El nicho de los bioplásticos está en crecimiento

El plástico contribuye considerablemente a las emisiones globales de gases de efecto invernadero. En 2022, los plásticos produjeron 1.900 millones de toneladas de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) (3,5% del total de las emisiones globales), y el 90% de estas emisiones provinieron de la producción de plástico, la conversión de combustibles fósiles y la explotación de recursos naturales.

Las emisiones de carbono han causado estragos en los últimos años. Sin embargo, existe la posibilidad de conservar el ecosistema mediante el uso de materiales sostenibles sin sacrificar la calidad del producto. Dado que los envases representan aproximadamente el 35 % del consumo total de plástico, es fundamental desarrollar un producto totalmente sostenible. Este porcentaje está compuesto principalmente por plásticos de un solo uso. El principal problema aquí es la eliminación, por lo que reducir la generación de residuos es la mejor solución. Precisamente de aquí surge el concepto de envase reutilizable y recargable. Las soluciones de embalaje de metal y vidrio son cada vez más populares, pero conllevan sus propios desafíos (costos y logística).

Los bioplásticos ofrecen una alternativa. Aún siendo un área de nicho, existen numerosos materiales plásticos de origen biológico que han estado en fase piloto o de desarrollo durante los últimos diez años y que se espera que entren en producción en masa en unos pocos años. Los principales proveedores de plásticos de base biológica y empresas de cosméticos han comenzado a firmar contratos y acuerdos de compra de materiales. Debido a los riesgos asociados con la posible volatilidad de los precios de los combustibles fósiles, el contrato es un componente extremadamente importante para facilitar la transición de los combustibles fósiles a los bio.

Las alternativas exitosas al plástico de un solo uso incluyen:

PEF (polifuranoato de etileno) PEF es un reemplazo directo 100 % de base biológica para los materiales de embalaje petroquímicos PET (tereftalato de polietileno). El PEF, al igual que el PET, se puede utilizar para fabricar botellas de plástico, películas y otros materiales de embalaje que se utilizan ampliamente en la industria del cuidado personal. En la industria, el PEF se conoce como el poliéster de próxima generación porque tiene mejores propiedades mecánicas y de barrera que el poliéster (PET) y es 100 % de origen biológico.

Avantium (Países Bajos), que prevé comercializar PEF a gran escala a finales de 2023, ya ha firmado acuerdos de compra con importantes propietarios de marcas como el grupo LVMH, que prevé utilizar materiales de embalaje a base de PEF en su cosmética de lujo. productos. Por ejemplo, el análisis PEF LCA de Avantium afirma que se espera que el uso de PEF en una botella reduzca las emisiones de GEI en un 33 % durante el ciclo de vida de la botella. Sin embargo, aún está por demostrarse la aceptación masiva del PEF en el mercado.

PLA (Ácido Poliláctico) El PLA es un polímero novedoso con excelentes propiedades de barrera y una fuerte presencia en la industria del embalaje. Se comercializan ampliamente como una bioalternativa al PET, PVC, PS (poliestireno), PP (polipropileno) y ABS (acrilonitrilo butadieno estireno). También se pueden utilizar para sustituir parcial o totalmente el LDPE, HDPE, PP, PA, PS o PET. BioPak Pty Ltd. (Australia) y Coveris Flexibles (Reino Unido) tienen una cartera diversa de paquetes basados ​​en PLA. Otro hecho intrigante sobre el PLA es que se ha confirmado que su potencial de calentamiento global (GWP) desde la cuna hasta la puerta (impacto de carbono de un producto desde la producción hasta el uso) es de sólo 0,5 kg de dióxido de carbono equivalente (CO2-eq). Representa una reducción del 75% de la huella de carbono respecto a la mayoría de los plásticos tradicionales (análisis LCA de PLA de Totalcorbion).

Por otro lado, la lenta biodegradabilidad del PLA ha sido durante mucho tiempo una fuente de preocupación para la industria, y las empresas ya estaban trabajando para abordar el problema. El aspecto más notable de esto es la producción de PLA altamente degradable que también puede biodegradarse en los océanos. Teijin Limited (Japón) ha creado plástico altamente biodegradable como parte de su iniciativa medioambiental THINK ECO® incorporando un acelerador de biodegradación en su grado PLA. Pueden biodegradarse sin la ayuda de bacterias, hongos o incluso aditivos. Además, el PLA es uno de los biopolímeros de más rápido crecimiento; su proceso de fabricación es ahora mucho más barato y utiliza menos energía que hace años. Aunque puede tener limitaciones/impacto en la calidad del producto o caducidad del producto que se envasa en el embalaje. Debido a esta limitación, no podemos usarlo para una amplia gama de productos ya que es autobiodegradable.

PHA (polihidroxialcanoatos) Los PHA son una amplia clase de polímeros biodegradables, pero solo unos pocos de ellos se comercializan principalmente, incluidos PHB/P3HB (poli(3-hidroxibutirato)) y sus copolímeros, PHBV (poli(3-hidroxibutirato) valerato de co-3-hidroxi)), PHBH y P3HB4HB. A menudo se comercializan como una alternativa a otros bioplásticos como PLA, PBS, PBAT y otros. Los PHA reducen el potencial de calentamiento global en un 80%, con emisiones de GEI de 0,49 KG (CO2-eq) en comparación con (2-3) KG (CO2-eq) en sus homólogos petroquímicos. Algunos de sus inconvenientes incluyen la falta de formación de microplásticos, biodegradabilidad y rendimiento de barrera de vapor. Son completamente biodegradables en agua dulce, agua de mar, suelo, abono doméstico, abono industrial, vertederos, etc. Algunas de las empresas, como Bacardi (Bermuda) y Shellworks (Reino Unido), ya han comenzado a utilizar PHA en sus envases de alimentos y bebidas. , aunque el alto costo puede ser una de las razones de la adopción masiva limitada.

Debido a las propiedades únicas de los PHA y para abordar cuestiones relacionadas con los costos, algunas empresas industriales están llevando a cabo investigaciones y desarrollo de otros PHA de longitud de cadena corta (SCL) como P4HB y PHA de longitud de cadena media (MCL) como PHBO para grandes cantidades. producción a escala y aplicaciones industriales.

Bio-PE (Biopolietileno)Bio-PE es una gota de biopolímero con biocontenido parcial o total. Son químicamente idénticos a sus homólogos petroquímicos porque los grados de bio-PE tienen las mismas características de procesamiento que el PE fósil. Se pueden procesar utilizando el mismo equipo de procesamiento de plástico (soplado/inyección/extrusión) sin inversión adicional. Braskem (Brasil) es líder del mercado de Bio-PE, con una capacidad de más de 200 KTPA, y espera quintuplicar su capacidad de volumen para 2030 debido a la creciente demanda de Bio-PE. Además de en empresas de envasado como TetraPak Company (Suiza) y SIG Combibloc Packaging Company (Suiza), también se utilizan en otras industrias, como el famoso fabricante de juguetes Lego (Dinamarca).

Bio-PP (Biopolipropileno) En comparación con el PP de origen fósil, el Bio-PP reduce el agotamiento de los fósiles en ~80%. Al igual que el bio-PE, el Bio PP también es una gota de biopolímero. Sin embargo, con el proceso de equilibrio de biomasa, sólo fue posible producir PP de base biológica parcialmente. El proceso de balance de biomasa es una técnica para reducir el consumo de combustibles fósiles y las emisiones de C02 así como fabricar productos sostenibles. Los recursos renovables, como la bionafta o el biometano derivados de desechos orgánicos, cultivos o aceites vegetales, se emplean como materia prima en las primeras etapas de la fabricación de productos químicos junto con materias primas fósiles. Los grados comercializados tienen un contenido máximo de base biológica de hasta 40 %. Dependiendo de cómo evolucionen estos procesos y enfoques, en los próximos tres años son posibles porcentajes de origen biológico de hasta el 75%. En 2023, Braskem (Brasil) anunció la primera planta del mundo productora de polipropileno totalmente biológico a escala industrial. Se prevé que esté operativo en 2026. En los últimos años se han anunciado varios proyectos para la fabricación de polipropileno (PP) a base de fermentación, como la asociación entre Braskem (Brasil), Cargill (EE.UU.) y Novozyme (Dinamarca), pero la mayoría de estos programas se han detenido debido a la economía de costos.

¿Se trata de una tendencia específica del embalaje o se aplica también a otras industrias? Los envases representan aproximadamente el 50 % del total de bioplásticos. Sin embargo, la cartera de aplicaciones continúa diversificándose. Segmentos como el de automoción y transporte o el de edificación y construcción siguen en alza gracias a las crecientes capacidades de los polímeros funcionales. Los consumidores prefieren productos respetuosos con el medio ambiente. Esto es más visible en el cuidado personal y la cosmética, así como en la agricultura y la horticultura. Bio-SAP (polímero superabsorbente) es un ejemplo importante de biopolímero en esta industria. El polímero superabsorbente (SAP) se emplea principalmente en aplicaciones de higiene, agricultura/horticultura y otras industrias debido a sus capacidades de absorción y retención de agua. Bio-SAP es una gota de biopolímero del SAP no biodegradable que se deriva de petroquímicos. Los principales actores de SAP, como Nippon Shokubai (Japón) y Evonik (Alemania), están produciendo SAP de base biológica (SAP parcialmente de base biológica) con el fin de desarrollar productos más sostenibles para una variedad de industrias. Además, empresas como Magic SRL (Italia), Polygreen Group (Israel), UPL (India), etc., también fabrican SAP íntegramente de contenido biológico. A medida que el mercado siga adoptando materiales de origen biológico, la tendencia se acelerará en industrias como FNB y cuidado personal.

¿Los bioplásticos van a desempeñar un papel importante en la industria del embalaje en los próximos años? Por el momento, los bioplásticos representan sólo <1% (2.300 KT) del mercado total de polímeros. Sin embargo, debido a la creciente demanda de bioplásticos y la preferencia de los consumidores por la sostenibilidad, se espera que crezca exponencialmente a una tasa compuesta anual del 23% entre 2022 y 2028. Las empresas ya están aumentando la capacidad de producción para satisfacer la creciente demanda en el futuro cercano. Desarrollar nuevos grados para abordar los desafíos antes mencionados (biodegradabilidad y costo) podría tomar hasta una década para convertirse en un componente importante en la industria del embalaje.

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