Biopolímeros

1. LOS BIOPLÁSTICOS.

Se definen como bioplásticos aquellos materiales fabricados a partir de recursos renovables (por ejemplo, almidón, celulosa, etc.) y también a los sintéticos fabricados a partir de petróleo que son biodegradables (por ejemplo, la policaprolactona). Esta clasificación incluye las mezclas de ambos tipos, tal como las de almidón y policaprolactona, ya comercializadas en el primer mundo.
La biodegradabilidad es la degradación de sustratos complejos por parte de microorganismos siguiendo vías metabólicas catalizadas por enzimas para obtener sustancias sencillas, básicamente agua, dióxido de carbono y biomasa, fácilmente asimilables por el medio ambiente. La velocidad de la biodegradación depende de la flora microbiana, la temperatura, la humedad y la presencia de oxígeno. Los microorganismos no segregan enzimas capaces de romper las uniones químicas de las macromoléculas poliméricas que constituyen los plásticos sintéticos más usados comúnmente (en su mayoría derivados del petróleo), como polietileno (PE), polipropileno (PP), policloruro de vinilo (PVC), polietilentereftalato (PET), poliamidas (PA), poliestireno (PS), poliuretanos (PU), etc., por lo que estos materiales, de gran uso en la vida moderna, no son biodegradables.
Existen dos tipos de bioplásticos:
Materiales biodesintegrables, que son mezclas de bioplásticos con polímeros sintéticos no biodegradables, que por acción de los microorganismos se pueden desintegrar, convirtiéndose básicamente en agua y dióxido de carbono sólo las macromoléculas de bioplástico, mientras que las macromoléculas de alto peso molecular del polímero sintético permanecen intactas. Desde el punto de vista de la “contaminación”, se percibe que no son una mejora al problema, por dejar ese residuo sintético sin degradar.
Por otro lado, se define como “plástico compostable” a aquel que es biodegradable, generando básicamente dióxido de carbono, agua, y humus, a una velocidad http://ilovepedospe.blogspot.com/ similar a la de los materiales orgánicos sencillos (por ejemplo la celulosa) y que no deja residuos tóxicos ni visibles. Existe normativa en la Unión Europea, como la Norma EN 13432 en vigencia desde enero de 2005, entre otras, que permite certificar los plásticos compostables y los envases fabricados a partir de éstos, de forma tal que el consumidor pueda distinguirlos fácilmente. La certificación y el etiquetado de los bioplásticos como biodegradables / compostables, permitiría tratar estos materiales post-consumo junto con la fracción orgánica (restos de comida, poda, papeles) de los residuos sólidos urbanos en plantas de compostaje, obteniéndose un compost de alta calidad que puede ser usado en fruti-horticultura o jardinería, entre otras aplicaciones.

1.1. Tipos de polímeros biodegradables.

Los polímeros biodegradables se clasifican además en cuatros categorías principales basándose en su origen y producción:
Polímeros directamente extraídos de fuentes naturales. Son polímeros naturales, fácilmente disponibles, extraídos de animales marinos o vegetales.
Algunos ejemplos son los polisacáridos (almidón, celulosa) y las proteínas (caseína, gluten).
Polímeros producidos por síntesis química clásica a partir de monómeros biológicos http://ilovepedospe.blogspot.com/ renovables. El mejor ejemplo es el ácido poliláctico, un biopoliester obtenido a partir de monómeros de ácido láctico.
Polímeros producidos por microorganismos o bacterias modificadas genéticamente. Los principales polímeros de este grupo son los polihidroxialcanoatos.
Otros polímeros degradables: plásticos fotobiodegradables, PVOH, EVOH.
Mezclas: Existen variadas razones que llevan a realizar mezclas de distintos polímeros biodegradables, con el objetivo de:
- Reducir costes de producción.
- Adaptar las velocidades de degradación a las condiciones existentes.
- Lograr combinaciones de propiedades de los materiales singulares.
- Aumentar la efectividad del proceso.
Los polímeros biodegradables sintéticos tienden a complementar sus propiedades unos con otros, así como las del PLA, almidón y otros materiales orgánicos.
A continuación, exponemos una tabla con los principales biopolímeros y sus propiedades a modo de resumen:

1.3 Elaboración de los biopolímeros

Parece ser que una de las mejores materias primas para este uso es el almidón. Tras muchos estudios han llegado a la conclusión de que la patata es la más indicada para este proceso, ya que tiene más producción de almidón por kilo de producto que el cereal, por ejemplo. En Brasil, por ejemplo, se están fabricando a partir de caña de azúcar, y en Estados Unidos la compañía NatureWorks, máximo productor mundial de bioplásticos, apuesta por el ácido poliláctico, extraído de la dextrosa del maíz y que utiliza para la fabricación de plásticos rígidos como el de las botellas de agua. Todos estos materiales tienen evidentemente una ventaja ecológica pero también presentan http://ilovepedospe.blogspot.com/ algunos inconvenientes que todavía están por resolver.

La fécula se extrae del almidón presente en la patata y, tras su procesado, salen unos gránulos de bioplástico que servirán para fabricar, entre otras cosas, bolsas.

1. Extracción de fécula. Tras el fermentado, la decantación, el tamizado y el refinado de la patata, se extrae la fécula.

2. Mezcla y calentamiento. En un torno se mezcla la fécula con el azúcar y copoliéster. Una vez todos juntos, se calientan hasta formar una pasta.

3. Corte en gránulos. Los espaguetis de pasta que salen del torno se cortan en gránulos y se vuelven a calentar para fabricar bolsas por ejemplo.

1.4 Ventajas e inconvenientes

Los plásticos biodegradables ofrecen una serie de ventajas cuando se comparan con los plásticos convencionales. Estos son completamente degradados en compuestos que no dañan el medio ambiente: agua, dióxido de carbono y humus. Además estos plásticos son producidos a partir de fuentes renovables de energía, lo que contribuye con el mantenimiento de las reservas fósiles (no renovables) en el planeta.

Los polímeros biodegradables se dividen en cuatro grandes grupos: naturales como las proteínas, el almidón , la celulosa; los naturales modificados como el acetato de celulosa; los materiales compuestos que combinan partículas biodegradables como el almidón con polímeros sintéticos como el poliestireno y el último grupo formado por los polímeros sintéticos como las poliésteres y los poliuretanos.

De manera general, los plásticos biodegradables tienen malas propiedades mecánicas. Ellos no son estables frente al agua, son fotodegradables y biodegradables.

Una de las asignaturas pendientes para la generalización de su uso es la organización de plantas de compostaje, para que este tipo de residuos no vayan al mismo lugar que el resto de los orgánicos. Por otra parte, el gran pero, según los comerciantes, está en su precio, ya que una bolsa biodegradable cuesta entre tres y cuatro veces más que una de las actuales. Algo que se solucionará cuando se aumente la producción.

Se calcula que cuando la sustitución del plástico derivado del petróleo sea completa, llegarán a fabricar unas 100.000 y podrán reducir su precio. Por último, también se oyen voces que aseguran que el http://ilovepedospe.blogspot.com/ uso de patata o maíz con estos fines puede acabar acaparando las cosechas y subiendo el precio para su consumo como alimento, sobre todo en el Tercer Mundo, donde su dependencia de estos productos es mayor. Sin embargo, para evitar esta escasez se está trabajando en el campo de la genética: crear productos de origen natural modificados. Es el caso de las patatas preparadas para producir el triple de almidón que las http://ilovepedospe.blogspot.com/ normales. También parece que el futuro de los bioplásticos pasa por obtenerlos de fuentes renovables: biodegradables, pero con menos problemas de abastecimiento que estos y de origen natural. Como las bacterias: en algunas situaciones, muchos de estos microbios almacenan compuestos que pueden ser utilizados como fuente de energía. Son los llamados polihidroxialcanoatos (PHA) que producirán bioplásticos.