Bioplásticos en artes gráficas, ¿una futura realidad?

Aunque existen plásticos basados en materias primas renovables, la realidad es que tampoco éstos son biodegradables, con lo que se siguen generando discusiones sobre su nivel de impacto ambiental (a pesar de su obtención mediante recursos renovables). Sin embargo, los bioplásticos sí que son renovables.

En ese sentido, se están produciendo interesantes avances al respecto, y algunos estudios indican que su tasa de uso se incrementará en 15% en los próximos años, debido entre otras cosas a que se prevé que lograrán acercarse bastante a las propiedades de los plásticos convencionales, por ejemplo en brillo, transparencia, impresión o efecto barrera, lo cuál puede ser muy útil en el sector de las artes gráficas. ¿Vamos a ello?

1. Qué es un Bioplástico

Los bioplásticos son todos aquellos polímeros o plásticos considerados en mayor o menor grado:

1. biogénicos (de origen renovable).
2. biodegradables, en lo que se refiere a su funcionalidad.
3. biocompatibles, en lo que se refiere a la compatibilidad orgánica.

Degradable, biodegradable y compostable

Y no, no es lo mismo degradar un plástico que biodegradarlo, porque en la degradación aunque se rompa la mayoría del plástico, no se elimina en su totalidad. En los materiales biodegradables por contra, se degradan por metabolismo pudiendo romper las cadenas de carbono y creando nuevos elementos orgánicos. Y si los plásticos biodegradables son capaces de degradarse en bajo unas circunstancias determinadas, podremos decir que son compostables.

2. Tipos de bioplásticos

En cuanto a los tipos, nos basaremos en la clasificación que hace la European Bioplastic 2013.

Y en un estudio específico sobre el mercado de los bioplásticos hecho en 2007 por la fundación Leia para el Observatorio Químico del MITYC a propuesta de FEDIT (os lo dejo abajo en fuentes consultadas).

En ambos se analizan las tipologías en base a la procedencia, nivel de degradabilidad, naturaleza y posterior tratamiento.

2.1 Bioplásticos de origen natural

Los bioplásticos mayoritariamente son naturales, y la mayor parte provienen de origen vegetal aunque algunos tienen su razón de ser en microorganismos. Sus principales usos se dan en envase, embalaje y menaje del hogar.

Pueden sustituir total o parcialmente a la mayoría de los plásticos tradicionales, si bien resulta demasiado costoso.

Bioplásticos basados en almidón (Starch Based)

Plásticos biodegradables y de origen vegetal. Ofrecen las siguientes propiedades:

• Barrera a olores y gases.
• Resistencia a materiales grasos.
• Buenas opciones de sellado.
• Hidrosolubilidad. (Tienen por tanto mala resistencia al agua y no sirven como barrera de agua)
• Más densidad que el Poliestireno.

Bioplásticos con base celulosa

Al igual que los que tienen la base en almidón, son biodegradables y de origen vegetal. Aparte de los usos convencionales de los bioplásticos de origen natural, también se utilizan para el etiquetado y los tapones. Ofrecen las siguientes propiedades:

• Buena resistencia al agua (aporta también barrera al vapor)
• Resistencias mecánicas como la tensión y el impacto
• Termosellable
• Laminable
• Buena imprimibilidad.
• Rigidez (no son muy flexibles)

Bioplásticos con base ácido poliláctico (PLA)

Los PLA son plásticos biodegradables de origen vegetal, y sintetizados en laboratorio, que provienen del ácido láctico. En cuanto a sus propiedades:

• Buen nivel de resistencia a grasas.
• Propiedad barrera en gases y aromas.
• Niveles de resistencia mecánicas en niveles intermedios entre los PS y PET
• Alta transparencia y brillo
• Alta rigidez aunque puede aumentar su flexibilidad con uso de vitaminas y nanocompuestos
• Fragilidad
• Bajas resistencias térmicas (lo que los hace idóneos para la impresión 3D en FDM que funde a bajas temperaturas) y a rayos UV

Pohidroxialcanoatos (PHAs / PHB / PHV)

Son polímeros compuestos procedentes de la fermentación de materias primas vegetales con ciertas bacterias. microbios que pueden alterarse variando la alimentación de estos organismos, también se usan en tapones y bolsas. Las principales ventajas son:

• Buena resistencia a grasas y aceites.
• Estables ante los rayos UV.
• Propiedades barreras similares al PET.
• Propiedades mecánicas similares al PP y que pueden mejorar con adición de plastificantes y siendo un PHV)
• Buena barrera a la luz, vapor agua, a la pérdida de aromas y sabores.
• Costoso de producir.
• Baja viscosidad.
• Baja resistencia térmica.

Estas propiedades les permiten usos en la construcción de piezas (de coche, de menaje etc.), en productos aislantes (sustitución del film transparente de cocina etc.)

2.2 Bioplásticos de origen sintético

Al contrario que los bioplásticos naturales, estos no provienen de orígenes naturales (vegetales o animales) sino sintéticos, que bien pueden basarse en recursos no renovables (combustibles fósiles) o renovables (almidón, maíz, frutas). Todos son biodegradables.

Algunos ejemplos son el policaprolactona (PCL), el polibutileno succinato (PBS), o el polibutileno adipato/tereftalato PBAT. En general tendrán peores propiedades mecánicas que los plásticos tradicionales, siendo además muy hidrolizables (reduciendo en mucho sus posibilidades de aplicaciones, ya que son muy sensibles al contacto con el agua, en cualquiera de sus estados.

Pueden sustituir total o parcialmente a los plásticos tradicionales: PET, PRT, PLA, PE

Polibutileno de teraftalato adipato (PBAT)

Es un tipo de bioplástico sintético basado en recurso no renovable compuesto de poliéster con adipato que se usa sobretodo en envase y embalaje. Sus principales características son:

• Bajas propiedades barrera al H20.
• Buena resistencia térmica.
• Niveles de transparencia y flexibilidad similares al LDPE (Polietileno de baja densidad)
• Baja resistencia a disolventes y aceites

Policaprolactona (PCL)

Es un polímero compuesto de la mezcla de almidón con poliésteres alifáticos sintéticos. Se usa sobre todo para fabricar láminas y películas de alta calidad para embalaje.

• Punto de fusión muy bajo (unos 60º) – ideal para hacer films
• Gran capacidad para hidrolizarse
• Buena resistencia a disolventes y aceites
• Menos biodegradable a mayor cantidad de polímero

Polibutileno succinato (PBS)

Es un tipo de bioplástico alifático sintetizado con biotecnología con propiedades similares al PET. Esto implica que prácticamente mantenga las propiedades de su homólogo tradicional

• Magníficas propiedades mecánicas (resistencias térmicas y a impactos)
• Baja permeabilidad
• Transparencia

Y por tanto sus usos pueden ser similares: botellas con gas, packaging, bandejas móviles, expositores, envases al vacío o láminas rígidas.

¿Es el momento de usar bioplásticos en lugar de plásticos tradicionales?

Aunque los bioplásticos representan importantes ventajas respecto a los plásticos convencionales, ya sea en la reducción de los residuos no biodegradables, como en su reciclabilidad/compostabilidad y en aspectos medioambientales, y a pesar de que pueden sustituir como hemos visto a plásticos tan usados como los PET, la realidad es que falta todavía para que podamos considerarlos una alternativa al gran consumo porque el coste de obtención de los materiales para su fabricación es ostensiblemente más caro, y porque el sistema industrial tiene que cambiar toda su estructura para incorporar a los bioplásticos en sus procesos.

No obstante, y según las previsiones de European Bioplastic Institute, la capacidad de producción mundial de bioplásticos pasará de unos 2,05 millones de toneladas (datos de 2017) a unos 2,44 millones de toneladas en 2022.

En ese mismo estudio, se ve cómo actualmente es en el packaging (rígido y flexible) donde se usan la gran mayoría de los bioplásticos fabricados en el mundo (algo importante para la industria de las artes gráficas, y en particular para la flexografía y la impresión digital, los mejores sistemas de impresión para soportes no papeleros), siendo el segundo gran mercado el de los bienes de consumo.

Probablemente, cuando la industria y esta nueva tecnología se asienten, si podremos hablar de sustituir a los plásticos con los que llevamos conviviendo más de 100 años. ¿Qué opináis?

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Algunas fuentes consultadas

• Estudio específico sobre el mercado de los bioplásticos 2017 – Observatorio Químico del MITYC a propuesta de FEDIT.
• Current situation and trends of the bio-based industries in Europe with a focus on bio-based materials (Junio 2017) – Biobased | Nova Institute.
• Diferencia entre degradable, biodegradable y compostable – Packsys.
• Proyecto de Análisis de Bioplásticos – Ecoembes.