Diseñan plástico a partir de biomasa de desecho Copiar al portapapeles

Los plásticos se han convertido en unas cuántas décadas en uno de los materiales básicos para las actividades humanas. Entre las ventajas que ofrece están bajo costo, estabilidad ante el calor, fuerza mecánica, procesabilidad y compatibilidad. Por otro lado, el plástico también es un desecho de larga duración y su presencia es cada vez más peligrosa para el medio ambiente.

Encontrarle un reemplazo es uno de los mayores retos en cuestión de materiales actualmente. Un equipo de investigadores suizos y austriacos proponen un material similar al PET fabricado con biomasa.

En busca de un reemplazo al plástico

A finales del siglo XIX se creó el primer plástico. De 1869, cuando John Wesley Hyatt propuso al celuloide como sustituto del marfil, a la fecha el mundo ha cambiado mucho. A partir de la década de los 50 los productos de plástico se han distribuido masivamente. Una de las consecuencias de su durabilidad es que permanecerán en el medio ambiente mucho después de convertirse en basura. Dependiendo del tipo de plástico, su degradación puede tomar entre 100 y 1,000 años.

Ante esta situación, existen esfuerzos en todo el mundo para buscar alternativas al plástico. Un ejemplo de esto es el equipo que dirigió Jeremy S. Luterbacher del Laboratorio de Procesos Sustentables y Catalíticos (LPDC) de la Escuela Politécnica Federal de Lausana. En un artículo recientemente publicado por la revista científica Nature propone un “poliéster sustentable” que se fabrica a partir de azúcares lignocelulósicos.

Este material se presenta como una alternativa competitiva al tereftalato de polietileno, mejor conocido como PET. Para su elaboración se buscó usar biomasa no comestible. Entre los retos que menciona el equipo para obtener un material funcional están la complejidad y eficiencia en la producción. 

Finalmente, se consiguió un material con características similares al PET y más amigable con el medio ambiente. Para su descomposición se probó un método que ya se usa con el PET, la metanólisis, que consiste en agregar metanol y someter el material a altas temperaturas y presión. Con este proceso se requieren temperaturas de entre 180 y 280 grados Celsius. Por su parte, el material propuesto por Luterbacher y sus colaboradores consiguió degradarse a 64 grados en la misma escala. Su despolimerización fue posible en agua a temperatura ambiente.

“Esencialmente solo cocinamos madera u otro material vegetal no comestible, como desechos agrícolas, en productos químicos baratos para producir el precursor plástico en un solo paso”, narra el profesor Luterbacher. “Al mantener la estructura del azúcar intacta dentro de la estructura molecular del plástico, la química es mucho más simple que las alternativas actuales”, agrega.

El desarrollo del material parte de un descubrimiento previo del mismo equipo de investigación. En 2016 Luterbacher y sus colaboradores publicaron un artículo en el que explicaban que la adición de un aldehído lograba estabilizar algunas fracciones de material vegetal, esto evitaba su destrucción durante la extracción. Partiendo de esto, el grupo de científicos elaboró un precursor de plástico con base biológica. 

“Usando un aldehído diferente —ácido glioxílico en lugar de formaldehído— podríamos simplemente sujetar grupos pegajosos a ambos lados de las moléculas de azúcar, lo que les permite actuar como bloques de construcción de plástico”, explica Lorenz P. Manker del LPDC, quien aparece como primer autor del artículo. “Mediante el uso de esta sencilla técnica, somos capaces de convertir hasta el 25% del peso de los residuos agrícolas, o el 95% del azúcar purificado, en plástico”, menciona el especialista.

Los usos actuales del plástico son muchos. Todo tipo de objetos están fabricados con él. La propuesta de este equipo de investigadores es sustituir a los plásticos que tardarán cientos de años en degradarse. Entre las aplicaciones que ya se han probado para este nuevo material están películas para embalaje, fibras que podrían usarse para elaborar textiles y filamentos para impresión 3D.

“Y lo que hace que el plástico sea único es la presencia de la estructura de azúcar intacta. Esto hace que sea increíblemente fácil de hacer porque no tienes que modificar lo que la naturaleza te da, y fácil de degradar porque puede volver a una molécula que ya es abundante en la naturaleza”, afirma Luterbacher.