Sin duda los plásticos representan una parte fundamental de nuestra tecnología, consumo y entretenimiento. Los plásticos son baratos de producir y muy versátiles; pueden moldearse, prensarse, comprimirse y adoptar casi cualquier forma para el uso que queramos darle. Todos estamos familiarizados con los plásticos con los que se forman los envases que conservan los alimentos, bebidas y productos de cuidado personal de forma segura, y con los juguetes de plástico colorido durables con los que juegan nuestros hijos; además, este material tan abundante también se utiliza para fabricar equipos e instrumentos médicos, vestuario impermeable e incluso chalecos antibalas.

¿Qué son los plásticos?

La palabra ‘plástico’ viene del griego, ‘plastikos’, que significa adecuado para el moldeado, y que actualmente se refiere a un enorme conjunto de materiales sintéticos. La mayoría de plásticos son polímeros. Estos están formados por pequeñas moléculas orgánicas que se unen para formar cadenas largas. La propiedades finales de un polímero —como su resistencia al calor o lo blando o estirable que puede ser— depende de la composición química de las unidades individuales o monómeros, además de la longitud de las cadenas de polímero, y cómo interactúan entre sí estas cadenas.

El polietileno tereftalato o PET es un tipo de poliéster, y uno de los plásticos más fabricados en todo el mundo. En sus diferentes formas, los polímeros se utilizan para fabricar una enorme variedad de productos, incluyendo los envases para alimentos. Es probable que estemos familiarizados con los nombres de otros plásticos comunes, como el poliestireno o el cloruro de polivinilo (PVC).

La mayoría de plásticos se fabrican hoy en día a partir de combustibles fósiles como el petróleo y el carbón, aunque los últimos avances científicos han permitido producir plásticos a partir de fuentes sostenibles derivadas de vegetales o de materias primas como caña de azúcar, almidón de patata, celulosa (madera), maíz, soja, aceite vegetal usado, y otros residuos alimentarios y agrícolas. Los ingenieros químicos y de procesos están desarrollando métodos para producir estos polímeros y plásticos a partir de biomasa para reemplazar los materiales producidos con combustibles fósiles. Hoy en día, muchos polímeros que pueden fabricarse con materias primas renovables tienen las mismas propiedades que sus contrapartes derivadas de combustibles fósiles, además de ser totalmente biodegradables y reciclables.

Bioplásticos todos los días

Trayectos alternativos para la fabricación de bioplásticos

Las organizaciones industriales, los científicos de materiales y los grupos públicos y privados están desarrollando una biotecnología industrial ‘blanca’ para optimizar procesos que pueden implementarse para desarrollar métodos eficientes en cuanto a energía y que ahorren recursos para una fabricación de bioplásticos sostenible y más ecológica.

A continuación, unos pocos ejemplos:

  • Un equipo de la Universidad de Bath, en el Reino Unido, ha desarrollado un método para fabricar microperlas totalmente biodegradables a partir de celulosa. 
  • El proyecto EUROPHA, financiado por la UE, está desarrollando un bioplástico a base de PHA, el polihidroxialcanoato, que es 100% natural, para aplicaciones de envasado de alimentos1.  
  • La firma mexicana de biopolímeros Biofase fabrica pajitas para beber y cubertería a partir de semillas de aguacate, como alternativa a los productos de usar y tirar fabricados con petroquímicos. 
  • Ecovative Design, con sede en Nueva York, ha desarrollado una tecnología que aprovecha hongos para crear alternativas a partir de biomasa que permiten fabricar una amplia gama de productos, desde chaquetas impermeables, hasta vestuario y calzado técnico, o esponjas para aplicar productos cosméticos. 
  • GC Innovation America es parte de PTT Global Chemical Public Company Ltd., una compañía química con sede en Tailandia que está desarrollando productos químicos a partir de biomasa, incluyendo biopolímeros, utilizando ácido succínico derivado de fuentes renovables.
  • La startup francesa Lyspackaging produce la Veganbottle, una alternativa compostable que está 100% basada en vegetales a las botellas de agua de plástico basado en el petróleo, del cual no se reciclan 200.000 toneladas al año solo en Francia.

Aunque los bioplásticos representan actualmente el 1% de la cantidad de plásticos producida globalmente cada año2, su capacidad de producción se está incrementando, y se estima que el mercado global de biopolímeros para bioplásticos, que era de aproximadamente $6,95 mil millones en 2018, podría alcanzar $14,92 mil millones en 20233.

La financiación pública es crítica para apoyar la innovación en este campo. A finales de 2018, el Gobierno del Reino Unido prometió financiar con £60 millones el desarrollo de métodos sostenibles para convertir los residuos agrícolas, alimentarios e industriales en formas de envasado respetuosas con el medio ambiente4. La UE también está financiando distintas iniciativas, incluyendo el desarrollo de procesos para convertir los residuos de caña de azúcar en biopolímeros para aplicaciones resistentes a incendios, y bioplásticos que pueden convertirse en envases alimentarios 100% compostables5

Los bioplásticos están cerrando el bucle

Los nuevos procesos para convertir la biomasa en biopolímeros y bioplásticos se basan en tecnologías y equipos de proceso que son eficientes y fiables. Como líder global en biotecnología blanca, GEA ha estado trabajando con el sector de bioplásticos durante más de una década para desarrollar, probar y ajustar equipos y tecnologías que permitan a la industria escalar su I+D y sus procesos piloto para convertirlos en flujos de producción comercial viables.

Bioplásticos que cierran el bucle

Los especialistas de GEA combinan sus conocimientos detallados sobre fases clave de la fabricación, incluyendo el uso de compuestos intermedios basados en biomasa, como el ácido succínico, que ofrecen trayectos alternativos para la fabricación de bioplásticos. Otro ejemplo es la producción de ácido láctico a partir de fuentes vegetales. El ácido láctico se utiliza para fabricar ácido poliláctico (PLA), una alternativa sostenible y biodegradable al PET, y uno de los bioplásticos de más amplia fabricación en el mundo.

Los ingenieros de GEA pueden individualizar sistemas para las fases aguas abajo y aguas arriba del proceso de fabricación de biopolímeros y productos intermedios. La gama de GEA incluye soluciones para fermentación, y para separación de biomasa con centrífugas o filtración por membranas, junto con tecnologías para purificación por destilación, cristalización por fundido, y para procesos aguas abajo que incluyen concentración, cristalización y secado del producto final.

GEA también colabora con la iniciativa PRODIAS, financiada con €14 millones por la UE, gracias a la cual ocho organizaciones de toda Europa están trabajando para desarrollar tecnologías sostenibles que reduzcan el coste de producir alternativas renovables a los productos basados en combustibles fósiles6.

Más importante aún, GEA trabaja con organizaciones para solucionar problemas de proceso y mejorar la eficiencia, además de ayudar a convertir conceptos innovadores en procesos industriales para la fabricación de bioplásticos y otros productos a partir de biomasa. Cada una de las soluciones se diseña para ayudar a ahorrar energía y agua, reciclar el exceso de calor, y reducir los residuos y las emisiones, para que los procesos sostenibles se lleven a cabo con tecnologías sostenibles.

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