Biomaterial sustituto del poliestireno expandido


7a-cuadro_n19En los últimos años el excesivo uso del poliestireno expandido para el embalaje de diversos productos y el inadecuado manejo de sus desechos ha perjudicado el medio ambiente. Actualmente se realizan esfuerzos por proponer algún sustituto del poliestireno expandido por un material con propiedades físicas semejantes pero biodegradable, tal es el caso de la xilema de polocote o girasol sivestre (Helianthus annuus L.). Patente pendiente.

Poliestireno expandido

Desde su proceso de producción el poliestireno expandido emite clorofluorocarbonos que afectan directamente la capa de ozono, y deja una importante huella ecológica en el entorno donde se desecha debido al tiempo que tarda en degradarse; algunos estudios calculan 100 años.

Según datos de la EPA (siglas en inglés de “Agencia de Protección al Medioambiente”, organismo del gobierno norteamericano), en 1986 el poliestireno expandido se clasificaba como el quinto producto químico cuya producción generaba más desechos peligrosos.

El poliestireno expanido se compone en 98% de aire, por lo tanto, es uno de los materiales de embalaje disponibles más ligero. Su estructura espumada ofrece una resistencia mecánica y a impactos extraordinaria y aporta excelentes propiedades de aislamiento térmico.

Los envases y embalajes de poliestireno expandido son resistentes a la humedad, sales, numerosos tipos de ácidos y a la mayor parte de las grasas. Para obtener la misma protección que ofrece el EPS se tendría que emplear mucho más cantidad de otros materiales, como el cartón, y en consecuencia mucho más peso (hasta seis veces más), y como poco el mismo volumen. En comparación con la pasta de celulosa moldeada los factores anteriormente descritos se-rían del orden de 2,5 veces.

Polocote o girasol silvestre (Helianthus annuus L.)

El polocote o girasol silvestre (Helianthus annuus L.), es una planta anual nativa de América, es la especie de maleza más común y que más problemas origina al cultivo de sorgo en el norte de Tamaulipas. Y es considerada una mala hierba, es una especie invernal, pues su crecimiento se inicia en noviembre, con poblaciones máximas en la época de siembra y etapas iniciales de desarrollo del cultivo (enero-febrero) en el ciclo O-I (Acosta y Agundis, 1976). El polocote es una planta de gran porte, que puede alcanzar una altura de 4.5 m, con tallos muy ramificados, un diámetro total de los tallos de la planta hasta de 8 cm y produce hasta 50 flores por planta (Irons y Burnside, 1982). Esta especie muestra una gran competitividad debido a su vigor en las primeras etapas de desarrollo, altura y área foliar..

La xilema es un tejido leñoso de los vegetales superiores que conduce agua y sales inorgánicas en forma ascendente por toda la planta y proporciona también soporte mecánico.

Propiedades físicas y pruebas

para sistemas de embalaje

La densidad es el principal factor a considerar para poder elegir un material de embalaje, ya que el costo de envío se eleva con el peso extra no relacionado con la mercancía. Los estudios realizados al poliestireno expandido dieron como resultado que tiene una densidad de 0.01 g/cm3; en cambio la xilema de polocote presenta una densidad de 0.018 g/cm3, lo cual es, en términos numéricos, prácticamente el doble (80% más), pero en comparación con las otras alternativas se convierte en un posible sustituto.

Al someterse los materiales a ambientes húmedos, la densidad se ve afectada debido a la porosidad del material; esta característica se mide mediante la higroscopicidad, es decir cuánta agua puede absorber el material. En los estudios realizados se pudo constatar la estabilidad del poliestireno expandido, ya que mantuvo su densidad sin cambios perceptibles 0.01 g/cm3, en cambio la xilema de polocote tuvo un cambio de densidad de 50%, incrementándose ésta a un 0.028 g/cm3 y aun con este incremento se mantiene por encima de los posibles sustitutos del poliestireno expandido.

El cambio de volumen debido a la temperatura también es un factor a considerar para la densidad, al someter las muestras de poliestireno expandido y de polocote a diversas temperaturas se pudo observar que el poliestireno expandido podía mantener sus dimensiones hasta una temperatura de 80°C, después de esta temperatura comenzó a deformarse disminuyendo su volumen e incrementando su densidad hasta un valor de 0.15 g/cm3 a 90°C; en cambio el polocote mantuvo sus dimensiones al llevarse a 120°C e incluso disminuyó su densidad, debido a la evaporación de agua encontrándose una densidad de 0.017 g/cm3.

Como última propiedad se comparó el comportamiento de ambos materiales al ser expuestos a radiación ultravioleta, para simular una sobre exposición al sol y observar su resistencia al envejecimiento, después de haber sido expuestos al equivalente de una semana de luz del sol, se observó que el poliestireno expandido no sufrió ningún cambio en su superficie, en cambio la xilema de polocote comenzó a degradarse mostrando un incremento en la dureza de la superficie y el desprendimiento de pequeñas partículas de la misma.

En conclusión, las propiedades físicas de la xilema del polocote la presentan como una promisoria alternativa para sustituir al poliestireno expandido. Considerando que en la actualidad el sentido ecologista de los consumidores les impulsa a aceptar un incremento razonable en el costo de los productos, cuando se hace referencia a la sustentabilidad de sus procesos. En este caso no sólo se eliminarían por completo los residuos resultantes del embalaje de productos, sino que éstos dejan de ser basura para convertirse en abono, debido a la naturaleza 100% orgánica de la xilema de polocote. De igual forma abre la posibilidad de continuar realizando estudios para obtener procesos que permitan ocuparla como sustituto del poliestireno expandido en otras áreas de la industria.

* isrrael_rodriguez@hotmail.com