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José M. Asua defiende la utilidad de los polímeros en la transición ecológica y destaca la fuerza investigadora de Euskadi en esta materia, toda una “potencia” en el sector. El director científico de POLYMAT, que aúna el Basque Center for Macromolecular Design and Engineering y el instituto de investigación de polímeros de la UPV/EHU, destaca la aceleración que se ha dado en estos materiales en los últimos años, pasando de 24.000 patentes en el año 2000 a 68.000 en 2019.
La sociedad escucha que es preciso reducir el uso de plásticos, pero centros tecnológicos, grupos de investigación y empresas trabajan en innovar en base a ellos. ¿Es incoherente o plásticos y sostenibilidad pueden ir de la mano?
El reto de nuestra sociedad es alcanzar un desarrollo sostenible que en el contexto de la pregunta incluye desarrollo económico y protección del medio ambiente, aunque también incluye el desarrollo social. POLYMAT y muchos centros de investigación, universidades y empresas investigamos en polímeros porque estamos convencidos que, sin ellos, el desarrollo sostenible es una quimera.
Permítame dar algunos ejemplos que apoyan este convencimiento. Los polímeros hacen posible la producción, conservación, transporte y distribución de los alimentos que se necesitan para una población en rápido crecimiento; de los polímeros depende la generación y almacenamiento de energías limpias como la eólica y la fotovoltaica; el consumo de combustibles en el transporte se dispararía sin la reducción en peso que permiten los polímeros (reducir un 1% el peso de un coche es reducir un 0.5% el consumo); los polímeros son necesarios para aislar térmicamente los edificios que consumen una parte significativa de toda la energía (28% en USA); disponemos de electricidad en nuestras casas porque llega por cables aislados con polímeros; los teléfonos móviles y los ordenadores no serían de uso generalizado sin los polímeros; la medicina moderna sería impensable sin los polímeros; …. ¿Se imagina enfrentarse al covid 19 sin polímeros?
Creo que estos ejemplos muestran no solo que los polímeros son necesarios para acercarnos al desarrollo sostenible, sino que nuestro modo de vida sería imposible sin ellos. Es decir, que eslóganes como “un mundo sin plásticos es posible” no tienen fundamento y son intentos de dar soluciones simplistas a problemas complejos.
Porque el problema es complejo. La versatilidad de los polímeros para ofrecer soluciones a situaciones muy diferentes unida a una extraordinaria relación prestaciones-costo y a una sociedad tendente al consumismo, nos ha llevado a una sobreutilización de los polímeros. Por ello, el objetivo no es eliminar el plástico sino producirlo, usarlo y reciclarlo inteligentemente.
¿Se pueden crear plásticos desde materiales no contaminantes? ¿Qué son los materiales biobasados?
Se pueden crear polímeros utilizando fuentes renovables, pero las fuentes renovables no garantizan un menor impacto ambiental. Por ejemplo, las bolsas de papel se obtienen de fuentes renovables y las de plástico de fuentes fósiles. Un análisis superficial nos llevaría a la conclusión de que la bolsa de plástico es contaminante y la de papel es medioambientalmente benigna. Sin embargo, si analizamos en detalle las dos bolsas, nos encontramos que para producir la de papel se han utilizado 2,2 veces la energía y 4,7 veces el agua que para producir la de plástico. Además, la de papel ha generado 3 veces más gases de efecto invernadero y la emisión de gases ácidos es 2.7 veces superior a la de plástico. A veces la percepción en parte creada por lo que se repite en los medios de comunicación o por lo que las estrategias comerciales promueven, no coincide con la realidad.
Los polímeros biobasados se producen utilizando productos naturales fundamentalmente vegetales, que son renovables. Por ello, son una alternativa a los polímeros sintéticos obtenidos de fuentes fósiles. Sin embargo, la sustitución masiva de los polímeros sintéticos actuales por biobasados, me parece improbable por varias razones. La primera tiene que ver con las diferencias en composición química. Alrededor del 70% de los polímeros comerciales están formados por carbono e hidrógeno (más cloro en el caso del PVC). La composición media de la celulosa, el material vegetal más abundante, es 50% de oxígeno y “solo” 50% de carbono e hidrógeno. Eliminar ese oxígeno es tremendamente costoso, tanto económica como energéticamente. La segunda razón es que una producción masiva de materia vegetal para sustituir a los polímeros sintéticos actuales exigiría una agricultura intensiva que podría interferir con la producción de alimentos cada vez más necesarios para sustentar una población en rápido crecimiento. La tercera es que es muy difícil superar la relación prestación/precio de los polímeros sintéticos. Esto no quiere decir que los polímeros biobasados no tengan futuro. Al contrario, estoy convencido que su utilización va a aumentar rápidamente, pero se orientará a nichos de mercado.
¿Estamos cerca de lograr el reciclaje de plásticos que nuestra sociedad necesita para que la economía y el día a día sean realmente circulares?
Permítame aprovechar la pregunta para referirme primero a la contaminación producida por los polímeros, en particular su acumulación en el mar, que es, probablemente, el detonante de esta preocupación. Nos deberíamos preguntar ¿cómo es posible que Europa, o Euskadi si miramos más cerca, contribuya a la contaminación de los océanos con plásticos si tiene un muy buen sistema de recogida de residuos sólidos? Desgraciadamente, la respuesta no es para sentirnos orgullosos. Aunque nos declaremos ecológicos, no estamos dispuestos a hacer un pequeño esfuerzo para evitar que los plásticos que usamos acaben en el mar. La contaminación creada por la mayoría de los países occidentales se reduciría prácticamente a cero si hiciéramos tres pequeñas cosas: Recoger para reciclar en casa y en el trabajo, usar las papeleras, y agacharnos a recoger los plásticos de la calle y llevarlos a la papelera.
En el mundo, el problema es mucho más complejo porque hay 2.000 millones de personas sin acceso a sistemas de recogida de residuos sólidos y mientras no lo tengan, los plásticos seguirán acumulándose en el mar.
El reciclado de los polímeros nos acerca a la economía circular, pero tenemos que ser conscientes de los límites. Para hablar de esos límites, necesito explicar el reciclado. Hay dos formas de reciclado de polímeros. Reciclado físico, que consiste en separar los diferentes tipos de polímeros que se recogen y utilizar cada polímero para obtener objetos útiles. Esto se puede hacer con los polímeros termoplásticos, que son los que se funden al calentarlos (todos los que tienen etiquetas de reciclables son termoplásticos). Este método tiene algunos problemas. El primero es que la separación no es perfecta y los polímeros pueden estar contaminados con residuos de lo que ha estado en contacto con ellos (alimentos, tintas) o contener otros tipos de polímero. El segundo problema es que, al reciclar, las cadenas de polímero se rompen (el polímero se degrada), de forma que sus propiedades se deterioran, lo que limita el número de reciclados. El tercero es que hay una clase de polímeros, los termostables, que por su estructura reticulada no se funden al ser calentados y no pueden reciclarse físicamente, aunque se pueden encontrar aplicaciones (por ejemplo, neumáticos para pavimento de parques de niños). El reciclado químico, consiste en considerar el polímero como una materia prima de la industria petroquímica y utilizarlo para producir compuestos químicos valiosos. Cuando estos son monómeros, pueden utilizarse para producir de nuevo polímero. La gran ventaja de este método es que puede tratar mezclas de polímeros, pero son procesos energéticamente exigentes.
Creo que estamos dando pasos importantes hacia una economía más circular, pero en cuanto a los polímeros, el camino a recorrer es largo. El reciclado físico solo dilata el momento en el que haya que optar por un reciclado químico, su utilización como combustible para producir energía o enterrarlo en un vertedero. El reciclado químico aún no está suficientemente desarrollado y para su viabilidad económica necesita un alto precio de barril de petróleo.
¿Qué aplicaciones innovadoras se están dando y en qué sectores está habiendo avances en la utilización de polímeros?
Los polímeros están presentes en todos los aspectos de nuestra vida diaria y en todos los segmentos industriales. Las innovaciones son constantes en todos los sectores. Una idea del desarrollo que está ocurriendo la da el número de patentes relacionadas con polímeros: 24.000 en el año 2000, y 68.000 en 2019. Este incremento se da en todos los sectores: energía, transporte, biosanitario, etc; por ejemplo, en aplicaciones electrónicas, se ha pasado de 1.100 patentes en el año 2000 a 2.800 en el 2019.
¿Cuál es el papel que tienen desde Polymat en este campo la investigación? ¿Cuáles son los puntos en los que Polymat hace hincapié?
POLYMAT realiza una investigación fundamental orientada a desarrollar polímeros que contribuyan a hacer frente a retos que nuestra sociedad tiene en el Siglo XXI tales como energía, salud y sostenibilidad.
Una parte de nuestro trabajo es desarrollar polímeros con mejores prestaciones. La mejora en las prestaciones permite alargar la vida útil de material y reducir la cantidad necesaria para satisfacer una necesidad dada, es decir se puede hacer más con menos durante más tiempo. Con ser esto importante, para hacer frente a los retos del Siglo XXI, debemos desarrollar polímeros con nuevas prestaciones. Algunos ejemplos de estos desarrollos en POLYMAT son adhesivos removibles a voluntad; materiales de embalaje que, manteniendo las propiedades mecánicas y de barrera, son completamente reciclables químicamente; y polímeros bioabsorbibles para su uso en medicina.
Tratamos de reducir el impacto medioambiental de la fabricación de los polímeros incrementando la fracción de materia prima de origen vegetal, desarrollando nuevos polímeros a partir de materias primas naturales y mejorando las prestaciones de polímeros biobasados para que puedan competir con los polímeros sintéticos.
Desarrollamos polímeros para la generación y el almacenamiento de energía renovable.
En el reciclado, partimos de la idea de que los residuos plásticos son una materia prima valiosa y nuestra investigación se centra en el reciclado químico, es decir utilizar los polímeros para producir compuestos químicos valiosos, por ejemplo, monómeros que pueden darnos polímeros diferentes a los actuales.
¿En qué situación está Euskadi en esta materia? ¿Se están tejiendo puentes para realizar avances conjuntos entre distintos agentes?
Euskadi es una potencia en investigación en polímeros. La Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea y los centros de investigación asociados a ella (POLYMAT, CFM) están entre las cinco mejores universidades europeas en polímeros. Esto se complementa con el trabajo realizado múltiples empresas y otros BERCs, así como los CICs y centros tecnológicos de la Basque Research and Technology Alliance.
Las relaciones entre estos agentes son muy fluidas y esto está facilitado por el buen conocimiento que tenemos de las fortalezas de los demás, el ambiente de colaboración entre los investigadores y los programas del Gobierno Vasco que potencian la colaboración.
¿Es este un nicho de oportunidad a medio plazo?
Alcanzar el desarrollo sostenible con una población creciente en un mundo con recursos limitados es un reto tremendo, que en POLYMAT lo vemos como una gran oportunidad, tanto desde el punto de vista científico como de negocio. En este sentido, tenemos tres start-ups en marcha. Polimerbio desarrolla polímeros bioabsorbibles para aplicaciones médicas; Surphase desarrolla sistemas de detección de ensuciamiento de las membranas de tratamiento de agua; y POLYKEY que está centrada en la síntesis de polímeros bajo demanda y el reciclado de polímeros.
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