De julio de 2015 a junio de 2018, NaturePlast participó en el PROYECTO COPROPLAST (con el apoyo de la Región de Normandía y el FEDER) en colaboración con el grupo AGRIAL.
Uno de los objetivos de este proyecto era ofrecer a los agentes de la industria del plástico soluciones alternativas que incorporasen el uso de residuos / coproductos locales como cargas en diversas matrices poliméricas.
En este marco, se llevó a cabo un análisis del ciclo de vida* para determinar la mejora del impacto medioambiental de los biocomposites y productos fabricados durante este proyecto.
Para ser lo más representativos posible, se estudiaron 4 matrices poliméricas y 6 coproductos del proyecto:
- Polipropileno de origen petrolífero, un material plástico «estándar».
- Polietileno de base biológicaUn material derivado de la industria del bioetanol en Brasil con las mismas propiedades que su equivalente derivado del petróleo.
- PLA (Polilactida), un material biodegradable de origen biológico derivado del almidón de maíz o de caña de azúcar
- PBS (Succinato de polibutileno), un material parcialmente de origen biológico derivado también del almidón de maíz biodegradable o de la caña de azúcar.
Y:
- Diferencia la clasificación del trigo de la clasificación de las semillas.
- Residuos de clasificación de cebada, también procedentes de la clasificación de semillas.
- Incursiones en el maíz, a partir de actividades cerealistas.
- Residuos de clasificación de zanahorias procedentes de actividades de corte de verduras.
- Verde puerro, también de actividades de corte de verduras.
- Pastel de zanahoria, producido prensando verduras para hacer sopas.
El estudio del impacto medioambiental de estas matrices y coproductos se ha realizado de la cuna a la puerta, es decir, desde la fase de producción de la materia prima (renovable o fósil) hasta la fase de producción de cada uno de los compuestos que mezclan matrices y coproductos. Las opciones metodológicas aplicadas para este estudio han dado lugar a un desglose de los impactos entre productos agrícolas y coproductos basado en una asignación de masas.
Se han seleccionado cuatro indicadores para proporcionar una representación amplia y relevante del impacto medioambiental de estos compuestos:
- Cambio climático: cuantifica las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero que podrían alterar los ciclos climáticos de la Tierra – kg CO2 eq.
- Acidificación: indica el potencial de acidificación del medio ambiente (suelo y aguas superficiales) inducido por las emisiones de sustancias acidificantes (SO2, NOx, NH3, etc.) – mol H+ eq.
- Eutrofización acuática: introducción de nutrientes (emisiones de nitrógeno y fosfato) que favorecen el crecimiento de algas y, por tanto, son perjudiciales para la flora y la fauna – kg P o N eq.
- Agotamiento de los recursos energéticos: evalúa el agotamiento de los recursos energéticos no renovables – MJ.
Obtención de coproductos
El estudio sobre la obtención de coproductos demostró el fuerte impacto del cultivo de biomasa, sobre todo en los indicadores de acidificación, eutrofización y cambio climático.
Las etapas de transformación necesarias para su uso en la transformación de plásticos (secado, trituración, tamizado) también tienen un impacto significativo en el consumo de energía, sobre todo en el caso de los coproductos con un alto contenido de humedad (que puede superar el 80%), como los residuos de clasificación de zanahorias y las hojas de puerro.
La torta de zanahoria es el coproducto con mejores resultados en los indicadores seleccionados, seguido del trigo y la cebada, debido a su menor contenido en agua (50%) y a su mejor relación (coproducto/producto).
Producción matricial
El estudio de la producción de las matrices demostró que las versiones de origen bi ológico obtienen mejores resultados en los criterios de cambio climático y energía, pero tienen desventajas en los factores de acidificación y eutrofización, al igual que los coproductos, debido a que para su producción se obtiene biomasa. En cuanto al cambio climático, el impacto positivo de las matrices de origen biológico se acentúa si consideramos el carbono biogénico (carbono que captan las plantas para su crecimiento). En este caso, las matrices de origen biológico son un 60% más eficientes que el PP derivado del petróleo.
Estudios sobre biocomposites
Uno de los principales objetivos de la introducción de coproductos en una matriz de plástico es reducir su impacto medioambiental. Tener en cuenta el carbono biogénico de las matrices de origen biológico, así como de los coproductos, para el criterio del cambio climático permitirá, en un primer momento, mejorar el comportamiento medioambiental de cada una de ellas:
Se ha observado que, independientemente del porcentaje de coproductos introducidos durante la fabricación de biocompositeslos criterios medioambientales de Cambio Climático, Acidificación y Eutrofización tuvieron un impacto positivo.
Es más, el uso de una matriz de origen biológico puede mejorar el rendimiento (sobre todo con el PLA y el PE de origen biológico), aunque un compuesto a base de petróleo siga siendo más relevante desde el punto de vista medioambiental que la matriz considerada por sí sola.
Producto acabado
Para ilustrar con mayor precisión las ganancias potenciales en condiciones reales, se ha evaluado con más detalle una de las aplicaciones objeto del proyecto. Se trata de aislantes para vallas eléctricas, cuya opción de fin de vida útil considerada aquí esla incineración con recuperación de energía:
Dada la larga vida útil del producto (unos 10 años), deben evitarse las versiones biodegradables. Se comparó un PP derivado del petróleo utilizado solo, un compuesto de PP + trigo y un PE + trigo de origen biológico.
El uso de un biocompuesto totalmente biobasado ofrece una ventaja significativa en términos de energía y cambio climático en comparación con el PP y su compuesto con trigo. La reducción del impacto sobre estos criterios en comparación con el PP utilizado solo es de alrededor del 40%. Sin embargo, los criterios de Eutrofización y Acidificación se ven afectados negativamente por el uso de productos de origen biológico, por las razones expuestas anteriormente.
Enseñanza
Este análisis del ciclo de vida puso de manifiesto las ventajas medioambientales de utilizar coproductos con matrices de origen biológico o derivados del petróleo, sobre todo en términos de consumo de energía y cambio climático. También identificó algunos puntos negativos, como la eutrofización acuática y la acidificación, ya que estos dos criterios se ven afectados por el origen agrícola de las matrices y los coproductos de origen biológico.
De hecho, los cultivos de biomasa de primera generación (cereales, caña de azúcar, etc.) de los que se derivan las matrices y coproductos de origen biológico obtienen malos resultados en estos 2 indicadores en comparación con los productos derivados del petróleo.
No obstante, actualmente están en marcha numerosos proyectos para producir matrices de origen biológico a partir de biomasa de nueva generación (celulosa, residuos orgánicos, aguas residuales, etc.) que deberían permitir disponer de estas soluciones a corto plazo.
Las otras áreas de mejora destacadas en este estudio son los diversos procesos de tratamiento de los coproductos (secado, triturado, tamizado, etc.), que deben elegirse cuidadosamente para reducir aún más el impacto medioambiental de los biocomposites.
Acerca de NaturePlast NaturePlast es una empresa francesa con sede en Normandía (Ifs – 14), especializada en bioplásticos. Con más de 10 años de experiencia en este campo, dispone de la cartera más amplia de materias primas y compuestos de origen biológico y/o biodegradables de Europa. A través de su filial BiopolyNov, también apoya a los fabricantes desde el inicio hasta la industrialización de sus proyectos de innovación. Gracias a los conocimientos de I+D adquiridos a lo largo de los años, NaturePlast y BiopolyNov son ahora expertos en el desarrollo y la producción de formulaciones para proyectos de clientes o de colaboración.
*La Evaluación del Ciclo de Vida fue realizada por una consultoría independiente.