Crean un plástico biodegradable a partir de proteínas de leche que se descompone en 13 semanas

En un esfuerzo por combatir la contaminación plástica, científicos de la Universidad Flinders en Australia lograron crear un sorprendente film biodegradable a partir de proteínas de leche. Este material, que combina caseinato de calcio con almidón y nanoclay natural, se diseñó para imitar las características del plástico convencional y se descompone en aproximadamente 13 semanas en condiciones de suelo.

En un estudio reciente publicado en la revista Polymers, los investigadores elaboraron un film delgado y flexible utilizando caseinato de calcio, una forma comercial del principal componente proteico de la leche. Este material fue mezclado con almidón modificado y nanoclay de bentonita, y se le añadieron glicerol y alcohol polivinílico para mejorar su durabilidad y flexibilidad. El objetivo era producir un material que funcionara como el plástico convencional, pero con un impacto ambiental significativamente menor.

Descomposición en 13 semanas

Las pruebas realizadas demostraron que el nuevo material se descompone de manera constante en condiciones normales de suelo, logrando una descomposición completa estimada en 13 semanas. Estos hallazgos ofrecen evidencia temprana de que la combinación de biopolímeros con suspensiones de nanoclay puede resultar en films funcionales adecuados para el empaque alimentario sostenible.

Además, se evaluó la seguridad del material. Las pruebas microbianas mostraron que los niveles de colonias bacterianas se mantuvieron dentro de los límites aceptables para films biodegradables no antimicrobianos, sugiriendo una baja toxicidad.

"Recomendaríamos realizar más evaluaciones antibacterianas en futuras pruebas y desarrollos", afirmó el Profesor Youhong Tang, investigador de nanomateriales en el campus de Tonsley de la Flinders College of Science and Engineering.

El Profesor Tang destacó la importancia de desarrollar alternativas sostenibles para el empaque alimentario y otros productos plásticos de un solo uso, como una medida esencial para frenar el aumento de la contaminación global.

Importancia de las alternativas plásticas

Muchos plásticos contienen miles de aditivos químicos, incluyendo colorantes y retardantes de llama, algunos de los cuales son tóxicos o están relacionados con el cáncer. La Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) ha advertido que, sin una acción internacional coordinada, la producción de plástico podría aumentar un 70% entre 2020 y 2040, superando los 700 millones de toneladas anuales.

A pesar de que ciertos plásticos son técnicamente reutilizables, la mayoría son desechados tras un solo uso. Un análisis publicado en Nature estima que alrededor del 60% de los plásticos son de un solo uso, y solo el 10% es reciclado. La producción de plástico ha aumentado de 2 millones de toneladas en 1950 a 475 millones de toneladas en 2022, un peso equivalente al de 250 millones de automóviles.

Colaboración internacional en bioplásticos a base de leche

El proyecto involucró una colaboración con investigadores de ingeniería química en Colombia, incluyendo a Nikolay Estiven Gomez Mesa y Profesor Alis Yovana Pataquiva-Mateus del Departamento de Ingeniería de la Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano. Su trabajo en el Grupo de Investigación en Nanobioingeniería en Bogotá se centró en el desarrollo de nuevos materiales poliméricos.

"Estábamos experimentando con caseinatos para hacer nanofibras a base de leche y descubrimos que se podía usar para crear polímeros similares a los materiales de empaque comunes", comentó Gomez.

"A partir de ahí, comenzamos a explorar formas de mejorar sus propiedades introduciendo componentes naturales y abundantes como el almidón, así como también un polímero biodegradable con características mecánicas notables. Esto también abrió la oportunidad de integrar nanoclay, como la bentonita, que puede mejorar la resistencia y el rendimiento del film.

El Profesor Pataquiva-Mateus enfatizó el impacto más amplio de este trabajo: "Todos pueden contribuir a reducir su uso de plástico, y encontrar alternativas poliméricas biodegradables es una parte importante de la ciencia que ayuda a encontrar soluciones para la industria, los consumidores y el medio ambiente.

La mayoría de nuestros plásticos de un solo uso provienen del empaque alimentario, por lo que estas opciones deben explorarse más y unirse a la revolución de la economía circular para conservar recursos.

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