di Susannah Scott – Il volume di plastica che il mondo butta via ogni anno potrebbe ricostruire la Grande Muraglia Cinese della dinastia Ming, lunga circa 3.700 miglia.
Nei sei decenni in cui la plastica è stata prodotta per usi commerciali, sono stati prodotti più di 8,3 miliardi di tonnellate. Le plastiche sono leggere, versatili, economiche e pressoché indistruttibili (purché non si surriscaldino troppo). Queste proprietà le rendono incredibilmente utili in una vasta gamma di applicazioni che includono imballaggi alimentari sterili, trasporti efficienti dal punto di vista energetico, tessuti e dispositivi di protezione medica. Ma la loro natura indistruttibile ha un costo. La maggior parte delle plastiche si decompone estremamente lentamente nell’ambiente – (diverse centinaia di anni). Le sue conseguenze per la salute umana e e per l’ecosistema non sono del tutto conosciute, ma sono potenzialmente importanti.
Sono un chimico con esperienza nella progettazione di processi per la produzione di materie plastiche e mi sono interessata all’utilizzo della plastica come una grande risorsa inutilizzata di energia e materiali. Mi chiedevo se potessimo trasformare i rifiuti di plastica in qualcosa di più prezioso per tenerli lontani dalle discariche e dall’ambiente.
Le materie plastiche sono prodotte legando insieme un gran numero di piccole molecole a base di carbonio in una varietà quasi infinita di modi per creare catene di polimeri.
Per riutilizzare questi polimeri, gli impianti di riciclaggio potrebbero, in linea di principio, fonderli e rimodellarli, ma le proprietà della plastica tendono a deteriorarsi. I materiali che ne derivano non sono quasi mai adatti al loro uso originale, anche se possono essere usati per produrre materiale di valore come il legname di plastica. Il risultato è un tasso di riciclaggio effettivo molto basso.
Un nuovo approccio prevede di rompere nuovamente le lunghe catene di polimeri in piccole molecole. La sfida è come farlo in modo preciso.
Poiché il processo di creazione delle catene in primo luogo rilascia molta energia, invertirlo richiede ulteriore energia. Generalmente questo significa riscaldare il materiale ad alta temperatura, si spreca molta energia e ciò comporta più emissioni di gas serra.
Con il mio team alla UC Santa Barbara e con i colleghi dell’Università dell’Illinois, Urbana-Champaign e Cornell, abbiamo scoperto un modo pulito per trasformare il polietilene in molecole più piccole.
Il polietilene è uno dei tipi di plastica più utili e più utilizzati al mondo. È anche uno dei maggiori contributori ai rifiuti di plastica. Rappresenta un terzo dei quasi 400 milioni di tonnellate di plastica che il mondo produce ogni anno, per scopi che vanno da imballaggi sterili per alimenti e medicinali, pellicole e rivestimenti impermeabili, isolamento di cavi e fili, materiali da costruzione e tubi dell’acqua, fino alle protesi al ginocchio e persino giubbotti antiproiettile.
Il processo che abbiamo sviluppato non richiede temperature elevate, ma dipende invece da piccole quantità di un catalizzatore contenente un metallo che rimuove un po’ di idrogeno dalla catena polimerica. Il catalizzatore usa poi questo idrogeno per tagliare i legami che tengono insieme la catena del carbonio, creando pezzi più piccoli.
La chiave è usare l’idrogeno non appena si forma, in modo che il taglio della catena fornisca l’energia per produrre più idrogeno. Questo processo viene ripetuto molte volte per ogni catena, trasformando il polimero solido in un liquido.
La triturazione rallenta naturalmente quando le molecole raggiungono una certa dimensione, quindi è facile evitare che le molecole diventino troppo piccole. Siamo in grado di recuperare il prezioso liquido prima che si trasformi in gas meno utili.
La maggior parte delle molecole del liquido recuperato sono alchilbenzeni, che sono utili come solventi e possono essere facilmente trasformati in detergenti. Il mercato globale per questo tipo di molecole è di circa 9 miliardi di dollari l’anno.
La trasformazione dei rifiuti plastici in molecole di valore si chiama upcycling. Anche se il nostro studio ha rappresentato una dimostrazione su piccola scala, un’analisi economica preliminare suggerisce che potrebbe essere facilmente adattato per diventare un processo su scala molto più ampia nei prossimi anni. Tenere la plastica fuori dall’ambiente riutilizzandola con buon senso è una vittoria per tutti.
Articolo di Susannah Scott Professore Chimica, University of California Santa Barbara, pubblicato su The Conversation
