2024-11-05Investigadores afirman haber creado el bioplástico que más rápido se degrada en el mar
Residuos Profesional |Los investigadores del WHOI aseguran que el material desarrollado, apto para sustituir a la espuma de poliestireno, "se degrada en el océano más rápido que cualquier otro material plástico conocido, incluso más rápido que el papel".Científicos de la Institución Oceanográfica Wood Hole (WHOI), en EE.UU., llevan años trabajando para averiguar qué tipos de plásticos tienen una vida útil más corta y más larga en el océano, y qué tipos de productos plásticos, como pajitas y envoltorios de alimentos, contribuyen más comúnmente a la contaminación por plásticos. Con el desarrollo de más materiales biodegradables, como el diacetato de celulosa (CDA) -un polímero similar al plástico derivado de la pulpa de madera-, los investigadores aseguran que pueden sustituir a los plásticos tradicionales sin causar daños al medio ambiente oceánico.
Tras años de pruebas, se ha descubierto que una nueva versión del CDA es el bioplástico que se degrada más rápidamente en el agua de mar, lo que lo convierte en un prometedor sustituto de otros plásticos espumosos, como la espuma de poliestireno, que pueden permanecer en el medio ambiente durante muchos años. En un nuevo artículo publicado en la revista ACS Sustainable Chemistry & Engineering, los científicos del WHOI descubrieron que la adición de pequeños poros -lo que se denomina espumado- al material CDA hacía que se degradara 15 veces más rápido que el CDA sólido, e incluso más rápido que el papel.
"Lo que más me entusiasma de este estudio es su carácter traslacional. Este estudio es la culminación de años de investigación centrada en la comprensión de los controles fundamentales de la biodegradación del CDA en el océano", afirma Collin Ward, autor principal del estudio. Ward y el equipo de la WHOI colaboraron con científicos de la empresa de fabricación de bioplásticos Eastman, que aportó financiación, contribuyó como coautor y suministró materiales para el estudio.
"Hemos traducido los conocimientos básicos en el diseño de un nuevo material que satisface las necesidades de los consumidores y se degrada en el océano más rápido que cualquier otro material plástico conocido, incluso más rápido que el papel. Es un gran éxito en un campo que a menudo se centra en los aspectos negativos de la contaminación por plásticos en lugar de trabajar para encontrar soluciones al problema", añade Ward.
El estudio consistió en monitorizar tanto el CDA espumado como el sólido en un tanque de agua de mar de flujo continuo, en un laboratorio especialmente diseñado en el WHOI. Los investigadores también controlaron la temperatura, la exposición a la luz y otras variables ambientales para imitar el entorno marino natural.
"El uso de tanques de flujo continuo de agua de mar nos permite trasladar al laboratorio la dinámica del océano microbiológicamente activo. El océano cambia continuamente y era importante que reprodujéramos este entorno mediante la reposición de microbios y nutrientes, para que el experimento fuera mucho más realista desde el punto de vista medioambiental", explica Bryan James, el autor principal del trabajo. Al cabo de 36 semanas, el equipo descubrió que las espumas CDA habían perdido entre el 65 % y el 70 % de su masa original.
En un estudio anterior en el que utilizaron su tanque dinámico de agua de mar, los investigadores probaron pajitas de plástico normal, papel, CDA sólido y CDA espumado, y descubrieron que las pajitas de CDA sólido y papel eran las que más rápido reducían su masa. A continuación, los científicos compararon dos pajitas hechas de CDA, una de CDA sólido y otra de CDA espumado, y descubrieron que la velocidad de degradación de la pajita de espuma era un 190 % más rápida que la de su homóloga sólida, lo que se traducía en una vida medioambiental prevista más corta que la de las pajitas de papel.
"Como científico e ingeniero de materiales, ha sido emocionante demostrar que las espumas pueden ser materialmente eficientes, lo que significa que consiguen funcionalidad utilizando la menor cantidad de material posible, reduciendo el coste y muchos impactos ambientales", dijo James. "Además, cuando se fabrican con plásticos biodegradables, pueden ser una de las formas menos persistentes de un material".
Según los autores del estudio, uno de los usos más urgentes de este bioplástico es sustituir la espuma de poliestireno y los plásticos de un solo uso, como los envases de comida para llevar terminan habitualmente en el océano y no son biodegradables. Los productos de CDA espumado ya están entrando en el mercado, con Eastman lanzando una bandeja compostable y ligera hecha de CDA espumado, diseñada para sustituir a las bandejas de plástico utilizadas en los actuales envases industriales de alimentos.
"Las asociaciones entre la industria y el mundo académico son esenciales para acelerar la búsqueda de soluciones a los problemas mundiales más urgentes, ya que el mundo académico puede aportar conocimientos únicos y los socios industriales pueden utilizarlos para desarrollar soluciones a gran escala", ha declarado Jeff Carbeck, vicepresidente de Innovación Corporativa de Eastman. "Así es como funciona nuestra colaboración con WHOI; ampliaron significativamente nuestra comprensión de cómo se degradan nuestros materiales comerciales y de desarrollo".
Carbeck destaca que este estudio demuestra el potencial del nuevo bioplástico para ayudar a resolver los problemas que plantean los envases de plástico de un solo uso. "Las propiedades de las espumas las hacen idóneas para muchas aplicaciones de envasado y aislamiento, y esta investigación demuestra que las espumas fabricadas con materiales biodegradables se degradan rápidamente en el medio marino, en caso de que acaben allí accidentalmente. Adoptar materiales biodegradables para los bienes de consumo es un paso fundamental para preservar nuestro medio ambiente, reducir la contaminación por plásticos y fomentar la sostenibilidad para las generaciones futuras", afirma.
"Una de las ventajas de trabajar con un socio industrial es que podemos garantizar la escalabilidad de la nueva tecnología", explica Ward. "Uno de los criterios a la hora de diseñar el nuevo material era que debía ser un sustituto listo para usar de los productos de espuma de poliestireno, lo que significa que las empresas que convierten el CDA en bruto en espuma biodegradable no tienen que invertir en nuevos equipos. El avance de nuevos plásticos que no se fabrican con combustibles fósiles, son compostables y no persisten en el medio ambiente como contaminación, puede ser una victoria para los consumidores y el medio ambiente", concluye.
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