Tendencias y nuevas aplicaciones de los bioplásticos en resinas y empaques flexibles

U no de los pocos sectores que sigue viendo crecimiento pese a la crisis es el de bioplásticos. La última conferencia mundial en el tema, organizada en Berlín en noviembre pasado por la organización European Bioplastics, fue una prueba de esto, al contar con asistencia récord y con la presencia de grandes jugadores de la industria.

Las virtudes de los bioplásticos son indiscutibles: Proporcionan una nueva imagen a los plásticos, generan independencia del petróleo, constituyen una solución para los problemas ambientales y se convierten en una nueva fuente de ingreso para el sector agricultor. El término cobija también a los plásticos que se derivan de fuentes renovables, como a los plásticos que se biodegradan, aunque provengan de fuentes petroquímicas. Actualmente la aplicación más importante la constituyen los empaques. Como ocurre con cualquier innovación, debido a que aún el nivel de producción es incipiente, los precios de producción todavía no compiten con los de materias primas derivadas del petróleo. Sin embargo, muchos especialistas coinciden en que el campo de los bioplásticos es ''el lugar para estar'' en esta nueva década.

Cereplast, proveedor de plásticos y compuestos biobasados, espera que el mercado de bioplásticos estadounidense capture 30% del total del mercado de plásticos dentro de la próxima década. En un comunicado de prensa, la firma expresó que espera que el sector de bioplásticos en Estados Unidos alcance ventas por US$ 10.000 millones de dólares en 2020. En 2007, el mercado de bioplásticos totalizó US$ 1.000 millones de dólares en ventas. "Los consumidores norteamericanos están presionando a los principales fabricantes y cadenas de supermercados a migrar hacia soluciones ambientalmente correctas. Muchos de los más grandes ya han empezado a adoptar programas diseñados para adoptar empaques alternativos, entre ellos Wal-Mart y Coca-Cola'', declaró Frederic Scheer, fundador y CEO de la compañía. Scheer afirmó, también, que el impulso de iniciativas "verdes" de la administración Obama promovería el mercado.

Uno de los giros claves en la industria es el uso de celulosa como materia prima para los bioplásticos. Esta materia prima, que también se puede usar para biocombustibles, tiene la ventaja de que no compite con cosechas usadas para alimentos. Compañías como NatureWorks y Purac han anunciado esfuerzos para desarrollar PLA basado en fuentes celulósicas. El rendimiento de la celulosa también sería mayor, y haría el costo de los bioplásticos más competitivo frente a los derivados del petróleo. Mezclar plásticos biobasados con monómeros fósiles para desarrollar nuevos polímeros también es una tendencia. El objetivo aquí es incrementar la sostenibilidad al tener, al menos parcialmente, fuentes renovables en cada aplicación.

Tiempo de innovar
De acuerdo con un estudio reciente de la universidad de Utrecht, en Holanda, teóricamente es posible producir 90% de todos los plásticos actuales a partir de fuentes renovables. Según el Dr. Harald Kaeb, presidente de la asociación European Bioplastics, "aquellos que piensan que la industria plástica se dividirá entre lo bio y lo fósil están equivocados". En su manera de ver, lo que pasará es que cada vez más los monómeros (bloques que constituyen las cadenas de polímeros) se derivarán de fuentes renovables.

Respecto al tema de viabilidad económica, el experto comenta que "a todos los innovadores les es familiar la eterna discusión acerca de costos y precios. De cualquier forma, es posible ''comprar y vender'' materiales de mayor valor agregado si la filosofía es coherente". De acuerdo con Kaeb, "La industria, que después de todo aún es joven, se beneficia de la competencia creciente, de nuevas ideas y de la presencia de más jugadores".

Durante la conferencia en Berlín, un ejemplo hizo evidente el nivel de penetración de este tipo de materiales. Al vocero de Coca-Cola, Cees van Dongen, le fue preguntado si la empresa estaría dispuesta a pagar una sobrecarga por usar los bioplásticos. La respuesta fue que Coca-Cola no podía darse el lujo de no ofrecer estos productos, dado que eran cada vez más una demanda de los consumidores. Frente a esta respuesta, Kaeb comentó: "Aparentemente no existe mucha diferencia entre los televisores de pantalla plana y los bioplásticos: aquellos que están convencidos de su éxito en el mercado, invertirán".

Resinas: crece la oferta
BASF Future Business GmbH y Purac, la subsidiaria del grupo holandés CSM, anunciaron que cooperarán en la producción de ácido succínico, que actúa como un bloque monomérico para la síntesis de varios biopolímeros, entre ellos poliésteres biodegradables. El principal objetivo está en alcanzar mecanismos y niveles de producción que vuelvan a esta materia prima viable económicamente. Las empresas trabajarán en el desarrollo de la fermentación industrial y en la purificación aguas debajo de ácido succínico biobasado; y se espera que la producción a escala comercial se alcance en el segundo trimestre de 2010.

Purac anunció la disponibilidad de una nueva generación de PLA con una resistencia a la temperatura mejorada, que ahora alcanza los 180°C. La combinación de ácido poli-L-láctico (PLLA) con un ácido poli-D-láctico (PDLA) incrementa la cristalinidad del biopolímero, y el PDLA actúa como un agente de nucleación para incrementar la tasa de cristalización. La empresa afirma, además, que en el ciclo de producción se reduce en 60% la emisión de gases. Purac apunta a que la próxima generación de PLA esté basada en celulosa, con lo que se lograría mayor sostenibilidad y mayor reducción de costos. Recientemente se anunció que en Tailandia se construye un nuevo centro de producción de los lácticos L y D, que tendrá una capacidad anual de 75.000 toneladas.

Cereplast ha anunciado que producirá bioplásticos a partir de algas. De acuerdo con Frederic Scheer, CEO de la empresa, este tipo de resinas podría reemplazar 50% o más del contenido de petróleo usado en las resinas plásticas tradicionales. Las algas de un foto bio-reactor típico pueden ser tratadas como biomasa y, por lo tanto, como fuente primaria de biopolímeros. “Estamos aún en la fase de desarrollo, pero creemos que esta innovadora tecnología podría resultar en una línea de negocios muy significativa en los años venideros”, afirma. Para el desarrollo del potencial de estos nuevos materiales es indispensable contar con una fuente de suministro suficientemente amplia, una inversión que también se alinea con intereses de compañías como Exxon Mobil o BP, quien invierten millonarias sumas en el desarrollo de empresas proveedoras de algas.

Futerro, un Joint-Venture entre la compañía de biotecnología Galactic y Total Petrochemicals, anunció la construcción de una planta nueva para la producción de PLA. La planta de demostración debería estar lista en 2010, con una capacidad de producción de 1500 toneladas anuales.

La francesa Bioamber ha iniciado actividades para comercializar ácido succínico biobasado. Está producido a partir de biomasa de celulosa, fermentada por la bacteria E-Coli, y sometida posteriormente a un proceso de purificación. El proceso, que consume CO2, alcanzaría una producción de 2.000 toneladas para el 2015.

Crecen las aplicaciones
En noviembre pasado la italiana Novamont anunció que había desarrollado, en compañía con Novarese Zuccheri, una nueva gama de bolsas de papel recubiertas por extrusión con un grado especial de su resina biodegradable Mater-Bi. De acuerdo con la empresa, el recubrimiento tiene un desempeño muy similar al de los plásticos convencionales, y genera una barrera contra gases y grasas, además de tener excelente resistencia térmica, lo que hace a este empaque particularmente útil para empacado de alimentos. Además puede imprimirse de manera personalizada.

Durante la conferencia en Berlín, Innovia Films hizo el lanzamiento oficial de la nueva generación de su película compostable y flexible NatureFlex, que ofrece una barrera a la humedad comparable con la del OPP coextruído. Esto significa que tiene la barrera a la humedad más alta que haya alcanzado hasta ahora un biopolímero, de acuerdo con la empresa, y esto se debería a la capacidad única de recubrimiento con que cuenta la compañía. Se trata de un grado de empaque de propósito general, transparente y orientado a varias aplicaciones de comidas secas, como cereales o productos de panadería. También es apropiado para laminación, y está disponible en calibres de 20 a 45 micrones, y puede usarse en una variedad de formatos de empaque.

BASF presentó su Ecovio FS, un nuevo plástico para recubrimiento de papel y para películas termoencogibles que deberá entrar al mercado en el primer cuartal de 2010. Su biodegradabilidad ha sido mejorada y, de acuerdo con la empresa, en un ambiente de compostaje desaparece en apenas tres semanas y media. Consiste del material Ecoflex (un poliéster de la BASF biodegradable y ahora biobasado) y de PLA (ácido poliláctico), que se extrae del almidón de maíz. En la aplicación de película encogible, el contenido de material biobasado es de 66%, y en el de recubrimiento de papel, de 75%. Las películas termoencogibles se destacan por tener la capacidad mecánica de carga de una película de polietileno de 50 micrones, usando calibres de tan sólo 25 micrones, gracias a una relación de encogimiento versus resistencia mejorada. 

Uno de los ejemplos de aplicación más importantes de los bioplásticos, en el tema de empaques flexibles, se presenta con la bolsa biodegradable que ofrece la cadena europea de supermercados Aldi a sus clientes. Se trata de una aplicación desarrollada con la resina Ecovio de BASF. Lo más interesante de esta aplicación es que es exitosa comercialmente, no se sacrifican márgenes de ganancia ni se requiere de subsidios, con lo que se demuestra que la adopción de bioplásticos ya tiene nichos significativos de aplicación comercial. Las bolsas son manufacturadas por la empresa Victor Gütthof & Partner Group, basada en Kerpen, Alemania.

La resina Ecovio está conformada de Ecoflex y de PLA, ambas completamente biodegradables. Ecoflex hace la bolsa flexible, resistente al rasgado, a prueba de agua y capaz de ser impresa, y el PLA contribuye a la sostenibilidad, por ser de una fuente renovable. Es posible fabricar bolsas con diferentes proporciones de Ecovio y Ecoflex, dependiendo, entre otros criterios, de la rigidez requerida en el empaque. “Los dos plásticos —Ecoflex y Ecovio— han sido desarrollados ante todo para productos tales como bolsas de mercado y para basura orgánica, que se transforman en compostaje valioso en instalaciones de compostaje industrial” explica Andreas Künkel, a cargo del desarrollo de plásticos biodegradables de BASF.

Otra aplicación que ha sido objeto de gran atención por los medios internacionales es la película termoencogible biodegradable desarrollada por la alemana Alesco. Lo más interesante de este producto es que su producción de dióxido de carbono es igual a cero, gracias a prácticas de manufactura de la empresa que permiten compensar el dióxido producido, y su uso de una resina biodegradable que “consume” CO2 (a través del proceso de fotosíntesis vegetal de las plantas usadas como base de la resina). La película, además de estar basada en materiales 100% renovables y biodegradables, es impresa con tintas base agua.

Educación es la clave
De acuerdo con Andy Sweetman, director de European Bioplastics y de mercadeo de las tecnologías sostenibles de Innovia Films, no existe hoy en la industria ningún aspecto tan crítico como la educación de los consumidores acerca de los bioplásticos. ''Los consumidores quieren hacer lo correcto, pero frecuentemente no saben qué es lo correcto'', comentó. Durante la conferencia, afirmó que los bioplásticos han avanzado a pasos agigantados en los últimos años, y que la imagen que se tiene de ellos como productos de prototipo o experimentales ya no es cierta. ''Hace diez años, en una conferencia de bioplásticos usted veía tubos y gránulos. Ahora ve productos comercialmente exitosos'', afirmó. Mucho de este desarrollo se ha logrado gracias a la formulación de compuestos, y a la combinación de materiales biobasados entre sí, para lograr mejores desempeños.

''Lo que nos ayuda como industria en el corto plazo, y esto no tiene discusión, es la promoción de la transferencia de información'', afirma Kaeb. Según él, todavía existe un gran vacío de conocimiento, en lo que se refiere a bioplásticos.

''Los bioplásticos no revolucionarán el mundo de los materiales en el corto plazo, pero ya han empezado a cambiarlo", añadió Kaeb.
Fuentes consultadas:
- Memorias de la Cuarta Conferencia Europea de Bioplásticos, organizada por European Bioplastics. Berlín, Noviembre 10-11 de 2009.