Tecnología de los
Plásticos Biodegradables
Carlos Vázquez Vázquez
Datos importantes y problemática
 El incremento en el uso de envases plásticos se debe a su bajo costo y
excelentes características para contener bebidas, las cuales representan el 50
% de la producción de la industria del plástico en México.
 En México cada habitante consume en promedio 500 bebidas embotelladas al
año. De los 1.3 kg de basura por día por habitante el 11% son envases platicos.
 Solo el 4% de los recipientes plásticos (destinados para contener alimentos)
son reciclados, debido a la dificultad de recolectar el plástico.
Clasificacióndeplásticos
Plásticos biodegradables
 Se obtienen de recursos naturales renovables y pueden ser mezclados con
plastificantes para mejorar las propiedades mecánicas, de barrera y
transmisión de luz.
 La investigación de plásticos biodegradables viene desde la década de 1970.
 Total degradación en productos como CO2, agua y posteriormente en abono
orgánico.
Plásticos biodegradables
 Origen animal (colágeno), origen marino (quitina/quitósan), origen agrícola
(lípidos y grasas e hidrocoloides: proteínas y polisacáridos) y origen
microbiano (ácido poli láctico y polihidroxialcnoatos).
 Polisacáridos: presenta una estructura lineal que proporciona dureza,
flexibilidad y transparencia. Ejemplos de polisacáridos son celulosa, amilosa
(almidón).
Plásticos biodegradables vs plásticos
convencionales
Biodegradables Convencionales
Materia prima Compuestos naturales (almidón
proveniente de papa o maíz).
Derivados del petróleo.
Usos Envases de alimentos. Envases de alimentos,
usos industriales
agrícolas.
Tiempo de
descomposición
6 meses Años, incluso décadas.
Tipo de
contaminación
Mínima en comparación con sus
contrapartes convencionales.
Visual, daños a la fauna
acuática.
Tipo de tratamiento Composteo. Tratamientos físicos y
químicos.
Plásticos oxo-degradables
 Son aquellos a los que se les agrega un agente que promueve la degradación
del plástico:
 Poliolefinas.
 Sales de cobalto, níquel, hierro, cobre.
 Antioxidante que garantice la vida útil del producto.
 La primera etapa de la degradación es iniciada por la luz UV y la ruptura del
plástico por medios mecánicos.
 Se degradan en cualquier ambiente, incluso en ausencia de agua.
 Los microorganismos degradan el plástico convirtiéndolo en agua y dióxido de
carbono.
Plásticos hidro-degradables y foto-
degradables
 Foto-degradables: pierden sus propiedades en contacto directo con la luz UV,
pero a no ser que sean oxo-degradables no se degradaran en la composta o en
otro ambiente oscuro.
 Hidro-degradables: necesitan un ambiente húmedo y biológicamente activo
para que ocurra la degradación.
Normatividad
 La norma de la Unión Europea UNE – 13432:2001 /AC “Envases y embalajes.
Requisitos de los envases y embalajes valorizables mediante compostaje y
biodegradación. Programas de ensayo y criterios de evaluación para la
aceptación final del envase o embalaje” especifica los requerimientos que
un plástico debe tener para que sea considerado como “compostable”.
 Biodegradabilidad: de 90% antes de seis meses.
 Desintegrabilidad: la fragmentación y la pérdida de visibilidad del residuo en el
compost final (ausencia de contaminación visual). El material debe de estar
desintegrado antes de 3 meses, con un tamaño inferior a 2 milímetros y que
alcance al 90 % de la mas inicial.
Normatividad
 ISO 14855-1:2005. Determinación de la Biodegradabilidad aeróbica final de
materiales plásticos en condiciones de compostaje controladas, método según
el análisis de carbono generado.
 ISO 17088:2008. Especificaciones para plásticos composteables.
 ISO 14853:2005. Determinación de la Biodegradabilidad aeróbica final de
materiales plástico en medios acuosos, método según el análisis de carbono
generado.
Investigaciones realizadas en México
 TESIS UNAM: obtención de plástico biodegradable a partir de la
nixtamalización del maíz.
Hidratación del maíz @60°C y 40
minutos.
Trituración de granos de maíz con la
misma agua de la hidratación,
posteriormente se cuela la masa.
Investigaciones realizadas en México
El agua se calienta a
40 °C lo cual acelera
la sedimentación del
almidón.
El almidón se separa
y se seca a 50 °C.
Se agrega nuevamente agua al
almidón, se calienta a 70 °C y se
agrega glicerina (debe quedar una
masa homogénea). Posteriormente se
agrega ácido acético.
Investigaciones realizadas en México
Se dispersa el plástico sobre una
superficie en la cual debe de estar 3-4
días sin estar en contacto con alguna
sustancia que pueda afectarlo
(proceso de secado).
Se obtuvo un plástico de alta
resistencia, cristalino y
flexible.
Su degradación tarda menos
de un mes, incluso menos si
se le introduce a ambientes
húmedos.
Investigaciones realizadas en México
 TESIS IPN: producción de polímeros biodegradables mediante la modificación
del PET con APL y Quitosano.
Secado de materias primas (PET
virgen y reciclado, Ácido
Poliláctico y Quitosano) @ 60 °C
por 24 horas.
Las materias primas se
mezclaron en distintas
proporciones y fueron sometidas
a un proceso de extrusión
Investigaciones realizadas en México
Las muestras se introdujeron en
recipientes con composta (50% humedad
y 15 cm de profundidad).
Las muestras también fueron sometidas
a una cámara de intemperismo.
Investigaciones realizadas en México
 La mezcla PET reciclado / APL (85/15) es la que presentó mayores
características de degradación.
Empresas en México
 BIOPACK COLOMBIA: genera aditivos que facilitan la biodegradación de
envases plásticos. http://www.biopackcolombia.com/
 HERPATY SAS: fabrican bolsas biodegradables para basura y tiendas
departamentales. http://www.herpaty.com/home.html
Empresas colombianas
con venta de
productos en México
Empresas en México
Fuentes
 Ebnesajjad S. (2013). Handbook of biopolymers and biodegradabe plastics-
Properties, processing, and applications. Estados Unidos. ELSEVIER.
Primera edición.
 Guzmán S. (2013). Obtención de plástico biodegradable a partir de la
nixtamalización del maíz. México. UNAM.
 Núñez R. (2011). Impacto económico y ecológico de la degradación de
botellas de pastico en México. México. IPN.
Fuentes
 Palmar D. (2012). Producción de polímeros biodegradables mediante la
modificación del PET con APL y Quitosano. México. IPN.
 Villada H. y Velasco R. (2007). Biopolímeros naturales en empaques
biodegradables – Revisión Bibliográfica. Colombia.

Plásticos biodegradables

  • 1.
    Tecnología de los PlásticosBiodegradables Carlos Vázquez Vázquez
  • 2.
    Datos importantes yproblemática  El incremento en el uso de envases plásticos se debe a su bajo costo y excelentes características para contener bebidas, las cuales representan el 50 % de la producción de la industria del plástico en México.  En México cada habitante consume en promedio 500 bebidas embotelladas al año. De los 1.3 kg de basura por día por habitante el 11% son envases platicos.  Solo el 4% de los recipientes plásticos (destinados para contener alimentos) son reciclados, debido a la dificultad de recolectar el plástico.
  • 3.
  • 4.
    Plásticos biodegradables  Seobtienen de recursos naturales renovables y pueden ser mezclados con plastificantes para mejorar las propiedades mecánicas, de barrera y transmisión de luz.  La investigación de plásticos biodegradables viene desde la década de 1970.  Total degradación en productos como CO2, agua y posteriormente en abono orgánico.
  • 5.
    Plásticos biodegradables  Origenanimal (colágeno), origen marino (quitina/quitósan), origen agrícola (lípidos y grasas e hidrocoloides: proteínas y polisacáridos) y origen microbiano (ácido poli láctico y polihidroxialcnoatos).  Polisacáridos: presenta una estructura lineal que proporciona dureza, flexibilidad y transparencia. Ejemplos de polisacáridos son celulosa, amilosa (almidón).
  • 6.
    Plásticos biodegradables vsplásticos convencionales Biodegradables Convencionales Materia prima Compuestos naturales (almidón proveniente de papa o maíz). Derivados del petróleo. Usos Envases de alimentos. Envases de alimentos, usos industriales agrícolas. Tiempo de descomposición 6 meses Años, incluso décadas. Tipo de contaminación Mínima en comparación con sus contrapartes convencionales. Visual, daños a la fauna acuática. Tipo de tratamiento Composteo. Tratamientos físicos y químicos.
  • 8.
    Plásticos oxo-degradables  Sonaquellos a los que se les agrega un agente que promueve la degradación del plástico:  Poliolefinas.  Sales de cobalto, níquel, hierro, cobre.  Antioxidante que garantice la vida útil del producto.  La primera etapa de la degradación es iniciada por la luz UV y la ruptura del plástico por medios mecánicos.  Se degradan en cualquier ambiente, incluso en ausencia de agua.  Los microorganismos degradan el plástico convirtiéndolo en agua y dióxido de carbono.
  • 9.
    Plásticos hidro-degradables yfoto- degradables  Foto-degradables: pierden sus propiedades en contacto directo con la luz UV, pero a no ser que sean oxo-degradables no se degradaran en la composta o en otro ambiente oscuro.  Hidro-degradables: necesitan un ambiente húmedo y biológicamente activo para que ocurra la degradación.
  • 10.
    Normatividad  La normade la Unión Europea UNE – 13432:2001 /AC “Envases y embalajes. Requisitos de los envases y embalajes valorizables mediante compostaje y biodegradación. Programas de ensayo y criterios de evaluación para la aceptación final del envase o embalaje” especifica los requerimientos que un plástico debe tener para que sea considerado como “compostable”.  Biodegradabilidad: de 90% antes de seis meses.  Desintegrabilidad: la fragmentación y la pérdida de visibilidad del residuo en el compost final (ausencia de contaminación visual). El material debe de estar desintegrado antes de 3 meses, con un tamaño inferior a 2 milímetros y que alcance al 90 % de la mas inicial.
  • 11.
    Normatividad  ISO 14855-1:2005.Determinación de la Biodegradabilidad aeróbica final de materiales plásticos en condiciones de compostaje controladas, método según el análisis de carbono generado.  ISO 17088:2008. Especificaciones para plásticos composteables.  ISO 14853:2005. Determinación de la Biodegradabilidad aeróbica final de materiales plástico en medios acuosos, método según el análisis de carbono generado.
  • 12.
    Investigaciones realizadas enMéxico  TESIS UNAM: obtención de plástico biodegradable a partir de la nixtamalización del maíz. Hidratación del maíz @60°C y 40 minutos. Trituración de granos de maíz con la misma agua de la hidratación, posteriormente se cuela la masa.
  • 13.
    Investigaciones realizadas enMéxico El agua se calienta a 40 °C lo cual acelera la sedimentación del almidón. El almidón se separa y se seca a 50 °C. Se agrega nuevamente agua al almidón, se calienta a 70 °C y se agrega glicerina (debe quedar una masa homogénea). Posteriormente se agrega ácido acético.
  • 14.
    Investigaciones realizadas enMéxico Se dispersa el plástico sobre una superficie en la cual debe de estar 3-4 días sin estar en contacto con alguna sustancia que pueda afectarlo (proceso de secado). Se obtuvo un plástico de alta resistencia, cristalino y flexible. Su degradación tarda menos de un mes, incluso menos si se le introduce a ambientes húmedos.
  • 15.
    Investigaciones realizadas enMéxico  TESIS IPN: producción de polímeros biodegradables mediante la modificación del PET con APL y Quitosano. Secado de materias primas (PET virgen y reciclado, Ácido Poliláctico y Quitosano) @ 60 °C por 24 horas. Las materias primas se mezclaron en distintas proporciones y fueron sometidas a un proceso de extrusión
  • 16.
    Investigaciones realizadas enMéxico Las muestras se introdujeron en recipientes con composta (50% humedad y 15 cm de profundidad). Las muestras también fueron sometidas a una cámara de intemperismo.
  • 17.
    Investigaciones realizadas enMéxico  La mezcla PET reciclado / APL (85/15) es la que presentó mayores características de degradación.
  • 18.
    Empresas en México BIOPACK COLOMBIA: genera aditivos que facilitan la biodegradación de envases plásticos. http://www.biopackcolombia.com/  HERPATY SAS: fabrican bolsas biodegradables para basura y tiendas departamentales. http://www.herpaty.com/home.html Empresas colombianas con venta de productos en México
  • 19.
  • 20.
    Fuentes  Ebnesajjad S.(2013). Handbook of biopolymers and biodegradabe plastics- Properties, processing, and applications. Estados Unidos. ELSEVIER. Primera edición.  Guzmán S. (2013). Obtención de plástico biodegradable a partir de la nixtamalización del maíz. México. UNAM.  Núñez R. (2011). Impacto económico y ecológico de la degradación de botellas de pastico en México. México. IPN.
  • 21.
    Fuentes  Palmar D.(2012). Producción de polímeros biodegradables mediante la modificación del PET con APL y Quitosano. México. IPN.  Villada H. y Velasco R. (2007). Biopolímeros naturales en empaques biodegradables – Revisión Bibliográfica. Colombia.