El vínculo del PET con la crisis ambiental: evaluación de impacto y estrategias de mitigación

Recientemente, un equipo de investigación de la Academia de Ciencias de China realizó una evaluación del ciclo de vida (LCA) de principio a fin de botellas de PET para evaluar su sostenibilidad ambiental. Desde emisiones de carbono hasta la liberación de sustancias tóxicas, esta evaluación ofrece información sobre los impactos multifacéticos del PET en la atmósfera, los cuerpos de agua y los ecosistemas de la Tierra.

Evaluación de la contribución de la producción de PET a las emisiones globales de carbono

La emisión de gases de efecto invernadero (GEI) amplifica el efecto invernadero en la atmósfera terrestre, contribuyendo al calentamiento global al atrapar el calor en la atmósfera terrestre. Dentro de la cadena de la industria del PET, los GEI provienen principalmente de la dependencia de combustibles fósiles y del uso de electricidad con alta intensidad de carbono durante los procesos de producción.

Según la Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida (LCIA) realizada por el equipo de investigación, el factor de emisión de las botellas de PET es de 1,6 × 10−1 kg de CO2 equivalente, con un factor de impacto de 4,6 × 10³ kg de CO2 equivalente por kilogramo. Esto indica que la producción de un kilogramo de botellas de PET genera emisiones de aproximadamente 4,6 toneladas métricas de CO2 equivalente.

Entonces, ¿es la producción de PET realmente un importante contribuyente a las emisiones globales de carbono?

De hecho, las emisiones globales de carbono se originan principalmente en la combustión de combustibles fósiles (como carbón, petróleo y gas natural), actividades industriales (incluida la producción de acero, cemento y productos químicos), transporte (automóviles, aviones, barcos), construcción (uso de calefacción, refrigeración y electricidad), agricultura y cambios de uso de la tierra.

Según datos de la EPA y otras fuentes, la producción de plástico, incluida la producción de PET, contribuye de hecho con una cantidad considerable de emisiones de dióxido de carbono. Sin embargo, en comparación con otras fuentes importantes de emisiones, la cantidad total procedente de la producción de plástico es relativamente pequeña.

Incluso según estimaciones más altas, la producción de plástico emite aproximadamente 500 millones de toneladas métricas de dióxido de carbono al año, lo que representa solo alrededor del 1,3 % de las emisiones totales globales (basado en las emisiones globales de 2019 de aproximadamente 37 mil millones de toneladas métricas de dióxido de carbono).

Impactos sobre la toxicidad ambiental y los ecosistemas acuáticos

La producción de resina de PET o botellas de PET (preformas) emite compuestos peligrosos como óxido de etileno y formaldehído cancerígenos, lo que presenta riesgos sustanciales para la salud, incluidas enfermedades respiratorias y respuestas alérgicas. Los estudios revelan que la fabricación de un kilogramo de botellas de PET libera alrededor de 14 toneladas métricas de sustancias tóxicas equivalentes al 1,4-diclorobenceno, lo que subraya considerables riesgos potenciales para la salud.

Además, las evaluaciones del impacto del ciclo de vida de las botellas de PET indican profundos efectos de toxicidad en los ecosistemas acuáticos. Las sustancias químicas liberadas durante la producción de PET pueden ingresar a ríos y lagos a través de la descarga de aguas residuales y eventualmente llegar a los océanos, contribuyendo a la ecotoxicidad acuática tanto terrestre como marina. La eliminación inadecuada de las botellas de PET agrava estos impactos, generando microplásticos que ponen en peligro los organismos acuáticos y alteran el equilibrio ecológico. En última instancia, estas sustancias nocivas pueden ingresar al cuerpo humano a través de la cadena alimentaria.

La eutrofización del agua dulce es otro impacto significativo del PET en los ecosistemas acuáticos. Esto se refiere principalmente a una presencia excesiva de nutrientes como fósforo y nitrógeno en los cuerpos de agua, lo que provoca un crecimiento excesivo de algas y plantas acuáticas, deterioro de la calidad del agua, mortalidad de peces y reducción de la biodiversidad, lo que afecta gravemente a los ecosistemas acuáticos. 

Preocupaciones por la contaminación fotoquímica del aire y la acidificación del suelo

La contaminación fotoquímica del aire consiste principalmente en smog fotoquímico formado bajo la luz solar por óxidos de nitrógeno (NOx) y compuestos orgánicos volátiles (COV) de los gases de escape de los vehículos, incluidos los procesos de producción de PET.

La acidificación del suelo se refiere al aumento de la acidez del suelo debido a la deposición de sustancias ácidas como el dióxido de azufre (SO₂) y los óxidos de nitrógeno, que afectan negativamente a las plantas y a las comunidades microbianas del suelo.

Durante la producción de PET, la combustión de combustibles fósiles y las emisiones industriales aportan sustancias ácidas, lo que provoca la acidificación del suelo y altera el equilibrio del ecosistema. Los óxidos de nitrógeno no sólo provocan diversas enfermedades respiratorias, sino que también constituyen fuentes importantes de smog fotoquímico y lluvia ácida. Además, el etilenglicol, una materia prima principal en la producción de PET, se evapora durante la preparación de la resina de PET a temperaturas de hasta 90 grados Celsius, lo que potencialmente presenta riesgos para el medio ambiente y la salud humana.

La evaluación indica que las botellas de PET tienen un factor de impacto de oxidación fotoquímica de 1,2 kg equivalente de C₂H₄/kg y un factor de impacto de acidificación del suelo de 5 × 10⁻¹ kg equivalente de SO₂/kg. Reducir la dependencia de los combustibles fósiles e implementar medidas efectivas para gestionar la contaminación fotoquímica del aire son cruciales para proteger el medio ambiente ecológico.

Implicaciones ambientales del agotamiento de la capa de ozono

La capa de ozono protege la superficie de la Tierra de la dañina radiación ultravioleta del sol. Durante la producción de botellas de PET se pueden liberar sustancias como los clorofluorocarbonos (CFC), con un factor de impacto de 1 kg de equivalente de CFC-11 por kilogramo de PET. Aunque el uso de CFC ha disminuido significativamente, sus efectos a largo plazo aún merecen atención. El agotamiento de la capa de ozono aumenta la radiación ultravioleta, lo que afecta negativamente la salud humana (por ejemplo, cáncer de piel y cataratas) y los ecosistemas.

¿Cómo podemos aliviar la crisis medioambiental?

Para abordar los impactos ambientales antes mencionados, los fabricantes de la industria del PET pueden adoptar varias estrategias para mejorar sus procesos de producción.

Desde el punto de vista de la producción, la implementación de sistemas de circuito cerrado puede minimizar las emisiones y los residuos. Mejorar los equipos de producción y promover la innovación tecnológica, como el diseño de soluciones de reutilización de residuos como el tratamiento de aguas residuales y gases, puede reducir aún más los impactos ambientales negativos.

Es esencial adoptar medidas estrictas de gestión y seguimiento medioambiental. Estos incluyen monitoreo en tiempo real, cumplimiento de regulaciones y estándares ambientales relevantes y medidas preventivas para evitar accidentes e incidentes de contaminación.

Además, el uso de fuentes de energía limpias y renovables, como la energía solar y la biomasa, puede reducir significativamente las emisiones de carbono.

Por último, el desarrollo de PET de origen biológico y PET reciclado puede reducir la dependencia de los recursos fósiles. La optimización de sus procesos productivos garantiza que su rendimiento y sostenibilidad satisfagan las demandas del mercado.

Desde el punto de vista del consumidor, es esencial deshacerse de las botellas de PET usadas de acuerdo con las regulaciones en lugar de desecharlas casualmente. Esto requiere fomentar la conciencia ambiental entre las personas.

Prácticas sostenibles de Wankai en la producción de PET

Wankai New Materials Co., Ltd., un fabricante mundial de resina de PET, ha implementado medidas integrales para mejorar la eficiencia energética, la liberación de compuestos tóxicos y reducir las emisiones de carbono mientras investiga activamente el PET verde para promover el desarrollo sostenible.

La empresa utiliza equipos avanzados de policondensación continua (CP) y polimerización sólida (SSP) diseñados por China Kunlun Contracting Engineering Co.,Ltd. (CKCEC) y Suiza BUHLER (Polymetrix), respectivamente. Estos procesos altamente sellados reducen las emisiones contaminantes desde la fuente y aplican diversas medidas de control de la contaminación del aire.

En la fábrica de Wankai en Haining, las iniciativas de energía renovable, como la esterificación de calor residual, la energía de gas de pantano y la generación de energía fotovoltaica en tejados, han reducido sustancialmente la dependencia de los combustibles fósiles y las emisiones de carbono. En 2022, la fábrica produjo aproximadamente 14.386,878 MWH de energía renovable, lo que resultó en una reducción de aproximadamente 8.204.837 toneladas de emisiones de CO2. Además, las mejoras en la eficiencia energética en torres de refrigeración, calentadores y estaciones de medio térmico ahorraron 2.942,4 MWH de electricidad y 6.227,12 toneladas de carbón estándar, lo que redujo aún más las emisiones de CO2 en aproximadamente 18.942,74 toneladas.

Wankai también ha tomado medidas innovadoras para reducir las aguas residuales y las emisiones al aire. El desarrollo de una tecnología de combustión con bajo contenido de nitrógeno para calderas de lodo de agua y carbón redujo las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) en aproximadamente un 30%. Se diseñó un sistema de recolección de gases de escape para capturar y reciclar el glicol de las emisiones, evitando el desperdicio de recursos y la contaminación del aire.

Para el tratamiento de aguas residuales, la empresa implementó la separación de aguas pluviales y residuales y estableció múltiples sistemas de recolección de aguas residuales, incluidas aguas residuales de producción, aguas residuales domésticas, agua de lluvia inicial y aguas residuales de emergencia. Su planta integrada de tratamiento de aguas residuales emplea procesos avanzados como "acidificación por hidrólisis + anaeróbica + anóxica + aeróbica + sedimentación secundaria + reacción trifásica" para garantizar que el agua tratada cumpla con los estándares de descarga. El monitoreo continuo en línea de las aguas residuales garantiza el cumplimiento de los estándares ambientales.

Wankai y sus subsidiarias clave se adhieren estrictamente a las leyes y regulaciones de protección ambiental de China, que cubren el aire, el agua, los desechos sólidos, el ruido, la prevención de la contaminación del suelo y las evaluaciones de impacto ambiental. También cumplen con los estándares nacionales e industriales para aguas superficiales, aguas subterráneas, aire ambiental, ambiente sano y calidad del suelo.

Para desarrollar un poliéster más sostenible, Wankai ha seguido múltiples estrategias. En colaboración con la Academia de Ciencias de China, desarrollaron 2,5-furandicarboxilato de polietileno (PEF), un nuevo poliéster de base biológica. Recientemente, Zhink Group, la empresa matriz de Wankai, se asoció con la francesa Carbios y planea construir una línea de producción de PET reciclado (RPET) de 50.000 toneladas por año utilizando tecnología avanzada de degradación de enzimas para lograr la economía circular. Esta empresa también ha desarrollado y comercializado con éxito PET resistente a altas temperaturas que contiene un 12 % de contenido de origen biológico.

Conclusión

La evaluación del impacto del ciclo de vida de las botellas de PET destaca importantes emisiones de carbono, emisiones tóxicas e impactos ecológicos. Sin embargo, empresas como Wankai están abordando activamente estos desafíos a través de sistemas de producción de circuito cerrado, integrando fuentes de energía limpia, optimizando el tratamiento de aguas residuales y promoviendo soluciones de PET sostenibles. Estas iniciativas subrayan su sólida ejecución y responsabilidad en la gestión ambiental y el desarrollo sostenible dentro de la industria del plástico.