Nuevos plásticos se preparan para el despegue
Laila Afifa. Los plásticos de origen vegetal apenas comienzan a ser más ampliamente aceptados. Pero quedan desafíos. Si los nuevos plásticos son una industria que se prepara para el despegue, entonces están rodando por la pista con el acelerador a fondo. Pero las ruedas aún no han dejado el suelo: los problemas de costo, producción y eliminación impiden el despegue.
Los plásticos a base de petróleo existentes son duraderos, livianos e ideales para usar como envases de alimentos, pero su papel en el cambio climático, los desechos, la contaminación marina y la mala calidad del aire significa que deben eliminarse gradualmente. Es hora de que los nuevos plásticos despeguen.
Por: Ahmed Z. Naser , estudiante de doctorado en la Universidad de Guelph, Canadá.
Los principales contendientes para reemplazar los plásticos a base de petróleo son los bioplásticos. Estos tienen una estructura molecular y cualidades similares, pero se derivan de recursos naturales, como almidones de origen vegetal y aceites vegetales, y/o se descomponen cuando se desechan adecuadamente.
Se espera que la producción mundial de bioplásticos se duplique de alrededor de 2,4 millones de toneladas en 2021 a alrededor de 5,2 millones de toneladas en 2023. En parte impulsando esta demanda, varias industrias alimentarias, especialmente aquellas que involucran aplicaciones de un solo uso, están comenzando a usar bioplásticos. El año pasado, Coca-Cola anunció una tirada limitada de una botella de plástico 100% vegetal. Hace tres años, Qantas realizó un vuelo experimental sin desperdicio.
Entre los bioplásticos más estudiados se encuentran el poli (ácido láctico) (PLA) y los polihidroxialcanoatos (PHA). Ambos son polímeros: largas cadenas de subunidades moleculares que se repiten. El PLA se ensambla utilizando técnicas químicas convencionales a partir de ingredientes renovables, en particular azúcar y almidón. A veces se usa como recipiente de plástico transparente para ensaladas para llevar o como taza de té de burbujas.
Los PHA son una familia de polímeros relacionados ensamblados por varias bacterias (por ejemplo, Alcaligenes eutrophus y Ralstonia eutropha ) como moléculas de almacenamiento de energía. Los PHA se producen fermentando azúcar o lípidos con las bacterias y extrayendo el polímero de las células. Los cuchillos y tenedores desechables de PHA pueden acompañar las comidas de las aerolíneas.
Los plásticos tradicionales no suelen reciclarse y se desechan o incineran con otros desechos sólidos. Pero el PLA y los PHA son biodegradables: los microbios los descomponen en las condiciones ambientales adecuadas. El PLA es biodegradable en condiciones de compostaje industrial (a una temperatura de unos 58 °C), pero puede permanecer hasta 1000 años en el océano. Los PHA son biodegradables en compost y también en ambientes marinos.
Con alrededor de 450 000 toneladas producidas en 2021, el PLA se encuentra entre los polímeros biodegradables más grandes producidos en el mundo. Pero los bioplásticos enfrentan muchos desafíos antes de que puedan adoptarse más ampliamente. Uno de estos desafíos es el costo. A alrededor de US$10 por kilogramo, el precio del PLA sigue siendo alto. El aumento de la eficiencia de la producción y la competencia probablemente hará que bajen los precios. De manera similar, se están explorando nuevas técnicas para producir PHA de manera más económica. Una dirección de investigación es producir PHA utilizando materias primas de carbono de bajo costo, como el glicerol crudo, un subproducto del biodiesel.
Otro desafío es hacer crecer la materia prima de manera sostenible. Las actividades agrícolas asociadas a la producción de PLA emiten gases de efecto invernadero, contaminan el agua y ocupan tierras de cultivo.
Una forma de hacer que la producción de PLA sea más respetuosa con el medio ambiente es optimizar el proceso de conversión de PLA. Un estudio mostró que la conversión del material de origen en ácido láctico libera más del 50 por ciento del dióxido de carbono de todo el proceso. Este paso es un objetivo principal para las ideas de optimización.
Otros desafíos que obstaculizan una adopción más amplia incluyen la falta de un etiquetado o compostaje adecuado para los bioplásticos y la preocupación por la contaminación de los sistemas de reciclaje. El punto de fusión del PLA es más bajo que el de otros plásticos, por lo que se requieren plantas de reciclaje dedicadas para procesarlo.
Se espera que la demanda mundial de bioplásticos aumente a medida que crece la presión para eliminar gradualmente los plásticos derivados del petróleo, por lo que el PLA y los PHA se generalizarán. Pero será necesario superar los obstáculos para su producción y eliminación sostenibles antes de que realmente surquen los cielos.
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