Plàstics biodegradables: sí o no?

D’un temps ençà proliferen les pràctiques tendents a reduir l’ús dels plàstics a què estem acostumats, amb el desenvolupament de materials en principi més curosos envers el medi ambient. Ara bé, paral·lelament, sorgeixen veus que assenyalen que aquestes menes de materials no reuneixen, ni de bon tros, les qualitats desitjables que en farien una alternativa plenament vàlida enfront els materials plàstics d’origen fòssil. Veurem en aquest article un exemple de material que vol constituir una alternativa al plàstic, tot i que possiblement sense aconseguir-ho del tot, i un estudi que denuncia les mancances d’aquest tipus de nous productes. Conclourem amb la que possiblement, a hores d’ara, sigui l’única solució vàlida per mitigar la contaminació derivada d’aquesta mena de materials, i que forçosament i indirectament implica abandonar la idea de l’ús únic.

biotrem
Universitat de Plymouth: la biodegradabilitat posada en qüestió
Califòrnia: cap al reciclatge total i la reutilització indefinida dels plàstics
Autors

biotrem

Biotrem és una empresa polonesa especialitzada en la producció d’articles d’un sol ús, principalment plats, gots, bols i coberts, fabricats a partir de segó de blat. L’avantatge d’aquest material, segons Biotrem, és que es descompon en tot just trenta dies, molt menys doncs que els sis mesos que triga a fer-ho el paper o els quatre-cents anys que tarda el plàstic de procedència fòssil.

A l’origen de la iniciativa hi trobem Jerzy Wysocki, un granger i moliner que arran de la constatació dels excedents de segó derivats de la seva activitat va concebre la idea de fer-los servir com a material de base per a nous plàstics bio. Després de diverses temptatives va trobar que barrejant el segó amb aigua i després escalfant-lo i pressuritzant-lo, sense cap més addició d’altres productes químics, s’obtenia un material sòlid apte per a la fabricació de parament alimentari. Wysocki va patentar la seva troballa i va fundar Biotrem.

El procés, esquemàticament: del blat al molí, i dels residus de segó que s’hi generen (constituïts principalment per fibra alimentària), mitjançant l’addició d’aigua (en poca quantitat) i per escalfament i pressurització, a la fabricació de vaixella biodegradable ('© Biotrem)

L’empresa pot produir fins a deu mil peces de parament a partir d’una tona de segó de blat. Segons la companyia, els seus productes són adequats per a aliments freds i calents, líquids o sòlids, i són aptes per a forn i per a microones.

La fàbrica de Biotrem s’ubica a la localitat de Zambrów, al voivodat de Podlàquia, i té una capacitat de producció aproximada de quinze milions de plats i bols per any, i la mateixa quantitat de coberts. L’empresa distribueix els seus productes per Europa, Amèrica del Nord i Corea del Sud.

La planta de Biotrem a Zambrów se serveix dels abundants excedents de l’activitat cerealística de la zona per produir plats de 20, 24 i 28 cm de diàmetre; bols de 20 cm; safates rectangulars de 24x16 cm; i coberts (© Biotrem)

Tot sembla avantatjós, si no fos per la mena de bioplàstic amb què Biotrem fabrica elements com ara els coberts: plàstic PLA, o àcid polilàctic, provinent habitualment de midons fermentats. Aquest material no és, ni de bon tros, innocu per al medi ambient. I és que el PLA (tot i que és compostable en l’entorn adequat, per bé que acidifica els sòls durant el compostatge) no és biodegradable en condicions normals: en absència de l’enzim hidrolític adequat, la proteïnasa K, el PLA roman inalterat. Aquest enzim, val a dir, no se sol trobar de manera espontània en l’ambient, ni tampoc són freqüents les temperatures (60 ⁰C) i les taxes d’humitat (properes al 100%) que es necessiten perquè pugui començar la hidròlisi del PLA i la seva consegüent degradació.

Universitat de Plymouth: la biodegradabilitat posada en qüestió

El mes d’abril de 2019 van aparèixer al Journal of Environmental Science and Technology els resultats d’un estudi dut a terme per la Universitat de Plymouth a través de la seva unitat internacional per a la recerca sobre les deixalles marines (IMLRU). I són demolidors.

La troballa principal dels investigadors és que els plàstics biodegradables no ofereixen cap avantatge enfront els plàstics convencionals pel que fa a la reducció de la contaminació dels oceans. D’aquesta manera, es posen en qüestió moltes de les pràctiques i dels materials que des de fa un temps s’han vingut proposant com a alternatives poc o gens perjudicials per al medi ambient. Senzillament, assegura la IMLRU, els bioplàstics no redueixen la pol·lució marina.

L’equip ha constatat que les bosses fetes amb materials pretesament biodegradables romanen pràcticament intactes, algunes àdhuc en perfecta condició d’ús, fins i tot tres anys després d’haver acabat a l’oceà o d’haver estat dipositades sota terra.

Per al seu experiment, els investigadors van servir-se de cinc tipus de bosses de les que habitualment reparteixen els comerços: una de biodegradable, dues d’oxo-biodegradables, una de compostable, i una de polietilè d’alta densitat (HDPE). Van disposar-ne en condicions semblants a les que les bosses trobarien a la natura un cop fora d’ús, tant sota terra com a l’aire o en l’aigua. En intervals de nou, divuit i vint-i-set mesos en van estudiar els canvis en resistència, textura i composició química; i eren poc apreciables en general, tret de quan els plàstics es trobaven exposats a l’aire: en aquest darrer cas, però, més que de degradació, calia parlar de desintegració física del material, amb la consegüent desaparició de la mostra.

Tots cinc tipus de bosses mantenien quasi incòlume la seva capacitat de tracció al cap de vint-i-set mesos d’estudi, tant en terra com a l’aigua i, en menor mesura, a l’aire (en aquest entorn els materials patien de fragmentació i desintegració, cosa que impossibilitava ulteriors estudis sobre la seva eventual degradabilitat) ('© Journal of Environmental Science and Technology)

La recerca duta a terme per la Universitat de Plymouth obliga que els consumidors es replantegin les seves expectatives davant afirmacions sobre la biodegradabilitat dels plàstics que hom els proporciona. Efectivament, el qualificatiu pot resultar enganyós, ja que no se sol indicar quant de temps trigarà a produir-se la biodegradació, ni en quines condicions tindrà lloc.

Califòrnia: cap al reciclatge total i la reutilització indefinida dels plàstics

Per tot el que s’ha dit fins ara sembla que el problema dels plàstics, d’origen fòssil o biològic, rau més aviat en el fet que possibiliten un mode de consum basat en l’ús únic. A partir d’aquí, quan cal desfer-se del producte, tant els plàstics fòssils com els biològics provocaran un problema ambiental o un altre, ja que sembla que no existeixen materials màgics.

Fins i tot el plàstic que actualment assoleix taxes de reciclatge més altes als Estats Units, el PET (polietilè tereftalat), només es recicla en el 30% dels casos, segons l’Agència de Protecció Mediambiental (EPA), que assenyala que tota la resta va a parar a abocadors o incineradores.

Precisament per fomentar el reciclatge dels plàstics, i la seva consegüent reutilització, pot resultar d’interès la troballa realitzada per la Molecular Foundry del Lawrence Berkeley National Laboratory (Califòrnia), pertanyent al Departament d’Energia dels Estats Units. Un equip del Berkeley Lab ha dissenyat un plàstic reciclable que pot descompondre’s fàcilment en les seves molècules constituents i recompondre’s de nou, indefinidament i sense pèrdua de prestacions ni de qualitat, en noves formes, textures o colors, segons es desitgi. El nou material ha estat batejat com polidiketoenamina (PDK), i la troballa ha estat publicada a la revista Nature Chemistry el mes d’abril de 2019.

Segons assenyalen a la Molecular Foundry, la majoria de plàstics no han estat concebuts prenent en consideració el seu posterior reciclatge: els additius (flexibilitzadors, reforçadors, pigments...) es troben tan íntimament lligats als monòmers de base que és impossible destriar-los-en durant el procés de reciclatge, de manera que tant els monòmers com els additius perden les seves qualitats i esdevenen inaprofitables, o si més no, es fa difícil de predir quines propietats tindrà el plàstic que s’obtingui d’una barreja tan heterogènia. Això impossibilita, en la pràctica, que el plàstic esdevingui un material circular.

És això el que el Berkeley Lab ha volgut esmenar, mitjançant la troballa i el desenvolupament d’un mètode de producció de plàstics que sí que para esment en el seu reciclatge des d’una perspectiva molecular, a fi d’assolir la circularitat del material, mitjançant l’aïllament i la reutilització indefinida dels monòmers de base, o el suprareciclatge (reciclatge de valor afegit).

La clau de tot plegat rau en els polímers de PDK ja esmentats: a diferència dels polímers tradicionals, els enllaços químics amb la PDK són reversibles, la qual cosa redunda en una major taxa de reaprofitament, ja que mitjançant la immersió en solucions àcides, el polímer de PDK es disgrega fàcilment en els monòmers originals i, alhora, se’n desprenen els additius.

Els plàstics de PDK (polidiketoenamina) permeten passar de la linealitat a la circularitat: se’n poden recuperar els monòmers originals per reutilitzar-los o per suprareciclar-los com a part d’un producte de major qualitat (© Berkeley Lab)

Segons els responsables de la Molecular Foundry del Berkeley Lab, el nou mètode pot resultar útil per a camps on els plàstics emprats no permeten actualment opcions de reciclatge prou reeixides: adhesius o recobriment de cables elèctrics, per esmentar-ne alguns. A més, a la Molecular Foundry pretenen seguir treballant per desenvolupar noves varietats de plàstic PDK amb diverses característiques tèrmiques i mecàniques per avaluar-ne l’aplicabilitat en camps tan diversos com la impressió 3D o el tèxtil.

Els responsables de la troballa creuen que potser ha arribat el moment de començar a dissenyar noves instal·lacions que facin possible el reciclatge i el suprareciclatge dels plàstics com la PDK. D’aquesta manera, el plàstic podria abandonar la seva condició de material d’un sol ús i esdevenir reutilitzable de manera quasi indefinida.

A diferència dels plàstics convencionals, els monòmers i els additius del plàstic PDK es van poder aïllar i recuperar tot just amb la immersió en solució d’alta acidesa'(© Berkeley Lab)