Ropa impermeable y envasado de alimentos a partir de bioplástico de celulosa

A nuestro alrededor, muchos de las cosas que nos rodean contienen polímeros de flúor, un compuesto químico que la industria utiliza en múltiples sectores por su gran resistencia y su impermeabilidad al agua y los gases. Se usa para la confección de ropa y zapatos, en la fabricación de piezas de coches, aviones, helicópteros; se emplea como retardante ignífugo, a modo de envoltorio de cables y en el ámbito de la biomedicina cuando hay que introducir algún elemento inerte en el cuerpo, ya sea un medicamento o algún otro compuesto que tenga que permanecer un tiempo prolongado en el organismo.

El sector textil, como muchos otros, emplea este polímero para la fabricación de ropa y zapatos. Foto: Pixabay.

En Europa se producen cada año más de 50.000 toneladas al año de este material, que se traduce en un beneficio de más de 800 millones de euros, según PlasticsEurope, asociación europea de los fabricantes de plásticos. Sin embargo, estos polímeros contaminan el medio porque su degradación es muy lenta y durante su descomposición van liberando gases nocivos que pueden perjudicar la salud y el entorno.

Dentro de la filosofía de la economía circular, aprovechando un recurso como la celulosa y consiguiendo un menor impacto ambiental, investigadores del Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea ‘La Mayora’, en colaboración con el Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla, el Instituto Italiano de Tecnología de Génova y el Politécnico de Milán, han obtenido un film biodegradable transparente a partir de este compuesto vegetal y pequeñas moléculas de flúor, cuya aplicabilidad abarca sectores tan dispares como el textil, el alimenticio, el del automóvil y la biomedicina, entre otros.

Compuesto de celulosa pura procedente de las plantas, se le añade una molécula de flúor sintetizada previamente en el laboratorio. “Elegimos la celulosa como materia prima porque es el polímero más común del planeta, desde un punto de vista económico es rentable y además se biodegrada completamente. Reúne todas las características de un material ideal en el contexto de la economía circular, es decir, se le otorga un valor que antes no tenía, se reutiliza y se desintegra en el medio”, explica a la Fundación Descubre el investigador José Alejandro Heredia-Guerrero, perteneciente a La Mayora y co-autor del estudio titulado ‘Waterproof-breathable films from multi-branched fluorinated cellulose esters’ y publicado en la revista Carbohydrate Polymers.

Resistente, maleable y biodegradable

Tras realizar ensayos en el laboratorio, los científicos han corroborado que la principal ventaja de este nuevo bioplástico es afianzar las propiedades intrínsecas de la celulosa al mismo tiempo que incorporar otras adicionales. “Presenta una mayor resistencia y capacidad de transpirar. A su vez, invierte otras cualidades propias de la celulosa vegetal como es la permeabilidad, provocando que repela el agua. Sin embargo, sí deja pasar el vapor de agua”, detalla Heredia.

Otras características fundamentales de este material es su transparencia y su capacidad para absorber rayos ultravioletas y también presenta una mayor elasticidad y resistencia a cambios de temperatura, a la vez que es ignífugo e hidrófugo. “Mientras que la celulosa vegetal es papel y absorbe el agua, al incorporarle la molécula de flúor torna esta propiedad y su comportamiento es totalmente al contrario, es decir, repele los líquidos al mismo tiempo que transpira, dejando pasar el vapor de agua. Esto es de gran utilidad en la fabricación de tejido”, concreta el experto de La Mayora.

Por último, los expertos han demostrado que se convierte en un material dúctil y que cumple con los parámetros de material biodegradable, ya que es un producto básicamente vegetal que se descompone en el medio ambiente sin causar daños al entorno ni a la salud humana.

Flúor repartido en pequeñas ‘ramas’ de carbono

Para obtener este compuesto, los investigadores han sintetizado una molécula de flúor compuesta por una cantidad de carbono inferior a los empleados habitualmente en compuestos similares en la industria. ”Al diseñarla con menos átomos de este elemento, su degradación es más efectiva. Lo llamamos hidrolización, ya que se va rompiendo en moléculas más pequeñas hasta que desaparecen por completo sin provocar daños ambientales o en seres vivos”, apunta Heredia.

El siguiente paso de la investigación, que ha recibido financiación del Ministerio de Ciencia e Innovación y Fondos europeos, será realizar pruebas a escala industrial para verificar la viabilidad del nuevo bioplástico.

Un nuevo uso de la celulosa, que aderezada con un poco flúor, se transforma casi 200 años años después de su descubrimiento y gracias al avance científico en un material casi opuesto a su estado natural: fuerte, manejable, transparente y sobre todo biodegradable.

Más información en #CienciaDirecta: Obtienen un bioplástico impermeable y transpirable apto para las industrias textil y alimentaria