22/11/2012 - Biopolímeros, nuevos plásticos biodegradables a base de desechos de piña y banano

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El Centro Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos de la Universidad de Costa Rica (CITA-UCR) desarrolla un nuevo material para fabricar bolsas plásticas, cucharas y platos a partir de desechos de piña y banano.

Estos nuevos materiales se denominan biopolímeros y ya se encuentran en un nivel avanzado de desarrollo. La ventaja que tienen es que pueden ser asimilados por un sistema biológico como el suelo, lo que reduciría la contaminación del medio ambiente con plástico petroquímico, que representa la quinta parte de desechos sólidos de las ciudades.

Ácido Poliláctico (PLA)

Durante casi diez años el CITA ha venido trabajando en la elaboración de ácido poliláctico o PLA (por sus siglas en inglés: polylactic acid) Es un polímero que tiene muchas aplicaciones en la industria textil, en la industria médica y sobretodo en la del empaquetado.

Actualmente en el mundo solo se obtiene este ácido a partir del maíz. El maíz genera glucosa, la cual se pone a fermentar para extraer luego el PLA. Pero el CITA está experimentando para obtenerlo de desechos de banano y piña que se producen en nuestro país y que poseen gran cantidad de azucares, con los cuales se realiza la fermentación láctica para de ella obtener el ácido que luego este se polimeriza.

La directora del CITA, M.Sc. Carmela Velásquez Carrillo, dijo que actualmente este Centro tiene una metodología muy clara para el proceso de fermentación. Es totalmente escalable.

“Trabajamos con dos proyectos en el Centro Nacional de Innovaciones Biotecnológicas (CENIBiot) para desarrollar ese escalamiento y producir el proceso de fermentación, así como para el estudio de factibilidad de instalación de una planta para la producción del ácido láctico a partir de los desechos de banano y piña.”, agregó Velázquez.

Explicó que para separar el ácido del caldo de fermentación se están utilizando tecnologías muy innovadoras como la electrodiálisis, con un equipo que diseñaron los mismos investigadores del CITA. Consiste en cargar eléctricamente una membrana que absorbe y captura el ácido, para luego purificarlo y polimerizarlo.

Agregó que el estudio de los procesos de fermentación, producción del ácido y su extracción del caldo fermentado, no solo ha generado nuevas tecnologías, sino mucho conocimiento en forma de publicaciones científicas y proyectos de graduación de estudiantes de licenciatura y maestría.

Polihidroxibutirato (PHB)

A raíz del conocimiento que ha generado en materia del PLA, el CITA fue invitado a participar en una propuesta financiada por el 7° Programa Marco de la Unión Europea. Se trata del proyecto de biotransformación de biomateriales de frutas y hortalizas de la agroindustria, denominado TRANSBIO.

El proyecto es desarrollado por un consorcio europeo. Una de las líneas de investigación es el desarrollo de un nuevo polímero biodegradable llamado PHB,, similar al PLA pero con características diferentes.

Una de ellas es que el proceso de separación del polihidroxibutirato (PHB) es más sencillo. Consiste en someter a un microorganismo a ciertas condiciones; como mecanismo de defensa sus células comienzan a acumular PHB en forma de cristales como una reserva de energía.

“Cada célula puede llagar a acumular hasta un 80% de su masa seca en este material. Después lo único que hay que hacer es romper la célula y sacar ese material que ya viene cristalizado y listo. Luego solo resta fundirlo para formar el plástico”, explicó la Dra. Velásquez.

En el proyecto trabajan de forma conjunta 16 socios, de los cuales seis son universidades diez son pequeñas empresas, “lo que hace que los productos que se generen del proyecto tengan aplicación y transferencia inmediata en el sentido de que estas empresas procederían a elaborar los productos”, concluyó.

Se trata de tecnología aplicada con un fuerte sustento científico ya que cuenta con un equipo de investigación de muy alto nivel entre los que se encuentran el CITA y el Centro de Investigación en Biología Celular y Molecular (CIBCM) de la UCR.

Más información:

CARMELA.VELAZQUEZ@ucr.ac.cr

Teléfonos (506) 2511-8830 o  (506) 2511-8832.

CUATRO FUENTES DE BIOPOLÍMEROS

Los polímeros biodegradables son aquellos cuya la degradación es garantizada en un sistema biológico. Existen cuatro tipos de biopolímeros en el mercado:

La primera generación de biopolímeros surgió a base de almidón que puede ser de yuca, maíz, papa, etc.

Los biopolímeros a base de celulosa, la cual es uno de los compuestos más abundantes en la naturaleza y realiza funciones estructurales en la pared celular de las células vegetales.

El PLA o ácido poliláctico. Es un biopolímero que se forma a partir del almidón que se extrae de la biomasa y que seguidamente un microorganismo lo convierte en una molécula más pequeña de ácido láctico. Ésta a su vez, es la materia prima que se polimeriza formando cadenas, con una estructura molecular parecida a la de los plástico petroquímicos.

El polihidroxibutirato (PHB) es un polímero biodegradable producido mediante la fermentación de carbohidratos por microorganismos. Es un compuesto que se acumula dentro de la célula de un microorganismo que comienza a producir cristales de PHB como forma de acumular energía. Lo que se requiere es una bacteria que acumule en PHB en su cuerpo y una fuente de carbono que le permita a la bacteria reproducirse, que es precisamente lo que se obtiene de los desechos de banano y piña.

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