Convirtiendo la corteza de los árboles en alas de aviones

Estos denominados biopolímeros podrían desempeñar un papel vital en la eliminación de los plásticos derivados del petróleo, lo que ayudará a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y garantizará que los plásticos provengan de un recurso renovable.

Y en algunos casos podrían ayudar a reducir la contaminación plástica. Una de las principales fuentes de contaminación plástica son los envases, que representaron casi el 40% del plástico utilizado en la UE en 2019, según Plastics Europe, una asociación comercial.

Los investigadores han desarrollado formas de fabricar bolsas de residuos de alimentos biodegradables y envases de alimentos a partir de los residuos de alimentos y jardines municipales.

“Está transformando residuos orgánicos para hacer una bolsa de residuos, que es biodegradable. Así que estás cerrando el ciclo, no usas otros materiales para hacer la bolsa (de plástico) ”, dijo Thomas Dietrich, ingeniero en biotecnología en TECNALIA de España, un centro de investigación y desarrollo tecnológico.

Dietrich es director de proyecto de un proyecto llamado VOLATILE, que ha desarrollado una tecnología que puede integrarse en las plantas municipales de digestión anaeróbica y compostaje existentes. Utiliza microorganismos para descomponer los desechos orgánicos en ácidos grasos volátiles, que son los componentes básicos de los plásticos PHB y PHBV que se utilizan para fabricar bolsas de plástico y envases de alimentos.

El subproducto principal es un residuo que se puede utilizar para hacer compost. El hidrógeno gaseoso es otro subproducto y se puede utilizar para producir electricidad.

Biodegradable

El uso de residuos biológicos para producir plásticos biodegradables podría ayudar a resolver un desafío importante causado por la mayoría de los plásticos biodegradables que se utilizan actualmente.

"Normalmente, las grandes industrias que venden plásticos biodegradables en el mercado utilizan materiales agrícolas de calidad alimentaria", dijo Dietrich.

Debido a los volúmenes necesarios, no será posible utilizar productos agrícolas para reemplazar los envases a base de petróleo sin competir con los cultivos alimentarios o los biocombustibles para las tierras agrícolas, dijo Dietrich.

"Así que tenemos que tratar de mantener el carbono orgánico en la economía sin recurrir a la agricultura", dijo.

Las bolsas de plástico y los envases fabricados con la tecnología de VOLATILE terminarían en los residuos biológicos domésticos y, en teoría, podrían utilizarse una vez más para producir ácidos grasos volátiles, aunque esto aún no ha sido probado por el equipo de VOLATILE.

Uno de los principales desafíos para este tipo de sistema es la falta de plantas de compostaje en la mayoría de las regiones del mundo, incluida Europa.

En toda la UE, hasta el 50% de los residuos sólidos urbanos son orgánicos, y solo alrededor del 40% de los residuos biológicos se recicla en compost y digestato de alta calidad, dice la European Compost Network. La mayoría va a vertederos o para incineración.

Sin embargo, es probable que esto mejore. La Agencia Europea de Medio Ambiente dice que reciclar más biorresiduos municipales es "crucial" para cumplir los objetivos de la UE de reciclar y reutilizar al menos el 60% de todos los residuos en peso para 2030.

Composición

Si los plásticos son biodegradables o no se debe a su composición química, no a sus orígenes. Por lo tanto, los plásticos a base de petróleo pueden ser biodegradables y los de origen vegetal pueden no ser biodegradables.

Sin embargo, un cambio a los biopolímeros ayudaría a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero producidas para fabricar los plásticos, incluso si el producto final no es biodegradable.

"Necesitamos lograr este (cambio) en 10, o como máximo 15, años porque los riesgos climáticos son muy altos", dijo Vincent Placet, ingeniero de investigación del Instituto FEMTO-ST en Francia.

"La cantidad de CO2 emitida para producir madera y plantas es muy baja", dijo Placet, y agregó que también absorben CO2 atmosférico durante el crecimiento. Coordina un proyecto llamado SSUCHY, que está desarrollando compuestos de base biológica que soportan cargas para su uso en las industrias automotriz y aeroespacial.

Los biopolímeros derivados de árboles y cultivos ya se utilizan para fabricar interiores de automóviles.

Se están desarrollando otros biopolímeros para soportar cargas. Estos incluyen plásticos termoendurecibles que están diseñados para durar hasta 30 años en condiciones difíciles, por ejemplo, en alas y carrocerías de aviones.

Algunos de los plásticos termoendurecibles más utilizados son los epoxis, que se utilizan en materiales compuestos. Los materiales compuestos comprenden hasta el 50% de los últimos aviones en peso.

“Hemos producido un epoxi totalmente biológico. Ahora el problema principal es ampliarlo ", dijo Placet.

Para escalar, se debe crear una cadena de suministro completa, comenzando por encontrar proveedores de los materiales vegetales, dice.

Una opción es utilizar desechos de la silvicultura: corteza, ramas y raíces de árboles. "Está disponible en cantidades muy grandes y no se utiliza en ninguna otra aplicación. En el norte de Europa, la materia prima es muy grande y sabemos que puede responder a las necesidades de este tipo de polímero epoxi ”, dijo Placet.

Otro desafío es cómo hacer que el procesamiento sea más ecológico y más competitivo en costos que sus equivalentes petroquímicos. Los epoxis petroquímicos son más baratos de producir y utilizan menos energía y disolventes. Sin embargo, algunas de esas eficiencias se deben a que se realizan a escala industrial en lugar de en un laboratorio, dice Placet.

"Es factible desde un punto de vista técnico", pero se necesita más inversión para escalar y construir las cadenas de valor necesarias, agregó.

1%

A nivel mundial, los plásticos de origen biológico comprenden aproximadamente el 1% de los 368 millones de toneladas de plástico que se producen anualmente, dice European Bioplastics.

Obtener el 99% restante de las plantas "no es una opción", dice Sander Defruyt, director de New Plastics Economy, una iniciativa de la Fundación Ellen MacArthur, con sede en el Reino Unido, para rediseñar el futuro de los plásticos.

“¿De dónde vendrá todo ese biomaterial, de una manera que sea regenerativa y no agote nuestros ecosistemas? Las demandas sobre nuestros ecosistemas simplemente se dispararán, y ya estamos cruzando los límites planetarios hoy ", agregó.

Incluso los plásticos biodegradables tendrán un impacto limitado en la reducción de la contaminación plástica porque la mayoría de las regiones del mundo no tienen las instalaciones de compostaje industrial necesarias, dice Defruyt.

Abordar la contaminación plástica y resolver nuestra dependencia de los plásticos a base de petróleo requiere eliminar todos los plásticos innecesarios y reutilizar los plásticos necesarios para mantenerlos fuera del medio ambiente.

Después de eso, "el muy poco plástico virgen que todavía necesitamos ... deberá cambiarse de fuentes basadas en fósiles a plásticos de origen biológico, de origen regenerativo, para detener esa dependencia de los sistemas de recursos fósiles finitos", dijo Defruyt.