Residuos agroalimentarios transformados en bioplásticos

De residuos a bioplásticos: su “segunda vida” para una economía circular en el sector agroindustrial

Por Beatriz Riverón, Bioquímico farmacéutica

  Los residuos agroalimentarios como el bagazo de cervecería, el orujo de aceituna, la pulpa residual de la elaboración de zumos de frutas etc., se producen anualmente en cantidades muy elevadas y suponen un grave problema, tanto medioambiental como económico. Según datos recientes de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), la cantidad de subproductos agroalimentarios en todo el mundo es de muchos millones de toneladas. Las pérdidas y el desperdicio de alimentos son problemas económicos y ambientales serios, por lo que representan un desafío global debido a su impacto ambiental. Estos desechos contienen altos niveles de vitaminas, minerales, fibras y proteínas, pero no cumplen adecuadamente con los estándares alimentarios y no pueden volver a convertirse en alimentos. En estas condiciones, se convierten en residuos que requieren eliminación adecuada.  

Fuente de materias primas secundarias

Estos desechos pueden utilizarse como materias primas secundarias para producir bienes de valor agregado dentro de los principios de la economía circular como componentes básicos para la fabricación de bioplásticos. Los bioplásticos son materiales de base biológica, biodegradables o compostables que constituyen una de las alternativas más atractivas para la sustitución de polímeros de origen fósil, que quizás puedan abordar los desafíos más apremiantes a los que se enfrentan Europa y el mundo para la protección de nuestro planeta (contaminación por microplásticos e islas de plástico en los océanos y mares). Los plásticos tradicionales provienen de la petroquímica y se clasifican como materiales no biodegradables. Los recursos petroleros causan una enorme y preocupante contaminación global y constituyen un recurso limitado. La transición de un modelo de economía lineal a uno de economía circular es necesaria para planificar un tratamiento eficiente al final de la vida útil de los plásticos.  

Bioplásticos reutilizables y reciclables

El uso presente y futuro de los nuevos bioplásticos debe basarse en el ecodiseño y el desarrollo de materiales no solo por su utilidad sino considerando su reutilización y reciclabilidad. La producción de plásticos a partir de fósiles se ha basado en una economía lineal. El creciente interés por salvaguardar el mundo ha llevado a la comunidad científica a desarrollar plásticos 100 % de base biológica y totalmente biodegradables, como el ácido poliláctico (PLA), el succinato de polibutileno (PBS), la poli ε-caprolactona (PCL), el tereftalato de adipato de polibutileno (PBAT), polihidroxialcanoato (PHA) entre otros.  

Segmentos de mercado

Como es sabido, los polímeros se emplean para la producción de una amplia variedad de bienes y productos. Los bioplásticos se utilizan principalmente para reemplazar el plástico de consumo, como bolsas de compras, empaques y artículos desechables que contribuyen a reducir la eliminación de plásticos de origen fósil. Los segmentos de mercado típicos para esto son empaques de catering (rígidos y flexibles), sector médico-farmacéutico, textiles y fibras, electrónica, construcción, industria automotriz, agricultura y horticultura y recubrimientos y adhesivos.  

Desafíos de los polímeros de base biológica

El diseño de polímeros de base biológica es una alternativa ecológica a los polímeros de origen fósil, y se espera que el mercado mundial de polímeros verdes y materiales de embalaje bioplásticos alcance los 29 700 millones de USD para 2026. Sin embargo, estos biopolímeros exhiben bajas características físico-mecánicas en comparación con los polímeros sintéticos convencionales, lo que los hace insatisfactorios para aplicaciones de empaque. Por lo tanto, la búsqueda de nuevas soluciones para producir envases de base biológica de alta calidad sigue siendo de gran interés. Entre las desventajas de los bioplásticos, un problema significativo es su alto costo de producción. La diferencia de precio entre los polímeros de origen fósil y los de origen biológico se debe principalmente a la necesidad de procesos adicionales como, por ejemplo, fermentación, purificación y extracción, que deben mejorarse para reducir costos adicionales.  

Pueden obtenerse de fuentes renovables

De hecho, gracias a su contenido en proteínas y polisacáridos, los bioplásticos ecológicos pueden producirse a partir de fuentes renovables como la caseína de la leche y el suero de ricota, el orujo de pera, cáscara de sandía, la pulpa de bagazo de caña de azúcar, la cáscara de banana, residuos de cultivos de lignina-celulósica derivados del aceite de soja. Este nuevo enfoque dentro de los principios de la economía circular trae consigo varios beneficios significativos como mayor disponibilidad de biomasa, reducción del consumo de productos de origen fósil, reducción de la contaminación microbiológica potencial, soluciones sostenibles ambiental y económicamente con la reducción de la disposición de residuos y reducción de gases de efecto invernadero por descomposición de residuos agroindustriales. Por ejemplo, la lignina es un residuo producido por las biorrefinerías, a partir de la madera y los cultivos lignocelulósicos, y es el segundo polímero aromático natural más abundante después de la celulosa en los ecosistemas terrestres. Se ha utilizado ampliamente como materia prima para producir materiales poliméricos, fibras de carbono, combustibles, construcción y agricultura. También, su degradación catalizada se ha probado como un medio para producir fracciones de lignina oligomérica reactiva que después de la modificación química adicional conducen a polioles empleados para la producción de resinas.   Fuentes Visco, A.; Scolaro, C.; Facchin, M.; Brahimi, S.; Belhamdi, H.; Gatto, V.; Beghetto, V. (2022). Agri-Food Wastes for Bioplastics: European Prospective on Possible Applications in Their Second Life for a Circular Economy. Polymers, 14(13), 2752. Imagen https://ciclovivo.com.br/planeta/desenvolvimento/tipos-de-plastico/ Acceso el 03/01/2023.