Las botellas de vidrio que tiramos a la papelera de reciclaje no siempre terminan donde esperamos.Sólo alrededor del 33% del vidrio se recicla en los Estados Unidos.según la Agencia de Protección Ambiental, en parte debido a gastos como clasificar las botellas por color.Los científicos de Penn State descubrieron recientemente que el vidrio de silicato sodocálcico producido en masa a partir de botellas posconsumo de diferentes colores se puede fundir de manera segura en el proceso de reciclaje, lo que potencialmente podría llevar a que se reciclen más botellas.

El equipo informó surecomendacionesen elRevista Internacional de Ingeniería y Ciencia Cerámica.

"Este trabajo aborda en términos generales una idea errónea generalizada de que diferentes coloresvasobotellas"No se pueden reciclar todos juntos", dijo Katy Gerace, quien realizó la investigación como estudiante de doctorado en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de Penn State. Se graduó en 2023. "Hemos confirmado que se pueden derretir todos estos post-botellas de vidrio de consumo para crear productos de vidrio nuevos y útiles".

Las botellas de silicato sodocálcico, el tipo de vidrio más reciclado, se convierten en vidrio triturado en pequeños trozos o granos antes de volver a fundirlo.El vidrio reciclado se clasifica con mayor frecuencia por color para que los fabricantes puedan lograr un color y una claridad específicos para sus productos.Y la disponibilidad de fragmentos de vidrio prístinos y clasificados por colores limita la cantidad de material reciclado que se utiliza en el proceso de fabricación, dijeron los investigadores.

Los fabricantes a pequeña escala que se centran en el reciclaje y no en lograr un color de botella específico podrían utilizar vidrio reciclado de colores mezclados, evitando así que más botellas de vidrio acaben en los vertederos y reduciendocostos de energíaasociado con la fabricación de vidrio, dijeron los científicos.

La refundición del vidrio reciclado requiere menos energía quematerias primas, lo que se traduce en menos dióxido de carbono producido durante el proceso de fusión.Para un aumento del 10% en el contenido reciclado, dijeron los científicos, hay una reducción del 3% en el consumo de energía.

"Estamos explorando cómo agregar valor a los residuos", dijo Gerace, quien ahora es ingeniero senior de investigación y desarrollo en Vitro Architectural Glass."Estamos tratando de pensar en esto no como un desperdicio sino como algo que potencialmente podría tener valor".

El trabajo surge de una asociación entre Penn State y Remark Glass, una empresa con sede en Filadelfia centrada en el reciclaje de vidrio innovador y creativo.

"Como unpequeña empresa, están realmente interesados ​​en intentar quitar el vidrio delflujo de residuosy mantenerlo fuera de los vertederos", afirmó John Mauro, profesor Dorothy Pate Enright de Ciencia e Ingeniería de Materiales en Penn State y coautor del estudio.

"Utilizan sólo botellas de vidrio post-consumo y por eso están muy interesados ​​en comprender las propiedades químicas y materiales de las materias primas que entran en su negocio. Querían saber si había alguna razón técnica para preocuparse por lo queestás haciendo."

Remark Glass proporcionó botellas de vidrio para el estudio y Gerace analizó las muestras paracomposición químicay propiedades térmicas para cuantificar la variación entre cinco familias de colores principales: claro, azul, ámbar, verde bosque y verde esmeralda.

Además de demostrar que las botellas posconsumo de diferentes colores y marcas se pueden volver a fundir sin riesgo de incompatibilidad de materiales, los investigadores también presentaron varios métodos de procesamiento para controlar la homogeneidad del color en vidrio producido exclusivamente a partir de vidrio reciclado de botellas de vidrio recicladas.

Gerace dijo que el tamaño de las partículas del vidrio desecho y la temperatura y el tiempo del proceso de refundición tienen el mayor impacto en la homogeneidad del color.

"Hay que mantener el vidrio derretido para que los diferentes iones se difundan y se muevan para crear un color consistente", dijo."Entonces, realmente se puede extender el tiempo de fusión y mantenerlo a una temperatura alta durante mucho tiempo para esperar a que todo se equilibre o se puede disminuir el tamaño de las partículas del vidrio desecho hasta convertirlo en un polvo fino.Entonces será un poco más fácil conseguir una buena consistencia.color".Esto significa, por ejemplo, que se podrían triturar varios tonos de botellas verdes para obtener vidrio reciclado y fundirlas para producir un vidrio verde homogéneo.

Sin embargo, si se requiere un tono específico de verde, las botellas se separarán aún más.

"El vidrio es uno de los mejores materiales para reciclar, pero cuando realmente analizas el proceso de cómo se hace, no es nada trivial", dijo Gerace."Y desafortunadamente, perdemos mucho de lo que ponemos en nuestros contenedores de reciclaje en el vertedero simplemente porque no tenemos una buena manera de separarlo y clasificarlo. Y eso es realmente desafortunado".

Más información:Katy S. Gerace et al, Caracterización de botellas de vidrio de silicato de cal y soda para apoyar los esfuerzos de reciclaje,Revista Internacional de Ingeniería y Ciencia Cerámica(2024).DOI: 10.1002/ces2.10217