Científicos de la Universidad Politécnica de Tomsk desarrollan materiales para purificar agua a partir de residuos de PET.
- ♻️ Botellas, envases y tejidos de poliéster como materia prima.
- 💧 Materiales porosos con potencial para depurar agua.
- 🧪 PET transformado directamente en compuestos de mayor valor.
- 💰 Precursores entre 5 y 80 veces más baratos.
- 🔬 Resultados todavía a escala de laboratorio.
¿Por qué importa?
El interés de este trabajo está en unir dos problemas que normalmente se abordan por separado: qué hacer con determinados residuos de PET y cómo abaratar materiales avanzados capaces de capturar contaminantes. En lugar de limitarse a recuperar el plástico para fabricar nuevamente productos de prestaciones similares, los investigadores lo convierten en materia prima para estructuras porosas de mayor valor añadido.
La clave está en unos materiales conocidos como estructuras metal-orgánicas o MOF. A escala microscópica se comportan como auténticas esponjas moleculares: poseen una red de poros diminutos cuya química puede ajustarse para interaccionar con determinadas sustancias.
Investigadores de la Universidad Politécnica de Tomsk (TPU), junto con científicos de Austria, España y Rusia, han desarrollado una vía para producir componentes de estos materiales utilizando PET desechado procedente de botellas, recipientes alimentarios, residuos industriales e incluso tejidos de poliéster.
Y hay un detalle especialmente interesante: la materia prima obtenida a partir del residuo puede resultar muchísimo más barata que comprar los compuestos equivalentes en el mercado.
El PET deja de ser simplemente un plástico que reciclar
El PET tiene una ventaja frente a muchos otros plásticos: existe una infraestructura considerable para recuperarlo y puede reciclarse mecánica o químicamente.
El problema aparece cuando se repite el ciclo. El reciclaje mecánico puede provocar una pérdida progresiva de determinadas propiedades del polímero, mientras que el reciclaje químico convencional suele buscar recuperar moléculas con las que volver a fabricar PET.
El equipo ha seguido otro camino.
En lugar de intentar devolver el residuo exactamente al punto de partida, plantea un proceso de upcycling o suprarreciclaje químico: utilizar el carbono y la estructura química presentes en el plástico para obtener sustancias con aplicaciones diferentes y potencialmente de mayor valor.
Los residuos se trituran hasta obtener partículas de menos de 1 mm y posteriormente se introducen en el medio de reacción.
A partir de ellos se producen ácido 2-nitrotereftálico y ácido 2-yodotereftálico, moléculas que pueden emplearse como bloques de construcción para fabricar estructuras metal-orgánicas.
Una reacción que elimina etapas intermedias
Aquí se encuentra una de las partes más interesantes de la investigación.
La ruta convencional puede exigir primero descomponer el polímero, después recuperar y purificar el producto intermedio y finalmente modificar químicamente esa molécula para conseguir la funcionalidad deseada.
El nuevo procedimiento combina degradación y funcionalización química en una misma etapa.
Menos pasos pueden significar menos separaciones, menos operaciones de purificación y una instalación más sencilla. Y todo eso pesa bastante cuando una reacción química pretende abandonar el laboratorio.
La estrategia, además, aborda una transformación que resulta complicada debido a las características electrónicas del anillo aromático derivado del PET.
No es simplemente triturar una botella y convertirla en un filtro. Hay química de por medio. Bastante.
El resultado: pequeñas “esponjas” moleculares
Con los compuestos recuperados del PET, los investigadores fabricaron UiO-66-NO₂ y UiO-66-I, dos variantes funcionalizadas de una conocida familia de MOF.
Estas estructuras están formadas por nodos metálicos unidos mediante moléculas orgánicas. El resultado es una red tridimensional repleta de cavidades extremadamente pequeñas.
Esa enorme estructura interna permite diseñar materiales capaces de adsorber moléculas, separar sustancias o actuar como catalizadores.
Los MOF producidos a partir del plástico conservaron propiedades importantes como cristalinidad, microporosidad y estabilidad térmica en niveles comparables a los materiales preparados utilizando precursores comerciales.
Ese punto es fundamental. Utilizar un residuo tendría poco interés industrial si el producto final perdiera las características que justifican utilizar un MOF.
Hasta 80 veces menos coste en uno de los precursores
El resultado que probablemente más acerca el trabajo a una posible aplicación práctica es económico.
Según los cálculos del equipo, los compuestos nitrogenados obtenidos mediante la nueva ruta pueden resultar aproximadamente entre 5 y 7 veces más baratos que sus equivalentes comerciales.
La diferencia aumenta mucho en el compuesto yodado: alrededor de 75 a 80 veces menos coste.
Conviene precisar qué significa la cifra. No implica que un filtro de agua fabricado con este material vaya a costar 80 veces menos. La comparación corresponde a los precursores químicos empleados posteriormente para fabricar los MOF.
El coste final dependería de muchos otros elementos: reactivos, energía, recuperación de disolventes, fabricación del MOF, regeneración del adsorbente, tratamiento del residuo utilizado y escala de producción.
¿Y qué puede hacer en el agua?
La funcionalización del material permite modificar su afinidad por determinadas moléculas.
Los investigadores destacan especialmente los MOF que incorporan yodo, ya que presentan propiedades interesantes para la captura de contaminantes orgánicos clorados.
Esto abre una vía diferente a la filtración física convencional. Un material adsorbente no tiene necesariamente que actuar como un simple tamiz. La superficie interna de sus poros puede diseñarse químicamente para favorecer la interacción con ciertas moléculas.
Los MOF nitrogenados, por su parte, presentan interés como catalizadores, ampliando las posibilidades del PET reciclado más allá del tratamiento de agua.
El concepto encaja en una tendencia creciente de la química circular: dejar de considerar los residuos plásticos únicamente como una fuente de polímeros reciclados y comenzar a utilizarlos como materia prima química para materiales avanzados.
De hecho, otras investigaciones publicadas en 2026 también han explorado la transformación de PET en estructuras UiO-66, señal de que esta línea está ganando terreno.
El reto ya no está en demostrar que funciona
La investigación ha demostrado que diferentes residuos de PET pueden convertirse en los precursores buscados y que estos permiten fabricar MOF con propiedades comparables a las obtenidas utilizando materiales comerciales.
Ahora llega una parte bastante menos vistosa, pero decisiva: escalar el proceso.
Un procedimiento que funciona con pequeñas cantidades en laboratorio puede comportarse de manera diferente cuando debe procesar kilogramos o toneladas. La transferencia de calor, la recuperación de reactivos, la separación de productos y la variabilidad de los residuos comienzan a importar mucho más.
También queda por estudiar la vida útil del material adsorbente.
Para que tenga sentido en depuración sería deseable conocer cuántos ciclos de adsorción y regeneración puede soportar, qué ocurre cuando trabaja con aguas reales que contienen mezclas complejas de contaminantes y cuál es el tratamiento necesario cuando el MOF llega al final de su vida útil.
Ficha técnica
Cómo funciona
El PET residual se tritura hasta partículas inferiores a 1 mm y se somete a una reacción química que combina la degradación del polímero y la funcionalización de las moléculas resultantes. Se obtienen principalmente ácido 2-nitrotereftálico y ácido 2-yodotereftálico.
Estas moléculas actúan posteriormente como ligandos para fabricar estructuras metal-orgánicas funcionalizadas, entre ellas UiO-66-NO₂ y UiO-66-I. Su estructura microporosa permite utilizarlas como materiales adsorbentes o catalíticos.
En cifras
- <1 mm: tamaño de las partículas de PET empleadas.
- 5–7 veces: reducción estimada del coste del precursor nitrogenado frente al comercial.
- 75–80 veces: reducción estimada para el precursor yodado.
- 2 familias funcionalizadas: UiO-66-NO₂ y UiO-66-I obtenidas a partir de los productos derivados del PET.
- Una sola etapa química: integración de degradación y funcionalización del PET antes de la síntesis del MOF.
Qué tiene de diferente
La principal diferencia está en funcionalizar químicamente el PET mientras se degrada, evitando realizar por separado varias operaciones de transformación, aislamiento y purificación.
Además, el objetivo no consiste únicamente en recuperar ácido tereftálico para fabricar nuevamente PET. El residuo se utiliza para obtener moléculas funcionalizadas de mayor valor, que después sirven para fabricar materiales porosos avanzados.
Comparación directa con la tecnología convencional
Reciclaje mecánico del PET: conserva el polímero, requiere clasificación y la repetición de ciclos puede deteriorar sus prestaciones.
Reciclaje químico convencional: descompone el PET para recuperar monómeros o compuestos que pueden utilizarse nuevamente como materias primas.
Nueva estrategia: descompone y modifica químicamente el PET para obtener directamente precursores funcionalizados destinados a materiales MOF.
No reemplaza necesariamente a los sistemas anteriores. Podría convertirse en una ruta complementaria para determinadas corrientes de residuos donde el suprarreciclaje aporte mayor valor.
Limitaciones
La tecnología se encuentra todavía en fase de laboratorio.
Falta demostrar su funcionamiento económico a gran escala y determinar el consumo energético y químico del proceso completo.
También es necesario evaluar la recuperación de reactivos y disolventes, la generación de residuos secundarios y el comportamiento frente a PET muy contaminado o mezclas de composición variable.
Para aplicaciones de tratamiento de agua quedan cuestiones importantes: capacidad de adsorción en aguas reales, selectividad frente a mezclas complejas, regeneración del MOF, número de ciclos útiles y gestión del material agotado.
La reducción de coste anunciada corresponde a determinados precursores, no al coste total de fabricar y operar un sistema de depuración.
En qué fase se encuentra
Laboratorio.
El procedimiento ha sido ensayado con diferentes residuos reales de PET y se han sintetizado los MOF correspondientes. Los investigadores plantean ahora escalar la tecnología y estudiar el ciclo completo del proceso.
Quién está detrás
El trabajo está liderado por investigadores vinculados a la Universidad Politécnica de Tomsk (Rusia) dentro de una colaboración internacional.
Participan investigadores de la Universidad Técnica de Viena (Austria), la Universidad del País Vasco/EHU (España) y el Instituto de Química Orgánica N. N. Vorozhtsov de Novosibirsk (Rusia).
Entre los investigadores vinculados al trabajo se encuentra Olga Guselnikova. La investigación recibió financiación del Ministerio de Ciencia y Educación Superior de Rusia, según la información publicada por la Universidad Politécnica de Tomsk.
Fuente de los datos
Los resultados proceden del estudio científico “Electrophilic Substitution in Poly(ethylene terephthalate) Waste for Upcycling to Functional Metal-Organic Frameworks”, publicado en 2026 en la revista científica Materials Horizons, de la Royal Society of Chemistry.
Los datos sobre reducción de costes, materiales empleados, propiedades de los MOF y siguientes fases de investigación han sido comunicados también por la Universidad Politécnica de Tomsk.
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