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¿Pueden los bioplásticos sustituir a los plásticos convencionales?

¿Qué es un bioplástico? ¿Es realmente más ecoamigable que un plástico convencional? Son dos de las preguntas que un grupo de universitarios responden en este estudio.

Por Joaquín Martínez Urreaga, Catedrático de Ingeniería Química, Universidad Politécnica de Madrid (UPM); Freddys R. Beltrán González, Investigador postdoctoral especializado en el reciclado de plásticos y bioplásticos, Universidad Politécnica de Madrid (UPM); Jorge Ramírez García, Profesor Titular de Universidad, Ingeniería Química, Universidad Politécnica de Madrid (UPM); Marina Patricia Arrieta Dillon, Profesor Ayudante Doctor e Investigadora en Polímeros Sostenibles, Universidad Politécnica de Madrid (UPM), and Mª Ulagares de la Orden Hernández, Catedrática de Química Orgánica, Universidad Complutense de Madrid

Los plásticos convencionales que empleamos masivamente en la actualidad, como el polietileno, el poliestireno y otros, tienen dos problemas fundamentales:

• Se obtienen del petróleo, una fuente no renovable que acabará agotándose.

• Suponen un grave problema medioambiental y de salud.

La causa no es el plástico en sí, sino que una parte importante de sus residuos se abandona en el entorno donde se descomponen lentamente, liberando algunos productos potencialmente peligrosos, contribuyendo al cambio climático y generando micro y nanoplásticos que pueden acabar entrando en nuestros organismos.

Ante esta situación, muchos ojos se han vuelto hacia los bioplásticos, buscando alternativas que puedan sustituir a los plásticos convencionales, sin los problemas mencionados.

Pero la cuestión es compleja y hay que plantearse algunas preguntas: ¿pueden los bioplásticos sustituir a los plásticos convencionales a gran escala? ¿En todo tipo de aplicaciones? ¿Desaparecen realmente los problemas ambientales y de salud asociados a los plásticos? En la actualidad hay gran controversia sobre estos temas, que son objeto de numerosos proyectos de investigación.

¿Qué entendemos por bioplásticos?

El término bioplástico es poco específico. Se pueden considerar bioplásticos dos tipos de productos:

• Los plásticos biodegradables, aunque procedan del petróleo.

• Los plásticos biobasados, que se obtienen de fuentes renovables como maíz, caña de azúcar o celulosa, sean o no biodegradables (figura 1).

Los más prometedores para resolver los problemas de los plásticos convencionales son los plásticos biobasados y, a la vez, biodegradables. Algunos ejemplos son los almidones termoplásticos (TPS), los polihidroxialcanoatos (PHA) y el poliácido láctico (PLA).

¿Pueden sustituir a los convencionales?

El primer paso para analizar si los plásticos biobasados y biodegradables pueden sustituir a los convencionales es saber si sus prestaciones son suficientes.

Los plásticos convencionales tienen problemas, pero tienen también unas magníficas propiedades, que son las que justifican su uso. Aquí, la respuesta es positiva. Aunque tradicionalmente se ha considerado que los plásticos biobasados y biodegradables tenían bajas resistencia y estabilidad, en la actualidad se han desarrollado nuevas versiones con propiedades mejoradas y que pueden sustituir a los convencionales en casi todas las aplicaciones. Así, por ejemplo, hoy día el PLA se emplea en aplicaciones tan diversas y exigentes como en medicina, en envases de alimentos o en automoción.

La segunda cuestión sería la capacidad de producción de bioplásticos (figura 1). Mientras que al año se producen del orden de 370 millones de toneladas (Mt) de plásticos, la producción total de bioplásticos no llega al 1 % de esa cantidad.

La realidad es que el petróleo sigue siendo una materia prima de coste moderado, adecuada y bien conocida. Esto permite fabricar plásticos de bajo coste. Sin embargo, las fuentes renovables de las que se obtienen los plásticos biobasados son menos fáciles de trabajar y queda mucho camino para mejorar los procesos de obtención.

Hoy día, los plásticos biobasados son más escasos y más caros que los convencionales, por lo que difícilmente podrán sustituirlos a gran escala y a corto plazo. Pero también hay que decir que la producción de biobasados crece a mayor ritmo que la de convencionales, espoleada también por las normativas medioambientales en todo el mundo. Por eso cabe esperar que los biobasados reemplacen cada día a más plásticos convencionales.

Una producción limitada

Tampoco se puede aumentar enormemente el ritmo de producción porque, actualmente, la mayoría de los bioplásticos se obtiene de productos alimenticios como maíz o caña de azúcar. Es técnicamente posible obtenerlos de subproductos y residuos de biomasa, pero es más complicado y todavía está muy poco extendido.

Hay que considerar que un aumento brusco de la producción en la actualidad podría conllevar que demasiada tierra cultivable y agua se dedicaran a producir materia prima para fabricar bioplásticos, especialmente en países en desarrollo. Esto podría conducir a problemas potencialmente graves de abastecimiento de alimentos.

Además, surgirían problemas ambientales en caso de deforestación para generar tierras de cultivo. Así, un crecimiento más razonable del ritmo de producción de plásticos biobasados exigiría la mejora sustancial de los procesos de obtención a partir de biomasa residual.

Los bioplásticos también contaminan

Queda la cuestión, tampoco sencilla, de si los plásticos biobasados y biodegradables son una solución a los problemas medioambientales de los plásticos convencionales.

Podría pensarse que los plásticos biodegradables pueden abandonarse de cualquier manera porque se biodegradarán rápidamente y sin generar problemas, pero no es así.

Por una parte, los plásticos biobasados pueden liberar aditivos igual que los convencionales al degradarse. Por otra parte, la velocidad de biodegradación depende no solo del plástico y de los microorganismos, sino también de las condiciones (temperatura, humedad, pH, concentración de oxígeno).

Por ejemplo, un plástico biobasado, empleado en envasado de alimentos, puede biodegradarse bien, cumpliendo la normativa, en compostadoras industriales, es decir, a temperaturas relativamente elevadas (58 °C) y con las cantidades adecuadas de agua y oxígeno. Pero tarda años en degradarse en compostadoras domésticas o en agua de mar, donde hay menos oxígeno y menor temperatura. Ese material se comportaría prácticamente como un plástico convencional si fuera abandonado en un entorno como el agua de mar.

No obstante, el hecho de poder compostar en condiciones industriales es una ventaja frente a los plásticos convencionales, especialmente en aquellos casos en los que un plástico es casi imprescindible. Pero resulta imposible recogerlo y reciclarlo de forma económica, como sucede en algunos envases de alimentos o en algunas aplicaciones en medicina. Esta cuestión podría ayudar a seleccionar las aplicaciones para estos materiales.

Concluyendo, podemos decir que los plásticos biobasados y biodegradables pueden ya sustituir a los convencionales en la mayoría de las aplicaciones. Su importancia actual es moderada porque la producción es todavía muy reducida, aunque crecerá mucho en los próximos años. Y su capacidad para degradarse en condiciones industriales, sin causar problemas medioambientales o de salud, es una ventaja que puede abrirles camino en algunas aplicaciones.

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