De residuos a bioplásticos

Actualmente, nuestro planeta cuenta con más de 7 mil millones de habitantes, y este número continúa aumentando. La alta versatilidad del plástico hizo que en los últimos 50 años su producción tuviera un aumento sin precedentes. La valorización de los plásticos es reflejada en el crecimiento continuo de su producción desde la mitad del siglo pasado y se debe en gran parte a las grandes ventajas para su fabricación, transporte y uso, así como a sus características como bajo peso, procesabilidad, propiedades mecánicas, bajo costo de producción y posibilidades de diseño. Según la Fundación Ellen MacArthur, la producción de plástico aumentó de 15 millones de toneladas en 1964 a 311 millones de toneladas en 2014 [1]. Se estima que en 2020 se superarán los 500 millones de toneladas anuales de plástico producido cada año y, si la tendencia continúa, para el año 2050 se prevé una producción de 1,25 mil millones de toneladas, con lo cual habrá más plástico que peces en el océano [2].

El impacto económico de la contaminación por plásticos en los océanos es de al menos 8 mil millones de dólares al año [3]. Algunos motivos que han causado está crisis es que, aunque casi todos los plásticos utilizados para la fabricación de envases y embalajes son reciclables, más del 90% del plástico se descarta después del primer uso, y cerca del 30% de los envases plásticos producidos nunca serán reutilizados o reciclados, siendo destinados a rellenos sanitarios o incineración [4]. Esto genera un impacto ambiental de grandes proporciones, tanto por la acumulación de plástico en lugares indebidos y la contaminación de ríos y mares, como por la mayor dificultad para su recuperación [2]. Por ejemplo, envases de policloruro de vinilo (PVC), poliestireno (PS) y poliestireno expandido (EPS) que se utilizan para almacenamiento de comida rápida, son contaminados por alimentos haciendo su recuperación más difícil y con mayores costos [4]. Sumado a esto, muchos productos contienen aditivos químicos tóxicos o son formados por diversas capas de diferentes materiales, haciéndolos difíciles o imposibles de reciclar [3]. Por otro lado, de la extracción del petróleo se obtiene la nafta que es la materia prima para producción de etileno, propeno, butadieno, benceno, tolueno y xileno, insumos para la fabricación de los principales tipos de polímeros usados en la industria de transformación de plásticos [5]. De modo que, actualmente, el 90% de los plásticos convencionales son de origen fósil, con alto impacto en la emisión de carbono (CO2) [6]

El éxito que ha tenido la industria del plástico es evidente y ha mejorado nuestras vidas por muchos años. Sin embargo, la producción y el consumo en exceso sin prevér opciones para el descarte apropiado de los plásticos está causando grandes impactos ambientales, y ha atraído la atención de gobiernos, empresas y ambientalistas.

 A pesar de todo, los polímeros son imprescindibles en nuestra vida y gran parte de nuestras actividades cotidianas dependen de su existencia. ¿Cuál es la alternativa entonces? Por un lado, la concientización de la importancia del reciclaje de los plásticos ya producidos y utilizados [7] y por otro lado el desarrollo de nuevos bioplásticos que cumplan las mismas funciones, pero cuyos componentes no supongan ningún conflicto económico, político o medioambiental.

Según la Comisión Europea, se definen como productos de base biológica a los productos no alimentarios derivados de la biomasa, como plantas, algas, cultivos, árboles, organismos marinos y desechos biológicos de industrias y hogares [8]. Según esta definición, la economía de base biológica no compite con la producción de alimentos. Los productos de base biológica pueden abarcar desde químicos finos de alto valor agregado, como productos farmacéuticos, cosméticos, aditivos alimentarios, etc., hasta materiales de alto volumen, como polímeros generales o materias primas utilizadas en la industria química.

De manera general, los plásticos se definen como materiales sintéticos obtenidos mediante fenómenos de polimerización de los átomos de carbono en las largas cadenas moleculares de compuestos orgánicos, derivados del petróleo y otras sustancias naturales. Y los “bioplásticos" son entonces aquellos plásticos obtenidos a partir de fuentes naturales [9]. Así, diversos esfuerzos son realizados alrededor del mundo para convertir residuos provenientes de diferentes industrias y transformarlos en materia prima para la producción de bioplásticos, sean biodegradables o no. Es el caso de grandes empresas como BASF (Alemania), Braskem S.A (Brasil), NatureWorks LLC (Estados Unidos) y Novamont SpA (Italia) que ya le están apostando a la producción de bioplásticos.

Igualmente, han surgido nuevas iniciativas como Ekolber [10] en el país Vasco, una empresa que ha estudiado la posibilidad de transformar residuos de colágeno animal, en bioplástico. El colágeno presenta una estructura fibrilar de tripe hélice, por lo que es necesario desnaturalizarlo a una forma lineal de alto peso molecular, que permite el procesamiento por compresión y termoconformado del producto, como cualquier otro termoplástico. El bioplástico producido a partir de estos residuos agroindustriales presenta grandes ventajas para diversas aplicaciones, es compostable, reciclable, ignífugo, moldeable y tiene la capacidad de ser pigmentado, además, puede ser usado como biomaterial cicatrizante por su biocompatibilidad.

Asi mismo, la startup biotecnológica VEnvirotech, instalo recientemente una planta piloto industrial que emplea bacterias para convertir los residuos de la producción de una empresa agroalimentaria en Polyhydroxyalcanoato (PHA), un bioplástico de nueva generación con diversas aplicaciones y cuyo precio resulta más competitivo que los plásticos convencionales producidos a partir del petróleo. El sistema de tratamiento está dentro de los principios de economía circular y consigue reducir entre 40 - 70 % los costos asociados a la gestión de residuos, convirtiendo además los residuos generados en una materia prima de alto valor añadido y gran demanda en el sector industrial. El bioplástico se está comercializando actualmente y posee en tiempos de biodegradación entre seis y doce meses [11].

Otra iniciativa en esta área ha sido realizada por el ingeniero químico mexicano Scott Munguía quien es fundador de la empresa Biofase [12], que produce pellets de bioplástico y productos como cañitas o sorbetes y cubiertos descartables, fabricados a partir del procesamiento de este material obtenido a partir de semillas de aguacate, que antes de su emprendimiento eran consideradas residuos (aproximadamente 300.000 toneladas de semillas de aguacate son descartadas por año en México).

El mercado del bioplástico está en fase de crecimiento, aquí se presentaron algunos ejemplos del gran potencial de estos materiales como alternativas para reducir algunos de los problemas mencionados, así como dar valor agregado a residuos industriales con base en el concepto “Cradle to cradle” [13].

Fuente: https://medium.com/@JulianWyllie/cradle-to-cradle-ab620a13383e

Bibliografía:

[1] MacArthur, Dave Ellen, D. Waughray, and M. R. Stuchtey. (2016) "The New Plastics Economy, Rethinking the Future of Plastics." World Economic Forum. 2016.

[2] WWF. (2018). “O que você precisa saber sobre o plástico”. Retrieved from: https://www.wwf.org.br/natureza_brasileira/reducao_de_impactos2/programa... [Online Resource]

[3] Ten Brink, P. et al. (2018) Circular economy measures to keep plastics and their value in the economy, avoid waste and reduce marine litter. Economics Discussion Papers, v. 3, p. 1–15.

[4] MacArthur, Ellen et al. (2017). “The New Plastics Economy -  Rethinking the Future of Plastics” In Economic Forum.

[5] ABIPLAST - Indústria Brasileira de Transformação e Reciclagem de Material Plástico. (2017). Perfil 2017. São Paulo. Retrieved from: <http://file.abiplast.org.br/file/download/2018/Perfil-2017.pdf>. [Online Resource]

[6] Hannah Ritchie and Max Roser (2019). "Plastic Pollution". Published online at OurWorldInData.org. Retrieved from: 'https://ourworldindata.org/plastic-pollution' [Online Resource]

[7] http://reciclape.org/

[8] ©European Union. What is the bioeconomy? (2018). Retrieved from:  https://ec.europa.eu/research/bioeconomy/index.cfm [Online Resource]

[9] Ashter, Syed Ali. (2016) Introduction to bioplastics engineering. William Andrew.

[10] http://ekolber.com.es/

[11] https://www.venvirotech.com/

[12] https://www.biofase.com.mx/

[13] McDonough, W., Braungart, M., Anastas, P. T., & Zimmerman, J. B. (2003). Peer reviewed: Applying the principles of green engineering to cradle-to-cradle design. Environmental Science & Technology. 434A-441A.