentan en forma "pura" y, en la mayoría de los casos, son una combinación de diferentes tipos de polímeros.
Junto con la contaminación del material entrante.esto hace que el proceso de clasificación y limpieza requiera mucha mano de obra y sea costoso. Además, el sistema de recogida y reciclaje organizados de residuos se aplica sólo en un número limitado de países.
Por lo tanto, la mayoría de los residuos plásticos no se reciclan y se arrojan al medio ambiente o, en un enfoque más organizado, se incineran.
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