Con microfibras de almidón de maíz y cartón de embalaje, investigadores de la Universidad de Guadalajara preparan nuevos materiales bioplásticos que pretenden ser una alternativa de uso a los sintéticos y, con ello, disminuir el daño que causan estos últimos en la salud humana y al medio ambiente.
Académicos y estudiantes del Departamento de Madera Celulosa y Papel, del Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías (CUCEI), impulsan la nanotecnología forestal y desde hace más de un año desarrollan películas biodegradables a partir del reciclaje del biopolímero y el residuo.
En la investigación colaboran la estudiante de la maestría en Ciencia de Productos Forestales, del CUCEI, Magdalena González Pérez, y la académica María Guadalupe Lomelí Ramírez, quienes modifican la química del almidón con el objetivo de mejorar sus propiedades de resistencia y absorción de humedad.
La tarea ha sido continuar con los estudios de dicha sustancia, producida por la fotosíntesis de las plantas y que al mismo tiempo es uno de los materiales más abundantes en la naturaleza.
Se trata de aportar conocimientos para desarrollar un bioplástico con apoyo de químicos de grado alimenticio sin emplear solventes tóxicos.
Respecto al proceso, González Pérez explicó que combinan la fécula de maíz y el agua. Con temperatura y agitación forman un gel, le adicionan un plastificante para que la película tenga flexibilidad y evalúan el blanqueo de fibras, a fin de determinar si mejoran las propiedades.
Primeros resultados
González Pérez y Lomelí Ramírez han incorporado microfibra que sirva como refuerzo para aumentar las propiedades mecánicas.
Una película de almidón sin refuerzo tiene aproximadamente cinco megapascales de resistencia a la tensión, y al incorporar el refuerzo se eleva hasta 14 aproximadamente, en tanto que un plástico convencional es de 10 a 25, explicó González Pérez.
“Al incorporar entrecruzante y refuerzo es aún mejor, porque con el primero lo que hacemos es que las cadenas de almidón se unan y formen una red tridimensional. Cuando incorporamos las microfibras le dan elasticidad y resistencia”.
Respecto a la absorción de humedad, han probado que con ambos elementos disminuye sin perder sus propiedades biodegradables.
Con esto han determinado que “tiene propiedades aceptables y lo podemos canalizar, a lo mejor, a empaques o recubrimientos donde no va a estar en ambientes tan húmedos”, por ejemplo, para cubrir alimentos secos.
Aún se requerirán estudios, en una segunda etapa, para definir su aplicación, el ambiente que será destinado y la escalabilidad de producción de laboratorio a industria.
“Lo que demostramos con esta investigación es que el almidón puede funcionar como un biopolímero para producir bioplásticos”, concluyó González Pérez, egresada de Ingeniería Química de la UdeG.
Estudios previos
La doctora en ingeniería Forestal por la Universidad Federal de Paraná, Brasil, Lomelí Ramírez, tiene como línea de investigación el desarrollo y caracterización de compósitos (matriz, en este caso el almidón) y nanocompositos biodegradables.
En sus siete años de trabajo logró un plástico biodegradable, conocido como almidón termoplástico, mediante un proceso innovador: la plastificación en prensa, que está en trámite de patente.
Reconoció que el bioplástico tiene menos propiedades al compararse con un plástico sintético, porque es menos resistente y absorbe más agua. Para esto trabajan en sus mejoras reforzando con fibras de la agroindustria de Jalisco, como caña de azúcar, bagazo de agave y paja de los rastrojos. Una de sus ventajas es que tienen una vida corta.
Apuntó que los plásticos, a pesar de su versatilidad, contaminan el medio ambiente y generan daños en la salud.
Sobre el desarrollo de este material nanocelulósico, Lomelí Ramírez destacó que es biodegradable, se aprovechan las cajas de cartón y requiere una menor cantidad de fibras.
