Los plásticos biodegradables pueden ser de base biológica o de combustibles fósiles. En los últimos años se han producido nuevos tipos de plásticos para abordar el problema de la contaminación plástica, intentando 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 la acción microbiana para producir productos finales naturales, como agua y dióxido de carbono, en un período de tiempo razonable. El tiempo necesario para descomponerse completamente depende del material, las condiciones ambientales como temperatura y 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 está contaminado por metales. No todos los plásticos biodegradables son compostables; sólo algunos lo son.
Los materiales deben cumplir con las especificaciones ASTM D6400 o D6868 para ser considerados biodegradables y compostables en tierra, y cumplir con las especificaciones ASTM D7081 para ambientes marinos. ASTM es un grupo de estándares de productos a nivel mundial.
Plásticos de poliéster de base biológica que se biodegradan
Los plásticos que se derivan de plantas se denominan plásticos de base biológica. No todos son biodegradables; por ejemplo, existen botellas de PET de base biológica diseñadas 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 polilactida (PLA) y polihidroxialcanoato (PHA).
Polihidroxialcanoato (PHA)
PHA se produce naturalmente por bacterias y plantas de organismos genéticamente modificados (OGM), pero hay planes para intentar 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 producir ya que solo se pueden producir cantidades limitadas a partir de bacterias.
- Usos:Los PHA se utilizan como envoltorios para alimentos, vasos, platos, recubrimientos para papel y cartón, y "muchos usos médicos, incluidas suturas, gasas y recubrimientos para medicamentos". según un informe del Centro para la Colaboración entre la Industria y la Educación (informe CIEC). Puede reemplazar a 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 almidón/celulosa mezclados con PHA: Algunos artículos de plástico están hechos completamente de PHA, como en el caso de las botellas de agua, señala 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 adicional de mejorar la tasa de descomposición según el Dartmouth Under Graduate Journal of Science (DUJS).
- Biodegradación: Puede ser completamente compostable en ambientes ricos en microbios y hongos, especialmente 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 velocidad 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 polilactida (PLA)
La DUJS explica que el PLA es un termoplástico elaborado mediante 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, sólo hay que polimerizarlos o unirlos. Por tanto, el PLA es menos costoso que el PHA. Sin embargo, el PLA es frágil y su aplicación es más restringida que la del PHA. Los fabricantes solucionan este problema incluyendo aditivos o polímeros.
- Usos: Se fabrica en bolsas de supermercado, envases de alimentos, botellas, vasos y platos. Dado que se descompone bien en presencia de ácidos, se utiliza 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.
- PLA y mezclas de polímeros: El PHA también se puede mezclar con polímeros de fuentes renovables para mejorar sus cualidades según DUJS.
- Biodegradación: El PLA no se puede convertir en abono 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 entre tres y seis meses en degradarse en 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 se produce en vertederos sin oxígeno, se produce gas metano que es 20 veces más perjudicial para el medio ambiente que el dióxido de carbono, según señala una liberación 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 tira a la basura.
Plásticos biodegradables a base de biomasa
Los plásticos a base de biomasa están hechos de almidón y celulosa obtenidos de residuos de cultivos y 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. Actualmente se utiliza celulosa a partir de algodón, madera y residuos 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. Se están llevando a cabo nuevas investigaciones para encontrar nuevas películas plásticas a partir de residuos de cultivos y materiales de madera que sean resistentes al agua y biodegradables según Phys.org.
Biodegradabilidad: Las investigaciones muestran 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 masillas de otros materiales. Las principales fuentes de almidón son el maíz, el trigo, la papa y la mandioca. Este plástico se utiliza en envases, bolsas y películas de abono agrícola, vajillas, macetas y se moldea para fabricar envases y bienes de consumo. Según el Food Packaging Forum, se considera una alternativa al poliestireno (PS). Se agrega almidón a los plásticos convencionales y de base biológica para hacerlos más biodegradables, señala un informe médico 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
Según la Guía de bioplásticos, existen algunos plásticos nuevos 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).
- PBATes un polímero que se produce a partir de derivados de combustibles fósiles y que a veces se utiliza en combinación con almidón. Se están realizando esfuerzos para producir este polímero a partir de fuentes renovables. La guía de bioplásticos lo ve como un sustituto del LDPE y HDPE. Se utiliza para fabricar bolsas de basura, películas para envolver, envases desechables y vajillas (tazas, platos, etc.). No sólo 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 levaduras. Más del 90% de las películas y el 40% de la espuma fabricada con este material se pueden degradar 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 o fibras de base biológica como el yute para mejorar su calidad. El PBS se utiliza para fabricar envases de alimentos, artículos de servicio, láminas de abono 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 reemplazar el LDPE y el HDPE. Sus otras aplicaciones importantes son como recubrimientos 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 compostaje industrial, en un año en compostaje de jardín y en uno o dos años en suelo/vertederos según InnProBio (pág. 4).
Reciclaje y Compostaje
Se deben 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).
- EPA explica que no se deben añadir 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 de base biológica como para los de combustibles fósiles.
- Aunque los plásticos están marcados como biodegradables y compostables, muchos de ellos sólo pueden degradarse en las condiciones disponibles en las instalaciones comerciales de compostaje; comuníquese con las agencias de reciclaje locales para obtener información sobre la planta de compost más cercana. En 2017, solo había 200 instalaciones de este tipo en los EE. UU., 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 abono.
- La recuperación de material procedente de plásticos biodegradables no es posible mediante el reciclaje, por f alta de instalaciones.
Es necesaria una segregación, recolección y degradación eficientes para aprovechar los plásticos biodegradables y de base biológica. En su ausencia, la mayoría de los plásticos biodegradables acaban en los vertederos.
El futuro de los plásticos biodegradables
La naturaleza biodegradable de los plásticos no puede resolver el problema de la contaminación plástica si no se eliminan adecuadamente. También sigue siendo necesario que el comportamiento del consumidor se mantenga centrado en reducir el consumo o reciclar el plástico para beneficiarse del cambio de los plásticos convencionales de combustibles fósiles a los plásticos biodegradables.
