Los bioplásticos representan alrededor del 1% de las 335 millones de toneladas de plásticos en circulación. En su mayoría están hechos de materias primas de primera generación, como el maíz o la caña de azúcar. Estas son las más eficientes para la producción de bioplásticos ya que requieren la menor cantidad de tierra para crecer y alcanzan los más altos rendimientos. Sin embargo, al mismo tiempo, la industria de los bioplásticos está estudiando el uso de cultivos no alimentarios (materia prima de segunda y tercera generación), como la celulosa, con el objetivo de desarrollar nuevos materiales.

Estos nuevos materiales pueden consistir en bioplásticos que tienen estructuras químicamente idénticas a los plásticos convencionales como el PET o PE, así como nuevas formulaciones como el ácido poliláctico (PLA) o polihidroxialcanoatos (PHA) que tienen estructuras químicas totalmente diferentes a los plásticos convencionales con la posibilidad de ser reciclados al igual que sus homólogos de combustibles fósiles.

El productor británico de bioplásticos, Floreon, está elaborando lo que describe como “compuestos de PLA emocionantes”. Las formulaciones de la compañía se basan en la combinación del PLA tradicional con pequeñas cantidades de otros biopolímeros compostables certificados. Esta mezcla ayuda a mejorar las propiedades mecánicas del PLA. Andrew Gill, su director técnico, dice que el PLA de la compañía puede mejorar propiedades como la resistencia al calor en los productos, lo que permite ampliar el rango de aplicaciones para el material.

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Según Gill, la nueva formulación permite que el PLA, además de ser aplicado a los tradicionales cubiertos y empaques, pueda ser utilizado también en productos de consumo de mayor valor como por ejemplo los de la industria automotriz.

En el pasado, el PLA obtuvo una mala reputación por su lento índice de degradabilidad, su incapacidad para mezclarse con otros plásticos para ser reciclados y su alto uso de maíz transgénico. Sin embargo, Gill dice que la reputación del PLA ahora está cambiando. Sostiene que hay más ideas conjuntas sobre el tema con otras compañías que distribuyen PLA, como por ejemplo, lograr que los consumidores desechen sus desperdicios en los contenedores correctos.

Y siguen las buenas noticias para el PLA. Las tecnologías innovadoras se centran en los subproductos no comestibles como fuente de bioplásticos. El PLA se crea tradicionalmente a partir de la caña de azúcar o la remolacha azucarera o mediante la hidrólisis del trigo u otros almidones. Sin embargo, las empresas están analizando materiales como el desperdicio de las industrias de alimentos procesados. «Todavía está en su etapa inicial, pero estamos considerando tomar los desechos de alimentos procesados y convertirlos en ácido láctico para elaborar PLA», explica Gill.

El PLA no es el único bioplástico que se está reinventando. Se están realizando investigaciones para producir PHA a partir de microorganismos que se alimentan de algas marinas. Científicos israelíes de Universidad de Tel Aviv (TAU) están desarrollando un plástico biodegradable que pueda ser productivo sin utilizar tierra cultivable ni agua dulce. Alexander Golberg de la Escuela de Ciencias Ambientales y de la Tierra de TAU -uno de los líderes del proyecto- dice que el material se puede usar en un amplio espectro de aplicaciones, que incluyen los campos de la medicina, la agricultura y la industria automotriz.

Las conchillas desde otra perspectiva

Investigadores de la Canadian McGill University modificaron una sustancia que se encuentra en las conchas de crustáceos llamada quitina para transformarla en un polímero llamado quitosano. El asistente de investigación, Thomas Di Nardo dice que el proyecto es único porque produce un polímero largo (nunca antes utilizado) que crea materiales más fuertes.

Lo que hace el equipo de McGill es agregar aditivos para modificar las propiedades de los biopolímeros y así lograr una mayor flexibilidad y resistencia al desgaste. El material es compostable y puede ser utilizado en aplicaciones biomédicas. Di Nardo dice que se puede usar para recubrir implantes médicos o incluso, en fármacos donde se debe controlar la cantidad de sustancia que se debe liberar en el cuerpo.

En total, anualmente se producen millones de toneladas de residuos de crustáceos, la mayoría de los cuales se depositan en vertederos o se utilizan como fertilizantes. Esto es una gran ventaja para equipo de McGill. También parece que la universidad estadounidense Tuskegee ha tenido éxito en este espacio. Su Directora Vijaya Rangari, profesora del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de Tuskegee, encabeza un equipo que ha logrado mezclar pequeños fragmentos de cáscaras de huevo con bioplástico para crear un material biodegradable para embalaje que se pueda doblar y a la vez es resistente. Es también aplicable en medicina y en el empaquetado de alimentos.

Advanced BioCarbon 3D, en Canadá, es también una empresa que utiliza productos especiales para producir bioplásticos. Está utilizando madera para hacer filamentos de plástico biológico para su uso en impresión 3D. El presidente ejecutivo, Darrel Fry, dice que la madera que utiliza la empresa es la que normalmente se descarta en los aserraderos.

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Los bioplásticos se pueden utilizar en una amplia gama de aplicaciones en distintas industrias, como la médica, la agrícola y la automotriz.

Fry agrega que la impresión 3D permitirá en el futuro imprimir objetos para hogares (sistemas de generación de energía, celdas de batería, cableado y tuberías, etc) a partir de estos materiales, pero a una fracción del costo actual.

Todas estas innovaciones están avanzando. Sin embargo, eso no quiere decir que los desafíos no se extiendan a la industria de materias primas bioplásticas de segunda generación. Los principales desafíos con el uso de biomasa es encontrar cantidades adecuadas en un solo lugar. En el proyecto McGill, los desechos de crustáceos provendrían de diferentes instalaciones y tendrían que ser transportados a un solo lugar manteniéndose en estado fresco.

Proceso complicado

El problema de encontrar suficiente biomasa para producir bioplásticos es real. John Williams, director técnico de Biobased & Biodegradable Industries Association, también dice que el acceso a materias primas secundarias no es tarea sencilla. Además, hay que someter a estas materias primas a dos o tres procesos más para lograr que sean lo suficientemente estables y consistentes para obtener el producto deseado. Y agrega: «No voy a decir que nunca se van a usar, se usarán». Sin embargo, va a tomar algún tiempo llegar a ese punto».

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Williams dice que muchas empresas ya ingresaron a la industria del bioplástico, pero tienden a usarlos en aplicaciones de alto volumen y bajo margen, como las bolsas de supermercados. Sostiene que el bio-polietileno no tiene diferencia en la funcionalidad que su contraparte petroquímica: es el mismo material, pero el carbono proviene de una fuente diferente.

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Ariel Brunner, jefe de política de la UE en la ONG ambiental BirdLife, se mantiene escéptico con respecto a los bioplásticos y dice que las empresas y los consumidores deberían adoptar la prevención y reducción de residuos y no usar los bioplásticos como una coartada para no reducir los desechos o el reciclaje. Sin embargo, sostiene que los bioplásticos pueden ser una contribución positiva si se producen con moderación y se pueden reciclar. También dice que existe el desafío de que las empresas tomen materias primas de segunda generación de otras industrias, como la agricultura, para usarlas en la fabricación de plásticos biológicos y luego tengan el problema de la logística de abastecimiento.

En resumen, las empresas y los académicos están usando procesos biotecnológicos para crear productos químicos de plataforma para la producción de bioplásticos. Con una capacidad de producción de bioplásticos de segunda y tercera generación que aumentará de 2,27 millones de toneladas a 4,31 millones de toneladas para 2022, existen oportunidades para este sector, y las empresas quieren aprovecharlas. Por cierto, están tomando un material descartado: basura, para convertirlo en algo que la gente está dispuesta a comprar: un recurso.