Diseñan un reactor de reciclaje acelerado de plásticos que reduce en un 50% el gasto energético

Una nueva tecnología para el reciclado químico de plásticos consigue reducir el tiempo y el coste energético, hasta en un 50%, de producir nuevos materiales de igual calidad que los originales. Este desarrollo, presentado en la tesis doctoral de Alberto Frisa Rubio por la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT), ofrece una solución innovadora de economía circular para la gestión de residuos plásticos y permite producir materiales reciclados con menores inversiones y consumos más sostenibles.

El investigador del centro tecnológico CIRCE, con sede en Zaragoza, ha propuesto el diseño de un reactor para llevar a cabo el proceso de reciclaje (depolimerización) mediante la aportación de calor a través de calentamiento microondas en diferentes frecuencias de mayor y menor tamaño, aprovechando las capacidades de las nuevas tecnologías de generación microondas a través de sistemas de estado sólido, lo que permite alcanzar las temperaturas requeridas por el proceso (entre 200 y 250 °C) en un menor tiempo y mediante un consumo inferior, “al menos un 50% inferior a cualquier otro método de calentamiento convencional”, detalla el nuevo doctor por la UPCT.

El principal objetivo de su investigación es garantizar la viabilidad del reciclado químico mediante la utilización de reactores que 'depolimerizan' el material plástico para recuperar los monómeros originales. Este proceso permite reutilizar estos monómeros en la fabricación de nuevos polímeros, conservando las propiedades como si se tratara de material virgen.

Por el momento, el desarrollo de esta investigación permite utilizar un mismo sistema para el reciclaje de materiales de poliamida (nylon) y poliuretano, ambos plásticos de valor para la industria y la sociedad, presentes tanto en equipamiento del hogar, automóviles o en materiales de construcción.

Además, para resolver las limitaciones de este tipo de procesos químicos de aportación de calor y bajo condiciones presurizadas en escalas no industriales, la investigación 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.

Los directores de la tesis, los investigadores de la Universidad de Málaga Ignacio Rodríguez Rodríguez y María Mercedes Campo Valera destacan la importancia de seguir investigando en esta área para lograr un impacto real en la industria y el medio ambiente. “Este trabajo permite llevar a la realidad los estudios que se realizan en laboratorio y a pequeña escala al resolver las limitaciones encontradas tanto a nivel de consumo de energía, como de materiales”, comenta por su parte el tutor de la UPCT de la investigación doctoral, José Víctor Rodríguez Rodríguez.

La tesis de Alberto Frisa Rubio se ha desarrollado 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.

Mediante la combinación en un único volumen de operación, tanto de la vasija o contenedor del reactor donde se lleva a cabo la reacción de reciclado, como de la propia cavidad resonante exterior necesaria para la transmisión de la radiación microondas que transmite el calor al proceso, el diseño permite 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.

Para ello, 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, y se ha evaluado y optimizado su rendimiento mediante simulación computacional.