Fabricación de plástico más noble y ecológico a partir de restos de pescado

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Los poliuretanos, un tipo de plástico, están en casi todas partes: en zapatos, ropa, refrigeradores y materiales de construcción. Pero estos materiales tan versátiles pueden tener un serio inconveniente. Derivados de petróleo crudo, tóxicos para sintetizar y de degradación lenta, los poliuretanos convencionales no son amigables con el medio ambiente. Hoy en día, los investigadores están debatiendo la idea de idear lo que creen que debería ser una alternativa más segura y biodegradable derivada de los desechos de pescado (cabezas, huesos, piel y tripas) que de otro modo probablemente se descartarían.

Los investigadores presentarán sus hallazgos hoy en la reunión de primavera de la American Chemical Society (ACS).

Si se desarrolla con éxito, un poliuretano a base de aceite de pescado podría ayudar a satisfacer la inmensa necesidad de plásticos más sostenibles, dice Francesca Kerton, Ph.D., investigadora principal del proyecto. «Es importante comenzar a diseñar plásticos con un plan para el final de su vida útil, ya sea la degradación química que convierte el material en dióxido de carbono y agua, o el reciclaje y la reutilización».

Para hacer el nuevo material, el equipo de Kerton comenzó con aceite extraído de los restos de salmón del Atlántico, después de que el pescado se hubiera preparado para la venta a los consumidores. «Me parece interesante cómo podemos crear algo útil, algo que incluso podría cambiar la forma en que se fabrican los plásticos, a partir de la basura que la gente tira», dice Mikhailey Wheeler, un estudiante graduado que presenta el trabajo en la reunión. Tanto Kerton como Wheeler están en la Memorial University of Newfoundland (Canadá).

El método convencional de fabricación de poliuretanos presenta una serie de problemas medioambientales y de seguridad. Requiere petróleo crudo, un recurso no renovable, y fosgeno, un gas incoloro y altamente tóxico. La síntesis genera isocianatos, poderosos irritantes respiratorios, y el producto final no se descompone fácilmente en el medio ambiente. La biodegradación limitada que se produce puede liberar compuestos cancerígenos. Mientras tanto, crece la demanda de alternativas más ecológicas. Anteriormente, otros han desarrollado nuevos poliuretanos utilizando aceites de origen vegetal para reemplazar el petróleo. Sin embargo, incluso estos tienen un inconveniente: los cultivos, a menudo soja, que producen el aceite requieren tierras que de otro modo podrían utilizarse para cultivar alimentos.

El pescado sobrante golpeó a Kerton como una alternativa prometedora. El cultivo de salmón es un sector importante en la costa de Terranova, donde se encuentra su universidad. Una vez procesado el pescado, las partes restantes a menudo se descartan, pero a veces se extrae el aceite. Kerton y sus colegas desarrollaron un proceso para convertir este aceite de pescado en un polímero similar al poliuretano. Primero, agregan oxígeno al aceite insaturado de manera controlada para formar epóxidos, moléculas similares a las de la resina epoxi. Después de hacer reaccionar estos epóxidos con dióxido de carbono, unen las moléculas resultantes junto con las aminas que contienen nitrógeno para formar el nuevo material.

Pero, ¿el plástico huele a pescado? “Cuando comenzamos el proceso con aceite de pescado, hay un leve olor a pescado, pero a medida que avanzamos en los pasos, ese olor desaparece”, dice Kerton.

Kerton y su equipo describieron este método en un artículo en agosto pasado, y Wheeler lo ha estado modificando desde entonces. Recientemente ha tenido cierto éxito al intercambiar amina por aminoácidos, lo que simplifica la química involucrada. Y aunque se suponía que la amina que usaban antes se derivaba de las cáscaras de anacardo, los aminoácidos ya existen en la naturaleza. Los resultados preliminares de Wheeler sugieren que la histidina y la asparagina podrían reemplazar la amina uniendo los componentes del polímero.

En otros experimentos, comenzaron a examinar la facilidad con la que es probable que se descomponga el nuevo material una vez finalizada su vida útil. Wheeler empapó trozos en agua y, para acelerar la descomposición de algunos trozos, agregó lipasa, una enzima que descompone las grasas como las del aceite de pescado. Bajo un microscopio, más tarde vio crecimiento microbiano en todas las muestras, incluso aquellas que habían estado en agua corriente, una señal alentadora de que el nuevo material podría biodegradarse fácilmente, dice Wheeler.

Kerton y Wheeler tienen la intención de seguir probando los efectos del uso de un aminoácido en la síntesis e investigar qué tan susceptible es el material al crecimiento microbiano que podría acelerar su descomposición. También tienen la intención de estudiar sus propiedades físicas para ver cómo podría usarse potencialmente en aplicaciones del mundo real, como empaques o fibras de ropa.

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