Un aditivo diminuto tiene un gran impacto en la compostabilidad del bioplástico

Los plásticos compostables podrían formar parte de una solución al problema de los residuos plásticos del mundo. Sin embargo, actualmente, estos materiales necesitan instalaciones industriales de compostaje para descomponerse. En un paso hacia la fabricación de un plástico compostable en el hogar, un grupo de investigadores que publican en ACS Central Science han mejorado el ácido poliláctico (PLA, por sus siglas en inglés), un polímero de origen biológico y compostable muy utilizado, mediante la incorporación de una pequeña cantidad de un aditivo. Las pruebas demuestran que este aditivo ayuda al material a degradarse mucho más rápidamente sin sacrificar cualidades fundamentales como la resistencia o la transparencia.    

"Se puede hacer que el PLA se degrade de una manera mucho más eficaz en condiciones prácticas de compostaje sin comprometer las propiedades que lo hacen útil en las aplicaciones cotidianas.” — Marc Hillmyer

El PLA se encuentra actualmente en productos como el embalaje de alimentos, los textiles y los dispositivos biomédicos, y representa aproximadamente dos tercios de la producción total de plásticos de origen biológico y biodegradables en todo el mundo. «El compostaje se considera una de las estrategias más eficaces para el final de la vida de los productos de PLA, especialmente los productos de un solo uso contaminados con alimentos, porque elimina la necesidad de procesos adicionales de clasificación y lavado», dice Marc Hillmyer, autor de correspondencia del artículo. Este proceso convierte los residuos orgánicos en productos inocuos para el medio ambiente, como pequeños ácidos orgánicos. Sin embargo, el PLA «solo se puede compostar a nivel industrial, en entornos controlados donde se degrada en el transcurso de unos meses», añade. El bioplástico generalmente necesita altas temperaturas y humedad para descomponerse en plazos prácticos.    

Inspirados por esta limitación, Hillmyer, Christopher Ellison y sus colegas querían desarrollar un material basado en el PLA que se descompusiera de manera más rápida y en condiciones más diversas. En lugar de añadir ácidos orgánicos directamente, lo que puede debilitar el PLA durante el procesamiento, el equipo combinó el PLA con pequeñas cantidades de anhídridos orgánicos. Estos compuestos son «ácidos enmascarados», porque, una vez expuestos al agua, activan y ayudan a catalizar la descomposición de las cadenas de polímeros del plástico.    

Los investigadores crearon dos películas de plástico que contenían diferentes anhídridos orgánicos: anhídrido ftálico o anhídrido cíclico del ácido 2-sulfobenzoico. Observaron que las mezclas de PLA modificadas con cualquiera de las sustancias mantenían sus propiedades mecánicas, incluidas la resistencia y la transparencia, en comparación con las películas de PLA puras.     

El aditivo de anhídrido cíclico del ácido 2-sulfobenzoico funcionó especialmente bien, incluso a niveles traza de apenas 100 partes por millón. En condiciones de compostaje industrial a 136 grados Fahrenheit (58 grados Celsius), el PLA que contenía el 0,1 % de este aditivo se degradó completamente en 21 días, superando al PLA no modificado, que alcanzó una biodegradación del 83 % después de 90 días. Los investigadores también tuvieron éxito al mejorar la biodegradabilidad del PLA modificado en torno a los 113 grados Fahrenheit (45 grados Celsius), una temperatura que se encuentra dentro del rango de los composts caseros que funcionan bien.    

Los autores afirman que su enfoque podría ampliar el uso práctico del PLA al ayudarlo a degradarse no solo en instalaciones industriales de compostaje, sino también en contenedores de compostaje domésticos. Sin embargo, aún se necesitan más pruebas para comprender cómo se comportan los materiales de PLA modificados en diversos contextos y entornos.    

Los autores agradecen la financiación de la Beca para Investigación de Posgrado de la Fundación Nacional de Ciencias de los Estados Unidos, el Laboratorio de Investigación en Ingeniería en Construcción del Centro de Investigación y Desarrollo del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos, y la Beca de Disertación Doctoral de la Universidad de Minnesota.  

###  

La sociedad American Chemical Society (ACS) es una organización sin fines de lucro fundada en 1876 y aprobada por el Congreso de los Estados Unidos. La ACS se ha comprometido a mejorar la vida de todas las personas mediante la transformación del poder de la química. Su misión es promover el conocimiento científico, empoderar a la comunidad global y defender la integridad científica, y su visión es un mundo construido basándose en la ciencia. La Sociedad es líder mundial en la promoción de la excelencia en la educación científica y en el acceso a información e investigación relacionadas con la química a través de sus múltiples soluciones de investigación, publicaciones revisadas por expertos, conferencias científicas, libros electrónicos y noticias periódicas de Chemical & Engineering News. Las revistas de la ACS se encuentran entre las más citadas, las más fiables y las más leídas en la literatura científica; sin embargo, la propia ACS no realiza investigación química. Como líder en soluciones de información científica, su división CAS se asocia con innovadores internacionales para acelerar los avances mediante la preservación, la conexión y el análisis de los conocimientos científicos del mundo. Las sedes principales de la ACS se encuentran en Washington, D.C., y Columbus, Ohio.    

Los periodistas registrados pueden suscribirse al portal de noticias para periodistas de ACS en EurekAlert! para acceder a comunicados de prensa públicos y retenidos.  Para consultas de los medios, comuníquese con newsroom@acs.org.    

Nota: ACS no realiza investigaciones, pero publica y divulga estudios científicos revisados por expertos.   

---

---