Evaluación de la Toxicidad de Plásticos en el Medio Ambiente: Un Enfoque Comparativo entre Biodegradables y Convencionales
Los plásticos biodegradables y compostables se han presentado como una alternativa más segura a los plásticos convencionales. Este tipo de materiales se caracterizan por su capacidad de degradarse sin dejar residuos o liberar sustancias que puedan ser potencialmente tóxicas para el medio ambiente o la salud humana. Sin embargo, aunque estos nuevos plásticos son una apuesta en contra de los residuos plásticos, aún se cuestiona si efectivamente este tipo de productos no liberan sustancias que puedan ser potencialmente tóxicas o generen microplásticos que puedan permanecer en el ambiente de forma indefinida, o si el tiempo de permanencia es lo suficientemente corto como para no generar perjuicios en los ecosistemas o en la salud humana. Esto se debe a que, aunque para considerar un material como biodegradable o compostable, este ha de someterse a una serie de comprobaciones y análisis, estos se realizan bajo unas condiciones específicas y se desconfía de que en entornos abiertos el proceso de degradación ocurra de la misma manera ya que aparecen varios factores externos a tener en cuenta, como pueden ser la humedad y la radiación ultravioleta que pueden modificar sustancialmente los índices de degradación de estos materiales.
La peligrosidad de los plásticos sobre el medio ambiente y los organismos vivos no solo se debe a la presencia y persistencia de estos materiales en el medio sino también a la liberación de sustancias químicas que pueden ser potencialmente tóxicas. Un único producto plástico puede contener cientos de sustancias químicas diferentes o aditivos que, en su mayoría, no se encuentran enlazadas covalentemente a la estructura del polímero y, por tanto, pueden ser liberados al medio con relativa facilidad. Los plásticos biodegradables y compostables siguen necesitando del uso de estos aditivos para mejorar sus propiedades y, estos compuestos químicos, suelen ser los mismo que los utilizados en los plásticos convencionales, pero adicionalmente, este tipo de materiales necesita del uso de otros aditivos adicionales para mejor su procesamiento.
Por todos estos motivos, para asegurar que los plásticos biodegradables y compostables puedan ser una solución al problema de la contaminación por residuos plásticos, es necesario evaluar la peligrosidad de estos materiales evaluando la toxicidad de las sustancias que pueden migrar al medio ambiente, las sustancias que se pueden generar durante el proceso de degradación y los peligros que puede conllevar la liberación de partículas de pequeño tamaño de estos materiales (micro y nanoplásticos).
Objetivo principal
El objetivo principal del proyecto BIOSAFE es realizar un estudio comparativo de las sustancias que pueden migrar o generarse durante los procesos de degradación de los materiales plásticos biodegradables y compostables frente a las de los plásticos convencionales bajo unas condiciones realistas que podrían sufrir estos materiales en su fin de vida en el medio ambiente, incluyendo además la evaluación toxicológica mediante bioensayos in vitro.
El proyecto está destinado a apoyar a las empresas de la Comunitat Valencia que han decido apostar por estos nuevos materiales biodegradables aportando datos sobre la seguridad de los mismos, así como información sobre el tipo de aditivos que pueden ser un riesgo para el medioambiente y la salud humana debido bien a sus productos de degradación o a su toxicidad y facilidad de liberación al medio.
Objetivos secundarios
Biosafe
01
Revisión de la situación actual en cuanto a normativa del uso de plásticos de un solo uso, tanto biodegradables como convencionales.
Biosafe
02
Recopilar las bases científico-técnicas del estado actual de los estudios sobre la toxicidad de las sustancias que pueden migrar al medio de los plásticos biodegradables.
Biosafe
03
Definir los casos de estudio que incluyan los fabricados con materiales biodegradables y materiales convencionales.
Biosafe
04
Realizar un diseño de experimento para la exposición de los materiales de estudio a las condiciones ambientales de fin de vida.
Biosafe
05
Desarrollar la metodología analítica necesaria para poder identificar las sustancias que puedan migrar de los plásticos al medio durante el proceso de fin de vida bajo condiciones ambientales.
Biosafe
06
Optimizar experimentalmente las condiciones cromatográficas para la identificación de estas sustancias.
Biosafe
07
Establecer una metodología para llevar a cabo la evaluación de riesgos en la que se utilizarán diferentes herramientas para calcular la toxicidad a través de bioensayos in vitro.
Biosafe
08
Impulsar esta línea de I+D centrada en la seguridad de los materiales biodegradables y su evaluación toxicológica.
Biosafe
09
Aumentar el conocimiento sobre la peligrosidad de estas sustancias sobre los organismos vivos.
Biosafe
10
Transferir a las empresas participantes en el proyecto la información obtenida.
Biosafe
11
Difundir y transferir los conocimientos adquiridos a través de jornadas, seminarios, etc.
Biosafe
12
Proporcionar a las empresas posicionamiento con respecto a la competencia frente a futuras regulaciones.
Biosafe
13
Ayudar a las empresas de la Comunitat Valenciana a anticiparse a posibles nuevas legislaciones sobre este tipo de materiales mediante el aumento del conocimiento de los mismos.
Biosafe
14
Promover la acción innovadora empresarial y, del mismo modo, AIMPLAS ampliará el conocimiento científico-técnico.
Biosafe
15
Proveer a las empresas de la Comunitat Valenciana de importantes desarrollos y conclusiones que contribuyan a obtener ventajas competitivas en el mercado y una gran innovación en diversos sectores.
Empresas colaboradoras
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Resultados
Estudio de toxicidad
Obtener un estudio comparativo de la toxicidad que pueden generar las sustancias que migran de los plásticos biodegradables al medio cuando son expuestas a condiciones ambientales.
Materiales seguros
Probar la seguridad de estos nuevos materiales que se han presentado como una solución al problema global por la contaminación por residuos plásticos.
Evaluar contaminantes
Evaluar los posibles efectos adversos de estos contaminantes mediante una batería de bioensayos basada en cultivos celulares.
El proyecto BIOSAFE ha permitido desarrollar y validar una metodología para evaluar la liberación de sustancias químicas y la posible toxicidad asociada a plásticos biodegradables y convencionales cuando son expuestos a condiciones ambientales en su fin de vida. Este estudio ha aportado información clave para comprender el comportamiento real de ambos tipos de materiales en el entorno marítimo y avanzar hacia soluciones más seguras y sostenibles.
En una primera fase, se llevó a cabo una revisión científico-técnica y normativa exhaustiva que permitió establecer la metodología de análisis, así como seleccionar los casos de estudio. Posteriormente, se realizó la caracterización inicial de los materiales, aplicando técnicas avanzadas como la pirólisis analítica (Py-GC/MS) para identificar aditivos, compuestos migrables y sustancias presentes en la matriz plástica antes de su degradación.
A continuación, los materiales fueron sometidos a condiciones ambientales simuladas, incluyendo radiación solar, humedad y temperatura controladas, con el fin de replicar de forma acelerada su degradación en el medio marino. Tras este proceso, se llevó a cabo un estudio detallado de los extractos obtenidos después de la exposición de los materiales a condiciones ambientales de fin de vida.
La caracterización química, realizada mediante técnicas cromatográficas, permitió identificar los compuestos liberados durante el proceso de degradación y evaluar las diferencias entre materiales biodegradables y convencionales.
Los análisis revelaron que los materiales biodegradables generaron una mayor diversidad de sustancias liberadas. No obstante, los ensayos toxicológicos realizados mediante diferentes bioensayos no mostraron indicios de toxicidad aguda en ninguno de los extractos analizados. Este resultado indica que, aunque estos materiales pueden liberar más compuestos al degradarse, ello no implica necesariamente un riesgo toxicológico inmediato para los organismos vivos.
La interpretación conjunta de los resultados permitió validar la metodología analítica y toxicológica desarrollada en el proyecto, demostrando su utilidad para futuros estudios sobre migración, degradación y seguridad de plásticos en el medio ambiente.
Perspectivas de futuro
Los resultados del proyecto BIOSAFE ofrecen un punto de partida sólido para seguir avanzando hacia la evaluación ambiental y toxicológica de materiales plásticos biodegradables en condiciones reales.
Desde una perspectiva industrial, este proyecto abre oportunidades para mejorar el diseño de materiales biodegradables, optimizar formulaciones y minimizar la liberación de compuestos potencialmente no deseados. Asimismo, proporciona a las empresas una base científica que les permitirá anticiparse a futuras regulaciones y reforzar su posicionamiento competitivo en el marco de la economía circular.
La creciente presión normativa y social hacia la sostenibilidad hará necesario seguir evolucionando las herramientas de evaluación toxicológica y de degradación ambiental. En este sentido, BIOSAFE contribuye al desarrollo de estrategias más seguras y eficientes, impulsando la innovación en materiales plásticos y promoviendo un modelo productivo más respetuoso con el medioambiente.
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Proyecto Biosafe
Nº Expediente: IMDEEA/2024/19
PROGRAMA: AYUDAS DIRIGIDAS A CENTROS TECNOLÓGICOS CV PARA PROYECTOS DE I+D EN COOPERACIÓN CON EMPRESAS 2024
ACTUACIÓN: IMDEEA-PROYECTOS DE I+D EN COLABORACIÓN CON EMPRESAS
PROYECTO: Evaluación de la Toxicidad de Plásticos en el Medio Ambiente: Un Enfoque Comparativo entre Biodegradables y Convencionales.
ENTIDAD BENEFICIARIA: AIMPLAS, INSTITUTO TECNOLÓGICO DEL PLÁSTICO
SUBVENCIÓN CONCEDIDA: 188.519,00 Euros
"Proyecto cofinanciado por la Unión Europea"
