En mi publicación anterior les comentaba como el desarrollo de los bioplásticos nos ha proporcionado una alternativa para la fabricación de artículos y envases que puedan descomponerse en menor tiempo, representando una alternativa más amigable con el ambiente. Esta industria actualmente está en auge y tiene un crecimiento lento pero constante, para 2019 se produjeron 3,8 millones de toneladas de bioplásticos lo que representó una tasa de crecimiento de 3% y algunos expertos predicen que hasta el 2024 podrían mantener este ritmo [1], que aunque parece poco, es casi la misma tasa de crecimiento de los productos plásticos sintéticos. Por lo que no es descabellado pensar que en un futuro los bioplásticos podrían sustituir a los plásticos convencionales en la elaboración de cualquier artículo hecho actualmente de este tipo de material.
Hay diferentes tipos de material biosadados. Fuente: imagen editada por 
Gracias a la investigación y desarrollo de este tipo de material biobasado, que ya remonta a unas cuantas décadas, hoy en día existe una amplia gama de compuestos que han encontrado una aplicación específica según sus características. Algunos materiales son rígidos y otros flexibles, unos son biodegradables, otros pueden ser compostables y algunos se descomponen tan lentamente como el plástico convencional, así que cuando hablamos de este tipo de material puede resultarnos confuso, por eso vamos a revisar algunos conceptos que nos permitan clarificar un poco los tipos de bioplásticos que hay.
¿Qué son los bioplásticos?
Recordemos que este término se utiliza para referirnos a cualquier material plástico que se elabora a partir de fuentes orgánicas renovables, generalmente vegetal, como el almidón de maíz o la celulosa. A diferencia de los plásticos convencionales que se derivan de la polimerización de compuestos derivados del petróleo. Por lo que tienen claras ventajas ecológicas frente a estos para ayudarnos a borrar nuestra huella sobre el planeta.
Los bioplásticos se derivan de fuentes renovables. Fuente: imagen editada por
Tipos de bioplásticos
Los bioplásticos comprenden una gran categoría de biopolímeros con diferentes atributos y aplicaciones, obtenidos a partir de biomasa. Y gracias a la investigación en nuevos materiales y otras fuentes de materia prima, la lista se amplía constantemente. Los diferentes compuestos se pueden clasificar según su origen y a su vez si son biodegradables o no.
Clasificación de los bioplásticos según su materia prima y biodegradabilidad. Fuente: esquema elaborado por
Entre los más comunes que podemos encontrar se incluyen:
Biodegradables
Esta familia de bioplásticos son los que proceden de materiales vegetales y pueden ser degradados en forma natural por microorganismos. Entre ellos podemos encontrar:
- Bioplásticos a base de almidón: es un bioplástico simple derivado del almidón de maíz. es una macromolécula que está compuesta por dos polímeros distintos de glucosa, la amilosa (en proporción del 25 %) y la amilopectina (75 %)[2]. La producción del plástico biodegradable a partir del almidón empieza extrayéndolo del maíz, luego se utilizan microorganismos que lo transforman en una molécula más pequeña de ácido láctico que sirve como base para la elaboración de cadenas poliméricas de ácido poliláctico (PLA), el entrecruzamiento de estas cadenas da lugar a una lámina de plástico que sirve para la elaboración de varios productos plásticos menos contaminantes[3].
- Bioplásticos a base de celulosa: Producidos con ésteres de celulosa y derivados de la celulosa. Siendo los ejemplos más comunes el celofán y el acetato de celulosa. La celulosa es un complejo polisacárido con morfología cristalina, químicamente es parecida al almidón ya que también es un polímero de glucosa. Los polímeros celulósicos más empleados en la elaboración de plásticos son: el acetato de celulosa (CH3COOC2H5), fabricado a partir de la reacción entre la celulosa y el ácido acético; el acetato butirato de celulosa, que es un éster compuesto producido por el tratado de fibras de celulosa con ácido butírico, anhídrido butírico, ácido acéticoy anhídrido acético, y el nitrato de celulosa, fabricado al tratar las fibras de celulosa con una mezcla de ácido nítrico y ácido sulfúrico[4].
- Polihidroxialcanoatos: también llamados PHA, son poliésteres lineales producidos en la naturaleza por la acción de las bacterias por fermentación del azúcar o lípidos. Más de 150 monómeros diferentes se pueden combinar para dar este tipo de materiales con propiedades extremadamente diferentes. Los polímeros de PHA son termoplásticos, pueden ser procesadas en equipos de procesamiento convencionales, y dependiendo de su composición pueden resultar dúctiles y más o menos elásticos[5].
- Ácido polilactico: o PLA, es un poliéster alifático termoplástico constituido por elementos similares al ácido láctico, también se puede obtener del almidón de maíz. Tiene propiedades mecánicas similares al PET, pero tiene una temperatura máxima de uso significativamente más baja, este compuesto se puede procesar, como la mayoría de los termoplásticos, en fibra y en películas[6].
Tabla n° 1. Algunas características de los bioplásticos biodegradables.
| Biopolímero | Materia prima | Fuente | Propiedades | Sustituto de |
|---|---|---|---|---|
| A base de almidón | Almidón | Maíz Papa Yuca | Baja barrera al vapor de agua Propiedades mecánicas regulares Fragilidad | Poliestireno |
| A base de celulosa | Celulosa | Pulpa de madera Algodón | Baja barrera al vapor de agua Fragilidad | Polipropileno |
| Polihidroxialcanoatos | Almidón | Maíz Papa Aceites vegetales | Mejores propiedades de barrera al vapor de agua Buenas propiedades de barrera de oxígeno Propiedades de barrera a olores y grasas suficientes | Polietileno Polipropileno |
| Ácido poliláctico | Ácido láctico | Maíz (mayormente) Remolacha azucarera Papas Trigo Tapioca | Alta resistencia a la tensión Fragilidad Baja cristalinidad Baja estabilidad térmica | Tereftalato de polietileno (PET) Polipropileno Poliestireno |
No biodegradables
Que un plástico esté elaborado por materia prima renovable no conlleva necesariamente a que sea biodegradable. Es el caso de estos materiales cuya estructura química no se puede descomponer por microrganismos, aunque sí son reciclables mecánicamente:
- Polietileno orgánico: también llamado biopolietileno (BIOPE), este compuesto se elabora a partir de etanol, que se convierte de etileno después de un proceso de deshidratación, y se puede hacer de diversas materias primas como la caña de azúcar, remolacha azucarera y el trigo en grano. El producto final es idéntico al derivado de petróleo y gas natural, por lo tanto mantiene las propiedades físicas para su transformación en productos de plástico[7].
- Biopolipropileno: como sucede con el BIOPE, también se puede obtener propileno a partir de materias primas renovables, y utilizando las técnicas de polimerización convencionales se obtiene biopropileno (BIO-PP), con idénticas características que las del derivado del petróleo.
- Nilon 11: o poliamida 11 (PA 11) es una poliamida, un bioplástico miembro de la familia de los polímeros del nilón, producido por la polimerización del ácido 11-aminoundecanoico. Se produce a partir de las semillas de ricino de Arkema bajo el nombre comercial de Rilsan[8].
Tabla n° 2. Algunas características de los bioplásticos no biodegradables.
| Biopolímero | Materia prima | Fuente | Propiedades | Aplicaciones |
|---|---|---|---|---|
| Polietileno biosado (BIOPE) | Bioetanol | Caña de azucar | Idénticas al derivado del petróleo | Bolsas, películas y botellas |
| Polipropileno biobasado | Bioetanol | Caña de azucar | Idénticas al derivado del petróleo | Empaques Películas transparentes Componentes automotrices Tejidos |
| Biopoliamida | ácido 11-aminoundecanoico | Aceite de ricino | Fléxible Resistente a los rauos UV Lisa Resistente a grasas | Tuberías flexibles Tuberías de combustible Abrazaderas Componentes automotrices |
Conclusión y aportes
Como hemos visto los bioplásticos se elaboran a partir de materias primas renovables, pudiendo ser o no biodegradables. La lista de compuestos bioplásticos es extensa, y en ella podemos encontrar variantes de los plásticos convencionales, como el polietileno y el polipropileno, los cuales pueden ser derivados del petróleo como de fuentes vegetales, y aunque su origen sea distinto, la química de la molécula no lo es.
Por ello con esta clasificación he pretendido describir cuales son algunos de los bioplásticos disponibles en el mercado, y clarificar que por el uso del termino “bio” no necesariamente hace a todos estos materiales biodegradables, por lo que a medida que se incorporan en el mercado es importante tener esto claro, a fin de poder darles una adecuada disposición, bien sea compostaje o reciclaje según su tipo.
Bueno amigos, espero que la información haya sido de su agrado y resulte útil, ya que hay muchos términos que conocer en el mundo de los bioplásticos. ¡Hasta la próxima!
Referencias
- Mundoplast.com (2020). La producción de bioplásticos creció un 3% en 2019.
- Wikipedia.com. Almidón.
- Wikipedia.com. plástico biodegradable.
- Textoscientificos.com. Polímeros celulósicos.
- Wikipedia.com. Polihidroxialcanoatos.
- Tecnología de los plásticos. Poliácido láctico.
- Wikipedia.com. Bio-polietileno.
- Wikipedia.com. Nylon 11
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