{"id":75623,"date":"2002-10-01T00:00:00","date_gmt":"2002-10-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2002\/10\/01\/un-plastico-hecho-a-base-de-azucar\/"},"modified":"2015-10-30T19:10:08","modified_gmt":"2015-10-30T21:10:08","slug":"un-plastico-hecho-a-base-de-azucar","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/un-plastico-hecho-a-base-de-azucar\/","title":{"rendered":"Un pl\u00e1stico hecho a base de az\u00facar"},"content":{"rendered":"
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miguel boyayan<\/span><\/a> Pellets: peque\u00f1as pastillas de biopl\u00e1stico que sirven de materia prima para la que industria transformadora moldee varios tipos de productosmiguel boyayan<\/span><\/p><\/div>\n

El az\u00facar y el alcohol han dejado de ser los \u00fanicos productos de importancia comercial que se extraen de la ca\u00f1a. Ahora se agrega a \u00e9stos la producci\u00f3n de pl\u00e1stico biodegradable a base de az\u00facar. Desde diciembre de 2000, la empresa PHB Industrial, perteneciente al grupo Irm\u00e3os Biagi, de Serrana (interior de S\u00e3o Paulo), y al grupo Balbo, de Sert\u00e3ozinho (tambi\u00e9n del interior de S\u00e3o Paulo), est\u00e1n en condiciones de producir entre 4 y 5 toneladas mensuales del biopol\u00edmero en una planta piloto, partiendo de la sacarosa presente en el az\u00facar. Toda la producci\u00f3n de la planta industrial de la empresa, ubicada al lado de la Usina da Pedra, en Serrana, se exporta a pa\u00edses como Estados Unidos, Alemania y Jap\u00f3n.<\/p>\n

“Pretendemos dar inicio a la operaci\u00f3n comercial entre 2004 y 2005, con la construcci\u00f3n de una planta con capacidad para producir 10 mil toneladas anuales de biopl\u00e1stico”, afirma el f\u00edsico Sylvio Ortega Filho, responsable por el desarrollo del pl\u00e1stico biodegradable en PHB, una empresa que recibe financiamiento del Programa de Innovaci\u00f3n Tecnol\u00f3gica en Peque\u00f1as Empresas (PIPE) de la FAPESP. “No conocemos ninguna otra industria en el mundo que tenga una producci\u00f3n comercial de este tipo de resina biopl\u00e1stica”, dice Ortega Filho.<\/p>\n

El desarrollo tecnol\u00f3gico de ese pol\u00edmero, que puede ser r\u00e1pidamente descompuesto por microorganismos cuando es descartado en rellenos sanitarios o basurales, o cuando es expuesto a ambientes con bacterias activas, es el resultado de una asociaci\u00f3n exitosa entre el Instituto de Investigaciones Tecnol\u00f3gicas (IPT), la Cooperativa de Productores de Ca\u00f1a, Az\u00facar y Alcohol del Estado de S\u00e3o Paulo (Copersucar) y el Instituto de Ciencias Biom\u00e9dicas (ICB) de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP). Los primeros estudios sobre el tema se realizaron al comienzo de los a\u00f1os 90. Diez a\u00f1os despu\u00e9s, Brasil es reconocido como uno de los m\u00e1s avanzados centros mundiales en investigaci\u00f3n y desarrollo de biopl\u00e1sticos.<\/p>\n

Esta tecnolog\u00eda gener\u00f3 otro avance en el \u00e1rea. El mismo consisti\u00f3 en el desarrollo de un proceso que facilita la obtenci\u00f3n de dicho pol\u00edmero a partir del bagazo de la ca\u00f1a hidrolizado, un residuo de la industria de alcohol y az\u00facar. Este proyecto, tambi\u00e9n financiado por la FAPESP, fue coordinado por la investigadora Luiziana Ferreira da Silva, bioqu\u00edmica del Agrupamiento de Biotecnolog\u00eda del IPT, que forma parte del equipo que cre\u00f3 el biopl\u00e1stico. La hidr\u00f3lisis (la rotura estructural del producto) libera az\u00facares presentes en el bagazo que pueden ser consumidos por las bacterias utilizadas en el proceso de transformaci\u00f3n del az\u00facar en este tipo de poli\u00e9ster natural.<\/p>\n

Entretanto, la hidr\u00f3lisis induce tambi\u00e9n la formaci\u00f3n de compuestos t\u00f3xicos para las bacterias. El IPT desarroll\u00f3 un procedimiento para desintoxicar el hidrolizado y hacer posible que los microorganismos los utilicen. “Con ese proceso es posible fabricar el mismo biopol\u00edmero que ya es exportado, que recibe el nombre de polihidroxibutirato, o sencillamente PHB, con el az\u00facar extra\u00eddo del bagazo”, dice Luiziana.<\/p>\n

La diferencia entre la t\u00e9cnica creada por Luiziana y la anterior, desarrollada en conjunto por el IPT, la Copersucar y la USP, y utilizada por la empresa PHB, radica en la materia prima empleada. Mientras Luiziana utiliza xilosa (una sustancia azucarada existente en el bagazo de la ca\u00f1a), en el proceso anterior, cuyas investigaciones fueron coordinadas por el profesor Jos\u00e9 Geraldo Pradella, do IPT, se emplea la sacarosa presente en el az\u00facar.<\/p>\n

La investigadora tambi\u00e9n identific\u00f3 dos nuevas bacterias (Burkholderia sacchari y Burkholderia cepacia<\/em>) – la primera de ellas desconocida hasta ahora -, altamente eficientes en el proceso de s\u00edntesis y producci\u00f3n del biopl\u00e1stico del hidrolizado del bagazo. La\u00a0sacchari<\/em> tambi\u00e9n puede utilizarse para producir el PHB partiendo de melaza o de la sacarosa.<\/p>\n

Las caracter\u00edsticas f\u00edsicas y mec\u00e1nicas del pl\u00e1stico biodegradable son similares a las de algunos pol\u00edmeros sint\u00e9ticos, que utilizan petr\u00f3leo como materia prima, pero presenta la ventaja de que se descompone mucho m\u00e1s r\u00e1pidamente que los pl\u00e1sticos convencionales una vez descartados. “\u00c9sta es la gran diferencia de este producto”, afirma Luiziana. Mientras los envases de Poli (Tereftalato de Etileno), llamados PET y utilizados principalmente para refrescos, demoran m\u00e1s de 200 a\u00f1os en degradarse, y los pl\u00e1sticos tradicionales m\u00e1s de cien a\u00f1os, las resinas pl\u00e1sticas biodegradables se descomponen en alrededor de 12 meses, dependiendo del medio en el cual se encuentran. En fosas s\u00e9pticas, la p\u00e9rdida de masa llega a un 90% en seis meses, mientras que en rellenos sanitarios la degradaci\u00f3n llega al 50% en 280 d\u00edas. Cuando se descomponen, se transforman en gas carb\u00f3nico y agua, sin liberaci\u00f3n de residuos t\u00f3xicos.<\/p>\n

Reserva de energ\u00eda
\n<\/strong>El inicio del proceso productivo del PHB, utilizado en la planta piloto, comienza con el cultivo de bacterias de la especie\u00a0Ralstonia eutropha<\/em> en biorreactores, utilizando az\u00facares (sacarosa, glucosa, etc.) como materia prima. Los microorganismos se alimentan de esos az\u00facares y los transforman en gr\u00e1nulos (peque\u00f1as bolitas) intracelulares, que son en realidad poli\u00e9steres. “Para las bacterias, esos poli\u00e9steres (el pl\u00e1stico biodegradable) constituyen una reserva de energ\u00eda, similar a la reserva de grasa presente en los mam\u00edferos”, dice Luiziana. La etapa siguiente del proceso productivo es la extracci\u00f3n y purificaci\u00f3n del PHB acumulado dentro de las bacterias. Con un solvente org\u00e1nico (que no provoca da\u00f1os al medio ambiente cuando es descartado), se provoca la rotura de la pared celular de los microorganismos y la natural liberaci\u00f3n de los gr\u00e1nulos del biopol\u00edmero. Los c\u00e1lculos efectuados en laboratorio apuntan que para obtener 1 kilo de pl\u00e1stico se necesitan 3 kilos de az\u00facar.<\/p>\n

El PHB puede ser usarse como materia prima en una amplia gama de aplicaciones, principalmente en aquellos sectores en los cuales caracter\u00edsticas tales como la pureza y la biodegradabilidad son necesarias. Puede usarse en la fabricaci\u00f3n de envases para productos de limpieza, higiene, cosm\u00e9ticos y productos farmac\u00e9uticos. Tambi\u00e9n sirve para producir bolsas y envases para fertilizantes y defensivos agr\u00edcolas, macetas y productos inyectados, tales como juguetes y material escolar.<\/p>\n

Asimismo, por ser un material biocompatible y f\u00e1cilmente absorbido por el organismo humano, puede emplearse en el \u00e1rea m\u00e9dico-farmac\u00e9utica, prest\u00e1ndose para la fabricaci\u00f3n de hilos de sutura, pr\u00f3tesis \u00f3seas y c\u00e1psulas que liberan gradualmente medicamentos en el torrente sangu\u00edneo. “Gracias a sus propiedades de barrera para gases, el biopl\u00e1stico puede tambi\u00e9n ser utilizado en envases de alimentos de papel o cart\u00f3n del tipo ‘larga vida’ para envases de jugos naturales, leche pasteurizada y bebidas isot\u00f3nicas”, dice Ortega Filho. La FDA (Food and Drug Administration<\/em>), un \u00f3rgano que regula el sector de alimentos y remedios en Estados Unidos, ya ha aprobado el uso del pl\u00e1stico biodegradable de PHB en envases de alimentos.<\/p>\n

Para la producci\u00f3n de envases m\u00e1s flexibles, como frascos de champ\u00fa, o que requieren de un proceso de extrusi\u00f3n por soplado, como las bolsas pl\u00e1sticas, los investigadores ya han desarrollado otro producto de la misma familia: un tipo de pol\u00edmero llamado de PHB-HV (polihidroxibutirato-hidroxivalerato), producido con az\u00facar y \u00e1cido propi\u00f3nico. La principal dificultad en el desarrollo del PHB reside en la elecci\u00f3n de las bacterias. “Para encontrar la bacteria ideal, que transformase el az\u00facar en pl\u00e1stico, probamos con m\u00e1s de 50 cepas, hasta que llegamos a los dos linajes m\u00e1s adecuados, en este caso las especies\u00a0Burkholderia sacchari y Burkholderia cepacia<\/em>“, cuenta Luiziana, que finaliz\u00f3 su proyecto en el primer semestre de este a\u00f1o. Estos dos microorganismos lograron el mejor desempe\u00f1o en funci\u00f3n de la velocidad de crecimiento, la eficiencia para transformar la xilosa en PHB y la capacidad de acumulaci\u00f3n del pol\u00edmero. Para aumentar la producci\u00f3n de biopl\u00e1sticos, las bacterias fueron y contin\u00faan siendo sometidas a t\u00e9cnicas de mejora gen\u00e9tica.<\/p>\n

“La ventaja de esa nueva tecnolog\u00eda es la transformaci\u00f3n de un residuo de la industria de az\u00facar y alcohol, en el caso el bagazo, en materiales \u00fatiles: los biopl\u00e1sticos”, afirma Luiziana. Actualmente, entre el 60% y el 90% del bagazo (de un total de 81 millones de toneladas anuales) producido en la centrales es utilizado en la generaci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica. El excedente de ese residuo, que en 1999 lleg\u00f3 a 8 millones de toneladas, ocasiona serios problemas para su almacenamiento y contaminaci\u00f3n ambiental. “El empleo del bagazo para producir PHB minimizar\u00e1 esos problemas”, dice Luiziana.La t\u00e9cnica para la obtenci\u00f3n del PHB por medio de bacterias no es una novedad. Es conocida desde comienzos del siglo XX. Sin embargo, el uso comercial de ese pol\u00edmero no fue implementado en funci\u00f3n de sus elevados costos de producci\u00f3n.<\/p>\n

El m\u00e9rito de los investigadores brasile\u00f1os residi\u00f3 en que lograron reducir considerablemente ese costo si se lo compara con los pl\u00e1sticos biodegradables sintetizados en Estados Unidos y en Europa. All\u00ed, \u00e9stos son fabricados solamente en plantas piloto y en laboratorio a partir de otras fuentes, como az\u00facar de remolacha y ma\u00edz. Esa reducci\u00f3n se produjo fundamentalmente en funci\u00f3n del bajo costo del cultivo de la ca\u00f1a, en lo cual cuenta la energ\u00eda el\u00e9ctrica barata, producida con el bagazo de ca\u00f1a. “Por eso, para tener un precio competitivo, lo ideal es que la unidad de producci\u00f3n del pl\u00e1stico biodegradable funcione junto a la central de az\u00facar y alcohol”, dice Ortega Filho, de PHB.<\/p>\n

Pero incluso con la reducci\u00f3n de los costos, el pl\u00e1stico biodegradable sigue siendo m\u00e1s caro que el convencional. “Un kilo del pol\u00edmero sint\u00e9tico cuesta cerca de un d\u00f3lar, mientras que el de PHB cuesta entre 4 y 5 d\u00f3lares, dependiendo de su aplicaci\u00f3n”, explica Ortega Filho. Pese a la diferencia de precio, \u00e9ste es considerado competitivo, principalmente en el mercado externo. En Estados Unidos, Jap\u00f3n y pa\u00edses europeos, por ejemplo, el reciclaje es obligatorio, como as\u00ed tambi\u00e9n la comprobaci\u00f3n fehaciente de que tal proceso fue realizado por la industria fabricante del pol\u00edmero. Los gastos con esas etapas no est\u00e1n incluidos en el costo del pl\u00e1stico. En Brasil, el c\u00e1lculo de dicho costo considera la compra de la resina y su transformaci\u00f3n. No existe preocupaci\u00f3n ni costos efectivos con el reciclaje.<\/p>\n

Alemania, por ejemplo, pretende sustituir en el transcurso de los pr\u00f3ximos 60 a\u00f1os por lo menos un 60% del pl\u00e1stico sint\u00e9tico consumido internamente por pol\u00edmeros biodegradables. Esta medida tiene como objetivo, entre otras cosas, aliviar los rellenos sanitarios del pa\u00eds. El largo tiempo de permanencia de los pl\u00e1sticos sint\u00e9ticos en dichos sitios provoca graves problemas ambientales, porque \u00e9stos forman una capa impermeabilizante que impide el paso de l\u00edquidos y gases originados en la putrefacci\u00f3n de los detritos, retardando la estabilizaci\u00f3n de la materia org\u00e1nica. Este problema es preocupante, pues es sabido que los pl\u00e1sitcos representan alrededor de un 20% de todos los residuos urbanos en Brasil. Seg\u00fan Luiziana, otra ventaja de las resinas pl\u00e1sticas biodegradables consiste en que \u00e9stas son producidas con base en recursos renovables, mientras que las convencionales utilizan petr\u00f3leo como materia prima, una fuente no renovable.<\/p>\n

Producci\u00f3n de pellets
\n<\/strong>El mercado mundial de pl\u00e1stico es del orden de los 200 millones de toneladas anuales. De acuerdo con estimaciones de varios especialistas, la franja de ese mercado que ser\u00eda ocupada por los biopl\u00e1sticos girar\u00e1 en torno al 1% \u00f3 2% en los pr\u00f3ximos diez a\u00f1os. Y PHB pretende participar en ese proceso. “Pero, para que eso sea posible, antes tenemos que concluir el desarrollo del la tecnolog\u00eda para la producci\u00f3n de los\u00a0pellets<\/em> que se vender\u00e1n a los transformadores”, dice Ortega Filho.<\/p>\n

Los\u00a0pellets<\/em> son las peque\u00f1as pastillas cil\u00edndricas de algunos mil\u00edmetros de longitud elaboradas con base en la mezcla de la resina granulada de PHB con otros pol\u00edmeros o fibras naturales. \u00c9stos constituyen la materia prima utilizada por las industrias, que los transforman en utensilios. “Las industrias no compran el PHB puro. Pretenden que el mismo est\u00e9 preparado para su transformaci\u00f3n en producto final”, dice Ortega Filho.<\/p>\n

Para concretar la ingenier\u00eda de los\u00a0pellets<\/em>, PHB Industrial estableci\u00f3 un convenio de cooperaci\u00f3n e investigaci\u00f3n con el Departamento de Ingenier\u00eda de Materiales (DeMa) de la Universidad Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar), y obtuvo una financiaci\u00f3n de 338 mil reales de la FAPESP, por intermedio del PIPE. Este proyecto, iniciado en 2001, se extender\u00e1 hasta el a\u00f1o que viene.<\/p>\n

Los recursos fueron utilizados para la la adquisici\u00f3n de equipamientos b\u00e1sicos en tecnolog\u00eda de pol\u00edmeros para la fabricaci\u00f3n de los\u00a0pellets<\/em>. “Compramos un medidor de \u00edndice de fluidez y una m\u00e1quina universal de ensayos para analizar tracci\u00f3n, flexi\u00f3n y compresi\u00f3n”, afirma Ortega Filho. “Antes de fin de a\u00f1o recibiremos una m\u00e1quina extrusora, en la cual haremos estudios para desarrollar el producto con las caracter\u00edsticas que el mercado exige”. Todos esos equipamientos ser\u00e1n instalados en la UFSCar, en un laboratorio que est\u00e1 por construirse. “Los recursos de la FAPESP est\u00e1n siendo fundamentales para la viabilizaci\u00f3n comercial del Biocycle, el nombre comercial que le hemos dado al PHB”, afirma el ingeniero de materiales Jefter Fernandes do Nascimento, coordinador del proyecto del PIPE.<\/p>\n

Por ahora, las 60 toneladas anuales de Biocycle producidas en la PHB Industrial son enviadas principalmente a empresas y centros de investigaci\u00f3n en el exterior, que tambi\u00e9n trabajan en el desarrollo de lospellets<\/em> . “Exportamos a centros de Estados Unidos y de Europa, como el Fraunhofer Institute, de Alemania, y la empresa norteamericana Metabolix, cuyos titulares eran investigadores del Massachusetts Institute of Technology (MIT)”, dice Ortega Filho. “Ellos est\u00e1n haciendo lo mismo que nosotros, es decir, est\u00e1n intentando encontrar el\u00a0pellet<\/em> ideal para cada aplicaci\u00f3n”. Lo bueno es que PHB se encuentra a la cabeza y, si todo marcha bien, estar\u00e1 exportando\u00a0pellets<\/em> de pl\u00e1stico biodegradable dentro de poco.<\/p>\n

Los proyectos<\/strong>
\n1.<\/strong> Obtenci\u00f3n y Caracterizaci\u00f3n de Pol\u00edmeros Ambientalmente Degradables (PAD) a Partir de Fuentes Renovables: Ca\u00f1a de Az\u00facar\u00a0(n\u00ba\u00a001\/02909-9<\/a>); Modalidad\u00a0<\/strong>Programa de Innovaci\u00f3n Tecnol\u00f3gica en Peque\u00f1as Empresas (PIPE);\u00a0Coordinador\u00a0<\/strong>Jefter Fernandes do Nascimento – PHB Industrial; Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 338.840,00
\n2.<\/strong> Obtenci\u00f3n de Linajes Bacterianos y Desarrollo de Tecnolog\u00eda para la Producci\u00f3n de Pl\u00e1sticos Bodegradables con Base en el Hidrolizado del Bagazo de Ca\u00f1a de Az\u00facar\u00a0(n\u00ba\u00a099\/10224-4<\/a>);\u00a0Modalidad\u00a0<\/strong>L\u00ednea regular de auxilio a la investigaci\u00f3n;\u00a0Coordinadora\u00a0<\/strong>Luiziana Ferreira da Silva – IPT; Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 52.133,47 y US$ 19.645,00<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Mejoran producto brasile\u00f1o que gana terreno en el mercado internacional\r\n","protected":false},"author":23,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[1561,192],"tags":[],"coauthors":[116],"class_list":["post-75623","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-programa-de-innovacion-tecnologica-en-pequenas-empresas-pipe","category-tecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/75623","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=75623"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/75623\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=75623"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=75623"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=75623"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=75623"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}