Avances tecnológicos proponen soluciones para uno de los grandes contaminantes planetarios
oct 2019
Ha sido el material por excelencia del siglo XX y constituido una verdadera revolución en la economía mundial. Pero el uso del plástico a base de petróleo se ha convertido en una de las grandes amenazas para la salud de nuestro Planeta. Los residuos provenientes de sus procesos de fabricación y uso generan fenómenos de graves consecuencias ambientales: con frecuencia, no son biodegradables y provocan gases tóxicos cuando se los incinera.
El éxito de su aparición en el Planeta provino de dos condiciones: su prolongada durabilidad y su lenta degradación. Esas mismas características que consolidaron su aceptación global, son hoy las que provocan una contaminación y deterioro ambiental de enorme riesgo planetario. Algunos restos plásticos se desintegran en fragmentos tan pequeños –incluso moleculares– que se mantienen como polímeros y pueden incorporarse a la cadena alimentaria al ser digeridos por organismos marinos en los océanos. Tal como mostró la serie Planeta azul II, de David Attenborough en la BBC, el problema es especialmente grave en el área del Pacífico, donde se detectó una isla de basura, cuyo tamaño según los científicos se estima en 3,5 millones de km², es decir unas 10 veces el tamaño de Alemania, con unos 100 millones de toneladas de desechos.
Los desechos de este gigantesco vertedero oceánico se han ido fragmentando en micro-partículas que las hacen muy difíciles detectar y limpiar. Su concentración es tal que, en muchas áreas del Pacífico norte es mayor que la concentración de zooplancton y está destruyendo lentamente el ecosistema oceánico.
Protagonista de nuestra vida cotidiana, con su presencia en todo tipo de envases, productos y objetos, el plástico ha ido colonizando nuestro entorno. No hay duda que ha sido una invención humana de enorme impacto. En un siglo se estima que hemos consumido unas 8.000 millones de toneladas de plástico. Como lo describe Jan Zalasiewicz, geólogo de la Universidad de Leicester (Reino Unido) esa producción permitiría envolver el planeta con una fina capa de film transparente (como el que se usa en los alimentos).
En 2020 se espera que la industria global del plástico mueva más de u$s 650.000 millones, destinado a la construcción, el sector automotriz y en particular, a la producción de envases, que suponen el 40% del total. El mercado de los bioplásticos ya supera los u$s 20.000 millones y sumará u$s 68.500 millones para el 2024. Y el del reciclado ya ronda los u$s 50.000 millones, pero ambos están todavía muy lejos de protagonizar un cambio significativo. Las ganancias generadas por ambos no alcanzan a cubrir la mitad de las pérdidas y daños provocados por el plástico en los litorales marinos, con impacto directo en la biodiversidad, las pesquerías y el turismo, la que los expertos estiman en u$s 139.000 millones.
Cada año llegan al océano 8.000 millones de kilos de plástico y ya acumulan unos 150 millones de toneladas de esos desechos. Según el estudio La nueva economía del plástico realizado por el Foro Económico Mundial, sólo el peso de residuos plásticos abandonados en el mar podría superar en 2050, el peso total de toda la fauna marina, si no se produce un cambio drástico en los hábitos en materia de desechos y gestión integral de residuos.
Como señalara Jenna Jambeck, una destacada investigadora en desechos marinos, directora de la Universidad de Georgia: “Hemos producido 8.000 millones de toneladas métricas (TM) de plástico en este planeta desde 1950 (equivalentes a 80 millones de ballenas azules) y hemos tenido que manejar 6.400 millones de TM de eso como desperdicio, sin embargo, solo hemos reciclado el 9%. Por lejos, creo que la estadística de desechos plásticos que más me ha llamado la atención es que nuestra estimación de que el plástico ingresa al océano a nivel mundial es de 8 millones de TM por año, es decir un camión volquete de plástico por minuto”.
La crisis ambiental que generan los microplásticos no sólo afecta a los océanos y su biodiversidad. El reporte internacional “Ningún plástico en la naturaleza: evaluación de la ingestión de plástico de la naturaleza a las personas -2019”, que realizó la Universidad de Newcastle (Australia), por encargo de la Organización Mundial de Conservación (WWF) concluyó que los humanos estamos ingiriendo 5 grs. de plástico por semana, lo que equivale a comer una tarjeta de crédito cada siete días. El estudio advierte que los seres humanos estamos consumiendo unas 2.000 pequeñas piezas de plástico cada semana, lo que implica unos 21 gramos al mes y algo más de 250 gramos al año.
En la actualidad, una persona puede generar anualmente seis veces su peso en basura, si se suman sus desperdicios alimentarios, sus restos de envases y latas y sus desechos electrónicos. En el mundo, según datos del Banco Mundial, se acumulan más de 3,5 millones de toneladas de basura por día, es decir más de 1.300 millones de toneladas anuales.
China, lanzada bajo el gobierno del presidente Xi Jinping a la recuperación ambiental, a través de la Iniciativa “Civilización ecológica” que busca garantizar la armonía entre humanidad y naturaleza, ha decidido a partir de 2018, no recibir gran parte de los desechos que alimentaban su industria, que reciclaba casi la mitad del plástico y el papel global. Ello ha impactado en Occidente que busca dónde colocar su basura y ha puesto bajo la mira a países como Indonesia, India, Vietnam, Malasia, que no pueden compensar lo que el gigante asiático absorbía.
La actitud de China forzó a que algunas conciencias se despertaran. Emmanuel Katrakis, secretario general de la Confederación de Industrias Europeas de Reciclaje en Bruselas, reconoció que Europa se había enfocado demasiado en recolectar desperdicios plásticos y exportarlos, y no lo suficiente en animar a los fabricantes para que los reutilicen en sus productos, algo similar a lo que ha sucedido en EEUU. Simon Ellin, director ejecutivo de la Asociación de Reciclaje del Reino Unido admitió al NYT que “debemos empezar a producir menos y comenzar a fabricar productos reciclables de mejor calidad”.
Revertir la situación
En ese contexto, consumidores, industria y gobiernos han comprendido que es necesario ponerse en acción si se quiere revertir la situación. Y hay avances esperanzadores en esa dirección: en diversas partes del mundo, los científicos buscan crear plásticos que se autodestruyan o degraden en el momento, para que puedan ser reutilizados y evitar la contaminación. Hoy apenas un 10% de todos los plásticos son reciclados cada año.
Las investigaciones tropezaron inicialmente con el hecho de que la mayoría de los polímeros sintéticos no fueron diseñados para desintegrarse o desaparecer sino creados para reemplazar al metal y al vidrio en bienes de larga duración como automóviles y aviones y, por tanto, debían garantizar resistencia y durabilidad.
El problema que enfrentan es complejo. Buscan generar polímeros o plásticos con un mecanismo de autodestrucción incorporado, lo que debe conciliar criterios opuestos. Para Marc Hillmyer, director del Centro de Polímeros Sustentables en la Universidad de Minnesota, el desafío es inquietante: hay que “hacerlos estables cuando los estás usando e inestables cuando quieras desecharlos”.
En la Universidad de Illinois (EEUU) están buscando fabricar materiales que puedan recuperarse a sí mismos. Por ejemplo, si la carcasa de un celular se quiebra, la luz que penetre detonará agentes curativos destinado a llenar las grietas, reparándola y evitando la producción de una nueva.
En Canadá, los investigadores de la Western University buscan lograr una rápida desintegración lo que daría a los polímeros que se desmantelan una ventaja sobre los biodegradables, cuya degradación es lenta y de difícil control. En teoría, estos polímeros de nueva generación podrían ayudar a mitigar los problemas de contaminación asociados con los productos plásticos, porque conduciría al reciclaje químico.
Mientras el mundo espera el surgimiento de los polímeros de nueva generación, reemplazar los polímeros más ampliamente usados como el polietileno (bolsas del supermercado), polipropileno (equipos de laboratorio, altavoces, componentes de autos) o politereftalato (botellas no reutilizables) con polímeros que se desmantelan, aún no es viable desde el punto de vista económico. Todavía no es barato y ello impide su incorporación por parte del consumidor. Según los especialistas, un punto crucial para usar materiales reciclables químicamente es que las empresas asuman responsabilidades por sus productos después de la vida útil.
El camino de los bioplásticos
Pero la ciencia avanza también por otros caminos. A medida que se conocen cada vez más investigaciones sobre los efectos nocivos del uso excesivo de plásticos provenientes de combustibles fósiles, los científicos empujados tanto por los reclamos de la ciudadanía como por las propias empresas productoras, buscan una alternativa más limpia y segura. En ese camino han aparecido los bioplásticos, un plástico hecho de plantas u otros materiales biológicos en lugar de petróleo.
Pueden provenir de ácidos polilácticos (PLA, por sus siglas en inglés) que están presentes en plantas como maíz y caña de azúcar. El PLA se emplea en general en envases de alimentos. También puede provenir de polihidroxialcanoatos (PHA) producidos a partir de microorganismos. Éste suele utilizarse en dispositivos médicos, como parches cardiovasculares.
Una investigación de Centro de Tecnologías Químicas Sostenibles de la Universidad de Bath (Reino Unido), ha desarrollado plásticos biodegradables usando azúcar y dióxido de carbono (CO2) como alternativa a los plásticos convencionales fabricados a partir de combustibles fósiles.
Este innovador plástico es además biocompatible, por lo que en el futuro podría usarse en implantes médicos o como soporte para el cultivo de órganos de reemplazo para trasplantes, en tanto están libres de bisfenol A (BPA). Como se sabe, el policarbonato, un tipo de plástico utilizado en múltiples aplicaciones, como las botellas de bebidas, lentes para gafas, revestimientos para teléfonos y otros artefactos, utiliza para su fabricación BPA, un componente de uso prohibido en biberones y fosgeno, que se usó como arma química en la I° Guerra Mundial por su alta toxicidad.
El policarbonato alternativo a partir de azúcares y CO2, producido en Bath, usa bajas presiones y temperatura ambiente, lo que lo hace más barato y seguro y se puede biodegradar de nuevo en dióxido de carbono y azúcar, mediante el uso de enzimas de bacterias comunes. El trabajo de Bath se ha publicado en las revistas científicas Polymer Chemistry y Macromolecules.
Lo sensacional del avance es que el bioplástico resultante de este proceso tiene propiedades físicas similares a los plásticos convencionales como la dureza, la transparencia y la resistencia a rayaduras, a la vez de ser biodegradable.
Según los investigadores, “con el actual crecimiento poblacional, existe un incremento de la demanda de plásticos. Este nuevo plástico potencialmente barato, es una alternativa renovable a los polímeros basados en combustibles fósiles, y como es biodegradable, no contribuirá a la presencia creciente de residuos en océanos y vertederos”. El proceso desarrollado al no utilizar fosgeno y estar libre de BPA, no solo genera un plástico más seguro, sino un proceso de fabricación más limpio en términos medioambientales.
La investigación de Bath –dirigida por Antoine Buchard, catedrático francés radicado en Gran Bretaña– también ha avanzado en el estudio del uso de otros azúcares como la ribosa y la manosa. Buchard tiene claro que es necesario inspirarse en la naturaleza: “Los químicos llevan cien años experimentando con el uso de productos petroquímicos como materia prima, así que necesitamos empezar de nuevo utilizando ahora materias primas renovables como el azúcar como base de materiales sintéticos pero sostenibles.
En su página define con claridad la actual situación: “Los polímeros (las moléculas de los plásticos) están hoy en todas partes, y ahí radica el problema, ya que su dependencia del agotamiento de los recursos de combustibles fósiles y su persistencia ambiental los hace insostenibles. Desarrollar polímeros sostenibles que sean competitivos en costo y rendimiento con los polímeros dominantes basados en petróleo es un gran desafío para lograr una economía circular y sostenible de los plásticos”. Aunque reconoce que aún es pronto, “el futuro le parece prometedor”.