Este documento describe diferentes tipos de plásticos biodegradables, incluyendo aquellos derivados de plantas como el almidón y el PLA, y de bacterias como los polihidroxialcanoatos (PHA) producidos por bacterias como Azotobacter, Bacillus subtilis y modificadas genéticamente. Aunque los plásticos biodegradables aún son más caros que los convencionales, son más sostenibles que estos debido a su menor impacto ambiental.

1. M.C. RAÚL CASTAÑEDACEJA
PRODUCCIÓNDE PLASTICOSBIODEGRADABLES

2. En la actualidad resultaría difícil prescindir de
los plásticos, no solo por su utilidad sino
también por la importancia económica que
tienen estos materiales.

3. Los plásticos son sustancias orgánicas que se
obtienen mediante reacciones químicas entre
diferentes materias primas de origen sintético o
natural y que pueden ser moldeados o
procesados en una gran variedad de formas,
aplicando calor y presión.
Definicióndeplásticos

4. CLASIFICACIÓNdeplásticos

5. Se debe distinguir entre los plásticos
naturales que son biodegradables, es
decir, que se descomponen en
sustancias simples como dióxido de
carbono y agua por la acción de los
microorganismos descomponedores
que se alimentan de ellos, y los
meramente biodestructibles.
PLASTICOS NATURALES

6. Plásticos Biodegradables
1
• Se han desarrollado plásticos
biodegradables a partir de materias
primas renovables, derivadas de plantas y
bacterias.
2
• Estos productos no son sólo
biodegradables, sino también
compostables.
3
• Reingresan al ciclo de la materia.

7. Plásticos a partir de polímeros naturales
de plantas
El almidón puede
ser procesado y
convertido en
plástico, pero
como es soluble
en agua.
Cereales,
como el
maíz y
tubérculos,
como la
papa..
El almidón
es un
polímero
natural.

8. Plásticos a partir de polímeros naturales
de plantas
En presencia de
microorganismos el almidón
es transformado en una
molécula más pequeña (un
monómero), el ácido láctico.
Luego, el ácido láctico es
tratado químicamente de
manera de formar cadenas o
polímeros, los que se unen
entre sí para formar un
polímero llamado PLA
(poliláctido).

9. Plásticos a partir de polímeros naturales
de plantas
PLA puede ser usado para
fabricar macetas que se
plantan directamente en la
tierra y se degradan con el
tiempo, y pañales
descartables. Se encuentra
disponible en el mercado
desde 1990 en particular en
medicina, en implantes,
suturas y cápsulas de
remedios, debido a la
capacidad del PLA de
disolverse al cabo de un
tiempo.

10. Plásticos a partir de bacterias
1
• Almacenan compuestos que utilizan como fuente de
carbón y energía, y que se
denominan Polihidroxialcanoatos (PHA).
2
• Las bacterias pueden producir diferentes tipos de
PHA, dependiendo del tipo y cantidad del sustrato
(alimento) que se les proporcione.
3
• Una forma de obtener estos bioplásticos es a partir
de células de Azotobacter.

11. Para su fabricación se
utiliza como sustrato
melaza de caña de
azúcar
Las bacterias se
alimentan de esta
sustancia orgánica y
crecen en
fermentadores.
Cuando disminuye la
cantidad de nitrógeno en
los tanques de
fermentación comienzan
acumular plásticos.
A los pocos días de
fermentación, producen
el equivalente al 80% de
su peso seco en plástico
(o polímero).
Luego, se centrifugan y
se rompen para extraer
el poliéster.
Plásticos a partir de Azotobacter

12. Tipos de PHA producidos por bacterias
Los PHA pueden clasificarse en tres tipos:
1. De cadena lateral de monómero corta (de 3
a 5 átomos de carbono)
2. De cadena media (de 6 a 14 átomos de
carbono)
3. De cadena larga (con más de 14 átomos de
carbono).

14. Azotobacter vinelandii:
una bacteria productora de PHA
Entre las más de 300 bacterias
productoras de PHA descritas,
sólo algunas se han usado para
producirlos. Entre las que han sido
usadas están W. eutropha,
Alcaligenes latus, Pseudomonas
oleovorans y Azotobacter
vinelandii.
Estas bacterias han sido
propuestas porque pueden ser
cultivadas eficientemente y
acumulan una gran cantidad de
PHA.

15. Azotobacter vinelandii:
una bacteria productora de PHA
Esta bacteria puede acumular PHB hasta un 90% de su
peso.
Es capaz de sintetizar otros PHA más interesantes,
como es el copolímero de hidroxibutirato e
hidroxivalerato.
Su capacidad para producir PHA utilizando sustratos de
bajo costo, como son algunos desechos agroindustriales

16. Bacillus subtilis
una bacteria productora de PHA
B. subtilis pBE2C1 Y B. subtilis
pBE2C1AB son usados en la
producción de
polihidroxialcanoatos (PHA). Este
compuesto se utiliza para
elaborar plásticos
biodegradables.

17. Plásticos a partir de plantas modificadas
genéticamente (Biofactorías)
Los primeros intentos para producir
PHA en plantas se realizaron en
Arabidopsis thaliana, planta modelo
utilizada en estudios de genética
vegetal.
Se tomaron los genes de la
bacteria Alcaligenes eutrophus que
producen polihidroxibutirato (PHB),
un polímero del tipo PHA y se
insertaron en la A. Thaliana. La
planta logró producir bioplástico,
pero en muy bajas concentraciones.

18. Desafortunadamente, la producción de
bioplásticos, como el PHA y el PLA aún es
más cara que la obtención de los
plásticos convencionales y por eso no se
ha generalizado su uso. Pero los bajos
precios de los plásticos tradicionales no
reflejan su verdadero costo si se
considera el impacto que tienen sobre el
medio ambiente.