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20 noviembre 2014

Nuevos materiales, en la basura

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Con la creciente concienciación social de que el mundo que habita el ser humano no posee infinitos recursos para su explotación, cada vez son mayores los incentivos para la investigación en nuevas formas de reciclar productos hasta ahora pensados como desecho, sustituyendo en algunos casos a materias primas que pueden destinarse a otro uso.

Un ejemplo de esto último lo podemos encontrar en una investigación reciente en la fabricación de bioplásticos a partir de residuos vegetales. Con la intención de eliminar la dependencia del petróleo en la elaboración de plásticos, y además mejorar su biodegradación, la industria química ha venido desarrollando nuevos compuestos a partir de materia vegetal. Almidón, celulosa y otros biopolímeros son utilizados como punto de partida en los procesos químicos que darán lugar a los bioplásticos, y estas sustancias base se obtienen a partir de maíz, guisantes, patatas, algodón, cáñamo o madera, con el consecuente impacto negativo de desviar materias primas con otros usos y el necesario aumento de la superficie terrestre dedicada a estos cultivos.

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Bioplástico fabricado a partir de vainas de cacao. Italian Institute of Technology

Ilker Bayer, del Instituto Italiano de Tecnología en Génova (Italia), ha desarrollado un método de fabricación de bioplásticos a partir de desechos vegetales tales como cáscaras de arroz, vainas de cacao y tallos de espinaca o perejil. El investigador estaba trabajando en una modificación del método para producir celofán a partir de celulosa de algodón y cáñamo y descubrió que podía obtener una masa plástica moldeable disolviendo la materia vegetal en ácido trifluoroacético, sin todo el tratamiento normalmente utilizado.

Esto le dio la idea de investigar las características del bioplástico utilizando otras fuentes alternativas de celulosa y halló que el material tenía diferentes propiedades dependiendo del objeto de partida. Así, el obtenido a partir de los tallos de espinacas era más flexible que el derivado del arroz, por ejemplo. De este modo, sugiere Bayer, puede darse un nuevo uso a las partes “que no nos queremos comer”, aunque aún falta mucha investigación para convertir esta tecnología en un sustituto económicamente viable a la utilización de productos vegetales refinados.

La empresa estadounidense Newlight Technologies también fabrica plásticos a partir de materiales reciclados, con la particularidad de que el material que reutilizan es un gas de efecto invernadero: el metano producido por las flatulencias de los bóvidos en las granjas o por la descomposición de materia orgánica en vertederos cubiertos. Lo llaman AirCarbon y el fabricante de ordenadores Dell ya lo ha adoptado para sus envoltorios. La tecnología en este caso consiste en aprovechar el carbono presente en el metano y combinarlo en una serie de procesos químicos, gracias a un biocatalizador desarrollado por Newlight, hasta formar un termoplástico formado en un 60% por elementos provenientes del metano y el 40% restante por oxígeno del aire. Según sus fabricantes las propiedades son las mismas que las del fabricado a partir de petróleo.

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Dell utiliza el plástico AirCarbon de Newlight

Obsolescencia reciclada

Si la tecnología puede aportar nuevas formas de reciclaje, el desarrollo puede hacer también que objetos ahora en uso se vuelvan obsoletos y pasen a amontonarse en los vertederos. Un caso sangrante puede ser el de las baterías de los automóviles, que hoy en día son recicladas. El 90% del plomo recuperado del procesamiento de las baterías gastadas se destina a la fabricación de nuevas baterías del mismo tipo. Sin embargo, la industria automovilística se está moviendo en la dirección de sustituir estas baterías de plomo por las más eficientes de ión litio, con lo que el plomo antes reciclado pasará a ser un potencial contaminante ambiental.

Angela Belcher, catedrática en los departamentos de Ciencias Materiales y Energía e Ingeniería Biológica del Instituto Tecnológico de Massachusetts (EEUU), estima que más de 200 millones de estas baterías de plomo se acumularán solo en los Estados Unidos. Y en parte será culpa suya, pues su grupo de investigación se dedica a conseguir mejores y más eficientes baterías de litio, recurriendo incluso a la ingeniería genética. Afortunadamente también están trabajando en la solución. En un artículo publicado en julio detallan cómo utilizar el plomo de las baterías para la fabricación de paneles solares.

Un nuevo tipo experimental de célula fotovoltaica utiliza como material que absorbe los rayos de luz un compuesto de plomo con estructura cristalina de perovskita. Este material es el que mayor desarrollo está experimentando en términos de mejora de su eficacia, superando ya a tecnologías establecidas basadas en células solares de película fina de silicio. Aparte de su potencial, la principal ventaja de las células solares de perovskita es el reducido coste de fabricación, pero tienen el inconveniente de requerir plomo, metal altamente contaminante en sí mismo y de extracción ambientalmente dañina.

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Christine Daniloff / MIT

El trabajo de Belcher demuestra que es factible aprovechar el plomo procedente de baterías de coche usadas para la fabricación de este tipo de células solares. Según sus análisis, el plomo de una sola batería puede usarse para fabricar suficientes paneles solares como para abastecer de energía 30 casas. Y cuando estos paneles solares necesiten ser reemplazados al final de su vida útil, el plomo que contienen podrá ser reciclado de nuevo.

De ser en parte responsable del cambio climático, a ayudar a mitigarlo. Este es el círculo virtuoso de las nuevas tecnologías del reciclaje.

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