Repensando los plásticos: ¿Puede el rPET liderar el camino hacia una economía circular?

La sostenibilidad en el sector del PET: foco en la sostenibilidad

A medida que se intensifica el énfasis en el desarrollo sostenible y el reciclaje de recursos, mejorar la tasa de reciclaje de PET se ha convertido en un objetivo fundamental para la industria. Muchos países y regiones están promulgando regulaciones más estrictas destinadas a promover el uso de rPET y mejorar sus tasas de reciclaje.

En octubre de 2024, la Comisión Europea introdujo una política que exige que, para 2025, todas las botellas de PET de nueva producción contengan al menos un 25 % de material reciclado. Al mismo tiempo, en septiembre de 2024, el gobierno indio lanzó una nueva iniciativa orientada al reciclaje de botellas de PET, con el ambicioso objetivo de alcanzar una tasa de reciclaje del 80 % para 2030. Además, importantes marcas internacionales, incluidas Coca-Cola y PepsiCo, han anunciado planes para aumentar gradualmente su uso de rPET durante los próximos cinco años, con el objetivo de que los envases sean 100 % reciclables para 2030.

Métodos de producción de rPET

El rPET se obtiene a partir del procesamiento y reciclaje de materiales PET de desecho, como botellas y textiles de poliéster, para convertirlos en materiales plásticos de alto rendimiento. Los principales métodos de producción de rPET actualmente incluyen el reciclaje físico, el reciclaje químico y el reciclaje biológico. Estos métodos se pueden combinar de forma flexible, especialmente mediante tecnologías de reciclaje bioquímico secuencial, para maximizar la eficiencia de los recursos y mejorar la economía circular.

Reciclaje físico

El reciclaje físico, también conocido como reciclaje mecánico, es el método más fundamental y sencillo para producir rPET. Este proceso implica la recolección, limpieza y trituración de productos de PET desechados, como botellas de bebidas. Después de la limpieza, el PET se procesa mecánicamente para formar copos, que luego se funden y se moldean en nuevos productos.

El proceso de reciclaje físico se puede clasificar en cuatro formas principales:

1. Regranulación simple: implica triturar, clasificar, extruir, enfriar y envasar el PET triturado.

2. Fabricación de pellets de PET: similar a la regranulación, pero los pellets experimentan una cristalización antes de la polimerización en estado sólido para mejorar el rendimiento del material.

3. Producción de objetos preformados o láminas de α-PET: este método procesa directamente botellas de PET trituradas para convertirlas en material utilizable.

4. Mejora de la viscosidad intrínseca TDD: implica moler, secar y precalentar la materia prima, utilizando un cortador/compresor para crear un proceso de producción optimizado para mejorar la eficiencia y el rendimiento del material.

Si bien es económicamente viable, la aplicación del PET reciclado físicamente es algo limitada, ya que se utiliza principalmente para envases no alimentarios o textiles. Esto se debe a los posibles contaminantes y productos químicos residuales del proceso de reciclado físico, que pueden comprometer la seguridad alimentaria. Por el contrario, el reciclado químico permite el reciclado y la regeneración completos del PET de desecho.

Reciclaje químico

El reciclaje químico tiene como objetivo restaurar la estructura química del PET desechado, lo que permite reutilizarlo para producir nuevos productos. A diferencia del reciclaje físico, las técnicas de reciclaje químico eliminan eficazmente las impurezas y los contaminantes, mejorando así la pureza y la calidad de los materiales reciclados. Los métodos clave de reciclaje químico incluyen varias técnicas de despolimerización, como la metanólisis, la hidrólisis y la etilenglicolización, que degradan el PET para recuperar sus monómeros fundamentales.

Para acelerar las velocidades de reacción, a menudo se añaden catalizadores durante el reciclado químico. Sin embargo, esto puede presentar desafíos, incluidas dificultades en la separación del catalizador, efectos de reciclado subóptimos y catalizadores residuales que afectan la calidad del producto final.

Wankai New Materials Co., Ltd. ha incorporado de manera innovadora un método que utiliza catalizadores de betaína para la despolimerización de poliésteres de desecho. En concreto, se utiliza salicilato de betaína como catalizador, lo que ofrece ventajas sobre la betaína tradicional, como tiempos de reacción más cortos, temperaturas más bajas y mayores rendimientos de tereftalato de bis(hidroxietilo) (BHET) y tasas de degradación de PET.

Reciclaje biológico: microorganismos y enzimas

El reciclaje biológico ha ganado una gran atención como método de producción de rPET, aprovechando la acción de microorganismos o enzimas para degradar el PET en monómeros renovables u otros productos químicos útiles. Esta técnica se distingue del reciclaje físico y químico por su potencial respeto al medio ambiente y su eficiencia. 

Los microorganismos y las enzimas descomponen selectivamente el PET en monómeros como el ácido tereftálico (PTA) y el etilenglicol (EG), que luego pueden volver a sintetizarse en materiales de poliéster. Este enfoque no solo reduce la contaminación ambiental, sino que también disminuye la dependencia de los recursos fósiles. Las investigaciones indican que ciertas bacterias y hongos pueden degradar eficazmente el PET en condiciones específicas, lo que demuestra que existen perspectivas de aplicación prometedoras.

Reciclaje integrado: reciclaje bioquímico prometedor

Para aprovechar al máximo las ventajas de los distintos métodos de reciclaje, el reciclaje secuencial integra diversas tecnologías para un uso más eficiente de los residuos de PET. Este enfoque suele combinar técnicas de reciclaje físico, químico y biológico para maximizar la recuperación de recursos y la eficiencia de la reutilización. 

Por ejemplo, Wankai emplea una combinación de reciclado físico y químico para regenerar las escamas de botellas PET desechadas y convertirlas en láminas. El proceso comienza con la clasificación, trituración, limpieza y secado de las botellas para producir escamas de rPET, características del reciclado físico. A esto le sigue la fusión, la mejora de la viscosidad, el filtrado, la granulación y la polimerización en estado sólido, durante la cual se añade etilenglicol para la glicólisis, incorporando una reacción química que modifica y mejora el rendimiento del poliéster.

El reciclaje bioquímico es una tecnología innovadora de reciclaje de PET que combina la biotecnología y la transformación química. El proceso degrada inicialmente el PET en monómeros básicos como PTA y EG utilizando microorganismos o enzimas, para luego convertir estos monómeros en nuevas resinas de poliéster u otros productos químicos. Las ventajas del reciclaje bioquímico secuencial incluyen altas tasas de recuperación de recursos y características respetuosas con el medio ambiente, ya que a menudo se opera en condiciones suaves que reducen el consumo de energía y los riesgos de contaminación ambiental. Además, el ajuste de las condiciones de conversión permite la producción de una amplia gama de productos químicos, lo que aumenta los beneficios económicos. 

De los residuos a los recursos: reciclaje de circuito abierto frente a reciclaje de circuito cerrado

El reciclaje de circuito abierto implica convertir los materiales de PET desechados en productos diferentes en lugar de artículos de PET idénticos. Este enfoque es adecuado para los desechos de PET con un alto contenido de impurezas, que a menudo resultan en envases no alimentarios, textiles y otras aplicaciones de gama baja. Si bien procesa de manera eficiente diversos flujos de desechos, presenta problemas de calidad, lo que limita el potencial de reutilización de alta demanda, en particular en envases alimentarios. 

El reciclaje físico se considera una forma de reciclaje de circuito abierto; durante este proceso, los productos de PET desechados (como las botellas de bebidas) se trituran, clasifican, funden y moldean. Aunque se conservan algunas características del polímero, las propiedades físicas suelen cambiar, lo que limita su reutilización en sectores de alta demanda como el envasado de alimentos. En consecuencia, los materiales resultantes se utilizan normalmente para textiles, plásticos de ingeniería u otros productos de baja demanda. Además, la transformación de los residuos de PET en productos de bajo valor conduce a una utilización ineficiente de los recursos y a un posible desperdicio, lo que significa que este enfoque de reciclaje no crea un verdadero ciclo de circuito cerrado, ya que los materiales desechados no pueden volver a entrar en aplicaciones de alta gama como el envasado de alimentos.

El reciclaje de circuito cerrado, por otro lado, implica reciclar materiales PET desechados y convertirlos nuevamente en materiales PET idénticos o similares para su uso en aplicaciones de alto valor, como envases de alimentos y botellas de bebidas. El principal beneficio del reciclaje de circuito cerrado es su capacidad de producir materiales reciclados de alta calidad que cumplen con los estrictos estándares de seguridad alimentaria y los requisitos regulatorios. 

En el reciclaje de circuito cerrado, los métodos de reciclaje biológico presentan ventajas únicas. Por ejemplo, *Ideonella sakaiensis* es una bacteria que puede utilizar PET como fuente de carbono, produciendo enzimas que aceleran la degradación del PET en condiciones más suaves. Esto significa que el consumo total de energía se reduce y el proceso tiene un menor impacto ambiental. Además, los subproductos generados son generalmente más respetuosos con el medio ambiente, lo que ayuda a mitigar la contaminación. El reciclaje biológico también se puede emplear para crear nuevos materiales, lo que respalda un reciclaje mejorado y promueve una economía circular de circuito cerrado.

Muchas marcas han comenzado a aprovechar la tecnología enzimática para facilitar un proceso de reciclaje de botellas PET “botella a botella”. En varias iniciativas de economía circular, como el programa “Un mundo sin residuos” de Coca-Cola, se utilizan botellas PET recicladas para fabricar nuevas botellas PET. Durante este proceso de reciclaje biológico, las botellas recolectadas se descomponen y se recombinan para obtener materias primas, que luego se remodelan para fabricar nuevas botellas, logrando así un reciclaje de circuito cerrado.

La importancia del rPET en la economía circular

Recientemente, las Naciones Unidas han pedido restricciones a la producción de resinas poliméricas para abordar la creciente crisis mundial de contaminación plástica. 

Esta propuesta ha suscitado un amplio debate en la próxima conferencia INC-5 sobre el tratado sobre plásticos, en la que representantes de varios países, en particular diplomáticos de Francia y el Reino Unido, han hecho hincapié en que, sin límites a la producción de plástico, las soluciones eficaces a la contaminación por plástico seguirán siendo difíciles de alcanzar. El embajador francés ante la ONU afirmó: "La evidencia científica demuestra que, sin una reducción de la producción, las disposiciones actuales del tratado serán insuficientes para abordar el problema". Mientras tanto, el Reino Unido se ha sumado a una declaración conocida como el "Puente de Busan", en la que se aboga por la congelación o reducción de la producción primaria de plástico para combatir tanto la contaminación por plástico como el cambio climático.

El uso de rPET (tereftalato de polietileno reciclado) tiene una importancia significativa en la economía circular, en particular para abordar la contaminación plástica y el desperdicio de recursos: 

1. Conservación de recursos: el reciclaje y la reutilización del rPET reducen sustancialmente la demanda de nuevas materias primas, conservando así recursos naturales preciosos como el petróleo.

2. Reducción de residuos: la conversión de productos PET desechados en rPET mitiga eficazmente el impacto ambiental de los residuos plásticos, reduce la carga de los vertederos y alivia la contaminación.

3. Menor huella de carbono: El proceso de producción de rPET generalmente implica menores emisiones de carbono en comparación con la creación de nuevas resinas de poliéster, lo que es crucial para alcanzar los objetivos globales de reducción de gases de efecto invernadero, especialmente en el contexto del cambio climático.

Además, la promoción del rPET está estrechamente vinculada a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de las Naciones Unidas, en particular al Objetivo 12 (Patrones de consumo y producción sostenibles). Al promover el reciclaje y la reutilización del rPET, podemos fomentar la sostenibilidad económica y la circularidad de los recursos. 

Conclusión

El tereftalato de polietileno reciclado (rPET) desempeña un papel crucial en la reducción de los residuos plásticos, la conservación de los recursos naturales y la reducción de la huella de carbono, en consonancia con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas. A medida que la demanda de rPET sigue aumentando, es cada vez más probable que las empresas inviertan en tecnologías y procesos de reciclaje innovadores. Estos avances no solo mejoran la calidad del producto, sino que también estimulan el crecimiento de la economía circular, creando nuevas oportunidades de mercado.