Hacia un plástico más ecológico

BIONERCAM 10_09_14 25

Los PLÁSTICOS han sido hasta el momento, y por definición, un conjunto de polímeros sintéticos derivados fundamentalmente del petróleo, que gracias a sus propiedades y versatilidad han conseguido extenderse prácticamente a cualquier ámbito de nuestras vidas, nuestros sistemas productivos e incluso nuestra economía.

De hecho son la segunda aplicación más usada del petróleo, del que se llevan cerca del 4% de su producción, consumiéndose más de 265 millones de toneladas al año en todo el planeta, con una producción que presenta un crecimiento anual promedio del 5% durante las dos últimas décadas.

Todos usamos plásticos, desde los países más pobres, que están en cotas de unos 30 kg/año por habitante, hasta los países más ricos, que pueden estar en los 150 kg/año por habitante. Es algo tan habitual y extendido en nuestras vidas que estemos donde estemos siempre vemos algo hecho de plástico.

La mala noticia es que el plástico proviene del petróleo, que es una fuente de suministro no renovable que además es cada vez más escasa y cara, y además, desde el punto de vista de su final de vida útil, se convierte en un residuo generado en grandes volúmenes con una alta persistencia en el medio, ya que prácticamente no presenta biodegradabilidad.

En Europa, de las 46,4 millones de toneladas consumidas en 2010 se destinaron a residuos unas 24,7 millones de toneladas, lo que supone un 53% aproximadamente. A esto hay que unir un sistema de gestión inmaduro, en el que el 42% de los residuos terminan en el vertedero, mientras que el 33,8% va a incineración, y sólo el 24,1% a reciclaje.

Por otro lado, su escasa biodegradabilidad hace que aquellos plásticos que no entran en el circuito de gestión de residuos puedan acabar dispersándose por el medio y generando daños en los ecosistemas, ya sea por ingestión, por ahogamiento, o por liberación de alguno de sus aditivos químicos (cargas, colorantes, plastificantes, etc) que pueden resultar muy tóxicos.

Una de las principales líneas de trabajo que está surgiendo en los últimos años es la del uso de materias primas renovables para la fabricación de plásticos, fundamentalmente de origen vegetal, dando lugar a los conocidos como bioplásticos, unos plásticos que tienen así un origen ambientalmente más amable y un carácter de mayor sostenibilidad, disponiendo incluso de una huella ecológica y de carbono menor.

Algunos bioplásticos como el PLA (ácido poliláctico), sintetizado a partir del maíz, ya llevan a sus espaldas un buen recorrido. Desarrollado por Cargill en 1987, el PLA entró en producción industrial cinco años más tarde, y actualmente es desarrollado por varias compañías que han conseguido ya altos pesos moleculares y procesos de producción en continuo y de bajo coste.

El PLA es un poliester similar al PET (Tereftalato de polietileno) aunque con una menor estabilidad termo-mecánica y de carácter más biodegradable. Los avances producidos hoy en día en su formulación permiten la obtención de polímeros termoplásticos que tienen distintas propiedades (cristalinidad, elasticidad, temperatura de fusión, etc), y por lo tanto múltiples aplicaciones.

Del almidón proceden, de una u otra forma, un buen número de los bioplásticos que hay hoy en día en los mercados a escala comercial. Destacan materiales como el PSM (Plastarch Material), una resina producida a partir de la transformación enzimática directa del almidón y la celulosa para dar lugar a un polímero termoplástico impermeable y resistente a los cambios de temperatura y a los disolventes orgánicos, muy parecido al Polipropileno (PP) que además es totalmente biodegradable en su composición original.

Además de los vistos, otros bioplásticos también están teniendo un desarrollo interesante en los últimos años. Se trata de los Polihidroxialcanoatos (PHAs). A diferencia de los otros bioplásticos vistos, en los que el origen natural es para el monómero (que luego se ha de polimerizar químicamente), los PHAs son poliésteres alifáticos producidos en una sola etapa por las propias bacterias, que en situaciones de estrés ambiental los producen como si fuese un reservorio.

Como PHAs se producen actualmente ya polímeros como el Poli-3-Hidroxibutirato (PHB), que es el de cadena más corta obtenido hasta el momento y el producido a mayor escala por la industria, aunque otras variantes ya están alcanzando la escala de producción industrial.

Los PHAs presentan una elevada polimerización y comparten propiedades extraordinariamente interesantes, como su insolubilidad en agua, su biocompatibilidad o sus propiedades piezoeléctricas, entre otras, propiedades que una vez que se superen las barreras en su producción harán de estos polímeros un material muy interesante en el mercado.

Tal es el tirón de los bioplásticos que muchos plásticos tradicioanales derivados del petróleo, tales como el PE o el PET, se están pasando a la producción “bio”, cambiando su materia prima original por un origen vegetal, utilizando monómeros provenientes de la fermentación o transformación química de una base natural (por ejemplo la fermentación de azúcares para obtener etileno)

Vaso de PSM - Photo by Aaron Bihari en Flickr.Vaso de PSM – Photo by Aaron Bihari en Flickr.

Otro de los caballos de batalla actualmente es la biodegradabilidad, una propiedad que se da en los polímeros, tanto por exceso como por defecto, y que condiciona la durabilidad y compatibilidad de los mismos tanto en el medio ambiente como frente a determinados usos que se les quiera dar.

Para incrementar la degradabilidad de algunos termoplásticos, y esencialmente de los conocidos Polietileno (PE) y Polipropileno (PP), la industria del plástico puso en el mercado en los años setenta los plásticos oxobiodegradables, una solución que sin embargo no termina de encontrar un mercado definitivo y que, de hecho, algunos países como Alemania han prohibido.

El problema de estos plásticos oxobiodegradables es la inexistencia actualmente de una vía propia de tratamiento y la incompatibilidad en muchos casos con las existentes, ya que requieren de oxígeno y de un tiempo determinado para su degradación, siendo incompatibles con la cadena de reciclaje.

Tampoco son biodegradables muchos de los polímeros que se utilizan actualmente y que presentan solubilidad al agua. Un ejemplo sería el Alcohol de Polivinilo (PVOH) que podemos encontrar en las cápsulas de jabón para la ropa o el lavavajillas que venden algunas marcas. Si bien estos envoltorios “desaparecen” en nuestras máquinas de lavado, esto no significa que el producto se degrade, sino sólo que se disuelve, precisando en cualquier caso de la actuación de bacterias muy específicas para su posterior degradación.

Que un plástico sea biodegradable debería implicar la posibilidad de descomponerse por su reacción con el medio natural, a través de las vías existentes de degradación natural, tanto aerobias como anaerobias, sin necesidad de que medien reacciones químicas intermedias no espontáneas, y generando compuestos en su degradación que puedan integrarse dentro del ciclo natural sin deteriorarlo.

Para complementar este apartado también tenemos que tener en cuenta la incursión en el mercado de los plásticos “compostables”, que se definen como aquellos que son capaces de degradarse completamente dentro de las condiciones que se dan en un proceso de compostaje de la materia orgánica, pudiendo así cerrarse el ciclo de vida de los mismos e integrarse dentro del tratamiento que se debería dar a todos los residuos orgánicos.

dullhunk via photopin ccBotella de Coca-cola elaborada con plástico reciclado y con base vegetal

Los plásticos compostables van un paso más allá de la biodegradabilidad, y pretenden devolverse a la naturaleza como nutrientes de la misma, por lo que debe asegurarse que cumplen, en cualquier caso, con lo establecido en las normas internacionales (UNE) EN 13.432 y EN 14.995.

La cultura del cambio hacia los bioplásticos y la reducción del impacto ambiental de los polímeros es, en cualquier caso, un movimiento imparable. La producción mundial de bioplásticos llega ya hoy en día a las 1,5 millones de toneladas, lo que supone una cifra de negocio de 4.400 millones, liderada por los plásticos no biodegradables de origen natural, y la previsión para 2016 cifra un incremento del 500% con un volumen de producción previsto de más de 5 millones de toneladas.
Si quieres saber más de bioplásticos visita el artículo completo en: La Calidad Ambiental

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