Por qué los científicos quieren convertir la corteza de los árboles y el abono en alas de avión y bolsas de plástico – Blog de la revista Horizon

Estos denominados biopolímeros podrían desempeñar un papel vital en el destete 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 residuos municipales y de jardín.

‘Está procesando residuos orgánicos para crear una bolsa de residuos, que es biodegradable. Así que estás cerrando el círculo: no usas otros materiales para hacer la bolsa (de plástico) «, dijo Thomas Dietrich, ingeniero de 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 principal subproducto es un residuo que se puede utilizar para hacer abono. El hidrógeno gaseoso es otro subproducto y se puede utilizar para producir electricidad.

Biodegradable

El uso de desechos orgánicos para producir plásticos biodegradables podría ayudar a resolver un desafío importante causado por la mayoría de los plásticos biodegradables actualmente en uso.

«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 tecnología VOLATILE acabarían en los residuos orgánicos domésticos y, en teoría, podrían volver a utilizarse para producir ácidos grasos volátiles, aunque esto todavía no ha sido probado por el equipo de VOLATILE.

Uno de los principales desafíos para este tipo de sistema es la falta de instalaciones 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 orgánicos se reciclan 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 la situación mejore. La Agencia Europea de Medio Ambiente dice que reciclar más biorresiduos municipales es « clave » para lograr los objetivos de la UE de reciclar y reutilizar al menos el 60% de todos los residuos en peso para 2030.

Composición

El que los plásticos sean o no biodegradables se debe a su composición química, no a sus orígenes. Por lo tanto, los plásticos a base de petróleo pueden ser biodegradables y los plásticos a base de plantas pueden ser no biodegradables.

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

«Tenemos que lograr este (cambio) en 10, o como máximo 15, años porque hay mucho en juego para el clima», 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 a medida que crecen. 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 diseñados para durar hasta 30 años en condiciones difíciles, como en alas y cuerpos de aviones.

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

“Hemos producido una resina epoxi completamente orgánica. Ahora, el principal problema es reducirlo «, dijo Placet.

Para expandirse, debe crear una cadena de suministro completa, comenzando con el abastecimiento de proveedores de material vegetal, dice.

Una opción es utilizar residuos forestales: 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 satisfacer 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 fabricar y utilizan menos energía y disolventes. Sin embargo, algunas de estas eficiencias se deben al hecho de que se realizan a escala industrial en lugar de en el laboratorio, dice Placet.

«Es técnicamente factible», pero se necesitan más inversiones para aumentar y construir las cadenas de valor necesarias, agregó.

‘Está procesando residuos orgánicos para crear una bolsa de residuos, que es biodegradable. Entonces estás cerrando el ciclo. ‘

Thomas Dietrich, TECNALIA

1%

A nivel mundial, los bioplásticos constituyen aproximadamente el 1% de los 368 millones de toneladas de plástico que se producen cada año, 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 remodelar el futuro de los plásticos.

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

Los plásticos biodegradables también 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 adicción a los plásticos a base de petróleo requiere eliminar todos los plásticos innecesarios y reutilizar los necesarios para mantenerlos fuera del medio ambiente.

Después de eso, «el poco plástico virgen que todavía necesitamos … tendrá que pasar de los combustibles fósiles a los plásticos biológicos regenerativos para detener la dependencia de los sistemas de los recursos fósiles finitos», dijo Defruyt.

La investigación en este artículo fue financiada por la UE.

Publicado originalmente en la revista Horizon