El reciclaje de subproductos de la industria alimentaria y agrícola, podrían brindar una alternativa a la contaminación por plásticos
Después de ser usados, los artículos desechables, como pañales y toallas sanitarias, pueden tardar cientos de años en descomponerse, esto debido a que sus materiales son muy poco degradables. Ante esta problematica un grupo de investigadores están reemplazando estos materiales con componentes porosos hechos de biomasa proteica que a menudo es descartada por las industrias alimentaria y agrícola. Estos componentes son sostenibles y biodegradables, y podrían permitir que futuros pañales y toallas sanitarias se tiren por un inodoro o se usen como fertilizante.
Los investigadores presentaron sus resultados en el evento de la American Chemical Society ( ACS ), celebrado en marzo de 2024. El proyecto tuvo sus orígenes “de manera accidental”, por así decirlo; y se dio gracias a una demostración diseñada para enseñar a los estudiantes lo que puede salir mal en el laboratorio. En la demostración se estaba mostrando cómo hacer filamentos de bioplásticos usando proteínas; Capezza (investigador principal), para imitar el impacto de la humedad no deseada, agregó algodón húmedo, lo que hizo que la mezcla se espumara. Una vez que el producto se secó, se dio cuenta de que el material se había vuelto súper poroso, lo que significa que podía absorber líquido como una esponja. La investigación cuenta con varios colaboradores como: investigadores de KTH, la Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas y otras instituciones, incluida la Universidad Simón Bolívar en Venezuela, la Universidad de Tokio en Japón y la Universidad de Sevilla en España.
Algunas alternativas a base de algodón a los productos sanitarios plásticos ya están en el mercado, pero dependen del algodón virgen y pueden necesitar blanqueamiento u otro tratamiento químico para su producción.
El equipo de Capezza identificó proteínas y otras moléculas naturales como subproductos de la industria alimentaria y agrícola que de otro modo podrían ser arrojadas o incineradas: por ejemplo, el zein de maíz, gluten de trigo y extractos antioxidantes naturales.
Los investigadores mezclaron las proteínas en diferentes proporciones y agregaron agua y bicarbonatos, como bicarbonato de sodio, como agentes espumantes; el edulcorante glicerol como plastificante; y extractos naturales como conservantes.
Los investigadores usaron equipos y técnicas de procesamiento de la industria del plástico, incluida la extrusión, para fabricar varios componentes que se encuentran comúnmente en toallas sanitarias y pañales. Al igual que un fabricante de pasta, la extrusora permitió al equipo producir filamentos y láminas planas, al mismo tiempo que les permitía espumar los materiales. Con estas técnicas, los investigadores produjeron una capa plana “no tejida” que permaneció seca al tacto mientras permitía absorber líquidos rápidamente; este material poroso-esponjoso cuenta con propiedades superabsorbentes que capturaran líquidos muy eficientemente, mientas que las películas superficiales impermeables permiten proteger las prendas exteriores.
Como prueba de concepto, los investigadores ensamblaron estos componentes para hacer prototipos absorbentes a base de proteínas que se asemejaban a los productos sanitarios desechables. Una vez expuestos al agua o al suelo, los materiales se biodegradan completamente en unas pocas semanas. Debido al origen de las proteínas de los materiales, esta degradación libera carbono, nitrógeno, fósforo, aminoácidos y otros compuestos que la naturaleza puede reutilizar como nutrientes.
Esto podría conducir a productos sanitarios que pueden ser compostados para fertilizar cultivos, como el maíz y el trigo, que a su vez proporcionaría los materiales de partida para fabricar nuevos productos sanitarios.
El rendimiento de las toallas sanitarias proteicas es similar al de las convencionales; sin embargo, los productos sanitarios a base de proteínas serían aproximadamente un 10 a 20% más caros que los pañales y toallas de plástico tradicionales.
Los pañales de proteínas no son tan absorbentes como sus contrapartes de plástico. Eso significa que los pañales de proteínas tendrían que ser más gruesos o su formulación debería ajustarse para mejorar la absorción. Para aumentar la absorción de líquidos y la resistencia mecánica, los investigadores ahora están explorando la adición de lignocelulosa, una mezcla de lignina y celulosa que se encuentra en las plantas. Este material es un subproducto de bajo valor de los sectores agrícola y forestal. Los resultados hasta la fecha muestran que su adición está acercando el rendimiento al de los pañales convencionales.
El equipo de investigadores ahora se está preparando para estudios piloto para probar la viabilidad de ampliar la producción. Se necesitarán evaluaciones adicionales, incluidas pruebas de irritación de la piel humana, antes de que cualquiera de estos productos pueda salir al mercado.
La investigación fue financiada por la Fundación Bo Rydin y Formas, un consejo de investigación del gobierno sueco para el desarrollo sostenible. El equipo ha presentado una solicitud de patente sobre la tecnología y el proceso.
