UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE
INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA
ORGÁNICA II

Integrantes:

• Calderón Janyna
• Gallegos Camila
• Gaona Vanessa 

Primera Intervención

Plásticos Biodegradables

Los plásticos biodegradable son por lo general poliésteres, donde los enlaces éster son hidrolizados en presencia de agua por ende la reacción rompe el enlace éster y descompone el plástico en sus monómeros fundamentales.

La cinética de degradación del polímero se puede modelar ajustando las proporciones de los diferentes monómeros que componen el bioplástico.

Por otro lado algunas bacterias son capaces de acelerar esta degradación, sintetizando enzimas que favorecen la ruptura de los enlaces éster.

PLA:

https://aquihayquimica.com/habitos-mas-sostenibles/

Sin embargo algunos de estos plásticos han provocado efectos ambientales nocivos, por lo que la biodegradabilidad de un polímero depende de lo fácil que sea romper los enlaces que se han formado entre sus monómeros y esto depende de los grupos funcionales que aparecen en estas moléculas como los enlaces éster que permiten obtener una solidez y facilitan la degradación necesaria en condiciones ambientales. (BASF, 2005)

Biotecnología en los plásticos biodegradables

La mayoría de los productos son envasados en plástico debido a que protegen al producto, son baratos y duran mucho tiempo, pero su durabilidad es un problema serio para el medio ambiente.

Es por eso que se están desarrollando plásticos biodegradables, es decir, que pueden ser transformados en sustancias simples por la acción de organismos vivos, y ser así eliminados más rápidamente del medio ambiente.

Características:

• Pueden producirse a partir del almidón, un polímero natural fabricado por las plantas. Como cereales y tubérculos que tienen mucho almidón, y pueden ser convertidos en plástico.
• Se ha logrado un material biodegradable fabricado con el almidón de papa que podría reemplazar al polietileno empleado.
• Se puede extraer el almidón del maíz o de la papa y luego transformarlo en una molécula pequeña, el ácido láctico, por acción de microorganismos. El ácido láctico después es tratado químicamente para formar polímeros, los cuales  se unen entre sí para dar lugar al plástico llamado PLA (poliláctido). El PLA sirve para hacer macetas que se pueden enterrar, pañales descartables, hilos para sutura y cápsulas de remedios. 
• Usar bacterias que fabrican en su interior gránulos de un plástico llamado polihidroxialcanoato (PHA). Las bacterias pueden crecer en cultivo y el plástico ser extraído fácilmente. (Argenbio, 2007)

Tipos de plásticos biodegradables.

Debido a que los plásticos biodegradables o bioplásticos abarcan polímeros se clasifican según el material que contienen. (Grupo Carvajal, 2008)

La Asociación Europea de bioplásticos clasifica a los bioplásticos en 3 grandes grupos.

1. Plásticos procedentes de recursos renovables o biomasa
2. Plásticos sintetizados por vía biotecnológica
3. Plásticos no procedentes de recursos renovables          

1. Plásticos procedentes de recursos renovables o biomasa

Los monómeros usados en la fabricación de estos plásticos proceden de los polisacáridos como el almidón, celulosa, goma y quitosanos; de la misma forma se utilizan proteínas como gelatinas, colágeno, zeína, gluten y lípidos que son comúnmente los triglicéridos. (ZEAplast, 2009)

2. Plásticos sintetizados por vía biotecnológica

Los bioplásticos son producidos por fermentación microbiana, la biotecnología hace uso de plantas genéticamente modificadas como los polihidroxialcanoatos o la celulosa bacteriana. (ZEAplast, 2009)

3. Plásticos no procedentes de recursos renovables

La formación de estos tipos de plástico se da gracias a las fuentes fósiles, proceden de la polimerización de monómeros y en el proceso se encuentra la intervención de poliésteres alifáticos, y alifáticos aromáticos. (ZEAplast, 2009)

Plásticos Microbianos – PHA

Los PHA o Polihidroxialcanoatos son plásticos biodegradables producidos por bacterias, ellas lo acumulan como reserva de carbono y energía (Lemos & Mina, 2015). La producción se da a partir de sustratos orgánicos como carbohidratos (glucosa y sacarosa), aceites, alcoholes, ácidos orgánicos o hidrocarburos (Segura, Noguez, & Espín, 2007). Los PHA son poliésteres conformados por unidades o monómeros de hidroxiacilos polimerizados en forma lineal.

Dentro de la industria tienen un sinnúmero de aplicaciones, como ser productos para la agricultura, productos higiénicos descartables, envases de cosméticos; y gracias a sus propiedades de resistencia al agua y a la radiación ultravioleta son apropiados para el empacado de alimentos (Martínez & Sarabia, 2013).

Los PHA son considerados buenos candidatos para el reemplazo de los polímeros de origen petroquímico ya que implican un bajo valor económico para ser sintetizados (a partir de recursos renovables). Poseen características similares a los plásticos derivados del petróleo y además pueden ser degradados a dióxido de carbono y agua en condiciones aerobias o a metano en condiciones anaerobias (Lemos & Mina, 2015).


Segunda Interveción

APLICACIONES

Los bioplásticos han llamado la atención de sectores agrícolas y automotrices.

• Industria automovilística: Mazda y Mitsubishi utilizaron un plástico biodegradable en el interior del automóvil al igual que la empresa Ford, la cual utilizó desechos de tomate para las piezas mecánicas, cables y recubrimiento para bandejas.
• Industrial textil: los bioplásticos dan lugar a tejidos útiles para la creación de zapatos ecológicos (BY-ACO, 2016)
• Industria alimenticia: creación de productos para  envasar los alimentos como bolsas, bolsas de basura, bandejas y platos descartables
• Producción de celofán, cubiertos, bolígrafos y recubrimientos (Fundación de enlaces, 2010)

 Tercera Intervención

POLIHIDROXIALCANOATOS (PHA)

Los polihidroxialcanoatos son polímeros de ácidos polihidroxialcanoicos que algunos organismos como bacterias acumulan intracelularmente como material de reserva de energía. Los PHAs con 3 a 5 átomos de carbono son conocidos como PHA de cadena corta, y con 6 a 14 átomos de carbono son llamados PHAs de cadena media (Becerra, 2013).

Microorganismos productores de PHA.

Se conocen 75 géneros diferentes de bacterias productoras de PHA, tanto Gram negativas como Gram positivas. Para la producción de PHA se necesitan serias condiciones desfavorables sobre el crecimiento de las bacterias, es decir, cuando estos organismos se ven bajo condiciones de estrés (limitación nutricional o pH no óptimo), inician la producción de estos biopolímeros como un mecanismo de reserva de energía. Es tanta la producción de este polímero que la bacteria puede llegar a tener hasta 90% de su peso seco en moléculas de PHA (Lemos & Mina, 2015).

Aplicaciones de los PHA

-         Sus pesos moleculares altos, características termoplásticas y propiedades físicas, los hacen aptos para la industria de la medicina, farmacia, agricultura y alimentos.

-       La principal aplicación de los PHA de cadena corta es para la fabricación de botellas desechables, contenedores de alimentos y otros productos desechables como pañales o servilletas.

-     En la agricultura, los PHA de cadena corta consisten en macetas biodegradables, pesticidas y herbicidas.

-        Como aplicación biomédica, su propiedad de ser biocompatibles con el ser humano, permiten que sea usado como hilo para sutura y también para la fabricación de jeringas desechables.

(Gonzáles, Meza, Gonzales, & Córdova , 2013).

Bibliografía

Argenbio. (2007). LA BIOTECNOLOGÍA Y LOS PLÁSTICOS BIODEGRADABLES . Obtenido de http://www.argenbio.org/index.php?action=novedades&note=405

BASF. (2005). El objetivo de los plásticos fácilmente degradables.

Grupo Carvajal. (2008). Bioplásticos, biodegradables, compostables: ¿Qué son y en qué van? Obtenido de Tecnología del Plástico: http://www.plastico.com/temas/Bioplasticos,-biodegradables,-compostables,-Que-son-y-en-que-van+3064816

ZEAplast. (2009). Productos biodegradables. Obtenido de http://www.zeaplast.cl/img/tipos-de-bioplasticos/origen-Bioplasticos.png

Lemos, A., & Mina, A. (30 de Mayo de 2015). Polihidroxialcanoatos (PHA) producidos por bacterias y su posible aplicación a nivel industrial. 

Martínez, G., & Sarabia, V. (Enero de 2013). Pláticos biodegradables producidos por microorganismos. Uruguay. Obtenido de http://www.uruguay-ciencia.com/articulos/UC16/Plasticos_biodegradables_UC16.pdf

Segura, D., Noguez, R., & Espín, G. (14 de Noviembre de 2007). Contaminación ambiental y bacterias productoras de plásticos biodegradables. Obtenido de http://www.ibt.unam.mx/computo/pdfs/libro_25_aniv/capitulo_31.pdf
BY-ACO. (2016). Bioplásticos: Pros y contras. Vida y Hogar ECO, 3. Obtenido de http://www.cultivarsalud.com/vida-y-hogar-eco/bioplastico-pros-y-contras/ 
Fundación de enlaces. (2010). Plásticos biodegradables y biocompuestos. Obtenido de WorldCentric: http://fundacion-enlaces.org/site/wp-content/uploads/2010/08/adjunto-plasticos-biodegradables1.pdf
Becerra, M. (2013). Producción de un polímero tipo polihidroxialcanoatos (PHA) empleando residuos de la producción de biodiesel. Bogotá, Colombia. Obtenido de http://www.bdigital.unal.edu.co/10715/1/01186471.2013.pd
 Gonzáles, Y., Meza, J., Gonzales, O., & Córdova , J. (2013). Síntesis y biodegradación de polihidroxialcanoatos: plásticos de origen microbiano. Obtenido de http://www.scielo.org.mx/pdf/rica/v29n1/v29n1a7.pdf