Cómo obtener plástico renovable del sector agroalimentario

La naturaleza tiene varias maneras de facilitar el material necesario para fabricar plásticos. En todos los casos el punto de partida son elementos de origen orgánico. La materia prima de la mayor parte de los plásticos actuales ha adquirido sus cualidades tras un proceso de millones de años. Es tanto tiempo que, pese a su origen natural, ni siquiera lo consideramos como un material renovable. Son productos petroquímicos. Otra vía, más nueva y en desarrollo, consiste en extraer los compuestos para fabricar el versátil material directamente de organismos vivos. Son los bioplásticos: renovables y mucho menos contaminantes.

Entre ellos se encuentran los denominados polihidroxialcanoato (también conocido como PHA), unos «polímeros naturales producidos por bacterias», como explica el director del Centro Tecnológico Nacional de la Conserva y Alimentación (CTNC), Pablo Flores. «Estos polímeros son generados como sustancias de reservas a partir de fuentes orgánicas por fermentación del azúcar o lípidos, como carbohidratos (glucosa o sacarosa) o hidrocarburos, y son utilizados después bajo situaciones de estrés o carencia de algún tipo de nutriente. Con lo cual son una fuente de carbono y de energía», apunta al explicar el proyecto de investigación sobre estos elementos que ha emprendido el CTNC.

«Todavía queda mucho por estudiar acerca de los PHA», avisa Flores. El proyecto que la institución que dirige está desarrollando se centra en «estudiar, caracterizar y formular sustratos de bajo coste para la producción de PHA a partir de los subproductos alimentarios de la Región de Murcia». Con el nuevo material se busca fabricar envases y embalajes «para reemplazar los films de envasado provenientes de productos petroquímicos con materiales biodegradables más ecológicos».

En estos trabajos colabora desde este mes la Agencia de Ciencia y Tecnología de la Región de Murcia, más conocida como Fundación Séneca, que ha suscrito un convenio de colaboración con el CTNC en el que se incluye esta línea de investigación.

No se trata de la primera incursión de este centro tecnológico en los llamados bioplásticos. El CTNC lleva desde 2017 implicada como socio en el proyecto europeo Afterlife (acrónimo en inglés de «tecnologías avanzadas de filtración para la recuperación y posterior conversión de fracciones relevantes de aguas residuales». Esta iniciativa, que concluirá en agosto de 2021 y forma parte del programa de financiación de investigaciones e innovaciones Horizonte 2020, persigue «recuperar y valorizar las fracciones relevantes de las aguas residuales de industrias agroalimentarias». En suma, se trata de extraer residuos alimentarios sólidos del agua empleada en las conserveras para transformarlos en biopolímeros. Es decir, en plásticos.

Además, esta entidad de desarrollo del sector conservero, con sede en Molina de Segura trabaja desde 2019 con el murciano Centro Tecnológico del Calzado y el Plástico (CETEC) «en diferentes proyectos sobre uso de distintos biofilms para el envasado y procesado de alimentos refrigerados (IV Gama), alimentos cocinados (V Gama) y encurtidos (conserva)». Estos trabajos están enmarcados dentro de un programa de apoyo a los centros tecnológicos del Instituto de Fomento de la Región de Murcia (Info). El papel del CTNC aquí se centra en la validación de los biofilms que se están desarrollando para envasar alimentos.

Volviendo a la nueva línea de investigación sobre los PHA, la coordinadora del Área de Tecnología del Centro Tecnológico de la Conserva, Presentación García, explica que su duración prevista oscila entre los dos y los tres años, dependiendo «de los resultados que se vayan obteniendo», e incluye la contratación de un investigador como encargado principal a tiempo completo del proyecto, y que contará «con la inestimable colaboración de otros departamentos del centro tecnológico, como las áreas de Tecnología y Microbiología».

En cuanto a los frutos de estas iniciativas, García explica que ya se han obtenido «resultados en relación con la producción y uso de los biofilms como consecuencia de los proyectos en los que estamos involucrados, pero todavía queda mucho por estudiar». De momento, lo ya obtenido abre «el camino para investigar la conexión entre los factores que regulan la degradación de los biofilms y las redes globales de adaptabilidad bacteriana al ambiente».

«Para poder desarrollar un proceso de producción de biofilms mediante fermentación utilizando microorganismos», advierte Presentación García, «es necesario optimizar el rendimiento y la facilidad de purificación del polímero y fundamentalmente abaratar el coste de los sustratos utilizados para su obtención».

Pablo Flores añade en este contexto que la institución que dirige se encuentra actualmente «dotando de infraestructuras en su planta piloto para el desarrollo de una línea de producción de biofilms con el objetivo de estudiar, caracterizar y formular sustratos de bajo coste para la producción de biofilms a partir de los subproductos alimentarios de la Región de Murcia».

Se trata en último término de conseguir envases de base biológica fabricados con elementos «de origen agrícola, producidos a partir de materias primas renovables como el almidón y los monómeros de origen biológico», detalla Flores. En síntesis, estos materiales constituyen una alternativa a los envases y embalajes derivados de productos petroquímicos, porque se obtienen de fuentes renovables, porque son reciclables y degradables, y porque constituyen una oportunidad para reducir costes, de acuerdo con los responsables del proyecto.

Más concretamente, apunta García, «las aplicaciones van desde el diseño de revestimientos de barrera multicapa que consisten en biopolímeros, hasta el enriquecimiento de la matriz de plásticos tradicionales PP [polipropileno] y PE [polietileno] con materiales de origen natural».

La coordinadora del Área de Tecnología del CTNC cita como ejemplos de alimentos que ya se envasan en materiales biodegradables los yogures, los zumos, las bebidas carbonatadas, el agua, cervezas y vinos, el kétchup, dulces y chocolates, el café, el té, los cereales, las hierbas, la pasta y el arroz. Pese a sus múltiples usos, «sin embargo, el envase biodegradable sigue representando un nicho de mercado debido al costo y al bajo rendimiento general de los films biodegradables en comparación con las de los materiales plásticos tradicionales».

En realidad ya existen numerosas iniciativas de producción de biopolímeros, como los de las empresas internacionales Chemical Industries (Reino Unido), Danimer Scientific (Estados Unidos), Kaneka (Japón), Bio-On (Italia), Tianjin GreenBio (China) y Ercros (España). Lo que diferencia a la línea de investigación propia emprendida por el CTNC sobre «el desarrollo de bioplásticos es la caracterización de las corrientes de subproductos de las industrias agroalimentarias de la Región de Murcia, para la formulación de un sustrato de bajo coste para la producción de bioplásticos»; y también «el desarrollo de un proceso sostenible y de bajo coste de producción», afirman sus artífices.

En agosto de ese año concluirá el proyecto europeo Afterlife, en el que participa desde Molina de Segura el CTNC.