¿Qué son bioplásticos biodegradables?

Existe bastante confusión cuando se trata de distinguir entre diferentes tipos de bioplásticos y plásticos biodegradables en el mercado. Este artículo intenta cubrir las principales ramificaciones de plásticos biodegradables y hablar sobre las especificaciones usadas para testear dichos materiales. También echaremos una mirada dentro del plástico biodegradable más usado en el mercado: PLA, y hablaremos sobre sus limitaciones.

¿Biodegradable?

La habilidad de un material para convertirse totalmente en Dióxido de Carbono, agua y biomasa a través de la acción de microorganismos tales como hongos o bacterias presentes en el medio ambiente.

El término biodegradable se refiere a la habilidad de un material para ser completamente convertido en Dióxido de Carbono, agua y biomasa a través de la acción de microorganismos presentes en el medio ambiente, tales como hongos o bacteria. El término plásticos biodegradables usado en la industria se refiere a productos plásticos de materiales que se pueden desintegrar en un periodo de tiempo específico determinado por estándares internacionales.  

La comunidad científica ha estado trabajando fuertemente para desarrollar mejores opciones alternativas al plastico, siendo la más reciente los plásticos biodegradables. Son estos la segunda generación que siguió a los llamados "plásticos indestructibles" que fueron hechos con aditivos degradantes, como el almidón que se desintegrará de la estructura pero dejando aún las partículas plásticas. 

Existen dos tipos principales de plásticos biodegradables. En ambos casos, el proceso de degradación comienza con un proceso químico, sea por oxidación o hidrólisis, lo cual es seguido por un proceso biológico. Los dos procesos emiten Dióxido de Carbono al degradarse y en algunos casos como los plásticos hidro-biodegradables, metano podría tambien ser liberado. 

Oxo Biodegradable Plastics vs. Hydro Biodegradable Plastics

Oxo-biodegradable vs. Hidro-biodegradable

1. Oxo-biodegradable (OBP)

OBPs son fabricados al adicionar compuestos de acidos grasos a los plásticos tradicionales, acelerando el proceso de degradación del plástico. Estos materiales aseguran ser biodegradables y pueden encajar en requerimientos de los siguientes tests: 

  • ASTM D5988
  • ASTM D6954-04

En ambientes que contienen oxígeno, los OBPs ciertamente se degradarán y fragmentarán pero el plástico mismo todavía permanece, dejando pequeños fragmentos conocidos como microplásticos que pueden fácilmente entrar en el medio ambiente, océanos y vías fluviales.

Los OBPs, aunque técnicamente pueden ser usados para reciclaje, negativamente afectan la calidad y valor económico de reciclados de plástico o pellets producidos. Muchos recladores y transformadores han reportado que los OBPs no pueden ser detectados por la tecnología actual de separación de los plásticos convencionales. Para los recicladores es extremadamente difícil estimar la proporción de estabilizadores adicionados y el nivel de degradación inducido en el material, así que el producto no es preferido al tornarse muy difícil mantener la calidad del producto reciclado and cada uno  de los ciclos de reciclaje.

Los OBPs tampoco cumplen con los estándares internacionales relevantes para ser considerados compostables toda vez que su biodegradación requiere largo tiempo, y fragmentos plásticos pueden permanecer en la composta. Si son añadidos a un flujo de compostaje, afectarán la calidad y valor de mercado del compost y puedelevar a la liberación de plásticos en el ambiente natural.  Por lo tanto, los empaques plásticos oxo-degradables no son compatibles con el flujo de materiales destinados para compostaje.  Esta incompatibilidad es también claramente señalada por muchos productores de aditivos oxo-degradables y por la Oxo-biodegradable Plastics Association.

En el caso de OBPs que tienen un aditivo de degradación enzimática en el producto, el principal ejemplo son los TDPAs.

La categoría de biodegradación fue testeada solo bajo condiciones de laboratorio, no la ASTM D6400 que es testeada bajo condiciones de compostaje de la vida real. Por esto, es difícil saber de verdad cómo el producto va biodegradarse en condiciones reales. Si la bolsa termina en un lugar donde no hay suficiente oxígeno o luz solar, bajo tierra u otros objetos, el proceso de degradación no será completo y el plástico solo se fragmentará, convirtiendo un gran problema en muchos pequeños problemas.

Los OBPs han sido vetados por la Comisión Europea. Por lo tanto, países en la UE, a través de la Directiva Europea de Plásticos de un Solo Uso han votado en contra del uso de este tipo de plástico. El Reino Unido, quien a través del Brexit no transpuso este marco ambiental, también sugirió una prohibición potencial de los OBPs.

2. Hidro-biodegradable (HBP)

HBPs son usualmente hechos de fuentes bio-basadas, tal como almidón, maíz, trigo o caña de azúcar. También pueden ser producidos de materiales con base en petróleo o una mezcla de ambos. Productos que usan HBPs usualmente se acogen a los siguientes estándares:

  • ASTM D6400
  • EN13432

Los tests mencionados se refieren a la compostabilidad de un producto. Los HBPs también se degradarán y biodegradarán en un periodo de tiempo más corto comparados con los OBPs.

Aclarando algunos malentendidos comunes

Biodegradable is not always compostable infographic

“Compostable es siempre biodegradable” sin embargo, “Biodegradable no es siempre compostable” 

Biodegradable y compostable son términos frecuentemente usados para describir productos amigables con el medio ambiente. Mientras son ambos usados a lo largo de la descripción de que material orgánico es desintegrado en un ambiente específico, en un lapso de tiempo específico, es importante comprender que compostabilidad es un término usado para describir productos que se biodegradan bajo condiciones específicas. Puede volverse algo confuso, pero la diferencia primaria es que plásticos compostables son solo biodegradables en condiciones de compostaje específicas, mientras que el otro es un término general que se usa para describir plásticos que pueden degradarse en la tierra (rellenos sanitarios o digestores anaeróbicos). “Compostable es siempre biodegradable” sin embargo,“Biodegradable no es siempre compostable” 

Test estándar que son usados para medir la biodegradabilidad de plásticos

En un esfuerzo por informar y clarificar los variados métodos de testeo que se usan hoy día, y como #INVISIBLEBAG cumple con esas especificaciones, vamos a explorar los siguientes estándares con más detalle. 

ASTM D6400

El ASTM D6400 cubre plásticos y productos hechos de plásticos que han sido diseñados para ser compostados solamente en instalaciones municipales e industriales de compostaje aeróbico. El alcance del estándar existe para determinar que los productos testeados se compostarán a un ritmo comparable al de materiales compostables conocidos.

Este test es equivalente al ISO17088.

Más información disponible en the ASTM Standard website.

EN 13432

El EN 13432 especifica los mínimos requerimientos que un empaque debe tener para ser exitosamente procesado por métodos de compostaje industrial, lo cual puede explicar el porqué de la abundancia de este método de testeo en la comunidad de productos ambientales.

El test indica que el material o producto deben cumplir los siguientes requerimientos;

  • Desintegración, o fragmentación se refiere a la estructura visible del producto remanente en el compost final. Después de un periodo de 3 meses en un escenario preparado de laboratorio, el residuo que queda al final del material testeado necesita ser de menos del 10% de su masa original.
  • Biodegradabilidad, la capacidad del material para ser convertido en CO2 bajo la acción de microorganismos para lo cual más del 90% de bidegradación debe ser alcanzada en menos de 6 meses.
  • No toxico, todos los componentes de un material deben ser revelados y la cantidad de metales pesados no puede exceder una cantidad específica. Además, el compost remanente no debe contener toxinas o afectar negativamente el crecimiento de plantas. 

Explicación más detallada puede ser encontrada en the European bioplastics website.

ASTM 5511

El test ASTM 5511 abarca la biodegradabilidad de productos plásticos cuando son puestos en un digestor anaeróbico de altos sólidos para la producción de digestato a partir de MSW (Desperdicios sólidos municipales). Esta condición puede también asemejarse condiciones en rellenos sanitarios activos biológicamente. 

OECD 208

El OECD 208 también conocido como el test de crecimiento de plántulas, el cual es una continuación del ASTM 5511, donde la tierra remanente, luego de degradar el producto por 90 días, es luego usada para el test de crecimiento de plántulas. Para el test ser considerado válido, le emergencia de plántulas debe ser superior al 70% sin mostrar efectos fitotóxicos en las plántulas. 

Existen otros tests de biodegradabilidad que tienen requerimientos más estrictos, como el OECD 301 series (Ultimate Biodegradability) que requiere que el 60% de un producto (70% para algunos tests) se degrade dentro de de 10 días o 28 días. Aunque productos que aprueban este test pueden ser usados and algunas aplicaciones, tienden a ser combustibles o tensioactivos en forma líquida. Un producto sólido como una bolsa de empaque con tal material sería difícil de usar puesto que su rápido deterioro de la calidad llevaría a una vida útil increíblemente corta.

La Limitación del PLA

El más usado y comúnmente aceptado bioplástico, pero ¿cumple con todos los requerimientos?

Aparte de los que son meticulosos con su proceso de reciclaje, o si sus instalaciones locales no tienen la división necesaria de PLA y plásticos PET convencionales, el PLA puede causar problemas en el proceso de reciclaje. Típicamente, los plásticos de PLA será usualmente enviados a la misma estación de reciclaje de plástico, en donde entran en las instalaciones de Recuperación de Material. Estas instalaciones venden luego el material a procesadores, los cuales desintegrarán el material en pellets u hojuelas, los que a su vez son transformados en nuevos productos como tapetes o contenedores para aceites combustibles o productos de limpieza. Comos el PLA y el  PET no se pueden mezclar, los recicladores consideran el PLA como contaminante. Deben pagar costos significativos para hacer su clasificación y pagar de nuevo para deshacerse de él. La limitada disponibilidad de instalaciones de compostaje adecuadas para biodegradar estos productos de PLA, le impacto en la vida real de estos plásticos y cómo usualmente terminan, mezclados con plásticos convencionales, hace de este un material difícil de manejar por la industria de reciclaje tradicional.

El problema actual de los plásticos afectando el medio ambiente es resaltado todos los días por las noticias y redes sociales, y aunque son todas las áreas del medio ambiente las que sufren, la difícil situacion de nuestros océanos es especialmente visible e imágenes de tortugas marinas ingiriendo plásticos, creyendo que son medusas son tristemente comunes hoy en día.

En esta álgida discusión pública para prohibir el plástico o limitar productos plásticos, los plásticos biodegradables parecen ser para muchos la mejor solución alternativa. Aunque actualmente existen algunas medidas para prevenir que el producto llegue al océano, todavía deberemmos considerar que en el largo plazo va a haber eventualmente productos plásticos fuera de su curso que entren en el ambiente marino. Una vez allí, continuará su existencia, degradándose lentamente en microplásticos y nanoplásticos y muy posiblemente entrando en la cadena alimenticia de la que hacemos parte.

A pesar de que el PLA puede ser descompuesto en condiciones especiales dentro de instalaciones de compostaje, se comporta muy pobremente en su degradación en ambientes marinos (agua salada).

A graphical study on PVA degradation rate

PVA, PLA composite degradation graph in marine environment. (2020). [Graph]. “Seawater Degradation of PLA Accelerated by Water-Soluble PVA.”

El estudio mencionado arriba encontró que el peso molecular del PLA permaneció sin cambios en agua salada después de 6 meses. Los films de PLA  con un espesor promedio de 320 micrometros en un ambiente simulado de agua de mar a 25 grados y luz flourescente simulada (16 h de luz y 8h de oscuridad) por un periodo de 1 año, falló en mostrar una pérdida de peso significativa. 

El PLA necesita un gradiente de temperatura de cerca de 60 grados para comenzar su proceso de degradacióny permitir que las mol[eculas de agua entren. Sin embargo, no es muy probable que el océano esté por encima de 60 grados.  

Al día de hoy, PVA es el único material polímero comercial soluble en agua y biodegradable.

La principal preocupación que escuchamos y enfrentamos con la polución de plástico es el hecho de que permanece sin cambios una vez desechado en el medio ambiente. La preocupación más reciente que referimos con los plásticos son los problemas asociados con microplásticos y nanoplásticos. El uso de PVA para reemplazar los plásticos convencionales puede ser una solución a los problemas viejos y nuevos conectados a nuestro uso de plástico. 

...

También te puede interesar:

Empaques Compostables: ¿Pueden ser efectivamente usados en tu región?Going Plastic Free: How to get started with #Plasticfreejuly?

Fuentes:


Publicación más antigua Publicación más reciente