El método de eliminación importa: la verdad detrás de los plásticos biodegradables

Artículo escrito por Mary Davis marzo 13, 2019. Artículo traducido por Maria Loza

Artículo científico original: Tanja Narancic, Steven Verstichel, Srinivasa Reddy Chaganti, Laura Morales-Gamez, Shane T. Kenny, Bruno De Wilde, Ramesh Babu Padamati, and Kevin E. O’Connor. (2018) Biodegradable plastic blends create new possibilities for end-of-life management of plastics but they are not a panacea for plastic pollution. Environmental Science & Technology 52: (18) 10441-10452. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.8b02963

¿Cuál es el problema con los plásticos?

Los plásticos tienen muchas ventajas sobre otros materiales debido a la gran capacidad de transformación, asequibilidad (o rentabilidad) y otras propiedades. Estas ventajas permiten su uso generalizado en innumerables aplicaciones. Desafortunadamente, los plásticos suelen tener un efecto secundario importante: muchos no se descomponen en el medio ambiente, lo que contribuye a la gran acumulación de residuos plásticos en todo el mundo. ¡Esta acumulación es lo suficientemente grande que está creando grandes islas de plástico en nuestros océanos!

¿Por qué los plásticos permanecen tanto tiempo en el medio ambiente? Todos los plásticos están hechos de moléculas largas llamadas polímeros, y estos tipos de polímeros son en gran parte los que dan a los plásticos sus propiedades únicas (como la de larga durabilidad en el ambiente) y también determinan sus aplicaciones. Los plásticos tradicionales están hechos de polímeros que fueron diseñados por sus propiedades de utilización (como resistencia, durabilidad, resistencia al agua, etc), en lugar de ser diseñados por sus propiedades de uso final (es decir, cómo se comportan/desintegran después de ser desechados). La mayoría de los plásticos tradicionales son muy difíciles de descomponer para los microbios (quienes son grandes descomponedores de diferentes materiales). Por lo tanto, para ayudar a solucionar el problema de la acumulación de residuos plásticos, se debe poner un enfoque importante al diseño de nuevos plásticos.

Basura plástica en la playa, toma mucho tiempo para descomponerse en el medio ambiente. Fuente: pixabay
¿Cómo pueden ayudar los plásticos biodegradables?

Una posible solución a este problema es diseñar plásticos hechos de polímeros biodegradables, que los microbios puedan descomponer. Muchos plásticos biodegradables ya se usan comercialmente en algunos artículos de un solo uso, como envases, vasos, popotes (o pajillas) y contenedores de plástico. Algunos plásticos biodegradables, como el almidón termoplástico (TPS, por sus siglas en inglés) que se deriva de plantas con almidón, como el maíz y las papa, y el ácido poliláctico (PLA, por sus siglas en inglés), ambos son de origen biológico. Los plásticos biodegradables también pueden fabricarse a partir de fuentes petroquímicas tradicionales (como de los combustibles fósiles). Por ejemplo, recientemente se descubrió que existe una bacteria que puede descomponer el PET, un tipo de plástico muy usado en envases de bebidas. Sin embargo, esta bacteria no es común, por lo que el reciclaje sigue siendo la mejor opción para deshacernos del PET.

(Izquierda) Un vaso de plástico biodegradable hecho de PLA. Fuente: goodstartingpackaging.com. (Derecha) Artículos de plástico biodegradables. Fuente: Wikipedia.org

Un gran desafío en el diseño de plásticos biodegradables es hacer que sus propiedades de utilización sean tan buenas como las de los plásticos tradicionales. Una estrategia es mezclar diferentes tipos de polímeros para obtener una combinación de propiedades adecuadas o deseadas en el plástico final. Por ejemplo, el PLA es un plástico quebradizo, pero puede mezclarse con polímeros/plásticos más blandos para aumentar su flexibilidad y ser utilizado en aplicaciones de empaque o envases.

¿Son los plásticos biodegradables una solución simple al problema de la contaminación del plástico? ¿Cómo se descomponen los plásticos biodegradables en el medio ambiente? ¿Cómo se deben desechar?

Un grupo de científicos abordó estas preguntas en su reciente estudio, publicado en la revista científica Environmental Science & Technology (Ciencias ambientales y tecnología).

¡Los métodos de eliminación o desecho de los plásticos importan mucho!

En su trabajo de investigación, Tanja Narancic y sus colegas, utilizaron plásticos hechos de polímeros y mezclas biodegradables, con propiedades adecuadas para su uso en envases. Para probar cómo la forma de desecharlos en la basura afecta la descomposición de estos plásticos, los investigadores estudiaron condiciones donde los plásticos fueron desechados en ambientes controlados y en ambientes no controlados. Es importante tener en cuenta que los plásticos biodegradables se descomponen en dióxido de carbono y metano en gran medida, que son los principales gases del efecto invernadero que causan el calentamiento del planeta. Reducir la emisión de estos gases de efecto invernadero, es un factor importante para determinar cómo debe ser la eliminación adecuada de los plásticos biodegradables.

En los experimentos, los ambientes controlados representan escenarios de eliminación adecuados: compostaje industrial, degradación por la digestión de microrganismos anaerobios (sin oxígeno) y compostaje doméstico. El compostaje reduce las emisiones de metano y devuelve el carbono orgánico al suelo. Las condiciones de compostaje industrial son diferentes, principalmente de las condiciones de compostaje doméstico y se basan en la temperatura (el compostaje industrial se hace a 50 ° C aproximadamente, mientras que el compostaje doméstico en el hogar se lleva acabo a ~ 28 ° C). La degradación de plásticos por la digestión de microorganismos anaerobios produce más metano, pero éste se recolecta para usarlo como combustible alternativo. ¿Por qué no se menciona el reciclaje aquí? Los plásticos biodegradables (excepto el PET) NO deben reciclarse, por que el proceso es contaminante y dan como resultado productos reciclados de baja calidad.

En el estudio de investigación, los ambientes no controlados representan los ecosistemas donde la basura plástica podría terminar, tales como: en aguas marinas, aguas dulces, degradación por digestión anaeróbica acuática (plantas de tratamiento de agua) y suelos. Los rellenos sanitarios a menudo están expuestos y por tanto son anaeróbicos, y es probable que los plásticos biodegradables se descompongan lentamente en dióxido de carbono y metano. Actualmente, el control de la emisión de gases que contribuyen al efecto invernadero es un desafío permanente.

La siguiente figura muestra si los diferentes plásticos cumplen con los estándares requeridos para la biodegradación en cada ambiente estudiado.

Resultados de los estudios de biodegradación de plásticos biodegradables en diferentes entornos. Controlados (managed environments): compostaje industrial (industrial composting), degradación por digestión anaerobios (anaerobic digestion) y compostaje doméstico (home composting). Ambientes no controlados (unmanaged environments): marino (marine), aguas dulces (fresh water), digestión aeróbica acuática (aerobic aq. digestion), suelo (soil). El color verde indica que el plástico cumple con los estándares requeridos para la biodegradación (Pass) y el rojo, que no cumple con los estándares. Figura reimpresa (adaptada) con permiso de Narancic et al. (2018) Copyright 2018 American Chemical Society.

¿Cuál es el secreto para una biodegradación exitosa? ¡El oxígeno, los microbios adecuados y un poco de calor! Todos los plásticos investigados se degradaron con el compostaje industrial, que a menudo se usa para definir a un plástico como biodegradable. Sin embargo, muchos no pasaron la prueba de compostaje doméstico. Por ejemplo, PLA, necesita de temperaturas altas para descomponerse. Interesantemente, los investigadores encontraron que una mezcla de PLA con otro plástico biodegradable, como el PCL que es un polímero que se descompone bien en las condiciones de compostaje doméstico y es un plástico más flexible, lo cual mejora sus propiedades de utilización y de vida final. El compostaje doméstico puede ser tan simple como tirar los plásticos biodegradables en el contenedor de compostaje de su jardín o casa junto con los desperdicios de comida. Sin embargo, el compostaje industrial no está disponible en la mayoría de las comunidades. Así que la mezcla de plásticos podría ayudar a que la eliminación adecuada sea mucho más accesible para los consumidores.

La biodegradación fue muy limitada en entornos no controlados, solo dos plásticos pasaron los estándares de degradación en agua marina y dulce (ecosistemas donde encontramos mucha acumulación de plástico). Además, en los casos donde ocurre la biodegradación, se liberan a la atmósfera dióxido de carbono y subproductos de metano … lo cual no es un buen resultado.

¿Qué significa esto para nosotros?

Un vaso de plástico biodegradable puede ser tan malo como uno tradicional si no lo desecha correctamente. Muchos plásticos biodegradables necesitan compostaje a escala industrial para degradarse adecuadamente, y muy pocos se descomponen en el compostaje doméstico o en entornos no controlados. Además, ¡no deben ser reciclados! Existe el temor de que un producto de plástico etiquetado como biodegradable, pueda generar más basura o desechos no controlados porque este concepto no se comprende bien. ¡La próxima vez que compres plástico biodegradable, debes leer las etiquetas cuidadosamente! Algunos productos se pueden descomponer en el compostaje doméstico, pero otros no. Para ver ejemplos de qué etiquetas buscar, puedes consultar más información aquí.

En su estado actual, los plásticos biodegradables no son una panacea. El diseño y la mezcla de polímeros biodegradables podrían en algún momento dar como resultado que todos los envases y los desechos de plástico de un solo uso se puedan descomponer en un contenedor de composta en el hogar o en entornos no controlados, como los océanos, pero esta área aún no está disponible. En la actualidad, la mejor solución para reducir la velocidad de la acumulación de plásticos en el medio ambiente sigue siendo la reducción del consumo y la eliminación adecuada de los desechos. ¡Reduce y reutiliza todos los plásticos, recicla los plásticos tradicionales y produce tu propia composta en casa con plásticos biodegradables tanto como puedas!

Revisión de redacción: Armando Loza Escutia.

 

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Maria Loza

Maria Loza

Maria is passionate about integrating science and policy to contribute to evidence-informed decision making to help providing solutions to social issues in the health sector. She earned a Ph.D. in Genetics and Microbiology (2013) from the Paris Descartes University - Pasteur Institute in Paris, France. She continued as a postdoctoral researcher at Canadian Blood Services (2015-2018) in Ottawa. Her research focused on the study of molecules that help pathogenic bacteria to adapt to environments that represent a health risk. She is a Registered Microbiologist by the Canadian College of Microbiologist. Currently she works at a federal government agency in Canada, providing advice and operational support in the development and delivery of research funding programs to foster discoveries and innovations that positively impact the health sector. Maria enjoys communicating science, watching sunsets from any spot in the world and currently she aspires to become a conservation photographer.

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