Un proyecto de la UAH transforma residuos agrícolas en bioplásticos

Martes, 23 junio 2020
Un proyecto de la UAH transforma residuos agrícolas en bioplásticos Investigadores del Proyecto Biopolrex de la Universidad de Alcalá, del Instituto de Biotecnología de León (INBIOTEC) y del Instituto Tecnológico del Plástico de Valencia (AIMPLAS)

Marta E. G. Mosquera y Gerardo Jiménez Pindado son investigadores de la Universidad de Alcalá y responsables del Grupo de Investigación SOSCATCOM que está desarrollando el Proyecto Biopolrex. Junto al Instituto de Biotecnología de León (INBIOTEC) y el Instituto Tecnológico del Plástico de Valencia (AIMPLAS) trabajan en un plan multidisciplinar de economía circular que busca transformar paja y pulpa de remolacha en bioplásticos. Una opción mucho más respetuosa con el medio ambiente que los plásticos tradicionales.

-¿En qué consiste el proyecto Biopolrex?
El propósito es obtener bioplásticos a partir de fuentes renovables, en este caso usando residuos agrícolas, que buscan sustituir los plásticos convencionales hechos con petróleo pero conservando las mismas propiedades, mecánicas, ópticas, de procesabilidad, etc…

Si bien se lleva trabajando en esta área desde hace dos décadas, aún quedan muchos procesos que optimizar. En este proyecto nos hemos centrado en obtener bioplásticos a partir de un recurso particularmente abundante y de poco valor añadido: residuos agrícolas, en concreto paja y pulpa de remolacha, de los que obtenemos terpenos y terpenoides que pueden ser transformados en un tipo de materiales poliméricos o bioplásticos llamados politerpenos. Estos son muy versátiles porque son compatibles con otros polímeros como, por ejemplo, las poliolefinas y con copolímeros de tipo estirénico, como el SBS, así como con EVA, PUR y acrílicos. Se utilizan con frecuencia como (co)adhesivos en muchos adhesivos termofusibles y son sensibles a la presión de alta calidad. Hay que tener en cuenta que además estos productos tienen otras propiedades muy interesantes de tipo antioxidante y antimicrobiana, por lo que tienen un potencial altísimo.

-¿Para qué se utilizarían los bioplásticos resultantes?
En el caso de los bioplásticos de nuestro proyecto, no es esperable que sus propiedades mecánicas sean competitivas, pero se buscan otras aplicaciones como por ejemplo recubrimientos, pinturas, adhesivos y/o barnices. Además, pueden utilizarse como aditivos para mejorar la reciclabilidad de otros plásticos.

Este tipo de bioplásticos podría pues tener aplicaciones en áreas que van desde la automoción y electrónica hasta el mobiliario, higiene, productos de cuidado personal y fabricación de calzado, o en embalajes para conseguir una fuerte adhesión y alta resistencia. Su presencia en el mercado actual es más baja de lo que se debería a pesar de sus altas propiedades, sobre todo por su precio, en comparación con otros compuestos que ya se usan para estas aplicaciones, y por el desconocimiento de las empresas para su uso.

-Al ser un proyecto multidisciplinar de economía circular, ¿cómo se están coordinando?
De un lado INBIOTEC se encarga de la transformación de los residuos agrícolas en terpenos y terpenoides utilizando procesos microbiológicos. En el grupo de investigación de Alcalá llevamos a cabo la transformación de estos monómeros en polímeros mediante un proceso catalítico, precisamente nuestro grupo está especializado en el desarrollo de sistemas catalíticos con metales abundantes y no tóxicos. Y el último paso del proyecto es el escalado de la síntesis de los polímeros, este aspecto lo aborda en Valencia AIMPLAS, para lo cual están utilizando una tecnología innovadora llamada extrusión reactiva. Asimismo, en AIMPLAS pueden llevar a cabo el proceso de formulación para lograr la obtención de un material más cercano al mercado. Así, nuestra investigación se centra en la parte central del proceso, ya que, de un lado recibimos de INBIOTEC el material de partida, que transformamos, y finalmente en AIMPLAS tiene lugar el escalado y formulación para poder acercar nuestros polímeros al mercado.

Queremos resaltar el papel esencial de nuestro grupo como eje vertebrador de este proyecto y para lograr una coordinación eficiente, llevamos a cabo reuniones periódicas, tanto telemáticas como presenciales, que retomaremos en cuanto sea posible, que permiten conocer el progreso el proyecto. Cuando es necesario transmitir una información concreta o mostrar una metodología específica, investigadores de los tres grupos participantes nos trasladamos entre los distintos centros. En concreto, un estudiante de doctorado de Alcalá ya ha realizado una estancia en AIMPLAS.

Biopolrex infografia

-¿Qué consecuencias tiene para el mundo agrícola?
La economía circular requiere cambiar la forma de ver las cosas: hay que reparar siempre en el residuo agrícola como un posible recurso. Al explotar su potencial como material de partida, su variabilidad en la composición puede considerarse su punto débil, pero al mismo tiempo es su punto fuerte. Así pues, al ser diversos, los residuos agrícolas permiten que se puedan obtener una gran variedad de productos a partir de ellos, sólo hay que buscar cuáles son las mejores metodologías microbiológicas y químicas que permitan lograr su transformación en precursores útiles. Para ello, será necesario desarrollar distintos procesos dependiendo del residuo tratado. La solución más efectiva sería la que permitiera plantear diferentes tratamientos a pequeña escala y a nivel local y, de esta manera, será posible avanzar hacia una economía circular donde la energía solar fijada por las plantas sea reutilizada de modo eficiente. El impacto sobre el mundo agrícola de este proyecto sería pues a medio plazo.

-¿Cómo beneficiaría al medio ambiente?
El beneficio sobre el medio ambiente sería la transformación de un residuo en un material de uso cotidiano. Por un lado, evitamos el coste ambiental de la destrucción del residuo y además se evita el empleo de residuos fósiles para generar el nuevo material. Asimismo, contribuimos a la reducción de la emisión de gases con efecto invernadero porque en este proyecto empleamos un catalizador, que es un compuesto metálico que abre un nuevo camino de reacción de modo que es posible llegar a la formación del producto final consumiendo menos energía y reduciendo la emisión de estos gases.

-¿Podría entonces relacionarse con alguno de los Objetivos de Desarrollo Sostenible?
Sin duda, incluso con más de uno. En concreto tiene mucho que ver con el objetivo 12 ‘producción y consumo responsables’, ya que se producen materiales de uso común a partir de fuentes renovables, de modo que se favorece un uso eficiente de recursos naturales. Está particularmente relacionado con el aspecto 12.5 prevención, reducción, reciclado y reutilización de desechos. De aquí a 2030, es necesario reducir considerablemente la generación de desechos mediante actividades de prevención, reducción, reciclado y reutilización, en esta línea se encuentra nuestro proyecto puesto que estamos reutilizando un residuo agrícola que previamente se desechaba. Asimismo, se relaciona con el objetivo 13 ‘acción por el clima: la lucha contra el cambio climático’, particularmente en el aspecto de la reducción de gases de efecto invernadero dado que utilizamos procesos catalíticos.

Con los objetivos 14 y el 15 también se encuentra estrechamente entrelazado ya que se refieren al cuidado de los ecosistemas marinos y terrestres. El hecho de generar un bioplástico puede ser de gran utilidad si su ciclo de vida permite que la degradación sea más fácil que en los plásticos convencionales, no generando grandes cantidades de residuos marinos ni terrestres. 

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