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DESARROLLAN EN EL IBT DE LA UNAM PLÁSTICOS BIODEGRADABLES PRODUCIDOS POR BACTERIAS

 
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plasticobiodegradableUna nueva generación de plásticos derivados de bacterias que son biocompatibles, termoplásticos y no contaminantes, se desarrollan en la UNAM para utilizarlos a futuro como materiales para implantes, en ingeniería de tejidos y en dispositivos de liberación controlada de fármacos.

En el Departamento de Microbiología Molecular del Instituto de Biotecnología (IBt) de la UNAM, Daniel Segura González y Guadalupe Espín Ocampo estudian los polihidroxialcanoatos (PHA) –una familia de poliésteres producidos por la bacteria Azotobacter vinelandii– como material de reserva de carbono y energía.

En conferencia ofrecida en el auditorio del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET), Segura González explicó que esos poliésteres son semejantes a los producidos con derivados del petróleo pero, gracias a su origen natural, son biodegradables.

“En el mundo se producen más de 100 millones de toneladas de plástico y solamente en México se desechan al año más de 90 millones de botellas que, junto con otros residuos de ese material, forman el 40 por ciento de la basura doméstica”, destacó el biólogo y doctor en biotecnología.

En contraste con los derivados del petróleo, existen varios grupos de bacterias que producen poliésteres naturales a partir del consumo de nutrientes como los azúcares. Algunos ya son utilizados como bioplásticos a nivel comercial por empresas de Rusia, Brasil, Estados Unidos y China, que producen con ellos empaques, adhesivos, fibras y artículos desechables.

“Su precio ha bajado pero aún no puede competir con los derivados de la petroquímica. Ése es uno de los retos que enfrentamos en esta área”, señaló.

Modificar la maquinaria molecular

Experto en genética de bacterias, Segura González y sus colaboradores han profundizado en los mecanismos intracelulares que realiza la bacteria para sintetizar PHA, así como en los mecanismos genéticos que participan en ese proceso.

Tras estudiar las rutas bioquímicas que siguen las bacterias para producir este material de reserva, los investigadores controlaron sus condiciones ambientales en el laboratorio y apagaron ciertos genes que regulan su producción. Así lograron bacterias mutantes que producen cantidades exageradas de PHA y, en consecuencia, crecen y engordan con el material de interés.

Con la modificación de ciertas rutas metabólicas, los científicos logran extraer los poliésteres y dotarlos de diversas propiedades, como más elasticidad y resistencia.

Producción en biorreactores

En colaboración con Carlos Peña, también investigador del IBt, se han establecido estrategias eficientes de cultivo de la bacteria en biorreactores para la producción a mayor escala de PHA, con la finalidad de generar materiales que puedan ser utilizados en aplicaciones biomédicas. Así, han logrado producir entre 30 y 35 gramos de bioplástico por litro. “Si logramos triplicarlo en biorreactores podremos competir con lo que existe a nivel industrial en otros países”, consideró.

Actualmente, el IBt tiene en trámite una patente para proteger el proceso, que es una alternativa para sustituir, a futuro, el plástico de origen petroquímico.

“Aún estamos en fase experimental, pero la idea es lograr colaboraciones, como la que ya tenemos con Ángel Romo, del Instituto de Ciencias Físicas (ICF), también de la UNAM, para desarrollar dispositivos como membranas generadas por electrohilado para aplicaciones biomédicas”, finalizó.

Créditos: UNAM-DGCS-340-2014

No existe una política sustentable en torno a los plásticos

 
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El plástico no debe ser “satanizado”; antes de prohibir su empleo, debería fomentarse la cultura del reciclaje, consideró Benjamín Ruiz Loyola, de la FQ.
El plástico no debe ser “satanizado”; antes de prohibir su empleo, debería fomentarse la cultura del reciclaje, consideró Benjamín Ruiz Loyola, de la FQ.

12 de mayo de 2010

• Ese material ha sido injustamente vilipendiado, aunque debemos ser responsables en su uso, afirmó Benjamín Ruiz Loyola, académico de la Facultad de Química
• El papel se puede reusar hasta ocho veces y el plástico 20, pero sólo se recicla alrededor del 20 por ciento del primero, y cinco por ciento del segundo

En México no existe una política sustentable en torno al plástico, y su alto impacto ambiental se debe a que se recicla muy poco, afirmó Benjamín Ruiz Loyola, académico de la Facultad de Química (FQ) de la UNAM.

Ese material, en sí, no es malo, y depende de las manos de quien lo maneje. Si aparece en los océanos –en el estómago de un delfín o enredado en la cabeza de un ave– es porque alguien, de manera irresponsable, lo dejó donde no debía, dijo.

Ha sido injustamente vilipendiado, pero debemos ser responsables en su uso y, “en la medida de lo posible, usar bolsas que no sean de plástico, tampoco de papel, sino de materiales reutilizables”.

El universitario señaló que no se le debe “satanizar”, sino hacer una serie de análisis de costo-beneficio, y antes de prohibir su empleo en los establecimientos comerciales (como lo hizo la Asamblea Legislativa del DF al aprobar modificaciones a la Ley de Residuos Sólidos, en marzo de 2009), se debe fomentar la cultura del reciclaje.

“Sería muy conveniente obligar a los comercios a tener contenedores donde la gente pueda depositar sus artículos plásticos y ofrecer incentivos fiscales a quien quiera poner una industria de reciclado”, opinó.

Ventajas y desventajas

Ruiz Loyola recordó que cuando el consumidor llega a una panadería le preguntan si desea bolsa de papel o plástico. “Si pides la segunda, te ven feo, porque contamina, pero es necesario desmitificar esa idea”.

Es verdad que el papel se degrada rápidamente; además, los productos de celulosa se separan desde la recolección, y los que llegan a un relleno sanitario, en unos cuantos meses ya no se ven; en contraste, el plástico dura mucho más tiempo, y es lo que resalta en los tiraderos.

El papel se puede reciclar hasta ocho veces, para obtener más papel, cartón y hasta papel sanitario. El plástico, en cambio, es reutilizable en, aproximadamente, 20 ocasiones, antes de tornarse débil o quebradizo, y aún así, se puede reconvertir con procesos químicos.

“Entonces, si tuviéramos la cultura del reciclado de plástico, dejaríamos de matar árboles”, sentenció el experto.

El problema no es que sea contaminante, o que dure mucho tiempo; de hecho, esa es una de las ventajas que se buscó: si una camisa de algodón duraba seis meses, se creó una de fibra de poliéster que lo hiciera dos o tres años.

El inconveniente es que, a escala mundial, y México no está alejado de las cifras, se recicla alrededor de 20 por ciento del papel, y sólo cinco por ciento del plástico.

Además, acotó Ruiz Loyola, más allá de bolsas y botellas, el plástico también sirve para fabricar venas y corazones artificiales; huesos, y anteojos de policarbonato –que pesan menos, duran más y, si se rompen, se corre un riesgo menor de cortarse–, entre otros productos.

También, es necesario saber con cuál de los dos procesos se genera menos contaminación. La celulosa se puede obtener a partir de papel reciclado y desechos de tela de fibras naturales como el algodón, el cáñamo, el lino y la seda.

Pero estas fuentes no bastan para satisfacer la demanda, así que no queda más remedio que cortar árboles, secarlos (durante un mínimo de tres años), quitarles la corteza y triturarlos para obtener la pulpa, agua y productos químicos para blanquear. El impacto ambiental es grande.

Los plásticos son derivados del petróleo, y también implican un costo ambiental porque se necesita “limpiar” (alterar) la zona donde se pone el pozo y la refinería; pero se consume 40 por ciento menos energía que en la fabricación de papel.

El reciclado de papel requiere grandes volúmenes de agua y productos químicos; el plástico se debe acumular, limpiar y volver a fundir para obtener lentejas o pequeños trozos que se derriten para obtener nuevos productos. Su impacto es menor, aunque también significativo, aclaró.

El espacio y peso de las bolsas de papel es 15 y 10 veces mayor, respectivamente, que las derivadas del petróleo; transportar éstas últimas exige menos combustible y genera menos contaminación.

El plástico, biodegradabe a largo plazo

El plástico, prosiguió, es biodegradable por acción del ambiente: el agua, la radiación ultravioleta y el viento; sin embargo, la mayoría tiene una larga duración.

En la actualidad, se han desarrollado plásticos “biodegradables” o hechos a partir de productos naturales, por lo que los microorganismos los pueden usar, por lo menos parcialmente, como parte de su alimentación. Un ejemplo es el ácido poliláctico, es decir, el ácido láctico de la leche que se polimeriza.

Sin embargo, es un polímero con usos limitados, porque no tiene la misma resistencia, elasticidad o plasticidad del convencional. Para utilizarlo se tendría que garantizar que salga del anaquel en cierto periodo, y que se utilice en un tiempo definido, antes que se “autodestruya”. Dura poco, y por eso no tiene un uso difundido; además, apenas se realizan pruebas piloto.

Otro tipo de plástico “biodegradable”, de oxo-polímeros, es el empleado en bolsas de pan. En este caso, explicó Ruiz Loyola, se insertan entre cadena y cadena de polietileno, pequeños fragmentos que tienen oxígeno, y que reaccionan con ese mismo elemento químico que se encuentra en el aire.

De ese modo, las cadenas largas se descomponen en otras más pequeñas, tanto, que ya no se ven, pero siguen estando ahí. “Eso es complicado, porque si se quisiera reciclar ese material, no se encontraría, y tampoco se degrada”.

Ante esta problemática, opinó, las autoridades no deberían emitir una normatividad sin antes realizar estudios.

Mientras, añadió, al ir a la tienda, la panadería, el mercado o el supermercado es recomendable llevar bolsas reusables. “Vayamos a eso, a los artículos reutilizables en la medida de lo posible, pero sin dejar de aprovechar las ventajas que la modernidad nos da en cuanto al papel y el plástico”.

Créditos: UNAM. DGCS -288/unam.mx