Científicos han creado plásticos biodegradables a partir de la espirulina, un alga verdiazul que ya se utiliza en cosméticos y alimentos.
La espirulina es una buena opción para los bioplásticos porque es neutra en carbono y puede cultivarse a gran escala.
Las propiedades mecánicas de los plásticos de espirulina son similares a las de los plásticos de un solo uso derivados del petróleo.
Sin embargo, se necesita más investigación para desarrollar plásticos de espirulina a escala comercial.
Los plásticos están en todas partes. Se utilizan para fabricar envases de alimentos, bolsas, botellas de agua y para muchas otras aplicaciones habituales. Al degradarse, sus diminutas partículas, conocidas como microplásticos, terminan en el océano, en las cumbres más altas de las montañas, en nuestros pulmones y en nuestra sangre.
El problema de los plásticos es que permanecen en el medio ambiente durante años, lo que supone riesgos para las personas, los animales y el medio ambiente. Pero ¿y si existiera un tipo diferente de plástico que se biodegradara en el compostador de nuestro jardín casi con la misma rapidez que una cáscara de plátano?
Un grupo de investigadores dirigido por científicos de la Universidad de Washington ha desarrollado nuevos bioplásticos que se biodegradan de forma natural y relativamente rápida (a diferencia de los plásticos tradicionales, que no se biodegradan, o de otros tipos de bioplásticos, que deben procesarse en instalaciones comerciales para biodegradarse), y están hechos con las células de la cianobacteria verdiazul conocida como espirulina.
“Nos motivó crear bioplásticos que sean tanto de origen biológico como biodegradables biodegradables en nuestros jardines, y que, al mismo tiempo, sean procesables, escalables y reciclables”, afirmó el autor principal del estudio Eleftheria Roumeli, profesora adjunta de ciencia e ingeniería de materiales de la UW, en un comunicado de prensa de la Universidad de Washington. “Los bioplásticos que hemos desarrollado, utilizando únicamente espirulina, no solo presentan un perfil de degradación similar al de los residuos orgánicos, sino que, de media, son diez veces más resistentes y rígidos que los bioplásticos de espirulina descritos anteriormente. Estas propiedades abren nuevas posibilidades para la aplicación práctica de plásticos a base de espirulina en diversos sectores, como los envases desechables para alimentos o los plásticos domésticos, como botellas o bandejas.”
Para el estudio, los investigadores dieron forma a polvo de espirulina en multitud de formas mediante calor y presión, de la misma manera en que se procesan y fabrican los plásticos convencionales. Las propiedades mecánicas de los plásticos de espirulina son similares a las de los plásticos de un solo uso derivados del petróleo.
El estudio, titulado “Fabricating Strong and Stiff Bioplastics from Whole Spirulina Cells”, se publicó en la revista Advanced Functional Materials.
Los científicos eligieron la espirulina para sus bioplásticos porque ya se utiliza en cosméticos y alimentos y puede cultivarse a gran escala. Al crecer, las células de espirulina también secuestran dióxido de carbono, lo que significa que, como materia prima para plásticos, la espirulina no solo es neutra en carbono, sino que tiene el potencial de ser negativa en carbono.
“La espirulina también posee propiedades ignífugas singulares”, afirmó Hareesh Iyer, autor principal del estudio y doctorando en ciencia e ingeniería de materiales de la UW, en el comunicado de prensa. “Cuando se expone al fuego, se autoextingue de inmediato, a diferencia de muchos plásticos tradicionales, que arden o se funden. Esta característica ignífuga hace que los plásticos a base de espirulina sean ventajosos para aplicaciones en las que los plásticos tradicionales podrían no ser adecuados debido a su inflamabilidad. Un ejemplo podrían ser los racks de plástico en los centros de datos, ya que los sistemas que se utilizan para mantener frescos los servidores pueden alcanzar temperaturas muy elevadas.”
Dado que el equipo de investigación utilizó un enfoque de procesamiento similar al de los plásticos tradicionales para sus bioplásticos, la fabricación a gran escala de los materiales a base de espirulina sería más sencilla.
“Esto significa que no tendríamos que rediseñar desde cero las líneas de fabricación si quisiéramos utilizar nuestros materiales a escala industrial”, afirmó Roumeli. “Hemos eliminado una de las barreras habituales entre el laboratorio y el escalado para satisfacer la demanda industrial. Por ejemplo, muchos bioplásticos se fabrican a partir de moléculas extraídas de la biomasa, como las algas marinas, y se mezclan con modificadores de rendimiento antes de moldearse en películas. Este proceso exige que los materiales estén en forma de solución antes del moldeado, y eso no es escalable.”
Ya se habían fabricado bioplásticos a partir de espirulina, pero los bioplásticos que desarrolló el equipo de investigación liderado por la UW son más rígidos y resistentes. Además, son reciclables. Los investigadores modificaron condiciones de procesamiento como el tiempo, la presión y la temperatura para mejorar la unión y la microestructura de los bioplásticos, estudiando su rigidez, tenacidad y resistencia en el proceso.
Los plásticos aún deben superar algunos obstáculos antes de estar listos para su uso industrial, como su sensibilidad al agua y su cierta fragilidad.
“No querrías que estos materiales se mojaran con la lluvia”, afirmó Iyer en el comunicado de prensa.
Los investigadores siguen examinando los principios fundamentales de los bioplásticos y esperan crear una variedad de bioplásticos para distintos usos, similares a los plásticos derivados del petróleo.
“La biodegradación no es nuestro escenario preferido para el final de la vida útil”, afirmó Roumeli. “Nuestros bioplásticos de espirulina son reciclables mediante reciclaje mecánico, que es muy accesible. Sin embargo, la gente no suele reciclar los plásticos, así que es un valor añadido que nuestros bioplásticos se degraden rápidamente en el medio ambiente.”
