Ácido poliláctico y polihidroxialcanoatos Pellets

La contaminación mundial por plásticos y la necesidad de alternativas sostenibles

Los residuos plásticos llenan los vertederos y contaminan los océanos en todo el mundo. Los plásticos abandonados son un problema cada vez mayor en la mayoría de los países, donde dañan la vida salvaje y los hábitats naturales.

El reciclaje ayuda en parte, pero no soluciona del todo el problema. En la mayoría de los lugares, los plásticos que se reciclan siguen perdiendo su calidad después de unos pocos ciclos. El uso generalizado de combustibles fósiles en la producción de plásticos exige hoy alternativas ecológicas. Las alternativas biodegradables son una solución prometedora. Los plásticos que pueden descomponerse de forma natural podrían reducir la carga sobre nuestro ecosistema y conducir a ecosistemas más limpios.

Plásticos biodegradables: Ácido poliláctico y polihidroxialcanoatos

El ácido poliláctico y los polihidroxialcanoatos son dos de los plásticos biodegradables más populares. Ambos se fabrican mediante distintos procesos naturales. El ácido poliláctico se fabrica a partir de recursos renovables como el maíz y la caña de azúcar. Los polihidroxialcanoatos se fabrican a partir de la fermentación microbiana. Ambos materiales se degradan sin dejar residuos nocivos. Su estructura química permite que los organismos beneficiosos o el entorno natural los descompongan en formas más simples. La mayoría de los investigadores e ingenieros consideran que estos plásticos son un sustituto adecuado de los plásticos tradicionales.

Por qué el ácido poliláctico y los polihidroxialcanoatos se consideran respetuosos con el medio ambiente

Elácido poliláctico se degrada mediante compostaje industrial. Necesita calor y agua para degradarse en dióxido de carbono y agua. Los polihidroxialcanoatos son especiales porque la mayoría de sus formas se descomponen de forma natural en el suelo y el agua. Lo hacen con la ayuda de bacterias comunes.

Ambos plásticos tienen una huella de carbono menor que los plásticos convencionales, que se producen a partir del petróleo. Utilizan materias primas renovables para sus procesos de producción. Esto significa un menor consumo de combustibles fósiles.

Muchas pruebas también han demostrado que estos materiales liberan menos sustancias químicas tóxicas una vez degradados. No dejan sustancias químicas tóxicas que puedan dañar la flora o la fauna locales. El hecho de que la naturaleza pueda ocuparse de estos plásticos con tanta facilidad nos da un rayo de esperanza para un futuro más limpio y libre de residuos.

Qué ocurre cuando estos gránulos entran en contacto con el suelo, el agua o los microbios

Los gránulos de ácido poliláctico y polihidroxialcanoatos se descomponen cuando entran en contacto con el agua, el suelo o los microbios. El ácido poliláctico se descompone lentamente en ácido láctico cuando entra en contacto con el agua y la temperatura adecuada. En el caso de los polihidroxialcanoatos, las bacterias naturales desempeñan un papel importante. Las bacterias segregan enzimas que descomponen las largas cadenas de polímeros en otras más cortas. Éstas se descomponen a su vez en agua y dióxido de carbono. El proceso imita la degradación natural, como la del material vegetal. La velocidad de degradación de estos gránulos depende de las condiciones ambientales. La temperatura, la humedad y la población microbiana afectan a la velocidad de degradación. En condiciones ideales, algunos polihidroxialcanoatos se degradan completamente en semanas o meses. Sin embargo, en zonas más frías o secas, el proceso es más lento.

Comparación entre ácido poliláctico y polihidroxialcanoatos

El ácido poliláctico y los polihidroxialcanoatos comparten muchas cualidades positivas. También presentan algunas diferencias importantes. El ácido poliláctico necesita más calor para degradarse correctamente. Funciona mejor en condiciones controladas de calor y humedad, como en las instalaciones industriales de compostaje. Los polihidroxialcanoatos se degradan de forma más natural. Funcionan bien en diversas condiciones, como en entornos naturales de tierra y agua. Las propiedades mecánicas también varían. El ácido poliláctico suele ser más fuerte y rígido. Por eso es adecuado para artículos como cubiertos y envases. Los polihidroxialcanoatos son más flexibles. Suelen utilizarse en dispositivos médicos y películas. El coste de producción y los procesos también difieren. El ácido poliláctico ha alcanzado el nivel de producción a gran escala. Los polihidroxialcanoatos siguen siendo más especializados y a veces más caros de producir.

Aplicaciones e impacto

Estos gránulos biodegradables encuentran aplicación en diversos usos. En la industria alimentaria, el ácido poliláctico se utiliza en cubiertos, vasos y recipientes desechables. La industria del envasado aprovecha su resistencia y claridad. Los polihidroxialcanoatos están bien considerados en la industria médica. Se utilizan en sistemas de administración de fármacos, suturas y apósitos para heridas. Algunos fabricantes los utilizan para hacer películas agrícolas. Sus beneficios medioambientales reducen la contaminación del suelo cuando se utilizan. Las ciudades y los municipios pueden experimentar menos problemas de gestión de residuos con estos materiales. En general, en la mayoría de los casos, los productos fabricados con estos polímeros contribuyen a reducir el impacto medioambiental. Pruebas realizadas en el mundo real han demostrado que la sustitución de plásticos de combustibles fósiles por estos plásticos biodegradables reduce las emisiones de gases de efecto invernadero. A medida que más empresas se vuelven ecológicas, estos plásticos biodegradables están a la vanguardia del avance hacia una economía más verde.

Idea de experimento STEM

Un sencillo experimento ilustra el proceso de degradación. Consigue una pequeña cantidad de gránulos de ácido poliláctico y otra de polihidroxialcanoatos. Coloca cada uno de ellos en tarros con tierra húmeda. Mantenga los tarros a una temperatura cálida y constante. Observe cualquier cambio en la consistencia del material a lo largo de varias semanas. Observe los cambios de forma, color y peso. Pueden observarse signos como la aparición de fragmentos o el reblandecimiento. Una prueba rápida con un sencillo kit de prueba de pH también mostrará cambios a medida que se forman ácidos orgánicos.

El experimento ofrece una forma práctica de ver la descomposición del material y permite a los alumnos observar los procesos naturales. Es muy adecuado para proyectos escolares o para un club de ciencias del colegio, y refuerza conceptos importantes de las ciencias medioambientales y la ingeniería de materiales.

Conclusión

Los plásticos biodegradables son una alternativa prometedora en un planeta inundado de residuos plásticos tradicionales. El ácido poliláctico y los polihidroxialcanoatos son dos de ellas en la práctica. Ambos se producen a partir de materias primas renovables y pueden degradarse de forma natural cuando se someten a las condiciones adecuadas. Ambos reducen el consumo de combustibles fósiles y el estrés de nuestro planeta. Para más información y experimentos STEM, consulta Stanford Advanced Materials (SAM).

Preguntas frecuentes

F: ¿Qué utilizan para producir gránulos de ácido poliláctico?

P: Se fabrican a partir de recursos vegetales renovables como el maíz y la caña de azúcar.

F: ¿Cómo se descomponen los polihidroxialcanoatos en el medio ambiente?

P: Las bacterias naturales segregan enzimas que degradan el polímero a dióxido de carbono y agua.

F: ¿Cuáles son las ventajas de estos plásticos biodegradables?

P: Reducen el consumo de combustibles fósiles, las emisiones de gases de efecto invernadero y la contaminación ambiental.