Nos rodean en computadores, botellas, embalajes, muebles, carros, aviones e, incluso, en la mayoría de la ropa que usamos. Su bajo precio y aparente reciclabilidad han hecho que los polímeros –o plásticos– sean omnipresentes. Pero estos presentan dos grandes problemas.
El primero, que solo los termoplásticos son reciclables y, aun así, menos del diez por ciento se recicla. Además, después de cada ciclo de reciclado, se degradan sus cadenas, lo que limita su reutilización. El resto acaba en vertederos, ríos y mares. El segundo problema es que este material es blando y se degrada con facilidad, formando microplásticos y nanopartículas que acaban en el agua, el aire y los suelos. También llegan a nuestro organismo y al de otros seres vivos. Incluso, son transportados por las abejas junto al polen.
Los materiales que fueron protagonistas del siglo XX ahora no son sostenibles; están generando un problema medioambiental importante y, además, pueden dañar nuestra salud. El lado positivo de esto es que tiene solución. Para ello, es necesario combinar dos cosas: una legislación que premie la utilización de materiales alternativos y una gran inversión en investigación y desarrollo que permita desarrollar plásticos más reciclables y, sobre todo, biodegradables. En esta última dirección hay muchas posibilidades, como buscar polímeros alternativos a los que utilizan derivados del petróleo (que hoy son la mayoría).
La ciencia es capaz de abordar los problemas de materiales no reciclables y contaminantes con soluciones viables, pero es necesaria la voluntad política para poner en marcha programas de investigación y desarrollo.
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Alternativas plásticas
Por ejemplo, en el RIKEN Center for Emergent Matter Science, en colaboración con la Universidad de Tokio, en Japón, han desarrollado un polímero (aún en fase de investigación) que se desintegra al entrar en contacto con la sal. Esto permite que, en el agua de mar, el material se disuelva en unas pocas horas. Además de ser no tóxico y resistente al fuego, no libera dióxido de carbono durante su degradación. Aún no ha sido comercializado, pero numerosas empresas, especialmente del sector del empaquetado, se han interesado en él.
Estos nuevos polímeros son tan resistentes como los habitualmente utilizados en el sector. La diferencia es que, al descomponerse de forma natural, sus componentes son biodegradados por bacterias que existen en su entorno y, por tanto, no se acumulan ni forman microplásticos. De igual manera, existen sales en los suelos, donde también se pueden descomponer.
Por otro lado, un grupo de investigación de la Universidad de Kobe, también en Japón, ha desarrollado el ácido piridindicarboxílico (PDCA), un polímero biológico que puede alcanzar las prestaciones de algunos plásticos como el PET, el más utilizado para embotellar agua y otras bebidas.
Más del 80 % de los residuos plásticos encontrados en el mar Caribe provienen de fuentes terrestres. Foto:Cortesía Nelson Rangel
Sin embargo, a diferencia del PET, el PDCA es totalmente biodegradable y proviene de la síntesis de bacterias y enzimas. Entre ellas, la bacteria Escherichia coli, alimentada con glucosa para acelerar su producción. Esta bacteria y su afición por la glucosa protagonizaron otro estudio reciente –publicado en Nature Chemistry– sobre cómo generar biocombustibles de manera natural.
Materiales competitivos
En China, están desarrollando plásticos a partir de la celulosa del bambú. Según un estudio publicado en Nature Communications, mediante el empleo de disolventes, se deshace la red de enlaces de hidrógeno de la celulosa del bambú. Luego, mediante una estimulación molecular ayudada por etanol, se reconstruyen los enlaces de hidrógeno y se consigue un bioplástico con una resistencia mecánica excepcional que, además, se puede fabricar mediante tecnologías convencionales de moldeo por inyección (un proceso industrial para fabricar piezas en masa).
Este material supera la mayoría de los plásticos y bioplásticos comerciales en propiedades mecánicas y termomecánicas. Además, es totalmente biodegradable, se desintegra luego de estar en el suelo en 50 días. En el estudio también se presenta un análisis técnico y económico que demuestra la competitividad del material en cuanto a costos, lo que permite salvar la brecha entre la sostenibilidad y la escalabilidad industrial.
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Al mismo tiempo, empiezan a aparecer soluciones para los microplásticos. En la universidad James Cook, de Australia, han hecho un estudio donde tratan los microplásicos con una técnica llamada síntesis por plasma en un horno de microondas a presión atmosférica –atmospheric pressure microwave plasma (APMP)–, para transformarlos en grafeno, un material de alto valor añadido.
Los investigadores de este trabajo aseguran que pueden convertir 30 mg de microplásticos en cinco mg de grafeno en un minuto. Esta tecnología es mucho más rápida, funciona a temperaturas mucho más bajas y presenta un consumo de energía menor que tecnologías más tradicionales, como la pirólisis o la carbonización catalítica. Así, la transformación eficaz de microplásticos de polietileno, procedentes de botellas desechadas, en grafeno, es una realidad.
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Como estos proyectos e iniciativas en diferentes partes del mundo evidencian, en el ámbito científico existe la madurez suficiente para abordar estos problemas con soluciones viables. Sin embargo, es necesaria la voluntad política para poner en marcha programas de investigación y desarrollo que orienten a los grupos de investigación, mediante financiación suficiente, para que se haga realidad el sueño de tener polímeros totalmente reciclables, biodegradables y no contaminantes.
JOSÉ MANUEL TORRALBA (*) – The Conversation (**)
(*) Catedrático de la Universidad Carlos III de Madrid, IMDEA MATERIALES.
(**) Es una organización sin ánimo de lucro que busca compartir ideas y conocimientos académicos con el público. Este artículo es reproducido aquí bajo licencia de Creative Commons.
