Biodegradabilidad Teórica de Envases de Plástico - Ecoembes
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Proyecto <strong>de</strong><br />
Análisis <strong>de</strong><br />
Bioplásticos<br />
CATEDRA ECOEMBES DE<br />
MEDIO AMBIENTE<br />
ABRIL<br />
2008<br />
INFORME SOBRE<br />
BIODEGRADABILIDAD<br />
TEORICA DE ENVASES<br />
PLASTICOS<br />
1
INDICE<br />
Contenido y alcance <strong>de</strong>l estudio………………………………..<br />
1. Conceptos generales……………………………………..<br />
1.1. Concepto <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación <strong>de</strong> un material………..<br />
1.2. Concepto <strong>de</strong> termo<strong>de</strong>gradación…………………..<br />
1.3. Concepto <strong>de</strong> foto<strong>de</strong>gradación……………………..<br />
1.4. Concepto <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación química………………..<br />
1.5. Concepto <strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradación………………………<br />
2. <strong>Plástico</strong>s <strong>de</strong>gradables……………………………………<br />
2.1. Envase <strong>de</strong> plástico <strong>de</strong>gradable……………………<br />
2.2. Envase <strong>de</strong> plástico compostable………………….<br />
2.3. Envase <strong>de</strong> plástico oxo-<strong>de</strong>gradable……………….<br />
2.4. Envase <strong>de</strong> plástico foto<strong>de</strong>gradable……………….<br />
2.5. <strong>Plástico</strong>s hidrosolubles…………………………….<br />
2.6. <strong>Plástico</strong> bio<strong>de</strong>sintegrable…………………………..<br />
2.7. Envase plástico bioerodable……………………….<br />
3. Metodología para medir la bio<strong>de</strong>gradabilidad <strong>de</strong> un<br />
envase plástico…………………………………………….<br />
3.1. Normas <strong>de</strong> ensayo según el proceso <strong>de</strong><br />
bio<strong>de</strong>gradación…………………………………….<br />
3.2. Medición <strong>de</strong> la bio<strong>de</strong>gradación <strong>de</strong> materiales<br />
plásticos bajo condiciones controladas <strong>de</strong><br />
compost………………………………………………<br />
3.3. Certificación <strong>de</strong> la compostabilidad <strong>de</strong>l plástico<br />
<strong>de</strong>gradable…………………………………………..<br />
3.4. Comportamiento <strong>de</strong> los principales polímeros<br />
<strong>de</strong>gradables, frente a la bio<strong>de</strong>gradación………….<br />
3.4.1. PHA…………………………………....<br />
3.4.2. PHB-H…………………………………………..<br />
3.4.3. PLA………………………………<br />
3.4.4. Degradación controlada <strong>de</strong> aditivos para<br />
polímeros sintéticos <strong>de</strong>gradables…………….<br />
3.5. Experiencias significativas en plásticos<br />
bio<strong>de</strong>gradables………………………………………<br />
4. Conclusiones…………………………………………….<br />
Anexos…………………………………………………….<br />
Bibliografía……………………………………………….<br />
3<br />
4<br />
4<br />
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9<br />
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58<br />
2
Contenido y alcance <strong>de</strong>l Estudio<br />
El presente estudio trata <strong>de</strong> clarificar los conceptos <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación,<br />
bio<strong>de</strong>gradación y compostabilidad <strong>de</strong> residuos <strong>de</strong> envases plásticos,<br />
basándose en las <strong>de</strong>finiciones genéricas sobre cualquier tipo <strong>de</strong> material.<br />
Definidos los conceptos básicos y aplicados a los envases plásticos<br />
<strong>de</strong>gradables, se pasa al estudio profundo <strong>de</strong> la metodología para medir la<br />
bio<strong>de</strong>gradabilidad <strong>de</strong> los envases plásticos según la norma EN 13432,<br />
<strong>de</strong>tallada más a<strong>de</strong>lante, y su compostabilidad, junto con aquellos requisitos<br />
para po<strong>de</strong>r certificar que un producto fabricado con plásticos bio<strong>de</strong>gradables es<br />
compostable.<br />
Analizada la aplicación <strong>de</strong> la norma, que preten<strong>de</strong> sea reconocida a nivel<br />
mundial y transpuesta a todos aquellos países que ya tienen una norma<br />
específica <strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradabilidad y compostabilidad <strong>de</strong> residuos <strong>de</strong> envases, se<br />
analizan las distintas experiencias realizadas con biopolímeros y que han sido<br />
contrastadas científicamente, en concreto los biopolímeros <strong>de</strong> PHA, PHB-H,<br />
PLA y polímeros sintéticos <strong>de</strong>gradables.<br />
3
1. CONCEPTOS<br />
GENERALES<br />
Habitualmente, en artículos <strong>de</strong> prensa, revistas técnicas o sectoriales, e<br />
incluso en el leguaje común, se vienen utilizando términos relacionados con la<br />
<strong>de</strong>gradación <strong>de</strong> los materiales, que muchas veces se alejan <strong>de</strong> lo que quieren<br />
significar. En el campo <strong>de</strong> la <strong>de</strong>gradación <strong>de</strong> los envases <strong>de</strong> plástico, se están<br />
empleando en la actualidad la terminología confusa <strong>de</strong> un plástico <strong>de</strong>gradable,<br />
frente a un plástico bio<strong>de</strong>gradable, sin olvidar que hay otros conceptos que<br />
también les son <strong>de</strong> aplicación.<br />
A continuación se expondrán aquellos conceptos científicos,<br />
contrastados, que ayudarán a clarificar la situación <strong>de</strong> los plásticos, cualquiera<br />
que sea el origen <strong>de</strong> su polímero (petróleo o <strong>de</strong> recursos renovables) para<br />
concretar su comportamiento en el proceso <strong>de</strong> gestión <strong>de</strong> los residuos <strong>de</strong><br />
envases, sobre todos los <strong>de</strong>nominados BPL, plásticos <strong>de</strong>gradables y plásticos<br />
no <strong>de</strong>gradables.<br />
1.1. CONCEPTO DE DEGRADACION DE UN MATERIAL<br />
Cualquier materia, en concreto el plástico, se dice que es <strong>de</strong>gradable<br />
cuando su estructura química pue<strong>de</strong> sufrir cambios significativos que resultan<br />
en una pérdida <strong>de</strong> algunas propieda<strong>de</strong>s que pue<strong>de</strong>n variar según el test que se<br />
aplique y la unidad <strong>de</strong> tiempo en que se aplique dicho test. Sus resultados<br />
<strong>de</strong>terminarán la clasificación <strong>de</strong>l plástico estudiado partiendo <strong>de</strong> sus<br />
características fundamentales (básicamente su composición química).<br />
(Definición <strong>de</strong> la American Society for Testing & Materials - ASTM.)<br />
El concepto <strong>de</strong>gradable se presenta, por tanto, como un efecto y no una<br />
causa, pero sin embargo, es una característica potencial <strong>de</strong>l material, en este<br />
caso un plástico.<br />
A<br />
Causa<br />
A’<br />
PLASTICO Características B B’<br />
PLASTICO<br />
DEGRADADO<br />
4
C C’<br />
Siempre que se cumpla que A’ < A y/o B’ < B y/o C’ < C<br />
La <strong>de</strong>gradación correspon<strong>de</strong> a un proceso <strong>de</strong> tipo químico y por lo tanto<br />
para los compuestos orgánicos la bibliografía <strong>de</strong>fine como <strong>de</strong>gradación a la<br />
pérdida <strong>de</strong> átomos <strong>de</strong> carbonos, por ejemplo la <strong>de</strong>gradación <strong>de</strong> hidratos <strong>de</strong><br />
carbono se concreta en una pérdida <strong>de</strong> dióxido <strong>de</strong> carbono pasando a un<br />
hidrato <strong>de</strong> carbono inferior en su longitud <strong>de</strong> ca<strong>de</strong>na. (Química <strong>de</strong> los<br />
compuestos orgánicos, <strong>de</strong> Carlos R. Noeller; Química orgánica, <strong>de</strong> Ray Q.<br />
Brewster y William E. Mc. Ewen.)<br />
Los mecanismos <strong>de</strong> la <strong>de</strong>gradación son:<br />
Causa <strong>de</strong> la temperatura: TERMODEGRADACION<br />
Causa <strong>de</strong> la luz (radiación UV): FOTODEGRADACIÓN<br />
Causa química: DEGRADACIÓN QUÍMICA<br />
Causa biológica: BIODEGRADACIÓN<br />
Oxidación: oxo-<strong>de</strong>gradac.<br />
Hidrólisis: hidro<strong>de</strong>gradac.<br />
Cualquiera <strong>de</strong> estos tipos <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación tiene 3 componentes<br />
esenciales para que se verifique el fenómeno <strong>de</strong>gradativo. Si falta alguno <strong>de</strong><br />
ellos la <strong>de</strong>gradación no se produce. Estos componentes esenciales<br />
fundamentales para que ocurra la <strong>de</strong>gradación son:<br />
• tiene que haber un sustrato (sustancia química o materia orgánica).<br />
• tiene que haber un agente que efectúe la <strong>de</strong>gradación.<br />
• tiene que haber un ambiente <strong>de</strong> características específicas: humedad,<br />
oxígeno (O2) en estado molecular si se consi<strong>de</strong>ra aportado por el aire, o<br />
<strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> los procesos anaerobios el aportado por las sales (por ejemplo<br />
5
los sulfatos), con su correspondiente generación <strong>de</strong> gas metano, agua<br />
(H2O) o temperatura a<strong>de</strong>cuada, pH y cantidad básica <strong>de</strong> nutrientes<br />
limitantes.<br />
Finalmente, tres fracciones <strong>de</strong> productos se forman como consecuencia<br />
<strong>de</strong> la <strong>de</strong>gradación <strong>de</strong> un plástico:<br />
• Sustancias volátiles a temperatura ambiente y <strong>de</strong> tamaño molecular<br />
análogo o menor al <strong>de</strong>l monómero original. Se recogen en forma <strong>de</strong><br />
gases y vapores y se pue<strong>de</strong>n analizar <strong>de</strong>talladamente.<br />
• Sustancias volátiles a la temperatura <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación térmica, pero no<br />
volátiles a temperatura ambiente. Entre ellos aparecen polímeros<br />
fraccionados, <strong>de</strong> estructura <strong>de</strong>sconocida, semejantes a los oligómeros y<br />
que pue<strong>de</strong>n ser dímeros, trímeros o tetrámeros <strong>de</strong>l monómero original.<br />
• Residuo no volátil sólido duro a temperatura ambiente, <strong>de</strong> consistencia<br />
resinosa o en forma <strong>de</strong> polvo, frecuentemente no soluble en agua,<br />
ácidos, bases y disolventes orgánicos y <strong>de</strong> gran estabilidad térmica. Es,<br />
por lo tanto, un producto siempre presente y difícil <strong>de</strong> eliminar.<br />
Se abordan a continuación estos conceptos, <strong>de</strong> manera resumida,<br />
extendiendo la <strong>de</strong>scripción en el fenómeno <strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradación.<br />
Tabla1. Mecanismos <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación<br />
AGENTE EFECTO RESTOS EN<br />
EL MEDIO<br />
Termo<strong>de</strong>gradación Temperatura Pérdida <strong>de</strong><br />
color y <strong>de</strong><br />
propieda<strong>de</strong>s<br />
físicas<br />
Foto<strong>de</strong>gradación Luz (UV) Cambios en las<br />
propieda<strong>de</strong>s<br />
físicas<br />
Degradación<br />
química<br />
Bio<strong>de</strong>gradación Hongos, algas,<br />
bacterias<br />
Todos a la vez Toxicidad en el<br />
medio no<br />
controlable<br />
CO2 + H2O +<br />
humus<br />
Compuestos<br />
fenólicos tras la<br />
<strong>de</strong>gradación<br />
Oxidos <strong>de</strong> Zn,<br />
Fe, Mg, Ti, <strong>de</strong><br />
los aditivos<br />
Compuestos<br />
químicos <strong>de</strong><br />
toxicidad vble.<br />
Residuo<br />
asimilable por<br />
las plantas<br />
ALCANCE<br />
Todos los<br />
plásticos<br />
PVC, PS,<br />
ésteres <strong>de</strong><br />
celulosa,<br />
poliolefinas<br />
Polímeros oxo<strong>de</strong>gradables<br />
Biopolímeros<br />
6
1.2. CONCEPTO DE TERMODEGRADACION<br />
Durante su fabricación, los polímeros comerciales se mantienen estables<br />
frente a la influencia <strong>de</strong> condiciones externas. Posteriormente, presentan poca<br />
alteración química si se guardan en la oscuridad y a temperatura ambiente. Sin<br />
embargo, en su conversión a transformados, están sujetos a altas temperaturas<br />
(generalmente superiores a 150°C) y a fuerzas mecánicas altamente<br />
<strong>de</strong>structivas. Como, a<strong>de</strong>más, no es posible excluir totalmente al oxígeno <strong>de</strong><br />
estos procesos, la acción <strong>de</strong> éste, junto al calor, fricciones y fuerzas <strong>de</strong><br />
rozamiento, provoca procesos <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación, que originan importantes<br />
modificaciones en el material llegándose al rompimiento <strong>de</strong> su estructura.<br />
Aquellas constantes físicas, parámetros y <strong>de</strong>terminaciones relacionados<br />
con la <strong>de</strong>gradación térmica <strong>de</strong> los plásticos, que son <strong>de</strong> utilidad preventiva, se<br />
<strong>de</strong>tallan a continuación:<br />
a. Valor <strong>de</strong> temperatura a la que un plástico se <strong>de</strong>scompone, lo cual se<br />
hace notorio al observar un cambio <strong>de</strong> color o señales en su superficie.<br />
Un parámetro técnico tabulado <strong>de</strong> manufactura <strong>de</strong> un plástico es el<br />
intervalo <strong>de</strong> estabilidad térmica en el que se garantizan sus<br />
prestaciones. Sin embargo, la mayoría <strong>de</strong> las veces y <strong>de</strong>bido a los<br />
diversos factores que se aúnan en el procesamiento <strong>de</strong> los plásticos,<br />
éstos se <strong>de</strong>gradan a temperaturas inferiores a lo que cabría esperar, o<br />
bien el calor <strong>de</strong>sarrollado en el interior <strong>de</strong> máquinas y equipos es<br />
suficiente para alcanzar los límites <strong>de</strong> confianza comercialmente<br />
garantizados.<br />
El valor <strong>de</strong> temperatura que se hace resaltar, en este apartado, es el<br />
correspondiente a una <strong>de</strong>gradación comprobada, con evi<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong> una<br />
emisión importante <strong>de</strong> contaminantes, según se <strong>de</strong>spren<strong>de</strong> <strong>de</strong> pruebas<br />
experimentales y referencias bibliográficas. Para muchos plásticos<br />
temperaturas que rondan este valor son alcanzadas, habitualmente, en<br />
7
prensas, extrusoras e inyectoras, durante los procesos <strong>de</strong><br />
transformación.<br />
b. Los estabilizantes térmicos contenidos en la composición <strong>de</strong> un plástico,<br />
que son compuestos orgánicos como los fenoles y <strong>de</strong>rivados<br />
(monofenoles, dihidroxi y trihidroxi-bencenos, bisfenoles, éteres<br />
fenólicos y aminofenoles), o bien, aminas y mezclas <strong>de</strong> aminas<br />
(naftilamina, difenilamina, fenilendiamina y alquildifenilamina). La mayor<br />
parte <strong>de</strong> estas sustancias son también antioxidantes.<br />
1.3. CONCEPTO DE FOTODEGRADACION<br />
En el caso <strong>de</strong> la FOTODEGRADACIÓN, el agente es la luz, que produce<br />
modificaciones en las estructuras <strong>de</strong>l material que permiten la posterior<br />
<strong>de</strong>gradación a otros compuestos más pequeños. Se dice que un plástico es<br />
foto<strong>de</strong>gradable cuando la <strong>de</strong>gradación se produce, por tanto, como resultado<br />
<strong>de</strong> la acción <strong>de</strong> la luz natural.<br />
La acción continuada y directa <strong>de</strong> la radiación solar, superior en energía<br />
a la <strong>de</strong> muchos <strong>de</strong> los enlaces presentes en polímeros, conduce a reacciones<br />
fotoquímicas <strong>de</strong> ruptura y <strong>de</strong>gradación, cuyos resultados son también<br />
alteraciones y cambios en propieda<strong>de</strong>s ópticas y mecánicas. Son<br />
particularmente sensibles a la foto<strong>de</strong>gradación plásticos tipo PVC, poliolefinas,<br />
ésteres <strong>de</strong> celulosa, PS y poliamidas.<br />
La variedad <strong>de</strong> estabilizantes fotoquímicos (absorbentes o disipadores<br />
<strong>de</strong> luz), disponibles en el mercado, frecuentemente facilita que su acción se<br />
confunda con la que correspon<strong>de</strong> a aditivos <strong>de</strong> otro tipo.<br />
Por ejemplo, muchos pigmentos utilizados como tales en otros sectores<br />
industriales (negro <strong>de</strong> humo, óxido <strong>de</strong> cinc, óxido <strong>de</strong> magnesio, carbonato <strong>de</strong><br />
calcio, sulfato <strong>de</strong> bario, óxido <strong>de</strong> hierro, óxido <strong>de</strong> titanio y otros) son<br />
estabilizantes absorbentes <strong>de</strong> luz frente a la foto<strong>de</strong>gradación y se suelen incluir<br />
en las formulaciones <strong>de</strong> los plásticos. También son utilizados como<br />
8
estabilizantes, esta vez disipadores, las hidroxibenzofenonas, salicilatos y<br />
benzoatos, benzotriazoles, aminas terciarias y níquel-quelatos.<br />
1.4. CONCEPTO DE DEGRADACION QUIMICA<br />
Existen dos principales formas <strong>de</strong> la <strong>de</strong>gradación química: Oxidación e<br />
Hidrólisis. En el caso <strong>de</strong> la DEGRADACIÓN QUÍMICA, son ciertos agentes<br />
químicos los que actúan sobre el plástico. Por ejemplo en la hidrólisis uno <strong>de</strong><br />
los posibles agentes <strong>de</strong> la <strong>de</strong>gradación es el agua. Sin entrar en <strong>de</strong>talles, tal y<br />
como se ha comentado anteriormente, el sistema <strong>de</strong> oxidación o <strong>de</strong> oxo<strong>de</strong>gradación,<br />
consiste en emplear aditivos, para facilitar la <strong>de</strong>gradación <strong>de</strong> un<br />
plástico convencional. La primera etapa <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación pue<strong>de</strong> ser iniciada por<br />
la luz ultravioleta (UV) <strong>de</strong> la radiación solar, calor y/ó tensión mecánica que<br />
inician el proceso <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación por oxidación. De ésta manera se reduce el<br />
peso molecular <strong>de</strong>l polímero <strong>de</strong>bido a la rotura <strong>de</strong> las ca<strong>de</strong>nas moleculares<br />
quedando un remanente con suficientemente bajo peso molecular que sería<br />
susceptible <strong>de</strong> <strong>de</strong>sarrollar un proceso <strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradación con el tiempo.<br />
Aunque esta tecnología y sus productos no son nuevos, <strong>de</strong>s<strong>de</strong> su aparición en<br />
el mercado en los años 80 han surgido muchas dudas con respecto a si son<br />
verda<strong>de</strong>ramente bio<strong>de</strong>gradables según las normas internacionales <strong>de</strong><br />
bio<strong>de</strong>gradación que se <strong>de</strong>scriben más a<strong>de</strong>lante. Asimismo existen dudas <strong>de</strong><br />
que los residuos que quedan luego <strong>de</strong> la <strong>de</strong>gradación tengan efectos tóxicos<br />
para el medio ambiente provocado por residuos metálicos con potencial<br />
toxicidad. Otra <strong>de</strong>sventaja adicional <strong>de</strong> los polímeros oxo-bio<strong>de</strong>gra<strong>de</strong>ables es<br />
que si se reciclan mezclados con polímeros comunes éstos se tornan<br />
<strong>de</strong>gradables con lo que se impi<strong>de</strong> su reciclado a usos <strong>de</strong> larga duración como<br />
tubos, cables, postes, etc.<br />
1.5. CONCEPTO DE BIODEGRADACION<br />
Es el resultado <strong>de</strong> los procesos <strong>de</strong> digestión, asimilación y<br />
metabolización <strong>de</strong> un compuesto orgánico llevado a cabo por bacterias,<br />
hongos, protozoos y otros organismos. En principio, todo compuesto<br />
9
sintetizado biológicamente pue<strong>de</strong> ser <strong>de</strong>scompuesto biológicamente. Sin<br />
embargo, muchos compuestos biológicos (lignina, celulosa, etc.) son<br />
difícilmente <strong>de</strong>gradados por los microorganismos <strong>de</strong>bido a sus características<br />
químicas. La bio<strong>de</strong>gradación es un proceso natural, ventajosa no sólo por<br />
permitir la eliminación <strong>de</strong> compuestos nocivos impidiendo su concentración,<br />
sino que a<strong>de</strong>más es indispensable para el reciclaje <strong>de</strong> los elementos en la<br />
biosfera, permitiendo la restitución <strong>de</strong> elementos esenciales en la formación y<br />
crecimiento <strong>de</strong> los organismos (carbohidratos, lípidos, proteínas). La<br />
<strong>de</strong>scomposición pue<strong>de</strong> llevarse a cabo en presencia <strong>de</strong> oxigeno (aeróbica) o en<br />
su ausencia (anaeróbica). La primera es más completa y libera energía, dióxido<br />
<strong>de</strong> carbono y agua, es la <strong>de</strong> mayor rendimiento energético. Los procesos<br />
anaeróbicos son oxidaciones incompletas y liberan menor energía.<br />
En el caso <strong>de</strong> la BIODEGRADACIÓN, el agente está dado por los<br />
microorganismos como las bacterias y hongos, que <strong>de</strong>gradan la materia a<br />
fragmentos más pequeños, <strong>de</strong> menor peso molecular. Estos organismos<br />
requieren <strong>de</strong> ciertos factores ambientales para metabolizar sustratos: humedad,<br />
oxígeno, pH, temperatura a<strong>de</strong>cuada. Las enzimas son las ejecutoras <strong>de</strong> la<br />
<strong>de</strong>gradación. Una enzima no es más que una proteína con una función<br />
específica sobre un sustrato.<br />
10
2. LOS PLÁSTICOS DEGRADABLES<br />
Tal y como se ha indicado anteriormente, la bio<strong>de</strong>gradabilidad <strong>de</strong> un<br />
plástico <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> la estructura química <strong>de</strong>l material y <strong>de</strong> la constitución <strong>de</strong>l<br />
producto final, y no tanto <strong>de</strong> las materias primas usadas para su producción.<br />
Por lo tanto, los plásticos bio<strong>de</strong>gradables pue<strong>de</strong>n provenir <strong>de</strong> resinas<br />
naturales o sintéticas.<br />
Los plásticos bio<strong>de</strong>gradables naturales provienen sobre todo <strong>de</strong> recursos<br />
renovables (tales como almidón) y se pue<strong>de</strong>n producir o sintetizar naturalmente<br />
<strong>de</strong> recursos renovables.<br />
PETROLEO<br />
Los plásticos bio<strong>de</strong>gradables sintéticos provienen <strong>de</strong>l petróleo.<br />
RESINAS SINTETICAS NO BIODEGRADABLE<br />
RESINAS SINTETICAS<br />
+ BIODEGRADABLE<br />
ADITIVOS<br />
BIOPOLIMEROS<br />
NATURALES<br />
BIOMASA BIOPOLIMEROS BIODEGRADABLE<br />
DE SINTESIS<br />
Por tanto, se <strong>de</strong>fine un envase plástico <strong>de</strong>gradable como aquel que<br />
está constituido por un material plástico tal que permite mantener<br />
11
completamente la integridad física durante su manufactura, posterior<br />
almacenamiento, envasado, vida en estantería y uso por parte <strong>de</strong>l consumidor.<br />
Al final <strong>de</strong> su vida útil es <strong>de</strong>sechado y comienza a cambiar químicamente por<br />
influencia <strong>de</strong> agentes ambientales, que lo transforman en sustancias simples ó<br />
en componentes menores que eventualmente se asimilan al medio ambiente.<br />
Si esos agentes son <strong>de</strong> tipo biológico (hongos, algas, bacterias,<br />
fundamentalmente) el envase pasa a <strong>de</strong>nominarse, envase plástico<br />
bio<strong>de</strong>gradable.<br />
Como cualquier material <strong>de</strong>gradable en la naturaleza, la bio<strong>de</strong>gradación<br />
podrá verificarse en medio aerobio y en medio anaerobio<br />
‐ Reacción tipo en medio aerobio<br />
BIOPOLIMERO + O2 + microorganismos CO2 + H2O + SO2 + NO2 + biomasa + calor<br />
‐ Reacción en medio anaerobio<br />
BIOPOLIMERO + bacterias anaerobias CO2 + CH4 + SH2 + NH3 + residuo + calor<br />
De lo <strong>de</strong>scrito hasta aquí, <strong>de</strong> los distintos mecanismos <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación,<br />
así como <strong>de</strong> la propia proce<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong>l polímero, los envases <strong>de</strong> plásticos<br />
<strong>de</strong>gradables, por tanto, pue<strong>de</strong>n clasificarse <strong>de</strong> la siguiente forma predominante<br />
en que actúa el medio. Téngase en cuenta, a<strong>de</strong>más, la fina línea que separan<br />
unos <strong>de</strong> otros, aunque el resultado final sea el mismo, fruto <strong>de</strong> combinaciones<br />
<strong>de</strong> todos los factores ambientales :<br />
‐ <strong>Envases</strong> bio<strong>de</strong>gradables<br />
‐ <strong>Envases</strong> compostables<br />
‐ <strong>Envases</strong> oxo-<strong>de</strong>gradables<br />
‐ <strong>Envases</strong> foto<strong>de</strong>gradables<br />
‐ <strong>Envases</strong> solubles en agua<br />
‐ <strong>Envases</strong> bio<strong>de</strong>sintegrables<br />
‐ <strong>Envases</strong> bioerodables<br />
12
2.1 ENVASE PLASTICO BIODEGRADABLE<br />
Son envases capaces <strong>de</strong> <strong>de</strong>sarrollar una <strong>de</strong>scomposición aeróbica ó<br />
anaeróbica por acción <strong>de</strong> microorganismos tales como bacterias, hongos y<br />
algas bajo condiciones que naturalmente ocurren en la biosfera. Son<br />
<strong>de</strong>gradados por acción enzimática <strong>de</strong> los microorganismos bajo condiciones<br />
normales <strong>de</strong>l medio ambiente.<br />
Se correspon<strong>de</strong>n a envases fabricados con polímeros proce<strong>de</strong>ntes <strong>de</strong>:<br />
a) Fuentes naturales. Son polímeros naturales, fácilmente disponibles,<br />
extraídos <strong>de</strong> animales marinos o vegetales. Algunos ejemplos son los<br />
polisacáridos (almidón, celulosa) y las proteínas (caseína, gluten).<br />
b) Síntesis química clásica a partir <strong>de</strong> monómeros biológicos renovables.<br />
El mejor ejemplo es el ácido poliláctico (PLA), un biopoliester obtenido a partir<br />
<strong>de</strong> monómeros <strong>de</strong> ácido láctico.<br />
c) De microorganismos o bacterias modificadas genéticamente. Los<br />
principales polímeros <strong>de</strong> este grupo son los polihidroxialcanoatos (PHAs). Son<br />
bioplásticos producidos directamente por las bacterias que <strong>de</strong>sarrollan gránulos<br />
<strong>de</strong> un plástico llamado Polihidroxialcanoato (PHA) <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> la célula misma.<br />
La bacteria se <strong>de</strong>sarrolla y reproduce en un cultivo y el material plástico luego<br />
se separa y purifica.<br />
13
Fig.1 Trozos <strong>de</strong> polihidroxibutirato (PHB) extraído <strong>de</strong> cultivos bacterianos (Fuente:<br />
Almeida et al, 2004)<br />
d) Petróleo, pero bio<strong>de</strong>gradables, como la Policaprolactona (PCL) que es un<br />
poliéster alifático que es verda<strong>de</strong>ramente bio<strong>de</strong>gradable sin el requerimiento<br />
previo <strong>de</strong> la foto<strong>de</strong>gradación. En ambiente <strong>de</strong> compost la policaprolactona es<br />
asimilada totalmente por los microorganismos y la velocidad <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación<br />
<strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> varios factores tales como espesor <strong>de</strong> la muestra, humedad,<br />
temperatura, oxigeno, etc. Se usa entre otras aplicaciones como reemplazo <strong>de</strong>l<br />
yeso en aplicaciones ortopédicas.<br />
Otras mezclas <strong>de</strong> poliésteres bio<strong>de</strong>gradables son:<br />
Almidón + PET modificado<br />
Almidón + PCL (policaprolactona)<br />
Almidón + PBS (polibutileno succianato) / PBSA (polibutileno succianato<br />
adipato)<br />
Almidón + PVOH (polivinil alcohol)<br />
PLA (ácido poliláctico) + PHA (polihidroxi alcanoato)<br />
Los poliésteres juegan un papel predominante como plásticos<br />
bio<strong>de</strong>gradables <strong>de</strong>bido a su potencialmente hidrolizable grupo éster. Como se<br />
muestra en la figura siguiente, la familia <strong>de</strong> los poliésteres está formada por<br />
dos grupos principales – poliésteres alifáticos (lineales) y poliésteres<br />
aromáticos (anillos). Los poliésteres bio<strong>de</strong>gradables que han sido <strong>de</strong>sarrollados<br />
comercialmente son:<br />
14
Fig.2. Familia <strong>de</strong> los poliésteres bio<strong>de</strong>gradables<br />
15
PRODUCCIÓN NATURAL -<br />
RENOVABLES<br />
SINTÉTICOS - RENOVABLES<br />
SINTÉTICOS – NO RENOVABLES<br />
PHA Polihidroxialcanoatos<br />
PHB Polihidroxibutarato<br />
PHH Polihidroxihexanoato<br />
PHV<br />
Polihidroxivalerato<br />
PLA Acido Poliláctico<br />
PCL<br />
Policaprolactona<br />
PBS Polibutileno succinato<br />
PBSA<br />
AAC<br />
PET<br />
PBAT<br />
Polibutileno succinato adipato<br />
Alifáticos- Aromáticos<br />
copoliésteres<br />
Polietileno tereftalato<br />
Polibutileno adipato - tereftalato<br />
PTMAT Polimetileno adipato - tereftalato<br />
Fig.3. Significado <strong>de</strong> los colores y acrónimos <strong>de</strong> los polímeros bio<strong>de</strong>gradables<br />
Mientras los poliésteres aromáticos como el PET muestran excelentes<br />
propieda<strong>de</strong>s como material, han <strong>de</strong>mostrado ser casi totalmente resistentes al<br />
ataque microbiano, los poliésteres alifáticos son fácilmente bio<strong>de</strong>gradables,<br />
pero carecen <strong>de</strong> las propieda<strong>de</strong>s mecánicas que son críticas para la mayor<br />
parte <strong>de</strong> usos. Todos los poliésteres <strong>de</strong>gradan tar<strong>de</strong> o temprano, con la<br />
hidrólisis (la <strong>de</strong>gradación inducida por agua) que es el mecanismo dominante.<br />
16
Los poliésteres alifáticos sintéticos son sintetizados a partir <strong>de</strong> dioles y<br />
ácidos dicarboxílicos vía reacción <strong>de</strong> polimerización - con<strong>de</strong>nsación, y se sabe<br />
que son completamente bio<strong>de</strong>gradables en el suelo y el agua. Estos poliésteres<br />
alifáticos son, sin embargo, mucho más caros y carecen <strong>de</strong> la fuerza mecánica<br />
comparada con plásticos convencionales como el polietileno.<br />
Muchos <strong>de</strong> estos poliésteres se mezclan con polímeros <strong>de</strong> almidón,<br />
como se ha comentado anteriormente, para hacer plásticos bio<strong>de</strong>gradables<br />
con un coste más competitivo. Los poliésteres alifáticos tienen mejor<br />
resistencia a la humedad que los almidones, que tienen muchos grupos<br />
hidroxilos.<br />
La tasa <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación en el suelo <strong>de</strong> varios plásticos bio<strong>de</strong>gradables,<br />
fue medida por Hoshino (2001). (PHB/PHV), PCL, PBS, PBSA, y PLA, fueron<br />
evaluados tras ser enterrados durante 12 meses y las muestras fueron<br />
recogidas cada 3 meses para medir la pérdida <strong>de</strong> peso. La tasa <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación<br />
<strong>de</strong> PBSA, PHB/PHV Y PCL fue similar; y la tasa <strong>de</strong> PBS Y PLA<br />
respectivamente más bajas.<br />
2.2. ENVASE PLASTICO COMPOSTABLE<br />
Se <strong>de</strong>fine como “envase compostable” a aquel que es<br />
bio<strong>de</strong>gradable, generando básicamente dióxido <strong>de</strong> carbono, agua, y humus, a<br />
una velocidad similar a la <strong>de</strong> los materiales orgánicos sencillos (por ejemplo la<br />
celulosa) y que no <strong>de</strong>ja residuos tóxicos ni visibles. Existe normativa en la<br />
Unión Europea, como la Norma EN 13432 en vigencia <strong>de</strong>s<strong>de</strong> enero <strong>de</strong> 2005,<br />
entre otras, que permite certificar los plásticos compostables y los envases<br />
fabricados a partir <strong>de</strong> éstos, <strong>de</strong> forma tal que el consumidor pueda distinguirlos<br />
fácilmente. La certificación y el etiquetado <strong>de</strong> los bioplásticos como<br />
bio<strong>de</strong>gradables / compostables, permitiría tratar estos materiales post-consumo<br />
junto con la fracción orgánica (restos <strong>de</strong> comida, poda, papeles) <strong>de</strong> los residuos<br />
sólidos urbanos en plantas <strong>de</strong> compostaje.<br />
17
2.3. ENVASE PLASTICO OXO-DEGRADABLE<br />
También <strong>de</strong>nominados oxo-bio<strong>de</strong>gradable. Se <strong>de</strong>finen como aquellos<br />
envases bio<strong>de</strong>gradables fabricados con polímeros que <strong>de</strong>sarrollan la<br />
<strong>de</strong>scomposición mediante un proceso <strong>de</strong> etapas múltiples usando aditivos<br />
químicos para iniciar la <strong>de</strong>gradación.<br />
La primera etapa <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación pue<strong>de</strong> ser iniciada por la luz<br />
ultravioleta (UV) <strong>de</strong> la radiación solar, calor y/ó tensión mecánica que inician el<br />
proceso <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación por oxidación. De ésta manera se reduce el peso<br />
molecular <strong>de</strong>l polímero <strong>de</strong>bido a la ruptura <strong>de</strong> las ca<strong>de</strong>nas moleculares<br />
quedando un remanente con suficientemente bajo peso molecular que sería<br />
susceptible <strong>de</strong> <strong>de</strong>sarrollar un proceso <strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradación con el tiempo.<br />
Aunque esta tecnología y sus productos no son nuevos, <strong>de</strong>s<strong>de</strong> su<br />
aparición en el mercado en los años 80 han surgido muchas dudas con<br />
respecto a si son verda<strong>de</strong>ramente bio<strong>de</strong>gradables según las normas<br />
internacionales <strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradación que se <strong>de</strong>scriben más a<strong>de</strong>lante. Asimismo<br />
existen dudas <strong>de</strong> que los residuos que quedan tras la <strong>de</strong>gradación tengan<br />
efectos tóxicos para el medio ambiente provocado por residuos metálicos con<br />
potencial toxicidad. Otra <strong>de</strong>sventaja adicional <strong>de</strong> los polímeros oxobio<strong>de</strong>gra<strong>de</strong>ables<br />
es que si se reciclan mezclados con polímeros comunes éstos<br />
se tornan <strong>de</strong>gradables con lo que se impi<strong>de</strong> su reciclado a usos <strong>de</strong> larga<br />
duración como tubos, cables, postes, y otros productos.<br />
2.4. ENVASE DE PLASTICO FOTO-DEGRADABLE<br />
Son envases, que comienzan a <strong>de</strong>gradarse por la acción <strong>de</strong> los rayos<br />
ultravioleta <strong>de</strong> la radiación solar <strong>de</strong> tal manera que pier<strong>de</strong>n resistencia y se<br />
fragmentan en partículas diminutas. La foto<strong>de</strong>gradación (<strong>de</strong>sintegración) no<br />
implica bio<strong>de</strong>gradación, pero sí es un paso previo para el conjunto <strong>de</strong> los<br />
polímeros <strong>de</strong>gradables. Todos los plásticos <strong>de</strong> uso comercial en envasado son<br />
foto<strong>de</strong>gradables por naturaleza misma <strong>de</strong>l polímero, en mayor o menor grado.<br />
Este proceso se basa en que la energía <strong>de</strong> la luz ultravioleta proce<strong>de</strong>nte <strong>de</strong> la<br />
luz solar es mayor que la energía <strong>de</strong> unión <strong>de</strong> los enlaces moleculares C-C y C-<br />
18
H y por lo tanto rompen las ca<strong>de</strong>nas moleculares reduciendo su peso molecular<br />
y propieda<strong>de</strong>s mecánicas. Como ejemplo práctico tenemos que una película <strong>de</strong><br />
polietileno común con un espesor medio se <strong>de</strong>grada completamente (se<br />
<strong>de</strong>sintegra) al estar sometida continuamente a la luz solar durante los meses<br />
máxima radiación, primavera, verano y otoño. Cabe señalar que <strong>de</strong>s<strong>de</strong> la<br />
década <strong>de</strong>l 70 existen patentes <strong>de</strong> aditivos que agregados al polietileno<br />
aceleran la foto<strong>de</strong>gradación consi<strong>de</strong>rablemente, reduciendo el período <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>gradación a solo semanas <strong>de</strong> exposición al sol.<br />
2.5. PLASTICOS HIDROSOLUBLES<br />
Son materiales que se solubilizan en presencia <strong>de</strong> agua, usualmente<br />
<strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> un rango específico <strong>de</strong> temperatura y luego se bio<strong>de</strong>gradan mediante<br />
la acción <strong>de</strong> los microorganismos. Pue<strong>de</strong>n ser <strong>de</strong> origen natural como los<br />
polisacáridos por ejemplo el almidón y la celulosa ó <strong>de</strong> origen sintético ó<br />
petroquímico como el alcohol polivinilico ó copolímeros <strong>de</strong> arcrilamida con<br />
<strong>de</strong>rivados <strong>de</strong>l ácido acrílico.<br />
2.6 ENVASES DE PLASTICO BIODESINTEGRABLE<br />
Son materiales compuestos que están constituidos por una mezcla <strong>de</strong><br />
una parte orgánica bio<strong>de</strong>gradable con poliolefinas por ejemplo mezclas <strong>de</strong><br />
almidón con Polietileno, Polipropileno y sus copolímeros, etc. Los<br />
microorganismos metabolizan y bio<strong>de</strong>gradan la fracción orgánica (almidón)<br />
mientras que la fracción polimérica queda sin atacar con lo cual la fracción <strong>de</strong><br />
poliolefina no sufre cambios importantes. Estos materiales no son plásticos<br />
bio<strong>de</strong>gradables propiamente dicho y a pesar que se conocen <strong>de</strong>s<strong>de</strong> la década<br />
<strong>de</strong>l 70 no son usados comercialmente. Se han producido bolsas <strong>de</strong> comercio<br />
con mezclas <strong>de</strong> Polietileno con almidón que no han tenido éxito comercial<br />
<strong>de</strong>bido a que el agregado <strong>de</strong>l almidón reduce significativamente todas las<br />
propieda<strong>de</strong>s físico-mecánicas con lo cual se <strong>de</strong>be aumentar mucho el espesor<br />
<strong>de</strong> la bolsa con el consecuente aumento <strong>de</strong>l costo. Existen empresas que<br />
ven<strong>de</strong>n concentrado (Masterbatch) <strong>de</strong> polímero con almidón que se agregan<br />
19
durante la extrusión <strong>de</strong> la película ó inyección <strong>de</strong> artículos diversos para<br />
transformarlos en bio<strong>de</strong>sintegrables. Una <strong>de</strong>sventaja adicional <strong>de</strong> esta técnica<br />
es la gran sensibilidad <strong>de</strong>l almidón a la humedad (higroscópico) lo que hace<br />
que <strong>de</strong>ban tomarse precauciones especiales durante la transformación para<br />
evitar <strong>de</strong>fectos provocados por la humedad <strong>de</strong>l polímero. Des<strong>de</strong> el punto <strong>de</strong><br />
vista <strong>de</strong> la “contaminación”, se percibe que no son una mejora al problema, por<br />
<strong>de</strong>jar ese residuo sintético sin <strong>de</strong>gradar.<br />
2.7 ENVASES DE PLASTICO BIOERODABLES<br />
Muchos polímeros que se llaman “bio<strong>de</strong>gradables” son <strong>de</strong> hecho “<br />
bioerodables” y se <strong>de</strong>gradan sin la acción <strong>de</strong> microorganismos - por lo menos<br />
inicialmente. Esto también se conoce como <strong>de</strong>sintegración abiótica, y pue<strong>de</strong><br />
incluir procesos tales como disolución en agua, fragilidad oxidativa<br />
(envejecimiento por el calor),o fragilidad fotolítica ( envejecimiento por los rayos<br />
UV).<br />
Como resumen a continuación se incluye una tabla esquema que recoge<br />
las principales propieda<strong>de</strong>s y aplicaciones <strong>de</strong> los polímeros bio<strong>de</strong>gradables<br />
más <strong>de</strong>stacados:<br />
20
Tabla 2 . Resumen <strong>de</strong> los polímeros bio<strong>de</strong>gradables y mejor sistema <strong>de</strong> gestión según su<br />
fabricante<br />
Propieda<strong>de</strong>s Aplicaciones Procesado Eliminación Proveedores<br />
Almidón Propieda<strong>de</strong>s<br />
mecánicas<br />
similares a<br />
plásticos<br />
convencionales<br />
.<br />
Resistente a<br />
grasas y<br />
alcoholes.<br />
Celulosa Posibilidad <strong>de</strong><br />
transparente,<br />
traslúcido y<br />
opaco.<br />
Frágil en<br />
congelación.<br />
Buen aislante.<br />
Proteínas Resistente.<br />
No-tóxico.<br />
PHAs Posibilidad <strong>de</strong><br />
combinar hasta<br />
100<br />
monómeros<br />
diferentes.<br />
PLA Claridad.<br />
Buena estética<br />
(brillo).<br />
Frágil, requiere<br />
aditivos<br />
PCL Buena<br />
resistencia al<br />
agua, aceite y<br />
disolventes.<br />
Bajo punto <strong>de</strong><br />
fusión.<br />
Baja<br />
viscosidad.<br />
Copolímerosalifáticosaromáticos<br />
Combina las<br />
propieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l<br />
PET con la<br />
bio<strong>de</strong>gradabilid<br />
ad <strong>de</strong> los<br />
poliésteres<br />
alifáticos.<br />
Menaje,<br />
envasado <strong>de</strong><br />
alimentos,<br />
cuidado<br />
personal,<br />
bolsas <strong>de</strong><br />
basura, etc.<br />
Asas <strong>de</strong><br />
cubiertos,<br />
bolígrafos,<br />
recubrimientos<br />
, etc.<br />
Botones,<br />
cajas, asas.<br />
Menaje.<br />
Cuchilla <strong>de</strong><br />
afeitar (PHA)<br />
Botella <strong>de</strong><br />
champú<br />
(PHBV)<br />
Films y<br />
materiales <strong>de</strong><br />
envase.<br />
Fibras.<br />
Resinas para<br />
recubrimientos<br />
, adhesivos.<br />
Bolsas.<br />
Fibras.<br />
Bolsas,<br />
menaje y<br />
recipientes.<br />
Inyección y<br />
extrusiónsoplado,<br />
termoformado.<br />
Compostable. Novamont.<br />
Bistec GmbH.<br />
Nacional<br />
Starch &<br />
Chemical<br />
Inyección. Bio<strong>de</strong>gradable Mazzuccheli<br />
1849.<br />
Inyección. Reciclado Universal<br />
Textile<br />
Technologies.<br />
Biopolymer.<br />
Soplado.<br />
Inyección.<br />
Extrusión.<br />
Inyección.<br />
Soplado.<br />
Extrusión.<br />
Inyección<br />
soplado.<br />
Extrusión.<br />
Compostaje.<br />
Degradación<br />
en agua.<br />
Reciclaje,<br />
compostaje o<br />
incineración.<br />
Metabolix<br />
(Biopol).<br />
P & G.<br />
Cargill Dow<br />
LLC.<br />
Neste Corp.<br />
Compostaje. Solvay.<br />
Union Carbi<strong>de</strong>.<br />
Degradación<br />
por hidrólisis.<br />
Reciclaje,<br />
compostaje o<br />
incineración.<br />
DuPont.<br />
21
3 METODOLOGIA PARA MEDIR LA BIODEGRA-<br />
DABILIDAD DE UN ENVASE DE PLASTICO<br />
3.1. NORMAS DE ENSAYO SEGÚN EL PROCESO DE<br />
DEGRADACIÓN<br />
Existen normas internacionales que regulan y mi<strong>de</strong>n la velocidad <strong>de</strong> los<br />
procesos <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación y <strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradación <strong>de</strong> envases plásticos como <strong>de</strong><br />
biopolímeros en general. Básicamente estas normas <strong>de</strong>rivan <strong>de</strong> las ASTM<br />
norteamericanas, que con pequeñas modificaciones han pasado a ser ISO, a<br />
nivel internacional. A continuación se muestra un esquema normativo, según el<br />
proceso <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación <strong>de</strong>l envase.<br />
Tabla.3. Esquema <strong>de</strong> Normas <strong>de</strong> ensayo para evaluar la <strong>de</strong>gradación <strong>de</strong> envases<br />
plásticos<br />
PROCESO NORMA DEFINICION ALCANCE<br />
Oxidación térmica ASTM D4102<br />
ASTM D4871<br />
Foto<strong>de</strong>gradación ASTM D5208<br />
ASTM D53<br />
ASTM D3826<br />
Bio<strong>de</strong>gradación ASTM G 21-96<br />
ASTM 5210-92<br />
ASTM 5526-94<br />
ASTM 5247<br />
Resistencia<br />
composites<br />
oxidativa <strong>de</strong><br />
Oxidación universal<br />
/estabilidad térmica<br />
Exposición <strong>de</strong> plásticos a UV<br />
Resistencia a la abrasión <strong>de</strong><br />
plásticos, previo exposición<br />
UV<br />
Degradación final <strong>de</strong><br />
polímeros<br />
resistencia <strong>de</strong> materiales<br />
poliméricos sintéticos a<br />
hongos.<br />
bio<strong>de</strong>gradación anaeróbica<br />
<strong>de</strong> materiales plásticos en<br />
presencia <strong>de</strong> lodos<br />
residuales municipales.<br />
bio<strong>de</strong>gradación anaeróbica<br />
<strong>de</strong> materiales plásticos en<br />
condiciones aceleradas <strong>de</strong><br />
relleno sanitario.<br />
bio<strong>de</strong>gradación anaeróbica<br />
<strong>de</strong> plásticos <strong>de</strong>gradables por<br />
EE.UU<br />
ISO4892<br />
UNE 53104<br />
EE.UU<br />
EE.UU<br />
EE.UU<br />
EE.UU<br />
EE.UU<br />
EE.UU<br />
22
Compostabilidad ASTM 5338-98<br />
ASTM 5988-96<br />
ASTM 6002-96<br />
ASTM 6003-96<br />
ASTM 6400-99<br />
EN 14855<br />
microorganismos<br />
específicos.<br />
Método <strong>de</strong> ensayo estándar<br />
para la <strong>de</strong>terminación <strong>de</strong> la<br />
<strong>de</strong>gradación aeróbica <strong>de</strong> los<br />
materiales plásticos en<br />
condiciones controladas <strong>de</strong><br />
compostaje<br />
bio<strong>de</strong>gradación aeróbica en<br />
suelos <strong>de</strong> materiales<br />
plásticos o residuos<br />
plásticos <strong>de</strong>spués <strong>de</strong>l<br />
compostaje<br />
posibilidad <strong>de</strong> compostaje <strong>de</strong><br />
plásticos <strong>de</strong>gradables<br />
ambientalmente.<br />
Determinación <strong>de</strong> la pérdida<br />
<strong>de</strong> peso <strong>de</strong> los materiales<br />
plásticos expuestos a<br />
condiciones controladas <strong>de</strong><br />
compost aeróbico<br />
Especificación <strong>de</strong><br />
estándares para plásticos<br />
compostables<br />
Determinación <strong>de</strong> la<br />
bio<strong>de</strong>gradabilidad final<br />
aeróbica y <strong>de</strong>sintegración <strong>de</strong><br />
materiales plásticos en<br />
condiciones <strong>de</strong> compostaje<br />
controladas<br />
EE.UU<br />
EN 13432 (*)<br />
EE.UU<br />
EE.UU<br />
EE.UU<br />
EE.UU<br />
EN 13432 (*)<br />
EUROPA<br />
(*)Requisitos <strong>de</strong> los envases y embalajes valorizables mediante compostaje y bio<strong>de</strong>gradación<br />
3.2. MEDICION DE LA BIODEGRADABILIDAD DE MATERIALES<br />
PLASTICOS BAJO CONDICIONES CONTROLADAS DE<br />
COMPOSTAJE<br />
A continuación se hace un resumen <strong>de</strong>l método para medir la<br />
bio<strong>de</strong>gradabilidad <strong>de</strong> los materiales plásticos que está basada en una síntesis<br />
<strong>de</strong> las normas internacionales Europea y <strong>de</strong> USA. (EN 13432 y ASTM D6400 y<br />
D 5338-98)<br />
23
Los métodos <strong>de</strong> ensayo <strong>de</strong>terminan la bio<strong>de</strong>gradabilidad total, el grado<br />
<strong>de</strong> <strong>de</strong>sintegración y la eventual ecotoxicidad <strong>de</strong>l material <strong>de</strong>gradado. Se realiza<br />
bajo condiciones <strong>de</strong> simulación <strong>de</strong> un proceso <strong>de</strong> compostaje aeróbico<br />
intensivo.<br />
El inóculo utilizado consiste en un <strong>de</strong>rivado maduro <strong>de</strong> compost<br />
estabilizado a ser posible <strong>de</strong>rivado <strong>de</strong>l compostaje <strong>de</strong> la fracción orgánica <strong>de</strong>l<br />
residuo sólido urbano. El material <strong>de</strong> ensayo se mezcla con el inóculo en una<br />
proporción entre 5 – 10 % y se introduce en un recipiente estático don<strong>de</strong> se<br />
composta intensivamente bajo condiciones <strong>de</strong> oxígeno, temperatura y<br />
humedad óptimas durante un período <strong>de</strong> ensayo <strong>de</strong> no más <strong>de</strong> 6 meses.<br />
Este método está diseñado, por tanto, para simular las condiciones <strong>de</strong><br />
compostaje aeróbico para abono, <strong>de</strong> la fracción orgánica los residuos sólidos<br />
urbanos mixtos.<br />
Durante la bio<strong>de</strong>gradación aeróbica <strong>de</strong>l material <strong>de</strong> ensayo, el dióxido <strong>de</strong><br />
carbono, el agua, las sales minerales, y los nuevos constituyentes celulares<br />
microbianos (biomasa) son los productos finales <strong>de</strong> la bio<strong>de</strong>gradación.<br />
El dióxido <strong>de</strong> carbono generado y el oxígeno consumido se mi<strong>de</strong>n<br />
continuamente a intervalos regulares en recipientes <strong>de</strong> ensayo y <strong>de</strong> blanco<br />
para <strong>de</strong>terminar la producción acumulada <strong>de</strong> dióxido <strong>de</strong> carbono.<br />
El porcentaje <strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradación se mi<strong>de</strong> mediante la relación entre el<br />
dióxido <strong>de</strong> carbono generado a partir <strong>de</strong>l material <strong>de</strong> ensayo y la cantidad<br />
teórica máxima <strong>de</strong> dióxido <strong>de</strong> carbono que pue<strong>de</strong> producirse a partir <strong>de</strong>l<br />
material <strong>de</strong> ensayo. Así por ejemplo un 75% <strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradación significa que un<br />
75% <strong>de</strong> los átomos <strong>de</strong> carbono (C) presentes en el envase se convirtieron a<br />
dióxido <strong>de</strong> carbono (CO2). El método también <strong>de</strong>termina la velocidad <strong>de</strong>l<br />
proceso <strong>de</strong> conversión, es <strong>de</strong>cir, en cuánto tiempo se logra el porcentaje<br />
especificado <strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradación. La incubación <strong>de</strong>be realizarse a una<br />
temperatura constante <strong>de</strong> aproximadamente 58 °C.<br />
La segunda etapa <strong>de</strong>l método, que es muy importante, es la medición <strong>de</strong><br />
la <strong>de</strong>sintegración es <strong>de</strong>cir, la <strong>de</strong>scomposición física <strong>de</strong>l material plástico en<br />
muchos fragmentos pequeños. Esto es fundamental para que el envase pueda<br />
24
ser recuperado orgánicamente, que se <strong>de</strong>sintegre en el procedimiento biológico<br />
sin que se observen efectos negativos en el proceso.<br />
Por último se <strong>de</strong>ben <strong>de</strong>terminar los efectos ecotóxicos que<br />
eventualmente pudiera tener el plástico bio<strong>de</strong>gradable en el <strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong> las<br />
especies vegetales. Es <strong>de</strong>cir, los materiales bio<strong>de</strong>gradables no <strong>de</strong>ben afectar<br />
negativamente la capacidad <strong>de</strong>l compost <strong>de</strong> germinación y crecimiento <strong>de</strong> las<br />
plantas cuando se comparan con compost <strong>de</strong> control ó municipales.<br />
A<strong>de</strong>más los materiales poliméricos no <strong>de</strong>ben introducir niveles<br />
inaceptables <strong>de</strong> metales pesados y/o potencialmente tóxicos para el medio<br />
ambiente.<br />
Este ensayo se lleva a cabo con dos especies <strong>de</strong> plantas superiores que<br />
se cultivan en un compost <strong>de</strong> referencia y se comparan con las cultivadas en el<br />
compost obtenido <strong>de</strong> la bio<strong>de</strong>gradación <strong>de</strong>l material plástico. Se compara el<br />
número <strong>de</strong> plantas que crecen ó sea el número <strong>de</strong> germinaciones así como la<br />
velocidad <strong>de</strong> germinación y la biomasa producida en ambos sustratos. No<br />
existen efectos negativos cuando ambos ensayos dan resultados similares.<br />
Estas condiciones <strong>de</strong>scritas son importantes a tener en cuenta cuando<br />
se trata <strong>de</strong> residuos plásticos bio<strong>de</strong>gradables que son gestionados por un<br />
Sistema Integrado <strong>de</strong> Gestión, ya que si estas condiciones no se cumplen <strong>de</strong><br />
forma simultánea no se produce el proceso <strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradación ni el <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>sintegración <strong>de</strong>l envase. Es <strong>de</strong>cir, que si no hay un sistema <strong>de</strong> compostaje<br />
municipal para el tratamiento <strong>de</strong> la basura orgánica (restos <strong>de</strong> alimentos) no<br />
tiene sentido usar bolsas bio<strong>de</strong>gradables ya que éstas no se van a <strong>de</strong>gradar en<br />
tiempo y forma a<strong>de</strong>cuada.<br />
La diferencia entre los estándares internacionales para la<br />
bio<strong>de</strong>gradación estriba en el porcentaje requerido para la conformidad. Éste es<br />
un tema importante que está bajo discusión en la ISO.<br />
Los requisitos <strong>de</strong> conformidad para los estándares dominantes se<br />
muestran en la tabla 4.:<br />
25
Tabla 4. Requisitos <strong>de</strong> conformidad para la bio<strong>de</strong>gradación <strong>de</strong> envases<br />
Estándar Requerimientos <strong>de</strong> Bio<strong>de</strong>gradación<br />
DIN 60% 6 meses<br />
ASTM 60 % 6 meses<br />
CEN 90% Cero<br />
OECD 60% (para productos químicos) 28 días<br />
Una bio<strong>de</strong>gradación <strong>de</strong>l 60% <strong>de</strong> un producto químico (es <strong>de</strong>cir,<br />
moléculas pequeñas) representará generalmente una modificación fuerte <strong>de</strong> su<br />
estructura química original. Por otra parte, si un copolímero está formado por<br />
dos monómeros A y B, con las siguientes proporciones: 60% A y el 40% B,<br />
don<strong>de</strong> A es bio<strong>de</strong>gradable y B es reciclable, una bio<strong>de</strong>gradación <strong>de</strong>l 60%<br />
pue<strong>de</strong> significar una bio<strong>de</strong>gradación <strong>de</strong>l 100% <strong>de</strong> un componente pero <strong>de</strong>l 0%<br />
<strong>de</strong>l otro.<br />
3.3. CERTIFICACION DE LA COMPOSTABILIDAD DE<br />
PLASTICOS BIODEGRADABLES<br />
El cumplimiento <strong>de</strong> los requisitos marcados por la Norma EN 13432,<br />
<strong>de</strong>scritos anteriormente, para un envase fabricado con un material plástico<br />
bio<strong>de</strong>gradable, acredita que tal envase pue<strong>de</strong> ser compostable. Ahora bien, la<br />
certificación que un envase <strong>de</strong> plástico bio<strong>de</strong>gradable es compostable, no sólo<br />
se refiere al polímero en sí, sino a todos los componentes <strong>de</strong>l envase: color,<br />
etiquetas, colas y los restos <strong>de</strong>l material que ha contenido el envase.<br />
Para que un envase plástico obtenga la etiqueta <strong>de</strong> “compostable”, <strong>de</strong>be<br />
cumplir los siguientes requisitos:<br />
‐ <strong>Bio<strong>de</strong>gradabilidad</strong>: 90% antes <strong>de</strong> seis meses<br />
26
‐ Desintegrabilidad: la fragmentación y la pérdida <strong>de</strong> visibilidad <strong>de</strong>l<br />
residuo en el compost final (ausencia <strong>de</strong> contaminación visual).<br />
Esto se mi<strong>de</strong> con el ensayo <strong>de</strong> compostaje (EN 14045), en el que<br />
el material tienen que estar <strong>de</strong>sintegrado antes <strong>de</strong> 3 meses, con<br />
un tamaño inferior a 2 milímetros y que alcance al 90% <strong>de</strong> la<br />
masa inicial.<br />
‐ Ausencia <strong>de</strong> efectos negativos en el propio proceso <strong>de</strong><br />
compostaje.<br />
‐ Bajos niveles <strong>de</strong> metales pesados (por <strong>de</strong>bajo <strong>de</strong> los valores<br />
máximos pre<strong>de</strong>finidos), y la ausencia <strong>de</strong> efectos negativos sobre<br />
la calidad <strong>de</strong>l compost (por ejemplo, la reducción <strong>de</strong> valor<br />
agronómico y la presencia <strong>de</strong> efectos ecotóxicos en el crecimiento<br />
<strong>de</strong> las plantas). Para ello tiene que realizarse un test <strong>de</strong><br />
crecimiento <strong>de</strong> las plantas (test OCDE 208, modificado)<br />
llevándose a cabo sobre las muestras <strong>de</strong>l compost obtenido en la<br />
bio<strong>de</strong>gradación y un compost normal, no teniendo que existir<br />
diferencias <strong>de</strong> resultados bajo las mismas condiciones. Otros<br />
parámetros físico-químicos que no <strong>de</strong>ben ser diferentes <strong>de</strong> los <strong>de</strong>l<br />
control <strong>de</strong>l compost <strong>de</strong>spués <strong>de</strong> la <strong>de</strong>gradación: pH, salinidad,<br />
sólidos volátiles, N, P, Mg, K.<br />
Cada uno <strong>de</strong> estos puntos es necesario para la <strong>de</strong>finición <strong>de</strong><br />
compostabilidad, pero estos por sí solos no son suficientes. Por ejemplo, un<br />
material bio<strong>de</strong>gradable no es necesariamente compostable porque <strong>de</strong>be<br />
romper también su estructura en el transcurso <strong>de</strong> un ciclo <strong>de</strong> compostaje. Por<br />
otra parte, un material que se rompe (<strong>de</strong>sintegrable), aun en microscópicas<br />
partículas, no tienen por qué ser totalmente bio<strong>de</strong>gradables, y por tanto, no es<br />
compostable. Todos los plásticos Oxo-<strong>de</strong>gradables entran en esta categoría, y<br />
algunos son incluso tóxicos, ya que pue<strong>de</strong>n contener Cobalto 13 como aditivo.<br />
El certificado <strong>de</strong> “compostable”, junto a la etiqueta que lo acredita,<br />
distingue también entre bioplástico y plásticos convencionales, aun cuando<br />
estos sean bio<strong>de</strong>gradables.<br />
27
Certificación<br />
ENVASE<br />
MATERIAL A MATERIAL B MATERIAL n<br />
FORMA<br />
COMPOST<br />
ETIQUETA DE<br />
COMPOSTABLE<br />
ENSAYOS NORMA<br />
EN 13432<br />
NO FORMA<br />
COMPOST<br />
Fig. 4. Esquema <strong>de</strong> la certificación <strong>de</strong> compostabilidad según norma EN 13432<br />
El SISTEMA <strong>de</strong> certificación <strong>de</strong> productos plásticos compostables ha<br />
sido creado por expertos <strong>de</strong> organismos responsables <strong>de</strong> la gestión <strong>de</strong><br />
residuos, reciclaje y compost, fundamentalmente <strong>de</strong> Alemania. Los organismos<br />
son los siguientes:<br />
• Bun<strong>de</strong>sgütegemeinschaft Kompost (German association for compost<br />
quality assurance)<br />
• Bun<strong>de</strong>sverband <strong>de</strong>r <strong>de</strong>utschen Entsorgungswirtschaft (Association of<br />
the German Waste-management Industries)<br />
• Bun<strong>de</strong>sverband Humus- und Er<strong>de</strong>nwirtschaft e.V. (German Association<br />
for Humus and Soil application)<br />
• Bun<strong>de</strong>svereinigung <strong>de</strong>r kommunalen Spitzenverbän<strong>de</strong> (Association of<br />
German Cities and Municipalities)<br />
• Deutscher Bauernverband (German Farmers Association)<br />
• Industrieverband Kunststoffverpackungen (Association for Plastic<br />
Packaging)<br />
• European Bioplastics (former IBAW)<br />
28
Estos organismos han creado el COMITÉ DE CERTIFICACION <strong>de</strong> este<br />
sistema voluntario, al que se están adhiriendo los fabricantes <strong>de</strong> envases BPL.<br />
En este sentido, la norma EN 13432 es ya una norma armonizada, es <strong>de</strong>cir, se<br />
ha publicado en el Boletín Oficial <strong>de</strong> la Comunidad Europea, y, en<br />
consecuencia, <strong>de</strong>be ser aprobada por todos los países europeos. La norma<br />
prevé el supuesto <strong>de</strong> que los envases y residuos <strong>de</strong> envases se ajusten a la<br />
Directiva Europea 94/62 CE.<br />
Por otro lado, la IBAW está promoviendo el uso <strong>de</strong> la certificación <strong>de</strong><br />
productos bio<strong>de</strong>gradables y la utilización <strong>de</strong> una etiqueta única en Europa. Esta<br />
Asociación, está colaborando, a<strong>de</strong>más, con las principales organizaciones en<br />
Asia y EE.UU. en la creación <strong>de</strong> una Red internacional <strong>de</strong> Certificación <strong>de</strong><br />
Productos Compostables, habiendo firmado ya acuerdos con BPI 1 (EE.UU.),<br />
BPS 2 (Japón) y BMG (China), así como la acreditación <strong>de</strong> los laboratorios <strong>de</strong><br />
ensayo para po<strong>de</strong>r certificar los productos.<br />
1 BPI: Bio<strong>de</strong>gradable Products Institute<br />
2 BPS: Bio<strong>de</strong>gradable Plastic Society<br />
29
BPS<br />
JAPON<br />
USA<br />
PROGRAMA DE CERTIFICACION DE<br />
COMPOSTABILIDAD<br />
ENTIDADES MUNDIALES<br />
PARTICIPANTES<br />
FIRMA DEL MEMORANDUM PARA LA<br />
UNIFICACION DE NORMAS<br />
EBPA<br />
Taiwan<br />
KBPA<br />
Korea<br />
BPS<br />
China<br />
BPS<br />
Brasil<br />
Composting Assn<br />
UK<br />
DIN<br />
CERTCO<br />
ALEMANIA<br />
Fig.5. Esquema <strong>de</strong> esfuerzo <strong>de</strong> armonización <strong>de</strong> normas alre<strong>de</strong>dor <strong>de</strong> la EN 13432<br />
31
Tabla.5. Principales compañías que ha sometido alguno <strong>de</strong> sus productos al test <strong>de</strong> compostabilidad Fuente. International <strong>de</strong>gradable plastic<br />
symposioum, 2006<br />
32
3.4. COMPORTAMIENTO DE LOS PRINCIPALES POLIMEROS<br />
DEGRADABLES, FRENTE A LA BIODEGRADACION<br />
A continuación, se presentan algunas características <strong>de</strong> los polímeros<br />
bio<strong>de</strong>gradables que se utilizan para la fabricación <strong>de</strong> envases. En concreto,<br />
para hacerse una i<strong>de</strong>a más completa <strong>de</strong>l comportamiento <strong>de</strong> los mismos, se<br />
estructura la información <strong>de</strong> la siguiente forma:<br />
‐ Desarrollo <strong>de</strong>l polímero<br />
‐ Usos más significativos<br />
‐ Mecanismo <strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradación y propieda<strong>de</strong>s<br />
Tabla 6. Características <strong>de</strong> los polímeros bio<strong>de</strong>gradables<br />
POLIMERO ORIGEN DESARROLLOS USOS MECANISMO<br />
DEGRADACION<br />
PHA Natural Biopol Botellas <strong>de</strong> bebidas<br />
Film plástico<br />
Compostaje<br />
PHBH Natural Nodax Film plástico<br />
Películas mono y ,multicapa<br />
Compostaje<br />
PLA Natural Nature Works Tazas, cubiertos, ban<strong>de</strong>jas Comp. Costoso<br />
Y otros<br />
Contenedores, cajas Biometanización<br />
Sintéticos Petróleo TDPA = Bolsas ligeras<br />
Bioerodables<br />
petroplásticos + Bolsas <strong>de</strong> basura<br />
Oxo-<strong>de</strong>gradable<br />
aditivos<br />
Film <strong>de</strong> envolver alimentos<br />
Film para agricultura<br />
No compostable<br />
3.4.1. Polihidroxialcanoatos (PHAs). Origen Natural.<br />
Los PHAs fueron los primeros poliésteres bio<strong>de</strong>gradables que fueron<br />
utilizados para hacer plásticos. Los dos miembros principales <strong>de</strong> la familia PHA<br />
son el Polihidroxibutarato (PHB) y el Polihidroxivalerato (PHV).<br />
Los poliésteres alifáticos como los PHAs, más expresamente<br />
homopolímeros y copolímeros <strong>de</strong> ácido hidroxibutírico y <strong>de</strong>l ácido<br />
hidroxivalérico, han <strong>de</strong>mostrado ser fácilmente bio<strong>de</strong>gradables.<br />
33
Desarrollos<br />
El PHA comercial más común consiste en un copolímero PHB/PHV<br />
juntos con un plastificante (p.ej. triacetin o estaflex) y aditivos inorgánicos como<br />
el dióxido <strong>de</strong> titanio y el carbonato <strong>de</strong> calcio.<br />
Un factor principal en la competencia entre PHAs y plásticos sintetizados<br />
a base <strong>de</strong> petróleo está en los costes <strong>de</strong> producción, en los distintos tipos <strong>de</strong><br />
obtención <strong>de</strong> las materias primas más baratas para reducir los costes <strong>de</strong><br />
producción <strong>de</strong>l PHA. Tales materias primas incluyen el licor <strong>de</strong>l grano <strong>de</strong> maíz,<br />
la melaza y el lodo activo. Estos materiales son fuentes relativamente baratas y<br />
nutritivas para la bacterias que sintetizan los PHAs (Purushothaman, 2001).<br />
Usos<br />
Los usos <strong>de</strong>l PHA son las botellas mol<strong>de</strong>adas por inyección y los films<br />
plásticos. Tales films están disponibles bajo la marca Biopol .<br />
Mecanismos <strong>de</strong> Degradación y Propieda<strong>de</strong>s<br />
Los PHAs son bio<strong>de</strong>gradables vía compostaje. Las condiciones óptimas<br />
para la <strong>de</strong>gradación <strong>de</strong>l Biopol comercial (PHA) durante un período <strong>de</strong><br />
compostaje <strong>de</strong> 10 semanas son:<br />
T= 60°C<br />
Humedad <strong>de</strong>l 55 %<br />
Relación C/N <strong>de</strong> 18.<br />
La tasa <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación alcanzada es <strong>de</strong>l 100 % en estas condiciones <strong>de</strong><br />
compostaje. Los poliésteres alifáticos funcionan como el almidón o la celulosa<br />
para producir sustancias como CO2 y metano. Estos polímeros alifáticos son<br />
aptos para usos cortos y altas tasas <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación (Gallagher, 2001).<br />
Shin et al. (1997) encontró que el PHB/PHV bacteriano (92/8 w/w) fue<br />
<strong>de</strong>gradado casi al completo en 20 días en un cultivo <strong>de</strong> lodos <strong>de</strong> digestión<br />
34
anaerobia, mientras que los poliésteres alifáticos sintéticos como PLA, PBS Y<br />
PBSA no se <strong>de</strong>gradaron totalmente en 100 días. El celofán, que fue usado<br />
como material <strong>de</strong> control, expuso un comportamiento <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación similar al<br />
PHB/PHV. En condiciones <strong>de</strong> verte<strong>de</strong>ro simuladas, PHB/PHV se <strong>de</strong>gradó en 6<br />
meses. Los poliésteres sintéticos alifáticos también mostraron pérdidas <strong>de</strong><br />
peso significativas durante 1 año <strong>de</strong> cultivo. El ambiente ácido generado por la<br />
<strong>de</strong>gradación <strong>de</strong> los <strong>de</strong>sechos <strong>de</strong> alimentos, que compren<strong>de</strong> aproximadamente<br />
el 34 % <strong>de</strong> la basura municipal, parece ser la causa <strong>de</strong> la pérdida <strong>de</strong> peso <strong>de</strong><br />
los poliésteres sintéticos alifáticos.<br />
3.4.2. Polihidroxibutiratos – co – polihidroxihexanoatos (PHBH). Origen<br />
Natural.<br />
Los poliésteres Polihidroxibutiratos – co – Polihidroxihexanoatos<br />
(PHBHs) son <strong>de</strong>l tipo más reciente <strong>de</strong> poliésteres bio<strong>de</strong>gradables producidos<br />
naturalmente. La resina PHBH es obtenida <strong>de</strong> fuentes <strong>de</strong> carbono como la<br />
sacarosa, ácidos grasos o melaza vía un proceso <strong>de</strong> fermentación.<br />
Estos son copoliésteres “alifáticos - alifáticos”, diferentes <strong>de</strong> los <strong>de</strong><br />
copoliésteres “alifáticos-aromáticos”. A<strong>de</strong>más <strong>de</strong> ser completamente<br />
bio<strong>de</strong>gradables, también tienen propieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong> barrera similares a los <strong>de</strong>l<br />
etileno vinil alcohol (EVOH). Procter & Gamble Co. investigó la mezcla <strong>de</strong> estos<br />
polímeros para obtener la rigi<strong>de</strong>z apropiada o la flexibilidad.<br />
Desarrollos<br />
Han sido <strong>de</strong>sarrollados por Kaneka Corp (un fabricante japonés) y<br />
comercializados por Procter & Gamble Co bajo el nombre <strong>de</strong> Nodax .<br />
Usos<br />
El uso <strong>de</strong>l polímero PHBH es el film, fabricado mediante bastidor o<br />
sopladura. Los potenciales usos son la película mono / multi capa y embalaje<br />
<strong>de</strong> papel no tejido, con unos gastos comparables a los materiales tradicionales<br />
como el EVOH.<br />
35
Mecanismos <strong>de</strong> Degradación y Propieda<strong>de</strong>s<br />
Las resinas PHBH se bio<strong>de</strong>gradan en condiciones tanto aeróbicas<br />
como anaerobias, y se disuelven en agua caliente en condiciones alcalinas.<br />
3.4.3. Acido Poliláctico (PLA). Recurso Renovable<br />
El ácido poliláctico (PLA) es un poliéster lineal alifático producido por la<br />
policon<strong>de</strong>nsación <strong>de</strong>l ácido láctico producido naturalmente o por la apertura<br />
catalítica <strong>de</strong>l anillo <strong>de</strong>l grupo láctico. El ácido láctico es producido (vía<br />
fermentación <strong>de</strong> almidón) como un coproducto <strong>de</strong>l grano <strong>de</strong> maíz molido en<br />
condiciones <strong>de</strong> humedad. Las uniones <strong>de</strong> los esteres en el PLA son sensibles<br />
tanto a la hidrólisis química como a la ruptura enzimática.<br />
El PLA a menudo es mezclado con almidón para aumentar su<br />
bio<strong>de</strong>gradabilidad y reducir gastos. Sin embargo, la fragilidad <strong>de</strong> la mezcla <strong>de</strong><br />
almidón-PLA es una <strong>de</strong>sventaja en muchos usos.<br />
Para remediar esta limitación, se utilizan plastificantes <strong>de</strong> bajo peso<br />
molecular como el glicerol, sorbitol y trietil citrato.<br />
El PLA no tiene la aprobación para ser utilizado como envase <strong>de</strong><br />
alimentos <strong>de</strong>bido la fermentación en su fabricación.<br />
Desarrollos<br />
Hay varias empresas que producen PLA, como Cargill Dow LLC. El PLA<br />
producido por Cargill Dow al principio fue vendido bajo el nombre EcoPLA, pero<br />
ahora se conocen como NatureWorks PLA, que es en realidad una familia <strong>de</strong><br />
los polímeros PLA que pue<strong>de</strong>n ser usados solo o mezclado con otros polímeros<br />
naturales.<br />
36
Se <strong>de</strong>tallan algunos otros plásticos <strong>de</strong> PLA bio<strong>de</strong>gradables disponibles<br />
en el comercio.<br />
NOMBRE COMERCIAL PROVEEDOR ORIGEN<br />
Lacea Mitsui Toatsu Japón<br />
Lucty Shimazu Japón<br />
NatureWorks Cargill Dow USA<br />
Usos<br />
Los usos <strong>de</strong>l PLA correspon<strong>de</strong>n con productos termoformados como<br />
tazas, ban<strong>de</strong>jas para alimentos, contenedores y cajas. El material tiene buenas<br />
características <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z, pudiendo sustituir al PET en alguna <strong>de</strong> sus<br />
aplicaciones.<br />
Mecanismos <strong>de</strong> Degradación y Propieda<strong>de</strong>s<br />
El PLA es totalmente bio<strong>de</strong>gradable cuando está compostado en una<br />
operación en gran escala a temperaturas ≥ 60°C. La primera etapa <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>gradación <strong>de</strong> PLA (dos semanas) es vía hidrólisis dando compuestos<br />
solubles en agua y ácido láctico. Tras la hidrólisis se produce una rápida<br />
metanización <strong>de</strong> estos productos dando CO2, agua y biomasa. La <strong>de</strong>gradación<br />
<strong>de</strong>l PLA no es fácil a temperaturas menores que 60°C ya que este es el mínimo<br />
<strong>de</strong> temperatura para su cristalización.<br />
3.4.4. Degradación Controlada <strong>de</strong> Aditivos para polímeros sintéticos<br />
<strong>de</strong>gradables<br />
Los aditivos que imparten la propiedad <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación a los<br />
termoplásticos convencionales, así como a los plásticos intrínsecamente<br />
bio<strong>de</strong>gradables, se están convirtiendo en una estrategia para reducir los<br />
costos. Se conocen tales aditivos como pro<strong>de</strong>gradantes concentrados, y están<br />
generalmente basados en compuestos catalíticos <strong>de</strong> metales <strong>de</strong> transición<br />
como el estearato <strong>de</strong> cobalto o el estearato <strong>de</strong> manganeso. El aditivo es<br />
37
normalmente usado en unos niveles <strong>de</strong>l 1-3 % y conlleva gastos adicionales<br />
<strong>de</strong> entre el 10-35 % sobre los <strong>de</strong> polietileno.<br />
Desarrollos<br />
La empresa principal que se ha centrado en estos aditivos<br />
pro<strong>de</strong>gradantes es EPI Tecnologías Ambientales (Conroe, TX, EE.UU.) y sus<br />
productos son TDPA TM , un acrónimo <strong>de</strong> Aditivos <strong>Plástico</strong>s Totalmente<br />
Degradables. Los Productos TDPA fabricados con las tecnologías <strong>de</strong> EPI se<br />
<strong>de</strong>gradan progresivamente para así reducir los pesos moleculares. Se hacen<br />
frágiles, se <strong>de</strong>sintegran y en última instancia son digeridos por<br />
microorganismos para dar los elementos básicos: dióxido <strong>de</strong> carbono (CO2),<br />
agua (H2O) y biomasa sin residuos. Se ha <strong>de</strong>mostrado que los TDPAs no<br />
afectan a las bacterias, hongos o lombrices y no <strong>de</strong>jan ningún residuo<br />
<strong>de</strong>licado.<br />
Los pro<strong>de</strong>gradantes <strong>de</strong>sarrollados por EPI son también conocidos como<br />
Aditivos Degradables y Compostables (DCP).Los sacos compostables que<br />
utilizan el polietileno modificado con DCP se <strong>de</strong>gradan en 90 días bajo<br />
condiciones <strong>de</strong> compostaje aptas. Estos aditivos son también comercializados<br />
por CIBA bajo el nombre comercial <strong>de</strong> Envirocare .<br />
Los films que contienen pro<strong>de</strong>gradantes representan un <strong>de</strong>sarrollo<br />
significativo sobre los films bio<strong>de</strong>gradables basados en polietileno <strong>de</strong> almidón.<br />
Los sacos hechos a base <strong>de</strong> almidón tienen unas propieda<strong>de</strong>s físicas y<br />
mecánicas inferiores comparadas con el polietileno; Por otro lado, los films que<br />
contienen pro<strong>de</strong>gradantes tienen las mismas propieda<strong>de</strong>s mecánicas que el<br />
polietileno.<br />
Aplicaciones<br />
Las potenciales aplicaciones <strong>de</strong> estos aditivos son:<br />
38
Bolsas <strong>de</strong>lgadas <strong>de</strong> plástico. Tales bolsas contendrían el 1 % <strong>de</strong><br />
aditivo pro-<strong>de</strong>gradante y tardarían aproximadamente 18 meses en<br />
<strong>de</strong>gradarse completamente en el verte<strong>de</strong>ro.<br />
Cubiertas <strong>de</strong> verte<strong>de</strong>ro.<br />
Bolsas compostables <strong>de</strong> basura para residuos alimenticios para<br />
caterings y eventos comerciales. Tales bolsas contendrían<br />
aproximadamente el 3 % <strong>de</strong>l aditivo y tardarían entre 8-10 semanas<br />
en <strong>de</strong>gradarse totalmente.<br />
Films plásticos usados para envolver alimentos frescos y plástico<br />
usado en industrias <strong>de</strong> catering. La razón por la que una película<br />
bio<strong>de</strong>gradable es ventajosa en estas áreas es que una cantidad<br />
significativa <strong>de</strong> restos alimenticios <strong>de</strong> estas compañías y <strong>de</strong> los<br />
establecimientos <strong>de</strong> compras pue<strong>de</strong>n ser potencialmente<br />
compostables. En estos casos, los plásticos que cubren los alimentos<br />
hoy en día, son un contaminante no <strong>de</strong>gradable en el compost.<br />
Films plásticos agrícolas, que son retirados <strong>de</strong>spués <strong>de</strong> la estación <strong>de</strong><br />
crecimiento, lo cual resulta extremadamente caro. (el 30% <strong>de</strong>l coste <strong>de</strong><br />
la película).<br />
Mecanismos <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación y propieda<strong>de</strong>s<br />
La adición <strong>de</strong> un aditivo (concentrado) a una resina <strong>de</strong> base plástica<br />
permite un comportamiento <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación controlado. El polietileno que<br />
contiene el 3% <strong>de</strong> aditivo se <strong>de</strong>grada perdiendo un 95% en peso tras 4<br />
semanas a 60°C. Los plásticos ambientalmente <strong>de</strong>gradables no son<br />
estrictamente <strong>de</strong>gradables, pero si bioerodables.<br />
Los polímeros <strong>de</strong>gradables y compostables (DCP) no bio<strong>de</strong>gradan<br />
inicialmente, sino que se oxidan químicamente para reducir los pesos<br />
moleculares, hasta hacerse pequeños fragmentos. Estos son injeridos<br />
lentamente por los microorganismos, <strong>de</strong>jando en última instancia el dióxido <strong>de</strong><br />
carbono, el agua y la biomasa. Por consiguiente, los plásticos que contienen<br />
DCP no cumplen con la norma <strong>de</strong> ASTM D6400-99 ni la EN 13432, <strong>de</strong>bido a<br />
39
su <strong>de</strong>gradación con la oxidación química antes <strong>de</strong>l inicio <strong>de</strong> la bio<strong>de</strong>gradación y<br />
porque la mineralización se da en una tasa más lenta que la aceptable.<br />
Los aditivos Envirocare TM promueven la <strong>de</strong>gradación oxidativa <strong>de</strong><br />
plásticos tales como el polietileno estándar. Aunque los aditivos promueven un<br />
proceso <strong>de</strong> oxidación <strong>de</strong>l polímero, ni la luz ni el calor son esenciales, y los<br />
aditivos pue<strong>de</strong>n trabajar a temperatura ambiente. Cuando el peso molecular <strong>de</strong><br />
las gotas <strong>de</strong>l plástico sea el suficiente, el plástico se convierte con eficacia en<br />
cera y en este punto bio<strong>de</strong>gradará naturalmente.<br />
3.5. EXPERIENCIAS SIGNIFICATIVAS EN PLASTICOS<br />
BIODEGRADABLES<br />
Manejando los conceptos <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradabilidad y bio<strong>de</strong>gradabilidad, se<br />
tiene constancia que en <strong>de</strong>terminados mercados se han introducido plásticos<br />
con la etiqueta <strong>de</strong> “bio<strong>de</strong>gradable”, cuando lo que se produce es una<br />
<strong>de</strong>sintegración <strong>de</strong>l producto, pero no una bio<strong>de</strong>gradación <strong>de</strong>l mismo, al menos<br />
en su totalidad (Mohee, et al, 2007). Para ser más gráficos. Si se tira un papel<br />
al suelo, la acción <strong>de</strong>l agua y el roce con la tierra, produce una <strong>de</strong>sintegración<br />
<strong>de</strong> la estructura física <strong>de</strong>l papel, pero sus componentes químicos (lignina,<br />
celulosa, cargas minerales, aditivos químicos) siguen en el suelo sin<br />
<strong>de</strong>scomponerse, al menos a corto y medio plazo.<br />
‐ CASO ECOFLEX<br />
El plástico ECOFLEX, producido por BAYER, ha sido sometido a<br />
ensayos <strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradabilidad, utilizando bolsas trituradas en partículas<br />
inferiores a 5 mm, concluyendo que No es un plástico bio<strong>de</strong>gradable en<br />
condiciones anaeróbicas (Mohee et al,2007). Este es otro factor importante a<br />
tener en cuenta: la bio<strong>de</strong>gradabilidad aeróbica o anaeróbica, cara a un posible<br />
tratamiento biológico futuro <strong>de</strong> estos residuos.<br />
‐ CASO PHB Y PHBV<br />
Experiencias realizadas con el PHB (poli-3-hidroxibutirato) han<br />
<strong>de</strong>mostrado que es bio<strong>de</strong>gradado, (según las normas antes mencionadas)<br />
40
mezclado en lodos activos <strong>de</strong> plantas <strong>de</strong>puradoras (Kim, 1999), obteniéndose<br />
una bio<strong>de</strong>gradación <strong>de</strong>l 70% en peso en 37 días.<br />
La bio<strong>de</strong>gradabilidad <strong>de</strong> poímeros <strong>de</strong> PHBV según la norma ISO 14855<br />
<strong>de</strong>muestra una <strong>de</strong>gradación <strong>de</strong>l 85% en 45 días bajo condiciones secas<br />
aeróbicas controladas (Bidlingmair y Ppadimitriou, 2000).<br />
‐ CASO DEL PLA<br />
Experiencias en dos plantas <strong>de</strong> compostaje alemanas con PLA (ácido<br />
poliláctico) proce<strong>de</strong>nte <strong>de</strong> film <strong>de</strong> almidón y copolímeros <strong>de</strong> ésteres y almidón,<br />
durante 12 meses (Pullammanappallit, 2003) han <strong>de</strong>mostrado que todos los<br />
compuestos se bio<strong>de</strong>gradaron excepto los productos con PLA. La <strong>de</strong>gradación<br />
<strong>de</strong> productos con base almidón y bajo peso molecular, está entre el 67 y 97%<br />
en condiciones controladas <strong>de</strong> compostaje en laboratorio.<br />
‐ CASO MATER-BI<br />
Otros estudios realizados en Italia, han comparado la bio<strong>de</strong>gradabilidad<br />
<strong>de</strong>l polímero MATER-BI <strong>de</strong> Novamont con la celulosa pura durante 100 días<br />
bajo condiciones aeróbicas en fase líquida <strong>de</strong> laboratorio según la ISO 14852,<br />
obteniéndose un 94% para la celulosa y un 92% para MATER-BI <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>gradación en peso ( Mohee et al, 2007).<br />
Finalmente, Mohee et al en 2007, publican los experimentos<br />
comparativos llevados a cabo en fase aerobia y anaerobia durante 75 días<br />
sobre Mater-Bi (60% <strong>de</strong> PLA <strong>de</strong> almidón + 40% resina sintética hidrofílica y<br />
bio<strong>de</strong>gradable), un plástico <strong>de</strong>gradable (PD) con un 3% <strong>de</strong> aditivos para su<br />
bio<strong>de</strong>gradación (TDPA: Totally Degradable Plastic Additive) y papel filtro <strong>de</strong><br />
celulosa pura. Los resultados más relevantes fueron los siguientes:<br />
A) Ensayos en condiciones aeróbicas:<br />
Celulosa pura: 100% <strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradación (pérdida <strong>de</strong> peso seco)<br />
Mater-Bi: 26,9% <strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradación<br />
PD-TDPA: 0,02% <strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradación<br />
B) Ensayos en condiciones anaeróbicas:<br />
Celulosa: 35% <strong>de</strong> pérdidas en sólidos volátiles<br />
41
Mater-Bi: 34,7%<br />
PD-TDPA: 7,2%<br />
PRODUCTO/POLI<br />
MERO<br />
Tabla 7. Resumen <strong>de</strong> experiencias con polímeros <strong>de</strong>gradables<br />
ECOFLEX Bolsas trituradas<br />
en partículas <strong>de</strong> 5<br />
mm<br />
PHB <strong>Envases</strong> triturados<br />
en 5mm<br />
PLA (almidón)<br />
Copolímeros<br />
éster-PLA<br />
Mater-BI<br />
Celulosa pura<br />
CONDICIONES ENSAYOS %BIODEGRADA<br />
CION<br />
Film<br />
Film y otros<br />
envases<br />
REFERENCIA<br />
Anaeróbicos nula Mohee, et al,<br />
2007<br />
Lodos activos<br />
<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>puradora<br />
Plantas <strong>de</strong><br />
compostaje<br />
Diversos productos ISO 14852<br />
en laboratorio<br />
en fase<br />
líquida<br />
PHBV Polímero triturado ISO 14852<br />
en laboratorio<br />
en fase seca<br />
70% en 37 días Kim, 1999<br />
Nulo en 12<br />
meses<br />
67-97% excepto<br />
PLA<br />
92% en 100 días<br />
94% en 100 días<br />
Pullammanapp<br />
allit, 2003<br />
Mohee et al,<br />
2007<br />
85% en 45 días Bidlingmair y<br />
Ppadimitriou,<br />
2000<br />
Finalmente, Uematsu et al (2006), han realizado ensayos comparativos<br />
para comprobar la universalidad <strong>de</strong> la norma, con diverso biopolímeros. El<br />
resultado ha sido que existen diferencias significativas en cuanto a los ensayos<br />
<strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradación, según el laboratorio que lo haga, por cuanto en la<br />
preparación <strong>de</strong>l material, inóculo, y controles durante los ensayos, cada<br />
laboratorio emplea un método distinto. Para trasladar la norma a una ISO, será<br />
conveniente, por tanto, concretar estos extremos, <strong>de</strong> manera que actualmente,<br />
a nuestro enten<strong>de</strong>r, un envase bio<strong>de</strong>gradable y compostable, pue<strong>de</strong> serlo, pero<br />
42
ajo las condiciones concretas <strong>de</strong>l ensayo y con la metodología <strong>de</strong>l laboratorio<br />
que lo ha realizado. Repetir un ensayo para una comprobación, llevaría a que<br />
se aportasen los datos <strong>de</strong>l experimento inicial y ello es complicado, cuando se<br />
<strong>de</strong>sean hacer <strong>de</strong> forma repetitiva y sobre distintos productos así certificados.<br />
Los ensayos a los que se hace referencia han sido sobre:<br />
‐ PCL: policaprolactona<br />
‐ PLA: ácido poliláctico<br />
‐ PBTA: copolímero bio<strong>de</strong>gradable<br />
‐ Celulosa pura<br />
Fig.6. Formulación <strong>de</strong> los polímeros ensayados<br />
Siendo los resultados los siguientes:<br />
43
Test <strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradación resultado <strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradabilidad<br />
Fig.7. Bio<strong>de</strong>gradación <strong>de</strong> la Policaprolactona (PCL)<br />
Fig.8. Bio<strong>de</strong>gradación <strong>de</strong>l Acido Poliláctico (PLA)<br />
44
Fig.9. Bio<strong>de</strong>gradación <strong>de</strong>l PBTA<br />
45
4. CONCLUSIONES<br />
Las principales conclusiones <strong>de</strong>l estudio presentado, son las siguientes:<br />
A) Conclusiones conceptuales: se clarifican los términos <strong>de</strong> plástico<br />
bio<strong>de</strong>gradable, compostable y foto<strong>de</strong>gradable, que son los que aparecen<br />
en <strong>de</strong>terminados envases (botellas, cajas, bolsas <strong>de</strong> plástico y film).<br />
‐ <strong>Plástico</strong> bio<strong>de</strong>gradable: Es un plástico <strong>de</strong>gradable en el cual su<br />
<strong>de</strong>gradación resulta <strong>de</strong> la acción <strong>de</strong> microorganismos naturales<br />
tales como bacterias, hongos y algas.<br />
‐ <strong>Plástico</strong> Compostable: Es un plástico que experimenta<br />
<strong>de</strong>gradación biológica cuando se lo utiliza para producir abono<br />
orgánico y se <strong>de</strong>scompone en dióxido <strong>de</strong> carbono, agua,<br />
compuestos inorgánicos, y biomasa junto a otros materiales<br />
compostable, sin producir ningún residuo visible o tóxico.<br />
‐ <strong>Plástico</strong> Foto<strong>de</strong>gradable : Es un plástico <strong>de</strong>gradable en el cual<br />
su <strong>de</strong>gradación resulta <strong>de</strong> la acción <strong>de</strong> la luz natural.<br />
B) Des<strong>de</strong> el punto <strong>de</strong> vista <strong>de</strong> los plásticos <strong>de</strong>gradables, el mecanismo que<br />
afecta a los envases plásticos es la bio<strong>de</strong>gradación y su conversión en<br />
compost.<br />
C) Son plásticos bio<strong>de</strong>gradables los <strong>de</strong>rivados <strong>de</strong>l petróleo + aditivos<br />
bio<strong>de</strong>gradantes y los plásticos fabricados con biopolímeros obtenidos <strong>de</strong><br />
recursos naturales renovables, principalmente agrícolas.<br />
D) Las normas técnicas para caracterizar la bio<strong>de</strong>gradabilidad <strong>de</strong>l plástico<br />
en compost se correspon<strong>de</strong>n en la actualidad con las ASTM 5338-98;<br />
ASTM 6400 y EN 14855 y EN 13432.<br />
E) Los principales fabricantes <strong>de</strong> biopolímeros, así como un pull <strong>de</strong> países<br />
tales como : Japón, China, India, Italia, Bélgica, Suecia y USA,<br />
preten<strong>de</strong>n el reconocimiento internacional <strong>de</strong>l certificado <strong>de</strong><br />
“compostabilidad” para los envases fabricados con BPL y que cumplan<br />
con la Norma EN 13432.<br />
46
F) Sin embargo, reconocen que la armonización <strong>de</strong> la norma a nivel<br />
internacional es difícil, así como la puesta a punto en común <strong>de</strong> los<br />
ensayos <strong>de</strong> bio<strong>de</strong>gradabilidad, tanto en la preparación <strong>de</strong> la muestra,<br />
como en el método.<br />
G) El certificado <strong>de</strong> “compostabilidad” se conce<strong>de</strong>rá a todo envase <strong>de</strong><br />
bioplástico, que bajo las condiciones controladas <strong>de</strong> compost en<br />
laboratorio acreditado, cumpla con los siguientes requisitos sin<br />
excepción:<br />
a. <strong>Bio<strong>de</strong>gradabilidad</strong>: 90% antes <strong>de</strong> seis meses<br />
b. Desintegrabilidad: pérdida <strong>de</strong> visibilidad <strong>de</strong>l residuo en el compost<br />
final (ausencia <strong>de</strong> contaminación visual), antes <strong>de</strong> 3 meses, con<br />
un tamaño inferior a 2 milímetros y que alcance al 90% <strong>de</strong> la<br />
masa inicial.<br />
c. Ausencia <strong>de</strong> efectos negativos en el propio proceso <strong>de</strong><br />
compostaje.<br />
d. Bajos niveles <strong>de</strong> metales pesados (por <strong>de</strong>bajo <strong>de</strong> los valores<br />
máximos pre<strong>de</strong>finidos), y la ausencia <strong>de</strong> efectos negativos sobre<br />
la calidad <strong>de</strong>l compost (por ejemplo, la reducción <strong>de</strong> valor<br />
agronómico y la presencia <strong>de</strong> efectos ecotóxicos en el crecimiento<br />
<strong>de</strong> las plantas).<br />
e. Otros parámetros físico-químicos que no <strong>de</strong>ben ser diferentes <strong>de</strong><br />
los <strong>de</strong>l control <strong>de</strong>l compost <strong>de</strong>spués <strong>de</strong> la <strong>de</strong>gradación: pH,<br />
salinidad, sólidos volátiles, N, P, Mg, K.<br />
H) Actualmente, los polímeros que presentan la certificación <strong>de</strong><br />
compostable se presentan en el Anexo 3.<br />
I) Finalmente, los fabricantes <strong>de</strong> polímeros bio<strong>de</strong>gradables, observan<br />
cómo se utiliza este término por fabricantes <strong>de</strong> plásticos no<br />
bio<strong>de</strong>gradables o no compostables, para competir <strong>de</strong>slealmente con<br />
ellos. En concreto, este hecho está creando confusión entre los<br />
consumidores, sobre todo <strong>de</strong> EE.UU y Canadá. Paralelamente se está<br />
“vendiendo” que todo aquello no compostable es bio<strong>de</strong>gradable en los<br />
verte<strong>de</strong>ros, cuando lo cierto es que en la gestión <strong>de</strong> un verte<strong>de</strong>ro lo que<br />
prima es la eliminación <strong>de</strong>l agua y, por tanto, retrasar los procesos <strong>de</strong><br />
bio<strong>de</strong>gradación. Segú los fabricantes <strong>de</strong> polímeros bio<strong>de</strong>gradables, será<br />
47
necesario en el futuro llegar a acuerdos entre consumidores, fabricantes<br />
y administraciones, para difundir y respetar el uso <strong>de</strong> las etiquetas <strong>de</strong><br />
certificación correspondientes, es <strong>de</strong>cir, que reclaman una regulación<br />
legal en cada país productor/consumidor.<br />
48
ANEXO 1<br />
RELACION DE FABRICANTES DE BOLSAS COMPOSTABLES DE EE.UU Y<br />
CANADA CERTIFICADAS POR LA ASTM D 6400 Y D 6868<br />
Company : AL-PACK<br />
Contact : Vernon Allen<br />
Sells AL-PACK Compostable Bags<br />
Company : Alte-Rego Corporation<br />
Contact : Devin Sidhu<br />
Manufacturers and sells a new line of bags<br />
un<strong>de</strong>r the brand names "Compost-A-Bag".<br />
Based in Toronto.<br />
Company : BioBag Canada, Inc.<br />
Contact : Greg Beresford<br />
Manufacturers of BioBags for Canada<br />
Company : BioBagUSA<br />
Contact : Dave Williams<br />
Company : Cortec<br />
World's largest producer of certified<br />
bio<strong>de</strong>gradable bags and films. We offer a wi<strong>de</strong><br />
range of BioBag products for the U.S. market.<br />
Contact : Bob Boyle<br />
Manufacturer of Eco Film(R), Eco Works (R),<br />
Eco-Corr(R), Eco-Corr(R) ESD and Eco<br />
Wrap(R) families of films. These films range<br />
from stock bags and sheeting for organic<br />
diversion programs to corrosion-inhibiting<br />
(VpCI) and static dissipative (ESD) protective<br />
films as well as cling, stretch and shrink films.<br />
Company : CPI Plastics Group Ltd<br />
Contact : Bob Raymond<br />
49
Bags and films manufactured in Wisconsin<br />
un<strong>de</strong>r the brand names of Maximum, Rack<br />
Sack and approved private labels.<br />
Company : El-En Packaging Company Limited<br />
Contact : Cheryl Babcock<br />
Films and bag with a maximum thickness of<br />
3.0 mils, produced by El-En Packaging and<br />
sold un<strong>de</strong>r the tra<strong>de</strong>mark Quikki and approved<br />
private label products.<br />
Company : Farnell Packaging<br />
Contact : Bill Morash<br />
Company : Fortune Plastics<br />
Contact : Wayne Eddy<br />
Manufactures "Comp-Lete" Compostable Bags<br />
in various sizes.<br />
Company : Heritage Bag Company<br />
Contact : Frank Ruiz<br />
Manufacturer of Bio-Tuf Compostable Bags<br />
Company : Imaflex, Inc.<br />
Contact : Wemimo Azeez<br />
Manufacturer of approved films ECO 100 and<br />
ECO 104 for conversion into bags<br />
Company : Indaco Manufacturing Ltd.<br />
Contact : Steve Friese<br />
Canadian manufacturer of bags and liners for<br />
the curbsi<strong>de</strong> collection of organic waste.<br />
50
Company : Inteplast Group<br />
Contact : Ronnie Chang<br />
Manufacturers and sells InteGreen (TM)<br />
Compostable Bags<br />
Company : Northern Technologies<br />
Contact : Vineet Dalal<br />
Manufacturer of Natur-Tec compostable films<br />
and bags<br />
Company : Plastics Solutions<br />
Contact : Dick Freeman<br />
Markets "EcoSafe-6400" Compostable Bags<br />
Company : Poly-America L.P.<br />
Contact : Shanna Ritter<br />
Manufacturers "Husky" EcoGuard Lawn & Leaf<br />
Bags.<br />
Company : Roplast Industries Incorporated<br />
Contact : Darrell Costello<br />
Roplast manufactures and sells a variety of<br />
compostable bags, un<strong>de</strong>r the brand name<br />
EnvirRo6400.<br />
Company : S&Q Plastic<br />
Contact : Usha Venkitadri<br />
Bags with a maximum thickness of 3 mils<br />
produced by S&Q Plastic, using HB956 from<br />
Heritage Plastic. Tra<strong>de</strong>name for the products<br />
has yet to be <strong>de</strong>termined.<br />
Company : Sharp Packaging Systems<br />
Contact : Jim Kornfeld<br />
Just approved, stay tuned for more <strong>de</strong>tails.<br />
51
Company : US Compo Solutions<br />
Contact : Mark Rea<br />
Manufactures and sells compostable "Compo-<br />
Bags" for the collection of yard trimmings and<br />
food scraps.<br />
Company : W. Ralston (Canada)<br />
Contact : Wayne Riviere<br />
52
ANEXO 2<br />
PRINCIPALES FABRICANTES DE PRODUCTOS PARA ALIMENTACIÓN<br />
COMPOSTABLES Y CERTIFICADOS POR LAS CORRESPONDIENTES<br />
ASTM<br />
Company : Biosphere Industries, LLC<br />
Contact : Elie Helou, Jr.<br />
Bowls, trays and other dishes ma<strong>de</strong> with<br />
Biosphere's PPM100, a new biobased material<br />
that is ovenable and microwavable.<br />
Company : Bridge-Gate Alliance Group<br />
Contact : Melissa Sallady<br />
Company : Cereplast<br />
Mol<strong>de</strong>d fiber plates, bowl, platters,<br />
compartment trays and take out food<br />
packaging ma<strong>de</strong> primarily of sugarcane<br />
(bagasse) and wheat fiber. Products are<br />
manufactured by Bridge-Gate and sold un<strong>de</strong>r<br />
the Bridge-Gatetra<strong>de</strong>mark.<br />
Contact : Fre<strong>de</strong>ric Scheer<br />
Company : CKF Inc.<br />
Provi<strong>de</strong>s Nat-UR cold drink cups,foodservice<br />
containers and cutlery<br />
Contact : Brad Dennis<br />
Mol<strong>de</strong>d fiber plates, bowls, platters and trays<br />
sold un<strong>de</strong>r the brand names of Royal Chinet<br />
and Savaday. Four cup carrier and other<br />
products sold un<strong>de</strong>r Savaday and Paprus<br />
tra<strong>de</strong>mark.<br />
Company : Eco-Products, Inc<br />
Contact : Luke Vernon<br />
Manufacturers a full line of compostable<br />
foodservice products including corn cups,<br />
straws, hot cups, hot cup lids, cutlery, food<br />
containers, and other compostable items.<br />
53
Company : Fabri-Kal Corp<br />
Contact : John Kittredge<br />
Manufacturers of "Greenware" compostable<br />
cups, lids and containers.<br />
Company : Genpak LLC<br />
Contact : Jeff Cole<br />
Manufactures and markets Harvest Brand<br />
Plates, Cups and other compostable food<br />
service items.<br />
Company : Greengood Eco-tech<br />
Contact : Patrick Van De Voor<strong>de</strong><br />
Company : Huhtamaki<br />
Thermoformed and Injection Mol<strong>de</strong>d foodserice<br />
items ma<strong>de</strong> from NatureWorks PLA .<br />
Contact : Jim Lammert<br />
Manufacturers and sells Chinet products,<br />
including bowls, rough and smooth mol<strong>de</strong>d<br />
trays and other foodservice items<br />
Company : International Paper<br />
Contact : Kristin Newman<br />
Manufacturers the fully compostable<br />
"Ecotainer" hot drink cup.<br />
Company : Trans-World International (New York) Inc.<br />
Contact : Garret Fong<br />
Mol<strong>de</strong>d fiber products consisting largely of<br />
Sugar cane and Bamboo, including bowls,<br />
plates, take out containers, and a 5<br />
compartment tray. Products will be<br />
manufactured by Trans-World International and<br />
sold un<strong>de</strong>r the GreenWave brand name.<br />
54
ANEXO 3<br />
PRINCIPALES PRODUCTORES DE RESINAS BIOPLÁSTICAS<br />
CERTIFICADAS<br />
Company : BASF<br />
Contact : Keith A. Edwards<br />
Manufacturers EcoFlex Resins<br />
Company : Biogra<strong>de</strong> Limited<br />
Contact : Barend van <strong>de</strong>n Hoek<br />
Company : Cereplast<br />
Manufacturers and sells resins for making films<br />
and bags.<br />
Contact : Fre<strong>de</strong>ric Scheer<br />
Manufacturers bio<strong>de</strong>gradable resins for<br />
injection molding<br />
Company : Corn Products Brasil Ingredientes<br />
Contact : Lucio Manosso<br />
Manufacturer and distributor of ECOBRAS fully<br />
compostable resins for production of films,<br />
bags and injection mol<strong>de</strong>d products.<br />
Company : DaniMer Scientific, LLC<br />
Contact : Daniel Carraway<br />
Manufacturers DaniMer 26806 for use as<br />
coatings on paper and other compostable<br />
substrates.<br />
Company : EBM Bio<strong>de</strong>gradable Materials Ltd<br />
Contact : Clement Lu<br />
Manufacturers EnbioMat 03F resins for making<br />
compostable films and bags.<br />
Company : Grace Biotech Corporation<br />
55
Contact : Tony Chen<br />
Manufacturers and distributes Grace Bio Resin<br />
GB 100 for the manufacture of blown films and<br />
bags<br />
Company : Greni<strong>de</strong>a Technologies Pte<br />
Contact : Yan XU<br />
Manufactures and distributes Agroresins.<br />
Company : Heritage Plastics<br />
Contact : Frank Ruiz<br />
Produces BIoTuf 976 resins for manufacture of<br />
compostable bags and films.<br />
Company : KUREHA CORPORATION<br />
Contact : Izuru Isogami<br />
Manufacturers PGA resins for making<br />
compostable films and bags<br />
Company : NatureWorks LLC<br />
Contact : Glenn Johnston<br />
Manufactures NatureWorks PLA<br />
Company : Novamont NA<br />
Contact : Tony Gioffre<br />
Producer and distributor of Mater-Bi Resins<br />
Company : Stanelco plc<br />
Contact : Jim Webster<br />
Manufacturers resins for compostable blown<br />
films, injection molding and thermoforming<br />
Company : Wuhan Huali<br />
Contact : Xianbing Zhang<br />
Producer and Distributor of Bio<strong>de</strong>gradable<br />
Resins un<strong>de</strong>r the brand of PSM (Plastarch<br />
Material). Resin can be used for blown of films<br />
and bags, sheets and foamed sheets.<br />
56
ANEXO 4<br />
PRINCIPALES PROVEEDORES DE PRODUCTOS COMPOSTABLES PARA<br />
ENVASES Y EMBALAJES<br />
Company : Bi-ax International<br />
Contact : Brad Harrow<br />
Company : Clarifoil<br />
Manufactures Evlon EV biaxially oriented films.<br />
Contact : Kevin Parker<br />
Clarifoil is a leading producer of cellulose<br />
diacetate films for print lamination, carton<br />
windows, labels, tapes and numerous other<br />
specialist applications. Manufactured<br />
exclusively in the UK, Clarifoil distributes both<br />
their cellulose acetate and PVOH water soluble<br />
films to customers around the globe.<br />
Company : Earthcycle Packaging<br />
Contact : Shannon Boase<br />
Provi<strong>de</strong>s an earth-to-earth packaging and food<br />
service solution. Our compostable palm fiber<br />
products come from the earth and, when you<br />
are finished with them, return to earth. They<br />
can be composted as part of your community’s<br />
efforts to divert waste. In 90 days, they will be<br />
ready to make a healthy contribution to the soil.<br />
Company : Innovia Films, Inc.<br />
Contact : Malcolm Cohn<br />
Manufacturers NatureFlex, a regenerated<br />
cellulose film.<br />
Company : Plantic Technologies Limited<br />
Contact : Brendan Morris<br />
Manufacturer of Plantic® starch-based<br />
compostable packaging products. The Plantic®<br />
product is available in sheet form to suit a<br />
diverse range of thermoforming applications.<br />
For distribution information in the USA, contact<br />
DuPont: packaging@dupont.com<br />
58
Company : Plastic Suppliers<br />
Contact : Scott Cordial<br />
Manufactures EarthFirst® PLA films- produced<br />
from an annually renewable resource, corn,<br />
making it truly sustainable. Plastic Suppliers<br />
offers clear, matte and white versions with<br />
properties comparable and even superior to<br />
plastic films. EarthFirst is currently used in the<br />
flexible packaging and shrink sleeve label<br />
markets. EarthFirst is ma<strong>de</strong> from<br />
NatureWorks® PLA resin<br />
59
BIBLIOGRAFÍA<br />
An<strong>de</strong>rson, A. J., and E. A. Dawes. 1990. Ocurrence, metabolism, metabolic<br />
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Cserjan-Puschmann, M., Kramer, W., Duerrschmid, E., Striedner,G. y Bayer, K.<br />
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Hippe, H. 1967. Abbau und Wie<strong>de</strong>rverwertung von Poly- -hydroxybuttersäure<br />
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López, N. I., M. E. Floccari, S. A., A. F. García, and M. B. S. 1995. Effect of<br />
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López, N. I., Ruiz, J. A. y Mén<strong>de</strong>z, B. S. 1998. Survival of poly-3hydroxybutyrate<br />
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Madison, L. L., and G. W. Huisman. 1999. Metabolic engineering of poly(3hydroxyalkanoates):<br />
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Merrick, J. M., and M. Doudoroff. 1964. Depolymerization of poly- -<br />
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60
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Pettinari, M. J., G. J. Vazquez, D. Silberschmidt, B. Rehm, A. Steinbuchel, and<br />
B. S. Men<strong>de</strong>z. 2001. Poly(3-hydroxybutyrate) synthesis genes in Azotobacter<br />
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Pettinari, J. M., L. Chaneton, G. Vazquez, A. Steinbuchel, and B. S. Men<strong>de</strong>z.<br />
2003. Insertion sequence-like elements associated with putative<br />
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44.<br />
Poirier, Y., C. Somerville, L. A. Schechtman, M. M. Satkowski, and I. Noda.<br />
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Ruiz, J. A., N. I. Lopez, and B. S. Men<strong>de</strong>z. 1999. Polyhydroxyalkanoates<br />
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microcosms. Rev Argent Microbiol 31:201-4.<br />
Ruiz, J. A., N. I. Lopez, R. O. Fernan<strong>de</strong>z, and B. S. Men<strong>de</strong>z. 2001.<br />
Polyhydroxyalkanoate <strong>de</strong>gradation is associated with nucleoti<strong>de</strong> accumulation<br />
and enhances stress resistance and survival of Pseudomonas oleovorans in<br />
natural water microcosms. Appl Environ Microbiol 67:225-30.<br />
Schlegel, H. J., G. Gottschalk, and R. von Bartha. 1961. Formation and<br />
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(Hydrogenomonas). Nature 191:463-465.<br />
Thompson, R. C., Y. Olsen, R. P. Mitchell, A. Davis, S. J. Rowland, A. W. John,<br />
D. McGonigle, and A. E. Russell. 2004. Lost at sea: where is all the plastic?<br />
Science 304:838.<br />
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Páginas web visitadas:<br />
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www.cpia.ca - Canadian Plastic Industry Association. Position on <strong>de</strong>gradable<br />
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www.dow.com - The Dow Chemical Co. Tone Polymers (policaprolactonas).<br />
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61
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www.science.org.au/nova – Bio<strong>de</strong>gradable plastics.<br />
www.plasticsindustry.org – SPI Society of Plastic Engineering. Degradable<br />
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www.healthysoil.org – Association of Compost Producers, USA.<br />
www.compostingcouncil.org – US Composting Council.<br />
www.corporate.basf.com<br />
Manual para la elaboración <strong>de</strong> compost. Bases conceptuales y procedimientos.<br />
Organización Panamericana <strong>de</strong> la Salud y Organización Mundial <strong>de</strong> la Salud.<br />
Journal of Plastic Film and Sheeting. Volume 6, Number 1, January 1990,<br />
pages 63 to 79. Effects of Degradable Additives on Blown Film Properties.<br />
Techno-economic Feasibility of Large-scale Production of Bio-based Polymers<br />
in Europe (European Comission)<br />
62