by Ing. Teresa Martínez Galindo + powered by AI
La historia de los plásticos inició en 1907, cuando Leo Baekeland inventó la baquelita, primera sustancia plástica sintética que se convertía en un material termoestable; su alto consumo y producción empezó en los 80’s con la intención de sustituir el aluminio y el metal, dadas sus características, como flexibilidad, ligereza, durabilidad y el bajo costo de producción. Estas particularidades hacían del plástico un material predilecto en muchas industrias.
El uso de los plásticos también ha traído consigo muchos datos duros, por ejemplo, en la última década se produjo más plástico que todo el siglo pasado.
Se estima que alrededor del 50% de los contaminantes plásticos son desechables (de un solo uso), el 80% del plástico proviene de las actividades terrestres, mientras que el 20% restante de los contaminantes plásticos, proviene de las actividades marítimas.
Resulta evidente que la salud de los seres humanos se ve afectada por medio de la contaminación de la cadena alimenticia, en este sentido, la degradación de los diferentes plásticos puede tener una mayor afectación hacia la salud y medio ambiente.
Un enfoque para abordar la problemática podría ser el desarrollo e implementación de un bioplástico generado a partir de fuentes naturales como las algas o las cianobacterias. Por ejemplo, la espirulina, una microalga cyanobacteria considerada un suplemento alimenticio con altos niveles de nutrientes. Algunas de las ventajas de la espirulina son sus propiedades antioxidantes, detoxificantes, sus altos niveles de macronutrientes como lípidos y polisacáridos. Estos altos niveles de lípidos y polisacáridos pueden ser considerados como materias primas para la fabricación de bioplásticos.
Los PHA (poliésteres de hidroxialcanoatos), son interesantes bloques de construcción para la fabricación de biopolímeros y sustitutos de plásticos de origen petroquímico, como el polipropileno (PP) ampliamente usado en la fabricación de bolsas y contenedores de plástico. Además de ser biodegradables, los PHA son considerados inertes, inocuos e indefinidamente estables en condiciones estándares, exhibiendo propiedades termoplásticas y elastoméricas, muy alta pureza dentro de la celda, alta resistencia a la degradación de la luz ultravioleta y bajo contenido de solventes.
Planteamiento del problema
A lo largo de la historia, el crecimiento poblacional ha impulsado una mayor demanda de productos y materiales, entre ellos los plásticos. Durante el siglo XIX, la población mundial se duplicó como resultado de la Revolución Industrial, y en el siglo XX se triplicó, alcanzando los 6,000 millones de personas en el año 2000. Este crecimiento acelerado incrementó significativamente el consumo de envases, utensilios y empaques derivados de petroquímicos, generando una acumulación masiva de residuos.
Uno de los principales problemas de los plásticos convencionales es su lenta degradación, que puede tardar desde cientos hasta miles de años, dependiendo de su composición. Esta acumulación ha dado lugar a una crisis ambiental, ya que muchos de estos desechos terminan en océanos, suelos y ecosistemas, afectando tanto a la biodiversidad como a la salud humana.
La contaminación plástica no solo representa un problema estético o ecológico, sino también un riesgo para la salud. Se ha demostrado que ciertos compuestos presentes en los plásticos pueden alterar el equilibrio hormonal, afectar el sistema reproductivo e incluso debilitar el sistema inmunológico (PROFECO, 2021). A esto se suma el hecho de que la producción mundial de plásticos ha pasado de aproximadamente 2 millones de toneladas en 1950 a más de 380 millones de toneladas en la actualidad, y se estima que esta cifra seguirá aumentando en los próximos años si no se adoptan soluciones más sostenibles.
Ante este panorama, surge la necesidad de desarrollar alternativas ecológicas como los bioplásticos a base de algas, que podrían ofrecer una solución biodegradable y sostenible sin comprometer las necesidades de la sociedad moderna.
Métodos para la obtención de bioplásticos
El desarrollo de bioplásticos a partir de fuentes naturales ha cobrado relevancia en los últimos años como una alternativa sostenible frente a los plásticos convencionales. Existen varios métodos para su obtención, dependiendo de la materia prima y el tipo de biopolímero que se busca producir. Entre los más utilizados se encuentran:
1. Fermentación microbiana:
Algunas bacterias y microalgas pueden producir biopolímeros como los polihidroxialcanoatos (PHA) a partir de fuentes renovables como azúcares y aceites vegetales. Este proceso consiste en alimentar a los microorganismos con materia orgánica para que, en condiciones controladas, sinteticen bioplásticos biodegradables con propiedades similares a las de los plásticos convencionales.
2. Extracción de polisacáridos:
Algunas algas y cianobacterias contienen polisacáridos como el agar, alginatos y carragenanos, que pueden extraerse y procesarse para la fabricación de bioplásticos. Estos compuestos, además de ser biodegradables, presentan características útiles como flexibilidad y resistencia al agua, lo que los hace ideales para aplicaciones en empaques y recubrimientos.
3. Modificación química de biopolímeros naturales:
Biopolímeros como el almidón, la celulosa y la quitina pueden modificarse químicamente para mejorar sus propiedades mecánicas y térmicas, permitiendo su uso en aplicaciones más exigentes. Por ejemplo, el almidón termoplástico (TPS) se obtiene al someter el almidón a calor y presión con plastificantes, generando un material maleable y compostable.
4. Síntesis a partir de residuos orgánicos:
Residuos agroindustriales y marinos, como cáscaras de frutas, bagazo de caña y algas en descomposición, pueden servir como materia prima para la obtención de bioplásticos. Este enfoque no solo reduce el impacto ambiental de los desechos, sino que también contribuye a la economía circular al reutilizar recursos que de otro modo se desperdiciarían.
Caso de estudio: Biopolímeros a partir de sargazo
En los últimos años, el sargazo se ha convertido en un grave problema ambiental en las costas del Caribe mexicano, afectando la biodiversidad marina, el turismo y las economías locales. Sin embargo, investigadores y emprendedores han encontrado en esta macroalga una oportunidad para desarrollar bioplásticos biodegradables.
El proceso de obtención de bioplásticos a partir de sargazo involucra la extracción de sus polisacáridos, los cuales pueden mezclarse con otros compuestos naturales para generar materiales con propiedades similares a las de los plásticos convencionales. Algunas iniciativas en México han logrado producir empaques, bolsas y utensilios desechables a base de sargazo, ofreciendo una alternativa ecológica a los productos plásticos derivados del petróleo.
Este enfoque no solo contribuye a mitigar la contaminación plástica, sino que también permite aprovechar un residuo natural que de otro modo representaría un problema ambiental. Además, el uso del sargazo en la producción de biopolímeros impulsa el desarrollo de una bioeconomía sustentable, en la que el aprovechamiento de recursos naturales renovables se traduce en beneficios ambientales y socioeconómicos.
Conclusión
El uso excesivo de plásticos convencionales ha generado una crisis ambiental que afecta la biodiversidad, la calidad del agua, los suelos y la salud humana. La lenta degradación de estos materiales y su acumulación en el medio ambiente hacen evidente la necesidad de encontrar alternativas más sostenibles. En este contexto, los bioplásticos obtenidos a partir de fuentes naturales, como las algas y el sargazo, representan una solución viable y ecológica para reducir nuestra dependencia de los plásticos derivados del petróleo.
Si bien la investigación y el desarrollo de bioplásticos han avanzado significativamente, su adopción a gran escala aún enfrenta desafíos, como la optimización de costos y la mejora de sus propiedades mecánicas. Sin embargo, cada vez más industrias y gobiernos están apostando por estas soluciones, lo que nos acerca a un futuro en el que los plásticos convencionales puedan ser reemplazados por alternativas biodegradables y menos contaminantes.
Como consumidores, tenemos un papel clave en esta transición. Reflexionemos sobre nuestro consumo de plásticos en la vida cotidiana y cuestionemos si realmente necesitamos ciertos productos desechables. Optar por alternativas reutilizables, reducir el uso de plásticos innecesarios y apoyar el desarrollo de bioplásticos son acciones concretas que pueden marcar la diferencia. El cambio comienza con decisiones individuales que, sumadas, pueden transformar el impacto ambiental de nuestra sociedad.
La innovación en materiales sustentables está en nuestras manos. ¿Estamos listos para repensar el plástico y dar el siguiente paso hacia un mundo más ecológico?
