Reducir, reutilizar y reciclar. Los bioplásticos -plásticos fabricados a partir de procesos biotecnológicos- tienen mucho que aportar a las tres R de la economía circular. El uso de fuentes renovables, como los residuos, en su fabricación permite minimizar el gasto energético y la contaminación. Además, muchos de estos materiales pueden reciclarse, degradarse y reincorporarse al ciclo del carbono de la biosfera. Hablamos de todo ello con Auxiliadora Prieto, investigadora delCSICen el Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB) y coordinadora de SusPlast, una plataforma interdisciplinar orientada a una gestión sostenible del plástico. Para ella, los bioplásticos son parte del futuro, pero es necesario que la población sepa cómo usarlos y reciclaros y que exista un sistema de recogida y separación eficiente de estos materiales para gestionar sus residuos.
¿Qué es un bioplástico y cuáles son sus aplicaciones?
Al decir bioplástico, mucha gente entiende que es algo biodegradable y realmente no siempre es así. A los materiales que nosotros hacemos me gusta más llamarlos plásticos de base biológica, es decir, materiales plásticos que son producidos mediante herramientas biotecnológicas: enzimas o microorganismos como las bacterias. Otra diferencia respecto a los plásticos tradicionales es que se utilizan fuentes renovables para fabricarlos, como basuras u otros compuestos que tengan materia orgánica. Pueden ser degradables o no, depende de cuál sea su aplicación. Por ejemplo, si queremos un envase para alimentos, nos interesa que sea compostable; pero si fabricamos un teléfono móvil o una casa, lógicamente no queremos que se degrade sino lo contrario, que dure en el tiempo. Lo importante en contextos de economía circular es que produzcamos materiales empleando, en la medida de lo posible, fuentes renovables para favorecer sistemas sostenibles. En ese proceso tenemos que usar herramientas que reduzcan las emisiones de CO2 y el consumo de energía, y cuyo ciclo de vida esté programado.
Auxiliadora Prieto es biotecnóloga en el CIB del CSIC y coordina la plataforma SusPlast / Irene Lapuerta
Entonces, ¿los bioplásticos nos ayudan a hacer frente a los retos medioambientales?
Fabricar bioplásticos forma parte del contexto de la economía circular: reducir, reutilizar y reciclar. Estas tres R confluyen en la producción de bioplásticos porque usamos fuentes renovables, como residuos, y podemos reciclar y reutilizar estos materiales. De esta forma, tratamos de minimizar el gasto energético y la contaminación durante su fabricación. Lo importante es que todo el carbono acumulado en el petróleo, que se utiliza para fabricar el plástico convencional, no se movilice a la biosfera, sino que nos mantengamos dentro de la cadena del carbono de la naturaleza: las bacterias transforman los residuos en bioplásticos, se vuelve a degradar y da lugar a nuevas bacterias, que a su vez pueden generar bioproductos y CO2, que las plantas vuelven a captar. Entra todo dentro del ciclo de la biosfera. Si usásemos este modelo productivo, las emisiones finales de CO2 se reducirían considerablemente.
¿Cómo se lleva a cabo el proceso de producción de bioplásticos?
Hay tres tipos de producción. Por una parte, los que se producen a partir de polímeros naturales, como las bolsas de patata, que se hacen con bioplásticos que generalmente se componen de almidón con plastificantes. Por otra parte, los bioplásticos que se producen mediante la producción de biotecnología de sus componentes monoméricos, no del polímero propiamente dicho. Por ejemplo, las bolsas de plástico de toda la vida se hacen con polietileno. Pero si las hacemos mediante procesos biotecnológicos podemos utilizar bioetanol de origen vegetal, que, mediante un proceso químico, se convierte en etileno para generar biopolietileno. El proceso que mayoritariamente trabajamos en el laboratorio se basa en la utilización de bacterias. Son capaces de producir un plástico, que es un poliéster a partir de materia orgánica. El plástico, tal y como se extrae de la bacteria, no se puede usar; hay que aditivarlo con otros componentes para darle las propiedades que se buscan. En el laboratorio modificamos genéticamente o acondicionamos las bacterias para que, a partir de la fuente renovable de la que partamos (gas atmosférico o un residuo alimentario), sean capaces de producir un plástico que tendrá unas u otras propiedades según la bacteria que apliquemos en el proceso. Nosotros usamos basuras de todo tipo. Las bacterias transforman esos residuos mediante sus redes metabólicas, acumulan los compuestos en su interior, y después, los extraemos y se los damos a las industrias para que desarrollen sus formulaciones y fabriquen el mismo tipo de utensilios que produce la industria con plásticos convencionales. Además, el fabricante puede modular las propiedades de los materiales utilizando química de polímeros. Todas esas propiedades son fabulosas, pero no podemos obviar la parte ambiental, la contaminación que conlleva el proceso de fabricación. Hay que llegar a un punto intermedio.
Los envases basados en bioplásticos compostables, ¿ya están en los supermercados?
Menos de lo que nos gustaría. Aun así, ahora mismo hay un crecimiento brutal de este tipo de compuestos debido a la normativa europea, que obliga a las empresas a cumplir con determinados porcentajes de reciclabilidad y sostenibilidad. Por eso, el mercado de estos materiales va viento en popa. Hay muchas empresas que fabrican materiales plásticos a partir de formulaciones que no conocemos con exactitud. El envase, por ejemplo, debe tener una certificación que diga que es de base biológica y compostable, según la norma correspondiente, que indique cómo tienes que reciclarlo y, en resumen, que defina exactamente cuál es su impacto ambiental. Pero no sé si podemos pedir a las compañías que nos revelen su formulación exacta, puesto que eso forma parte del secreto industrial.
¿Cómo se llega al punto intermedio que mencionabas antes?
Generalmente es complicado reciclar envases alimentarios cuando son muy sofisticados. Pensemos, por ejemplo, en los sobres que tienen restos de algún polvo deshidratado. Por su composición es difícil reciclarlos, pero sus propiedades son excelentes para mantener el alimento en buenas condiciones. Hay que buscar el equilibrio entre producir un material con unas propiedades adecuadas para lo que lo quieres aplicar y que además se pueda reciclar o compostar. Y también debemos trasladar a la sociedad la idea de que no necesitamos tantas cosas. El fabricante puede ofrecer una fruta muy bonita en un envase que resulte atractivo porque busca atraer al consumidor, pero hay que educar a ese consumidor para que entienda que si le dan una bolsa de papel también le vale.
¿Cuáles son las limitaciones de los bioplásticos?
Hay muchas limitaciones. A nivel mundial, estamos produciendo cantidades ingentes de plástico convencional –el que procede de la industria petroquímica–: aproximadamente 350 millones de toneladas al año. En los años sesenta eran unos 15 millones de toneladas. En cuanto a los plásticos de base biológica, estamos produciendo al menos un 1% de esa cantidad, más o menos 3 millones de toneladas. La tecnología existe; de hecho, en nuestro centro la tenemos. El problema es la capacidad de producción. Pensemos en una empresa que hace plásticos. Tiene sus equipos y plantas de producción para fabricarlos, envasarlos, etc. Y le decimos: “Desmantele todo esto e introduzca un montón de tanques de producción con bacterias. Pero además consiga la cantidad de basura necesaria para generar millones de toneladas”. Eso es imposible. Vamos a aumentar mucho la producción de bioplásticos. En los próximos años, si la demanda sigue creciendo, llegaremos a un 10%, pero acercarnos al 100% no es factible. Conclusión: hay que reducir esos 350 millones de toneladas a más de la mitad.
¿Cuál es el papel de la biotecnología ante los retos asociados al cambio global?
La biotecnología es la ciencia que usa herramientas biológicas para desarrollar procesos tecnológicos. Realmente es el futuro, pero siempre en combinación con la química. Necesitamos aproximaciones multidisciplinares porque el conocimiento en el campo de los plásticos y la química de polímeros de plásticos es inmenso. Ahora mismo tenemos la ventaja de conocer cómo es el material, cómo se tiene que tratar y cómo lo podemos utilizar para descomponer y reciclar mediante estrategias químicas. Es lo que actualmente está haciendo la industria. Así que el papel es complementario e irá adquiriendo, espero, un mayor protagonismo.
Un ejemplo de esa multidisciplinariedad es SusPlast, la plataforma temática interdisciplinar del CSIC que coordinas. ¿Cuál es su objetivo?
Generar actividades de investigación e innovación y también socioeducativas en el contexto de la gestión de plásticos sostenibles. Formamos parte de ella personal investigador del CSIC de diversas áreas: química de polímeros plásticos, biotecnología, divulgación de la ciencia, reciclado mecánico... Lo que queremos es acortar la distancia que hay entre lo que hacemos en nuestros laboratorios y lo que se transfiere a las industrias. También forman parte de la plataforma observadores e inversores de las industrias relacionadas con toda la cadena de valor del plástico, de manera que pueden optar a generar contratos con nosotros para que les transfiramos esa tecnología. Actualmente, la demanda de los plásticos sostenibles es muy grande. En SusPlast también se desarrollan estrategias biotecnológicas de reciclado, aunque están en su infancia. Por ejemplo, la degradación de plásticos mediante enzimas. Todos hemos oído hablar de la plastisfera, que es el ecosistema donde organismos, principalmente microorganismos, están en contacto, flotando, con un plástico. Estos ecosistemas están desarrollándose y evolucionando por sí solos para crear enzimas capaces de degradar los plásticos, pero esto lleva tiempo.
Es un proceso lento.
Claro, son procesos lentísimos y no podemos esperar. ¿Qué hacemos en SusPlast? Aislamos esos microorganismos y vemos su capacidad de degradar este plástico. A lo mejor tardarían 300 años. Entonces, identificamos qué genes y proteínas intervienen en esa degradación, los pasamos a otro sistema recombinante y hacemos evolucionar en el laboratorio esas enzimas de manera rápida, es decir, aceleramos la evolución de la naturaleza. Así, luego podemos utilizar esa enzima en un sistema confinado en un tanque para que degrade los plásticos y libere los monómeros, en vez de usar un sistema químico como la pirolisis o la gasificación, que es lo que se hace ahora. En nuestro laboratorio queremos usar estas enzimas en un futuro próximo para que esos monómeros nos sirvan para hacer otros plásticos de una manera más sostenible o bien para que las bacterias se alimenten y hagan un bioplástico.
¿Por qué este sistema es menos contaminante que la pirolisis?
Yo creo en la pirolisis ciegamente, tiene muchas ventajas. Las incineradoras, que tienen muy mala fama, son maravillosas porque puedes destruir materiales que de otra manera no podrías. El problema es que emiten gases de efecto invernadero, por eso nadie quiere tener una cerca de casa. Pero, ¿qué pasa si todo ese gas que se libera lo recoges, lo recolectas y se lo das como alimento a las bacterias para que hagan bioplástico? Eso lo podemos hacer también en SusPlast.
¿Ya se está haciendo?
Eso es lo que estamos investigando. Ahora, cuando se hace la pirolisis se obtienen los monómeros, pero el gas se pierde y no se recolecta, y eso es una desventaja. En el laboratorio estamos cultivando bacterias con CO2 y monóxido de carbono, un gas sintético y muy tóxico que, en el fondo, es carbono que se transforma en carbono. De este modo, cuando no puedo usar una basura para hacer plástico porque es muy compleja, la quemo, la pirolizo y el gas funciona como la basura. Si lo piensas la fórmula es: quemo, produzco gas, lo recojo y se lo doy a la bacteria.
La investigadora señala que la biotecnología es el futuro, pero siempre en combinación con la química / Sandra Díez
La plataforma también desarrolla estrategias socioeducativas, ¿en qué se concretan y qué pretendéis con ello?
Evitar la confusión en la opinión pública y que no se difundan mensajes erróneos. Mentiría si dijera que los bioplásticos son maravillosos, que los vamos a ver en el supermercado mañana y que van a servir para todo. Sí afirmo que para envases alimentarios van a funcionar. Otra confusión habitual es considerar que los plásticos degradables pueden tirarse al medioambiente. En una charla en un colegio, un chico levantó la mano cuando les explicaba cómo se recicla y les pedía que por favor no dejaran el parque lleno de plásticos. Me dijo: “Los bioplásticos no van a funcionar”. “¿Por qué?”, le dije. Y me contestó: “Porque si sabemos que son degradables los vamos a dejar tirados más todavía”. Así que tengo que saber qué mensaje quiero transmitir. Defiendo un producto en el que creo y explico que, seguro que los bioplásticos van a llegar a nuestras casas, pero tiene que haber un sistema público para su recogida y separación. Igual que con los plásticos tradicionales. La única diferencia es que cuando lleguen a la planta van a entrar en un proceso biotecnológico de degradación.
Entonces, desde el punto de vista del consumidor, ¿el uso de bioplásticos implica también nuevos hábitos?
A veces es confuso decir que los bioplásticos son degradables porque entonces parece que podemos tirarlos al medioambiente, que van a desaparecer, y que además no pasa nada porque llegan al mar y se degradan. Esto no siempre es así. Solo ocurre si el material se ha diseñado para degradarse en ese ambiente en concreto, y en aplicaciones en las que el beneficio es muy claro, como por ejemplo en pesca o agricultura. Realmente la política de tratamiento de residuos debe ser similar a la de los plásticos derivados de la industria petroquímica. Tiene que haber una fórmula para que el usuario sepa qué hacer con ese plástico –tiene que estar bien certificado– y después debe haber sistemas de reciclado a nivel municipal, nacional y europeo. Debe estar previsto cómo los cogemos, cómo los separamos y cómo los reutilizamos en sistemas de compostaje industrial.
¿Uno de los retos es generar sistemas de recogida y tratamiento de estos nuevos materiales?
Claro. Nosotros defendemos el sistema de recogida y separación de materiales, incluidos los de base biológica. Tiene que haber una certificación que diga en qué contenedor tienes que echarlos. Algunos igual irán a restos porque pueden ir a un vertedero o degradarse perfectamente en un sistema de compostaje de casa, pero otros tendrán que ir a separarse, porque hay que meterlos en un tanque de fermentación y dejar que las bacterias hagan su labor. Esto es el futuro y lo vamos a ver, es inevitable. Pero hay que hacer pedagogía y no solo entre los niños, también entre responsables de las instituciones públicas.
Como investigadora, ¿qué te sugiere el título de este ciclo de entrevistas, ‘Científicas y Cambio Global’?
Lo que me sugiere es que ojalá no tuvieras que preguntármelo y el papel de las científicas en este asunto tan importante estuviera asumido por todo el mundo. La capacidad de las mujeres en este tipo de estrategias está más que demostrada. Un buen ejemplo, aunque no sea científica, es Ellen McArthur, una mujer que ha impactado por ser la ideóloga de la economía circular. Realmente está influyendo en toda la economía mundial y ha cambiado el proceso de producir no solo plásticos, sino un montón de productos.
Esta entrevista forma parte del proyecto 'Científicas y Cambio Global. Programación de la Red de Cultura Científica del CSIC’, que cuenta con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología - Ministerio de Ciencia e Innovación.
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