Fuente
www.textoscientificos.com
Los plásticos, tal como se fabrican en su mayoría, enfrentan dos
problemas para su crecimiento a largo plazo: dependencia de un recurso natural
agotable (petróleo/gas) y subsistencia en el ambiente.
En los últimos años, varias grandes empresas del sector petroquímico han
comenzado a atender los problemas de sustentabilidad y contaminación,
intentando mantener o incrementar las valiosas características que ofrecen los polímeros.
Utilizando las últimas herramientas brindadas por la biotecnología, se está
dando nueva vida a un modelo productivo antiguo, en el que la industria química
obtiene sus materias primas del sector agrícola.
Existen múltiples opciones para reducir el impacto medioambiental
relacionado con la producción y el uso de polímeros, muchos de las cuales son
también relevantes para otros importantes materiales. Las estrategias
principales son:
·
Incrementar
la eficiencia energética y material en todos los procesos de la cadena de
producción de los polímeros.
·
Incrementar
la eficiencia del uso del material en el producto final (por ejemplo asegurando
las mismas condiciones de servicio con menor cantidad de material polimérico).
·
Incrementar
el manejo de desperdicios reciclando materiales, reutilizando componentes,
recuperando la energía de deshechos (incineración) y, en caso de polímeros
biodegradables, digestión (con recuperación de energía) y deposición.
·
Reemplazar
materias primas petroquímicas con materias biooriginadas.
·
En este
trabajo se hará foco en esta última alternativa, de interés específico para el
presente y futuro de la industria petroquímica.
·
Se
distinguen a partir de lo anterior tres conceptos fundamentales asociados a los
nuevos desarrollos:
·
Un material
es biogenerado (también biooriginado o biobasado) cuando se produce, en
todo o en gran parte, a partir de un compuesto biológico vivo o renovable, ya
sea animal o vegetal.
·
Un bioplástico
es un plástico de origen natural producido por un organismo vivo y sintetizado
a partir de fuentes de energía renovables. Se fabrican a partir de almidón,
celulosa y aceites vegetales, entre otros compuestos.
·
Un
material biodegradable, en cambio, es aquel en el que sus estructuras
químicas se pueden degradar con hongos, bacterias y otros microorganismos que
existen en la naturaleza en un período de tiempo determinado.
·
En
principio, los polímeros biodegradables pueden ser fabricados enteramente a
partir de materias primas petroquímicas. Sin embargo, los biogenerados han
tenido un rol más importante en el campo de los biodegradables y esto ha
impulsado asimismo la investigación y el desarrollo de polímeros biobasados no
biodegradables.
Obtención de polímeros biooriginados
Existen tres formas principales de producción de polímeros
biooriginados:
utilizar polímeros naturales que pueden ser modificados pero permanecen
intactos en su mayor parte (como el caso de los polímeros de almidón); producir
monómeros biooriginados por fermentación, que luego son polimerizados (por ejemplo
ácido poliláctico); fabricar polímeros biogenerados en microorganismos o en
cultivos genéticamente modificados.
Actualmente, el tercer camino sólo resulta relevante para los PHA (véase
más adelante) y a pesar de existir iniciativas comerciales, los volúmenes
necesarios para producción en masa aparecen todavía lejanos en el futuro. En
los últimos tiempos las dos primeras opciones parecen estar ganando
importancia.
Historia de los biogenerados
Los primeros polímeros artificiales se obtuvieron a partir de biomasa
(huesos y cuernos animales, celuloides, derivados de la caseína, etc.). Sin
embargo, fueron desplazados por los polímeros petroquímicos en paralelo con el
crecimiento de esta industria desde los años 30 del siglo pasado.
Los orígenes de los bioplásticos datan de 1926, cuando científicos del
Instituto Pasteur de Francia lograron producir poliéster a partir de la
bacteria Bacillus megaterium.
A pesar de que la crisis del petróleo en la década del 70 atrajo
renovado interés hacia las materias primas no derivadas del petróleo, esto solo
disminuyó temporalmente el crecimiento de los polímeros petroquímicos.
A partir de los años 80 se introdujeron una serie de polímeros del
almidón. Sin embargo, debido a la incompleta biodegradabilidad de las poliolefinas
del almidón, estos productos tuvieron un impacto en la opinión pública y
dañaron la imagen de las compañías involucradas.
Desde los años 80 y, principalmente, los 90, se produjo un retorno de
los polímeros biobasados en algunas áreas de aplicación. Uno de los elementos
determinantes a la hora de este desarrollo fue la necesidad de proveer al
mercado con polímeros biodegradables.
Cargill y Dow comenzaron en 2001 la operación de una planta para
fabricar ácido poliláctico (PLA) en Nebraska (EE.UU.), con una capacidad total
de 140 mil toneladas por año.
En 2004 la empresa japonesa NEC creó un plástico vegetal muy resistente
al fuego que no requiere componentes químicos tóxicos como halógenos o
derivados del fósforo.
En 2005, la empresa nipona Fujitsu introdujo bioplásticos en la
fabricación de algunas computadoras portátiles.
En 2006 se presentaron varios modelos de discos DVD en formato Blu-ray
elaborados a partir de bioplásticos.
