Los bioplásticos echan raíces

Un futuro prometedor por delante

En menos de un siglo, los recursos fósiles, el petróleo, el gas o, incluso, el carbón, se han impuesto como las materias primas necesarias para la fabricación de casi todos los plásticos. Si bien en 2020 se produjeron cerca de 370 millones de toneladas de plásticos en todo el mundo, para su fabricación no fue necesario más que alrededor del 4 % de los recursos fósiles extraídos anualmente.

Pero el encarecimiento de estas materias primas y los requisitos medioambientales de la lucha contra el calentamiento global hacen que la fabricación de plásticos basados en materias primas renovables, que verdaderamente no es una vía de desarrollo novedosa, esté suscitando un nuevo interés. En este contexto, los «bioplásticos» tienen todos los ases en la manga. Ya existen ejemplos de aplicaciones que deberían hacer crecer significativamente la cuota de estos «plásticos verdes» durante los próximos años.

Todo indica que los polímeros biobasados, que representan un eslabón fundamental en la descarbonización de los plásticos, cobrarán más importancia durante las próximas décadas.

Según European Bioplastics, la capacidad mundial de producción de bioplásticos deberá pasar de cerca de 2,4 millones de toneladas en 2021 a cerca de 7,6 millones de toneladas en 2026. De esta forma, la cuota de bioplásticos en la producción mundial de plásticos superará la barrera del 2 % en comparación con menos del 1 % actual.
Pero esto sigue siendo insuficiente para que el ecosistema de los plásticos de Europa alcance las cero emisiones netas de gases de efecto invernadero en 2050. Al menos eso es lo que afirma un estudio publicado recientemente por la consultora medioambiental SYSTEMIQ. Si bien el estudio confirma la necesidad de seguir invirtiendo para optimizar el reciclaje, tanto mecánico como químico, de los polímeros, este señala que eso no será suficiente. Según los autores del estudio, la solución pasa igualmente por el desarrollo de plásticos biobasados, cuya cuota en el consumo europeo deberá representar cerca del 20 % de los plásticos utilizados para poder lograr el objetivo de cero emisiones.

Ha dicho «bioplásticos». ¿Qué quiere decir?

Plásticos biobasados, biodegradables, bioplásticos, biopolímeros... desde hace quince años, la familia de los bioplásticos no ha dejado de crecer. Ahora bien, bajo el prefijo «bio» se agrupan polímeros con características muy diferentes.
Por un lado, tenemos los plásticos «biobasados», denominados así porque se generan parcial o totalmente a partir de los recursos de biomasa*, ya sea de origen vegetal (plantas, madera, algas...) o de origen animal (microorganismos).

Ya sean biobasados o producidos a partir de hidrocarburos, la existencia de los polímeros se basa, principalmente, en la química orgánica, la del carbono. El carbono es el cuarto elemento más abundante en el universo.

Un polímero, ya sea tradicional o biobasado, es un producto de la química del carbono, es decir, la química orgánica. Es ese carbono el que se extrae tradicionalmente de los productos derivados del petróleo tras el craqueo al vapor en forma de etileno, propileno, acetileno, benceno y otras moléculas que sirven de base para la fabricación de los plásticos. El interés de los plásticos biobasados radica en buscar ese mismo carbono en la biomasa, de la cual se extrae por diferentes procesos químicos o bioquímicos.

Sin embargo, la extrema concentración de carbono de las materias primas fósiles, con la que ninguna fuente de biomasa puede rivalizar, es la que hace que las primeras sigan predominando en la actualidad en la fabricación de materiales plásticos.

*La biomasa es la materia fabricada por los organismos vivos, como las plantas, los animales, los hongos, las bacterias, etc. Cabe destacar que, a día de hoy, la mayoría de los plásticos biobasados se producen a partir de biomasa de origen vegetal.

Otra rama de la familia son los plásticos «biodegradables», que pueden producirse a partir de recursos renovables o de recursos fósiles como el gas y el petróleo. Por ejemplo, el PBAT (adipato-co-tereftalato de butileno) es un polímero de origen fósil que es biodegradable y representa cerca del 20 % de la producción mundial de bioplásticos.

En el primer caso, solamente nos interesa el origen de las materias primas a partir de las cuales fabricamos los plásticos. En el segundo, nos interesa su degradación, es decir, al final de su vida (algo que no es el objetivo del presente artículo). Sin embargo, hay algo que debe saber: un plástico biobasado no es necesariamente biodegradable, y viceversa.

Dentro de los polímeros biobasados caben diferenciarse dos subcategorías.
Los primeros, los más clásicos, son la versión renovable de los polímeros obtenidos a partir del petróleo. De esta forma, un polietileno biobasado (PE biobasado), por ejemplo, estará compuesto de etileno producido a partir de la caña de azúcar o de otro vegetal. Sus características y prestaciones son absolutamente idénticas a las de su homólogo de base fósil. Al igual que este último, es 100 % reciclable y no es biodegradable.

Los segundos son productos generados exclusivamente a partir de biomasa y no tienen equivalentes fósiles. Presentan una estructura química y propiedades técnicas propias. La mayoría de estos polímeros son productos relativamente recientes a escala industrial y se producen a partir del almidón o del azúcar de las plantas.

Entre los más conocidos se encuentran el ácido poliláctico (PLA), el succinato de polibutileno (PBS), la poliamida 11 (Rilsan®) o, incluso, los recién llegados, los polihidroxialcanoatos (PHA), unos poliésteres naturales producidos por determinadas bacterias. Todos estos bioplásticos derivados de la biomasa son todavía jóvenes. Su margen de mejora es muy prometedor, a semejanza de los plásticos tradicionales derivados del petróleo, cuyas propiedades se han optimizado a lo largo de décadas de investigación.

Determinados plásticos biobasados se producen a partir de bacterias. Estos procesos de fabricación son relativamente recientes y auguran muy buenas perspectivas.

Los bioplásticos quieren ser aún más verdes 

Si bien hay personas que los consideran como la panacea, siguen existiendo frenos a su desarrollo, siendo el primero de ellos su precio, que es más elevado que el de los polímeros tradicionales. La solución pasaría por la producción en masa, la cual permitiría rebajar automáticamente su precio de producción.

Querer reducir el impacto del CO2 de la producción de plásticos y hacerlos renovables es una causa noble, debemos velar porque el remedio no sea peor que la enfermedad.
Los biobasados se producen principalmente a partir de plantas alimentarias, como el maíz o la caña de azúcar, porque son ricas en glúcidos, es decir, en carbono. En 2021, alrededor de 0,7 millones de hectáreas de suelo se utilizaron para producir el conjunto de los plásticos biobasados. Esa cantidad representa poco más del 0,01 % de la superficie agrícola mundial. Con una producción prevista del orden de 7,5 millones de toneladas en 2026, la superficie dedicada a los bioplásticos alcanzaría un poco menos del 0,06 % de esta superficie*. Por sí sola, y siempre según SYSTEMIQ, Europa necesitará más de 9 millones de toneladas de biobasados de aquí a 2050. Las industrias de la química verde están convirtiendo el abastecimiento sostenible de sus materias primas en un requisito previo y fundamental para la producción de sus polímeros sostenibles con el fin de entrar en competencia con los recursos dedicados a la alimentación humana y animal.
*Fuentes: European Bioplastics

EL abastecimiento de materias primas de origen vegetal sostenibles es ya una prioridad para muchos fabricantes de bioplásticos.

La empresa brasileña Braskem, pionera en la producción de polímeros biobasados, ya produce su PET biobasado exclusivamente a partir de los residuos de la producción sostenible de la caña de azúcar, que se cultiva en las regiones donde las precipitaciones son muy abundantes y no son necesarios sistemas de riego además de los alimentados por la lluvia.

Las tecnologías evolucionan y, en la actualidad, permiten concentrarse en la utilización de cultivos sin fines alimentarios, como la celulosa (madera) y las algas y en los subproductos no comestibles de la producción de cultivos alimentarios De este modo, la empresa estadounidense Trinseo acaba de comercializar un bio-ABS, bautizado como Magnum Biomax, destinado al mercado automovilístico y que contiene un 80 % de biobasado. Este ABS verde, producido a partir de aceite de cocina utilizado y de residuos de la industria papelera, es 100 % idéntico a su versión obtenida a partir del petróleo, pero con una huella de carbono 6 veces menor y sin afectar a los cultivos destinados a la alimentación.

Es importante destacar que estos últimos generan grandes cantidades de subproductos celulósicos, como la paja, los tallos del maíz o el bagazo. Estos subproductos se suelen abandonar en los campos tras la cosecha y, a menudo, se degradan en una cantidad mayor de la necesaria para la restauración de los suelos. En ciertas partes del mundo, estos desechos verdes se incineran para producir energía.
Otra opción más interesante sería valorizar estos recursos vegetales mediante procedimientos biotecnológicos con fines industriales, entre ellos la producción de bioplásticos.

Lorem Las materias primas de segunda generación (no adecuadas para el consumo humano o animal) se encuentran en el punto de mira. La investigación se intensifica para transformarlas en biopolímeros.