La base, semillas de tamarindo

Espuma biodegradable sustituiría al unicel

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A la intemperie, hongos y bacterias demorarían sólo tres meses en comerla; el poliestireno tarda cientos de años en biodegradarse

Fernando Guzmán, 06 de marzo de 2017

Micrografía de la espuma secada por liofilización, a
cien aumentos. La barra de la escala es de 100 micras.

A partir de las semillas del tamarindo, Alfredo Maciel, científico del Instituto de Investigaciones en Materiales, desarrolla –en colaboración con Abel Humberto Cortés Arce, maestro en Ciencia e Ingeniería de Materiales– una espuma biodegradable que podría sustituir al poliestireno expandido o unicel, material plástico espumado derivado del poliestireno.

El poliestireno expandido o unicel, que se utiliza en la elaboración de vasos y platos desechables, entre otros objetos, tarda cientos de años en biodegradarse. En cambio, una vez utilizada, la espuma biodegradable que desarrollan los universitarios no ocuparía durante mucho tiempo un volumen grande en los depósitos de basura.

“A la intemperie, hongos y bacterias tardarían entre dos y tres meses en comérsela. Entonces se generarían agua y dióxido de carbono, pero no lixiviados (líquidos resultantes de un proceso de percolación de un fluido a través de un sólido) que, al llegar a los mantos freáticos, contaminan las aguas”, aseguró Maciel.

Generar espumas permanentes no es fácil. Las espumas del mar, del baño diario y del lavado de ropa son de muy corta vida. Maciel y Cortés Arce hicieron una espuma más estable que incluso puede resistir una carga mecánica.

Dos monómeros

México produce 39 mil toneladas de tamarindo al año, y una tercera parte de este fruto son semillas. Mientras en el país se desechan unas 12 mil toneladas de ellas, en la India se aprovechan como alimento para el ganado.

Las semillas de tamarindo contienen mayoritariamente un polisacárido (polímero) hecho de glucosa (monómero), como los almidones. A este polisacárido, Maciel y Cortés Arce le injertaron químicamente acrilato de etilo, que es un monómero (polimerizado por sí solo es como un hule), y así produjeron un copolímero constituido por los dos monómeros: el acrilato de etilo y la glucosa.

“De acuerdo con el porcentaje de acrilato de etilo que le injertemos al polisacárido de las semillas de tamarindo, el copolímero resultante presenta determinadas propiedades mecánicas: a mayor porcentaje es más suave y flexible; a menor porcentaje es más rígido y resiste más carga mecánica, pero al rebasar su resistencia mecánica se rompe de manera frágil, es decir, sin mucha deformación”, explicó Maciel.

La espuma biodegradable desarrollada por los universitarios podría servir para sustituir el poliestireno expandido o unicel en la elaboración de vasos y platos desechables, pero también de empaques para aparatos electrodomésticos y equipo científico, paneles de anuncios, aislantes térmicos para la construcción, cajas de pescado o neveras para el transporte de vacunas, con la ventaja de que, cuando estos objetos sean desechados, tardarán sólo tres meses en biodegradarse en condiciones de humedad del medio ambiente.

Maciel y Cortés Arce ya disponen de esa espuma como un producto caracterizado a nivel laboratorio. El siguiente paso es escalar su producción a nivel industrial. Con ese fin ya diseñan un procedimiento óptimo como tema de tesis de licenciatura de Ramsés Gutiérrez, alumno de la Facultad de Química.

“La empresa e3 está interesada en reemplazar el poliestireno de los paneles que fabrican con nuestra espuma biodegradable, cuyo uso en México no compite con los alimentos, como en el caso de las que están hechas con harina de trigo”, indicó Alfredo Maciel.

El nuevo material no ocuparía durante mucho tiempo un volumen tan grande en los depósitos de basura.

Laminado no espumado

Antes de ejecutar este proyecto, Maciel, en colaboración con las maestras en Ciencias Alicia del Real y Daniela Wallander, desarrolló un laminado no espumado al que se le puede dar la forma de productos desechables como vasos y platos para fiestas; ya está protegido con una solicitud de patente.

Igual que la espuma biodegradable, una vez seco, este laminado espumado, moldeado a partir de un medio acuoso, ya no se disuelve en agua ni con los disolventes comunes: acetona, tolueno, benceno o thinner.

“Los vasos y platos fabricados con este laminado no espumado pueden contener cualquier líquido y alimento, y desecharse sin ningún problema porque los hongos y bacterias que están en el ambiente los degradarán”, comentó.

Espuma en su fase líquida (fotografía directa, sin aumentos) y secada por liofilización. Fotos: cortesía de Abel Humberto Cortés.

Listones

Los listones para regalo se hacen con la mezcla de dos polímeros hermanos que no se llevan bien: polipropileno y polietileno.

Estos polímeros no se unen de manera homogénea porque no hay miscibilidad (propiedad de algunos líquidos para mezclarse en cualquier proporción, formando una disolución) entre los dos. Por eso, a pesar de ser tan brillantes, a los listones para regalo se les nota la porosidad.

El polietileno permanece en forma de bolitas dentro del polipropileno y genera dicha porosidad cuando este material se estira y las bolitas de polietileno se desprenden de la matriz de polipropileno en la que se encuentran inmersas.

Al producir los listones, estos dos polímeros se funden, se mezclan, se colorean y se estiran o alargan en estado fundido para que queden brillantes.

Una iniciativa de Maciel que se encuentra en compás de espera es hacer listones biodegradables, ya sea con poli (ácido láctico) o con el polisacárido de las semillas de tamarindo.

“El objetivo sería determinar cuál de los dos es el que daría a los listones más brillo para que tuvieran un terminado más atractivo”, finalizó.

México produce 39 mil toneladas de tamarindo al año; una tercera parte de este fruto son semillas. Mientras en el país se desechan unas 12 mil toneladas de ellas, en la India se aprovechan como alimento para el ganado.