Investigadores de Waterloo transforman residuos plásticos en vinagre por la luz solar

Este avance ofrece un nuevo y prometedor enfoque para reducir la contaminación por plásticos mediante la fotocatálisis, al tiempo que crea un producto químico útil y de valor añadido a través de un proceso inspirado en la naturaleza.

«Nuestro objetivo era resolver el problema de la contaminación por plásticos transformando los microplásticos en productos de alto valor utilizando la luz solar», declaró el Dr. Yimin Wu, profesor de ingeniería mecánica y mecatrónica y titular de la Cátedra Tang de Nuevos Materiales Energéticos y Sostenibilidad.

De plásticos a "vinagre"

La investigación fue liderada por Wei Wei, estudiante de doctorado de Waterloo, bajo la dirección de Wu, con el apoyo inicial de un fondo conjunto del Instituto de Nanotecnología de Waterloo y el Instituto del Agua.

Los residuos plásticos, especialmente los microplásticos, se han encontrado en muchos de los ecosistemas del planeta, lo que genera preocupación por las amenazas que representan para la vida terrestre y marina, así como para la salud humana.

Para abordar este problema, el equipo desarrolló una fotocatálisis en cascada bioinspirada utilizando átomos de hierro incrustados en nitruro de carbono, de forma similar a como ciertos tipos de hongos descomponen la materia orgánica mediante enzimas.

Al exponerse a la luz solar, el material impulsa una serie de reacciones químicas que transforman los polímeros plásticos en ácido acético con alta selectividad. La reacción tiene lugar en agua, lo que la hace particularmente relevante para abordar la contaminación por plásticos en entornos acuáticos.

El ácido acético se utiliza ampliamente en la producción de alimentos, la fabricación de productos químicos y aplicaciones energéticas. El estudio demuestra que puede producirse a partir de residuos plásticos comunes, como PVC, PP, PE y PET, y que mantiene su eficacia en composiciones de plástico mixtas.

Esto hace que el enfoque sea idóneo para los flujos de residuos reales, ofreciendo una alternativa prometedora a la incineración de plásticos y podría respaldar enfoques más circulares para el uso de materiales, a la vez que proporciona una nueva estrategia para el reciclaje de plásticos.

«Tanto desde una perspectiva empresarial como social, los beneficios financieros y económicos asociados a esta innovación parecen prometedores», afirmó Roy Brouwer, director ejecutivo del Instituto del Agua y coautor del artículo que respalda el análisis tecnoeconómico.

“Este método permite que la abundante y gratuita energía solar descomponga la contaminación plástica sin añadir dióxido de carbono adicional a la atmósfera”, afirmó Wu.

Los hallazgos también señalan nuevas posibilidades para abordar directamente los microplásticos. Dado que el proceso degrada los plásticos a nivel químico, podría ayudar a prevenir la acumulación de microplásticos en los sistemas hídricos.

La investigación se alinea con la iniciativa Global Futures de la Universidad de Waterloo, que apoya el trabajo destinado a promover soluciones circulares y sostenibles para los desafíos ambientales globales.

Si bien aún se encuentra en la etapa de laboratorio, el equipo prevé que este enfoque podría adaptarse para el reciclaje y la limpieza ambiental a gran escala mediante energía solar, y que el sistema de reciclaje fotocatalítico puede mejorarse aún más mediante la ingeniería estratégica de los materiales y los procesos de fabricación.

Fuente: Universidad de Waterloo

Referencia

Wei Wei et al, Bio‐Inspired Cascade Photocatalysis on Fe Single‐Atom Carbon Nitride Upcycles Plastic Wastes for Effective Acetic Acid Production
Wiley Advanced Energy Materials. DOI:10.1002/aenm.202505453