Científicos consiguen producir un bioplástico con residuos de madera

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Investigadores de la Escuela de Medio Ambiente de Yale y la Universidad de Maryland ha creado un bioplástico de alta calidad a partir de subproductos de la madera que esperan que pueda ayudar a resolver el problema de los residuos plásticos.

Los esfuerzos por cambiar los plásticos petroquímicos por plásticos renovables y biodegradables han resultado difíciles: el proceso de producción puede requerir productos químicos tóxicos y es caro, y la resistencia mecánica y la estabilidad al agua suelen ser insuficientes. Ahora, un grupo de investigadores ha hecho un gran avance en esta materia utilizando subproductos de la madera, que resulta prometedor para producir bioplásticos más duraderos y sostenibles.

Un estudio publicado en Nature Sustainability describe el proceso de deconstrucción de la matriz porosa de la madera natural en una pasta. Los investigadores afirman que el material resultante presenta una gran resistencia mecánica, estabilidad a los líquidos y resistencia a la luz ultravioleta. Además, puede reciclarse o biodegradarse de forma segura en el entorno natural y tiene un menor impacto ambiental en su ciclo de vida en comparación con los plásticos derivados del petróleo y otros plásticos biodegradables.

«Hay mucha gente que ha intentado desarrollar este tipo de polímeros en plástico, pero los filamentos mecánicos no son lo suficientemente buenos como para sustituir a los plásticos que utilizamos actualmente, que se fabrican en su mayoría con combustibles fósiles», dice Yuan Yao, profesor asistente de ecología industrial y sistemas sostenibles en la Escuela de Medio Ambiente de Yale (YSE) y coautor del trabajo. «Hemos desarrollado un proceso de fabricación directo y sencillo que genera plásticos basados en la biomasa de la madera, pero también plástico que ofrece buenas propiedades mecánicas».

Para crear la mezcla, los investigadores utilizaron polvo de madera -un residuo de procesamiento que suele desecharse en los aserraderos- y deconstruyeron la estructura porosa del polvo con un disolvente eutéctico profundo (DES) biodegradable y reciclable. La mezcla resultante, que presenta un entrelazamiento a nanoescala y enlaces de hidrógeno entre la lignina regenerada y las micro/nanofibrillas de celulosa, tiene un alto contenido en sólidos y una gran viscosidad, que puede moldearse y enrollarse sin romperse.

A continuación, Yao dirigió una exhaustiva evaluación del ciclo de vida para comprobar el impacto medioambiental del bioplástico frente a los plásticos comunes. Se enterraron láminas del bioplástico en el suelo, que se fracturaron a las dos semanas y se degradaron por completo a los tres meses; además, los investigadores afirman que el bioplástico puede volver a descomponerse en lodo mediante agitación mecánica, lo que también permite recuperar y reutilizar el DES.

«Para mí, eso es lo que realmente hace que este plástico sea bueno: puede reciclarse o biodegradarse», dice Yao. «Hemos minimizado todos los materiales y los residuos que van a la naturaleza».

Un bioplástico con diversas aplicaciones

El bioplástico «tiene numerosas aplicaciones», dice Liangbing Hu, profesor del Centro de Innovación de Materiales de la Universidad de Maryland y coautor del artículo. «Puede moldearse para formar una película que se utilice en bolsas de plástico y envases, uno de los principales usos del plástico y causa de la producción de residuos». Hu también asegura que, como el bioplástico puede moldearse con diferentes formas, tiene potencial para ser utilizado también en la fabricación de automóviles.

Un aspecto que el equipo de investigación sigue analizando es el impacto potencial en los bosques si se extendiera la producción de este bioplástico. Aunque el proceso utiliza actualmente subproductos de la madera en la fabricación, los investigadores dicen ser muy conscientes de que la producción a gran escala podría requerir el uso de cantidades masivas de madera, lo que podría tener implicaciones de gran alcance en los bosques, la gestión de la tierra, los ecosistemas y el cambio climático, por nombrar algunos.

Yao dice que el equipo de investigación ya ha empezado a trabajar con un ecólogo forestal para crear modelos de simulación forestal, que vinculen el ciclo de crecimiento de los bosques con el proceso de fabricación. También ve la oportunidad de colaborar con personas que trabajan en campos relacionados con los bosques en la Escuela de Medio Ambiente de Yale, algo poco habitual.

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