Desafíos y alternativas en la gestión de residuos plásticos

La versatilidad y bajo costo de plásticos comunes como el polietileno, el polipropileno y el poliestireno, entre otros, han permitido su uso en diferentes aplicaciones de las industrias alimentaria, textil, automotriz, de recubrimientos y en medicina, solo por nombrar algunos ejemplos.

Estos plásticos aumentan la funcionalidad del artículo, protegen o ayudan a extender la vida de anaquel de ciertos alimentos. También se usan como empaque de una multitud de productos. La ligereza y facilidad de procesamiento de estos materiales también incentivan su uso.

Aunque los plásticos son útiles en una variedad de aplicaciones, su impacto ambiental es significativo. Los plásticos comunes no son biodegradables y pueden tardar cientos de años en descomponerse¹. El uso continuo e indiscriminado de los diferentes tipos de plásticos ha resultado en una gran acumulación de desechos, sobre todo de embalajes, materiales de empaque, botellas para bebidas, bolsas de supermercado, etc.

Este problema ambiental se agrava por el hecho de que la mayoría de los plásticos no se degradan rápidamente y se acumulan en el medioambiente.

La cantidad de estos desechos plásticos, que ha crecido día tras día en forma exponencial, dificulta el manejo y la disposición adecuada de los mismos y se convierte en un problema global de difícil solución.

Según la empresa de consultoría Enviromental Action (Suiza)², en 2023 el consumo anual global promedio de plásticos por persona fue de 20.9 kg, por lo que el estimado total de desechos plásticos fue de aproximadamente 159 millones de toneladas, de los cuales el 43 % (más o menos 68 millones de toneladas), no se gestionaron de la forma adecuada, por lo que acabaron como contaminantes del medioambiente.

De acuerdo con esta consultora, 12 países generan más del 52 % del total de desechos plásticos: India, China, Brasil, Indonesia, Tailandia, Rusia, México, Estados Unidos de América, Arabia Saudí, República Democrática del Congo, Irán y Kazajistán.

En México, el consumo total de artículos plásticos en 2023 se calculó en 4,049,874 toneladas, con un consumo per cápita de 32.1 kg². El total de plásticos que no recibieron ningún tratamiento y acabaron por contaminar el medioambiente fue de 2,723,104 toneladas. Esto nos da una idea muy clara del problema a escala global y en el ámbito nacional. Por lo tanto, urge implementar medidas viables y sustentables para contrarrestar esta situación.

Actualmente existen tres posibles formas de abordar el problema:

1. El reciclado de plásticos

El reciclado es una de las estrategias más importantes y sustentables para tratar de resolver el problema. Al introducir estos desechos en un nuevo ciclo de vida, se reduce la cantidad que acaba en vertederos o en el medioambiente. Sin embargo, en la actualidad solo se recicla menos del 10 % del total de plásticos producidos globalmente³; el resto se descarta y termina en vertederos o en ríos y mares.

Esto se debe, entre otros aspectos, a que solo ciertos tipos de plásticos, como el polietilenteraftalato (PET), el polietileno de alta densidad PEAD, el polietileno de baja densidad PEBD, el polipropileno (PP), el poliestitireno (PS) y el policloruro de vinilo (PVC) presentan cierta estabilidad química y térmica que permiten el reprocesado de los mismos para su reciclaje. Aunque otros plásticos pueden también reciclarse, los polímeros mencionados presentan mayores ventajas al ser reciclados.

No obstante, el reciclaje de plásticos no es la opción ideal para el tratamiento de basura plástica. Por ejemplo, se ha calculado que el reciclado puede consumir el doble de energía que la utilizada para la manufactura del artículo original⁴.

Esto se debe a que la basura plástica en general, pero especialmente la relacionada con empaques de alimentos y botellas de bebidas, está altamente contaminada, por lo que se requiere una selección y limpieza adecuada del material por reciclar.

Además, es necesario utilizar energía para reprocesar este material. También se requiere el uso de productos químicos y agua para limpiar y procesar el material, además de antioxidantes y estabilizadores para prolongar el tiempo de vida útil del material reciclado. Por otra parte, es necesario considerar que unos plásticos son más fácilmente reciclables y con mayor atractivo económico que otros, como es el caso del PET⁵.

2. Incineración de basura plástica

Una de las formas más eficientes de gestionar la basura plástica en el corto plazo es su incineración, con el objetivo de producir energía útil para otros tipos de proceso, como la generación de electricidad y la calefacción, principalmente. Durante la incineración de material orgánico se producen cenizas, gases y energía.

Aunque esta alternativa no sustituye a los rellenos sanitarios, sí reduce la cantidad de basura plástica en ellos. En algunos países, como Japón y Suecia, la energía derivada de la incineración de desechos se utiliza en la calefacción de casas. Una planta incineradora en Nueva Jersey, Estados Unidos, es capaz de procesar 1,400 toneladas métricas de basura diarias⁶. Los hornos queman el material a una temperatura de 1,400 °C, que calientan vapor a 450 °C, el cual mueve turbinas para generar hasta 42 MW de energía, que puede proporcionar calefacción para 30,000 casas.

Sin embargo, la incineración también presenta desventajas como la generación de gases tóxicos (dioxinas, monóxido de carbono, óxidos nitrosos y de azufre), y aunque los incineradores actuales cuentan con filtros capaces de atrapar estos gases, existe el riesgo potencial de su descarga en la atmósfera. Las cenizas obtenidas en la combustión representan un 10 % del volumen original de la basura incinerada. Estas cenizas requieren un manejo y descarte especiales. Otra desventaja de la incineración es que demanda una inversión inicial considerable, ya que los equipos son costosos.

3. Uso de plásticos degradables

La tercera opción para tratar de disminuir la cantidad de desechos plásticos es mediante el uso de plásticos que se degradan en el medioambiente después de un tiempo y en condiciones especiales de humedad, temperatura y presencia de microorganismos. El uso de este tipo de plásticos puede a reducir en el corto y mediano plazos la cantidad de basura plástica.

Existen dos tipos de plásticos degradables: los biodegradables y los oxodegradables. El primer tipo de plástico se sintetiza biológicamente con materias primas naturales como el almidón vegetal fermentado procedente de diferentes fuentes, tales como la pulpa de maíz, la mandioca, la caña de azúcar o la remolacha azucarera.

A estas materias primas se agregan diferentes tipos de microorganismos (como bacterias), las cuales producen el bioplástico. Una vez descartados los plásticos biodegradables después de su vida útil, estos se degradan de forma natural mediante la hidrólisis enzimática de grupos químicos presentes en su estructura, y producen especies de bajo peso molecular que son asimiladas por microorganismos, incorporando estos desechos al medioambiente⁷.

Dentro de este tipo de bioplásticos tenemos al ácido poliláctico (PLA) y los polihiidroxialcanoatos como los polihidroxibutiratos (PHB) y polihidrobutiratos-valeratos (PHBV). Estos plásticos pueden degradarse por completo en un periodo de entre un año y medio y tres años.

Por otro lado, los plásticos oxodegradables son plásticos convencionales como el polietileno, el polipropileno, el poliestireno, a los cuales se les agregan aditivos prodegradantes que promueven una rápida degradación del polímero al ser expuesto a condiciones aeróbicas y de irradiación solar. Estos plásticos son más baratos que los bioplásticos y mantienen las mismas propiedades que los plásticos convencionales sin aditivos.

Ambos tipos de plásticos poseen desventajas como el alto costo de los plásticos biodegradables en comparación con los plásticos convencionales. Además, la degradación de los plásticos biodegradables requiere condiciones específicas de humedad, temperatura y presencia de microorganismos, lo que puede limitar su uso en ciertas aplicaciones.

Por otro lado, los plásticos oxodegradables pueden generar residuos tóxicos durante su degradación y no se degradan por completo, lo que puede contribuir a la acumulación de microplásticos en el medioambiente.

Como se mencionó, los tres métodos para reducir la cantidad de basura plástica son viables. Sin embargo, la cantidad de desechos plásticos es de tal magnitud que no podría ser procesada de manera integral por ninguno de los métodos o por una combinación de estos. Por lo tanto, es necesario fomentar globalmente la conciencia en los consumidores para reducir el uso de plásticos, en la medida de lo posible, así como su reutilización.

Actualmente, en el Centro de Investigación en Química Aplicada, localizado en Saltillo, Coahuila, se abordan estos problemas desde nuevas perspectivas, como el desarrollo de nuevos métodos para reciclar plásticos. Además, se desarrollan plásticos degradables con nuevos tipos de agentes prodegradantes y nuevos mecanismos de acción, lo que resulta en una degradación más rápida y eficiente.