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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 />

7<br />

8<br />

9<br />

9<br />

11<br />

13<br />

17<br />

18<br />

18<br />

19<br />

19<br />

20<br />

22<br />

22<br />

23<br />

26<br />

32<br />

32<br />

34<br />

35<br />

36<br />

39<br />

45<br />

48<br />

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 />

role, and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates. Microbiol. Rev.<br />

54:450-472.<br />

Brandl H, Gross RA, Lenz RW, Fuller, C. 1988. Pseudomonas oleovorans as a<br />

source of poly-ß- hydoxyalkanoate for potential applications bio<strong>de</strong>gradable<br />

polyesters. Appl Environ Microbiol 54: 1977-1982<br />

Cserjan-Puschmann, M., Kramer, W., Duerrschmid, E., Striedner,G. y Bayer, K.<br />

1999. Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation<br />

processes. Appl.Microbiol. Biotechnol. 53: 43-50<br />

Godoy, F. A., M. Bunster, V. Matus, C. Aranda, B. Gonzalez, and M. A.<br />

Martinez. 2003. Poly- -hydroxyalkanoates consumption during <strong>de</strong>gradation of<br />

2,4,6-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37. Lett Appl Microbiol 36:315-<br />

20.<br />

Henrysson, T., and P. L. McCarty. 1993. Influence of the endogenous storage<br />

lipid poly- hydroxybutyrate on the reducing power availability during<br />

cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic<br />

mixed cultures. Appl. Environ. Microbiol. 59:1602-1606.<br />

Hippe, H. 1967. Abbau und Wie<strong>de</strong>rverwertung von Poly- -hydroxybuttersäure<br />

durch Hydrogenomonas H16. Arch. Mikrobiol. 56:248-277.<br />

Lemoigne, M. 1926. Produits <strong>de</strong> déshydration et <strong>de</strong> polymerisation <strong>de</strong> l´ aci<strong>de</strong> b<br />

-oxybutyrique. Bull. Soc. Chim. Biol. 8:770-782.<br />

López, N. I., M. E. Floccari, S. A., A. F. García, and M. B. S. 1995. Effect of<br />

poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) content on the starvation- survival of bacteria in<br />

natural waters. FEMS. Microbiol. Ecol. 16:95-112.<br />

López, N. I., Ruiz, J. A. y Mén<strong>de</strong>z, B. S. 1998. Survival of poly-3hydroxybutyrate<br />

-producing bacteria en soil microcosms. World J. Microbiol.<br />

Biotechnol. 14:681-684.<br />

Madison, L. L., and G. W. Huisman. 1999. Metabolic engineering of poly(3hydroxyalkanoates):<br />

from DNA to plastic. Microbiol Mol Biol Rev 63:21-53.<br />

Merrick, J. M., and M. Doudoroff. 1964. Depolymerization of poly- -<br />

hydroxybutyrate by an intracellular enzyme system. J. Bacteriol. 88:60-71.<br />

60


Page, W.J., Manchak, J., Rudy, B. 1992. Formation of poly(hydroxybutirate-Cohydroxyvalerate)<br />

by Azotobacter vinelandii UWD. Appl. Environ. Microbiol. 58,<br />

2866-2873<br />

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 />

sp. strain FA8. Appl Environ Microbiol 67:5331-4.<br />

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 />

polyhydroxybutyrate regulatory genes in Azotobacter sp. FA8. Plasmid 50:36-<br />

44.<br />

Poirier, Y., C. Somerville, L. A. Schechtman, M. M. Satkowski, and I. Noda.<br />

1995. Synthesis of high-molecular-weight poly([R]-(-)-3-hydroxybutyrate) in<br />

transgenic Arabidopsis thaliana plant cells. Int J Biol Macromol 17:7-12.<br />

Ruiz, J. A., N. I. Lopez, and B. S. Men<strong>de</strong>z. 1999. Polyhydroxyalkanoates<br />

<strong>de</strong>gradation affects survival of Pseudomonas oleovorans in river water<br />

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 />

utilization of poly- - hydroxybutyric acid by Knallgas bacteria<br />

(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 />

Vogel HJ , Bonner BN. 1956. Acetyl-ornithinase of Escherichia coli: partial<br />

purification and some properties. J Biol Chem 218:97-106<br />

Páginas web visitadas:<br />

INTI – Centro <strong>de</strong> <strong>Plástico</strong>s. Informe N° 20-13495.<br />

www.cpia.ca - Canadian Plastic Industry Association. Position on <strong>de</strong>gradable<br />

plastics.<br />

Plastic Europe. Position on Bio<strong>de</strong>gradable and Compostable Plastics.<br />

www.dow.com - The Dow Chemical Co. Tone Polymers (policaprolactonas).<br />

www.natureworksllc.com - NatureWorks LLC – PLA.<br />

61


www.materbi.com - Novamont NA.<br />

www.science.org.au/nova – Bio<strong>de</strong>gradable plastics.<br />

www.plasticsindustry.org – SPI Society of Plastic Engineering. Degradable<br />

plastics.<br />

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

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