México: diseñan bioplástico a partir de almidón y residuos agrícolas
Investigadores de la Unidad Querétaro crearon materiales para reemplazar plásticos de un solo uso derivados del petróleo con una combinación de materiales que brindan estabilidad y mejores propiedades
INVESTIGACIÓN EN MATERIALES
En los últimos años ha ganado importancia el uso de residuos agrícolas como fuente potencial de fibra, debido a que se tratan de materiales abundantes, generalizados y fácilmente disponibles. Su implementación, además de proporcionar ventajas importantes como la reducción de los costos y una menor necesidad de la gestión de desechos, favorece el medio ambiente.
Inspirados por esta práctica y la acumulación de plásticos convencionales a base de petróleo, un grupo multidisciplinario, donde participó Verónica Flores Casamayor, auxiliar del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) Unidad Querétaro, trabajó en el desarrollo de un plástico biodegradable derivado de residuos de agricultura y fuentes renovables, como el almidón, un polímero natural.
ALMIDÓN.
Este material es el más utilizado en la fabricación de plásticos biodegradables por su renovabilidad, disponibilidad y bajo costo, debido a que se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza al ser el principal polisacárido de reserva energética en plantas; sin embargo, los plásticos a partir de almidón presentan tanto propiedades insatisfactorias como limitada estabilidad cuando son expuestos a la humedad, descomposición térmica a bajas temperaturas y menor resistencia a la deformación.
La elaboración de un bioplástico a partir de almidón y residuos se presenta como una alternativa para contrarrestar el consumo de plásticos de un solo uso, tal es el caso de las cucharas pasteleras, y a la vez aprovechar las fibras de los desechos sin aparente valor económico. Para este fin, se evaluó el efecto de la adición de subproductos como cáscara de fruta y bagazo en las propiedades físicas (color, textura, morfología, actividad de agua y biodegradabilidad) de un bioplástico.
“Se desarrollaron y caracterizaron bioplásticos de almidón, gelatina y glicerol en forma de cucharas (para alimentos sólidos) adicionadas con cáscara de mango, residuos de café tostado y cálices de jamaica cocidos, los cuales son ricos en fibras como celulosa, hemicelulosa y lignina”, indicó Flores Casamayor.
En el estudio, publicado en la revista “Biotecnia”, se planteó que una buena adherencia entre el material de refuerzo (subproductos) y la matriz (almidón con gelatina) conduce a una interfaz resistente, provocando un aumento de su rendimiento mecánico, donde la adición de los subproductos incrementó al doble la resistencia de las cucharas evitando la fractura de los biopolímeros.
PARA EL PASTEL.
A pesar de que el producto se ha considerado como una alternativa competente a las cucharas pasteleras elaboradas a base de petróleo, su capacidad de solubilización lo vuelve muy sensible a la humedad; es decir, si la cuchara entra en contacto prolongado con agua, se generan interacciones entre los componentes del biopolímero y el líquido, lo que ocasiona que el producto comience a perder sus características originales.
Es importante señalar que esta condición favorece la descomposición natural y no contaminante de la cuchara por la acción de agentes biológicos.
Los resultados publicados en el artículo han reportado que la adición de fibras naturales influye positivamente en la tasa de biodegradación debido a que actúan como canales que facilitan la entrada microbiana en la matriz polimérica.
En cuanto a su aspecto físico, tras 48 horas de ser desechadas en tierra húmeda se observó un cambio de forma, un deterioro visual del color y de las propiedades mecánicas de los bioplásticos, independientemente del subproducto utilizado para su elaboración.
Después de 120 horas, la manipulación e identificación de los bioplásticos no fue posible debido a su fragmentación, hinchazón y pegajosidad. Por lo tanto, se considera que la permanencia de este producto en el ambiente no excederá una semana.
Se pretende que esta alternativa se extienda a otros materiales de un solo uso como platos y a la creación de macetas desechables empleadas para la venta y transportación que, al adaptarse a su nuevo lugar, puedan desintegrarse en la tierra.
En el trabajo también participaron Gerónimo Arámbula Villa, investigador del Cinvestav Unidad Querétaro así como Ricardo Salazar López, Yanik I. Maldonado Astudillo y Javier Jiménez Hernández, investigadores de la Universidad Autónoma de Guerrero (UAGro).