El Tereftalato de Polietileno (PET) es un plástico completamente reciclable, sin embargo, el proceso para volver a usarlo reduce su rigidez y resistencia a la tracción. Para abordar este fenómeno, el centro de innovación Laben Chile desarrolló una investigación que demostró que la incorporación de nanorefuerzos permite mejorar la performance de los materiales reciclados. Una de las formulaciones desarrolladas en el proyecto está en proceso de patentamiento, mostrando buenos resultados en las pruebas a escala industrial. La Dra. Carol López de Dicastillo, investigadora senior de Laben Chile, explica algunos aspectos del proyecto.

El reciclaje del plástico PET ha aumentado paulatinamente los últimos años en el país, pero las cifras siguen siendo bajas. Según un estudio dado a conocer a comienzos de este año por la Asociación de Industriales del Plástico (ASIPLA), mientras en 2018 se reciclaba, 14.967 toneladas de este material al año, en 2020 ese número aumentó a 21.333, es decir, el porcentaje de material reciclado creció desde el 18 al 23% del total de PET consumido en el país.

El Tereftalato de Polietileno (PET) es un plástico 100% reciclable que se usa principalmente en la fabricación de botellas de bebidas, jugo, agua y otros líquidos. Su reciclaje debiera aumentar considerablemente los próximos años, impulsado principalmente por la Ley de Responsabilidad Extendida del Productor (Ley 20.920, REP). El reglamento de esta norma que establece metas de recolección y valorización para los envases y embalajes -cartón para líquidos, metal, papel y cartón, plástico y vidrio- fue publicado hace poco más de un año; en él se establece que para el noveno año desde la vigencia de la normativa, a nivel domiciliario se debe reciclar el 55% del plástico, y a nivel no domiciliario el 27%. En esta meta se incluye, junto con el PET, otros plásticos reciclables, como el Polietileno (PE) y el Polipropileno (PP).

Si bien la ley señala la responsabilidad de los productores, para alcanzar -e idealmente superar- esas metas, se requiere de la intervención de múltiples sectores de la sociedad. En este sentido, el aporte de la investigación y el desarrollo de nuevas tecnologías es indispensable.

Entre los últimos avances destaca la investigación “Uso de nanoaditivos en polímeros reciclados para el envasado de alimentos: propiedades, reciclabilidad y seguridad”, desarrollada por el centro Laben Chile (perteneciente a la Usach), que lidera la plataforma de innovación Co-Inventa.

Según explican desde Co-Inventa, el PET es un polímero termoplástico semicristalino de alto rendimiento con variadas aplicaciones industriales, utilizado principalmente en la fabricación de láminas y envases gracias a su naturaleza no tóxica, bajo peso, rigidez y transparencia, “por lo que existe una elevada cantidad de residuos PET de envases, provocando la creciente necesidad de recirculación de este material y la fabricación de productos mediante el uso de PET reciclado o post-consumo (rPET)”.

“Esta tecnología permitió el desarrollo de un envase (tapa de torta) compuesto por rPET nanoreforzado y termoformado, utilizando maquinaria tradicional y las condiciones de procesamiento de la industria de procesamiento de plásticos”.

Las propiedades físicas del rPET se deterioran durante el proceso de reciclaje debido a los esfuerzos térmico-mecánicos que resultan en un acortamiento de las cadenas poliméricas. Por ello, el rendimiento físico-mecánico del rPET se ve disminuido, evidenciando una disminución de la rigidez y la resistencia a la tracción.

En consideración de lo anterior, el proyecto desarrollado por Laben Chile se basó en el reforzamiento de las propiedades del PET reciclado o post-consumo a partir de la incorporación de nanorefuerzos, con cargas a escala nanométrica. La investigación concluyó que la incorporación de nanorefuerzos permiten mejorar la performance de los materiales reciclados.

Esto, a juicio de Co-Inventa, “es extremadamente relevante para el sector, debido a la constante búsqueda de estrategias para incrementar la cantidad de plástico reciclado post consumo en las nuevas estructuras de envases, y alinearse así con el nuevo concepto de economía circular, transformando a la industria actual, en una con menor impacto medioambiental”.

La investigadora senior de Laben Chile, Dra. Carol López de Dicastillo, explica algunos aspectos del proyecto: “Los refuerzos, debido a su tamaño nano, entregan una elevada superficie de contacto y mejor interacción con las cadenas poliméricas de los plásticos reciclados, mejorando tanto sus propiedades físicas, como las mecánicas y/o barrera. En la investigación se presentaron varios estudios donde se adicionaron diferentes nanorefuerzos a polímeros reciclados, tanto plásticos derivados del petróleo, como el polietileno y el poliestireno, como polímeros biodegradables como el poli (ácido láctico), analizando así varias investigaciones en mejora de las propiedades, la reciclabilidad y la seguridad de estos materiales”.

“Se trata de un proyecto con cuyos resultados se desarrollaron formulaciones basadas en mezclas con elevado contenido de rPET con propiedades mecánicas similares al del PET virgen, a partir de la adición de nanoarcillas a bajas concentraciones”.

Respecto a la aplicación concreta de esta tecnología, la especialista comenta que una de las formulaciones, que se encuentra en proceso de patentamiento, “presenta un nivel de madurez tecnológica elevado, habiéndose realizado incluso pruebas a escala industrial”.

“Esta tecnología permitió el desarrollo de un envase (tapa de torta) compuesto por rPET nanoreforzado y termoformado, utilizando maquinaria tradicional y las condiciones de procesamiento de la industria de procesamiento de plásticos”, detalla la Dra. López, quien es experta en nuevos materiales.

Desde Co-Inventa explican algunos aspectos de la prueba: “La producción en una planta industrial se realizó utilizando un masterbatch como aditivo, compuesto 100% por una matriz plástica rPET posconsumo. El envase termoformado presentó un excelente aspecto y desempeño físico-mecánico, destacando una alta resistencia a la compresión, lo que es atractivo para requerimientos de reducción de espesores”.

El proyecto “Uso de nanoaditivos en polímeros reciclados para el envasado de alimentos: propiedades, reciclabilidad y seguridad” finalizó en 2020 y los conocimientos adquiridos generaron una nueva línea de investigación en Laben Chile, basada en el estudio y mejoramiento de plásticos reciclados.

Al respecto, la investigadora senior de Laben señala que “mejorar el rendimiento de los plásticos reciclados es fundamental para volver a poner ese material recuperado con valor en circulación, repercutiendo en evitar la acumulación de desechos plásticos en el medioambiente y el uso de recursos”.

En este sentido, la contaminación por plásticos es uno de los grandes problemas que enfrenta el planeta y que en Chile se está abordando tanto con la ley REP como con la ley que regula los plásticos de un solo uso (ley 21.368, en vigencia desde febrero pasado). Pero, además, hay un factor económico importante asociado al reciclaje del PET, pues, debido a que se trata de un material hecho de petróleo, el precio del material virgen está sujeto a los vaivenes de la economía internacional, mientras que el precio del rPET puede llegar a ser mucho menor.

“Para los consumidores es importante saber que a partir de la investigación científica se obtienen soluciones para desarrollar nuevos envases de plásticos reciclados con propiedades adecuadas, seguros e inocuos. Mantener el valor de los materiales reciclados es el principal objetivo del reciclaje hacia una economía circular”, concluye la Dra. Carol López de Dicastillo.

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