Los plásticos son resistentes y versátiles, capaces de sustituir muchos de los materiales utilizados tradicionalmente en aplicaciones de alto interés industrial (metales, vidrio, madera, entre otros), en sectores como el envasado, automotriz, construcción, y en menor medida en campos más específicos, como la agricultura, el deporte, los electrodomésticos y los muebles.
Entre la gran cantidad de compuestos químicos que se pueden emplear como aditivos en formulaciones en base polimérica, se distinguen aquellos que son necesarios para una adecuada transformación del material, principalmente lubricantes y antiestáticos, y los utilizados para la modificación de sus propiedades, como plastificantes, colorantes, antioxidantes o estabilizantes.
El hecho de que se pueda aplicar una gran cantidad de compuestos químicos como aditivos provoca que, en la actualidad, exista una preocupación creciente sobre los efectos adversos de algunos de ellos sobre el ser humano y el medio ambiente.
Por otra parte, la acumulación de residuos plásticos en los vertederos y en hábitats naturales representa un inconveniente para un desarrollo sustentable y plantea otro serio problema de contaminación.
No es para nadie un secreto: Aún nos encontramos lejos del ideal de una explotación total del valor del plástico una vez concluida su vida útil.
Según estudios recientes, alrededor de la mitad de los plásticos transformados acabó como residuo. Además de que, de todos los desechos plásticos, el 42.1% no se llegó a reciclar ni a recuperar energéticamente, depositándose en vertederos o en el ecosistema, mostrando un importante impacto medioambiental y un alto riesgo sanitario.
En la última década, la creciente sensibilización hacia los problemas medioambientales ha provocado la búsqueda y desarrollo de nuevas soluciones para sistemas de envasado.
De este modo, los biopolímeros constituyen una novedosa generación de materiales con amplias posibilidades de utilización en el envasado de alimentos, capaces de contener al producto desde su procesado hasta su consumo, además de que mantiene su calidad y reduce los problemas de contaminación causados por la baja capacidad de degradación de la mayoría de los polímeros empleados en esta aplicación.
Los bioplásticos son plásticos que se obtienen de materias primas renovables como el almidón, la celulosa, aceites y grasas vegetales. Estos polímeros naturales están disponibles –en grandes cantidades– de fuentes renovables, mientras que los polímeros sintéticos son producidos de fuentes no renovables, derivadas del petróleo.
La biodegradación se lleva a cabo mediante la acción de enzimas y/o deterioro químico asociado con organismos vivos. Este evento ocurre en dos etapas: 1) la fragmentación de los polímeros en moléculas de menor peso por medio de reacciones abióticas, como la oxidación, la fotodegradación, la hidrólisis, las reacciones bióticas, o la degradación por microorganismos, y 2) una bio-asimilación del polímero fragmentado por la acción de microorganismos y su descomposición a minerales.
La biodegradación depende no solamente del origen de los polímeros, sino también de su estructura química y de las condiciones ambientales que favorezcan la degradación. Los biopolímeros pueden o no ser biodegradables y algunos son parcialmente de base biológica, lo que significa que contienen tanto carbón renovable como carbón basado en combustibles fósiles.
La cantidad de constituyentes biobasados y la condición en la cual estos polímeros se biodegradan puede variar. Todo depende de la composición, el grado de cristalinidad y el ambiente. Sobre este punto, es importante mencionar que el tiempo de degradación puede llevarse a cabo en días o en años.
El desarrollo de los bioplásticos biodegradables se ha hecho cada vez más notorio. El que estos plásticos ganen una cuota de mercado, de manera significativa, dependerá de que tan comprometida esté la sociedad para proteger el ambiente: reducir desechos y conservar los combustibles fósiles irremplazables. Por su parte, la industria debe atender aspectos como los precios elevados del material y la capacidad limitada de producción.
OPCIONES SUSTENTABLES
ÁCIDO POLILÁCTICO (10.3%3)
Entre todos los biopolímeros desarrollados en los últimos años, el Ácido Poliláctico (PLA), se está convirtiendo en una de las alternativas más adecuadas, ya que a su inherente capacidad de biodegradación, y origen natural, se une una alta resistencia mecánica, así como su facilidad de procesamiento.
Su monómero precursor, el ácido 2-hidroxi-propiónico o Ácido Láctico (LA), se puede sintetizar por fermentación de carbohidratos simples obtenidos a partir de maíz, trigo u otros productos ricos en azúcares.
El PLA presenta propiedades similares a algunos de los materiales plásticos más empleados en el envasado de alimentos, tales como el Poliestireno (PS), o el PET (Polietilén Tereftalato). Sin embargo, su aplicación en este campo se ve limitada a contenedores rígidos a causa de su baja ductilidad, lo que hace que requiera de la adición de plastificantes para obtener películas flexibles.
ALMIDÓN TERMOPLÁSTICO (18.8%3)
El almidón es uno de los biopolímeros más abundantes. Es completamente biodegradable, renovable y, además de que no es caro, se puede modificar químicamente con facilidad.
Como la celulosa, puede ser considerado un polímero de condensación, porque su hidrolisis produce moléculas de glucosa. La estructura cíclica de las moléculas de almidón juntas, con lazos de hidrógeno fuertes, da una estructura rígida y conduce a regiones cristalinas altamente ordenadas.
Para reducir su fragilidad y mejorar sus propiedades mecánicas y físicas, el almidón es químicamente modificado y mezclado con otros biopolímeros. Los bioplásticos basados en almidón son principalmente empleados para envases, como tazas, tazones, botellas, cuchillería, cartones de huevo y popotes. Otras aplicaciones incluyen bolsas desechables y de basura, así como películas compostables para la agricultura.
SUCCINATO DE POLIBUTILENO (4.9%3)
Poli (1,4-butileno succinato) (PBS) es un termoplástico biodegradable, semi cristalino sintetizado de ácido succínico y butanodiol 1-4. Ambos bloques de construcción pueden ser producidos de materia prima renovable como la glucosa y sucrosa vía fermentación.
El PBS es un biopolímero muy prometedor, porque sus propiedades mecánicas son comparables con aquellas de amplio uso en Polietileno de Alta Densidad (PEAD) y Polipropileno (PP) isotáctico. El PBS es una alternativa eficiente en costo a otros biopolímeros como el PLA (Ácido Poliláctico), el PBAT (Polybutylene adipate terephthalate) y el PHB (Polihidroxibutirato). Posibles aplicaciones incluyen embalajes de comida (desechables), películas, macetas, productos de higiene, entre otras. Puede ser usado como polímero de matriz en combinación con otros biopolímeros como el PLA.
POLIHIDROXIBUTIRATO (< 2.4%3)
Se trata de un termoplástico fundible procesable semi cristalino producido de microorganismos a través de la fermentación de carbohidratos renovables de materia prima. El Polihidroxibutirato (PHB) es un plástico verdaderamente biodegradable y biocompatible, y una alternativa atractiva amigable al medio ambiente. Los grados comerciales de PHB tienen propiedades que son muy similares a las del Polipropileno. Las aplicaciones típicas del PHB son artículos de vajilla desechables, laminados de retención de suelo, desechos y bolsas para compras.
