Entrevista a José Jesús Benítez, científic titular de l'Institut de Ciència de Materials de Sevilla
4 de gener de 2011
Què és la cutina i quines qualitats la fan tan valuosa per al seu projecte?
La cutina vegetal és un polièster natural que es troba a la pell (cutícula) de fruits, fulles i tiges tendres de les plantes superiors. Es tracta d'un teixit que fa d'esquelet de la cutícula i, per tant, és la responsable de la seva consistència i les seves propietats mecàniques. Les característiques més importants de la cutina són la seva hidrofobicitat, no toxicitat i total biodegradabilitat. És per això que es va pensar en el seu ús com a material d'envasament.
Quin tipus de plàstic han desenvolupat amb ella?
Per un procés de biomimètica hem aconseguit reconstruir en el laboratori un material comparable al natural: és un polièster amorf, de color ataronjat, suau al tacte, de caràcter hidròfob, conformat i, sobretot, totalment innocu i biodegradable.
Diuen haver aplicat una metodologia basada en les tècniques de sonda de proximitat (SPM). Parli'ns d'això.
Cal tenir en compte que el projecte de recerca que ha donat lloc a aquest producte té una forta component de recerca fonamental. Un dels objectius del projecte era establir la ruta química com la via principal de biosíntesi de la cutina a la paret de les cèl·lules vegetals. Aquest procés transcorre a través d'un mecanisme d'empaquetament molecular ordenat denominat autoacoblament. Les tècniques més adequades per estudiar sistemes autoensamblarse són les de sonda de proximitat i, en el nostre cas, la microscòpia de forces atòmiques (AFM).
En què consisteix aquesta tècnica i què aporta en el procés d'obtenció del material?
Un microscopi AFM funciona com els dits d'un invident llegint un text en Braille. Detecta la rugositat de la superfície amb resolució per sota del nanòmetre. Amb aquest tipus de tècniques s'ha pogut estudiar la capacitat d'una sèrie de molècules per donar lloc al polièster. En definitiva, quins són els requisits, pel que fa a la seva estructura molecular, que ha de complir un monòmer per produir un bon rendiment en el procés de síntesi del polièster.
Pel que sembla el nou plàstic biodegradable presenta una durabilitat semblant a la de la pell del tomàquet. De quant temps estem parlant?
En el laboratori avaluem la degradabilitat per atac químic en condicions severes, encara no hem realitzat proves en atmosfera oberta, però, per analogia amb la cutina vegetal, estaríem parlant d'un any aproximadament, encara que el període de degradació completa depèn de la temperatura, el nivell de precipitacions, el tipus i la quantitat de microorganismes, i sobretot, del pH i de la composició del sòl. L'interessant d'aquest aspecte és que, mitjançant certs additius, podem modificar el temps de degradació considerablement i, per tant, seleccionar-lo en funció de l'aplicació que es vulgui donar al material sintètic.
Quin tipus de condicions ambientals fan falta per a la seva descomposició a la natura?
En principi cap en especial. La seva degradació pot ser química o mitjançant l'actuació de microorganismes. En ambdós casos dependrà de l'acidesa / alcalinitat i humitat del sòl.
És reciclable?
Completament. Els productes de la degradació química del material són els mateixos que s'utilitzen per produir-lo. A més, no es preveu la participació de productes especialment contaminants en el cicle de reciclatge.
Per a la fabricació d'aquest plàstic val qualsevol varietat de tomàquet?
No només qualsevol varietat de tomàquet, sinó de qualsevol altre fruit. Tot dependrà del rendiment en cutina que contingui la seva pell i de la seva disponibilitat com a subproducte o rebuig. L'haver obtingut a partir de la pell del tomàquet ve d'una línia d'investigació prèvia duta a terme pel grup de Biopolímers Vegetals, que dirigeix el professor Antonio Heredia Bayona a la Universitat de Màlaga.
Diuen que poden aprofitar les deixalles de tomàquet de la indústria alimentària, però se'ls ha de sotmetre a algun tipus de tractament especial abans d'arribar al laboratori?
El procés de reutilització de la pell com rebuig passa per l'extracció de la cutina. En el laboratori aquest és un procés molt elaborat ja que les bases d'una investigació a nivell fonamental s'han establir partint de productes ben aïllats i caracteritzats. En l'actualitat, estem explorant rutes d'extracció menys protocolitzades que portin a un producte que retingui les propietats del prototip.
Qui intervé en el projecte?
La patent en qüestió és conseqüència del desenvolupament d'un projecte de recerca finançat per la Conselleria d'Innovació, Ciència i Empresa de la Junta d'Andalusia. En ell participen diversos investigadors del CSIC i de les universitats de Màlaga, Sevilla i Almeria. Però el desenvolupament de polièster biomimètic, explica Benítez, és responsabilitat directa del grup de Biopolímers Vegetals de la Universitat de Màlaga i del grup de Materials Avançats de l'Institut de Ciència de Materials de Sevilla (CSIC).
Tenint en compte la seva durabilitat i característiques, quines poden ser les seves aplicacions?
Som conscients que les possibles aplicacions pràctiques d'aquest material estan definides per criteris de rendibilitat econòmica. Des de la nostra perspectiva de grups de recerca fonamental, aquest tipus de consideracions se'ns escapen una mica. En vista de la disponibilitat de la matèria primera i dels productes i processos implicats, no creiem que, a priori, els costos de producció siguin prohibitius.
Llavors, per quin tipus de productes creu que pot ser més apropiat?
Hem proposat la seva aplicació com a material per a l'envasament d'aliments per analogia amb el paper de la pell en els fruits (empaquetar i conservar el seu contingut). Algunes empreses productores de materials plàstics han contactat amb nosaltres per explorar el seu ús en bosses de plàstic o en plàstics per hivernacles. També s'ha pensat com a material per encapsular i alliberar controladament medicaments. Altres suggeriments passen, per exemple, per la seva ocupació en l'envasament de productes de major valor afegit com en el sector cosmètic. Darrerament estem considerant també el seu ús com a membranes en processos de filtració.
¿Necessitareu aquest plàstic una tecnologia especial per a la seva transformació, és a dir, la maquinària actual que té qualsevol transformador en el nostre país pot tractar aquest tipus de plàstic biodegradable?
Aquest és l'aspecte en què necessitem cert assessorament i col·laboració amb empreses que disposin d'un laboratori d'R + D per cobrir tots els aspectes tècnics i econòmics de l'escalat a la producció, almenys, a nivell de planta pilot. Nosaltres podem realitzar la tasca d'investigació fonamental encaminada a complir els requisits fisicoquímics tant del material de partida com del producte final, però aquests requisits han de ser proposats per l'empresa transformadora. El sector serà el que avaluï també la viabilitat econòmica en funció de l'aplicació del material.
Comenta que es pot elaborar plàstic a partir d'altres fruits. Tenen pensat investigar amb altres tipus de materials?
Estem avaluant materials obtinguts a partir de mescles de monòmers. Hem descrit una ruta partint d'una molècula prototip que ens permet una bona caracterització fonamental del procés. Un cop definit el camí, estem emprant altres molècules químicament molt similars com additius per a modificar les propietats del producte final. Així, aconseguim, per exemple, alterar les propietats mecàniques, la velocitat de degradació, la permeabilitat a l'aigua o la capacitat d'intercanvi iònic del polièster sintètic.
El nou plàstic està patentat, però es comercialitzarà? Qui ho farà?
La patent que cobreix el producte i el procés d'obtenció pertany a parts iguals al Consell Superior d'Investigacions Científiques i la Universitat de Màlaga. Les respectives oficines de transferència de recerca s'estan encarregant de publicitar els nostres resultats i d'establir els contactes amb les empreses interessades. Entenem que les que albirin la viabilitat del procés adquiriran els drets corresponents. En realitat, aquest és un procés administratiu que discorre, d'alguna manera, al marge del grup investigador. No obstant això, hem d'afegir que, en aquest sentit, percebem un clar interès de les oficines de transferència perquè s'estableixin convenis o contractes de recerca entre els nostres grups i les empreses interessades.
José Jesús Benítez Jiménez, responsable del projecte, és científic titular de l'Institut de Ciència de Materials de Sevilla, un centre mixt entre el Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat de Sevilla.
