En los últimos años, los avances tecnológicos en procesos de fermentación han vuelto a colocar a los bioplásticos en el centro de la atención. Un reciente informe de la consultora PreScouter destaca el creciente potencial de los químicos derivados de la fermentación como posibles disruptores de la revolución de la química verde, especialmente en la industria del packaging.
La expansión de los químicos por fermentación
Mariam Jomha, Directora de Marketing de PreScouter, analizó los hallazgos clave del informe, subrayando el papel cada vez más importante que juegan los químicos de fermentación en el desarrollo de soluciones sostenibles. Estos compuestos están ganando terreno en el mercado, y un claro ejemplo de este progreso es la investigación de BASF sobre la producción de ácido fumárico bio-basado y carbono-neutral, precedida por el desarrollo de la tecnología bio-BDO licenciada por Genomatica en 2023.
Los «químicos de fermentación» son compuestos producidos a través de la fermentación de biomasa utilizando microorganismos como bacterias, levaduras y algas. Estos químicos, que pertenecen al grupo de productos bio-basados, ofrecen una alternativa más sostenible frente a los plásticos sintéticos tradicionales.
Fermentación vs. materiales de origen vegetal
Un material bio-basado no es automáticamente neutro en carbono ni biodegradable. Evaluar la sostenibilidad requiere considerar aspectos como el uso del suelo, los impactos sobre la biodiversidad y las cuestiones sociales, además de las emisiones de gases de efecto invernadero. Los materiales de origen vegetal, aunque más sostenibles que los sintéticos fósiles, aún enfrentan desafíos para demostrar su neutralidad de carbono.
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Aquí es donde los químicos de fermentación ofrecen una ventaja competitiva:
- Personalización avanzada de productos y procesos.
- Posibilidad de emisiones de carbono negativas, al utilizar residuos biológicos, CO2 o metano como materias primas.
- Procesos controlados y optimizados, con alta eficiencia y consistencia.
- Menor dependencia de las estaciones y del suministro de materias primas agrícolas, lo que reduce el impacto sobre los recursos de tierra y agua.
PLA y PHA: los protagonistas en la carrera de los bioplásticos
Los polímeros PLA (ácido poliláctico) y PHA (polihidroxialcanoatos) han emergido como líderes en el desarrollo de bioplásticos. El PLA, producido a partir de recursos renovables como el maíz y la caña de azúcar, se destaca por su transparencia y resistencia, cualidades que lo hacen ideal para aplicaciones de embalaje. El PHA, sintetizado por bacterias a partir de desechos orgánicos, se destaca por su biodegradabilidad y biocompatibilidad, siendo una alternativa atractiva a los plásticos convencionales.
El potencial disruptivo del PLA y el PHA es considerable, con la capacidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y disminuir la dependencia de los plásticos basados en combustibles fósiles. Según estimaciones, la producción de PLA a partir de residuos sólidos municipales podría generar una reducción neta de 73 kg de CO2 por tonelada, mientras que el PHA podría reducir el consumo de energía fósil en un 95% y las emisiones de gases de efecto invernadero en un 200%.
Crecimiento del mercado de bioplásticos
El mercado global del PLA, valorado en aproximadamente U$S 1.500 millones en 2023, se proyecta que alcanzará los $4.500 millones para 2030, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 17%. De manera similar, el mercado del PHA, estimado en $93 millones en 2023, crecerá hasta U$S 261.9 millones para 2030, impulsado por la creciente demanda de materiales ecológicos.
La directora técnica de PreScouter, Dr. Marija Jovic, destaca el papel estratégico de los químicos de fermentación para satisfacer la creciente demanda de soluciones sostenibles. “Los químicos de fermentación son una opción estratégica para el desarrollo de bloques de construcción sostenibles que puedan usarse en una amplia gama de aplicaciones innovadoras”.
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Desafíos en la producción y adopción de bioplásticos
A pesar de su promesa, tanto el PLA como el PHA enfrentan desafíos considerables en su producción, principalmente debido a sus altos costos. La fermentación, aunque eficiente, sigue siendo más cara que los métodos de producción química tradicionales, dificultando que los bioplásticos compitan con los plásticos fósiles, que tienen un costo de alrededor de U$S 1,2 por kilogramo, en comparación con los $2,4 por kilogramo del PLA y los U$S 2,4 a U$S 5,5 por kilogramo del PHA.
Adicionalmente, la falta de cadenas de suministro establecidas para las alternativas bio-basadas y las regulaciones relacionadas con los organismos genéticamente modificados (OGM) representan barreras importantes para la adopción de productos derivados de la fermentación. La producción a gran escala requiere un control riguroso de calidad para evitar la contaminación, lo que añade otra capa de complejidad al proceso.
Innovaciones en el horizonte
A pesar de los obstáculos, la fermentación sigue siendo una tecnología prometedora
para la producción de bioplásticos, especialmente a medida que la demanda por materiales más sostenibles crece. Empresas y centros de investigación están explorando nuevas formas de optimizar los procesos de fermentación para reducir los costos y mejorar la eficiencia. Un área de investigación que ha ganado impulso es la utilización de desechos agrícolas o residuos industriales como materia prima para la fermentación, lo que no solo reduciría costos, sino que también mejoraría la sostenibilidad del proceso.
Además, el desarrollo de nuevas cepas de microorganismos genéticamente modificados, capaces de procesar una variedad más amplia de fuentes de carbono y producir biopolímeros con propiedades mejoradas, podría cambiar las reglas del juego. Estos avances permitirían no solo abaratar la producción de PLA y PHA, sino también crear materiales con características específicas para industrias como la alimentaria, médica o automotriz.
¿Podrán los bioplásticos reemplazar a los plásticos convencionales?
El mercado global de plásticos, valorado en cientos de miles de millones de dólares, sigue estando dominado por los plásticos derivados del petróleo. Sin embargo, las presiones regulatorias, junto con una mayor conciencia ambiental por parte de los consumidores, están impulsando la demanda de alternativas sostenibles. En este sentido, los bioplásticos como el PLA y el PHA no solo están ganando terreno, sino que también están desempeñando un papel crucial en la transición hacia una economía más circular y baja en carbono.
A medida que la tecnología evoluciona y los costos de producción disminuyen, los bioplásticos podrían convertirse en una opción más atractiva para industrias clave. Sin embargo, para que esto suceda, será necesario superar los desafíos de escalabilidad y costes, así como fomentar la colaboración entre empresas biotecnológicas, gobiernos y actores clave del sector de los plásticos.
El futuro de los bioplásticos
Aunque los bioplásticos todavía tienen un largo camino por recorrer antes de desplazar a los plásticos convencionales, la tendencia hacia materiales más sostenibles es innegable. Con avances continuos en la tecnología de fermentación y una creciente demanda de soluciones ecológicas, el PLA, el PHA y otros polímeros bio-basados podrían convertirse en una parte integral de la industria del plástico en las próximas décadas. El potencial disruptivo de los bioplásticos no solo radica en su menor huella ambiental, sino también en su capacidad para impulsar la innovación en múltiples sectores, desde el packaging hasta la automoción y la medicina.
En definitiva, los bioplásticos están posicionados para jugar un papel clave en la transición hacia una economía más sostenible y circular. Las próximas décadas serán cruciales para determinar hasta qué punto estos materiales podrán r
