Biopolímeros: una alternativa a los plásticos derivados del petróleo

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Biopolímeros: una alternativa a los plásticos derivados del petróleo

José Miguel Samaniego *
Junio 27, 2019 - 06:00

En el contexto de una emergencia global por el desecho de plásticos derivados de petróleo que deviene en la contaminación de los océanos, los plásticos biodegradables podrían presentar una alternativa. La complejidad de este problema nace en cuan ubicuo es el uso de polímeros sintéticos desde principios del siglo pasado y de la necesidad de una alternativa sensible a contextos globales y locales.

PLÁSTICOS Y CONTAMINACIÓN

Los plásticos son materiales sintéticos u orgánicos a los que se les puede dar diversas formas (a menudo, por procesos térmicos), siendo capaces de mantener dicha forma a temperaturas ambiente. Químicamente, los plásticos son cadenas de moléculas llamadas ‘polímeros’; se incluyen en estos conjuntos muchos tipos de resinas, derivados de celulosa, materiales de caseína y proteínas.

La gran mayoría del plástico producido industrialmente se basa en químicos derivados del petróleo (polímeros sintéticos). Sus aplicaciones en la vida cotidiana son muy variadas, desde materiales de construcción e industria, envoltorios, tejidos de nylon, hasta partes de equipos eléctricos y electrónicos, entre otros usos.

En el año 2015 se produjeron aproximadamente 381 millones de toneladas de plástico, de las cuales, 8 millones de toneladas terminaron en el océano. En total, cerca de 8.300 millones de toneladas de plástico han sido producidas desde 1950, de las cuales 6.300 millones han terminado desechadas.

El problema ambiental que los plásticos plantean es su resistencia a la descomposición. La razón por la cual los plásticos toman centenares de años en descomponerse es la fuerza de los enlaces químicos que mantienen unidas sus moléculas, impidiendo así la degradación por microorganismos en el medio ambiente. En promedio, y dependiendo del ambiente al cual se exponga, el plástico demora entre 100 y 600 años en descomponerse.

El impacto negativo derivado de su desecho se ha convertido en un problema trasnacional. Los plásticos afectan a la fauna por medio del atrapamiento, la ingestión directa o indirecta de plásticos, y la interacción de especies con plásticos en colisiones, obstrucciones y abrasiones.

Los microplásticos son pequeñas partículas de este material, en muchos casos imperceptibles, que suponen un riesgo real tanto para el ecosistema como para la salud humana al introducirse en nuestro organismo por medio del agua, el consumo de productos del mar, inhalaciones a través del aire, y absorción a través de la piel por productos cosméticos.

Frente a esto, varios países han puesto en práctica leyes y normas para regular la producción y consumo de materiales plásticos a base de petróleo, como la regulación de bolsas plásticas, prohibición de productos específicos a base de plástico, instauración de impuestos a la producción o consumo de bolsas plásticas, medidas de reciclaje en relación a plásticos de un solo uso o la prohibición de microplásticos en cuerpos de agua.

Si bien es cierto que su producción y consumo suponen una emergencia ambiental, también existen economías, industrias y modos de vida que dependen del plástico. Por tanto, no hay una solución sencilla y directa, como podría ser la prohibición de todos los plásticos. En el canal de divulgación científica Kurzgesagt, se argumenta precisamente este punto al indicar que, si bien el plástico supone uno de los mayores contaminantes de los mares y su fauna, también en ciertos casos supone una compensación a la contaminación que se generaría al usar materiales alternativos, o resuelve el problema de que la comida se estropee durante su transporte y almacenamiento:

Las soluciones a la contaminación por plástico parecen ser mucho más complicadas que lo que uno consideraría intuitivo. Es en este contexto que innovaciones e investigaciones en materiales alternativos ganan importancia. Algunos de estos posibles materiales alternativos al plástico a base de petróleo son los bioplásticos, específicamente, los biopolímeros a base de “desechos” orgánicos.

 

BIOPLÁSTICOS (BIOPOLÍMEROS)

En general, los biopolímeros son macromoléculas orgánicas cuya degradación es mucho más veloz que la de los plásticos derivados del petróleo. Algunas plantas y microorganismos pueden ser polimerizadas en bioplásticos por medio de, por ejemplo, su ácido láctico.

Una vez más, la solución a este problema se torna compleja debido a que los bioplásticos no están necesariamente libres de ser contaminantes. Por un lado, la fabricación de bioplásticos significa la emisión de carbón asociada al cultivo de las plantas que sirven de materia prima y al proceso de extracción. Por otro lado, ya que la elaboración de bioplásticos puede hacerse a través de plantas de cultivo, existe una controversia respecto al uso de alimentos con la finalidad de fabricar plástico. Por ejemplo, el uso de plantas comestibles como el maíz para elaboración de bioplásticos ha levantado una gran controversia en el contexto de la creciente escasez de comida; es por ello que la única manera de ponderar el impacto positivo o negativo de los bioplásticos, es hacerlo de caso a caso.

 

UN BIOPOLÍMERO A BASE DE MATERIALES ORGÁNICOS DE DESECHO

La búsqueda de alternativas a la contaminación por plásticos debe ser sensible tanto a la dimensión global (un problema que, en sí, no tiene fronteras) como a la local (con soluciones acordes a las condiciones de determinados sitios). Una de esas alternativas la podría constituir una reciente patente en la Universidad Técnica Particular de Loja elaborada por la docente de Arquitectura y Artes, María Gabriela Punin. Junto con María José Valarezo, María Gabriela produjo las investigaciones y experimentos necesarios que llevaron a la patente de un biopolímero a partir de almidón de materiales orgánicos de desecho y fibras naturales.

Pero, ¿cuál es la innovación de este invento y en qué se diferencia de otros bioplásticos? Primero, la materia prima e insumos son todos de origen orgánico. Cortezas de yuca y partes de la planta de plátano son fundamentales al material; además, en el proceso se usan otros elementos como agua, vinagre y colorantes naturales. Segundo, las temperaturas necesarias para producir el bioplástico son bajas en comparación a la producción de otros plásticos, lo que supondría una disminución en los costos de producción. Tercero, la adición de fibras naturales tiene un efecto positivo en las propiedades de resistencia, flexibilidad y elasticidad en comparación a otros bioplásticos hechos a partir de almidones solamente. Por último, se fabrica a partir de desechos (y no de cultivos específicos a la tarea) que se dan en la región.

El Programa Ambiental de la ONU promueve la llamada ‘resiliencia climática’. Su objeto es la adaptación al cambio climático haciendo uso de soluciones basadas en ecosistemas locales. Y es justamente esta la importancia de innovar en direcciones similares a la propuesta en la patente de María Gabriela: en ella se propone una solución adaptable y localizada, en cuanto las cortezas de yuca y plátano son de producción local y son consideradas desechos en sus respectivos ambientes.

Considérese también el trabajo de la ONU en ‘eficiencia de recursos’, que establece la necesidad de acelerar la sustentabilidad de los negocios y los hábitos de consumo. Precisamente, un negocio de plásticos sustentable sería aquel cuya materia prima sea renovable. Vale subrayar que el gesto individual requerido es un hábito de consumo que disminuya drásticamente el uso de plásticos para usos desechables, y que prefiera los biopolímeros a los polímeros sintéticos para usos ineludibles.

 

LA POSIBILIDAD DE INDUSTRIALIZAR BIOPLÁSTICOS EN ECUADOR

¿Existe la posibilidad de industrializar bioplásticos a partir de materiales orgánicos de desecho? El coordinador de la carrera de Ingeniería Industrial, Juan Diego Febres, comenta que los requisitos básicos para tal emprendimiento serían: un estudio de costos y mercado, un estudio de la cadena de suministros y un estudio del proceso industrial para fabricar bioplásticos con aplicaciones específicas.

En cuanto al estudio de mercado para un producto como el bioplástico, hay la posibilidad de emprender con un sistema de fabricación por demanda (el producto se presenta en, por ejemplo, medios digitales y se valora la demanda local), lo cual supone un sondeo del mercado con menor riesgo que en un estudio tradicional con encuestas.

Por otro lado, evaluar la cadena de suministros es fundamental para un producto como este; el hecho de que la materia prima provenga de desechos hace necesario un entendimiento de la industria ecuatoriana de yuca y plátano. Se debe responder a retos referentes a la compra, obtención y transporte de esos materiales orgánicos.

Finalmente, el estudio de producción industrial responde a los requisitos, procesos y diseños que son específicos a la tarea. Más aún, los requisitos industriales dependen de la aplicación concreta que se dé al bioplástico, ya sean bolsas plásticas, objetos utilitarios/decorativos moldeados o piezas para la construcción.

Además, dado el trasfondo de responsabilidad ecológica de esta innovación, estudios ambientales y sociales serías también recomendables, pudiendo estos sobrevenir en certificaciones de ‘producto orgánico’ o responder a programas empresariales de responsabilidad social y ambiental.

A pesar de los retos mencionados, puede decirse que, a priori, la patente presenta gran potencial. Considerando que el proceso de elaboración es relativamente simple en términos de los componentes del biopolímero y las temperaturas requeridas, es probable que su industrialización siga la misma tendencia en lo que refiere a producción escalada.

 

(*) Ingeniero en Electromecánica y máster en Estudios de Ciencia y Tecnología. Su línea de investigación refiere a la cultura, historia y política de la intersección entre ciencia, tecnología y sociedad.

Este artículo fue publicado originalmente en https://culturacientifica.utpl.edu.ec/2019/04/biopolimeros-una-alternativa-a-los-plasticos-derivados-del-petroleo/