Bioplásticos: ¿realmente una alternativa bio?

Saludos estimados amigos de Hive.

En un par de artículos anteriores les he comentado sobre las características de los bioplásticos, estos compuestos derivados de fuentes renovables están ganando popularidad y se promocionan como una alternativa más sustentable y amigable con el ambiente que los plásticos convencionales derivados del petróleo.

Una alternativa sustentable, ¿pero que tan bio?. Fuente: Imagen editada por @emiliomoron, original de pixabay.com.

Como sabemos, el consumo de plásticos en el mundo es realmente alarmante, hemos pasado de producir 2 millones de toneladas métricas anuales en 1950 a 360 millones de toneladas en 2018[1], y es más conocido el problema ambiental que ha generado esta hambre de productos plásticos. Por lo que los denominados bioplásticos parecen una buena alternativa, pueden brindarnos las características tan deseadas de los materiales plásticos convencionales como ligereza y flexibilidad, pero con la ventaja de ser derivados de fuentes renovables y biodegradables, por lo que se les considera menos peligrosos para el ambiente.

Entonces, aunque estos productos plásticos aún tienen una cuota muy baja en el mercado, para 2019 alcanzó un volumen de producción de 2,11 millones de toneladas métricas, su promesa de alternativa biodegradable han hecho que muchos vuelvan la mirada hacia ellos tomando cada vez más interés, encontrando usos en sectores diferentes al de los envases, como el sector automotor y de la construcción. Así que es hora de empezar a tomarlos en serio, y considerar todos los aspectos ligados a su utilización, ya que si se espera que sustituyan a los plásticos convencionales, estamos hablando que entonces tendríamos que producir hoy cerca de 400 millones de toneladas de estos materiales, por lo que debemos saber bien que efecto tendrán sobre nuestra salud y la del ambiente a largo plazo. Así que empecemos a analizar algunos hechos.

Problema con el término “bioplástico”

El término puede confundir. Fuente: imagen editada por @emiliomoron, original de pixabay.com.

Como ocurre con los plásticos convencionales, en los cuales hay diferentes tipos de compuestos con diferentes características para cada propósito, existe una gran variedad de compuestos que entran en la clasificación de “bioplástico”, por lo es muy fácil confundir a los usuarios de los mismos, ya que el prefijo “bio” nos hace pensar que todos son benignos para el ambiente. Pero, dentro de esta misma clasificación podemos encontrar tanto al acetato de celulosa como al biopolietileno, y aunque ambos se derivan de fuentes vegetales, el primero es biodegradable mientras que el segundo no lo es. Así que el termino bioplástico solo está haciendo referencia a la materia prima de procedencia, y no a las características finales del producto.

¿Biodegradables?

Otro problema tiene que ver con la biodegradabilidad, y es que volvemos al problema del uso del prefijo bio. Podemos pensar cuando leemos que un material es biodegradable este se descompondrá de forma natural en el ambiente. Pero según algunos estudios, algunos plásticos biodegradables no se degradan en condiciones naturales, Haider y col.[3] reseñan: “Al examinar la literatura primaria, resulta que en la mayoría de los casos el término "(bio)degradable" se utiliza sólo en el título, sin que se presenten pruebas o ensayos de degradación en el documento propiamente dicho. Incluso cuando se estudia el proceso de degradación, las condiciones aplicadas suelen ser duras (altas temperaturas, valores de pH bajos/altos)”.

En un estudio de realizado por el Centro de Investigaciones en Productos Naturales de la Universidad de Costa Rica (Ciprona), se hizo la comparación de la biodegradación de los plásticos a base del Ácido Poliláctico (PLA) y los Oxobiodegradables, llevándolo a cabo en un sistema de compostaje casero. En el estudio se concluyó que los productos plásticos estudiados: vasos de PLA, platos y bolsas Oxobiodegradables, no son aptos para el compostaje casero, después de 29 semanas ninguno de los plásticos dio señal de degradación, según los resultados preliminares, ninguno de los productos presentó cambios en su masa durante la prueba, y mediante análisis con RMN no se encontraron cambios químicos en su composición[4].

Algunos bioplásticos han mostrado baja tasa de biodegradación. Fuente: imagen diseñada por @emiliomoron.

Entonces, muchos de estos compuestos catalogados como biodegradables, solo lo son bajo ciertas condiciones especiales difíciles de encontrar en los ambientes naturales, o no se degradan en un tiempo realista.

Toxicidad de los productos bioplásticos

Aunque se presentan como una alternativa más sustentable, gracias a que se derivan de fuentes vegetales, también debemos estar seguros de que presentan una alternativa más segura en lo que respecta a su composición química.

En un estudio publicado recientemente, Zimmermann y col.[5] evaluaron la toxicidad in vitro de 43 productos plásticos de uso común, incluyendo 27 bioplásticos, incluidos materiales biobasados y biodegradables como PLA y PHA, además de materiales biodegradables derivados del petróleo y no biodegradables de origen vegetal, como el Bio-PET. En el estudio se demostró que de los 43 productos, 29 contenían sustancias químicas que inducían una toxicidad de referencia, 18 que inducían estrés oxidativo, 10 antiandrogénicos y uno estrogénico. Esto demuestra que una gama de materiales biobasados y/o biodegradables contienen químicos que son tóxicos in vitro. Además, en los bioplásticos analizados en el estudio se encontraron gran cantidad de compuestos químicos en su composición, el 80% de los materiales estudiados contenían más de mil sustancias diferentes.

Un análisis de la composición de varios tipos de bioplásticos detectó varios miles de sustancias químicas. Fuente: imagen diseñada por @emiliomoron.

Esto hace muy difícil hacer un seguimiento a todos, incluso productos aparentemente similares tenían su propia composición química, por ejemplo, una bolsa de Bio-PET presentó una composición muy diferente a un corcho de vino del mismo material.

Tabla n° 1. Algunos de los bioplásticos analizados y el número total de características químicas detectadas mediante espectrometría de masas de alta resolución.

Fuente: Datos tomados de Zimmermann y col.[5]

Aún hay mucho por hacer

En la actualidad los bioplásticos se promocionan como la alternativa más amigable para el ambiente que los plásticos convencionales, pero la realidad es que aún falta mucho por descubrir, las consecuencias para el ambiente y la salud de las personas aún son inciertas y las investigaciones en este campo se están iniciando. Las características químicas de estas sustancias podrían implicar métodos de producción también contaminantes o tener que competir con la producción de alimentos para la obtención de materia prima. Por otro lado, es necesario tener en cuenta los factores claves para la degradación natural cuando se seleccionen polímeros biodegradables para determinados usos, ya que es esencial que los polímeros se biodegraden en el medio ambiente, en el que tiene más probabilidades de acabar.

Conclusión

Muchos polímeros biodegradables parecen no ser tan "biodegradables" como afirman serlo, y es poco probable que podamos encontrar una solución "única" en términos de un plástico que se descomponga de forma natural y rápidamente en todo tipo de ecosistemas, ya dependerá tanto de su composición como de las condiciones ambientales.

Por lo que, con el objetivo de proporcionar alternativas más sostenibles y seguras para el ambiente y las personas que los plásticos convencionales, es fundamental, en primer lugar, comprender los mecanismos de degradación y los productos que se derivaran de los plásticos biodegradables en condiciones ambientales reales. Para esto es fundamental que los científicos especializados en biopolímeros cooperen con especialistas de otros campos, por ejemplo, un conocimiento más detallado del funcionamiento de los microorganismos presentes en diferentes entornos y cómo influyen en la biodegradación del material, ayudaría a adaptar nuevas macromoléculas para la biodegradación microbiana.

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Bueno amigos, aún queda mucho por hacer si queremos encontrar los sustitutos a los plásticos derivados del petróleo, y ya que los bioplásticos son la alternativa más prometedora, es importante ahondar en su estudio en este momento que aún no han inundado el mercado.

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Referencias

1. Fernández, L. (2019). Producción mundial de plástico 1950-2018. Disponible en Statista.com.
2. Fernández, L (2020). Distribución de la capacidad de producción de bioplásticos a nivel mundial en 2019. Disponible en Statista.com.
3. T.P. Haider, C. Völker, J. Kramm, K. Landfester, F.R. Wurm. (2019). Plastics of the future? The impact of biodegradable polymers on the environment and on society. Disponible en Angewandte Chemie. Int. Ed Engl., 58 (1), pp. 50-62.
4. Universidad de Costa Rica. Noticias (24 de junio de 2020).Estudio revela que plásticos PLA y OXO no son compostables en condiciones de compostaje casero. Recuperado de UCR.AC.CR
5. Lisa Zimmermann, Andrea Dombrowski, Carolin Völker, Martin Wagner. (2020). Are bioplastics and plant-based materials safer than conventional plastics? In vitro toxicity and chemical composition. Disponible en Environment International, Volume 145, 106066.

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