Bolsas biodegradables ¿Cuánto hemos avanzado?

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Por: MARÍA NEFTALÍ ROJAS-VALENCIA Y ÁLVARO HUITZIL SOLÓRZANO


 En México se manejan diariamente 20 millones de bolsas de plástico

Las primeras bolsas de plástico fueron fabricadas en Estados Unidos, en 1957, con el objetivo de guardar y transportar alimentos. Para los años setenta, ya eran muy populares, especialmente, por su distribución gratuita en supermercados y otras tiendas, como forma de publicidad, pues permitían difundir el logotipo del establecimiento rotulado. Con el paso del tiempo se fueron convirtiendo en objetos de uso cotidiano, y hoy día se han vuelto prácticamente indispensables, llegando a ser una de las formas más comunes de almacenar basura doméstica.

De acuerdo con un reporte del Senado de la República, en México se manejan diariamente 20 millones de bolsas de plástico, en tanto que la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT) informa que, al año, se generan alrededor de 135 millones de toneladas de residuos, de los cuales 107,513 toneladas corresponden a bolsas de plástico. Esta misma institución reportó que del total de bolsas elaboradas en el país, 28% se distribuye en 38 cadenas de supermercados. El resto, 72%, se comercializa en almacenes de ropa, de regalos y tiendas que operan las 24 horas, además de otros pequeños negocios dedicados específicamente a la venta de bolsas al mayoreo, cuyos principales clientes son los comerciantes de mercados, tianguis y tiendas de abarrotes; venta que produce ganancias por 5 mil millones de pesos anuales.

La Asociación Nacional de la Industria del Plástico (ANIPAC) señala que en la república mexicana hay 332 empresas involucradas en este sector, entre productores y proveedores de materias primas, así como encargados de la manufactura y distribución.

Después del primer uso, una de las problemáticas principales es saber qué hacer con las bolsas, ya que no es posible desaparecerlas tan repentinamente como han sido creadas. Su paradero final son las calles, los terrenos baldíos, los parques, barrancas, ríos, lagos, mares, hasta océanos, y su gran durabilidad representa una desventaja para el ambiente.

En el Distrito Federal, la contaminación causada por bolsas de plástico es el principal problema en temporada de lluvias, porque se tiran de manera indiscriminada en las calles y tapan tuberías, cañerías y drenajes, lo que ocasiona severos encharcamientos e inundaciones.

Por otro lado,sabemos que algunas asociaciones internacionales, tales como Greenpeace, International Fund for Animal Welfare (IFAW) y la Agencia de Protección Ambiental de la Unión Americana, informan que una bolsa de plástico toma de 400 a mil años en degradarse, dependiendo de su tamaño y peso, por ello es muy probable que las primeras bolsas fabricadas en la década de los cincuenta, aún existan y se encuentren dispersas, contaminando el ambiente.

Éste es el escenario y, con el fin de disminuir esta problemática, nuevos productos han sido creados, procurando satisfacer la necesidad de los usuarios y mejorar el ambiente. El objetivo de este documento es dar a conocer los avances logrados hasta ahora en la fabricación de bolsas biodegradables.

Normatividad nacional e internacional 

En México, la Ley de Residuos Sólidos del D. F., publicada el 19 de agosto de 2009, menciona que los establecimientos de la Ciudad de México –centros comerciales y tiendas– no podrán entregar bolsas de plástico a sus clientes; no obstante, el Artículo 26 Bis 1, plantea una excepción: “Los establecimientos mercantiles, productores, prestadores de servicios y comerciantes podrán utilizar materiales de plástico únicamente en los casos que, por cuestiones de asepsia, conservación de alimentos o insumos no resulte factible el uso de tecnologías biodegradables como sustitutos”.1

Actualmente, tanto en el Instituto de Ciencia y Tecnología del Distrito Federal (ICyTDF)2 como en la Secretaría del Medio Ambiente (SMA) se trabaja en la implementación de una norma al respecto, para lo cual, partiendo de las reformas y adiciones a la Ley de Residuos Sólidos del Distrito Federal, fue necesario integrar un grupo de trabajo abocado a revisar y determinar las características que deberán cumplir las bolsas de plástico para ser consideradas biodegradables.

En el ámbito internacional, existen 14 normas aplicables a diferentes tipos de plásticos, definidas por la ASTM (Sociedad Americana para la Prueba de Materiales, por sus siglas en inglés). En particular, la fabricación de bolsas biodegradables se rige por la norma ASTM D-6954 y, particularmente, en la norma ASTM D 6400-04 se establecen los requisitos para que plásticos y productos plásticos puedan compostarse satisfactoriamente, incluyendo su biodegradación a una velocidad comparable con la de materiales compostables conocidos.3

Evolución de las bolsas biodegradables 

La materia prima más importante para la fabricación de plásticos es el petróleo, aunque es posible emplear otras materias primas, como madera y algodón, de donde se obtiene la celulosa para elaborar polímeros –término de origen griego, formado de las voces poly ‘muchos’ y meros ‘parte’, aunque, en el uso cotidiano, se utilizan los términos “plástico” y “polímero” como sinónimos.

El primer polímero sintético fue desarrollado en 1860, en Estados Unidos, por John Hyatt, quien lo llamó celuloide, el cual se fabricaba disolviendo celulosa (un hidrato de carbono obtenido de las plantas) en una solución de alcanfor y etanol. El celuloide puede ser ablandado repetidamente y moldeado de nuevo mediante calor, por lo que recibe el calificativo de termoplástico.4

En la pasada década de los treinta, químicos ingleses descubrieron que el gas etileno se polimerizaba bajo la acción del calor y la presión, formando un termoplástico (plástico que se derrite al calentarse y se endurece cuando se enfría) al que llamaron polietileno (PE). En 1939, en Gran Bretaña, se descubrió el primer polímero llamado polietileno de baja densidad (PEBD), el cual se obtenía a partir del etileno, sometiéndolo a altas temperaturas y presión, en presencia de un catalizador de radicales libres, y se diferencia del polietileno de alta densidad porque el PEBD es mucho más ramificado en su molécula. Hacia los cincuenta aparece el polipropileno (PP), otro polímero termoplástico como el PE, que tuvo una amplia variedad de aplicaciones, incluidos empaques para alimento.

Actualmente se ha fabricado otro tipo de plásticos llamados biodegradables, entre los cuales se encuentran los polihidroxialcanoatos (PHA) y el ácido poliláctico (PLA). Los primeros, debido a su origen de fuentes renovables (como bacterias, enzimas y hongos que producen ácido láctico) y por ser biodegradables, se denominan “polímeros doblemente verdes”. El PLA, un polímero biodegradable derivado del ácido poliláctico, se genera de plantas como el maíz –que contiene gran cantidad de almidón– así, los microorganismos transforman el almidón en ácido láctico, el cual, a continuación es tratado químicamente para formar estructuras muy parecidas a las de origen petroquímico y dan como resultado el ácido poliláctico, también conocido como polímero biodegradable sintético; algo así como un plástico biodegradable artificial que puede ser soluble en agua. ASTM D-6400.3,4

En otra investigación, mediante el uso de un disolvente, se llevó a cabo un proceso de esterificación directo,I obteniendo así un PLA de elevado peso molecular (patentado por Mitsui Toatsu), ópticamente activo,II en el cual, por lo general, las bacterias que actúan tienden a producir únicamente el L-estereoisómero,III mientras que métodos sintéticos producen, en su mayoría, una mezcla de ácido láctico. La mezcla de los estereoisómeros D y L es amorfa (plástico amorfo es aquel que no tiene un arreglo especial, pero puede ser muy transparente); L-láctido origina una estructura cristalina de PLA llamada PLLA (ácido poli-L-láctico).

Cargill Dow desarrolló un proceso continuo para la producción de plásticos con base en ácido láctico, el cual comienza con reacciones internas entre moléculas del ácido láctico con abundante agua, para producir un preplástico de bajo peso molecular. Posteriormente, el preplástico se convierte en una mezcla de estereoisómeros del láctido, mediante un aumento de la reacción química, empleando el estaño para permitir una reacción interna molecular de reacciones químicas y, así, convertir una molécula orgánica en un anillo aromático más selectivo. La mezcla es purificada mediante una destilación en vacío en la cual se emplean temperaturas muy bajas, lo que ayuda a evitar el deterioro de los líquidos que se separan. Este sistema elimina el uso de disolventes y disminuye tanto contaminantes como costos.

Hoy día el término biodegradable –sinónimo de hidrodegradable– se aplica a aquellos materiales que pueden ser transformados en sustancias más sencillas para, después, poder ser disueltas en el agua. En el primer paso para la biodegradación, llamado oxodegradación, el aditivo, oxida las cadenas de polietileno para lograr su degradación. En el segundo paso de la biodegradación, los restos de la bolsa son consumidos directamente por microorganismos, aunque esta acción, en ocasiones, genera agua y biomasa, así como algunos gases de efecto invernadero –bióxido de carbono o metano–; no obstante, esto último puede ser controlado y tratado para producir energía mediante procesos de digestión anaeróbica, en los rellenos sanitarios.

Hernández4 y Martínez et al.5 señalan que los bioplásticos presentan propiedades fisicoquímicas y termoplásticas iguales a las de los polímeros fabricados a partir del petróleo; la diferencia es que se biodegradan una vez depositados en condiciones favorables (humedad y temperatura, entre otras).

El primer producto en el mercado hecho de polietileno con un contenido de 7% de almidón consistió en bolsas para supermercado, de las cuales, en Europa (a principios de los noventa) se utilizaron 100 mil toneladas por año. En México sólo hay un par de empresas que las fabrican; sin embargo, el principal proveedor es extranjero.

ASM3 y Levis y Barlaz6 han demostrado que este tipo de bolsas se fragmentan, pero no se degradan y quedan pequeños pedazos de plástico nocivos para la tierra, aves, animales marinos e insectos. El hecho de que un polímero sea soluble en agua es útil, pero el plástico, incluso, disuelto permanece en el agua, por lo que posteriormente se deposita en ríos y mares, por ello se ha mencionado que estos plásticos solamente se hacen invisibles, lo cual no garantiza que no ocasionen un impacto en el medio ambiente. Además, el adicionar almidón disminuye las propiedades mecánicas (ejemplo: dureza, elasticidad, tenacidad…), y la humedad ataca el almidón, cuya utilización –por cierto– en la degradación de bolsas atenta contra la cadena alimentaria (ASTM D-6400);3 no obstante, la fabricación de polímeros no se ha detenido (cuadro 1).


Una ventaja de los polímeros PHA es su rápida degradación en el ambiente, en comparación con los plásticos sintéticos; esto se debe a que muchos hongos y bacterias presentes en el ambiente (suelo, agua, aire) pueden utilizarlos como alimento.

Por otra parte, las bolsas llamadas oxodegradables u oxobiodegradables se descomponen usando aditivos químicos como los aditivos plásticos totalmente degradables llamados TDPA por sus siglas en inglés (Totally Degradable Plastic Additives). La primera degradación se inicia mediante luz ultravioleta, calor o tensión mecánica, al romperse las cadenas moleculares, pues, inmediatamente actúan los microorganismos. Se dice que este tipo es el más efectivo y no requiere almidón (ASTM D-6954).3

Se han desarrollado otros materiales llamados fotodegradables, los cuales se degradan por la acción de los rayos ultravioleta de la radiación solar, de tal modo que pierden resistencia y se fragmentan en partículas diminutas; sin embargo, estos materiales no se fotodegradan si son enterrados en rellenos sanitarios (ASTM D-5071).3

Finalmente, otros materiales como las bolsas de papel, aunque son totalmente biodegradables, resultan altamente impactantes para el ambiente, debido a que su fabricación requiere celulosa y grandes volúmenes de agua, especialmente si se elaboran a partir de papel reciclado. Esto, lamentablemente, nos lleva a concluir que todos los materiales utilizados para la fabricación de bolsas, hasta ahora, pueden representar un peligro para el ambiente, aunque éste puede reducirse al reutilizar cualquier tipo de bolsas hasta que realmente ya no sean útiles (cuadro 2).

¿Que hacer?

Ningún tipo de almidón,
ya sea fécula de maíz,
de papa o de trigo
debe integrarse
 en la fabricación de bolsas.
La problemática ambiental generada por la distribución incontrolada de bolsas de plástico es muy grande, pero aún es tiempo de hacer algo, comenzando por la toma de conciencia, tanto de los industriales como de los consumidores.

En materia de bolsas biodegradables, es necesario conocer la tecnología que se está desarrollando para poder implementar nuevos productos que sean cada vez más amigables con el ambiente.

Es imprescindible tomar medidas para atenuar los efectos del desecho de estos productos, entre ellas, la aplicación estricta de los marcos legales que se han ido creando con los años, al tiempo que las investigaciones avanzan.

Ningún tipo de almidón, ya sea fécula de maíz, de papa o de trigo debe integrarse en la fabricación de bolsas, ya que no la hacen totalmente biodegradable.

Tal vez la mejor opción para disminuir la contaminación por bolsas de plástico es utilizarlas de forma racional y reutilizarlas al máximo. Además, en la mayoría de los casos se puede hacer algún tipo de artesanía con ellas: cinturones, monederos, gorros…, como se muestra en la figura 1.





Referencias 

1. Ley de Residuos Sólidos del Distrito Federal, (2009), publicada en la Gaceta Oficial del Distrito Federal, el 19 de agosto. p. 13.

2. ICyTDF (2010). “Trabajan en la Ciudad de México por Norma para bolsas de plástico”.Órgano Informativo del Instituto de Ciencia y Tecnología del Distrito Federal, núm. 16, p. 8.

3. ASM International Standards Worldwide http://www.astm.org/ (16/julio/2011).

4. Hernández, G. H (1998), Polímeros biodegradables a base de almidón, tesis, UNAM, México, pp 1-140.

5. Martínez, C.E; Puc B.G. y Rodríguez, R.S (2007), Desarrollo de un plástico biodegradable a partir de proteína aislada de soya, Tesis, UAM, México, pp 1-43.

6. Levis W. J. and Barlaz A. M. (2011). “Is Biodegradability a Desirable Attribute for Discarded Solid Waste? Perspectives from a National Landfill Greenhouse Gas Inventory Model”. Environ. Sci. Technol. 45, 5470-5476.


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