Los plásticos tienen un rol vital en la sociedad actual, tan solo en 2022 se produjeron 400 millones de toneladas. El 90% de estos, pertenece a plásticos derivados de combustibles fósiles que traen consigo múltiples problemas ambientales debido a su baja degradabilidad. Además, alrededor del 40% de estos plásticos se dirigen al sector de empacamiento, por lo que se genera una gran cantidad de plásticos de un solo uso que terminan en vertederos de basura y, a la larga, en océanos. Para luchar contra esto, se ha propuesto el desarrollo de nuevos materiales capaces de biodegradarse y ser basados en recursos renovables. “Uno de estos recursos naturales es la biomasa lignocelulósica-subraya José David Estrada, materiales con alto contenido de celulosa, lignina y hemicelulosa, como madera o residuos vegetales. Para valorizar esta biomasa, se utiliza el procedimiento de hidrolisis alcalina, donde a través de una base como el amoniaco, se puede extraer la celulosa atrapada y formar materiales compuestos con propiedades mecánicas comparables a los plásticos convencionales utilizados para empacamiento”.

José David Estrada es graduado en la Facultad de Química de la Universidad del País Vasco y ha desarrollado su Trabajo Fin de Grado en el grupo de investigación ‘Sustainable Biocomposite Materials’ de la UPV/EHU. En su trabajo, estudió la hidrolisis alcalina del pasto, material lignocelulósico, para producir biomateriales para empaques. “Para mejorar sus propiedades antimicrobianas se adiciono poli-lisina, un biopolímero cuya producción ha aumentado en los últimos años, y actualmente ya se encuentra aprobado para su uso en aplicaciones alimentarias. Este trabajo se dividió en 2 partes, la primera la optimización de la hidrolisis del pasto, y la segunda la producción de biomateriales de pasto-poli-lisina en las condiciones encontradas durante la primera parte”.

Durante la optimización encontró que las mejores condiciones de hidrolisis son 24 horas y amoniaco con concentración 1M. “Bajo estas condiciones, utilizando análisis termogravimétricos y espectroscopia infrarroja (FTIR) se confirmó que la hidrolisis ocurrió en la lignina y hemicelulosa liberando así la celulosa presente en el pasto. Con esto, se obtuvieron films de pasto rígidos y fuertes (Módulo de Young: 2200 MPa, resistencia a la tracción: 22 MPa) pero con una baja flexibilidad y baja ductilidad (deformación a la rotura < 1%)”, subraya el investigador.

La adición de poli-lisina provocó cambios en las propiedades de los films. “Empezando por las propiedades mecánicas donde los films producidos fueron más flexibles (Módulo de Young: 800 MPa, resistencia a la tracción: 12.5 MPa). Esta adición también permitió la obtención de materiales antimicrobianos ya que permitieron la inhibición del crecimiento de bacterias como E. coli y S. aureus. Finalmente, las propiedades con el agua también se vieron afectadas ya que la solubilidad en agua de los materiales se redujo, lo cual permitiría a los materiales tener cierta resistencia al agua, permitiendo su uso en aplicaciones donde existen interacciones con el agua”.

El Trabajo Fin de Grado llevado a cabo por José David Estrada arrojó que el tratamiento de pasto y polilisina con amoniaco permitió la obtención de películas flexibles y antimicrobianas. “Futuros trabajos se deben hacer para mejorar el procesamiento de los materiales y permitir dar formas más útiles al material, aumentando así sus aplicaciones. Adicionalmente, se debe estudiar su posible reciclaje, su degradación y como aumentar su nivel de producción con el fin de poder ver estos materiales a una escala industrial”, concluye el investigador.

Sobre el autor

José David Estrada Sotomayor obtuvo una calificación de sobresaliente en su Trabajo Fin de Grado titulado ‘Development of bioplactics derived from biomass for their possible application in packaging’, realizado bajo la dirección de Danila Merino y Haritz Sardon, docentes de la Facultad de Química de la UPV/EHU. Actualmente, se encuentra cursando el segundo año del programa ‘Double Master in Polymer Science’, una colaboración académica entre la UPV/EHU y la Universidad de Burdeos. Próximamente realizará su trabajo de fin de máster en el laboratorio de investigación LCPO (Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques) de la Universidad de Burdeos.