Cientistas reciclam plástico e criam matéria prima para sabão

De poluição a produto de limpeza. Esse pode ser um dos caminhos dos resíduos plásticos, graças à pesquisa de cientistas da Virginia Tech que descobriram que o polietileno, um dos plásticos mais usados ​​hoje, tem uma estrutura química semelhante ao principal ácido graxo usado na fabricação de sabão e detergente, e pode se transformar em matéria-prima para estes produtos.

Esta descoberta pioneira pode ser o início de um método eficiente para transformar plásticos em valiosos surfactantes – componentes-chave na produção de sabão e detergente. Com sua pesquisa inovadora, publicada recentemente na Science, o pesquisador Guoliang Liu e sua equipe criaram a possibilidade inesperada de reciclar plástico, criando uma solução de limpeza – do lixo plástico e de outras sujeiras.

Eureka!

Analisando as cadeias de polietileno, Liu se perguntava se elas não poderiam ser quebradas cadeias mais curtas de ácidos graxos, usados para fazer sabão. A resposta veio justamente em um momento em que estava fora do laboratório, observando a fumaça de uma lareira. O cientista observou a fumaça subindo, formada por minúsculas partículas produzidas durante a combustão da madeira.

Veio daí a inspiração para usar o calor, em um ambiente controlado de laboratório, para queimar e quebrar o polietileno e depois interromper esta combustão. “A lenha é feita principalmente de polímeros como a celulose. A combustão da lenha quebra esses polímeros em cadeias curtas e depois em pequenas moléculas gasosas antes da oxidação total em dióxido de carbono”, disse Liu.

“Se quebrarmos de forma semelhante as moléculas sintéticas de polietileno, mas interrompermos o processo antes que elas se quebrem em pequenas moléculas gasosas, devemos obter moléculas de cadeia curta semelhantes ao polietileno”.

O pesquisador dividiu a ideia com outros dois cientistas do laboratório de química. A equipe construiu um reator capaz de aquecer as cadeias de polietileno, quebrando-as em segmentos mais curtos. Na parte inferior, está a uma temperatura alta o suficiente para quebrar as cadeias de polímeros e, na parte superior, o material é resfriado a uma temperatura baixa o suficiente para impedir qualquer quebra adicional.

A termólise por gradiente de temperatura simula os efeitos da combustão sem as repercussões ambientais negativas. O resíduo resultante, que se assemelha a fuligem de chaminé, é um tipo de “polietileno de cadeia curta”, que pode ser posteriormente processado em ceras, um intermediário necessário na fabricação de sabão.

Ao adicionar mais algumas etapas, incluindo a saponificação, a equipe fez o primeiro sabão do mundo a partir de plásticos. Para dar continuidade ao processo, a equipe contou com a ajuda de especialistas em modelagem computacional, análise econômica e muito mais.

“Nossa pesquisa demonstra uma nova rota para a reciclagem de plástico sem usar novos catalisadores ou procedimentos complexos. Neste trabalho, mostramos o potencial de uma estratégia conjunta para a reciclagem de plástico”, disse Zhen Xu, principal autor do artigo publicado na Science. “Isso vai iluminar as pessoas para desenvolver projetos mais criativos de procedimentos de upcycling no futuro.”

Primeiros passos

A pesquisa pode ser o começo de uma estratégia revolucionária de reciclagem de plástico. Essa abordagem é única porque pode ser usada para os dois plásticos mais comuns do dia a dia: polietileno e polipropileno. O método é diferente da reciclagem tradicional, que precisa de uma separação rigorosa, e pode processar os dois plásticos simultaneamente – um procedimento mais eficiente e econômico.

Outra grande vantagem do método é a sua simplicidade: os cientistas usaram apena calor e plástico para obter as ceras que são convertidas em ácidos graxos e sabão. Isso torna o processo economicamente e ambientalmente viável.

Geração de valor

Essa abordagem tem o potencial de revolucionar a economia da reciclagem, produzindo itens mais valiosos do que os plásticos comuns. Quando medido em peso, o valor do sabão supera o dos plásticos. Enquanto o polietileno custa US$ 1.150 por tonelada métrica, o sabão pode custar até US$ 3.550 por tonelada métrica.

Dessa forma, além de ser atrativo do ponto de vista ambiental, ajudando a dar um novo destino aos resíduos plásticos, o processo de reciclagem desenvolvido pelos cientistas da Virginia Tech pode ser muito lucrativo.

O professor Liu acredita no potencial de sua descoberta e diz que, no futuro, plantas de reciclagem em todo o mundo podem usar esta técnica transformadora, resultando no desenvolvimento de produtos de sabão sustentáveis ​​e uma redução significativa nos aterros sanitários de lixo plástico.

Para conferir o estudo completo, clique em: Reciclagem química de polietileno, polipropileno e misturas para surfactantes de alto valor.