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Materiales del futuro: qué sustituirá al plástico en la próxima década

La carrera para reemplazar el plástico está produciendo materiales reales con diferentes trayectorias comerciales, y la diferencia entre lo que crecerá y lo que permanecerá en el laboratorio depende menos de la química y más de la economía y la infraestructura.

Materiales del futuro: qué sustituirá al plástico en la próxima década

El plástico no será sustituido por un único material. Esta premisa simplifica un problema que en realidad es un conjunto de problemas completamente diferentes: envases de alimentos que necesitan una barrera contra la humedad, vasos desechables que deben permanecer rígidos durante unas horas, espuma protectora que no puede apelmazarse ni ablandarse durante la logística, películas flexibles que deben sellarse al vacío. Cada aplicación tiene requisitos de rendimiento específicos y los reemplazos que están surgiendo no son universales: cada uno resuelve una parte del problema. Entender qué material resuelve qué aplicación, a qué coste y con qué infraestructura de final de vida, es el ejercicio que la mayoría de empresas de packaging y bienes de consumo no han hecho con el suficiente rigor.

Bioplásticos: el problema no es la química

PHA y PLA son los dos bioplásticos más desarrollados comercialmente. Ambos son compostables, ambos tienen aplicaciones reales y ambos tienen el mismo problema fundamental: el final de su vida útil depende de una infraestructura que no existe en la escala necesaria. El PLA es compostable en condiciones industriales: temperatura superior a 60 grados Celsius y humedad controlada durante semanas. Arrojado a los vertederos, se comporta como el plástico convencional. Arrojado en abono doméstico, no se degrada en el tiempo esperado en la mayoría de los climas. El resultado práctico es un material que tiene la etiqueta compostable pero cuyo beneficio ambiental depende de una cadena de recolección industrial y compostaje que, en Brasil, existe en menos del 5% de los municipios.

El PHA tiene ventajas sobre el PLA en este sentido (es biodegradable en condiciones ambientales más amplias, incluidos el suelo y el agua de mar), pero el costo de producción es entre dos y cuatro veces mayor que el del PLA, que a su vez ya cuesta entre dos y tres veces el precio del polipropileno convencional. El coste del PHA ha disminuido con el aumento de la capacidad de empresas como Danimer Scientific y CJ BIO, pero la paridad con los plásticos petroquímicos aún no es una perspectiva a corto plazo. El argumento económico a favor de la PHA hoy depende de las primas de los productos (los compradores pagan más por el atributo de biodegradabilidad) y de las regulaciones que encarecen el plástico convencional a través de tarifas de impacto ambiental o restricciones de uso.

Micelio: del laboratorio al lineal de envases

El micelio, la red de filamentos fúngicos, es uno de los materiales más sorprendentes en cuanto a su velocidad de comercialización. Ecovative, una empresa norteamericana fundada en 2007, ya suministra envases de micelio a Dell, IKEA y Sealed Air. El proceso es simple en concepto: los desechos agrícolas (paja de trigo, cáscara de arroz, bagazo de caña de azúcar) se mezclan con esporas de hongos, se colocan en moldes y, después de unos días de crecimiento, tienen la estructura deseada. El micelio une fragmentos de plantas en un compuesto que se puede secar para detener el crecimiento y tiene propiedades mecánicas cercanas a las de la espuma de poliestireno para aplicaciones de amortiguación.

El costo sigue siendo más alto que el del EPS, pero en aplicaciones con alto valor unitario (electrónica de consumo, equipos industriales) la diferencia en el costo del embalaje es irrelevante dado el valor del producto protegido. Y el argumento de marketing a favor de las marcas premium es genuino: el empaque es visiblemente diferente y comunica el compromiso ambiental de una manera tangible, no con un símbolo de reciclaje en el fondo de la caja. La empresa italiana Mogu amplía el concepto a paneles de aislamiento acústico y revestimientos de paredes, demostrando que el micelio no es sólo una solución para el embalaje.

La limitación del micelio es su rendimiento ante la humedad: los materiales a base de hongos absorben agua y pierden propiedades mecánicas en ambientes húmedos sin tratamiento adicional. Para el envasado de alimentos húmedos o la exposición a condiciones climáticas, el material requeriría un recubrimiento o tratamiento que complica el argumento de la biodegradabilidad.

Películas de celulosa de algas y bacterias.

Los materiales derivados de algas y celulosa bacteriana se encuentran en una fase más temprana de comercialización, pero con claras aplicaciones en segmentos específicos. Las películas a base de algas tienen propiedades barrera que las convierten en candidatas para reemplazar las películas plásticas en bolsitas y envases individuales de alimentos. La empresa británica Notpla ya ha producido cápsulas de salsa comestible: el envase forma parte del producto y no deja residuos. El desafío a escala es la cadena de suministro de algas con calidad y volumen constantes, y la sensibilidad del material a las condiciones de procesamiento y almacenamiento.

La celulosa bacteriana, producida por bacterias como Komagataeibacter xylinus en un medio de fermentación, genera un material con alta pureza, transparencia y propiedades mecánicas superiores al papel, con el potencial de reemplazar las películas de PET transparentes en aplicaciones que no requieren una barrera a los gases. El costo de producción sigue siendo alto porque el proceso de fermentación es lento y el rendimiento por litro de medio de cultivo es bajo. Pero empresas como Scoby y Nanollose están trabajando en la optimización de procesos que podrían cambiar esta ecuación en los próximos cinco años.

Qué deberían hacer ahora las empresas de embalaje y bienes de consumo

La presión regulatoria sobre el plástico de un solo uso es real y va en aumento. La Resolución CONAMA 498/2020 y la Ley 14.026/2020 crearon obligaciones progresivas para el reciclaje y reducción del plástico. La directiva europea SUP ya ha prohibido una serie de artículos de plástico de un solo uso y sirve como referencia de hacia dónde tiende a ir Brasil. Las empresas que esperen a que se implemente plenamente la regulación para comenzar a probar sustitutos llegarán tarde al mercado y sin aprender.

El ejercicio que tiene sentido realizar por aplicación específica tiene cuatro variables: desempeño del sustituto versus el plástico original en los requisitos técnicos de la aplicación, costo actual del sustituto y trayectoria de costos esperada durante los próximos tres a cinco años, infraestructura al final de su vida útil disponible para el sustituto en el mercado objetivo y percepción del cliente sobre el atributo ambiental. No todas las sustituciones se cierran en los cuatro. En el embalaje secundario de un producto premium, se cierra el micelio. En sobre de condimentos para restauración de bajo coste, aún sin cerrar. Saber dónde cerrar y dónde no cerrar es más valioso que tener una postura genérica de compromiso con la sostenibilidad.

El riesgo de tomar la decisión de reemplazar material sin este mapeo es reemplazar un problema (el plástico) por otro, como la confusión que el PLA creó en el mercado de envases compostables, donde los consumidores descartan residuos orgánicos porque ven "compostable" en el envase, y el material va al vertedero de todos modos. Una credencial de sostenibilidad que no se mantiene durante todo el ciclo de vida es un pasivo para la reputación, no un activo.

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