Innovador material de film plástico fabricado con bioplástico PLA
Los investigadores reciben el Premio Joseph von Fraunhofer 2024
Los investigadores en su laboratorio: Dra. Antje Lieske, Dr. Ben-jamín Rodríguez y André Gomoll del Fraunhofer IAP (de izquierda a derecha)
Las películas de plástico flexibles y desechables utilizadas en las bolsas de la compra o de la basura se fabrican principalmente con polietileno de baja densidad (LDPE) derivado del petróleo. Sin embargo, estas películas dejan una gran huella de carbono y contribuyen a la contaminación ambiental. Un equipo del Instituto Fraunhofer de Investigación Aplicada de Polímeros (IAP) ha desarrollado un material flexible y reciclable basado en el bioplástico polilactida (PLA) y ha allanado el camino para su comercialización. Sus esfuerzos han valido a los investigadores el Premio Joseph von Fraunhofer 2024.
El reciclaje y la defosilización desempeñan un papel crucial en lo que respecta a los plásticos sostenibles. Tras su uso, lo ideal es descomponer los plásticos en sus componentes básicos, que se utilizan para producir nuevos plásticos con las mismas propiedades. Sin embargo, parte del material se pierde en el ciclo de producción, uso y reutilización. “Para seguir avanzando en la economía circular, estas pérdidas deben compensarse con materias primas no fósiles. Esto, sin embargo, plantea un desafío, ya que normalmente no existen homólogos de base biológica para los plásticos fósiles con las mismas propiedades materiales”, afirma la Dra. Antje Lieske, jefa del departamento de Síntesis de Polímeros del Fraunhofer IAP en el Parque Científico de Potsdam. “Aunque estas propiedades pueden mejorarse mediante diversos aditivos, éstos interfieren en los procesos de reciclado posteriores. Además, pueden ser caros y perjudiciales para el medio ambiente y, sobre todo, no son de origen biológico”, añade Lieske.
Desarrollo de materiales y procesos basados en PLA
El biopoliéster PLA es un enfoque prometedor para resolver este problema: es biobasado, biodegradable, fácilmente reciclable y tiene uno de los mayores potenciales de mercado en lo que se refiere a bioplásticos. Debido a su gran rigidez, es perfectamente adecuado para envases rígidos, como vasos desechables, pero no para envases flexibles desechables, como bolsas de la compra, que son una de las principales fuentes de residuos plásticos desechables. La Dra. Antje Lieske ha resuelto este problema junto con sus colegas André Gomoll y Benjamín Rodríguez en el Fraunhofer IAP.
“Acoplamos plastificantes, los llamados poliéteres, directamente a la cadena polimérica para hacer el material más flexible a largo plazo. Los poliéteres no son tóxicos, están disponibles en el mercado y también pueden producirse a partir de materias primas biológicas. Hasta ahora, los plastificantes se mezclaban con el PLA como aditivos. Sin embargo, las moléculas de plastificante migran fuera del material con el tiempo, haciendo que el PLA vuelva a ser rígido. Para evitar esta migración, anclamos el poliéter al polímero. Para lograrlo, sintetizamos copolímeros en bloque basados en PLA en los que el segmento de cadena de poliéter está unido covalentemente a segmentos de cadena de PLA en ambos extremos”, explica el Dr. Benjamín Rodríguez.
Plástico sostenible y flexible con gran potencial
El resultado es un novedoso material de PLA flexible que no contiene plastificantes migratorios y que, a diferencia del LDPE, es al menos un 80 por ciento de origen biológico. “A largo plazo, podríamos aumentar esta proporción hasta casi el 100 por cien”, explica Gomoll. “Además, nuestro material puede producirse de forma rentable a partir de materias primas disponibles en el mercado mediante un sencillo proceso de síntesis. Este proceso no requiere plantas de síntesis de gran volumen, sino que puede ser implantado localmente por empresas medianas como proceso de funcionamiento continuo”. Hasta ahora, el PLA sólo podía producirse de forma rentable en plantas continuas a gran escala, lo que excluía a las empresas más pequeñas como fabricantes. Por último, el nuevo material PLA también puede transformarse en películas de plástico con equipos de procesamiento convencionales de forma similar al LDPE, y puede reciclarse químicamente con un aporte energético considerablemente menor que el LDPE”, continúa Gomoll.
Estas propiedades únicas del material impulsaron a la empresa Polymer-Group a comercializarlo. En 2023, SoBiCo GmbH, filial de Polymer-Group, puso en marcha una planta de producción de los nuevos copolímeros en bloque de PLA en Pferdsfeld (oeste de Alemania). Produce 2.000 toneladas anuales del nuevo bioplástico bajo el nombre de Plactid®. A largo plazo, está previsto que produzca 10.000 toneladas anuales del nuevo material PLA flexible.
La nueva clase de bioplásticos supondrá una importante contribución a la sostenibilidad de los materiales plásticos de envasado. Además de las películas flexibles para envases, el nuevo material también podría dar lugar a casos de uso completamente nuevos, por ejemplo, en el sector de la automoción, en la industria textil y en la fabricación aditiva.
Premio Joseph von Fraunhofer
Desde 1978, la Fraunhofer-Gesellschaft concede anualmente el Premio Joseph von Fraun-hofer a sus empleados por sus destacados logros científicos en el desarrollo de soluciones para problemas prácticos. Este año se concederán tres premios, dotados con 50.000 euros cada uno, a grupos de investigadores de distintos institutos.
