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Conozca una revisión de los conceptos de compostabilidad en bioplásticos y de las normas existentes para certificar biodegradabilidad.

La creciente demanda de bioplásticos, como alternativa sostenible al uso de polímeros basados en fuentes fósiles, hace importante entender qué son y qué implicaciones tienen para su manejo y disposición. La Asociación Europea de Bioplásticos reporta que para el año 2017 el mercado de los bioplásticos presentó una capacidad de producción total de 2,05 millones de toneladas. Aunque esta cifra es inferior al 1 % del total de toneladas métricas de productos plásticos producidos cada año, se estima un crecimiento de la capacidad de producción de bioplásticos del 20 % en cinco años. Entre las aplicaciones finales de los biopolímeros se resaltan los empaques flexibles y rígidos con el 58 % del mercado, seguido por los textiles (11 %) y los productos de consumo (7 %) y aplicaciones para el transporte (7 %).

Los biopolímeros son materiales poliméricos que pueden ser biobasados, biodegradables o ambos. Los biobasados son aquellos que son derivados de recursos naturales como el almidón y la celulosa, mientras que los polímeros biodegradables son aquellos que bajo ciertas condiciones ambientales, y gracias a sus características químicas, se descomponen en componentes no contaminantes.

Debido a las diferencias en la estructura de los polímeros biobasados y los biodegradables se pueden tener resinas biobasadas, que a pesar de estar compuestas por derivados de recursos naturales no son necesariamente biodegradables, mientras que algunos polímeros obtenidos de fuentes fósiles pueden ser biodegradables bajo condiciones adecuadas de compostaje.

FIGURA 1

Por su parte, los materiales biobasados no biodegradables pueden ser reciclados al igual que los materiales sintéticos por reciclaje mecánico, químico o energético. La Figura 1 muestra de manera general la distribución de las familias de los biopolímeros. El 57,1 % de la capacidad global de producción de bioplásticos está dirigido a materiales biobasados no biodegradables, como es el caso del bio PET, bio PE y bio PA. Los materiales biodegradables representan el 42,9 % de la capacidad global, resaltándose los derivados del almidón (18,8 %) y el PLA (10,3 %).

La norma ASTM D6400 define a un polímero biodegradable como un material que es capaz de descomponerse en CO2, metano, agua, componentes inorgánicos o biomasa, como resultado de la acción de microorganismos. Los polímeros compostables son materiales biodegradables que adicionalmente son capaces de experimentar la biodegradación en un medio de compost y se descomponen a una velocidad cercana a la de los materiales compostables conocidos.

No obstante, es importante entender que para que ocurra una biodegradación se requiere de condiciones ambientales específicas, como un pH determinado, humedad, entre otros; si no se presentan estas condiciones, el proceso de biodegradación no se llevará a cabo. Este comportamiento no es exclusivo de los biopolímeros, ya que existen reportes de vertederos donde se han encontrado vegetales y periódicos intactos después de 10 años, al no presentarse las condiciones necesarias para que ocurriera su biodegradación [3].

Como se puede ver en la FIGURA 1 existe una clase de polímeros sintéticos conocidos como oxo-fragmentables u oxo-degradables, los cuales son compuestos basados en polímeros convencionales, mezclados con aditivos que imitan la biodegradación. Estos aditivos actúan acelerando la degradación convencional de los polímeros, a través de la ruptura de las cadenas poliméricas, y de esta manera el material queda reducido a pequeños fragmentos.

Existe una amplia discusión sobre si estos fragmentos se biodegradan o si continúan por largo tiempo en el medio ambiente generando contaminación en forma de microplásticos. Al no existir esta claridad, han surgido iniciativas presentadas por empresas, asociaciones, organizaciones no gubernamentales, centros de investigación y academias que solicitan la prohibición de su uso.

Midiendo la biodegradación

Frente a estas implicaciones, ha sido necesario definir normativas para verificar la biodegradabilidad y la compostabilidad de los materiales plásticos, teniendo en cuenta además que todos los polímeros compostables son biodegradables más no viceversa, ya que un polímero biodegradable puede ser clasificado como compostable solo si este proceso ocurre bajo ciertas condiciones y dentro de un tiempo establecido.

Los estándares internacionales mas empleados para validar la compostabilidad industrial de un material plástico son EN 13432 (Europea), AS 4736 (Australia), ISO 17088 (Internacional) y ASTM D6400. Es importante resaltar que estas normas validan productos y no materiales, ya que el material puede tener un comportamiento diferente dependiendo de su forma o presentación. En general, estas norman especifican que un producto fabricado con un material biodegradable debe cumplir con las siguientes características

1.- Desintegración (degradación física): el material debe desintegrarse en un 90 % en fragmentos menores a un tamaño específico (usualmente 2×2 mm), dentro de un plazo determinado según la norma (usualmente 12 semanas).

2.- Biodegradación inherente (degradación química): debe cumplir con un nivel de conversión del carbono orgánico en CO2, dentro de un plazo determinado según la norma. La mayoría de las normas definen en un compostaje industrial un 90 % de degradación en 180 días a 58°C.

3.- Ecotoxicidad (efecto en las plantas): se compara el crecimiento de plantas en un compost control (obtenido de residuos orgánicos que no contiene el material de ensayo), con una muestra de compost del mismo residuo orgánico que contiene 10 % de material de ensayo, añadido al comienzo del compostado. No deben presentarse diferencias significativas en el crecimiento y desarrollo de las plantas en los dos medios. En este aspecto, la norma australiana (AS 4736) es la más exigente al incluir la prueba de lombriz, en la que se usa un compost con presencia de lombrices y éstas deben sobrevivir a lo largo de la prueba.4Características químicas: el plástico o producto deberá tener concentraciones de metales pesados (Cu, Zn, Ni, Cd, Pb, Hg, Cr, Mo, Se, As) inferiores al 50 % de las prescritas para compost en el país donde se vende el producto. En este aspecto, la norma europea EN 13432 es más exigente que las normas estadounidenses al incluir más materiales en la lista de restricciones.

FIGURA 2

Internacionalmente, existen entidades que certifican mediante logos que un producto cumpla con estándares de compostabilidad o biodegradabilidad. Algunos ejemplos son el instituto de productos biodegradables (BPI, por sus iniciales en ingles) en Estados Unidos y DIN-Certco y Vinçotte en Europa (ver la FIGURA 2), que permiten a los consumidores identificar los productos que cumplen con los estándares de compostabilidad y biodegradabilidad de las normas mencionadas anteriormente. Estos logos además dan indicaciones del tipo de tratamiento y ambiente que requieren los productos para su disposición. De esta forma es posible identificar si un material es apto para biodegradación o compostaje en el hogar, a nivel industrial, en tierra, en agua, entre otros.

Las aplicaciones de los materiales biodegradables son muy variadas, pues tienen un amplio uso en agricultura, horticultura, textiles, dispositivos médicos y principalmente en el sector de empaques. Estos materiales presentan una alternativa sostenible de cierre de ciclo de vida de productos plásticos mediante la biodegradación y el compostaje, siempre y cuando se haga su disposición en las condiciones adecuadas. Si estos materiales llegan a un relleno sanitario, es muy probable que su comportamiento en este entorno sea igual a los desechos plásticos no biodegradables, ya que no se presentan las condiciones para que la biodegradación ocurra.

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