bolsas biodegradables
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BOLSAS BIODEGRADABLES
SEMINARIO DE POLÍMEROS DE FUENTES RENOVABLES
ADRIÁN CARABALLO FRANCO
Bolsas Biodegradables Seminario de Polímeros de Fuentes Renovables
INTRODUCCIÓN
Los polímeros tradicionalmente se obtienen a partir de sustancias tales como el
petróleo o el gas natural, ambos combustibles fósiles, y por tanto no renovables.
En los últimos años ha surgido una línea de investigación que propone obtener estos
compuestos de una manera más racional y sostenible, esto es, de los seres vivos, tanto
plantas como animales. Debido a que la actividad biológica está en continua actividad,
hace de estas fuentes de materias primas un recurso renovable.
Esta fuente de materias primas se lleva explotando desde la antigüedad; curtido del
cuero, fabricación de papel, hilado de lanas, etc. fueron los primeros usos. No
obstante, con el desarrollo de la industria petrolífera, se vieron reemplazados por
nuevos polímeros sintéticos, tales como nylon o poliésteres, con mejores propiedades
y más económicos.
Las necesidades actuales de nuevos materiales, tanto para nuevas aplicaciones como
para reemplazar a otros materiales menos eficientes, hacen de los polímeros de
fuentes renovables un campo de estudio altamente interesante y necesario.
En los últimos años las bolsas fabricadas de polímeros degradables se han
comercializado como una a solución frente a las de un solo uso fabricadas con HDPE, a
través de la reducción de los materiales no renovables por su sustitución por recursos
renovables (por ejemplo, maíz), por sus propiedades de descomposición cuando entra
al medio ambiente (por ejemplo, se descomponen con la acción de la luz del sol y son
solubles en agua), reduciendo así la basura que va a parar a medioambientes acuáticos
y marinos. Aunque como cualquier otro material, los polímeros degradables basadas
en recursos renovables generan impactos ambientales y es importante entender estos
impactos y su diferencia con los no renovables antes de aceptarlos como la solución.
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Los polímeros más ampliamente utilizados son:
• Polímeros termoplásticos a base de almidón, hechos con almidón de al menos
90% proveniente de fuentes renovables, tales como el maíz, la patata o el trigo
• Poliésteres fabricados a partir de hidrocarburos (petróleo o gas), pues todos los
poliésteres se degradan con el tiempo, con tasas que van desde la degradación
a la semana para los poliésteres alifáticos (polihidroxialcanoatos por ejemplo) a
décadas para los poliésteres aromáticos (por ejemplo, PET).
• Mezclas de poliéster y almidón
QUÍMICA DE LOS POLÍMEROS UTILIZADOS EN LA FABRICACIÓN DE
BOLSAS
La propiedad fundamental por lo tanto de estos polímeros de fuentes renovables es la
degradabilidad. La degradabilidad es la capacidad de los materiales para romper su
estructura, descomponerse, por la acción de bacterias (biodegradable), por la acción
térmica (oxidativo) o la acción de la luz ultravioleta (fotodegradables)
Hay cinco tipos diferentes de polímeros degradables, atendiendo a su comportamiento
químico:
• Polímeros Biodegradables: son aquellos capaces de descomponerse en
carbono, dióxido de carbono, metano, agua, compuestos inorgánicos o
biomasa, en el que el mecanismo predominante es la acción enzimática de
microorganismos que pueden ser medidos por pruebas estandarizadas, en un
tiempo especificado, lo que refleja las condiciones disponibles de eliminación.
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• Polímeros Compostables: son aquellos degradables en condiciones de
compostaje, es decir, deben romperse bajo la acción de microorganismos
(bacterias, hongos, algas), lograr la mineralización total (conversión en dióxido
de carbono, metano, agua, compuestos minerales o biomasa en condiciones
aerobias) y cuya tasa de mineralización debe ser alta y compatible con el
proceso de compostaje.
• Polímeros Oxo-biodegradables: son aquellos que sufren una degradación
controlada a través de la incorporación de aditivos (que desencadenan y
acelerar el proceso de degradación). Estos polímeros se someten acelerada
degradación oxidativa iniciada por la luz natural, calor y / o estrés mecánico, se
vuelven frágiles en el medio ambiente y se erosionan bajo la influencia de la
intemperie.
• Polímeros Fotodegradables: son aquellos que se descomponen por la acción de
los rayos ultravioleta (UV) la luz, que degrada el enlace químico en la estructura
del polímero. Este proceso puede ser favorecido por la presencia de aditivos
sensibles a la radiación UV.
• Polímeros Solubles en agua: son aquellos que se disuelven en agua dentro de
un rango de temperatura designado y luego se biodegradan en contacto con los
microorganismo presentes en la misma
A fin de que los polímeros degradables para ser convertido en funcional bolsas de
plástico que deben cumplir los siguientes criterios:
• Ser capaz de formarse en películas
• Tener resistencia a la tracción y elongación adecuada
• Tener resistencia a la perforación adecuada
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• Tener resistencia a la rotura adecuada
Por lo general poseen propiedades que se asemejan a polietileno de baja densidad
(LDPE) o de alta densidad polietileno (HDPE).
Los plásticos degradables para las bolsas deben degradarse rápidamente al final de su
vida útil, si bien es igualmente importante que sus propiedades mecánicas
permanezcan esencialmente sin cambios durante el uso. Hay tres criterios esenciales
para la biodegradación de las bolsas de plástico:
• Debe desaparecer y no dejar rastro visible
• Esta desintegración debe producirse en un plazo razonable (por ejemplo, 3 - 6
meses)
• No deben dejar residuos tóxicos
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS BOLSAS
Actualmente existen multitud de empresas dedicadas a la elaboración de bolsas
fabricadas con materiales de fuentes renovables, con la consecuente distinta
formulación de las mismas. La Tabla 1 recoge algunas de ellas.
Como puede observarse, la mayoría están basados en almidones, generalmente del
maíz, la patata o la yuca, y los otros compuestos de la fermentación u otras
transformaciones químicas de productos naturales
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Polímero Degradable Composición
PBS/A
50% - Almidón
25% - 1,4- butanodiol
12.5% - acido succínico
12.5% - ácido adípico
PBAT
50% - Almidón
25% - 1,4- butanodiol
12.5% - ácido adípico
12.5% - ácido tereftálico
Mezcla Almidón-Poliéster 50% - Almidón
50% - Policaprolactama
Mezcla Almidón PE 30% - Almidón
70% - HDPE
PLA 100% - acido poliláctido
Tabla 1
ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA
Un análisis de ciclo de vida (ACV o LCA en inglés), o, más comúnmente, balance
ambiental, es una herramienta de diseño que investiga y evalúa los impactos
ambientales de un producto o servicio durante todas las etapas de su existencia
(extracción, producción, distribución, uso y desecho).
Es una metodología empleada en el estudio del ciclo de vida de un producto y de su
proceso de producción. Con el auge del ecodiseño, este enfoque ha ido integrando con
más frecuencia diferentes criterios y parámetros de evaluación del impacto ambiental.
Es también una herramienta que se usa para evaluar el impacto potencial sobre el
ambiente de un producto, proceso o actividad a lo largo de todo su ciclo de vida
mediante la cuantificación del uso de recursos ("entradas" como energía, materias
primas, agua) y emisiones ambientales ("salidas" al aire, agua y suelo) asociados con el
sistema que se está evaluando.
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El ACV de un producto típico tiene en cuenta el suministro de las materias primas
necesarias para fabricarlo, transporte de materias primas, la fabricación de
intermedios y, por último, el propio producto, incluyendo envase, la utilización del
producto y los residuos generados por su uso.
Los ACV pretenden de manera última responder una serie de preguntas planteadas al
inicio, como por ejemplo ¿Qué diferencia existe entre el posible impacto ambiental de
un producto nuevo y otros productos ya existentes en el mercado? o ¿Qué diferencia
existe entre dos procesos diferentes de fabricación del mismo producto, en términos de
utilización de recursos y emisiones?
El ACV no es una evaluación de riesgo y esto se debe a que ACV no tiene en cuenta la
exposición, que es un factor esencial para evaluar el riesgo. El ACV cuantifica las
emisiones, pero el impacto real de esas emisiones depende de cuándo, dónde y cómo
se liberen en el ambiente. ACV es una de las herramientas con las que se cuenta para
evaluar los productos, envases y procesos. Las otras herramientas se comentan en
otras secciones y entre ellas figuran:
En el caso de las bolsas biodegradables, un posible esquema sería el siguiente:
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El ciclo de vida empieza con la extracción de las materias primas del medio ambiente
(al ser un producto renovable, parte de éstas provienen de fuentes renovables) y la
obtención de energía para toda la vida del producto (extracción materias primas,
fabricación, procesamiento, reciclaje, etc.)
A continuación se produce la fabricación de los distintos componentes del producto y
el procesamiento final en donde se juntan éstos para conformar el producto acabado,
listo para su utilización.
Se sigue con el uso al que está destinado, y su posterior desecho al haber cumplido su
función. Por último, se llega al final del sistema, que puede ser desde el reciclaje a el
vertido de vuelta al medio ambiente.
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Por otro lado, cabe responder a las preguntas fundamentales planteadas al principio
del ACV:
• El impacto medio ambiental de las bolsas biodegradables, en comparación con
las tradicionales provenientes del petróleo/gas natural, es significativamente
menor, en el sentido que precisamente sus propiedades permiten al medio
ambiente tolerar y digerir estos productos con un impacto mínimo. Cierto es
que hay que vigilar estrechamente los aditivos a estos productos ya que
podrían no ser biodegradables y por lo tanto arruinar su propósito
• La eficiencia de los procesos de fabricación es menor que la de las bolsas
tradicionales, utilizando más recursos energéticos y por lo tanto económicos,
encareciendo el producto final y la confianza del consumidor en el mismo
• Las bolsas biodegradables han de ser cuidadosamente recicladas, puesto que
su capacidad para degradarse puede contaminar al producto reciclado
haciéndole perder parte de sus características o incluso hacerlo inutilizable. Es
decir, se plantea un reciclaje separado del plástico tradicional para evitarlo.
REFERENCIAS
K. James et al. LCA of degradable plastic bags. Centre for design at RMIT (Royal
Melbourne Institute of Technology) University, Melbourne, Australia (2005)
Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology 5th
ed. Ch. Polymers environmentally
degradable (2004) 27p.
J Otaigbe et al. Processability and properties of biodegradable plastics made from
agricultural biopolymers Journal of elastomers and plastics 31 (1999) 56-71
E. Chiellini et al. Biodegradable Polymers and Plastics (2003), 392 p.