Nos rodean en computadoras, botellas, envases, muebles, automóviles, aviones e incluso en la mayor parte de la ropa que usamos. Su bajo costo y su aparente reciclabilidad han hecho que los polímeros –o plásticos– sean omnipresentes. Pero presentan dos grandes problemas.
La primera es que sólo los termoplásticos se pueden reciclar y, aun así, se recicla menos del 10%. Además, tras cada ciclo de reciclaje, sus cadenas se degradan, lo que limita su reutilización. El resto acaba en vertederos, ríos y mares.
Otra es que el plástico es blando y se descompone fácilmente, formando microplásticos y nanopartículas que terminan en el agua, el aire y el suelo. También llegan a nuestro cuerpo y al de otros seres vivos. Incluso las abejas los transportan junto con el polen.
Apuesta biodegradable
Materiales que fueron protagonistas del siglo XX resultan ahora no "sostenibles", crean un importante problema medioambiental y, además, pueden perjudicar nuestra salud. La buena noticia es que hay una solución.
Para conseguirlo, es necesario combinar dos cosas: una legislación que premie el uso de materiales alternativos y una gran inversión en investigación y desarrollo que permita desarrollar plásticos más reciclables y, sobre todo, biodegradables.
Hay muchas posibilidades en esta última dirección. Por ejemplo, buscar polímeros alternativos a los que utilizan derivados del petróleo (que son mayoría hoy en día).
disolver en sal
En el Centro RIKEN de Ciencia de la Materia Emergente, en colaboración con la Universidad de Tokio, Japón, han desarrollado un polímero (aún en fase de investigación) que se descompone en contacto con la sal.
Esto permite que el material se disuelva en agua de mar en cuestión de horas. Además de ser atóxico y resistente al fuego, no libera dióxido de carbono durante su degradación. Aún no se ha comercializado, pero varias empresas se han interesado por él, especialmente en el sector del packaging.
Estos nuevos polímeros son tan resistentes como los comúnmente utilizados en el sector. La diferencia es que, cuando se degrada naturalmente, sus componentes son biodegradados por las bacterias que existen en su entorno y por tanto no se acumulan ni forman microplásticos. Asimismo, existen sales en el suelo, donde también pueden descomponerse.
Bacterias codiciosas
Por otro lado, un grupo de investigación de la Universidad de Kobe (Japón) ha desarrollado ácido piridinadicarboxílico (PDCA), un polímero biológico que puede alcanzar las prestaciones de algunos plásticos como el PET, más utilizado para embotellar agua y refrescos.
Sin embargo, a diferencia del PET, el PDCA es completamente biodegradable y su origen es la síntesis a partir de bacterias y enzimas. Entre ellas, la bacteria Escherichia coli, alimentada con glucosa para acelerar la producción.
Micrografía electrónica a baja temperatura de un grupo de bacterias E. coli ampliada cien mil veces. Cada cilindro redondeado es un individuo. Wikimedia Commons., CC BI
Esta bacteria y su amor por la glucosa fueron protagonistas de otro estudio reciente -publicado en Nature Chemistry- sobre cómo producir biocombustibles de forma natural.
Materiales competitivos
En China están desarrollando plástico a partir de pulpa de bambú. Según un estudio publicado en Nature Communications, el uso de disolventes rompe la red de enlaces de hidrógeno de la celulosa de bambú. Luego, mediante estimulación molecular asistida por etanol, se reconstruyen los enlaces de hidrógeno y se consigue un bioplástico con una resistencia mecánica excepcional, que también puede producirse mediante tecnologías convencionales de moldeo por inyección.
Este material supera a la mayoría de los plásticos y bioplásticos comerciales en propiedades mecánicas y termomecánicas. Además, es completamente biodegradable en el suelo en 50 días. El estudio también presenta un análisis técnico y económico que demuestra la competitividad de costes de los materiales, cerrando la brecha entre sostenibilidad y escalabilidad industrial.
Microplásticos convertidos en grafeno
Al mismo tiempo, están empezando a surgir soluciones para los microplásticos. En la Universidad James Cook, en Australia, hicieron un estudio en el que trataron microplásticos con una técnica llamada síntesis de plasma de microondas a presión atmosférica -plasma de microondas a presión atmosférica (APMP)- para transformarlo en grafeno, un material de alto valor añadido.
Los investigadores de este artículo afirman que pueden convertir 30 mg de microplástico en 5 mg de grafeno en 1 minuto. Esta tecnología es mucho más rápida, opera a temperaturas mucho más bajas y tiene un menor consumo energético que las tecnologías tradicionales, como la pirólisis o la carbonización catalítica.
Por tanto, la transformación eficiente de microplásticos de polietileno procedentes de botellas desechadas en grafeno es una realidad.
Se necesitan voluntad política e inversiones
Como podemos ver, hay suficiente madurez en el campo científico para abordar estos problemas con soluciones sostenibles.
Por supuesto, es necesaria voluntad política para iniciar programas de investigación y desarrollo liderados por grupos de investigación, mediante financiación suficiente, para que el sueño de polímeros totalmente reciclables, biodegradables y no contaminantes se convierta en realidad.
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