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Sep 26, 2023

Innovadores desarrollan algas

Las algas, nombre común para miles de plantas y algas marinas que se encuentran en diferentes cuerpos de agua, no solo proporcionan alimento y refugio a los animales marinos, sino que también pueden ayudar a resolver la contaminación plástica.

Las algas, nombre común para miles de plantas y algas marinas que se encuentran en diferentes cuerpos de agua, no solo proporcionan alimento y refugio a los animales marinos, sino que también pueden ayudar a resolver el problema de la contaminación plástica. Investigadores de materiales de la Universidad Flinders en Australia y el desarrollador alemán de biomateriales uno • cinco han desarrollado un nuevo material de recubrimiento no contaminante a base de algas marinas “diseñado para reemplazar los recubrimientos plásticos convencionales de origen fósil utilizados en envases de comida rápida resistentes a la grasa”.

La iniciativa tiene como objetivo transformar la industria mundial de envases y plásticos reduciendo significativamente la dependencia del plástico convencional altamente contaminante, según un comunicado de prensa de la Universidad de Flinders.

El embalaje utilizado para envolver las hamburguesas, patatas fritas y patatas fritas que pedimos en los establecimientos de comida rápida suele estar laminado con una fina capa de plástico para hacerlo resistente a la grasa. Sin embargo, esto plantea un problema en términos de reciclaje, ya que esta capa normalmente está hecha de polímero sintético derivado del petróleo, como polietileno o polipropileno. Este no se biodegrada y se rompe en pedazos más pequeños llamados microplásticos.

Los investigadores de One • Five y Flinders han desarrollado una alternativa: un recubrimiento a base de algas que no está hecho de polímero sintético. Esto encaja con los objetivos de las revisiones propuestas recientemente a las normas de la UE sobre envases y residuos de envases. Los principales objetivos de las normas propuestas son prevenir la generación de residuos de envases, impulsar el reciclaje de “circuito cerrado” de alta calidad y reducir la necesidad de recursos naturales primarios y crear un mercado que funcione bien para materias primas secundarias que aumentará el uso de plásticos reciclados.

Se deben cumplir una serie de condiciones para que los plásticos biodegradables y compostables tengan impactos ambientales positivos. En primer lugar, la biomasa utilizada para producir plásticos de origen biológico debe proceder de fuentes sostenibles. En segundo lugar, los plásticos biodegradables deben abordarse con precaución y no deben utilizarse como excusa para tirar basura. Por último, los plásticos industrialmente compostables solo se permitirán para algunos productos y solo deben usarse cuando tengan beneficios ambientales, no afecten negativamente a la calidad del compost y exista un sistema adecuado de recolección y tratamiento de biorresiduos.

Según Zhongfan Jia, investigador principal del Instituto Flinders de Ciencia y Tecnología a Nanoescala, el material de revestimiento a base de algas que desarrollaron utiliza polímeros naturales en lugar de productos a base de combustibles fósiles. A diferencia de los polímeros sintéticos, los polímeros naturales se encuentran en la naturaleza y se extraen de plantas o animales. El nuevo material de recubrimiento se deriva del alginato de sodio, que se obtiene de algas pardas y normalmente se utiliza como agente espesante, gelificante, emulsionante, estabilizador y mejorador de textura.

Como explicó Jia, los extractos de algas tienen una estructura similar a la de las fibras naturales con las que se fabrica el papel. Se realizaron modificaciones químicas simples para mejorar las propiedades de resistencia a la grasa y al aceite con el fin de conservar los artículos de comida rápida durante un cierto período de tiempo.

"Básicamente, simplemente hacemos modificaciones simples pero mantenemos las propiedades biodegradables o biocompatibles del polímero de algas marinas sólo para ofrecer algunas propiedades adicionales", dijo Jia. "Entonces, para este polímero, debido a que tiene una estructura muy similar a la del papel artesanal, potencialmente no hay problema en reciclarlo para fabricar papel nuevo".

Aunque la biomasa para la nueva formulación de recubrimiento está hecha de polímeros naturales extraídos de algas nativas de la costa del sur de Australia, Jia dijo que también es posible que otros países adopten esta tecnología.

“[Si] podemos extraerlas aquí, no necesitamos importar las algas de otro lugar. Pero esto no significa que [las algas de] otros lugares no puedan usarse”, dijo Jia. "Se cultivan esas algas y se extrae ese polímero porque no tiene sentido si no encuentran sus aplicaciones".

En diferentes países, las algas se utilizan para diversas aplicaciones. En Japón, Corea y China, las algas se utilizan como alimento para el consumo humano: frescas, secas o como ingrediente en alimentos preparados. En Indonesia, se utiliza para fabricar vasos y envoltorios de alimentos comestibles, entre otros artículos, para abordar el problema de los desechos plásticos. También se puede utilizar con fines industriales extrayendo alginato, agar y carragenano, que son agentes espesantes y gelificantes.

En Filipinas, uno de los principales productores de plantas acuáticas del mundo, los investigadores ya están desarrollando nuevas soluciones al problema de las envolturas de plástico, además de muchos otros usos de las algas marinas. Desde la década de 1970, el cultivo comercial de algas se ha convertido en una de las empresas costeras más importantes de Filipinas, que sustenta a más de 200.000 familias. Más concretamente, se valora por la carragenina, un aditivo similar a la gelatina que se utiliza como agente espesante y estabilizante para muchos productos alimentarios y cosméticos como la nata montada, la leche con chocolate y el helado, entre muchos otros.

En 2019, un filipino llamado Denxybel Montinola fue noticia cuando desarrolló una película bioplástica utilizando mango y algas, ambas materias primas abundantes en el país. Mostró su invento en la competencia de Premios de Ciencias DOST-BPI de 2019 y fue uno de los 30 estudiantes universitarios destacados que recibieron un premio por su investigación científica e innovaciones.

“En realidad, las algas marinas crecen muy rápido, por lo que podemos utilizarlas de forma segura y sostenible. Hoy en día, somos muy críticos con la sostenibilidad, por lo que realmente queremos utilizar una materia prima que no dañe el medio ambiente, y son las algas marinas”, dijo Montinola a Mongabay.

Las algas marinas son "productores primarios", lo que significa que obtienen energía de la luz solar y los materiales necesarios de fuentes no vivas. Crecen rápidamente, entre 30 y 60 veces más rápido que las plantas terrestres.

El mango, la fruta nacional de Filipinas, es el tercer cultivo frutícola más importante del país. En 2015, el país ocupó el séptimo lugar en exportaciones de mango fresco y seco.

Como explicó Montinola, el bioplástico que desarrolló se fabrica procesando las materias primas para extraer sus polímeros: carragenina de algas y pectina de cáscaras de mango. Estos polímeros se combinaron sin utilizar un plastificante, que es un componente artificial que hace que el material sea tan elástico como el derivado del petróleo. Por tanto, es biodegradable.

“En mi caso, en mi invento, si sumerges el bioplástico en agua se disuelve completamente hasta su materia prima, que son solo los polímeros de las algas y las cáscaras de mango. Por lo tanto, en realidad no se convierte en microplásticos, como los plásticos tradicionales a base de petróleo”, dijo Montinola.

Según Montinola, su invento utiliza un desperdicio ambiental ya que las cáscaras de mango son un subproducto de la producción del mango. Usarlo en lugar de dejar que se pudra puede generar ingresos adicionales para los agricultores si la producción de bioplásticos de mango y algas se convierte en una industria.

Al igual que Jia, Montinola está de acuerdo en que es posible que otros países adopten su tecnología, dependiendo de su capacidad para producir o adquirir las materias primas necesarias.

“Si el país realmente no produce mangos ni algas, podrían probar también con otras materias primas. … Las algas son un material resistente que puede crecer en países tropicales o en lugares fríos. Por eso creo que es realmente bueno comenzar con las algas como base de la biopelícula”, dijo Montinola.

Los materiales de biorrecubrimiento para envases de comida rápida desarrollados por la Universidad de Flinders y uno de cinco están destinados a uso comercial. Sin embargo, según Jia, todavía están trabajando en el procesamiento a escala de laboratorio para producir volúmenes industrialmente relevantes del recubrimiento de polímero natural.

“Lo que estamos tratando de hacer es, con suerte, formular el producto que pueda adaptarse a la línea de producción actual de la industria. … Eso puede hacer que la comercialización sea más rápida y barata porque no es necesario construir [una] nueva fábrica”, dijo Jia.

La etapa de investigación ha terminado y la idea está funcionando en el laboratorio de química, dijo Jia. Entonces, la siguiente etapa es probar la seguridad de este recubrimiento para asegurarse de que cumpla con las regulaciones para materiales en contacto con alimentos (FCM), que son materiales que entran en contacto con los alimentos antes del consumo, incluidos los envases y contenedores. Estos FCM deben cumplir con las regulaciones para garantizar un alto nivel de seguridad alimentaria.

"Se deben tomar [precauciones] adicionales para que la seguridad cumpla con los requisitos locales de los diferentes países; tienen diferentes regulaciones para sus alimentos, por lo que también es tiempo extra para que este finalmente esté en el mercado", dijo Jia.

De manera similar, en la película bioplástica de Montinola, el objetivo es prepararla comercialmente. Sin embargo, existen obstáculos en el camino, como la falta de financiación y problemas técnicos en la producción del plástico de base biológica en comparación con los plásticos tradicionales a base de petróleo.

“Los plásticos tradicionales utilizan extrusoras para crear bolsas de plástico de un solo uso, pero todavía es una pregunta abierta si podemos usar el mismo material o proceso de producción si usamos un plástico de base biológica”, dijo Montinola.

Al momento de escribir este artículo, Montinola espera poner en marcha el proyecto este año con el objetivo de comercializarlo. Además de ofrecer alternativas sostenibles a los plásticos convencionales, la producción de estos recubrimientos y películas de plástico de base biológica también podría ayudar a crear medios de vida.

"Creo que vamos a generar negocios para nuestros agricultores que cultivan algas", dijo Montinola. "Además, creo que podríamos crear otra industria o sector de producción de plástico de base biológica".

El uso de algas en recubrimientos y películas bioplásticas disponibles comercialmente podría impulsar a la industria a extraer más polímeros, lo que en consecuencia resultará en una mayor demanda de algas.

“Si la industria necesita más polímero de las algas marinas, los agricultores se verán obligados a cultivarlas. Es como una industria en cadena”, dijo Jia.

El cultivo de algas en la isla Palawan de Filipinas no sólo ha ayudado a mejorar la condición socioeconómica de las familias sino que también ha creado un sentido de comunidad. Ha empoderado a las mujeres que se dedican al cultivo de algas marinas, permitiéndoles ayudar a llevar comida a la mesa y también pagar la escuela de sus hijos. Los cultivadores de algas también desempeñan un papel importante en la protección de la vida marina.

Por ello, Montinola pidió al gobierno que haga que la financiación sea más accesible para los innovadores.

“Para los jóvenes, estamos en la era de las redes sociales. … Hay problemas que es realmente importante resolver, y creo que a veces deberíamos centrarnos en ese problema y amplificar las voces de los jóvenes innovadores y jóvenes activistas para realmente lograr un cambio en el mundo”, dijo Montinola.

Imagen de portada: Cosecha de algas en Filipinas. Imagen de ILCP (BID) vía Flickr (CC BY-NC-SA 2.0).

Las algas marinas, un salvavidas cada vez más frágil para los agricultores filipinos

Citación:

Departamento de Agricultura de Filipinas. (2018). Hoja de ruta de la industria filipina del mango 2017-2022. Obtenido de https://www.da.gov.ph/wp-content/uploads/2019/06/Philippine-Mango-Industry-Roadmap-2017-2022.pdf