Plásticos de Cáñamo: ¿Qué Son Y Cómo Se Hacen?

¿Por qué necesitamos una alternativa a los plásticos?

Sin duda, hoy vivimos una gran crisis medioambiental que se manifiesta de muchas formas. El ser humano ha seguido un modelo no sostenible de desarrollo y ahora sufrimos las consecuencias. Hablamos del ya perceptible cambio climático, de la gran pérdida de biodiversidad, y como no, de la contaminación del suelo, del aire, y de los mares. Son algunas de las caras de la degradación que hemos causado en nuestro medioambiente.

Pongamos como ejemplo a nuestros mares y océanos, a los que hemos convertido en un gigantesco depósito de basuras marinas que suponen una gran amenaza para sus ecosistemas. Según informa Greenpeace, cada segundo se vierten más de 200 kilos de plástico en los mares y océanos de todo el mundo, lo que equivale a más de 8 millones de toneladas de residuos plásticos al año.

Asimismo, anualmente mueren más de 1 millón de aves marinas y 100.000 mamíferos marinos debido a la degradación sufrida por el medioambiente acuático y causada por los residuos plásticos, químicos y petrolíferos. Aunque algunos de estos residuos, que representan el 80 % de la contaminación marina, pueden degradarse y desaparecer en poco más de seis meses, muchos otros tardarán varios cientos de años en hacerlo.

Mientras tanto, este tipo de residuos de materiales plásticos, como los tristemente famosos “microplásticos”, dejan un gran rastro contaminante por tierra, por mar, y también por aire. Hace poco, un equipo de científicos ha demostrado que estos microplásticos se dispersan por el aire y llegan a zonas remotas naturales, con unos niveles de concentración parecidos a los que se encuentran en las grandes ciudades.

Ya se han empezado a tomar medidas a nivel internacional por parte de gobiernos y organizaciones medioambientales con el fin de detener este gran daño ecológico que nos amenaza a todos. Sin embargo, los objetivos fijados en los distintos acuerdos internacionales para 2030 y 2050 parecen hoy un tanto inalcanzables para muchos países y regiones.

Necesitamos medidas urgentes para frenar la contaminación producida por los plásticos, y cada uno de nosotros debemos intentar poner nuestro granito de arena para innovar, cambiar mentalidades y respetar el medio ambiente. Nuestra vida y nuestro futuro dependen de ello.

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Cáñamo: Una materia prima que regresa del pasado

El cáñamo es la planta que puede ayudarnos a reinventar el futuro, entre otros, de los materiales plásticos. Representa una alternativa limpia, ecológica, sostenible y renovable. Y puede sustituir el uso de materiales contaminantes en la fabricación de productos en muchas industrias, como en la de la construcción, del automóvil, la moda, el diseño, deporte, y un largo etc.

Pero el cáñamo no es un recurso novedoso que responde a una tendencia ecológica puntual . El cáñamo es una materia prima que regresa del pasado para ayudarnos a salvar el futuro reinventándolo. Durante miles de años, se ha utilizado por sus propiedades nutritivas y sus múltiples beneficios para la salud, y se ha usado como materia prima en la elaboración de un sinfín de productos alimenticios, textiles, medicinales, y muchos más.

El cáñamo es uno de los cultivos que más biodiversidad crea a su alrededor. Su cultivo nos permite obtener a bajo coste tres materias primas: las semillas, la fibra y la pulpa. La fibra siempre ha sido la más utilizada por sus magníficas cualidades, ya que se trata de la fibra de origen vegetal más resistente y absorbente, además de la más duradera .

Reinventar el futuro de los plásticos con cáñamo

Cada vez resulta más fácil encontrar productos dirigidos a diferentes sectores fabricados a base de fibras vegetales, como el lino, el coco y, por supuesto, el cáñamo. El objetivo es reemplazar los materiales contaminantes que se llevan produciendo durante décadas. Como ya hemos dicho, el cáñamo puede ocupar el lugar de muchos de dichos materiales, como el de los plásticos, ayudando a reducir la contaminación del planeta.

El empleo de cañamo no solo implica un compromiso ecológico, sino que mejora la calidad y las prestaciones de los productos que lo contienen. Por ejemplo, hace tiempo que se utiliza fibra de cáñamo, en lugar de la fibra de vidrio, para fabricar tablas de surf porque les confiriere mucha más ligereza, flexibilidad y resistencia, además de una adherencia y flotabilidad sensacionales.

Así pues, con más frecuencia cada año, llegan al mercado novedades en la tecnología de los plásticos de cáñamo. A día de hoy, incluso algunas de las más grandes empresas del automóvil, como BMW, Mercedes y Bugatti incorporan plásticos de cáñamo en sus productos. Asimismo el último modelo de Porsche, el 718 Cayman GT4, incorpora paneles de fibra de cáñamo fabricados por la empresa holandesa Hempflax.

En resumen, los materiales bioplásticos, incluidos los de cáñamo, presentan ventajas importantes para el medio ambiente. Al no estar hechos de combustibles fósiles, no producen dióxido de carbono cuando se descomponen. Además, la mayoría son biodegradables. Todo parece indicar que pueden ser una parte muy importante de la solución a la crisis climática.

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5 tipos de bioplásticos de cáñamo y qué aplicaciones tienen

1. La celulosa de cáñamo

La celulosa es el polímero orgánico más abundante en la Tierra, y es una elemento esencial de las paredes celulares de las plantas y de muchas especies de algas. Aunque la celulosa se utiliza principalmente para hacer papel, también se usa para hacer una amplia gama de plásticos diferentes, entre los que se incluye el celuloide, el celofán y el rayón.

Cuando se produjeron los primeros plásticos, todos estaban compuestos de materiales orgánicos y no sintéticos, y por aquel entonces, la celulosa era un elemento clave de la incipiente industria del plástico. Actualmente, los bioplásticos han vuelto a suscitar un gran interés por sus diferentes beneficios medioambientales.

2. El celofán, el rayón y el celuloide

Tanto el celofán como el rayón se clasifican como fibras regenerada de celulosa, y se producen de manera similar para hacer película de celofán o para hacer fibra de rayón.

El celuloide se obtiene produciendo, en primer lugar, nitrocelulosa (nitrato de celulosa) y luego mezclándola con alcanfor, un plastificante ampliamente utilizado, con el fin de producir un termoplástico denso y sólido, que puede moldearse fácilmente cuando se calienta.

La celulosa de cáñamo se puede extraer y utilizar para hacer celofán, rayón, celuloide y una variedad de plásticos relacionados. Se sabe que el cáñamo contiene alrededor del 65 al 70% de celulosa, y se considera una buena fuente que promete, sobre todo gracias a su sostenibilidad relativa y a su bajo impacto medioambiental. En comparación, la madera contiene alrededor del 40 % de celulosa, el lino del 65 al 75 %, y el algodón hasta el 90 %.

El cáñamo crece más rápido que la mayoría de las especies de árboles, y requiere menos pesticidas que el algodón o el lino. No obstante, requiere una cantidad importante de fertilizantes en algunos suelos, y también necesita una cantidad relativamente elevada de agua.

3. Otros posibles productos a base de celulosa de cáñamo

La celulosa puede emplearse para fabricar una amplia gama de plásticos y sustancias relacionadas. La diferencia en las propiedades físicas se debe en gran parte a la longitud de las cadenas de polímeros y al grado de cristalización.

La celulosa se extrae del cáñamo y de otros cultivos de fibras a través de diferentes métodos. La pulpa cruda puede hidrolizarse, es decir, separarse en sus partes componentes al añadir agua a 50-90° C. También puede sumergirse en una solución de ácido débil para separar las secciones cristalinas de las secciones amorfas, y así producir celulosa nanocristalina.

Asimismo, puede aplicársele calor y presión extra para producir una forma interesante conocida como nanocelulosa. Es un “seudoplástico” cuyo aspecto es parecido al de un gel viscoso en condiciones normales, que se vuelve más líquido cuando se agita o se somete a tensión.

La nanocelulosa o microfibra de celulosa (MFC) presenta una gran variedad de aplicaciones potenciales. Se puede usar como material de refuerzo en los compuestos plásticos y como material sumamente absorbente para limpiar los derrames de petróleo o mareas negras. También se puede emplear para fabricar productos de higiene, e incluso como estabilizador bajo en calorías en la tecnología alimentaria.

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Un ejemplo de empresa dedicada al desarrollo de plásticos de cáñamo es la compañía australiana Zeoform, que ofrece un material plástico a base de celulosa, fabricado utilizando un proceso propio patentado, en el que se incluye el cáñamo.

Mediante el uso de dicha técnica, las fibras de celulosa se convierten en un material moldeable que presenta una gran resistencia a nivel industrial para una variedad ilimitada de productos. Este material se anuncia como 100 % no tóxico, biodegradable y reciclable ya que se puede convertir en compost, además de representar una forma de captura y secuestro de carbono muy interesante.

4. Plásticos compuestos de cáñamo

Los materiales plásticos compuestos están formados por una matriz de polímero, que puede basarse en la celulosa o en una gama de otros polímeros naturales o sintéticos, y por fibras de refuerzo, que a su vez pueden ser de origen natural (y principalmente compuestas de celulosa) o de origen sintético.

Los polímeros naturales incluyen el alquitrán, la goma laca, el carey, y muchas resinas de árboles, mientras que las fibras naturales incluyen el yute, el sisal, el algodón y el lino. Entre los materiales de relleno inorgánicos tradicionales se incluyen el talco, la mica y la fibra de vidrio.

Los biocompuestos se definen generalmente por tener, por lo menos, un componente principal de origen orgánico. Aunque se pueden producir plásticos que sean 100 % orgánicos, la mayoría se compone de algunos elementos sintéticos. Generalmente, se mezcla una fibra natural con un polímero sintético y etiquetado como biocompuesto. Las diversas combinaciones de fibras naturales y polímeros que se pueden utilizar para hacer bioplásticos varían en gran medida en densidad, resistencia a la tensión, rigidez, y otros factores.

Dichos factores se pueden modificar durante el proceso de fabricación con el fin de crear productos adecuados para una amplia gama de aplicaciones. Entre dichas aplicaciones, se encuentra la fabricación de materiales de construcción, de muebles, instrumentos musicales, barcos, paneles de automóviles, bolsas de la compra biodegradables, e incluso en la medicina, para hacer “estructuras de soporte” biocompatibles en la reconstrucción del tejido óseo.

Las fibras de cáñamo se utilizan como refuerzo en los materiales compuestos y son conocidas por su resistencia a la tensión, en particular las fibras de la planta femenina. Las fibras de las plantas macho son más finas, más suaves, y con frecuencia más duraderas, pero son también menos resistentes.

En un estudio realizado en 2003 sobre los materiales compuestos de polipropileno (PP) reforzados con fibra natural, se demostró que el cáñamo, el kenaf y el sisal presentaban una resistencia a la tensión comparable a la de los compuestos tradicionales de fibra de vidrio, y que el cáñamo superaba a sus competidores en la resistencia al impacto.

En 2007, otro estudio sobre los materiales compuestos de PP reforzados con fibras de cáñamo demostró que la tensión y las propiedades mecánicas en general se incrementaban hasta el 80 % en comparación con los compuestos de fibra de vidrio tradicionales mediante el uso de una forma de PP conocida como polipropileno maleado (MAPP).

5. Materiales 100% biocompuestos fabricados con cáñamo

Ya se han desarrollado varios materiales biocompuestos o biomateriales totalmente a partir de sustancias orgánicas, y algunos de estos biocompuestos contienen fibras de cáñamo como material de relleno.

En un estudio realizado en 2003 sobre la resistencia a la tensión de las fibras de cáñamo, se puso de manifiesto que cuando se alcalinizan con hidróxido de sodio diluido (NaOH) en concentraciones de 4-6 %, las fibras de cáñamo presentan una mayor e importante resistencia a la tensión y rigidez al combinarse con la matriz del polímero líquido de la cáscara del anacardo para fabricar plásticos biocompuestos.

Un grupo de investigadores coreanos anunció en 2007 la creación de un biocompuesto producido a partir de ácido poliláctico de origen orgánico (PLA, un importante poliéster termoplástico biodegradable) reforzado con fibras de cáñamo. Los investigadores también descubrieron que el tratamiento de las fibras de cáñamo con álcali diluido aumentaba su resistencia a la tensión. Los materiales biocompuestos demostraron una mayor resistencia y rigidez en comparación con los plásticos solo a base de PLA.

En 2009, otro grupo de investigadores de la Universidad de Stanford anunciaron el desarrollo de un material compuesto reforzado con fibra de cáñamo hecho con biopolihidroxibutirato (BHP). Estos materiales compuestos de cáñamo y de BHP son fuertes, suaves y atractivos, y tan duraderos como para utilizarlos en la construcción, para fabricar muebles y materiales para el suelo.

En otro estudio de 2014 sobre el desarrollo de materiales compuestos completamente biodegradables utilizando poli(succinato de butileno) (PBSu) como matriz polimérica y fibras de cáñamo o agramiza de cáñamo como material de relleno, se descubrió que la resistencia a la tracción y al impacto se ve afectada tanto por el tipo como por la cantidad de relleno utilizado. Los compuestos de PBSu/agramiza de cáñamo presentaron tasas de biodegradación más altas que los compuestos PBSu/fibra de cáñamo.

Por un futuro sostenible

Está muy claro que a la investigación aún le queda mucho por hacer para lograr las mejores alternativas sostenibles a los plásticos derivados del petróleo. Sin embargo, el ritmo de las nuevas investigaciones se acelera al tiempo que los gobiernos y las naciones de todo el mundo son más conscientes de la necesidad de reducir drásticamente el uso de productos petroquímicos. Y el cáñamo se reconoce cada vez más por tener un gran potencial en nuestra “caja de herramientas” naturales de prometedores cultivos para los bioplásticos.