Clasificación de los polímeros biodegradables

Fuente: Wikipedia en inglés

Los plásticos ahora podrán elaborarse con... ¿camarones?

Los camarones ya no son solo comida. De hecho, gracias a las investigaciones en la Universidad de Harvard en Estados Unidos, los pequeños crustáceos podrían ser el nuevo avance en plásticos. 

Los investigadores del Instituto Wyss para la Ingeniería Inspirada en la Biología de la Universidad de Harvard hicieron experimentos con quitosano —el material de los caparazones de los camarones— y un compuesto de la seda al que se conoce como fibroína y los unieron a nivel microscópico. El resultado fue un material al que llaman shrilk (combinación de shrimp —camarón— y silk, seda): una sustancia que es notablemente maleable e increíblemente resistente. 

"De hecho se siente como el caparazón de un bicho enorme o como una cutícula", dice Don Ingber, director del Instituto Wyss. "Puede ser muy fuerte en términos de resistencia a la tensión. Si los mojas se hacen más flexibles", agrega. "Podemos obtener una variedad de propiedades de los plásticos al cambiar la forma en la que los fabricamos". 

Aunque la palabra plástico se aplica a cualquier sólido moldeable, se asocia con materiales hechos con petroquímicos, lo que es una bendición y una maldición al mismo tiempo. Los plásticos se hacen en tal cantidad que son baratos y versátiles, aunque la mayoría no es biodegradable. 

De hecho, el tristemente célebre vórtice de basura del Pacífico —una vasta zona de basura suspendida en el océano Pacífico— se compone principalmente de desechos de plástico y ha provocado la muerte de peces, vida silvestre y ha desatado el caos en los ecosistemas locales. 

Por otro lado, el shrilk es totalmente biodegradable, dice Ingber, algo necesario para que el producto tenga éxito. 

"En medio del Atlántico y del Pacífico flotan continentes de plástico en los que los peces se enredan y mueren. No podemos seguir así", dice. "Creo que muchas personas buscan sustitutos para los plásticos que puedan tener las propiedades del plástico pero que sean totalmente biodegradables. Esto tal vez no resuelva todos los problemas, pero sentimos que es un primer paso". 

El reto actual para el shrilk es que su producción sea eficiente en cuanto a costos. De acuerdo con Ingber, hay muchas materias primas —la industria de los mariscos siempre produce muchos desechos de camarón y "a veces tienen que pagar para que se los lleven"— pero aún hay mucho camino por recorrer. 

"Tenemos que trabajar con los fabricantes reales que conocen los desafíos en cuanto a diseño, durabilidad y costo", dice Ingber. "Los materiales existen, el proceso de manufactura existe, en realidad solo se requiere integrarlos a la línea de producción". 

Los investigadores dicen que hay mucho espacio para crecer, literalmente: el material del que se compone en shrilk es un fertilizante excelente. 

"Son tan ricos en nutrientes que puedes poner semillas en el material triturado y crecerá una planta", dice Ingber. 

Tal vez ocurra lo mismo con una parte nueva de la industria del plástico.

Fuente: Diario Uno

Obtención de PLA a partir de subproductos de la industria panadera

21_DE LA I+D+i AL MERCADO_AIMPLAS_Bread4PLA from Redit

 

BiLac un nuevo plástico biodegradable

Recubrir frutas, encapsular aderezos o fabricar láminas podrían ser los nuevos usos como empaque comestible del BiLac, biopolímero desarrollado en el Instituto de Biotecnología (IBUN) de la U.N. Un equipo multidisciplinar conformado por estudiantes de pregrado y posgrado de Diseño Industrial, Dietética y Psicología ha venido trabajando durante el último año en el proyecto “Diseño de empaques comestibles, impulsados por un avance tecnológico en el desarrollo de biopolímeros”. 

“Dadas las características y las posibilidades del biopolímero, este encapsulado se dispondría sobre los alimentos como un aderezo. Por ejemplo, el cliente llega a la barra de ensaladas y compra un kit de aderezos. Según las condiciones de humedad y temperatura el biopolímero se degrada y empieza a esparcirse sobre el alimento”, explica Germán Silva, director del proyecto. 

La búsqueda de nuevos usos del BiLac, un biopolímero derivado de sacarosa con propiedades de biodegradación y biocompatibilidad –físicamente parecido al almidón de yuca– obtenido en 1999 en el IBUN, ha permitido también trabajarlo como ingrediente en alimentos debido a su funcionalidad como fibra soluble demostrada en ensayos biológicos y clínicos. 

BiLac también ha sido probado como recubrimiento comestible en frutas, donde se pudo observar notables propiedades de barrera, es decir, con cualidades para resistir fenómenos de permeabilidad y absorción que pueden ocasionar el intercambio de gases, vapores y radiaciones en sistemas de empaque o en el propio entorno. 

Según el profesor Silva, “tales propiedades han permitido catalogarlo como un material alternativo que representa un avance tecnológico con potencial de inserción en el mercado”. 

Un sector en crecimiento 

Dentro de la investigación realizada en el marco del proyecto se encontró que durante la primera mitad de la presente década, la industria alimentaria representó un valor de 1,1 trillones de euros, destacando el comercio en países como Estados Unidos y Japón. 

En la actualidad, el crecimiento del sector alimentos sigue siendo considerable y simultáneamente se ha presentado un aumento en el desarrollo de nuevos productos y avances importantes en el tema de la conservación de las características de los alimentos durante los procesos de almacenamiento, transporte y comercialización, principalmente en materia del de packaging y embalaje. 

Silva comenta que las tendencias en los hábitos alimentarios han ejercido también un efecto determinante sobre las áreas de innovación tecnológica y, especialmente, en la producción de alimentos que conserven al máximo las características de un producto fresco. 

Por esta razón, el incremento en la demanda de nuevos empaques, que generen las mismas prestaciones que los actuales de origen petroquímico y reduzcan los impactos negativos generados sobre los ecosistemas es una prioridad en el tema ambiental y en el diseño de producto. 

Entre las alternativas sostenibles para el desarrollo de packaging se encuentra la implementación de avances tecnológicos en el campo de materiales y procesos, y específicamente se reconoce el aporte de los grupos de investigación en el tema de envases y recubrimientos comestibles a partir de biopolímeros. 

En este sentido, “el diseño industrial se viene consolidando como un facilitador en la transferencia de tecnología”, comenta Silva. 

Superadas las pruebas de laboratorio en las que se demostró la viabilidad desde una perspectiva productiva de estas tres iniciativas, el grupo de investigación continuará ahora con el ajuste de algunos detalles para emprender etapas de desarrollo con la mirada puesta en las empresas que podrían estar interesadas en producir este tipo de empaques.

Gestores de Residuos

Biotecnología: Bioplásticos

Bioplásticos 2011.3º2º from Adriana Guerrini

Biopolímeros

Biopolímeros from Daniel Perez

Polimeros biodegradables: Evolucion del plastico

Polimeros biodegradables: Evolucion del plastico por raulespert 

Actualmente existen numerosos polímeros utilizados en el campo biomédico (ver apartado de biopolímeros). Algunos de ellos son estables, y son utilizados para aplicaciones permanentes, como el polimetilmetacrilato (PMMA), o el polietileno (PE). En los últimos años se han ido introduciendo los polímeros biodegradables, para aplicaciones temporales. Kulkarni et al. introdujeron en los años 60, el concepto de material bioabsorbible. Estos materiales tienen la capacidad de ser compatibles con el tejido y de degradarse cierto tiempo después de ser implantados dando lugar a productos que no son tóxicos y pueden ser eliminados por el organismo o metabolizados por éste. Generalmente, este grupo está representado por los polímeros biodegradables, aunque existen ciertos materiales cerámicos los cuales también son reabsorbibles.

Biotecnología: futuro de la materia prima para los envases de plástico

Por Mauricio Pineda

Para: Enfasis Packaging

El desarrollo de la industria del envase ha estado ligado a la evolución de los materiales que utiliza para su producción (plástico, vidrio, metal, papel y madera). Por ende, el avance de las cualidades mostradas por cada materia prima se ve reflejado en envases con características innovadoras de protección, barrera y durabilidad. 

Sin embargo, se trata de materiales finitos debido a su origen y cuyo costo, cada vez más elevado, no sólo se torna económico, sino en mucho casos ecológico y sustentable. En el caso particular del plástico, su origen principal es a partir del petróleo, recurso que ha sufrido una serie de vaivenes por su naturaleza no renovable y costos de extracción en los últimos años. 

De hecho las resinas derivadas del petróleo si bien mantienen una producción estable actualmente, la fuente de su origen va disminuyendo y la carencia se acentúa. En el caso de México por ejemplo, de acuerdo con datos de la Asociación Nacional de Industriales del Plástico, ANIPAC, más del 50% de las resinas que se consumen en el país son importadas, por lo que la dependencia del mercado extranjero en muy amplia. 

A ello, se debe agregar el factor ecológico que ha puesto en el ojo del huracán el uso de este tipo de plásticos, en particular en el caso de los envases (tardan hasta 300 años en degradarse). Lo cual incluso ha llevado a diversos estados del país a establecer leyes para la prohibición de bolsas que no sean biodegradables. 

El caso más concreto, es el del Distrito Federal, donde la Asamblea Legislativa decreto una ley en este sentido (Ley de Residuos Sólidos que prohíbe a los comercios regalar bolsas de plástico no biodegradables a sus clientes). Y siguiendo esta tendencia, estados como Puebla, Durango y el Estado de México trabajan en iniciativas similares. 

Justo el tema de los biodegradables ha servido como paliativo para toda la polémica generada, presentándose estos como “la gran solución” para resolver los problemas ambientales que generan los envases. 

Pero el tópico de los biodegradables tiene diversas aristas de comprensión. En principio, para ser clasificados como tal necesitan cumplir con ciertos estándares o normas, nacionales o internacionales. Asimismo, la propia acción de degradación es un parámetro donde éstos se ubican. 

De manera general este proceso se puede dar por diferentes medios, siendo los más comunes: la luz (foto degradación), la humedad ó el agua (hidro degradación o hidro solubilidad), oxígeno-calor-luz (oxo degradación) o los microorganismos (bio degradables). 

Así, éstos se degradarán por la acción de bacterias o microorganismos que van a consumir el polímero hasta transformarlo en energía, metano, agua, CO2, y materiales inorgánicos o biomasa. 

La biodegradabilidad en la industria del empaque está relacionada con dichos procesos y la utilización de ciertas materias primas. Justo a ese material se le conoce como biopolímero, y su definición se refiere a polímeros que pueden ser procesados en equipos de inyección o extrusión convencionales y que están hechos a base de fuentes renovables y/o que pueden ser biodegradables. 

Asimismo, de acuerdo con el ingeniero Ernesto Silva, Presidente de la Unión Latinoamericana de Embalaje, los biopolímeros se utilizan para la producción de bioplásticos. 

“Hay que tener en cuenta que un biopolímero no necesariamente va a ser biodegradable, como es el caso de los nuevos polietilenos hechos con base en fuentes renovables (azúcar de caña), y por otro lado un polímero biodegradable no necesariamente tiene que provenir de fuentes renovables, como es el caso de algunos poliésteres que provienen del petróleo”, explica el entrevistado. 

El especialista señala que los biopolímeros pueden agruparse en tres grandes áreas: 

1. Polímetos. Extraídos/removidos directamente de organismos vivos principalmente plantas y algunos animales. En esta clasificación entran los polisacáridos como el almidón, la celulosa y sus derivados, la lignina, el quitosan y las proteínas como la albúmina, la caseína, el colágeno, el gluten de trigo y la proteína de soya. 
2. Polímeros producidos por síntesis químicas tradicionales a partir de monómeros bioderivados. Dentro de esta clasificación el ejemplo típico es el polilactato que es un biopoliéster polimerizado a partir de monómeros de ácido láctico, el cual a su vez es producido vía fermentación de carbohidratos provenientes principalmente del maíz ó la papa. 
3. Polímeros producidos por microorganismos ó por bacterias genéticamente modificadas. Los biopolímeros más conocidos dentro de este grupo son los Polihidroxialcanoatos (PHA’s), dentro de los cuales tenemos el Polihidroxibutirato (PHB), y el Polihidroxivalerato (PHV). 

Biopolímeros y los envases 

De acuerdo con el ingeniero Jorge Martínez, Director General de la Asociación Mexicana de Envase y Embalaje (AMEE), actualmente se están diseñando nuevos materiales obtenidos de residuos de algunas plantas que aseguran su eliminación en el medio ambiente y la desaparición de los residuos. 

“Hoy existen envases que se obtienen del almidón de cereal y, especialmente, del almidón de trigo. Para ello, ha sido fundamental el apoyo que se ha dado a la agricultura en diversos países del mundo, donde se ha logrado una gran producción de este alimento”, detalla el directivo. 

Agrega que la existencia de nuevas posibilidades para estos productos procedentes del campo puede cambiar la situación a medio plazo, y aunque parecía imposible, se está valorando la producción agrícola como el mejor sistema para el aprovisionamiento de materias primas, tanto energéticas como de uso cotidiano, que no tengan implicaciones negativas para el medio ambiente. 

En este sentido, la Maestra Maribel Alemán, Profesora de la Maestría en Humanidades de la Universidad Anáhuac señala que el principio de los envases biodegradables es la creación de fibras hechas a base de productos naturales que originalmente pueden ser considerados como desperdicios. 

“Los envases que más expectativas están creando son los que se obtienen del almidón de cereal y, especialmente, del almidón de trigo. Las investigaciones han probado además que los envases biodegradables son tan, fuertes, resistentes e impermeables en su uso como sus homólogos hechos de poliestireno, por ejemplo”, refiere. 

La especialista añade que la gran variedad de almidones – tales como de trigo, papa, camote, remolacha o maíz – ofrece a los fabricantes de productos biodegradables alguna flexibilidad de adquisición, lo cual les brinda la posibilidad de asegurar que sus precios sean competitivos frente a los envases fabricados con plásticos tradicionales. 

Biopolímeros, envases y biotecnología 

Quizá el principal problema de una producción en masa de envases biodegradables a partir de biopolímeros es el costo que representa su transformación, así como la ineludible decisión de utilizar la materia prima para consumo humano o para producir estos (biopolímeros). 

En su Anuario Estadístico, la Asociación Mexicana de Envase y Embalaje señala que “si tiene en cuenta que gran parte del campo en los países desarrollados está despoblado y que hay una importante superficie disponible para incrementar la producción de especies vegetales interesantes, con la tecnología adecuada se podrían conseguir grandes producciones sin inversiones excesivamente elevadas”. 

El documento añade que el sector agrícola se encuentra en capacidad de ofrecer una amplia variedad de almidones diferentes (tales como de trigo, papa o maíz) lo que da a los fabricantes de productos biodegradables alguna flexibilidad de adquisición. Esa flexibilidad puede ayudarlos a asegurar que sus precios sean competitivos frente a los envases o artículos fabricados de plástico convencional. 

De acuerdo con la doctora Edith Ponce, del Departamento de Biotecnología de la Universidad Autónoma Metropolitana, en los últimos años se ha trabajado en el desarrollo de materiales de empaque que sustituyan a las películas plásticas, mediante el uso de biopolímeros procedentes de recursos renovables. “

Algunos materiales de empaque muy socorridos actualmente son el ácido poliláctico (PLA), el polihidroxialcanoato (PHA) y el polihidroxibutirato (PHB) obtenidos por fermentación microbiana con microorganismos silvestres o con microorganismos modificados genéticamente. En particular, el PLA se ha empleado en la fabricación de botellas y charolas a nivel industrial con numerosas aplicaciones para alimentos”, comenta la especialista. 

Al respecto, Roselia Medina, Profesora de la Universidad Nacional Autónoma de México señala que quizá el camino para obtener biopolímeros es la ingeniería genética. “

¿Por qué no utilizar plantas para producir plásticos biodegradables a partir de esta rama de la ciencia?, Las plantas no requieren instalaciones especiales y los costos de mantenimiento son mínimos. De hecho, actualmente en Estados Unidos se realizan investigaciones con el fin de producir plásticos en otras plantas como la papa, el frijol, el maíz y el betabel”, señala la especialista. 

La expansión de los biopolímeros, explica el Director General de la AMEE, está superando cuestiones tecnológicas que los empieza a convertir en una opción a tener en cuenta. Y es que las propiedades de barrera que están alcanzando estos materiales están asimilándose a los estándares de polímeros procedentes de fuentes como el petróleo. 

“Las principales utilidades en el ámbito alimentario están siendo para el envase de productos frescos como frutas y verduras; en forma de bandejas rígidas para productos de confitería, pastas frescas y ensaladas; botellas para agua mineral; bandejas de polímero sobre la base de almidón de maíz, solubles en agua, que se usan para bombones de chocolate y galletas, e incluso como films biodegradables sobre la base de almidón con microperforaciones para permitir la respiración de frutas y vegetales envasados. Incluso, y ya fuera del ámbito alimentario, también se usan para CDs y componentes electrónicos, o para dispositivos descartables de uso en medicina humana y diagnóstico”, puntualiza. 

Actualmente a nivel mundial, de acuerdo con datos de International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications más de 13 millones de agricultores en el mundo se dedican a la producción y comercialización de cultivos genéticamente modificados. 

Quizá la biotecnología sea el punto de partida para el desarrollo de biopolímeros con características cada vez más apropiadas para obtener materia prima para la transformación de empaques.

Poliácido láctico (PLA)

POLIÁCIDO LÁCTICO (PLA):

En esta entrada Mariano de Tecnología de los Plásticos 

hace un informe sobre uno de los polímeros más interesantes.

Polímeros biodegradables

Polimeros Degradables from guestd5c119

Material que interesa revisar para conocer más cosas sobre el tema.

Bacterias que producen plásticos biodegradables

Bacterias que producen plásticos biodegradables from Indira Rios.

Tiene muchos enlaces y es de mucha utilidad para iniciarse en el tema y conseguir más información sobre el mismo.

Plásticos biodegradables o bioplásticos

Fuente original: Por qué Biotecnología

Los plásticos en la vida cotidiana 

En la actualidad resultaría difícil prescindir de los plásticos, no solo por su utilidad sino también por la importancia económica que tienen estos materiales. Esto se refleja en los índices de crecimiento de esta industria que, desde principios del siglo pasado, supera a casi todas las demás actividades industriales y grupos de materiales. Los plásticos son baratos y parecen durar indefinidamente. Están presentes en los productos envasados, en el transporte, en los edificios, en el equipamiento deportivo y en la tecnología médica, entre otras áreas. 

Los plásticos son sustancias orgánicas que se obtienen mediante reacciones químicas entre diferentes materias primas de origen sintético o natural y que pueden ser moldeados o procesados en una gran variedad de formas, aplicando calor y presión. En la actualidad se producen más de 700 tipos de plásticos, entre ellos, poliestireno, nylon, poliuretano, policloruro de vinilo (PVC), baquelita, siliconas, resinas epoxi, y poliamidas. Se dice que son polímeros (del latín “poli = muchas” y “meros = partes”) porque están formados por largas cadenas de moléculas (monómeros) unidas entre sí que contienen en su estructura principalmente carbono e hidrógeno. Los polímeros pueden ser naturales o sintéticos. 

Se debe distinguir entre los plásticos naturales que son biodegradables, es decir que se descomponen en sustancias simples como dióxido de carbono y agua por la acción de los microorganismos descomponedores que se alimentan de ellos, y los meramente biodestructibles. Estos últimos están constituidos por polímeros sintéticos, derivados del petróleo que se procesan en refinerías, e incluyen mezclas de almidón. En este caso, lo único que se degrada en el medio ambiente es su componente de almidón pero el polímero sintético queda inalterable ya que los microorganismos no tienen las enzimas necesarias para degradarlos. 

El crecimiento en la producción y en el consumo de plásticos, sumado a su durabilidad, se ha convertido en un serio problema para el medio ambiente. El 99% del total de plásticos se produce a partir de combustibles fósiles provocando una excesiva presión sobre las ya limitadas fuentes de energía no renovables. Por otro lado, siendo los plásticos de este origen no biodegradables, se acumulan en el ambiente, permanecen inalterables por más de cien años y aumentan la acumulación de desechos. Esto aumenta no solo la acumulación de desechos, sino también la presión sobre las ya limitadas fuentes de energía no renovables. 

Plásticos Biodegradables  

En búsqueda de una solución a los problemas ambientales que originan los plásticos se han desarrollado plásticos biodegradables a partir de materias primas renovables, derivadas de plantas y bacterias. Estos productos no son sólo biodegradables, sino también compostables, lo cual significa que se descomponen biológicamente por la acción de microorganismos y acaban volviendo a la tierra en forma de productos simples que pueden ser reutilizados por los seres vivos, es decir que reingresan al ciclo de la materia. 

Plásticos a partir de polímeros naturales de plantas 

El almidón es un polímero natural. Se trata de un tipo de hidrato de carbono constituido por moléculas grandes que la planta sintetiza durante la fotosíntesis y le sirve como reserva de energía. Cereales, como el maíz y tubérculos, como la papa, contienen gran cantidad de almidón. 

El almidón puede ser procesado y convertido en plástico, pero como es soluble en agua se ablanda y deforma cuando entra en contacto con la humedad, limitando su uso para algunas aplicaciones. Esto puede ser solucionado modificando químicamente el almidón que se extrae del maíz, trigo o papa. En presencia de microorganismos el almidón es transformado en una molécula más pequeña (un monómero), el ácido láctico. Luego, el ácido láctico es tratado químicamente de manera de formar cadenas o polímeros, los que se unen entre sí para formar un polímero llamado PLA (poliláctido). El PLA puede ser usado para fabricar macetas que se plantan directamente en la tierra y se degradan con el tiempo, y pañales descartables. Se encuentra disponible en el mercado desde 1990 y algunas preparaciones han demostrado ser muy buenas en medicina, en particular, en implantes, suturas y cápsulas de remedios, debido a la capacidad del PLA de disolverse al cabo de un tiempo. 

Plásticos a partir de bacterias 

En respuesta a situaciones de estrés nutricional, muchas bacterias almacenan compuestos que utilizan como fuente de carbón y energía, y que se denominan Polihidroxialcanoatos (PHA). Estos son polímeros que pueden ser procesados en plásticos biodegradables. Una ventaja de esos polímeros es su rápida degradación en el ambiente al compararla con los plásticos sintéticos. Eso se debe a que muchos hongos y bacterias presentes en el ambiente (suelo, agua, aire) pueden utilizar esos polímeros como alimento. Además, estos bioplásticos presentan propiedades físicoquímicas similares a las de los polímeros utilizados comúnmente, ya que pueden ser moldeados, inyectados y laminados. 

Las bacterias pueden producir diferentes tipos de PHA, dependiendo del tipo y cantidad del sustrato (alimento) que se les proporcione. Ello es una gran ventaja, ya que permite a los científicos manipular la producción de PHA, dependiendo del uso que se le vaya a dar al plástico. Por ejemplo, se pueden producir plásticos rígidos o maleables, plásticos resistentes a temperaturas altas, ácidos o bases, plásticos cristalinos, impermeables al oxígeno, y hasta fibras plásticas para suturar heridas o tejidos internos. 

Una forma de obtener estos bioplásticos es a partir de células de Azotobacter, una bacteria muy común en los campos argentinos. Para su fabricación se utiliza como sustrato melaza de caña de azúcar, un residuo agroindustrial que resulta barato en relación con otras fuentes carbonadas. Las bacterias se alimentan de esta sustancia orgánica y crecen en fermentadores. Cuando disminuye la cantidad de nitrógeno en los tanques de fermentación (situación de estrés), comienzan a acumular plástico como reserva dentro de su célula, de un modo análogo a como los mamíferos almacenan grasas o los vegetales, como la papa, guarda almidón. A los pocos días de fermentación, producen el equivalente al 80% de su peso seco en plástico (o polímero). Luego, se centrifugan y se rompen para extraer el poliester. 

Plásticos a partir de plantas modificadas genéticamente (Biofactorías) 

En ocasiones los costos de producción de bioplásticos en bacterias son altos debido a que los ingredientes que requieren las bacterias para nutrirse y producir los polímeros son caros. Los costos se elevan aún más al incluir el gasto de las instalaciones y el equipo necesarios para mantener los cultivos bacterianos. Impulsados por la necesidad de conseguir nuevas fuentes renovables de materia prima para la producción de plástico, los científicos pusieron en marcha distintos proyectos de investigación en plantas. 

Fue así que se identificaron los genes de las bacterias que llevan la información para fabricar PHA y se los transfirió a distintas plantas mediante técnicas de ingeniería genética. Estas plantas producirían bioplásticos en grandes volúmenes, a partir de su propia fuente de nutrientes (como almidón y ácidos grasos), lo que reduciría significativamente los costos. 

Los primeros intentos para producir PHA en plantas se realizaron en Arabidopsis thaliana, planta modelo utilizada en estudios de genética vegetal. Se tomaron los genes de la bacteria Alcaligenes eutrophus que producen polihidroxibutirato (PHB), un polímero del tipo PHA y se insertaron en la A. Thaliana. La planta logró producir bioplástico, pero en muy bajas concentraciones. Posteriormente, los investigadores lograron aumentar 100 veces la concentración de PHB induciendo su producción en los plástidos. En este caso, se observó que la producción de bioplástico no afectó a las plantas en su crecimiento, ni en otras características o funciones (contenido de clorofila, presencia de flores, etcétera). 

Se realizaron otros ensayos en soja, canola, maíz, algodón, alfalfa y tabaco. Los resultados demuestran la posibilidad de producir PHA en plantas en volúmenes atractivos para la industria, sin requerir instalaciones especiales, y sin generar efectos nocivos en los vegetales. Se espera que en el futuro, una misma planta de colza pueda producir plástico, alimento y aceite. 

Desafortunadamente, la producción de bioplásticos, como el PHA y el PLA aún es más cara que la obtención de los plásticos convencionales y por eso no se ha generalizado su uso. Pero los bajos precios de los plásticos tradicionales no reflejan su verdadero costo si se considera el impacto que tienen sobre el medio ambiente.

Materiales para la cubierta de invernaderos: Nuevas formulas plásticas

Fuente: Infoagro.com

La luz desempeña un papel fundamental en el crecimiento y desarrollo vegetativo de las plantas ya que estas dependen de la energía que les suministra la radiación solar para la fotosíntesis. Independientemente, existen también diversos efectos lumínicos que controlan la estructura y desarrollo de la planta. Al evaluar y modificar la cantidad, calidad, dirección y duración de la luz se pueden optimizar y controlar los complejos procesos del desarrollo. 

Los nuevos desarrollos se encaminan hacia materiales que mejoran sus propiedades mecánicas y hacia una selectividad de la radiación UV tanto en cantidad como en calidad. 

Plásticos fotoselectivos. 

Los plásticos fotoselectivos modifican la cantidad y calidad de la radiación. En la zona del infrarrojo cercano (700 – 1000 nm) se induce un alargamiento en la planta. Estudios sobre la fotomorfogénesis han mostrado la gran influencia que ejerce la calidad espectral de la radiación sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas. La relación de los flujos de fotones rojo / rojo lejano (610 – 700 / 700 – 800 nm) actúa sobre un alargamiento de los tallos. En el rojo (610 – 700 nm) y azul (410 – 510 nm) es donde se concentra la mayor radiación aprovechada en fotosíntesis o radiación PAR. 

Así se han formulado plásticos que permiten seleccionar estas longitudes de onda del infrarrojo y por tanto adaptarlas a las necesidades lumínicas de la planta durante su desarrollo fenológico, fomentando así los niveles de producción. 

Filmes antivirus. 

Se ha constatado que los tomates cultivados bajo invernaderos cubiertos con láminas fotoselectivas absorbentes de radiaciones UV, se encuentran ampliamente protegidos contra las invasiones de la mosca blanca Bemisia tabaci y como consecuencia de ello contra el virus TYLCV (Tomato Yellow Leaf Curl Virus o "virus de la cuchara") del cual es vector esta mosca, estos cultivos se encuentran igualmente protegidos contra el minador de hojas Lyriomyza trifolii. 

El uso desmesurado de pesticidas en la protección de los cultivos ha provocado en las poblaciones de insectos la aparición de resistencias a estas sustancias químicas y por tanto, una reducción de su eficacia. El abuso de pesticidas contribuye también a la contaminación del medio ambiente y a la comercialización de productos contaminados. 

Esta evolución negativa hace que se desarrolle la lucha integrada, que tiene por objeto fundamental limitar el empleo de productos químicos e introducir métodos alternativos. Uno de esos métodos consiste en utilizar barreras físicas como las mallas antiinsectos o los filmes de acolchado reflexivos metalizados (repelentes de insectos). 

Una alternativa al control de enfermedades transmitidas por los insectos dentro del invernadero es el empleo de cubiertas de plástico fotoselectivas que bloquean ciertas longitudes de onda dentro del espectro UV (280- 390 nm).  

Filmes antibotrytis. 

La producción de esporas, viabilidad y crecimiento están condicionados por factores como la luz, humedad y temperatura. Si se rompe el ciclo de desarrollo se distorsiona su expansión. La radiación UV-b incide sobre la esporulación de Botrytis cinerea y otros hongos, de igual forma que la luz monocromática azul inhibe este proceso. 

Filmes fotodegradables. 

Se emplean fundamentalmente en acolchados, donde una vez concluida la vida del plástico se desintegra y basta con arar el terreno para que los restos desaparezcan. La dificultad para determinar el momento en que el plástico debe degradarse en campo es elevada y depende de la radiación acumulada, estructura del invernadero, tratamientos fitosanitarios. 

Plásticos multicapa. 

La coextrusión de varias películas pretende combinar distintas propiedades para mejorar las prestaciones del material plástico. En el mercado destacan los plásticos bicapa y tricapa. 

Los plásticos tricapa están formados por tres láminas, que les otorga cada una de ellas unas características determinadas: 

1. Capa externa. Resistencia a la degradación por UV, resistencia al rasgado, rigidez, transparencia y evitar la fijación de polvo. 
2. Capa intermedia. Efecto termoaislante, elasticidad y difusión de la luz. 
3. Capa interna. Efecto termoaislante y antigoteo. 

El PE y EVA son los materiales más utilizados en la coextrusión. Así la coextrusión de EVA entre dos capas de PE (llegando hasta un 28 % AV) limita la transmisividad al IR a valores inferiores al 10 % mejorando la transparencia a la transmisión solar y dando mayor resistencia al material resultante. 

Plásticos antigoteo.

Intentan aumentar la transmisividad y reducir el ataque de enfermedades. Como principales desventajas presentan una rápida pérdida de los aditivos y una importante acumulación de polvo por su carga electrostática. Están aditivados con elementos que modifican la tensión superficial, haciendo que la gota de agua en contacto con el material de cubierta tenga un ángulo más pequeño, tendiendo a ser plana. Esto hace que las gotas que se condensen en la cara interna del plástico tiendan a unirse unas a otras. 

Si la estructura y la pendiente de la cubierta permiten la eliminación de esa capa de agua, se evitará el goteo sobre los cultivos y por tanto el riesgo de enfermedades y quemaduras. En estructuras con poca pendiente y malla de alambre para sujetar el material de cubierta esta evacuación no es posible. La forma plana de las gotas aumentará la transmisividad al reducir las reflexiones de la luz. El problema de los aditivos antigoteo radica en su corta vida ya que son fácilmente degradables por la radiación solar, pero actualmente se trabaja en nuevas formulaciones donde los aditivos antigoteo permanezcan durante toda la vida útil del plástico. 

Filmes biodegradables. 

Existen estudios para caracterizar y aislar determinadas bacterias que degraden el polietileno. Para ello se investiga la formulación de plásticos formados por pequeñas partículas con gran área superficial y bajo peso molecular que permita la degradación por parte de los microorganismos.