Ingenieros de Yale diseñan reactor sin catalizadores que convierte hasta el 66% del plástico en combustible mediante pirólisis

El reactor tiene tres secciones de diferentes tamaños de poro (1 mm, 500 µm y 200 nm), lo que mejora el control del proceso químico y evita problemas como el “coking”.

• Convierte residuos plásticos en combustible sin usar catalizadores.
• Tecnología basada en pirolisis controlada por calor.
• Reactor de columna de carbono con poros jerárquicos.
• Alta eficiencia: hasta 66 % de conversión.
• Sin coking, sin degradación del sistema.
• Posible escalabilidad industrial.
• Materiales accesibles: incluso con fieltro de carbono comercial.
• Aporta soluciones concretas frente a la crisis del plástico.

Un dispositivo para convertir residuos plásticos en combustible

Investigadores de Yale han desarrollado una tecnología capaz de transformar residuos plásticos en combustibles y compuestos útiles mediante un proceso de pirolisis sin catalizadores, más eficiente y económico que los métodos tradicionales. Frente al creciente problema de la acumulación de plásticos —con más de 350 millones de toneladas generadas anualmente a nivel global— este avance se presenta como una herramienta viable para reducir el impacto ambiental del plástico postconsumo.

La novedad reside en un reactor de columna de carbono con poros jerárquicos, fabricado por impresión 3D. Su diseño en tres etapas con poros cada vez más pequeños (de 1 milímetro a 200 nanómetros) permite un control preciso de la temperatura y la fragmentación de las moléculas. Esto evita la formación de depósitos de carbono (coking) y asegura una degradación progresiva y eficiente del plástico.

Pirolisis sin catalizador: una solución más limpia y barata

La pirolisis ha sido considerada una alternativa prometedora para tratar residuos plásticos, pero el uso de catalizadores costosos y de vida limitada ha dificultado su aplicación a gran escala. El nuevo enfoque elimina esa barrera: sin necesidad de catalizadores, este reactor consigue rendimientos altos, llegando hasta un 66 % de conversión de polietileno en productos químicos valiosos, principalmente hidrocarburos líquidos reutilizables como combustibles o precursores químicos.

Además, el diseño evita la pérdida de energía y permite ajustar las condiciones térmicas internas, un factor crucial para lograr procesos más sostenibles. La ausencia de oxígeno durante la pirolisis reduce también la generación de emisiones contaminantes.

Escalabilidad y potencial real

Uno de los aspectos más destacables es que los investigadores no se limitaron al prototipo impreso en 3D. También probaron una versión construida con fieltro de carbono comercial, fácilmente disponible en el mercado. Aunque menos optimizado, este diseño alcanzó un rendimiento superior al 56 %, lo que abre la puerta a aplicaciones a mayor escala sin necesidad de equipamientos sofisticados.

Este tipo de dispositivos podría integrarse, por ejemplo, en plantas regionales de reciclaje, convirtiendo directamente residuos plásticos en recursos energéticos. También permitiría gestionar el plástico generado en entornos remotos, como zonas rurales o costeras, donde los residuos tienden a acumularse por falta de infraestructuras.

Actualmente, iniciativas como la directiva europea sobre residuos plásticos (2024/955/UE) y el impulso al Pacto Mundial por los Plásticos favorecen políticas públicas y fondos para tecnologías como esta. Empresas emergentes y centros de innovación ya exploran formas de aplicar pirolisis descentralizada en países como India, Nigeria y Brasil, donde la gestión de residuos plásticos es una urgencia ambiental.

Potencial

Este avance tiene implicaciones prácticas y realistas para mitigar la crisis climática y reducir la presión sobre los ecosistemas:

• Recuperación de valor energético del plástico sin necesidad de incinerarlo ni exportarlo.
• Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, al evitar métodos de gestión más contaminantes.
• Disminución de microplásticos en su etapa más crítica: cuando el residuo se fragmenta sin control.
• Descentralización de la gestión de residuos, con dispositivos accesibles incluso para comunidades pequeñas.
• Cierre de ciclos productivos, transformando residuos en recursos sin necesidad de materia prima virgen.

Esta tecnología representa un paso firme hacia un modelo de economía más circular, donde el residuo deja de ser un problema para convertirse en una oportunidad tangible de transformación. Su aplicación no resolverá por sí sola el problema del plástico, pero puede ser un complemento poderoso a la reducción, reutilización y reciclaje mecánico. En un mundo donde la sostenibilidad no puede esperar, innovaciones así aportan soluciones con los pies en la tierra.

Vía yale.edu

Más información: Ji Yang et al, Selective electrified polyethylene upcycling by pore-modulated pyrolysis, Nature Chemical Engineering (2025). DOI: 10.1038/s44286-025-00248-0