Se pensavi che quei fragili sacchetti della spesa di plastica usa e getta rappresentassero la maggior parte del nostro problema di rifiuti di plastica, pensa di nuovo. Il volume di plastica che il mondo butta via ogni anno potrebbe ricostruire la Grande Muraglia cinese della dinastia Ming:circa 3, 700 miglia di lunghezza.

Nei sei decenni in cui la plastica è stata prodotta per usi commerciali, sono stati prodotti più di 8,3 miliardi di tonnellate. La plastica è leggera, versatile, economici e quasi indistruttibili (purché non si scaldino troppo). Queste proprietà li rendono incredibilmente utili in una vasta gamma di applicazioni che include imballaggi per alimenti sterili, trasporto efficiente dal punto di vista energetico, tessili e dispositivi di protezione medica. Ma la loro natura indistruttibile ha un costo. La maggior parte di essi si decompone molto lentamente nell'ambiente – nell'ordine di diverse centinaia di anni – dove stanno creando un'epidemia globale di rifiuti di plastica. Le sue conseguenze per la salute dell'uomo e dell'ecosistema sono ancora poco conosciute, ma sono potenzialmente importanti.

Sono un chimico con esperienza nella progettazione di processi per la produzione di materie plastiche, e mi sono interessato all'uso della plastica come un grande, risorsa non sfruttata per energia e materiali. Mi chiedevo se potessimo trasformare i rifiuti di plastica in qualcosa di più prezioso per tenerli fuori dalle discariche e dall'ambiente naturale.

Un nuovo modo di utilizzare i rifiuti di plastica

Le materie plastiche sono realizzate mettendo insieme un gran numero di piccoli, molecole a base di carbonio in una varietà quasi infinita di modi per creare catene polimeriche.

Per riutilizzare questi polimeri, gli impianti di riciclaggio potrebbero, in linea di principio, scioglierli e rimodellarli, ma le proprietà della plastica tendono a deteriorarsi. I materiali che ne derivano non sono quasi mai adatti al loro uso originario, anche se possono essere usati per fare cose di valore inferiore come legname di plastica. Il risultato è un tasso effettivo di riciclaggio molto basso.

Un nuovo approccio prevede la scomposizione delle lunghe catene in piccole molecole. La sfida è come farlo in modo preciso.

Poiché il processo di creazione delle catene in primo luogo rilascia molta energia, invertirlo richiede l'aggiunta di una grande quantità di energia. Generalmente questo significa riscaldare il materiale a una temperatura elevata, ma il riscaldamento della plastica fa sì che il materiale si trasformi in un brutto pasticcio. Si spreca anche molta energia, il che significa più emissioni di gas serra.

Il mio team all'UC Santa Barbara, lavorando con i colleghi dell'Università dell'Illinois Urbana-Champaign e Cornell, scoperto un modo pulito per trasformare il polietilene in utili molecole più piccole.

Il polietilene è uno dei tipi di plastica più utili e più utilizzati al mondo. È anche uno dei maggiori contributori ai rifiuti di plastica. Rappresenta un terzo dei quasi 400 milioni di tonnellate di plastica che il mondo produce ogni anno, per scopi che vanno dal cibo sterile e imballaggio medico, pellicole e rivestimenti impermeabili, isolamento di cavi e fili, materiali da costruzione e tubi dell'acqua, alle sostituzioni dell'anca e del ginocchio resistenti all'usura e persino ai giubbotti antiproiettile.

Come funziona il nuovo processo

Il processo che abbiamo sviluppato non richiede alte temperature, ma dipende invece da piccole quantità di un catalizzatore contenente un metallo che rimuove un po' di idrogeno dalla catena polimerica. Il catalizzatore utilizza quindi questo idrogeno per tagliare i legami che tengono insieme la catena di carbonio, fare pezzi più piccoli.

La chiave è usare l'idrogeno non appena si forma in modo che il taglio della catena fornisca l'energia per produrre più idrogeno. Questo processo viene ripetuto molte volte per ogni catena, trasformando il polimero solido in liquido.

La triturazione rallenta naturalmente quando le molecole raggiungono una certa dimensione, quindi è facile evitare che le molecole diventino troppo piccole. Siamo in grado di recuperare il prezioso liquido prima che si trasformi in gas meno utili.

La maggior parte delle molecole nel liquido recuperato sono alchilbenzeni, utili come solventi e facilmente trasformabili in detersivi. Il mercato globale per questo tipo di molecola è di circa 9 miliardi di dollari all'anno.

Trasformare la plastica di scarto in preziose molecole si chiama upcycling. Sebbene il nostro studio rappresentasse una dimostrazione su piccola scala, un'analisi economica preliminare suggerisce che potrebbe essere facilmente adattato per diventare un processo su scala molto più ampia nei prossimi anni. Tenere la plastica fuori dall'ambiente riutilizzandola in un modo che abbia un buon senso economico è una vittoria per tutti.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.