Plásticos sostenibles a partir de residuos agrícolas

Científicos de la EPFL suiza han desarrollado un método con un mínimo impacto ambiental para fabricar poliamidas biológicas de alto rendimiento a partir de biomasa residual.

En nuestro mundo industrializado, la búsqueda de materiales sostenibles nunca ha sido tan urgente. Los plásticos, omnipresentes en la vida cotidiana, plantean importantes retos medioambientales, principalmente por su origen en los combustibles fósiles y su problemática eliminación.

Ahora, un estudio dirigido por investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, ha desvelado un enfoque pionero para producir plásticos de alto rendimiento a partir de recursos renovables.

La investigación, publicada en Nature Sustainability, introduce un método novedoso para crear poliamidas -una clase de plásticos conocidos por su resistencia y durabilidad, los más famosos de los cuales son los nylons- utilizando un núcleo de azúcar derivado de residuos agrícolas.

El nuevo sistema aprovecha un recurso renovable y, además, consigue esta transformación de forma eficiente y con un impacto ambiental mínimo.

«Los plásticos típicos de origen fósil necesitan grupos aromáticos para dar rigidez a sus plásticos, lo que les confiere propiedades de rendimiento como dureza, solidez y resistencia a altas temperaturas», explica el profesor de la EPFL Jeremy Luterbacher. «Aquí obtenemos resultados similares, pero utilizamos una estructura de azúcar, omnipresente en la naturaleza y, por lo general, completamente atóxica, para aportar rigidez y propiedades de rendimiento».

Lorenz Manker, autor principal del estudio, y sus colegas desarrollaron un proceso sin catalizador para convertir la xilosa de dimetilglioxilato, un carbohidrato estabilizado obtenido directamente de biomasa como madera o mazorcas de maíz, en poliamidas de alta calidad.

El proceso alcanza una impresionante eficiencia atómica del 97%, lo que significa que casi todo el material de partida se utiliza en el producto final, lo que reduce drásticamente los residuos.

Las propiedades de las poliamidas biológicas pueden competir con las de sus homólogas fósiles, lo que las convierte en una alternativa prometedora para diversas aplicaciones.

Es más, los materiales demostraron una resistencia significativa a través de múltiples ciclos de reciclado mecánico, manteniendo su integridad y rendimiento, lo cual es un factor crucial para gestionar el ciclo de vida de los materiales sostenibles.

Las aplicaciones potenciales de estas innovadoras poliamidas son muy amplias, desde piezas de automoción hasta bienes de consumo, todo ello con una huella de carbono significativamente reducida.

El análisis tecnoeconómico y la evaluación del ciclo de vida realizados por el equipo sugieren que estos materiales podrían tener un precio competitivo frente a las poliamidas tradicionales, incluidos los náilones (por ejemplo, el nailon 66), con una reducción potencial del calentamiento global de hasta el 75%.

La spin-off de la EPFL, Bloom Biorenewables, está ya ampliando la producción de estos materiales para introducirlos en el mercado.