Entender los bioplásticos PLA: composición, usos y sostenibilidad

Elegir un material es una de las decisiones más importantes que un ingeniero o diseñador de producto puede tomar. El material de una pieza tendrá un impacto directo en sus propiedades mecánicas y químicas. Por ejemplo, usar una mezcla de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) y policarbonato (PC) imbuirá a una pieza moldeada por inyección con una mezcla única de la resistencia y resistencia al calor del PC y la flexibilidad del ABS.

Como parte del cambio continuo hacia materiales más sostenibles y respetuosos con el medio ambiente que ocurre en todas las industrias, tanto los proveedores de servicios de fabricación tradicional como aditiva han invertido en los últimos años más fuertemente en materiales eco-conscientes. Los bioplásticos se han convertido en una alternativa popular a los plásticos basados en petróleo. Según European Bioplastics, se espera que el mercado global de bioplásticos crezca un 25 % para 2023 y la producción global de bioplásticos alcance los 26,2 millones de toneladas al año.

En honor al Día de la Tierra, profundizamos en los bioplásticos PLA. Aquí tiene todo lo que necesita saber sobre este material eco-amigable.

¿Qué son los bioplásticos PLA?

Los bioplásticos PLA están hechos de ácido poliláctico, un poliéster alifático termoplástico transparente hecho de recursos renovables. Los plásticos bio-basados como el PLA se derivan de biomasas como maíz, caña de azúcar, algas marinas o incluso caparazones de camarón. El PLA también es biodegradable, lo que significa que se descompone en entornos naturales y solo deja atrás biomasa, dióxido de carbono y agua.

Es importante notar que no todos los plásticos bio-basados son necesariamente biodegradables, y viceversa. Los bioplásticos PLA son los únicos bioplásticos comercialmente disponibles que son tanto bio-basados como biodegradables, y son uno de los pocos bioplásticos adecuados para impresoras 3D.

¿Cómo se fabrican los bioplásticos PLA?

En el primer paso del proceso de producción para bioplásticos PLA, el almidón de maíz se separa del maíz húmedo-molido, se combina con ácido o enzimas, y luego se calienta. El calor descompone el almidón de maíz y produce dextrosa o azúcar de maíz.

El azúcar de maíz se fermenta entonces para producir ácido L-láctico, que es el componente principal del PLA. El ácido láctico puede usarse en su estado inmediato, lo que aumenta el peso molecular y las propiedades térmicas del PLA, o puede polimerizarse directamente.

Tipos comunes de PLA incluyen poli-L-lactida (PLLA), poli-D-lactida (PLDA) y poli-DL-lactida (PDLLA).

Pros y contras de los bioplásticos PLA

Los bioplásticos PLA reciben mucho revuelo por ser respetuosos con el medio ambiente. Dado que se derivan de recursos renovables, no agotan la oferta finita mundial de petróleo, y son casi completamente neutros en carbono. Son mecánicamente reciclables y no liberan humos tóxicos cuando se oxigenan. Los bioplásticos PLA también tienen excelentes propiedades mecánicas comparados con otros poliésteres.

Desafortunadamente, los bioplásticos PLA no son completamente inofensivos para el medio ambiente. La fabricación con cualquier plástico incurre en una cierta cantidad de residuos y contaminación —los bioplásticos PLA no son una excepción. Todavía hay emisiones de cosecha, refinado y envío que considerar.

Además, algunos cuestionan dónde se sitúan los bioplásticos PLA en el panorama más amplio del ecologismo y el humanitarismo. Por ejemplo: ¿es ético usar maíz para fabricar bioplásticos PLA cuando la inseguridad alimentaria aqueja gran parte del mundo? Si más fabricantes de plásticos cambian a bioplásticos, áreas afectadas por la deforestación, como las selvas tropicales, podrían ser aún más vulnerables.

Lo más importante, la reciclabilidad inherente de los bioplásticos puede comprometerse fácilmente. Los bioplásticos PLA a menudo se mezclan con polímeros menos eco-amigables, no reciclables, para aumentar su resistencia y protegerlos de volverse quebradizos. Estos bioplásticos PLA híbridos se descompondrán en materiales no tóxicos en tres meses bajo condiciones específicas de compostaje, pero esa misma descomposición puede tardar entre 100 y 1.000 años en un vertedero estándar.

Aplicaciones y casos de uso comunes

Aun así, los bioplásticos PLA son materiales extremadamente versátiles con una amplia variedad de casos de uso en muchas industrias. Vasos, recipientes plásticos, botellas y bolsitas de té ecológicos se fabrican todos con bioplásticos PLA. Son reconocidos como seguros para aplicaciones de envasado de alimentos por la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA).

Muchos ingenieros en la industria médica prefieren los bioplásticos PLA a los plásticos basados en petróleo porque son no tóxicos hasta la descomposición. Los productos hechos con bioplásticos PLA pueden disolverse en el cuerpo y son seguros para uso con inflamación mínima y riesgo de infección. Aplicaciones comunes incluyen tornillos quirúrgicos y mallas, sistemas de liberación de fármacos, dispositivos de fijación ósea e ingeniería de tejidos. Aunque el PLA ha demostrado ser útil para estos consumibles, los materiales eco-amigables no se han desarrollado para cumplir los requisitos de rendimiento más estrictos de aplicaciones de alto valor.

Trabajemos juntos por un futuro mejor

Aunque el lugar de los bioplásticos PLA en la visión más amplia de sostenibilidad en la industria manufacturera aún se está determinando, este material biodegradable y bio-basado es comparativamente eco-amigable. Está hecho de materiales renovables y no dejará residuos atrás. Como está la cosa, sin embargo, ningún plástico es perfecto, y puede ser imposible eliminar completamente todos los residuos y emisiones de carbono.

A medida que la industria manufacturera continúa evolucionando hacia un futuro más verde, esperamos ver más piezas fabricadas usando bioplásticos PLA y alternativas eco-conscientes a materiales basados en petróleo con huellas de carbono perjudiciales. Cualquier paso que podamos dar hacia una mayor sostenibilidad son pasos que valen la pena.

En Fast Radius, queremos dar vida a productos que creen un futuro mejor. Desde escalar la producción de viseras faciales para combatir el COVID-19 hasta hacer la cadena de suministro más sostenible, siempre buscamos hacer posibles cosas nuevas a través de la fabricación bajo demanda. Contáctenos hoy si tiene una idea que podría hacer el mundo un poco más verde —o si está listo para empezar su próximo proyecto de fabricación.

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