La durabilidad, maleabilidad y su bajo costo, han hecho de los plásticos un material indispensable en la vida moderna, utilizado desde embalajes hasta en la ropa y las piezas de aviones. Sin embargo, los plásticos presentan un gran inconveniente: contaminan la naturaleza, son difíciles de reciclar y su producción emite más CO2 que todo el tráfico aéreo combinado.
Ante este desafío, investigadores del Departamento de Ciencias Vegetales y Ambientales de la Universidad de Copenhague, en Dinamarca, han desarrollado un nuevo material a base de almidón de cebada modificada que puede descomponerse completamente en la naturaleza en solo dos meses. Este material se elabora utilizando materias vegetales naturales de cultivos y podría emplearse en el envasado de alimentos, entre muchos otros usos.
«Tenemos un problema enorme con nuestros residuos plásticos que el reciclaje parece incapaz de resolver. Por eso, hemos desarrollado un nuevo tipo de bioplástico que es más fuerte y resiste mejor el agua que los bioplásticos actuales. Al mismo tiempo, nuestro material es completamente biodegradable y puede convertirse en compost por microorganismos si termina en algún lugar que no sea un contenedor,» explica el Profesor Andreas Blennow del Departamento de Ciencias Vegetales y Ambientales.
Solo alrededor del nueve por ciento del plástico se recicla a nivel mundial, mientras que el resto se incinera o acaba en la naturaleza o en vertederos de plástico gigantescos. Los bioplásticos ya existen, pero su nombre es engañoso, según el Profesor Blennow. Aunque los bioplásticos actuales se fabrican con materiales de origen biológico, solo una parte limitada de ellos es realmente degradable y solo bajo condiciones especiales en plantas de compostaje industrial.
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«El nombre no me parece adecuado porque los tipos más comunes de bioplásticos no se descomponen tan fácilmente si se tiran en la naturaleza. El proceso puede llevar muchos años y algunos de ellos siguen contaminando como microplásticos. Se necesitan instalaciones especializadas para descomponer los bioplásticos. Y aun así, solo una parte muy limitada de ellos puede reciclarse, con el resto terminando como residuos,» dice el investigador.
Almidón de cebada y residuos de la industria azucarera
El nuevo material es un biocompuesto de varias sustancias diferentes que se descomponen naturalmente. Sus principales ingredientes, amilosa y celulosa, son comunes en el reino vegetal. La amilosa se extrae de muchos cultivos, incluyendo maíz, pap, trigo y cebada.
Junto con investigadores de la Universidad de Aarhus, también de Dinamarca, el equipo de investigación fundó una empresa derivada en la que desarrollaron una variedad de cebada que produce amilosa pura en sus granos. Esta nueva variedad es importante porque la amilosa pura es mucho menos propensa a convertirse en una pasta cuando interactúa con el agua en comparación con el almidón regular.
La celulosa es un carbohidrato presente en todas las plantas y es conocida en las fibras de algodón y lino, así como en productos de madera y papel. La celulosa utilizada por los investigadores es una nanocelulosa hecha de residuos locales de la industria azucarera. Estas fibras de nanocelulosa, que son mil veces más pequeñas que las fibras de lino y algodón, son las que contribuyen a la resistencia mecánica del material.
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«La amilosa y la celulosa forman cadenas moleculares largas y fuertes. Combinarlas nos ha permitido crear un material duradero y flexible que tiene el potencial de usarse para bolsas de compras y el envasado de productos que actualmente envolvemos en plástico,» dice Andreas Blennow.
El nuevo biomaterial se produce disolviendo las materias primas en agua y mezclándolas, o calentándolas bajo presión. Al hacerlo, se crean pequeños ‘pellets’ o chips que luego pueden procesarse y comprimirse en la forma deseada.
Hasta ahora, los investigadores solo han producido prototipos en el laboratorio. Pero según el Profesor Blennow, iniciar la producción en Dinamarca y en muchos otros lugares del mundo sería relativamente fácil.
«Toda la cadena de producción de almidón rico en amilosa ya existe. De hecho, se producen millones de toneladas de almidón puro de patata y maíz cada año y se utilizan en la industria alimentaria y en otros lugares. Por lo tanto, el acceso fácil a la mayoría de nuestros ingredientes está garantizado para la producción a gran escala de este material,» afirma.
Podría reducir el problema del plástico
Andreas Blennow y sus colegas investigadores están procesando una solicitud de patente que, una vez aprobada, podría allanar el camino para la producción del nuevo material biocompuesto.
A pesar de las enormes sumas de dinero que se destinan a la clasificación y el reciclaje de nuestro plástico, el investigador no cree que realmente sea un éxito. Hacerlo debería verse como una tecnología de transición hasta que nos despidamos definitivamente de los plásticos basados en fósiles.
«Reciclar plástico de manera eficiente no es nada sencillo. Diferentes cosas en los plásticos deben separarse entre sí y hay grandes diferencias entre los tipos de plástico, lo que significa que el proceso debe hacerse de manera segura para que no haya contaminantes en el plástico reciclado. Al mismo tiempo, los países y los consumidores deben clasificar su plástico. Esta es una tarea enorme que no veo que logremos. En su lugar, deberíamos replantear las cosas en términos de utilizar nuevos materiales que funcionen como el plástico, pero que no contaminen el planeta,» señala Blennow.
El investigador ya está colaborando con dos empresas danesas de envasado para desarrollar prototipos para el envasado de alimentos, entre otras cosas. También imagina muchos otros usos para el material, como los revestimientos interiores de los automóviles por parte de la industria automotriz. Aunque es difícil decir cuándo este plástico ecológico a base de cebada llegará a las tiendas, el investigador predice que el nuevo material podría convertirse en una realidad en un futuro próximo.
«Estamos bastante cerca del punto en el que realmente podemos empezar a producir prototipos en colaboración con nuestro equipo de investigación y empresas. Creo que es realista que se desarrollen diferentes prototipos en envases blandos y duros, como bandejas, botellas y bolsas, dentro de uno a cinco años,» concluye Andreas Blennow.
