¿Son los bioplásticos una opción más sostenible?

Tras el notable auge experimentado por los bioplásticos en los últimos años, numerosas empresas se plantean la posibilidad de sustituir sus productos de plástico convencional por alternativas biodegradables o biobase. Con el propósito de ofrecer una respuesta fundamentada a este interrogante, en OiKo hemos llevado a cabo un estudio comparativo entre el Polipropileno y el bioPE, un tipo de polietileno elaborado a partir de biomasa. Nuestra meta es proporcionar información rigurosa acerca del comportamiento ambiental de ambas opciones. No obstante, antes de adentrarnos en este análisis, es imperativo comprender qué son exactamente los bioplásticos y cuáles son las implicaciones de su proceso de fabricación.

Imagen 1. Muestra de bioplástico procedente de residuos agrícolas realizada para un proyecto de I+D de OiKo. Fuente: OiKo Design Office.

Un bioplástico forma parte de una larga familia de materiales con propiedades y aplicaciones distintas. Según European Plastics, un bioplástico es un plástico bio-basado y/o biodegradable. Bio-basado, se refiere a que está hecho de biomasa (plantas) que proviene del maíz, la caña de azúcar o la celulosa. Y biodegradable, que los microorganismos (bacterias, hongos, algas) presentes en un medio lo convierten en sustancias naturales. Pero la realidad es que nos encontramos con algunos bioplásticos bio-basados que no son biodegradables, y algunos plásticos hechos a partir de recursos fósiles que al mismo tiempo son biodegradables mediante aditivos que favorecen su degradación. Uno de los bioplásticos más conocidos que sí cumple con las dos características es el Ácido láctico o PLA.

Imagen 2. Clasificación de los bioplásticos. Fuente: European Bioplastic 2013

Parece increíble poder obtener un material tan sintético como el plástico de la rama de un árbol o del maíz, pero en el fondo no es tan extraño, ni tan novedoso.

Si nos fijamos en la composición del petróleo y de los plásticos vemos que está basada en carbono y en hidrógeno, los elementos que forman toda la materia viva.

Las plantas son una fuente de cadenas de carbono e hidrogeno que fácilmente pueden transformarse en plásticos. De hecho, tan fácil, que tampoco es una gran innovación la obtención de plásticos vegetales como podemos recordar, al observar que el primer plástico, que se inventó en 1860, estaba sintetizado a partir de la celulosa. Siendo ortodoxos, podríamos decir que el origen de los plásticos es biológico.

Imagen 3. John Wesley Hyat ganó el concurso lanzado por la empresa Phelan & Collander el año 1860 para encontrar un material adecuado para fabricar bolas de billar con su nuevo material “celuloide”.

Lo importante es no confundir el origen natural del material, con que realmente pueda ser biodegradable, que son cuestiones diferentes y es ahí donde radica la verdadera innovación.

Ahora, centrémonos en el bioPE, un polietileno producido a partir de biomasa, concretamente de la caña de azúcar. Hasta aquí parece todo fabuloso, pero adentrémonos en el proceso de transformación para que esta caña de azúcar se convierta en un plástico. El primer paso es cultivarla, proceso que implica el uso de maquinaria agrícola, fertilizantes, pesticidas y agua. Una vez recogida la cosecha pasa por un proceso de lavado, corte y triturado para obtener la glucosa que contiene la caña de azúcar. La glucosa es fermentada hasta obtener ethanol, que tras un proceso de destilación y polimerización se alcanza el bioPE. Para realizar todo este proceso es necesario el uso de químicos como fertilizantes y pesticidas en el cultivo de la caña de azúcar, y energía para hacer funcionar la maquinaria agrícola y realizar las diferentes transformaciones por las que pasa la caña de azúcar hasta convertirse en bioPE.

Imagen 4. Campo de cultivo con industria de biorefinería y esquema de producción del bioPE. Fuente: OiKo Design Office.

Teniendo claro el proceso de fabricación, el siguiente paso consiste en estudiar mediante un análisis de ciclo de vida el impacto ambiental que supone la producción de bioPE en diferentes categorías de impacto, que pueden agruparse en afectación al ecosistema, a la conservación de los recursos y a la salud humana. A su vez, se estudia la alternativa de plástico base fósil, en este caso Polipropileno, para poder comparar resultados.

Si solamente se tuviera en cuenta la categoría Global Warming que cuantifica la huella de carbono en Kg de CO₂, la opción bio es presenta menor impacto que la opción fósil.

En el estudio realizado se demuestra que existe una reducción de hasta el 40% de emisiones de CO₂ al sustituir el PP por bioPE, pero, sin embargo, se detecta un trasvase de impactos y mientras la categoría Global Warming desciende, el resto de categorías incrementan su impacto.

Imagen 5. Gráfica comparativa de los impactos ambientales en diferentes categorías del PP y el BioPE. Fuente: OiKo Design Office.

Esto nos demuestra que aunque los bioplásticos nos presenten nuevas oportunidades, también suponen una serie de riesgos. Es cierto que su uso reduce las emisiones de CO₂ en la producción siempre que el cultivo sea gestionado de manera responsable, pero este cultivo masivo supondría un gran impacto ambiental en los usos del suelo. Los datos hablan por sí solos:

Si todos los plásticos procedieran de cultivos, se necesitaría el equivalente a toda la producción de maíz de EEUU para su obtención, el mayor productor mundial de maíz, con 350 millones de toneladas al año.

El empleo de tierras de agrícolas para el uso industrial es una cuestión controvertida por las implicaciones sociales que conlleva. Una presión tan elevada sobre la agricultura supone un impacto social inasumible y un cambio de usos del suelo difícilmente justificable. A la vez, un incremento en los impactos relacionados con la apertura de nuevas tierras de cultivo igualmente insostenible. En este sentido, los cultivos destinados a biocombustibles y bioplásticos se encuentran en latitudes tropicales, lo que implicaría la deforestación de selva y bosques primarios con un impacto aún mayor que la pretendida reducción de emisiones de CO₂.

Imagen 6. Fotografía aérea de campos de cultivo de maíz.

Los pesticidas y fertilizantes utilizados en la agricultura intensiva tienen un efecto sobre los ecosistemas y sobre la salud humana que también se ha de tener en cuenta. La eutrofización generada por los fosfatos y nitratos de los fertilizantes industriales se está elevando como uno de los grandes impactos en la actualidad. Por otro lado, los pesticidas son sustancias tóxicas y bioacumulativas que se emplean para incrementar la productividad de los cultivos. Estos se han demostrado como responsables de enfermedades como el párkinson y muchos tipos de cáncer.

Aun así queremos destacar un punto a favor del bioPE que, a diferencia de otros bioplásticos como el PLA, no interfiere en el sistema de reciclado convencional y, por tanto, puede reciclarse en la misma corriente de residuo y con la misma tecnología que los plásticos convencionales. Pero, como hemos comentado anteriormente, la producción de bioethanol es energéticamente intensiva, y un mix energético basado en combustibles fósiles puede hacer que la demanda de petróleo equivalente sea mayor que en un polímero base fósil.

En resumen, la elección entre bioplásticos, como el bioPE, y plásticos convencionales como el Polipropileno, no es sencilla. Por eso, es crucial tener en cuenta cada caso específico, y analizarlo cuidadosamente para determinar la mejor opción. No existe una solución única, y la elección entre plásticos convencionales y bioplásticos debe basarse en una evaluación detallada de las condiciones locales, la disponibilidad de recursos, la gestión de residuos y las metas medioambientales específicas. La investigación constante permitirá refinar y mejorar las tecnologías existentes, así como descubrir nuevas innovaciones que puedan allanar el camino hacia la sostenibilidad.