Bioplásticos a partir de lana y plumas para una economía circular

Los avances en la petroquímica durante el siglo XX dieron lugar a una gran familia de nuevos materiales: los plásticos. El desarrollo de este material, polímeros derivados del petróleo fósil,  ha dado lugar, durante la pasada centuria, a un gran progreso económico basado en el desarrollo de numerosas áreas, como el envasado de alimentos, el transporte, la aeronáutica, la automoción, la medicina, la electrónica de consumo, el textil o las actividades deportivas, por poner algunos ejemplos. Sin embargo, este desarrollo también tiene una “cara b” asociada al fin de la vida útil de los materiales plásticos, que, en gran medida, son depositados en vertederos, incinerados o vertidos en cuencas naturales por comodidad e inconsciencia.

Además, los plásticos derivados del petróleo tienen otro factor negativo como es su huella de carbono. Esta se vincula a la cantidad de CO2 emitida a lo largo de su extracción, procesado, transporte, gestión o incinerado (Figura 1). Por si fuera poco, estos plásticos tienen inherente una alta huella energética.

Debido a los efectos perjudiciales en el clima, derivados de una emisión indiscriminada a la atmósfera de CO2 y otros gases, desde el comienzo del siglo XXI, la comunidad científica trabaja con el objeto de desarrollar procesos y materiales con una menor huella ecológica. Aquí surgen conceptos como química verde, materiales renovables o, más recientemente, economía circular. Para esta disciplina, los residuos de ciertas actividades también tienen valor (Figura 1) y trata de paliar las nefastas consecuencias de una “economía lineal”, aquella caracterizada por una explotación irreversible de los recursos.

En este contexto, entran en juego los bioplásticos, unos materiales poliméricos de origen renovable, con baja huella de CO2 y fácilmente integrables en el medio tras su vida útil. Algunos bioplásticos actualmente disponibles en el mercado en forma de bolsas biodegradables son los derivados del almidón de patata o maíz. No obstante, la implementación masiva de esta vía podría dar lugar al encarecimiento del precio de los alimentos (por la competitividad en el suelo agrario) y a la deforestación, tal y como ha ocurrido en el caso de los biocombustibles derivados de plantas.

En los laboratorios del Instituto de Materiales Avanzados (InaMat) de la Universidad Pública de Navarra (UPNA), dentro de un proyecto financiado por la Obra Social “la Caixa” y la Fundación Caja Navarra, se trabaja en una alternativa fundamentada en la reconversión de residuos agroindustriales, como la lana y el plumaje, en bioplásticos. Este concepto, al igual que en el caso de los bioplásticos derivados de las plantas, daría lugar a una minimización de la huella de CO2, puesto que las plantas y la hierba de la cual se nutren estos animales absorben el dióxido de carbono a través de la fotosíntesis. A su vez, también aprovecharía la energía del sol para su biosíntesis y los bioplásticos desarrollados serían fácilmente re-integrados en el medios tras su compostaje (Figura 1).

La investigación se ha centrado en desarrollar un método “verde” de extracción de las queratinas (unas proteínas). Para ello, se siguen los principios de la Química Verde, en donde se minimizan el uso de reactivos tóxicos y la generación de residuos. También se ha demostrado la posibilidad de desarrollar biopelículas derivadas de la queratina de la lana (Figura 2) con propiedades plásticas.

La investigación se centra ahora en tratar de comprender las posibilidades de procesar estos bioplásticos por vías térmicas, semejantes a las empleadas a día de hoy por la industria del plástico convencional. También, en los laboratorios de la UPNA, se está buscando metodologías para dotar a estos bioplásticos de propiedades funcionales análogas a los plásticos actuales derivados del petróleo. De conseguir desarrollar bioplásticos competitivos y unas vías de procesado escalables a nivel industrial, el proyecto solucionaría dos problemas a la vez: buscaría una alternativa para la gestión de residuos de lana y plumaje, y mitigaría el impacto del vertido en el medio de plásticos derivados del petróleo.

 

Esta entrada ha sido elaborada por Borja Fernández-d’Arlas Bidegain, investigador posdoctoral en el Instituto de Materiales Avanzados (InaMat) de la Universidad Pública de Navarra (UPNA)