La forma en que LEGO perfeccionó el ladrillo de plástico reciclado

Después de 72 años y miles de millones de ladrillos de juguete de polímero interconectados, la empresa finalmente tiene una alternativa ecológica

Cada año, se producen más de 380 millones de toneladas de plástico en todo el mundo. LEGO es responsable de 100.000 toneladas. Esta contribución al total anual es, por supuesto, el resultado de la fabricación de su clásico juguete infantil. Ahora bien, el impacto de LEGO puede parecer inicialmente una parte de esa producción de plástico, pero sigue siendo importante. ¿Por qué? Esas 100.000 toneladas de polímero se convirtieron en 110.000 millones de ladrillos el año pasado.

Además, la gran mayoría de los 110 mil millones de ladrillos, hasta el 80%, estaban hechos de acrilonitrilo-butadieno-estireno o ABS, un termoplástico a base de aceite apreciado por su resistencia y rigidez. Al ABS no le gusta que se recicle porque pierde esas cualidades sólidas. Esta es la fuerza del ABS, se necesita vida para descomponerse, lo que significa que cualquier cosa hecha de cosas estará colgada en nuestro planeta durante un período de tiempo terriblemente largo.

Es por eso que en 2015, después de 66 años de bombear grandes cantidades de ladrillos de juguete no reciclables que probablemente sintieron la inminente reacción plástica, LEGO anunció que estaba recaudando $ 155 millones en ingresos. Sostenible. Centro de materiales.

El primer producto tangible que salió de este centro fue un plástico a base de caña de azúcar. La empresa tardó dos años en perfeccionar este polietileno duradero y fue apreciado como un gran éxito. El problema era que, debido a su naturaleza menos rígida, era principalmente adecuado para líneas sin carga, como árboles y hojas, una pequeña parte de los productos LEGO, alrededor del dos por ciento.

Ahora, sin embargo, llega el evento principal: el humilde ladrillo de 2 x 4. LEGO ha pasado de un bioplástico flexible a un nuevo bloque prototipo hecho de plástico PET a partir de botellas desechadas. Es el primer ladrillo hecho de un material reciclado que cumple con la mayoría de los requisitos de LEGO para sus ladrillos ABS estándar.

En los últimos tres años, el equipo de 150 materiales sostenibles LEGO ha probado más de 250 variantes de materiales PET. El prototipo resultante, según Tim Brooks, vicepresidente de responsabilidad medioambiental de LEGO, arroja uno de los obstáculos más duros para un ladrillo sin ABS: la potencia del embrague.

El poder del embrague es simplemente lo bien que se pegan dos ladrillos unidos. Si un plástico no es lo suficientemente rígido o se encoge demasiado en el proceso de fabricación y fundición, los bloques LEGO simplemente no se pegarán entre sí correctamente.

“Moldeamos a una tolerancia de aproximadamente una a dos micras, más pequeña que el grosor de un cabello humano”, dice Brooks. “Es increíblemente preciso en comparación con la mayoría de los productos de consumo. Así que el embrague es probablemente el desafío número uno que tenemos. O los prototipos de ladrillos simplemente no se pegan o usan pinzas para separarlos. Es difícil obtener el ladrillo de manera eficiente. Para entrar en el molde con la consistencia de la pasta de dientes, empujándolo caliente y luego enfriándolo, el material se encogerá, no debería encogerse demasiado. ”

El ladrillo no solo debe conservar su forma y su agarre, sino que debe hacerlo a lo largo de generaciones de juego, como dice Brooks, tales materiales se deslizan y cambian de forma con el tiempo. Los ladrillos LEGO estándar se prueban con temperaturas altas y bajas, mantequilla e incluso saliva falsa para garantizar que mantengan su integridad durante décadas de uso.

Sin embargo, con su nuevo ladrillo PET, LEGO lo rompió. Bueno, casi. “Necesitamos trabajar ahora para apretar ligeramente el embrague y agregar colores de ladrillo”, dice Brooks. “Cuando hagamos esto, revisaremos la forma y determinaremos cuántos ladrillos de ABS se pueden reemplazar con PET”.

La clave aquí es una de las 3500 formas diferentes que produce LEGO, el ladrillo de 2 x 4 es uno de los más populares que demuestra. Si la empresa puede reemplazar dicho componente con una versión de plástico reciclado, tendrá un impacto significativo en el objetivo medioambiental de LEGO de utilizar materiales totalmente sostenibles en sus productos para 2030. “Tenemos lo que llamamos ‘corredores de alto nivel’. Por ejemplo, sabemos que la mayoría de los conjuntos tendrán un 2 x 4, ciertamente sabemos que cada conjunto tendrá un punto de 1 x 1. Este es, con mucho, el ladrillo más común que hacemos ”, dice Brooks.

“El ABS es increíblemente rígido. Muy rígido, muy preciso, muy pesado. El PET es menos rígido, menos duro y menos preciso, por lo que necesitamos usar un modificador de impacto con PET. Esto es diferente aquí. Utilizamos otro tipo de PET con una “salsa secreta” añadida sobre la que tenemos una patente pendiente. Entonces, mira un PET que modificamos para que funcione como ABS. “

Gregg Beckham, del Laboratorio Nacional de Energía Renovable del Departamento de Energía de EE. UU., Quien en 2018 con John McGeehan de la Universidad de Portsmouth, diseñó una enzima que digiere PET, está impresionado por el progreso de LEGO.

“El ABS es un material asombroso. Es extremadamente versátil, porque puede cambiar la relación entre “A”, “B” y “S”. Y dependiendo de cómo lo formule, puede hacer una gran cantidad de versiones de plástico ABS. Literalmente nos tocamos todos los días ”, dice Beckham. “Por otro lado, el PET es difícil de formular de una manera que tenga las mismas propiedades de material que el ABS, como se encuentra en los ladrillos LEGO. Este es un desafío excepcional en la ciencia de los polímeros, sin duda. Es muy interesante. “

En cuanto a por qué se necesitaron tantas décadas de producción de plástico para llegar a este punto, Beckham dice que si bien sería bueno si pudiéramos agitar una varita mágica y pudiéramos hacerlo, en muchos casos la tarea es engañosamente difícil. “Esta es la ciencia y la ingeniería de los materiales básicos que necesita aprender a cumplir con los mismos tipos de propiedades de las materias primas que están hechas de plástico reciclado o se vuelven reciclables”, dice. “En el caso de los ladrillos ABS, no están hechos de plásticos reciclados ni se reciclan al final de su vida útil. Esto podría enfrentar ambos desafíos simultáneamente. “

Hay otra ventaja adicional para el nuevo prototipo de ladrillo PET: tiene una reducción del 70% en carbono en comparación con el ladrillo ABS virgen.

Pero, curiosamente, si bien el desarrollo de nuevos plásticos respetuosos con el medio ambiente está en marcha, los beneficios medioambientales reales pueden provenir del desarrollo de formas de reciclar materiales que actualmente no podemos hacer. Cosas como ABS. “La investigación de laboratorio actual está considerando el uso de enfoques de reciclaje avanzados que pueden descomponer los polímeros, estas largas cadenas de moléculas, en sus bloques de construcción”, dice Beckham. “Luego purifícalos y conviértelos de nuevo en el mismo plástico, eran de la misma calidad que el plástico virgen, o reciclarlos en un circuito abierto y convertirlos en algo que tenga aún mayor valor”.

Si bien esta idea de reciclar utilizando la química para descomponer el plástico como el ABS es algo en lo que Beckham y su equipo están trabajando activamente en este momento, LEGO también tiene su visión establecida en este objetivo. Brooks también. “Usamos 20 materiales diferentes hoy, podríamos llegar a 40 en el futuro. Potencialmente, el ABS podría ser reemplazado por ABS reciclado cuando lleguemos allí ”, dice. “A medio plazo será PET reciclado. Tenemos entre 15 y 20 materiales más que procesamos uno por uno. Pero estamos intentando llegar al ABS reciclado. “

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