Zaragoza
Reciclar plásticos para obtener nuevos materiales y hacerlo de forma más sostenible y económica es posible, gracias a una nueva tecnología para el reciclado químico de plásticos con la que se reduce tanto el tiempo como el coste energético en un 50%.
El diseño se basa en un reactor para el proceso de reciclaje, la depolimerización, mediante la aportación de calor a través de calentamiento de microondas mediante sistemas de estado sólido. Esto permite alcanzar las temperaturas que se necesitan durante el proceso, que oscilan entre los 200 y 250 grados centígrados, en un menor tiempo y mediante un consumo inferior. En concreto, se estima que esta reducción es, como mínimo, de al menos, el 50% inferior a cualquier otro método de calentamiento convencional.
Esta reactor, diseñado por Alberto Frisa, investigador del CIRCE, y recogido en la tesis doctoral por la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT), supone un importante avance en la economía circular para gestionar los residuos plásticos de una forma más eficiente y producir materiales reciclados con menores inversiones y consumos más sostenibles. Es un sistema que se ha demostrado que se puede aplicar a gran escala.
De este modo, se garantiza la viabilidad del reciclado químico gracias a la utilización de reactores que depolimerizan el material plástico para recuperar los monómeros originales. En concreto, con este proceso, es posible reutilizar los monómeros en la fabricación de nuevos polímeros, conservando a su vez las propiedades como si fuera un material virgen.
De momento, el desarrollo de esta investigación permite utilizar un mismo sistema para el reciclaje de materiales de poliamida (nylon) y poliuretano. Los dos son plásticos que tienen un importante valor para la industria y la sociedad, ya que están presentes en el equipamiento del hogar, automóviles o materiales de construcción.
El desarrollo también aporta nuevas soluciones para asegurar la resistencia y seguridad de los equipos frente al desgaste y corrosión sobre los sistemas y materiales que se requieren en la operación. Con ellas, se solventan las limitaciones de este tipo de procesos químicos de aportación de calor y bajo condiciones pasteurizadas en escalas no industriales.
El diseño permite a su vez simplificar considerablemente la construcción de este sistema y la integración en otros procesos, al mismo tiempo que garantiza condiciones de seguridad al existir presiones elevadas de hasta 15 bares y condiciones corrosivas en el proceso químico de reciclaje.
Las principales innovaciones
En concreto, se ha diseñado el proceso de transmisión de energía microondas a través de diferentes antenas para llevar la radiación al interior del reactor, operando cada una en una frecuencia y potencia de transmisión diferente, aparte de evaluarse y optimizarse su rendimiento mediante simulación computacional.
El desarrollo introduce así dos importantes novedades. Una de ellas se centra en la combinación de la cavidad resonante y el recipiente en un mismo volumen, utilizando un material metálico para el recipiente, lo que contribuye a mejorar la durabilidad del sistema.
La otra innovación consiste en integrar antenas como puertos aplicadores de energía en lugar de las tradicionales guías de onda. Esto permite una mayor flexibilidad en el diseño, así como dimensiones del sistema.
Además, se ha optimizado un reactor de microondas con cuatro antenas emisoras de energía electromagnética, evaluando su funcionamiento mediante un modelo de simulación que utiliza el método de elementos finitos (FEM) en el software COMSOL Multiphysics, acoplando física de radiofrecuencia y transferencia de calor.
La tesis de Alberto Frisa Rubio se ha llevado a cabo en el contexto de los proyectos europeos 'PolynSpire' y 'Plastice', liderados por el centro tecnológico CIRCE. El servicio ofertado está calificado como secreto empresarial de acuerdo con lo dispuesto en la Ley 1/2019, de 20 de febrero, sobre la protección de los secretos empresariales, y goza de plena protección legal. La tesis ha sido dirigida por los investigadores de la Universidad de Málaga Ignacio Rodríguez Rodríguez y María Mercedes Campo Valera, que ha contado con José Víctor Rodríguez como tutor de la UPCT.
