Evaluación del proceso de pirólisis de tereftalato de polietileno (PET) en atmósfera inerte de dióxido de carbono

Abstract

Uno de los polímeros más populares en el mundo es el Tereftalato de Polietileno (PET), la mayor parte de la demanda mundial de PET es para la producción de fibras sintéticas y botellas que han procedido con el embalaje tradicional, lo que ha llevado a un crecimiento de consumo mundial de este material (Monroy Hernández, 2019). El PET se fabrica a partir de productos derivados del petróleo o del gas natural, por tanto, es un material que tiene implicaciones ambientales significativas, además este plástico tiene un extenso tiempo de degradación entre 100 y 1000 años lo que genera que no se reincorpore fácilmente a los ciclos naturales (Tellez Maldonado, 2012). Un estudio realizado por la revista Science Advances afirma que desde 1950, cuando empezó la producción a gran escala de materiales sintéticos, a 2015, los seres humanos habían generado 8.300 millones de toneladas de plástico, de esta cifra, 6.300 millones se habían convertido en residuos y de estos, sólo el 9 % fue reciclado, el 12 % fue incinerado y el 79 % restante se acumuló en rellenos sanitarios o en el medio ambiente (Roland Geyer, Jenna Jambeck and Kara Lavender law, 2017). En América Latina y el caribe se generan unas 541.000 toneladas diarias de residuos y de estas 17.000 toneladas/día son de desechos plásticos. (Savino,Atilio Solorzano,Gustavo Quispe,Carina Correal,Magda, 2018) En Colombia se consumen 1.250.000 toneladas de plástico por año, es decir cada colombiano desecha 24 kilos de plástico anualmente(la pandemia generó que se aumente el consumo de productos plásticos.2020). También se reveló que en el país el sector de bebidas y de alimentos requiere 49 mil toneladas de PET al año, de las cuales solo se recicla apenas el 30%, por tanto, alrededor de 34.000 toneladas de residuos PET terminan en los rellenos sanitarios (en colombia, por cada 10 botellas plásticas que salen al mercado solo se reciclan 3). Un estudio de caracterización y cuantificación de los materiales potencialmente reciclables presentes en los residuos sólidos de Bogotá halló que se generan más de 6500 toneladas diarias de residuos, que son depositados en el relleno sanitario Doña Juana y de estas 840 toneladas son de residuos plásticos, es decir un 13% (Tellez Maldonado, 2012). La mayor problemática ambiental del PET es su disposición final, aunque es la resina que presenta mayores aptitudes para el reciclado (Luis, Rendon, & Korodoy, 2007), el porcentaje reciclado de este material respecto a su producción es muy bajo. Como no todos los residuos plásticos llegan al relleno sanitario se producen diferentes impactos de acuerdo con su disposición final, como la contaminación de las fuentes hídricas, contaminación del suelo y afectación a la salud humana (Tellez Maldonado, 2012). Por tanto, un tratamiento de residuos de plástico sostenible y eficiente es esencial para evitar tales problemas. El proceso de pirolisis es una técnica termoquímica de tratamiento de residuos plásticos, esta es importante porque permite el reciclaje y logra dar otro valor de este, volviendo a ser algo similar a lo que en un principio fue, un derivado del petróleo (Al-Salem, Antelava, Constantinou, Manos, & Dutta, 2017), dando una solución al problema de este tipo de residuos.

La pirólisis consiste en la descomposición termoquímica de materiales orgánicos y sintéticos a temperaturas elevadas en ausencia de oxígeno para producir combustibles (Transformación por pirolisis. Obtención diesel a partir de residuos plásticos.2012). El proceso se lleva a cabo normalmente a temperaturas entre 400 – 800°C (Chivata, 2018). Los productos pirolíticos se pueden dividir en fracción liquida, fracción gaseosa y fracción solida (Syamsiro et al., 2014). El rendimiento y la composición de los tres productos pirolíticos depende de las condiciones de pirolisis, por ejemplo, de la pirolisis lenta se obtiene principalmente un producto solido (Lee, Sarmah, & Kwon, 2019). La pirolisis rápida produce principalmente un producto líquido (Bridgwater, 2012). Por tanto, surge la siguiente pregunta ¿Es probable obtener por medio del proceso de pirólisis de Polietileno Tereftalato (PET) en atmosfera inerte de dióxido de carbono una fuente de combustible o materia prima?