Nuevos desarrollos en bioplásticos

Anualmente, Tecnología del Plástico ofrece a sus lectores un estudio sobre el avance de los llamados “bioplásticos”, es decir, los plásticos que provienen de fuentes renovables y/o que son biodegradables. He podido acompañar las investigaciones de la revista desde hace ya varios años y durante mi carrera he tenido el privilegio de observar la evolución que han tenido este tipo de materiales, y de conocer de primera mano la experiencia de investigadores y fabricantes en varios países del mundo.

En este momento creo que lo más destacable de la industria de bioplásticos es la versatilidad de los campos de aplicación que gozan. Si bien en un principio se acariciaba la posiblidad de poder cerrar el ciclo de producción de plásticos, retornándolos a ser parte de la naturaleza como productos degradables, dióxido de carbono y agua, hoy en día los bioplásticos cuentan con otro impulso, que es el de reemplazar uno a uno en funcionalidad a los plásticos convencionales, pero gozando de la enorme ventaja de provenir de fuentes renovables y no tener dependencia del petróleo.

Cerrar el ciclo no será posible mientras no existan alternativas reales de separación de los bioplásticos, que los alejen del ciclo de reciclaje convencional. Tampoco será posible si no se cuenta con unidades de compostaje que proporcionen los ambientes de degradación que estos polímeros necesitan. Sin embargo, los proveedores de resinas biobasadas, entre los que se palpa un espíritu de pioneros, están comprometidos con llevar esta revolución adelante, para beneficio de todos. La penetración en el mercado se va dando paso a paso, con lo cual los precios vienen en descenso, y si bien todavía no están a niveles competitivos con los plásticos convencionales, hay diversos intereses que jalonan este crecimiento, y que posiblemente den un giro a este panorama de precios.

Bioplásticos crecerán por encima del promedio hasta 2017

El campo de los bioplásticos sigue en ascenso, con un crecimiento por encima del promedio. En el último estudio de la asociación European Bioplastics, presentado el 12 de diciembre de 2013, la producción anual de bioplásticos crecerá desde el 2012 de 1,4 a 6,2 millones de toneladas para 2017. Aún si se cumple este pronóstico, el uso de tierra requerido para producir bioplásticos será tan sólo el 0,02% del área global destinable a agricultura. El crecimiento se manifiesta en todos los tipos de bioplásticos, y en todos los rangos de aplicación, desde productos para empaques hasta piezas automotrices y electrónicos.

Recordemos que hay tres tipos de bioplásticos: los que son basados en fuentes renovables, que se clasifican en biodegradables y no biodegradables. Y los que provienen de fuentes no renovables, pero que son biodegradables. Entre estos, el grupo que más crecimiento y aceptación viene logrando es el de los plásticos no degradables que provienen de fuentes renovables, como el polietileno o el PET biobasados. Estas soluciones, que se han llamado “drop-in”, tienen las mismas propiedades que sus contrapartes basadas en productos petroquímicos, y sólo se diferencian de ellos en la procedencia de la materia prima. Por su parte, para los plásticos biodegradables se pronostica una tasa de crecimiento cercana al 60% para el 2017.

Como sucede con los plásticos tradicionales, también el sector de empaques será el destino principal de los plásticos biobasados. La meta de cerrar el ciclo de vida de este tipo de plásticos llevándolos a unidades de compostaje se ha evidenciado como poco práctica, ya que el destino que los usuarios le dan a este tipo de productos es el mismo que le dan a otros productos plásticos: es decir, en el mejor de los casos entran al ciclo de reciclaje o se emplean para recuperación de energía a través de incineración. Sin embargo, debido a que reducen la dependencia del petróleo, minimizan la huella de carbono de los empaques y, ante todo, a que los consumidores los prefieren por tener un menor impacto ambiental, los bioplásticos siguen ganando participación en el sector de empaques.

En Europa, los bioplásticos han servido para generar empleo, particularmente en zonas rurales, donde de otra forma la sociedad se vería empobrecida por los cambios estructurales que ha tenido el panorama de consumo. Europa y Norte América siguen siendo los sitios donde más investigación se hace, así como los mercados principales consumidores. Sin embargo, la producción se lleva a cabo predominantemente en Asia y Sur América.

Novedades en PLA

Corbion Purac, con sede en Gornichem, Holanda, junto con el proveedor de películas de BOPP Innovia Films, trabaja actualmente en la producción de películas de PLA transparentes y resistentes al calor, a partir de caña de azúcar. Los primeros resultados muestran que la película presenta niveles de encogimientos muy bajos a altas temperaturas, y tiene propiedades similares a las del PET biobasado. Las películas obtenidas se emplearán, entre otros, para el empaque de productos alimenticios, láminas para ventanas y películas de protección para displays electrónicos.

Con su grado de PLA Ingeo M700, NatureWorks amplía el portafolio de PLA para empaques. El polímero se deja procesar de manera eficiente, permite reducir costos y tiene un punto de fusión por debajo de 60°C, con lo que puede trabajarse a temperaturas alrededor de 80°C. Además puede usarse como un producto intermedio para copolímeros, granulados amorfos y aditivos.

También son nuevos en el programa de NatureWorks los grados Ingeo 2500HP, 3100HP y 3260HP, apropiados para inyección y extrusión, que pueden funcionar con tiempos de ciclo más cortos, y son apropiados para la producción de productos de alto consumo, como cubiertos descartables o tapas para vasos de café portables.

FKuR y Corbion Purac desarrollan compuestos de PLA que sean resistentes al calor, y que provengan de fuentes que no hayan sido modificadas genéticamente. El mercado objetivo son empaques para alimentos, y empaques para productos no alimenticios, pero también productos de vida más larga, como juguetes. Se busca que los nuevos grados se puedan trabajar en máquinas de procesamiento convencional, y que en moldeo por inyección se reduzca el ciclo.

Avanza la producción de PE biobasado

El consorcio petroquímico Total, cuya sede principal está ubicada en Paris, trabaja con Axens e IFP Energies Nouvelles, empresas también francesas, en un desarrollo para producir etileno a partir de etanol biobasado. El proceso, llamado “Atol”, se basa en la deshidratación de etanol. De acuerdo con Total, se caracteriza por ser muy económico y gracias a un robusto catalizador, deja un amplio margen para ajustar la calidad de la materia prima. Podría integrarse a unidades de producción existentes con relativamente poco esfuerzo, de acuerdo con el proveedor.

Sabic presentó sus nuevas resinas de polietileno y polipropileno, basados en aceites y grasas provenientes de fuentes renovables. La empresa de esta forma busca operar con fuentes que no compitan con cadenas de producción de alimentos, que, de acuerdo con el fabricante, tienen desempeños comparables con los productos desarrollados a partir de combustibles fósiles.

Aceites vegetales como materia prima

La empresa mexicana Biofields SAPI de CV suministrará aceite de ricino al distribuidor alemán Helm AG. Hasta 2020, se busca alcanzar una capacidad de producción de 150.000 ton. Las empresas ya se encuentran en contacto con fabricantes de poliamida. La materia prima se utilizará para la fabricación de poliamidas 6.12, 10.10, 11 y otros tipos de cadena extensa.

Archer Daniels Midland, ADM, con sede en Illinois, USA, es una empresa especializada en aceites de granos y plantas. Junto con la empresa de biotecnología Rennovia, con sede en California, invirtieron 25 millones de dólares para desarrollar ácido adípico y HDMA, ambos materiales precursores de las poliamidas. De esta forma, ambos productos deberían ser 25% más baratos que los productos de base petroquímica que se usan actualmente. La comercialización está prevista para 2018.

El consorcio petroquímico Versalis, con sede en Milán, Italia, está comprometido con la obtención de bioquímicos a partir de aceites vegetales a partir de metátesis. Junto con Elevance Renewable Science, con sede en Illionis, se está trabajando en una nueva tecnología con este propósito. Recientemente se firmó un memorando de entenedimiento; Versalis pone sobre la mesa el know-how en procesos de producción catalítica y Elevance trae el know-how en la producción de químicos especiales a partir de aceites vegetales.

Biopolímeros para la industria automotriz

Mitsubishi Chemical Corp, de Japón, quiere incrementar la capacidad productiva del PC biobasado Durabio. Desde 2012, la empresa está empleando materiales basados en plantas para la fabricación. Recientemente se desarrolló una variante que es sensible al tacto, para fabricar pantallas de displays electrónicos. La resina Durabio tendría además mejores propiedades que el PC convencional, resistente al impacto, al reducir la difusión de la luz emitida.

El proveedor automotriz Magna, de Canadá, trabaja con la emprea Bio-On en Italia para producir polímeros biobasados y biodegradables, destinados a interiores automotrices. El objetivo es producir sobre todo materiales del tipo PHA, a partir de basuras agroindustriales, para aplicaciones termoformables.

Ganan terreno los aditivos biobasados

Con los aditivos Oxblue DOSX y Oxblue ATBC, la empresa alemana Oxea busca reemplazar plastificantes tradicionales basados en ftalatos. Estos plastificantes biobasados se emplearían en películas para recubrimiento de alimentos, recubrimientos de pisos, juguetes, sellos y pegantes.

BASF ofrece las líneas de productos Joncryl FLX y Joncryl HSL, que se producen en base agua y sin solventes y sirven para imprimir y procesar empaques flexibles, como bolsas de papas, tapas de leche y empaques farmacéuticos tipo blister.

Metabolix ha abierto un nuevo mercado al PHA, para ser usado como plastificante de PVC. El biopolímero puede, de acuerdo con el fabricante, mejorar la plastificación durante los procesos de reciclaje y compounding y reducir el consumo de plastificantes. Además se lograría una mejora en las propiedades mecánicas, y una reducción en la migración de los plastificantes.

Artículo proveniente de la revista impresa con el código TP2904-BIOPOLÍMEROS.