La industria de la confección representa el 10% de las emisiones globales de carbono. La cantidad anual de producción de fibra alcanzó los 113 millones de toneladas en 2021 y la demanda aumenta cada año. Sin embargo, casi el 90 % de los desechos de fibra posconsumo se eliminan mediante incineración o depósito en vertederos.
Entre estas formas de desechos, la fibra sintética se ha convertido en una gran amenaza para el medio ambiente y la salud humana porque, al igual que otros plásticos, no es biodegradable. Debido a su bajo costo y durabilidad, el poliéster es la fibra sintética más utilizada en el planeta y representa más de la mitad de todas las telas producidas anualmente. El reciclaje integral de poliéster es, por lo tanto, un desafío crítico para la sostenibilidad ambiental y la salud de las generaciones futuras.
En la práctica, los desechos textiles crudos no son adecuados para su reutilización o reciclaje porque están mezclados con diferentes materiales textiles, coloreados con diferentes tintes y contaminados con otras impurezas. Es necesario clasificarlos en materiales homogéneos para que los residuos sean reciclables por un método químico o mecánico. Con este fin, un equipo de investigación del Instituto de Investigación de Tecnología Química de Corea (KRICT) ha desarrollado una nueva tecnología química denominada “clasificación química”. Su estudio se publica en la revista ACS Química e Ingeniería Sostenible.
Esta tecnología se aplica para separar el poliéster de los residuos textiles que se desechan en forma mezclada y contaminada. En el proceso, se utiliza para la separación un compuesto químico único, que interrumpe selectivamente la interacción química entre el poliéster y el tinte utilizado para su color. El equipo de investigación también ha desarrollado una nueva tecnología de reciclaje químico que consume menos energía que los métodos convencionales para convertir el poliéster en valiosos monómeros, que pueden usarse repetidamente para la síntesis de materiales poliméricos.
La ropa de posconsumo, hecha de varios materiales con composiciones desconocidas, a menudo se desecha. Por lo general, comprenden una variedad de textiles como algodón, lana, poliéster, acrílico, nailon, elastano y otras fibras mixtas. El reciclaje no se puede lograr sin clasificarlos en materiales individuales debido a sus propiedades químicas y físicas incompatibles.
Industrialmente, la separación de materiales individuales de las telas de desecho se logra mediante clasificación manual, que depende en gran medida del trabajo humano. Este método tiene poca precisión y no es confiable y, a su vez, no logra recolectar materiales homogéneos, lo que a menudo es fundamental para los pasos posteriores de reciclaje. Recientemente, los estudios para desarrollar una máquina de clasificación automática emplean tecnologías de imágenes hiperespectrales para adquirir información estructural de objetivos de tejido individuales. Sin embargo, el sistema de clasificación aún se encuentra lejos de la comercialización, principalmente debido a las barreras técnicas y económicas.
El equipo de investigación de KRICT adoptó un compuesto biodegradable económico y no tóxico para diferenciar químicamente el poliéster de una mezcla de tejidos de desecho. Cuando el compuesto se aplica a los textiles, los colorantes que solo están presentes en el poliéster se extraen por completo, mientras que en otros materiales no se producen cambios significativos. Como consecuencia, el poliéster limpio puede separarse de la mezcla de tejidos de colores.
El método también se puede aplicar para seleccionar poliéster de una mezcla de telas sin color. Cuando la tela sin teñir entra en contacto con los colorantes de desecho extraídos del proceso de clasificación, solo el poliéster acepta los colorantes mientras que los otros materiales permanecen sin cambios. Como consecuencia, las telas que contienen solo poliéster se pueden separar de los desechos de telas mezcladas de una manera económica, precisa y fácil. El poliéster clasificado resultante se puede utilizar como materia prima limpia para el reciclaje químico porque el método de clasificación elimina la mayoría de las impurezas orgánicas, incluidos los colorantes intratables.
El reciclaje químico, que convierte los desechos de polímeros en los componentes básicos originales, tiene el potencial de lograr la circularidad en el reciclaje de desechos de poliéster, mientras que el reciclaje mecánico se puede utilizar para producir solo material de baja calidad. En el método de reciclaje químico convencional, se requiere una temperatura de reacción alta de más de 200 ℃ para descomponer completamente el poliéster. Además, los pasos de purificación que consumen mucha energía también son inevitables en la mayoría de las aplicaciones comerciales para obtener un producto de monómero de alta calidad.
El equipo de investigación de KRICT ha desarrollado un sistema de reacción de glucólisis a baja temperatura para convertir el poliéster de desecho clasificado químicamente en tereftalato de bis(2-hidroxietilo) puro, que es un monómero básico importante para producir nuevos polímeros. Los compuestos monómeros obtenidos del reciclaje químico tienen una calidad equivalente a la derivada del petróleo. Dado que el mismo compuesto que se usa en la “clasificación química” funciona como un aditivo para reducir la barrera energética de la despolimerización, el sistema de reacción se puede integrar fácil y económicamente con la tecnología de clasificación química para aplicaciones que involucran el reciclaje de plásticos o textiles donde existe una gran demanda. para una buena calidad del producto.
El Dr. Cho dijo: “Recientemente, la industria de la confección ha utilizado botellas de PET transparentes y limpias posconsumo para producir ropa de poliéster reciclado. Sin embargo, este método no es sostenible porque el material no se puede reciclar repetidamente. Por el contrario, nuestra tecnología actual no estar limitada por la complejidad de los materiales constituyentes o el nivel inicial de impurezas en los desechos. Ya sea que los materiales objetivo se deriven directamente del petróleo o se reciclen de los desechos, la tecnología puede procesar repetidamente la mayoría de los flujos textiles posconsumo. Por lo tanto, ayudará a reducir residuos en los vertederos y lograr sustancialmente una economía circular en las industrias plástica y textil”.
La tecnología de reciclaje químico ha sido licenciada a Renew System Co., Ltd. (Corea del Sur). Los equipos multidisciplinarios de I+D ahora están trabajando en estrecha colaboración para construir instalaciones de múltiples escalas para el reciclaje químico de ropa de desecho. Una planta de demostración estará lista a fines de 2024 y se planea que la operación comercial con una capacidad anual de 10,000 toneladas comience en 2025.
Proporcionado por el Consejo Nacional de Investigación de Ciencia y Tecnología
Source: Phys.org – latest science and technology news stories by phys.org.
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