Bioplásticos: la innovación sostenible para enfrentar la crisis de contaminación plástica

“Como planeta estamos enfrentando grandes crisis, entre las más reconocidas se encuentran la del cambio climático y la de biodiversidad, pero una que se reconoce a nivel internacional es la crisis de la contaminación plástica, particularmente en el medio marino”, así lo indicó Ninel Escobar, Directora de Cambio Climático y Energía de WWF durante la presentación del Pacto de los Plásticos de México (PPMX) en el marco del Bioelements Media Summit, evento en el que se habló de las oportunidades que los bioplásticos representan para el presente y el futuro.

Al respecto, Pacto Mundial ha hecho eco sobre una estimación de las Naciones Unidas, en la que se calcula que, para alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), se necesitan entre 5 y 7 billones de dólares de inversión anual hasta 2030, lo que demanda la movilización de capital privado hacia soluciones sostenible, como los bioplásticos, como una alternativa real para reducir el impacto ambiental.

Ante esta crisis, se han hecho esfuerzos para sustituir a los plásticos de un solo uso. En este sentido, el término de “bioplásticos” ha cobrado auge; sin embargo, no se trata de una invención reciente, sino que ha tomado su tiempo para desarrollarse y ganar efectividad.

¿De dónde vienen los bioplásticos?

Para adentrarse en el tema de los bioplásticos, cabe mencionar cuáles fueron sus antecedentes, que, a pesar de no haber sido llamados de esta misma forma, perseguían un propósito común: el uso de materiales orgánicos:

• En 1868, John Wesley Hyatt Jr. sustituyó al marfil con un plástico que obtuvo a partir de celulosa de algodón.
• En 1912, Jacques E. Brandenberger dio origen al celofán a partir de la disolución de fibra de algodón, cáñamo o madera. Su objetivo era crear una tela que lograra repeler líquidos sin absorberlos.
• No obstante, en 1910, Sergéi Lébedev se convirtió en precursor de un polímero de caucho que se transformó en plástico sintéticos y eventualmente, desplazó a los bioplásticos.

Esta sustitución de bioplásticos por plásticos derivados del petróleo se le atribuyó a que eran menos costosos y podían producirse de forma masiva. En orden de aparición, el primero fue el PVC en 1936, seguido por el poliuretano un año más tarde y el PET que se patentó en 1942.

Aún así, con la crisis de petróleo de 1973 quedó en evidencia lo poco práctico que resultaba depender de un solo material para tantos usos; así que la compañía Chemical Industries (ICI) de origen británico creó el primer producto que se llegaría a comercializar como bioplástico en 1976.

En los siguientes años, se fueron presentando novedades de plásticos biodegradables, mismas que se mantenían atadas a un nicho cerrado debido a sus costos elevados.

Hoy en día, con la premura de emprender acciones que limiten las afecciones al medio ambiente y, al mismo tiempo, logren cumplir con todos los usos y aplicaciones que los plásticos derivados de petróleo, se han hecho esfuerzos para encontrar alternativas sustentables a este material en distintos lugares del mundo.

Uno de ellos, es Chile, donde en 2014 surgió Bioelements, compañía que en la actualidad opera en 7 países distintos desarrollando formulaciones sostenibles adaptadas a cada uno de sus mercados para reducir la huella de carbono y enfrentar las tasas elevadas de contaminación plástica que prevalecen desde hace años.

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Colaboración con representatividad en una misma plataforma

En el reto de disminuir la contaminación plástica, algo está claro: nadie podría solucionarlo actuando de forma aislada. Con el afán de “reunir a empresas, gobiernos, academia y sociedad civil para definir e implementar estrategias conjuntas que aceleren la transición a una economía circular de los plásticos”, se han creado plataformas colaborativas de acción como el PPMX, cuyo objetivo es “unir esfuerzos y fomentar iniciativas concretas con el propósito de transformar el sistema de plásticos actual en uno circular y sostenible”.

Como referencia, en 2022 la Asamblea General de Naciones Unidas hizo un llamado a sus países miembros respecto a la importancia de generar un tratado legalmente vinculante desde el que se pudiera atender el problema de la contaminación plástica. Desde entonces, se han llevado a cabo cuatro sesiones de negociación y se espera una quinta próximamente.

A partir de este siguiente encuentro, se aspira a asentar reglas globales que adopten todos los países para prohibir, reducir, manejar y circular de manera más segura a los plásticos, especialmente a aquellos que representan alto riesgo.

De acuerdo con el Inventario Nacional de Fuentes de Contaminación Plástica, desarrollado por la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales, la ONU y la Universidad Autónoma Metropolitana, se sabe que “el consumo per cápita de plásticos en México se estimó en 66 kg/habitante/año, y la generación de residuos plásticos en 59 kg/habitante/año”.

“Esto quiere decir, que gran parte de los plásticos que usamos son de un solo uso y se convierten en basura muy pronto”, enfatizó Ninel Escobar.

“Tenemos una alta probabilidad de fugas al ambiente. Esto quiere decir que entre un 38 y 58% de los plásticos que se convierten en residuos terminan en el medio ambiente (calle, coladeras, playas, barrancas, ríos y/o áreas protegidas). El escenario que tenemos en México es que hay muchos actores encargándose de este problema, pero poca articulación entre ellos”, agregó.

Aunque distintos estados de la República Mexicana se han dedicado a tratar de solucionar el problema, solo disponen de sus propias capacidades y solo tienen margen de acción en su propia jurisdicción: “lo que tenemos son 29 estados de los 32 con regulaciones específicas. Algunas prohíben artículos específicos, otras ponen multas en caso de usarlos y eso genera una dispersión normativa que representa costos a la sociedad, a la autoridad y a las empresas”, señala Escobar.

“La colaboración entre actores impulsa soluciones sistémicas que identificó la Fundación Ellen MacArthur como cuatro cambios sistémicos que debemos impulsar”:

1. Reducir y eliminar plásticos problemáticos que generan daños a la salud, con alto índice de toxicidad y alto potencial de fugas en ambiente, así como aquellos que afectan la reciclabilidad de otros elementos.
2. Incrementar la recolección, reúso y reciclaje de plásticos.
3. Incrementar la demanda de materiales reciclados, puesto que “las empresas invierten en diseñar para la reciclablidad y la compostabilidad y estos empaques no se terminan reciclando ni compostando en ningún lado.
4. Lograr sensibilizar a la ciudadanía para generar un cambio positivo y consciente en su comportamiento.

“El PPMX es una iniciativa que lanzamos a principios de año en México y forma parte de un movimiento global que ya funciona en 14 países del mundo”, concluyó Ninel.

Ninel Escobar, como representante del Pacto de los Plásticos de México (PPMX). Foto: The Food Tech.

Innovación y ciencia aplicada: la esperanza de los bioplásticos

Con los avances que ha experimentado la industria de bioplásticos, se le han llegado a dar enfoques innovadores al uso de materiales poco convencionales, como insectos, para desarrollar plásticos biodegradables:

1. Quitina. Este material es un polisacárido estructural que se forma a partir de cadenas de glucosa modificada; básicamente se encuentra en el exoesqueleto de los insectos y cumple con la función de proteger los cuerpos frágiles de insectos, crustáceos y hongos. Pasa por un proceso de desacetilación para convertirse en quitosano, un derivado maleable y fácil de usar en bioplásticos que cuenta con el beneficio de poseer propiedades antibacterianas y de combinarse con otros biopolímeros con los que se puedan crear plásticos resistentes y sostenibles con uso en alimentos otras aplicaciones.
2. Proteínas. Algunos insectos poseen proteínas con propiedades únicas para formar polímeros. Las larvas de ciertos escarabajos o gusanos de la harina son un ejemplo de las fuentes de proteína que se pueden extraer y mezclar con otros biopolímeros para dar lugar a plásticos biodegradables. Una de sus mayores ventajas consiste en que representan una alternativa notable a las proteínas vegetales en cuanto a la reducción del impacto agrícola; de igual modo, tienen múltiples usos en la industria alimentaria y el envasado.
3. Seda. Otro material que ha inspirado investigaciones con fines innovadores es la proteína de seda de araña, sobre todo ahora que la tecnología permite que se produzca en laboratorio usando bacterias, hongos o levaduras modificadas genéticamente. Uno de sus mayores atributos es que es extremadamente resistente y elástica.

Así como la quitina ofrece un campo alentador para la investigación por sí misma, al combinarse con otros ingredientes naturales, expande aún más el atractivo que representa para la ciencia del empaque. Algas, hongos y residuos agrícolas como hojas de piña o bagazo de caña son algunos de los ejemplos de materiales que se llegan a mezclar con quitina o quitosano de insectos para crear materiales híbridos. De esta forma, aumenta la biodegradabilidad del bioplástico resultante y se reduce el desperdicio de materiales. Una vez más, se trata de materiales con aplicaciones en envases de alimentos e incluso, utensilios desechables.

Según indican las investigaciones que la Doctora María Neftalí Rojas Valencia, Técnico Académico Definitivo Titular C, así como SNI Investigador I en la facultad de Ingeniería Ambiental, desde hace algunos años se ha identificado que algunas larvas de insectos comían plásticos convencionales de polietileno. Esto abrió una nueva línea de investigación en la que se empezó a experimentar para encontrar una solución a la gestión de plásticos, encontrando eficiencia destacada en el Tenebrio molitor.

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Los bioplásticos como solución a una problemática seria

“Los plásticos son generados por el plástico convencional, incluso también por los mal llamados OXO biodegradables, que son plásticos convencionales adicionados con minerales, que hacen que ese plástico convencional se fragmente y mantenga su estructura tal cual, en pequeños trozos que no son visibles a los humanos, pero están ahí, en el medio ambiente”, expuso Ybellise Azócar Márquez, Head of Science de Bioelements.

“Nuestro material es un alimento de microorganismos metabolizado por el microorganismo y es transformado si está en una condición aeróbica. ¿Qué va a pasar? Va a perder masa y se va a transformar en dióxido de carbono, agua y biomasa en condiciones de relleno sanitario. Su oxígeno va a promover en su descomposición la producción de CO2, biomasa y metano. No se genera ningún microplástico, sino que se transforma en otra materialidad. Por eso tenemos como subproductos el compostaje, un humus en vez de residuos o excrementos de los microorganismos que, al no ser tóxicos, se incorporan nuevamente al medio ambiente y aportan nutrientes”.

“Ante la problemática de residuos plásticos, nos hemos enfocado en crear materialidades en base de compuestos bio poliméricos, también llamados bioplásticos, que sean capaces de bio degradarse en distintas condiciones en un plazo de entre 3 a 20 meses. Hacemos un compuesto, lo transformamos en materia prima, y luego, habiendo analizado sus propiedades, los utilizamos en la conversión de este bioplástico mediante un proceso de extrusión para obtener empaques”, puntualizó.

“Sabemos que los plásticos han sido herramientas fundamentales en el desarrollo de las industrias,de ahí nuestra premisa de generar una solución alternativa que logre impactar positivamente en el ambiente y que mitigue el problema de la acumulación de los residuos plásticos que tenemos a nivel global. Porque nuestro producto, aun cuando esté en una disposición final en el medio ambiente, aporta nutrientes y beneficios que propician la germinación y el crecimiento de productos vegetales”, agregó.

Siguiendo las especificaciones de la NMX-E-273-NYCE-2019 relativa a la Industria del plástico-Plásticos compostables-Especificaciones y métodos de prueba en México, la Doctora Neftalí y su equipo de investigación han realizado pruebas con hongos filamentosos para ver cómo se degradan las bolsas de Bioelements, obteniendo resultados en periodos de 6 a 9 meses que han registrado en pruebas con moho Penicillium

Del mismo modo, se han realizado pruebas de biodegradación en ambiente marino, observando que desde los 8 meses ya no encuentran restos de materiales en campo. Al respecto, Ybellise Azócar explicó que los productos que están desarrollando absorben agua, por lo que se hacen más pesados y se desplazan hasta el fondo marino donde se encuentran los microorganismos que se alimentan con ellos para continuar con sus procesos biológicos de degradación.

Adicional a esto, la doctora Neftalí hizo hincapié en otro tema relacionado a la inocuidad de los bioplásticos con los que realiza investigaciones: “Con las larvas, desde los 15 días podemos comprobar si la bolsa tiene algún compuesto tóxico o es compostable. Los análisis de toxicidad que hemos hecho son más que nada enfocados a metales, pero hemos visto que más que metales pesados como mercurio plomo, en realidad se les pegan en el camino; cuando hacemos un análisis detallado de esos microplásticos, muchos de los compuestos tóxicos no son de la bolsa, sino de lo que se le pega en el camino”.

“Por otro lado, hemos visto que tienen Zinc, Magnesio y otros micronutrientes que, si se transforman y se van degradando, se van haciendo pequeñitos y ayudan a las plantas a germinar. Si lo consumiera un pececito, también se podría degradar. Estos biopolímeros tienen la capacidad de biodegradarse y de ser fuente de alimento”, complementó.

La ciencia al servicio de la mejora continua y con aplicaciones en bioplásticos. Fotos. The Food Tech

La revolución de los bioplásticos ya se encuentra en México

Desde luego, en el marco del Bioelements Media Summit, no podía faltar que Ignacio Parada, Founder & CEO de Bioelements, compartiera el orgullo que le genera colaborar con 17 universidades en Latinoamérica y dos en Estados Unidos:

“Nuestra labor tiene como objetivo principal no solo cumplir la normativa, sino ir más allá; tenemos que solucionar el problema y está en cómo se gestiona las cosas… es parte de un cambio, pero tiene que haber ciencia, nuevos materiales”, apuntó.

“Hoy día, más del 99% de todos los materiales de packaging son los mismos materiales que venimos usando hace 50 años ¿Qué quiere decir eso? Que en verdad no hay mucha innovación en ese tema; si seguimos usando los mismos materiales y seguimos tratándolos de la misma de la misma manera, el resultado va a ser el mismo”.

“Tenemos un trabajo de cumplimiento normativo interesante, estamos autorizados expresamente en más de 27 estados y municipios en México. Dentro de los 100 puntos que estableció la presidenta Claudia Sheinbaum, se apoya la innovación y sustentabilidad en temas de medio ambiente”:

• (33) Haremos de México una potencia científica y de la innovación, para ello apoyaremos las ciencias básicas, naturales y las humanidades.
• (89) Bienvenida la deslocalización de las empresas y la innovación privada con buenos salarios y la protección al medio ambiente. Se creará el Consejo nacional para el Desarrollo Regional para crear nuevos polos tecnológicos y 100 nuevos parques industriales.
• (96) Seguiremos reforestando y rescatando bosques, selvas, garantizando el cuidado del medio ambiente, nuestra biodiversidad y recursos naturales.

Con lo anterior, sumado a la posición geográfica de México, el país se proyecta como una nación repleta de oportunidades para aprovechar la ciencia y la tecnología sumadas a la disposición gubernamental y la colaboración de la academia y organizaciones para conducir hacia un mejor horizonte en gestión de plásticos y adaptación de bioplásticos.

A decir de la European Bioplastics (EUBP), poco más de una cuarta parte de la capacidad de producción se mantiene en Europa. Con el tiempo, la capacidad de producción en dicha región irá a la baja y se trasladará a otras partes del mundo en los próximos cinco años. Además, se prevé que la capacidad de producción mundial de bioplásticos aumente significativamente, pasando de 2.18 millones de toneladas en 2023 a 7.43 mdt en 2028.

• Para demostrar la coyuntura, Macarena Chaves, Country Manager de Bioelements México señaló que la Organización Mundial de Propiedad Industrial en México (OMPI) sitúa al país en la posición 58 en el ranking mundial de innovaciones.
• Asimismo, hizo hincapié en que el Banco Mundial considera a México dentro de los 15 países más relevantes en cuanto a economía.

“Por ende, vemos en México la posibilidad de posicionarse como un líder regional en todo el tema de innovación, específicamente hablando de la producción de bioplásticos. Buscamos acelerar y liderar esta transformación en toda la industria del packaging para lograr un modelo más sustentable con el medio ambiente y reducir el uso de plásticos convencionales a través de soluciones reales para problemas reales”, aseguró.

El trabajo colaborativo es la única vía que hará posible la implementación de sistemas circulares en beneficio de todos. Fotos: The Food Tech

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