Crean películas de polietileno que se biodegradan en composta
CIUDAD DE MÉXICO, 9 de julio de 2016.- Un equipo multidisciplinario de científicos de la UNAM desarrolló películas de polietileno que se biodegradan, bajo condiciones de compostaje, hasta en 74 por ciento, a diferencia de los plásticos oxodegradables, que sólo se fragmentan y que se utilizan para la fabricación de bolsas distribuidas principalmente en tiendas de autoservicio, minisúper, pequeños comercios y tianguis.
De acuerdo a un comunicado de prensa, el nuevo material, en proceso de patente, tiene un precio similar a los convencionales y propiedades mecánicas, químicas y reológicas parecidas, como la resistencia medida en términos de la elongación a la ruptura, entre otras, informó María Teresa Orta Ledesma, investigadora del Instituto de Ingeniería (II).
El problema de la contaminación por plásticos en general, y de bolsas, en particular, es que no logran incorporarse al ambiente. Por esa razón los vemos diseminados en todos lados, incluso en los océanos, y en ambos hemisferios, donde debido a las corrientes marinas se han formado enormes islas de desechos denominadas garbage patch, y que se calcula abarcan en total casi 16 millones de kilómetros cuadrados.
La científica aclaró que las bolsas oxodegradables y biodegradables no son iguales; las primeras poseen características mecánicas, físicas y químicas que facilitan su fragmentación en pequeñas partículas, pero eso no implica que se reintegren al ambiente. Las segundas, por el contrario, se degradan por la acción de microorganismos.
Este último es el caso de las películas desarrolladas por el equipo universitario, en el que también participan Octavio Manero y Mirna Estrada, del Instituto de Investigaciones en Materiales de esta casa de estudios, así como los académicos Jesús Gerardo Saucedo y Alethia Vázquez, de la Universidad Autónoma Metropolitana, quienes notaron resultados positivos a partir del día 45 del proceso de compostaje.
“Invasión” plástica
En nuestro país se utilizan 20 millones de bolsas cada día. De los 135 millones de toneladas de residuos que se generan al año en México, 107 mil 513 toneladas son bolsas de plástico y sólo se recicla el uno por ciento, lo que genera un severo problema ambiental.
En 2011 en México se produjeron 5.3 millones de toneladas de plásticos, que representaron el dos por ciento de la producción total mundial de ese año. En 2015, la Asociación Nacional de Industrias del Plástico (ANIPAC) estimó un aumento a 5.5 millones.
La producción nacional de envases destinados principalmente a la industria alimentaria fue de películas plásticas. Se comercializan, sobre todo, polietilenos de alta y baja densidad. Durante 2011 su elaboración fue del 35 por ciento del total de plásticos.
Orta Ledesma señaló que en el mercado hace falta un producto con una biodegradación real, porque estamos invadidos de bolsas (hechas de películas de baja densidad o delgadas) de polietileno.
Con el nuevo material, los resultados son alentadores. “Quisiéramos tener 99 por ciento de biodegradación, pero hasta ahora eso no es posible por la formulación de los plásticos. No obstante, sí logramos un gran avance”, aseguró.
Las bolsas tienen cadenas químicas grandes, muy complicadas de romper para las bacterias y otros microorganismos presentes, por eso es necesario añadir aditivos a los polímeros, que contribuyen a disminuir su peso molecular (de 100 mil o 500 mil, a seis mil). También contribuye el intemperismo –radiación solar, lluvia, viento–, al que debe ser expuesto el material para quedar listo y ser “procesado” por los microorganismos presentes en la composta.
Proceso de degradación
La científica explicó que el aditivo de la formulación patentada es el estearato de manganeso. De manera convencional también se utiliza el estearato de cobalto, “pero este último es un metal que afecta al ambiente”.
La clave de este desarrollo, refirió, se encuentra no sólo en la formulación, sino en las condiciones de gestión. Si el material no está primero en la intemperie (para que se fragmente) y luego pasa a la composta, no se biodegradará ni en el tiempo ni en el porcentaje esperados. “Si lo mando al relleno sanitario, junto con la basura, ahí puede permanecer por años”.
El tiempo de elaboración de la composta es de alrededor de tres meses. Cada semana requiere aire, ya sea de forma manual o mediante una bomba, porque al contener oxígeno permite que se active el mecanismo de los microorganismos, sobre todo bacterias y hongos, encargados de la biodegradación. En ese tiempo cambia el pH y se alcanzan temperaturas de hasta 50 grados centígrados. Todo eso en conjunto hace que el plástico se biodegrade, explicó.
De manera adicional, Orta Ledesma y sus colaboradores están en busca de aditivos más amigables con el ambiente, porque aunque no tiene los efectos tóxicos del cobalto, el manganeso también es un metal. “Estudiamos la benzoína y el estearato de calcio, a ver si logramos obtener una nueva formulación que dé mejores resultados”.
Además, ya se analiza la obtención de otro material biodegradable en suelo, pues el plástico tiene multitud de usos agrícolas (para ayudar a madurar a los frutos, para protegerlos de plagas, o hacer techos), y después de su utilización queda tirado en el campo.
La importancia de la investigación ha derivado en diversos productos científicos, entre los que destaca el artículo: “Degradation and biodegradation of polyethylene with pro-oxidant additives under compost conditions establishing relationships between physicochemical and rheological parameters”, publicado en Journal of Applied and Polymer Science, revista científica con alto factor de impacto.
Además, otros cuatro artículos presentados en congresos internacionales como el VI Congreso Interamericano de Residuos Sólidos en 2015: “Biodisponibilidad de metales pesados en composta de residuos sólidos urbanos”, “Evaluación comparativa de pruebas de toxicidad de películas de polietileno presentes en composta de RSU y composta de poda” y “Efecto de los aditivos pro-oxidantes presentes en películas de polietileno sobre la comunidad microbiana de composta”.
Y el 35 Congreso Interamericano AIDIS: “¿Podemos disminuir la permanencia de bolsas plásticas en el ambiente modificando su formulación?”.
La investigación ha sido financiada por el gobierno de la Ciudad de México, la Dirección General de Asuntos del Personal Académico de la UNAM y el Instituto de Ingeniería. También se han generado tres tesis de maestría y una de doctorado.
