Scientific American: Los bioplásticos pueden ser la solución

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La revista Scientific American publica cada año su special report The top ten emerging technolgies. El catedrático de la Fundación Rafael del Pino Javier García colabora habitualmente en esta publicación especial sobre las tecnologías disruptivas que pueden cambiar el mundo. En la edición de 2019, el también presidente electo de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) destacó el papel de los bioplásticos como respuesta ante el reto de la contaminación ambiental generada por el vertido de residuos plásticos.

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Artículo Bioplastics colud solve a major pollution problem, publicado en Scientific American el 1 de julio de 2019.

bioplásticosNuestra civilización está construida sobre plásticos. Solo en 2014, la industria generó 311 millones de toneladas métricas, una cantidad que se espera que se triplique para 2050, según el Foro Económico Mundial. Sin embargo, menos del 15 por ciento se recicla. Gran parte del resto es incinerado, se deposita en vertederos o se abandona en el medio ambiente, donde, siendo resistente a la digestión microbiana, puede persistir durante cientos de años». Los desechos plásticos que se acumulan en el océano causan todo tipos de problemas, desde matar la vida silvestre cuando se ingiere por error hasta liberar compuestos tóxicos. Incluso puede ingresar a nuestros cuerpos a través de peces contaminados.

Los plásticos biodegradables pueden aliviar estos problemas, contribuyendo al objetivo de una economía plástica «circular» en la que los plásticos se derivan y se convierten de nuevo en biomasa. Al igual que los plásticos estándar derivados de productos petroquímicos, las versiones biodegradables consisten en polímeros (moléculas de cadena larga) que pueden moldearse en su estado fluido en una variedad de formas. Sin embargo, las opciones disponibles actualmente, en su mayoría hechas de maíz, caña de azúcar o grasas y aceites de desecho, generalmente carecen de la resistencia mecánica y las características visuales de los tipos estándar. Los recientes avances en la producción de plásticos a partir de celulosa o lignina (la materia seca en las plantas) prometen superar esos inconvenientes. En una bendición adicional para el medio ambiente, la celulosa y la lignina se pueden obtener de plantas no alimentarias, como la caña gigante, cultivada en tierras marginales no aptas para cultivos alimentarios o de madera residual y subproductos agrícolas que de otro modo no tendrían ninguna función.

La celulosa, el polímero orgánico más abundante en la tierra, es un componente importante de las paredes celulares de las plantas; la lignina llena los espacios en esas paredes, proporcionando resistencia y rigidez. Para fabricar plásticos a partir de esas sustancias, los fabricantes primero deben dividirlos en bloques de construcción o monómeros. Los investigadores han encontrado recientemente formas de hacerlo para ambas sustancias. El trabajo con lignina es particularmente importante porque los monómeros de lignina están compuestos de anillos aromáticos, las estructuras químicas que dan a algunos plásticos estándar su resistencia mecánica y otras características deseables. La lignina no se disuelve en la mayoría de los solventes, pero los investigadores han demostrado que ciertos líquidos iónicos amigables con el medio ambiente (que están compuestos principalmente de iones) pueden separarla selectivamente de la madera y las plantas leñosas. Las enzimas genéticamente modificadas similares a las de los hongos y las bacterias pueden romper la lignina disuelta en sus componentes.

Las empresas se basan en estos hallazgos. Por ejemplo, Chrysalix Technologies, una spin-off del Imperial College de Londres, ha desarrollado un proceso que utiliza líquidos iónicos de bajo costo para separar la celulosa y la lignina de los materiales de partida. Una compañía finlandesa de biotecnología, MetGen Oy, produce una serie de enzimas genéticamente modificadas que escinden ligninas de diferentes orígenes en componentes necesarios para una amplia gama de aplicaciones. Y Mobius (anteriormente Grow Bioplastics) está desarrollando pellets de plástico a base de lignina para su uso en macetas biodegradables, mantillos agrícolas y otros productos.

Se deben superar muchos obstáculos antes de que los nuevos plásticos puedan ser ampliamente utilizados. Uno es el costo. Otro es minimizar la cantidad de tierra y agua que se usa para producirlos. Si la lignina proviene solo de los desechos, se necesita agua para convertirla en plástico. Como con cualquier desafío importante, las soluciones requerirán una combinación de medidas, desde regulaciones hasta cambios voluntarios en la forma en que la sociedad usa y desecha los plásticos. Aún así, los métodos emergentes para producir plástico biodegradable ofrecen un ejemplo perfecto de cómo los solventes más ecológicos y los biocatalizadores más efectivos pueden contribuir a generar una economía circular en una industria importante.

Puedes leer este artículo completo y otros de gran interés en el special report de Scientific American The top ten emerging technolgies 2019.

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