Crean un bioplástico similar al PET a partir de biomasa
La producción de biopolímeros fabricados a partir de biomasa lignocelulósica no interfiere con el suministro de alimentos.

Biobasados

Apto para envasado alimentario, textiles o impresión 3D

Crean un bioplástico similar al PET a partir de biomasa

7 de julio de 2022

Derivado de la biomasa, este bioplástico tiene propiedades muy similares al PET. Según sus descubridores, tiene condiciones físicas y mecánicas que le hacen cumplir con los requisitos necesarios para reemplazar a varios de los plásticos actuales, con la ventaja de que es respetuoso con el medio ambiente. Sus aplicaciones podrían abarcar al sector del envasado y el embalaje, fibras para prendas de vestir u otros textiles o filamentos para la impresión 3D.

La química para obtenerlo es más simple que las alternativas actuales

“Básicamente, lo que hacemos es ‘cocinar’ madera u otros materiales vegetales como desechos agrícolas no comestibles, y los transformamos en productos químicos para fabricar a partir de ellos el precursor plástico. Todo ello en un solo paso”, ha explicado el profesor Jeremy Luterbacher de la Escuela de Ciencias Básicas del Instituto Tecnológico suizo EPFL, responsable del equipo de científicos que han desarrollado el material. “Al mantener intacta la estructura del azúcar dentro de la estructura molecular del plástico, la química es mucho más simple que las alternativas actuales”.

La biomasa lignocelulósica está siendo muy estudiada como alternativa a los recursos fósiles.

Para obtener este nuevo biopolímero, los científicos se han basado en una técnica que consiste en agregar un aldehído capaz de hacer estable ciertas fracciones de material vegetal, evitando su destrucción durante la extracción. Mediante este proceso químico, los investigadores han podido obtener un nuevo producto químico de base biológica que es útil como precursor del plástico. “Al utilizar un aldehído diferente, ácido glioxílico en lugar de formaldehído, hemos conseguido que grupos ‘pegajosos’ queden fijados a ambos lados de las moléculas de azúcar y esto les permite funcionar como bloques de construcción de plástico”, ha detallado Lorenz Maker, coautor del estudio. “Se trata de una técnica muy simple con la que podemos convertir hasta el 25% del peso de los desechos agrícolas, o el 95% del azúcar purificado, en plástico”.

Embalaje, textiles o sectores como la medicina y la electrónica podrían beneficiarse de las aplicaciones del biopolímero. Los investigadores ya han conseguido fabricar con él películas de embalaje, fibras textiles y filamentos aptos para su uso en impresión 3D. “El biopolímero tiene propiedades muy interesantes, especialmente para aplicaciones como el envasado de alimentos”, explica Luterbacher. “Lo que lo convierte en un material único es la presencia intacta de la estructura del azúcar. Esto hace que sea increíblemente fácil de fabricar ya que no se tiene que hacer ninguna modificación a partir de lo que la naturaleza ofrece, y también es fácilmente biodegradable porque enseguida se convierte en una molécula que ya de por sí es muy abundante en la naturaleza”.

“Convertimos hasta el 25% de los desechos agrícolas, o el 95% del azúcar purificado, en plástico”
Este nuevo biopolímero es un material duro, resistente al calor y con buenas propiedades barrera contra el oxígeno.

Según aseguran sus creadores, el bioplástico es duro, resistente al calor y con buenas propiedades barrera contra gases como el oxígeno. En este vídeo, muestran una prueba de resistencia del material moldeado por inyección. Por todo ello, sería un gran candidato para aplicaciones en el envasado de alimentos. También puede ser reciclado químicamente hasta su degradación en azúcares que no suponen ningún perjuicio para el medio ambiente.

Es fácilmente biodegradable en la naturaleza

Los resultados de  la investigación, muestran que la lignina obtenida en un solo paso mediante ácido glioxílico constituye “un biopolímero que puede ser fabricado exclusivamente a partir de carbono renovable. Esta lignina puede utilizarse como un tensioactivo eficaz sin más modificaciones y, como tal, es un candidato prometedor para el desarrollo de nuevos productos tensioactivos de base biológica. […] Debido a su gran abundancia natural y su estructura única, la lignina ha sido considerada como un posible sustituto renovable de los materiales aromáticos de origen fósil. En particular, la estructura del núcleo aromático de la lignina, junto con los grupos hidroxi a lo largo de sus cadenas poliméricas, la convierte en un material con cierto grado de anfilicidad, lo que podría permitir su uso como tensioactivo o dispersante en diversos campos y aplicaciones”.

El desafío continúa siendo la reducción de los costes económicos de producción.

También puede se reciclado químicamente

La biomasa lignocelulósica está siendo muy estudiada también por científicos españoles como Belén Monje. Esta doctora en Ciencias Químicas participó en el I Seminario Internacional de Biotecnología Aplicada al Sector del Plástico que organizó AIMPLAS el pasado mes de marzo. Monje está convencida de que “la biomasa lignocelulósica presenta un alto potencial como una plataforma alternativa a los recursos fósiles, por ser la más abundante y bio-renovable. “Las materias primas lignocelulósicas tienen ventajas sobre otros suministros de biomasa porque se basan en la parte no comestible de la planta y, por lo tanto, no interfieren con el suministro de alimentos. Además, los residuos lignocelulósicos forestales, agrícolas y agroindustriales se acumulan cada año en grandes cantidades, y la acumulación de estos desechos en el suelo o en vertederos causa graves problemas medioambientales; lo que podría solucionarse si se utilizaran para la producción de productos de alto valor añadido. Y desde el punto de vista económico, la biomasa lignocelulósica se puede producir rápidamente y a un costo menor que otras materias primas de biocombustibles de importancia agrícola como el almidón de maíz, la soja y la caña de azúcar, siendo además significativamente más barata que el petróleo crudo”, explicaba Monje en una entrevista con Plasturgia Sostenible.

La biomasa lignocelulóscia permite obtener bioplásticos de alto interés como biopoliésteres, biopoliamidas, biopoliésteramidas, biopoliacrilatos, biopoliuretanos, etc. Todos ellos, son bioplásticos que presentan las mismas características que los plásticos de origen fósil, pudiéndose producir incuso nuevos polímeros que no existen en la actualidad, con propiedades mejoradas. Si embargo, los mayores desafíos continúan siendo los costes económicos de producción, que obligan a seguir mejorando la eficiencia de los procesos, la gestión y tratamiento de los residuos; y a crear biorrefinerías más versátiles y con mayores capacidades.