Tipos de plástico biodegradable

Los plásticos biodegradables pueden ser de base biológica o basados ​​en combustibles fósiles. En los últimos años se han producido nuevos tipos de plásticos para abordar el problema de la contaminación plástica, tratando de acortar el tiempo necesario para degradarlos, especialmente en condiciones naturales. Sin embargo, no todos los plásticos biodegradables actuales han conseguido este objetivo.

Definición de plásticos biodegradables

Los plásticos biodegradables son aquellos que pueden degradarse por acción microbiana para producir productos finales naturales, como agua y dióxido de carbono, en un período de tiempo razonable. El tiempo necesario para descomponerse por completo depende del material, las condiciones ambientales como la temperatura y la humedad, y el lugar de descomposición según el Instituto de Productos Biodegradables (BPI pág. 2).

Los plásticos compostables son aquellos que se biodegradan rápidamente y se convierten en humus que no se contamina con metales. No todos los plásticos biodegradables son compostables; solo algunos lo son.

Los materiales deben cumplir con las especificaciones ASTM D6400 o D6868 para que se los considere biodegradables y compostables en tierra, y deben cumplir con las especificaciones ASTM D7081 para ambientes marinos. ASTM es un grupo mundial de estándares de productos.

Plásticos de poliéster de base biológica que se biodegradan

Los plásticos que se derivan de las plantas se denominan plásticos de base biológica. No todos estos son biodegradables; por ejemplo, hay botellas de PET de base biológica hechas para ser duraderas. Los plásticos de base biológica que se biodegradan están hechos de dos materiales: biomasa y poliésteres derivados de plantas. Hay dos tipos de poliésteres de base biológica: ácido poliláctido (PLA) y polihidroxialcanoato (PHA).

Polihidroxialcanoato (PHA)

El PHA es producido naturalmente por bacterias y plantas de Organismos Genéticamente Modificados (OGM), pero hay planes para probar la producción a partir de desechos de alimentos. El polihidroxibutirato o PHB también es un tipo de PHA que se usa ampliamente. Los PHA son costosos de fabricar ya que solo se pueden producir cantidades limitadas a partir de bacterias.

• Usos: Los PHA se utilizan como envoltorios de alimentos, tazas, platos, revestimientos para papel y cartón, y «muchos usos médicos, incluidas suturas, gasas y revestimientos para medicamentos», según un informe del Centro para la Colaboración entre la Industria y la Educación (informe CIEC). Puede reemplazar la mayoría de los principales tipos de plásticos basados ​​en combustibles fósiles que se utilizan actualmente, como PE, PS, PVC y PET, señala Bio Based Press.
• Plásticos de celulosa/almidón mezclados con PHA: Algunos artículos de plástico están hechos completamente de PHA, como en el caso de las notas de botellas de agua Bio Based Press. Sin embargo, dado que la producción de PHA es costosa, también se mezcla con almidón y celulosa para que sea más económica. Esto tiene la ventaja añadida de mejorar la tasa de descomposición según el Dartmouth Undergraduate Journal of Science (DUJS).
• Biodegradación: Puede ser completamente compostable en ambientes ricos en microbios y hongos, especialmente en el suelo. Estos microbios descomponen el PHA con la ayuda de enzimas. El tiempo necesario para degradarse depende de la concentración de microbios en el ambiente.
  • PHA tarda dos meses en descomponerse en los patios traseros, según Bio Based Press.
  • La tasa de descomposición es mucho más lenta en aguas marinas donde menos del 50 % se descompone después de seis meses, agrega CalRecycle (pág. 6). PHA pasó la prueba ASTM D7081 al mostrar una descomposición del 30 % en seis meses (pág. 7).

Ácido poliláctido (PLA)

El DUJS explica que el PLA es un termoplástico hecho a través de la fermentación por bacterias. Los PLA son en realidad una larga cadena de muchas moléculas de ácido láctico. Dado que existen muchos medios económicos para producir ácido láctico, estos solo tienen que polimerizarse o unirse. Por lo tanto, PLA es menos costoso que PHA. Sin embargo, PLA es frágil y su aplicación es más restringida que PHA. Los fabricantes solucionan este problema al incluir aditivos o polímeros.

• Usos: Se convierte en bolsas de supermercado, envases de alimentos, botellas, tazas y platos. Dado que se descompone bien en presencia de ácidos, se usa en algunas aplicaciones médicas como suturas y placas médicas, donde se disuelve después de 90 días, señala el informe de la CIEC. También se utiliza en la impresión 3D de objetos.
• Mezclas de PLA y polímeros: El PHA también se puede mezclar con polímeros de fuentes renovables para mejorar sus cualidades según DUJS.
• Biodegradación: El PLA no se puede compostar fácilmente en el patio trasero porque la temperatura y los niveles de agua necesarios no están disponibles en este entorno.
  • El PLA puede tardar entre seis y 12 meses en degradarse en el suelo.
  • El PLA tarda de tres a seis meses en degradarse en las instalaciones comerciales, señala World Centric.
  • Cuando la descomposición ocurre en presencia de oxígeno, los productos finales son dióxido de carbono y agua.
  • Si la degradación del PLA ocurre en vertederos sin oxígeno, produce gas metano que es 20 veces más perjudicial para el medio ambiente que el dióxido de carbono, señala un comunicado de la Sociedad Química Estadounidense (pág. 2).
  • PLA no pasó la prueba ASTM D7081 ya que solo el 3% se descompuso en aguas marinas después de seis meses según CalRecycle (pág. 7).

Dado que el PLA no se descompone rápidamente en el suelo o el agua de mar, esto puede convertirse en un problema cuando se desecha.

Plásticos biodegradables a base de biomasa

Los plásticos a base de biomasa están hechos de almidón y celulosa obtenidos de residuos de cultivos, así como de madera de árboles.

Acetato de celulosa

El acetato de celulosa (CA) es un producto sintético que se deriva de la celulosa que se encuentra en cada parte de una planta. La celulosa se usa actualmente a partir de algodón, madera y desechos de cultivos según una publicación científica de 2018. Esto se puede utilizar para formar plásticos sólidos moldeados, filtros de cigarrillos, revestimientos, películas fotográficas y filtros. El celofán es una película biodegradable producida a partir de celulosa. Hay una nueva investigación en curso para encontrar nuevas películas plásticas a partir de residuos de cultivos y material de madera que sean resistentes al agua y biodegradables según Phys.org.

• Biodegradabilidad: La investigación muestra que el CA se degrada y se reduce en un 70 % de su peso después de 18 meses en la naturaleza.

Almidón

Una revisión de 2017 señala que el almidón se trata con calor, agua y plastificantes para producir un termoplástico. Para mejorar su resistencia, se combina con rellenos de otros materiales. Las principales fuentes de almidón son el maíz, el trigo, la patata y la yuca. Este plástico se utiliza en envases, bolsas y películas para mantillo agrícola, vajillas, macetas y se moldea para fabricar envases y bienes de consumo. Se considera una alternativa al poliestireno (PS) según Food Packaging Forum. El almidón se agrega a los plásticos convencionales y de base biológica para hacerlos más biodegradables, señala un informe Phys de 2017.

• Biodegradabilidad: Los plásticos a base de almidón pueden ser compostables o solo biodegradables. Las variantes compostables requieren 90 días para degradarse en instalaciones industriales, mientras que las biodegradables requieren 100 días para degradarse en un 46% y hasta dos años para degradarse por completo.

Plásticos biodegradables a base de combustibles fósiles

De acuerdo con Bioplastics Guide, hay algunos nuevos plásticos de combustibles fósiles que también pueden ser biodegradables. Los más comunes son el succinato de polibutileno (PBS), la policaprolactona (PCL), el tereftalato de adipato de polibutirato (PBAT) y el alcohol polivinílico (PVOH/PVA).

• PBAT es un polímero que se produce a partir de derivados de combustibles fósiles y se utiliza a veces en combinación con almidón. Se están realizando esfuerzos para producir este polímero a partir de fuentes renovables. La guía de bioplásticos lo ven como un sustituto de LDPE y HDPE. Se utiliza para fabricar bolsas de basura, películas para envolver, envases desechables y vajillas (tazas, platos, etc.). No solo es biodegradable sino también compostable.
• PCL es un poliéster sintético utilizado para fabricar bolsas compostables, en aplicación médica (suturas y fibras), como recubrimientos superficiales, adhesivos para zapatos y cuero, y refuerzos para zapatos y férulas ortopédicas. Este plástico puede ser descompuesto por las levaduras. Más del 90% de las películas y el 40% de las espumas de este material pueden degradarse en 15 días.
• PBS es una resina producida a partir de combustibles fósiles o también puede ser de base biológica según Succinity (pág. 1, 5). Se puede combinar con otros polímeros de base biológica o fibras como el yute para mejorar su calidad. El PBS se utiliza para fabricar envases de alimentos, artículos de servicio, láminas de mantillo agrícola, macetas, productos de higiene como pañales y redes de pesca.
• PVOH es una resina que se puede utilizar para fabricar películas de embalaje que pueden sustituir al LDPE y al HDPE. Sus otras aplicaciones importantes son como revestimientos y aditivos para la producción de papel y cartón, según Food Packaging Forum.

Los cuatro plásticos basados ​​en combustibles fósiles se biodegradan en tres meses en el compostaje industrial, en un año en el compostaje doméstico y en uno o dos años en el suelo/vertederos según InnProBio (pág. 4).

Reciclaje y Compostaje

Hay que tener en cuenta las propiedades de los diferentes plásticos biodegradables para tratarlos al final de su ciclo de vida, advierte la Agencia de Protección Ambiental (EPA).

• La EPA explica que no se deben agregar plásticos biodegradables a los contenedores que reciclan plásticos convencionales, ya que están hechos de diferentes materiales. Esto es cierto tanto para los tipos de combustibles fósiles como para los de base biológica.
• Aunque los plásticos están marcados como biodegradables y compostables, muchos de ellos pueden degradarse solo en las condiciones disponibles en las instalaciones comerciales de compostaje; comuníquese con las agencias locales de reciclaje para obtener información sobre la planta de compostaje más cercana. Solo había 200 instalaciones de este tipo en los EE. UU. en 2017, por lo que es necesario aumentar este tipo de centros.
• Confirme que las bolsas sean compostables en casa siguiendo las instrucciones del producto antes de agregarlas a los contenedores de compost.
• La recuperación de material a partir de plásticos biodegradables no es posible mediante el reciclaje, debido a la falta de instalaciones.

La segregación, recolección y degradación eficientes son necesarias para aprovechar los plásticos biodegradables y de base biológica. En su ausencia, la mayoría de los plásticos biodegradables acaban en vertederos.

Futuro de los plásticos biodegradables

La naturaleza biodegradable de los plásticos no puede resolver el problema de la contaminación plástica si no se desechan adecuadamente. También sigue siendo necesario que el comportamiento del consumidor se mantenga enfocado en reducir el consumo o reciclar plástico para beneficiarse del cambio de plásticos convencionales de combustibles fósiles a plásticos biodegradables.