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Develop, design and evaluate a sustainable marine litter-to-methanol process

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Un nuevo método para fabricar metanol: valorizar los desechos marinos

Un sistema integrado de reciclado de residuos plásticos en el océano utiliza agua de mar y energía renovable, lo que permite obtener aguas más limpias y productos químicos de gran valor.

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Los plásticos son esenciales para la vida moderna, pero la gestión de sus residuos es una preocupación creciente. El Parlamento Europeo calcula que cada año acaban en el océano entre 4,8 y 12,7 millones de toneladas de plástico. El equipo del proyecto CCLEANER, apoyado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie, abordó esta cuestión explorando formas ecológicas de reciclar químicamente los residuos plásticos.

Procesos de reciclado químico

La forma más conocida para reciclar plásticos es la mecánica. Implica clasificar los plásticos por tipos y reprocesarlos para convertirlos en materiales utilizables. La clasificación es fundamental, ya que los distintos plásticos tienen composiciones diferentes que determinan la mejor forma de utilizarlos, pero requiere mucho trabajo y es costosa. Además, el reciclado mecánico utiliza cantidades excesivas de agua para limpiar los plásticos reciclados. Como resultado, el reciclado mecánico tiene unos costes económicos y medioambientales elevados. El reciclado químico tiene la ventaja de descomponer o reconstruir las moléculas de plástico para su reutilización. En la gasificación, un proceso de pirólisis, se aprovecha el carbono de los plásticos marinos para convertirlos en sustancias químicas valiosas como el metanol. Antes del proceso de gasificación, se utiliza la carbonización hidrotérmica para generar «hidrochar», un sólido de alta calidad capaz de potenciar la gasificación. Dado que la mayoría de los plásticos se fabrican inicialmente a partir de combustibles fósiles, los productos químicos recuperados son adecuados para muchas de las mismas aplicaciones, lo que permite una mejor valorización de los residuos plásticos. El metanol y el «hidrochar» son los principales productos del plástico reciclado químicamente. Además del plástico, el metanol es un componente básico de muchos otros materiales. También se utiliza como fuente de energía limpia para vehículos, pilas de combustible y estufas. El «hidrochar» no sólo puede impulsar aún más el proceso de gasificación, sino que también puede utilizarse como sustituto ecológico del carbón y el coque.

En busca de innovaciones de emisiones cero

Estos hallazgos son interesantes y esenciales para la transición a una economía circular, pero hay un inconveniente: la energía necesaria para lograr la pirólisis suele producir gases de efecto invernadero. Un objetivo importante del proyecto es reducir el impacto ambiental del proceso de reciclado químico. Según el beneficiario de una beca del proyecto Yi Cheng: «En términos de balance total, un método de producción comercializado requiere una fuente de carbono (residuos plásticos), una fuente de hidrógeno (agua) y energía (energías renovables)». En CCLEANER se emplearon algoritmos de aprendizaje automático para explorar muchos aspectos de la operación. Los investigadores compararon los modelos de proceso de plantas en tierra y a bordo de buques, y se utilizó IA para analizar la basura plástica que se procesaba. Cheng expresa: «En el proyecto se ofrece un método viable para abordar el asunto de los residuos plásticos marinos flotantes. Empleamos un método de aprendizaje automático para afrontar la inestabilidad de la materia prima, que es un obstáculo para la valorización de las partículas de plástico muy diversas». Mediante el uso de agua marina como medio de reacción y empleando fuentes de energía renovables como la eólica, la undimotriz y la solar, en CCLEANER se ha avanzado en un método innovador para el reciclado químico de plásticos. Las evaluaciones integrales del ciclo de vida y los análisis tecnoeconómicos realizados a lo largo del proyecto han dado lugar a perspicaces recomendaciones políticas. El metanol ecológico producido a partir de los residuos plásticos rescatados de los mares está al alcance de la mano. Imagínese un barco o una isla artificial donde se recoja el plástico, se aproveche la energía y el reciclado químico genere a cambio productos de alto valor. Con una inversión continua en un futuro de emisiones cero, las innovaciones del proyecto en tecnologías de carbonización hidrotérmica darán como resultado océanos más limpios y sostenibilidad económica y medioambiental, lo que hará realidad esa visión.

Palabras clave

CCLEANER, residuos plásticos, metanol, reciclado químico, aprendizaje automático, pirólisis, desechos marinos, carbonización hidrotérmica, «hidrochar», innovaciones de emisiones cero

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