PLASTURGIA SOSTENIBLE, 31-01-22 | El I Seminario Internacional de Biotecnología Aplicada al Sector Plástico que organiza AIMPLAS los próximos 1 y 2 de marzo abordará varios de los desafíos y oportunidades que plantea la biotecnología en lo que se refiere a la gestión y posibles tratamientos de residuos del sector, y las tendencias e iniciativas que se están poniendo en marcha a nivel internacional para alcanzar los objetivos marcados a nivel europeo.

 

Belén Monje, Doctora en Ciencias Químicas con 10 años de experiencia en el campo de la caracterización e identificación de polímeros, ofrecerá una ponencia sobre las posibilidades que aporta la valorización de biomasa para el sector plástico. Hablamos con esta científica para conocer el importante papel que desempeñará la biomasa lignocelulósica en la nueva bioeconomía hacia la que camina el planeta.

 

La demanda de productos químicos y materiales que dependen del petróleo ha aumentado en gran medida en las últimas décadas, a pesar de la disminución de nuestros recursos fósiles. Por ello, la sociedad debe implementar energías alternativas y recursos de alto valor de un modo apremiante. A este respecto, la biomasa lignocelulósica presenta un alto potencial como una plataforma alternativa a los recursos fósiles, por ser la más abundante y bio-renovable, habiéndose demostrado que su valorización permite obtener cientos de bioproductos de alto valor añadido, siendo los bioplásticos derivados de un gran interés.

 

Las materias primas lignocelulósicas tienen ventajas sobre otros suministros de biomasa porque se basan en la parte no comestible de la planta y, por lo tanto, no interfieren con el suministro de alimentos. Además, los residuos lignocelulósicos forestales, agrícolas y agroindustriales se acumulan cada año en grandes cantidades, y la acumulación de estos desechos en el suelo o en vertederos causa graves problemas medioambientales; lo que podría solucionarse si se utilizaran para la producción de productos de alto valor añadido. Y desde el punto de vista económico, la biomasa lignocelulósica se puede producir rápidamente y a un costo menor que otras materias primas de biocombustibles de importancia agrícola como el almidón de maíz, la soja y la caña de azúcar, siendo además significativamente más barata que el petróleo crudo.

 

 

La biomasa lignocelulósica tiene mayor cantidad de oxígeno y menores fracciones de hidrógeno y carbono con respecto a los obtenidos del petróleo. Debido a esta variedad composicional, se pueden obtener más tipos de productos mediante biorrefinerías lignocelulósicas que a partir del petróleo. Múltiples plataformas se han descrito a partir de la biomasa lignocelulósica basada en los azúcares lignocelulósicos y la lignina, y cada uno de estos “builiding blocks” permite producir mediante procesos químicos o biológicos múltiples sustancias químicas y materiales valiosos (succínico, fumárico, málico, 2,5-FDCA, ácido itacónico, ácido levulínico, glicerol, sorbitol, xilitol / arabinitol, 5-HMF, etc.) Y a partir de todos ellos y de sus derivados se pueden obtener bioplásticos de alto interés: biopoliésteres, biopoliamidas, biopoliésteramidas, biopoliacrilatos, biopoliuretanos, biopoliéteres, etc. Estos bioplásticos presentan las mismas características que las de origen fósil pudiéndose producir incluso nuevos polímeros que no existen en la actualidad con propiedades mejoradas.

 

Esto se puede plantear cuando los bioplásticos son producidos a partir de plantaciones de azúcares que van destinadas a este uso expresamente, pero en absoluto cuando se trata de aprovechar residuos que se están desaprovechando y que contaminan nuestro medioambiente, así como cuando se utilizan partes no comestibles de las plantas.

 

Ya a principios del siglo XIX, Henry Ford sugirió que la implementación de una bioeconomía es una opción lógica y necesaria para el crecimiento de cualquier civilización. Esta implementación se pospuso porque el petróleo era más barato que cualquier otro producto básico. Sin embargo, la ventaja de los precios competitivos de los combustibles fósiles durante el último siglo ha desaparecido, y las preocupaciones con respecto a estos temas han comenzado inevitablemente a imponerse en nuestra sociedad, exigiendo productos sostenibles y ecológicos.

 

Por ello, para modificar las propiedades físicas y químicas de la matriz lignocelulósica, es esencial pretratar la biomasa lignocelulósica, lo que suele ser un procedimiento costoso. Aunque los materiales lignocelulósicos son abundantes y generalmente de bajo precio, el desafío crucial en la conversión de la biomasa lignocelulósica es producir productos químicos de alto valor añadido con altas selectividades y rendimientos a costes económicos. Actualmente se están llevando a cabo amplias investigaciones en todo el mundo para abordar este problema. Así, se han desarrollado biorrefinerías para refinar la biomasa como ya se hizo en su momento con las petroquímicas para la producción de petróleo, pero en este caso para obtener aceites y monómeros renovables. Por ello, cada día aumenta más el número de proyectos piloto y plantas de demostración relacionados con la biorrefinería y todo ello llevará a conseguir mayores volúmenes de productos, que el mercado deberá también requerir y de este modo los costes bajarán ya que dependen de la demanda directamente. Las consideraciones económicas se pueden mejorar con una continua investigación y desarrollo, así como con inversión gubernamental y del sector privado y con todo ello los costes se verán reducidos en gran medida.

Principalmente, el continuar aumentando la eficiencia de los procesos, la gestión y tratamiento de los residuos, creación de biorrefinerías con una amplia versatilidad y capacidades de producción. El mayor éxito comercial de los bioplásticos dependerá de tres factores: económicos, desempeño y ambientales. El primer factor parece ser más significativo ya que se ha demostrado que los biopolímeros exhiben un rendimiento similar y más respetuoso con el medio ambiente en comparación con sus contrapartidas a base de petróleo. Las consideraciones económicas se pueden mejorar, como ya hemos comentado.

Afortunadamente, las tendencias actuales sugieren que estamos en el camino de establecer una bioeconomía mundial en la que la biomasa lignocelulósica puede tener una gran contribución. Debe apoyarse el desarrollo de estas líneas de investigación y producción, mostrar a la sociedad su potencial y apostar por la bioeconomía a todos los niveles, político, económico y ambiental.

La verdad es que cada vez son más y es muy complejo seleccionar algunos pues todos ellos aportan su granito de arena. Simplemente como ejemplos de los que yo más conozco puesto que AIMPLAS está o ha estado implicado de forma relevante recientemente, podríamos citar “Beonnat” (www.beonnat.eu) en el que se producirán múltiples productos de valor añadido y entre ellos bioplásticos (PLA) con los que se fabricarán envases cosméticos a partir de biomasa lignocelulósica infrautilizada ayudando además a la reforestación; “Percal” (www.percal-project.eu) en el que a partir de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos también podemos obtener bioplásticos en este caso utilizados para el campo de los adhesivos, entre muchos otros productos; “Valpla” en el que también se producen bioplásticos (PLA) a partir de residuos de diversas fuentes, como los procedentes de cítricos y la industria láctea; “Furenpol” en el que a partir de FDCA obtenido de residuos lignocelulósicos, entre otros, se puede producir PEF, la alternativa biobasada al PET; “GO Oliva” (www.gooliva.com) en el que los huesos de la aceituna se utiliza para producir un biocomposite para producir envases compostables; “Ecoefishent” en el que a partir de residuos de pescado se obtiene gelatina para producir envases con propiedades de barrera a los gases, entre muchos otros productos y aplicaciones… Todos estos proyectos y muchos más se están desarrollando con socios industriales españoles, estoy segura de que la mayoría de la gente desconoce todo lo que en España somos capaces de abordar en el marco de la biotecnología y lo que ya muchas empresas están haciendo en esta línea. Es necesario destacar que España es una de las mayores productoras de biomasa lignocelulósica y la estamos claramente desaprovechando, además de otras fuentes de biomasa.