¿Qué hace tu coche? teléfono, ¿La botella de refresco y los zapatos tienen en común? Todos están hechos principalmente de petróleo. Este recurso no renovable se procesa en un conjunto versátil de productos químicos llamados polímeros, o más comúnmente, plástica. Más de 5 mil millones de galones de aceite cada año se convierten solo en plásticos.

Los polímeros están detrás de muchos inventos importantes de las últimas décadas, como la impresión 3D. Los denominados "plásticos de ingeniería, "utilizado en aplicaciones que van desde la automoción hasta la construcción y el mobiliario, tienen propiedades superiores e incluso pueden ayudar a resolver problemas ambientales. Por ejemplo, gracias a los plásticos de ingeniería, los vehículos ahora son más livianos, por lo que obtienen un mejor kilometraje de combustible. Pero a medida que aumenta el número de usos, también lo hace la demanda de plásticos. El mundo ya produce más de 300 millones de toneladas de plástico cada año. El número podría ser seis veces mayor para 2050.

Los petroplásticos no son fundamentalmente tan malos, pero son una oportunidad perdida. Afortunadamente, hay una alternativa. Cambiar de polímeros a base de petróleo a polímeros de base biológica podría reducir las emisiones de carbono en cientos de millones de toneladas cada año. Los polímeros de base biológica no solo son renovables y más respetuosos con el medio ambiente de producir, pero en realidad pueden tener un efecto beneficioso neto sobre el cambio climático al actuar como sumideros de carbono. Pero no todos los biopolímeros son iguales.

Biopolímeros degradables

Es posible que haya encontrado "bioplásticos" antes, como utensilios desechables en particular, estos plásticos se derivan de plantas en lugar de aceite. Dichos biopolímeros se obtienen alimentando azúcares, la mayoría de las veces de la caña de azúcar, remolacha azucarera, o maiz, a microorganismos que producen moléculas precursoras que pueden purificarse y unirse químicamente para formar polímeros con diversas propiedades.

Los plásticos de origen vegetal son mejores para el medio ambiente por dos razones. Primero, Hay una reducción drástica de la energía necesaria para fabricar plásticos de origen vegetal, hasta en un 80 por ciento. Si bien cada tonelada de plástico derivado del petróleo genera de 2 a 3 toneladas de CO₂, esto se puede reducir a aproximadamente 0,5 toneladas de CO₂ por tonelada de biopolímero, y los procesos solo están mejorando.

Segundo, Los plásticos de origen vegetal pueden ser biodegradables. para que no se acumulen en los vertederos.

Si bien es ideal para que los desechables como los tenedores de plástico se biodegraden, A veces, una vida útil más larga es importante:probablemente no querrá que el tablero de su automóvil se convierta lentamente en una pila de hongos con el tiempo. Muchas otras aplicaciones requieren el mismo tipo de resistencia, como materiales de construcción, dispositivos médicos y electrodomésticos. Los biopolímeros biodegradables tampoco son reciclables, lo que significa que es necesario cultivar y procesar más plantas continuamente para satisfacer la demanda.

Biopolímeros como almacenamiento de carbono

Plástica, no importa la fuente, están hechos principalmente de carbono, alrededor del 80 por ciento en peso. Si bien los plásticos derivados del petróleo no liberan CO₂ de la misma manera que lo hace la quema de combustibles fósiles, tampoco ayudan a secuestrar el exceso de este contaminante gaseoso:el carbono del aceite líquido simplemente se convierte en plásticos sólidos.

Biopolímeros, por otra parte, se derivan de plantas, que utilizan la fotosíntesis para convertir CO₂, agua y luz solar a azúcares. Cuando estas moléculas de azúcar se convierten en biopolímeros, el carbono está efectivamente bloqueado lejos de la atmósfera, siempre y cuando no esté biodegradado o incinerado. Incluso si los biopolímeros terminan en un vertedero, seguirán cumpliendo esta función de almacenamiento de carbono.

El CO₂ es solo alrededor del 28 por ciento de carbono en peso, por lo que los polímeros constituyen un depósito enorme en el que almacenar este gas de efecto invernadero. Si el suministro mundial anual actual de alrededor de 300 millones de toneladas de polímeros fueran todos no biodegradables y de base biológica, esto equivaldría a una gigatonelada (mil millones de toneladas) de CO₂ secuestrado, alrededor del 2.8 por ciento de las emisiones globales actuales. En un informe reciente, el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático describió la captura, almacenar y reutilizar el carbono como estrategia clave para mitigar el cambio climático; Los polímeros de base biológica podrían hacer una contribución clave, hasta el 20 por ciento de la eliminación de CO₂ necesaria para limitar el calentamiento global a 1,5 grados Celsius.

El mercado de biopolímeros no degradables

Estrategias actuales de secuestro de carbono, incluido el almacenamiento geológico que bombea CO₂ de escape subterráneo o agricultura regenerativa que almacena más carbono en el suelo, apoyarse en gran medida en la política para lograr los resultados deseados.

Si bien estos son mecanismos críticos para la mitigación del cambio climático, el secuestro de carbono en forma de biopolímeros tiene el potencial de aprovechar un motor diferente:el dinero.

La competencia basada solo en el precio ha sido un desafío para los biopolímeros, pero los primeros éxitos muestran un camino hacia una mayor penetración. Un aspecto interesante es la capacidad de acceder a nuevas sustancias químicas que no se encuentran actualmente en los polímeros derivados del petróleo.

Considere la posibilidad de reciclar. Pocos polímeros tradicionales son realmente reciclables. En realidad, estos materiales se reciclan con mayor frecuencia, lo que significa que son adecuados solo para aplicaciones de bajo valor, como materiales de construcción. Gracias a las herramientas de la ingeniería genética y enzimática, sin embargo, propiedades como la reciclabilidad completa, que permite que el material se utilice repetidamente para la misma aplicación, se pueden diseñar en biopolímeros desde el principio.

Los biopolímeros de hoy se basan principalmente en productos de fermentación natural de ciertas especies de bacterias, como la producción por Lactobacillus de ácido láctico, el mismo producto que proporciona la acidez en las cervezas ácidas. Si bien estos constituyen un buen primer paso, La investigación emergente sugiere que la verdadera versatilidad de los biopolímeros se desatará en los próximos años. Gracias a la capacidad moderna de diseñar proteínas y modificar el ADN, El diseño personalizado de precursores de biopolímeros está ahora al alcance. Con eso, un mundo de nuevos polímeros se hace posible:materiales en los que el CO₂ de hoy residirá en una forma más útil, forma más valiosa.

Para que este sueño se haga realidad se necesita más investigación. Si bien los primeros ejemplos están aquí hoy, como el Coca-Cola PlantBottle parcialmente de base biológica, la bioingeniería requerida para lograr muchos de los nuevos biopolímeros más prometedores aún se encuentra en la etapa de investigación, como una alternativa renovable a la fibra de carbono que podría usarse en todo, desde bicicletas hasta palas de aerogeneradores.

Las políticas gubernamentales que apoyan el secuestro de carbono también ayudarían a impulsar la adopción. Con este tipo de apoyo en su lugar, El uso significativo de biopolímeros como almacenamiento de carbono es posible tan pronto como en los próximos cinco años, una línea de tiempo con el potencial de hacer una contribución significativa para ayudar a resolver la crisis climática.