Termodinamica

Los biopolímeros, el plástico del futuro

Según Aimplas, en España se consumen 5 millones de toneladas de plástico anuales, de las que solo se consiguen reciclar 700.000 toneladas, el resto va al vertedero. La solución: los plásticos biodegradables.

Pascual Bolufer, Instituto Químico de Sarriá

Comencemos por el problema: se trata de convertir el polímero en CO2, agua y algo de biomasa. Se entiende como biodegradable la característica de algunas substancias químicas de poder ser utilizadas como sustrato por los microorganismos (bacterias, hongos y algas), que las emplean para producir energía y crear otras moléculas, como aminoácidos, nuevos tejidos y nuevos organismos.

ISO (International Standard Organization) define los plásticos biodegradables como polímeros que se degradan por la acción de microbios.

Puede emplearse la biodegradación en la eliminación de ciertos contaminantes: desechos orgánicos urbanos, plásticos flexibles y semirígidos, papel, hidrocarburos, etc. Pero en vertederos, que contienen metales pesados, o un pH extremo, el plástico no se degradará. En estos casos se requiere un tratamiento previo, que deje el vertido en unas condiciones aceptables para las bacterias, las cuales realizarán su función a una velocidad aceptable.

El envejecimiento y la degradación puede hacerse por vía aerobia o anaerobia.

La acción combinada de la radiación ultravioleta (fotodegradables), el calor y el oxígeno atmosférico, destruye los lazos químicos de los biopolímeros. Son procesos lentos. El polímero acaba por fragmentarse en cadenas de menor tamaño.

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La destrucción de materias comunes requiere plazos de tiempo muy diferentes: mientras una cáscara de plátano necesita 2-10 días (según la estación del año), un envase de leche (Tetra Pack) requiere 5 años y una botella de vidrio dura 4.000 años. Aunque la bolsa de plástico desaparece a los 10-20 años, el suelo y el subsuelo conservan los trazos de esta degradación durante varios decenios.

¿Cómo reaccionan ante el calor? Mal. Los enlaces intra e intermoleculares, que aseguran la cohesión del bioplástico, se rompen fácilmente cuando la temperatura aumenta. En el plástico amorfo, a baja temperatura, las cadenas se desplazan poco, están entrelazadas, y las fuerzas intermoleculares participan en dar cohesión al sistema. Por encima de una temperatura llamada de transición vítrea, las cadenas se desplazan más libremente porque las fuerzas intermoleculares han desaparecido. A causa de esto, se obtiene un plástico blando que aumenta su fluidez a medida que sube la temperatura. De hecho, el material se comporta como un plato de espaguetis: en caliente se deslizan unos sobre los otros, pero en frío están entrelazados, como una bola de lana.

La temperatura de transición vítrea

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