El plástico se ha convertido en uno de los materiales más presentes en nuestra vida cotidiana gracias a sus múltiples ventajas: es ligero, resistente, barato y extremadamente versátil. Sin embargo, estas cualidades, unidas a un consumo creciente, que ya supera los 430 millones de toneladas anuales (Raza et al., 2022; Plastics Europe, 2026), y a una gestión insuficiente de los residuos, han convertido al plástico en uno de los mayores desafíos ambientales de nuestro tiempo.
Actualmente, gran parte de los residuos plásticos termina en vertederos, es incinerada o escapa al medio ambiente. Se estima que más de 50 Mt de plástico llegan cada año a ecosistemas terrestres y acuáticos (Dewika et al., 2024). Además, muchos de estos residuos se fragmentan lentamente en microplásticos, partículas de menos de 5 mm detectadas ya en océanos, ríos, suelos agrícolas, alimentos, animales e incluso en el cuerpo humano (Cox et al., 2019; Zhao et al., 2023; Loredo et al., 2025).
Ante esta situación, resulta necesario desarrollar nuevas estrategias que vayan más allá de la gestión convencional de residuos. En este contexto, la sostenibilidad exige enfoques basados en la valorización de estos materiales, mediante tecnologías innovadoras de reciclaje químico capaces no solo de tratar el desecho, sino también de transformarlo en productos de mayor valor añadido. El objetivo es reincorporar estos residuos a nuevas cadenas productivas y convertirlos en recursos útiles para otros sectores industriales, favoreciendo así modelos de producción más circulares y sostenibles.
¿Por qué el reciclaje actual no es suficiente para los (micro)plásticos?
Figura 1. Principales rutas de reciclaje químico de residuos plásticos y sus intervalos típicos de temperatura de operación. Elaboración propia.
El reciclaje químico busca transformar los polímeros en compuestos de mayor valor añadido, como monómeros, hidrógeno, gas de síntesis o combustibles líquidos de interés industrial. Sin embargo, las tecnologías convencionales empleadas para ello, como pirólisis, hidrocraqueo o gasificación requieren temperaturas muy elevadas, generalmente entre 300 y 1300 °C (Li et al., 2022; Chen et al., 2021). Aunque el uso de catalizadores permite reducir parcialmente estas condiciones, estos procesos siguen implicando un elevado consumo energético y pueden generar emisiones o subproductos tóxicos (Vuppaladadiyam et al., 2023).
En el caso de los microplásticos, el desafío es aún mayor. Su pequeño tamaño, elevada estabilidad química y dispersión en medios acuosas dificultan tanto su recuperación como su tratamiento mediante tecnologías convencionales, diseñadas principalmente para residuos plásticos de mayor tamaño.
En los últimos años han surgido nuevas tecnologías para el tratamiento de microplásticos, como la licuefacción hidrotermal, la quimiólisis o los procesos de oxidación avanzada (POAs) (Li et al., 2022; Kim et al., 2021). Estos procesos favorecen la fragmentación y oxidación de los polímeros utilizando temperaturas más moderadas (50 – 400 ºC). Sin embargo, suelen requerir grandes cantidades de reactivos, disolventes u oxidantes, además de catalizadores específicos, lo que incrementa los costes operativos y plantea desafíos relacionados con la generación de residuos secundarios, la seguridad del proceso y el escalado industrial.
Ante este escenario, surge una cuestión clave desde el punto de vista de la ingeniería de procesos: ¿sería posible modificar previamente los microplásticos para hacerlos más reactivos y facilitar así su reciclaje químico en condiciones más sostenibles?
La estrategia de activación: preparando el camino
En lugar de intentar destruir el plástico directamente mediante condiciones extremas, la investigación desarrollada en el Departamento de Ingeniería Química de la Universidad Autónoma de Madrid propone un enfoque innovador: la activación previa de los microplásticos.
Activar un sólido significa modificar sus propiedades físico-químicas (como la morfología, el área superficial, la cristalinidad o los grupos funcionales presentes en su superficie) para que sea más propenso a reaccionar. En otras palabras, se trata de debilitar la “armadura” química del plástico para que los procesos de reciclaje posteriores sean menos intensos y más eficientes.
¿Cómo pueden las microondas ayudar en la activación de los microplásticos?
El uso de radiación microondas ofrece una ventaja fundamental frente al calentamiento convencional: la selectividad. Mientras que un horno convencional se calienta todo el sistema desde fuera hacia dentro, las microondas permiten una transferencia de energía directa a materiales específicos.
Sin embargo, la mayoría de los plásticos son “transparentes” a las microondas, es decir, no se calientan con ellas. ¿Cómo logramos entonces que reaccionen? Aquí es donde entra en juego el “ingrediente secreto”: el grafito. El grafito es un material carbonoso con una capacidad extraordinaria para absorber radiación microondas y transformarla en calor. Al introducir partículas de grafito en una suspensión acuosa con microplásticos, se forman de manera natural unos “agregados” donde el grafito recubre la superficie del plástico (Figura 2, izquierda).
Figura 2. De izquierda a derecha: agregados de microplástico de LDPE y grafito, y cavidades formadas en la superficie de los microplásticos debido a la presencia de nanopartículas de grafito calentadas por absorción de radiación microondas. Elaboración propia.
Cuando este sistema se somete a radiación microonda, ocurre un fenómeno fascinante. El grafito absorbe la energía de forma tan intensa que genera regiones localizadas de temperatura extrema, conocidas como “hot spots”. En estos puntos calientes, la temperatura puede alcanzar los 1200 ºC (Zang et al. 1999), a pesar de que el agua que rodea al plástico se mantenga a una temperatura moderada (entre 120 y 200 ºC). Estos micro-entornos reactivos permiten activar reacciones químicas que, de otro modo, serían imposibles en condiciones tan suaves.
¿Qué ocurre exactamente en esos puntos de contacto? En presencia de agua, alta temperatura y un agente oxidante como el peróxido de hidrógeno (H2O2), se generan especies altamente reactivas llamadas radicales hidroxilo (HO·). Estos radicales atacan los fuertes enlaces carbono-carbono del plástico, provocando cambios morfológicos, como la aparición de cavidades y un aumento de la rugosidad por rotura de los polímeros (Figura 2 central y derecha), la oxidación química de la superficie, incorporando oxígeno en la cadena del polímero, y en general un debilitamiento estructural, ya que los microplásticos activados pierden estabilidad térmica (se descomponen a temperatura más baja) lo que significa que necesitará menos energía para ser transformados después (Sanz-Abengozar et al., 2024).
¿Se comportan igual todos los plásticos ante las microondas?
La respuesta es no. La naturaleza química del plástico es determinante.
Los “susceptibles” son los plásticos de naturaleza alifática, como el polietileno de baja densidad (LDPE), presente en bolsas o pipetas Pasteur; y el polipropileno (PP), habitual en tapones o tubos Eppendorf (Tabla 1). Estos materiales son más fáciles de activar porque el grafito se adhiere mejor a su superficie y su estructura química es más sencilla de modificar. Como resultado, se generan huecos y poros con tiempos muy cortos de irradiación microondas, de apenas unos 10 minutos a 120 ºC.
Los “resistentes” son los plásticos de naturaleza aromática, como el poliestireno (PS), utilizado en bandejas de alimentos; el tereftalato de polietileno (PET), típico de las botellas de bebidas; y el policarbonato, empleado en soportes como CDs (Tabla 1). En estos materiales, la interacción con el grafito es menos eficiente, por lo que necesitan tiempos de irradiación más largos (superior a una hora) o temperaturas más elevadas (superior a 180 ºC) para producir cambios apreciables.
Tabla 1. Resumen de plásticos de consumo estructura molecular y agregados empleados en este estudio. Elaboración propia.
Un paso gigante para la economía circular
La verdadera utilidad de la activación se demuestra en lo que viene después. Los experimentos han demostrado que un microplástico “activado” por radiación microonda es hasta 15 veces más fácil de degradar mediante POAs. En particular, mediante oxidación húmeda catalítica con peróxido de hidrógeno (proceso conocido como CWPO, por sus siglas en inglés), en la que el grafito utilizado en la etapa de activación actúa como catalizador en el propio proceso CWPO (Sanz-Abengozar et al., 2024). La secuencia completa del tratamiento se muestra en la Figura 3.
Gracias a esta estrategia de “activación+CWPO”, los microplásticos pueden transformarse en compuestos químicos de alto valor industrial, como ácidos orgánicos de bajo peso molecular (ácido acético, fórmico, malónico u oxálico), así como cetonas, alcoholes, aldehídos e hidrocarburos aromáticos.
Este resultado supone un avance relevante en el marco de la economía circular, al permitir pasar de un modelo basado en la eliminación de residuos a otro en el que los plásticos se transforman en materia prima reutilizable dentro de nuevos ciclos productivos. Además, la mayor reactividad de los microplásticos activados permite reducir el consumo de peróxido de hidrógeno en el proceso CWPO y operar en condiciones significativamente más suaves (180 °C y 2 h de reacción) en comparación con tecnologías convencionales como pirólisis o craqueo térmico (Figura 1). Todo ello contribuye a un proceso global más eficiente, económico y ambientalmente sostenible.
En definitiva, la ciencia demuestra que, a veces, para abordar problemas de gran escala basta con observarlos un poco más de cerca y aplicar la energía adecuada en el lugar preciso.
Figura 3. Esquema del proceso desarrollado para el reciclaje químico de microplásticos activados mediante CWPO. Elaboración propia.
