Bioplásticos: tipos de biopolímeros y aplicaciones

Se ha demostrado que el bioplástico, o biopolímero, es la alternativa del futuro, pero también tiene desventajas. Entender

bioplástico

Los bioplásticos, o biopolímeros, no son solo plásticos biodegradables y compostables hechos de materiales naturales. El nombre "bioplástico" también se refiere a los plásticos fabricados a partir de fuentes no renovables, como el petróleo, pero que se biodegradan, ya los plásticos producidos a partir de fuentes renovables, como las plantas, pero que no se biodegradan.

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Teniendo en cuenta que prácticamente todo el plástico ya producido por la humanidad aún existe y que cada año cerca de un tercio del plástico producido contamina directamente la tierra, el océano y entra en la cadena alimentaria, se han demostrado los bioplásticos, especialmente los biodegradables. una alternativa para el desarrollo de la humanidad.

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Tipos de bioplásticos

Bioplástico de poliamida (PA)

La poliamida (PA) es un bioplástico producido a partir de biomasa, pero también puede elaborarse a base de aceite. La ventaja de la biopoliamida es que está hecha de fuentes renovables y se puede producir a partir de aceite de ricino.

Sin embargo, la poliamida, también llamada nailon , muy presente en prendas de vestir, complementos y tejidos de tapicería, no es biodegradable, ni siquiera en su versión producida a partir de biomasa.

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El bioplástico de poliamida también se puede producir a partir de aceite de ricino, pero una desventaja es su baja utilización del suelo, que requiere una superficie relativamente grande para producir la cantidad necesaria de materia prima (que puede competir con el espacio para la producción de comida).

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Otro problema es que el nailon aún no es reciclable.

Bioplástico de adipato de tereftalato de polibutileno (PBAT)

El adipato de tereftalato de polibutileno, también llamado "poliburato", es uno de los tipos de bioplásticos producidos a partir del petróleo, pero que es biodegradable y compostable. Sus propiedades permiten que el poliuretano sustituya al polietileno de baja densidad, un plástico producido a partir del aceite que no es biodegradable.

El bioplástico de poliuretano se puede utilizar principalmente en la producción de bolsas. Pero tiene la desventaja de requerir una fuente no renovable.

Bioplástico polibutilenosuccinato (PBS)

El polibutilenosuccinato (PBS) es un tipo de bioplástico que puede ser 100% biológico y biodegradable en condiciones industriales. Este tipo de bioplástico se utiliza normalmente en utensilios que necesitan una alta capacidad de tolerancia a la temperatura (100ºC a 200ºC).

Es un bioplástico cristalino y flexible. El ácido succínico, la base biológica de la producción de PBS, se elabora a partir de fuentes renovables y ayuda a reducir la huella de carbono. Los cálculos muestran que las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) se pueden reducir entre un 50% y un 80% en comparación con el plástico de origen fósil. El ácido succínico también tiene la ventaja de capturar CO2.

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Bioplástico de poliácido láctico (PLA)

El poliácido láctico (PLA) es un bioplástico producido a partir de bacterias. En el proceso, producen ácido láctico mediante el proceso de fermentación de vegetales con almidón, como remolacha, maíz y mandioca (entre otros). Los bioplásticos PLA se pueden utilizar en envases de alimentos, envases de cosméticos, bolsas de plástico para el mercado, botellas, bolígrafos, vasos, tapas, cubiertos, botellas, vasos, bandejas, platos, películas para la producción de tubos, filamentos de impresión 3D, dispositivos. médicos, telas no tejidas, entre otros.

El PLA es biodegradable, reciclable mecánica y químicamente, biocompatible y bioabsorbible. En comparación con los plásticos de petróleo convencionales, como el poliestireno (PS) y el polietileno (PE), que tardan de 500 a 1000 años en degradarse, el PLA gana a pasos agigantados, ya que su degradación tarda de seis meses a dos años en producirse. . Y cuando se desecha correctamente se convierte en sustancias inofensivas, porque el agua lo degrada fácilmente.

La desventaja es que el PLA es un plástico de producción costoso y su compostaje solo ocurre en condiciones ideales. Otro problema es que las normas estadounidenses y brasileñas permiten la mezcla de PLA con otros tipos de plásticos no biodegradables, que, a pesar de mejorar sus cualidades en términos de uso, perjudican su calidad en términos ambientales.

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Pero no podemos confundirlo con el plástico de almidón, conocido como almidón termoplástico, porque en el proceso de producción de PLA, el almidón se usa simplemente para obtener ácido láctico. A diferencia del plástico termoplástico de almidón, que tiene el almidón como principal materia prima. De estos dos tipos, el PLA es ventajoso porque es más resistente y se parece más a un plástico normal, además de ser plástico 100% biodegradable (si tiene las condiciones ideales).

Bioplásticos hechos de algas

La empresa Algix desarrolla un insumo importante para la producción de bioplásticos: la biomasa de algas. La producción excesiva de algas por contaminación ha sido un problema importante que se produce debido a la eutrofización (para entender mejor este tema, echa un vistazo al artículo: "¿Qué es la eutrofización?"). En la producción de biomasa de algas para el desarrollo de bioplásticos, se lleva a cabo la creación combinada de pescado (para consumo) y algas. Las ventajas de este tipo de bioplásticos son su posibilidad de biodegradación, origen de una fuente renovable, bajo costo de producción y sin competencia con tierras cultivables.

Bioplástico de concha de camarón

Las conchas de camarón, que son un importante desperdicio en la industria alimentaria y abundan en el Reino Unido, se están utilizando para el desarrollo de bioplásticos.

La idea es utilizar este tipo de bioplástico para la producción de bolsas de la compra y envases para alimentos.

Además de ser una fuente renovable, este tipo de bioplástico es biodegradable, reutiliza residuos de la industria y aún tiene propiedades antimicrobianas, antibacterianas y biocompatibles, lo que es una ventaja para los envases de alimentos y farmacéuticos.

Pero quizás esta no sea una buena idea para aquellos que son adeptos a la filosofía vegana.

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Bioplástico de polihidroxialcanoato (PHA)

Los bioplásticos de polihidroxialcanoato (PHA) se pueden producir de diferentes formas por cepas específicas de bacterias. En el primer caso, las bacterias están expuestas a un suministro limitado de nutrientes esenciales, como oxígeno y nitrógeno, que promueven el crecimiento de PHA (gránulos de plástico) dentro de sus células, como reservas de alimentos y energía.

Otro grupo de bacterias que no requiere limitación de nutrientes para producir PHA se acumula durante períodos de rápido crecimiento. El PHA dentro de ambos grupos se puede recolectar o, antes de la recolección, se puede sintetizar en diferentes formas químicas mediante ingeniería genética.

Inicialmente, la comercialización de PHA se vio obstaculizada por los altos costos de producción, los bajos rendimientos y la disponibilidad limitada, lo que lo impidió competir con los plásticos de origen petroquímico.

Sin embargo, se han descubierto ciertas bacterias que son capaces de producir PHA a partir de una variedad de fuentes de carbono, incluidos residuos de efluentes, aceites vegetales, ácidos grasos, alcanos y carbohidratos simples. Esto amplía enormemente sus ventajas; por ejemplo, el uso de materiales de desecho como fuente de carbono para la producción de PHA tendría el doble beneficio de reducir el costo de PHA y reducir el costo de eliminación de desechos.

En 2013, una empresa estadounidense anunció que refinaba aún más el proceso, eliminando la necesidad de azúcares, aceites, almidones o celulosa, utilizando un "biocatalizador" derivado de microorganismos que convierten el aire mezclado con gases de efecto invernadero, como metano o dióxido. carbono, en bioplástico.

Otros estudios están utilizando los genes de estas bacterias e insertándolos en tallos de maíz, que luego hacen crecer el bioplástico en sus propias células. Sin embargo, esta producción se basa en tallos de maíz modificados genéticamente; y los transgénicos ha sido un tema frecuentemente asociado con el desprecio por el Principio de Precaución, entre otros problemas. Puede comprender mejor este tema si echa un vistazo a los artículos: "El medio ambiente pide una alerta sobre el principio de precaución" y "Maíz transgénico: comprenda los riesgos y beneficios".

El PHA es totalmente biodegradable en determinadas condiciones, no es tóxico y se puede utilizar en una amplia gama de aplicaciones, desde envasado de alimentos hasta implantes médicos.

Bioplastic drop-in

Los principales bioplásticos, o biopolímeros, drop-en son bio-polietileno (PE), bio-polipropileno (PP), tereftalato de bio-polietileno (PET) y cloruro de polivinilo (PVC).

Los " drop-ins" son bioplásticos hechos total o parcialmente de base biológica, pero no son biodegradables; son versiones híbridas de plásticos tradicionales. Se diferencian de los plásticos convencionales - hechos 100% de aceite - solo en relación a la base de materia prima parcialmente renovable, manteniendo la misma funcionalidad.

El más producido drop-in bioplásticos son bio-PET parcialmente sobre la base de materia prima biológica, y ya representan aproximadamente el 40% de la capacidad de producción de bioplásticos global.

Muchos tipos de plásticos convencionales, como PE, PP y PVC, pueden fabricarse a partir de recursos renovables, como el bioetanol.

Un ejemplo popular de plástico para colocar es el Plant Bottle , utilizado por uno de los principales fabricantes de refrescos del mundo. La botella utiliza un 30% de materiales de origen vegetal en su fabricación, manteniendo las mismas características de la botella tradicional y siendo totalmente reciclable. Con el tiempo, se espera que aumente el componente renovable de la botella, mientras que los materiales basados ​​en combustibles fósiles disminuirán.

Los drop-ins son el crecimiento de la producción del grupo de bioplásticos más rápido. El interés de la industria se basa en dos puntos principales:

  1. Los drop-ins tienen las mismas propiedades y funcionalidad del plástico elaborado a partir del petróleo, lo que significa que puede ser procesado, utilizado y reciclado en las instalaciones existentes y siguiendo las mismas rutas que los plásticos convencionales, lo que reduce la necesidad de infraestructura nueva o adicional y reduce los costos en todos los niveles.
  2. La base renovable (o parcialmente renovable) de estos productos reduce la huella de carbono y, al mismo tiempo, reduce los costos de producción.

En Brasil, la producción de PE a partir de biocombustible es similar a la de los productos de venta directa , pero el plástico generalmente se llama "plástico verde".

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El problema de los bioplásticos producidos a partir de biocombustibles es que compiten por el espacio con la tierra que podría usarse para la producción de alimentos y que aún no es biodegradable. Están presentes en los más diversos tipos de materiales como empaques, dispositivos electrónicos, cosméticos, equipos médicos, juguetes, productos de higiene, entre otros; y, si se escapan al medio ambiente, principalmente en forma de microplásticos, pueden causar daños importantes a corto y largo plazo.

  • Hay microplásticos en la sal, los alimentos, el aire y el agua.

Bioplástico de residuos orgánicos

¿Alguna vez has imaginado que sería posible producir biopolímeros utilizando residuos orgánicos como materia prima? Esto es exactamente lo que pudo hacer Full Cycle Bioplastics : producir bioplásticos a partir de residuos orgánicos.

La idea es reducir la emisión de gases de efecto invernadero producidos por la descomposición de residuos orgánicos, la tercera fuente de producción de gases de efecto invernadero de origen antrópico.

El bioplástico de polihidroxialcanoato (PHA) se produce a partir de bacterias no modificadas genéticamente y desechos orgánicos, y puede reemplazar una amplia gama de plásticos sintéticos. Este tipo de bioplástico sigue siendo compostable y degradable. Otra ventaja es que, en términos de costes, es competitivo con los plásticos de origen petroquímico.

Bioplástico de furanoato de polietileno (PEF)

El furanoato de polietileno (PEF) es un bioplástico comparable al PET. Está elaborado con materia prima 100% biológica y tiene mejores propiedades térmicas y mecánicas que el PET. Los biopolímeros PEF son ideales para envasar refrescos, agua, bebidas alcohólicas, zumos de frutas, alimentos y productos no alimentarios. Sin embargo, existe una amplia gama de otras aplicaciones, como fibras y otros polímeros como poliamida y poliéster.

En la producción de bioplásticos PEF, los azúcares de origen vegetal se convierten en materiales como el ácido furandicarboxílico (FDCA), que se utiliza en la producción de polímeros para la industria del embalaje.

La desventaja de este tipo de bioplástico es la misma que cualquier otra producción que dependa de la plantación como insumo: competencia con las áreas de plantación.

¿Es el bioplástico la solución?

Aunque tienen el potencial de ser alternativas más limpias al plástico convencional, los bioplásticos también producen impactos en el medio ambiente durante su producción y no son garantía de biodegradabilidad o reciclaje.

Además de la implantación de bioplásticos, para que una sociedad se desarrolle en la línea de la sostenibilidad es necesario repensar el consumo. Junto con el desarrollo de bioplásticos, es necesario reducir el consumo, aumentar la reutilización y el reciclaje de plásticos. Estas acciones están en línea con lo que predica la economía circular.

También se necesitan otras alternativas, como mejores diseños que permitan un mejor desempeño del plástico. Las acciones propuestas por la Fundación Ellen MacArthur también apoyan la idea del retorno plástico circular. Para entender mejor este tema, echa un vistazo a los artículos: "Nueva Economía del Plástico: la iniciativa que replantea el futuro de los plásticos" y "¿Qué es la Economía Circular?".

Disponer correctamente y tener actitud ciudadana

Para reducir los residuos plásticos consumidos, el primer paso es practicar un consumo consciente, es decir, repensar y reducir su consumo. ¿Ha pensado en cuántos plásticos superfluos utilizamos a diario que podrían evitarse?

Por otro lado, cuando no es posible evitar el consumo, la solución pasa por optar por el consumo más sostenible posible y por la reutilización y / o reciclaje. Pero no todo es reutilizable o reciclable. En este caso, realice la eliminación correctamente. Consulta los puntos de recogida más cercanos a tu domicilio en el buscador gratuito del eCycle Portal .

Pero recuerda: incluso con la eliminación correcta es posible que el plástico se escape al medio ambiente, así que consúmelo con conciencia.

Para saber cómo reducir su consumo de plásticos, consulte el artículo: "¿Cómo reducir los residuos plásticos en el mundo? Consulte los consejos esenciales".

Para saber cómo consumir de forma más sostenible, consulte el artículo: "¿Qué es el consumo sostenible?". Haz tu huella más ligera.


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