05.10.2020 - Das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

Alternativa plástica ecológica: De los desechos a los sintéticos

No se necesitan componentes sintéticos a base de petróleo

Un nuevo tipo de plástico hecho de residuos recuperados se degrada fácilmente en menos de un año. La sustancia que pronto servirá para fabricar y descomponer principalmente productos desechables de manera ecológica se llama polihidroxibutirato. Este material puede producirse a escala industrial en un nuevo proceso desarrollado por el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Producción y Tecnología de Diseño IPK y sus asociados.

La vida cotidiana sin plásticos - eso sería difícil de imaginar. Figuran de forma destacada en los envases y bienes de consumo, y son indispensables para aplicaciones industriales como la automoción y la ingeniería médica. La reutilización y el reciclaje de los plásticos procedentes de recursos fósiles no es una práctica muy común. Además, se degradan a un ritmo glacial y contaminan el medio ambiente durante mucho tiempo. Las grandes manchas de residuos plásticos que flotan en nuestros océanos atestiguan su poder de contaminación. Las botellas y bolsas de plástico despojan a las playas y, en muchos lugares, a extensiones enteras de tierra.

La iniciativa de investigación de Bioeconomía Internacional

La necesidad de estrategias de reciclaje globales es urgente, dado el gran uso de los plásticos en todo el mundo. Cada vez más gobiernos recurren a prohibiciones para frenar la creciente marea de residuos plásticos. Aún no se ha encontrado una opción viable para reemplazar los plásticos de origen fósil a gran escala. Por ello, el Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania (BMBF) puso en marcha la iniciativa de investigación "Bioökonomie International" (Bioeconomía Internacional) en estrecha colaboración con el Fraunhofer IPK, el Departamento de Tecnología de Bioprocesos de la Universidad Técnica de Berlín, los socios industriales regionales y los socios de investigación internacionales de Malasia, Colombia y los Estados Unidos. Estos investigadores están desarrollando un método de fabricación de polímeros sin recurrir a recursos de primera calidad como los aceites minerales, de palma y de colza, cuya producción es muy perjudicial para el medio ambiente.

Un nuevo plástico muy parecido al polipropileno

Este nuevo proceso convierte los residuos industriales, como las grasas de desecho que contienen muchos residuos minerales, en polihidroxibutirato (PHB). Los microorganismos pueden metabolizar estos residuos en procesos de fermentación especiales. Depositan el PHB en sus células para almacenar energía. "Una vez que el plástico se ha disuelto de la célula, todavía no está listo para su uso industrial, porque el proceso de endurecimiento toma demasiado tiempo", dice Christoph Hein, jefe del departamento de Tecnología de Microproducción del Fraunhofer IPK. La materia prima tiene que ser mezclada con aditivos químicos en las etapas posteriores a la producción. Por ejemplo, el equipo de investigación ajustó los parámetros de plastificación y procesamiento para recortar el tiempo de recristalización para ajustarse al tiempo de procesamiento industrial. Las propiedades del biopolímero resultante se asemejan a las del polipropileno. Pero a diferencia del PP, este plástico se degrada completamente en seis a doce meses.

En este método de producción de plástico, los microorganismos sintetizan todo el polímero en un proceso biotécnico. "Con este fin, convertimos residuos biogénicos como las grasas de desecho en poliésteres que pueden ser utilizados técnicamente", dice Hein. El investigador y su equipo optaron por microorganismos, modificados genéticamente con métodos moleculares, para que sirvieran de biocatalizadores. Con la ayuda de procesos de purificación química y un material ampliamente optimizado, han podido desarrollar una nueva familia de materiales que
satisfacen las demandas de los plásticos técnicos.

No se necesitan componentes sintéticos basados en el petróleo

El nuevo proceso no sólo prescinde por completo de los componentes sintéticos basados en el petróleo, sino que también permite alternativas de plástico ecológico. Los microorganismos naturales pueden descomponer estos plásticos recién desarrollados, por lo que no es necesario someterlos a las condiciones especiales que sirven para degradar la materia en las plantas industriales de compostaje. Ofrecen una alternativa ecológica a la fabricación y degradación de productos de un solo uso y otros artículos desechables.

El proceso también se presta a la producción de piezas de plástico de alta calidad para determinadas aplicaciones técnicas y períodos de uso. Las especificaciones para este tipo de producto son más exigentes. Pueden tener que mostrar tolerancias geométricas y calidades de superficie específicas o ser reproducibles con gran precisión. Los investigadores desarrollaron procesos de replicación altamente especializados para cumplir estos requisitos.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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