Acumulación y fragmentación de los residuos plásticos en el medio ambiente mundial
Los plásticos se utilizan en una gran variedad de productos y han desplazado a otros materiales que antes se utilizaban para las aplicaciones que ahora dominan los plásticos, como la madera, el metal y el vidrio. Se pueden formar poliésteres para su uso en tejidos y textiles, cloruro de polivinilideno para el envasado de alimentos y policarbonatos para gafas y discos compactos, entre otros miles de usos. La producción de plástico requiere cuatro pasos básicos: la adquisición de la materia prima, la síntesis de un polímero básico, la composición del polímero en una fracción utilizable y, por último, el moldeado o la forma del plástico. La producción de plástico es bastante intensiva en energía, ya que requiere de 62 a 108 megajulios de energía por kilogramo, según los promedios de eficiencia de Estados Unidos. La producción de silicio puede requerir hasta 235 megajulios por kilogramo de material.
China es el mayor productor de plásticos del mundo, con un 32% de la producción mundial en 2020. China produce actualmente entre seis y ocho millones de toneladas métricas de productos plásticos cada mes.
Producción de plásticos en el mundo
Para entender la magnitud de la entrada de plásticos en el medio ambiente natural y en los océanos del mundo, debemos comprender varios elementos de la cadena de producción, distribución y gestión de residuos del plástico. Esto es crucial, no sólo para comprender la magnitud del problema, sino para aplicar las intervenciones más eficaces para su reducción.Los datos y las visualizaciones que siguen en esta entrada proporcionan esta visión general paso a paso. Esta visión general se resume en la figura.2Aquí vemos que en 2010:
El gráfico muestra el aumento de la producción mundial de plástico, medida en toneladas por año, desde 1950 hasta 2015. Desde entonces, la producción anual se ha multiplicado casi por 200, alcanzando los 381 millones de toneladas en 2015. Para contextualizar, esto equivale aproximadamente a la masa de dos tercios de la población mundial.3 El breve descenso de la producción anual en 2009 y 2010 fue principalmente el resultado de la crisis financiera mundial de 2008; se observa un descenso similar en varias métricas de producción y consumo de recursos, incluida la energía.
Hechos y datos sobre la producción de plásticos
La reducción de la contaminación producida por los plásticos requerirá la adopción de medidas y la cooperación internacional para reducir la producción de plásticos, entre otras cosas mediante la innovación, la mejora del diseño de los productos y el desarrollo de alternativas respetuosas con el medio ambiente, así como los esfuerzos para mejorar la gestión de los residuos y aumentar el reciclaje.
En más de 120 países existen prohibiciones e impuestos sobre los plásticos de un solo uso, pero no son suficientes para reducir la contaminación general. La mayoría de las normativas se limitan a artículos como las bolsas de plástico, que representan una parte mínima de los residuos plásticos, y son más eficaces para reducir la basura que para frenar el consumo de plásticos. Los impuestos sobre el vertido y la incineración que incentivan el reciclaje sólo existen en una minoría de países. Las Perspectivas reclaman un mayor uso de instrumentos como los sistemas de Responsabilidad Ampliada del Productor para los envases y los bienes duraderos, los impuestos sobre los vertederos, los sistemas de depósito y devolución y los sistemas de pago por vertido.
La mayoría de los plásticos que se utilizan hoy en día son plásticos vírgenes -o primarios-, fabricados a partir de petróleo o gas. La producción mundial de plásticos reciclados -o secundarios- se ha cuadruplicado con creces, pasando de 6,8 millones de toneladas (Mt) en el año 2000 a 29,1 Mt en 2019, pero esto sigue siendo solo el 6% del tamaño de la producción total de plásticos. Es necesario hacer más para crear un mercado independiente y que funcione bien para los plásticos reciclados, que todavía se consideran sustitutos del plástico virgen. El establecimiento de objetivos de contenido reciclado y la inversión en tecnologías de reciclaje mejoradas podrían contribuir a que los mercados secundarios sean más competitivos y rentables.
Polímeros de biodegradación
ResumenLos memristores poliméricos con peso ligero y flexibilidad mecánica son candidatos preeminentes para los paradigmas de computación de borde de baja potencia. Sin embargo, la falta de homogeneidad estructural de la mayoría de los polímeros suele dar lugar a características de conmutación resistiva aleatorias, lo que reduce el rendimiento de la producción y la fiabilidad de los dispositivos a nanoescala. En esta contribución, informamos de que, adoptando la estrategia de conjugación bidimensional, se ha logrado un rendimiento de producción récord del 90% de memristores de polímero con potencial de miniaturización y baja potencia. Mediante la construcción de macromoléculas coplanares con derivados de tiofeno conjugados en 2D para mejorar el apilamiento π-π y la cristalinidad de la película fina, se produce una conmutación homogénea en toda la capa de polímero, con respuestas rápidas en 32 ns, una variación D2D de hasta el 3,16% ~ 8,29%, un rendimiento de producción que se acerca al 90% y una escalabilidad a escala de 100 nm con un consumo de energía minúsculo de ~ 10-15 J/bit. La matriz de memristores de polímero es capaz de actuar como elemento aritmético-lógico y como acelerador de multiplicación-acumulación para tareas de computación neuromórfica.