Con la presión sobre los recursos naturales y las amenazas que pueden ocasionar a los negocios, rápidamente han surgido multitud de nuevos materiales que prometen dar solución al fuerte impacto de la industria tanto en la producción de materia prima como en el comportamentio de la misma al final del ciclo de vida.
Los biosintéticos son una fibra emergente que va ganando terreno entre las marcas y los minoristas de ropa, calzado y artículos para el hogar.
Hoy quiero explicarte qué son las fibras biosintéticas, en qué se diferencian de las sintéticas, qué tipos de fibras biosintéticas existen y cuál es el futuro que tenemos por delante.
¡Empezamos!
¿Qué son las fibras biosintéticas?
Las fibras biosintéticas son fibras sintéticas que se obtienen total o parcialmente de materias primas de base biológica. ****Es decir, una parte de su composición es gracias a organismos biológicos.
Los biosintéticos podrían llamarse con mayor precisión » sintéticos de base biológica». En general, con esta redacción nos referimos solo al hecho de que el material se obtiene en cierta proporción de materias primas de base biológica y no necesariamente sugiere nada sobre sus propiedades, como la biodegradabilidad. Los dos a menudo se combinan, pero en este caso, hay muchos ejemplos de fibras biosintéticas que no son biodegradables.
¿Qué significa l término ‘sintético’? Los polímeros son largas cadenas de moléculas, que pueden ser formadas por la naturaleza (como la celulosa del algodón) o por los humanos. En el último caso, estos se denominan típicamente polímeros sintéticos. Los plásticos son un subconjunto de polímeros sintéticos que se moldean de una forma específica (como una película o un objeto sólido). En la industria textil se utiliza el término ‘fibra sintética’ para referirse a lo que coloquialmente podría denominarse ‘fibra plástica’.
Tradicionalmente, los polímeros utilizados para fabricar «fibras sintéticas» se forman a partir de bloques de construcción moleculares derivados de la refinación del petróleo. Sin embargo, en muchos casos, estos polímeros también se pueden fabricar a partir de bloques de construcción moleculares derivados de fuentes biológicas. Estos componentes básicos moleculares procedentes de la naturaleza se forman a partir de una serie de transformaciones químicas, que suelen comenzar con la fermentación de una fuente de azúcar o la extracción de una sustancia química específica de una fuente vegetal.
Los biopolímeros que actualmente están comercialmente disponibles provienen de los azúcares, starches y lípidos . Se están desarrollando varias tecnologías para producirlos con más insumos como la biomasa (recursos provenientes de la agricultura y la actividad forestal, se conocen como biosintéticos de 2a generación) y algas, hongos y bacterias (biosintéticos de 3a generacción).
Fuente: Textile Exchange
¿Son biodegradables las fibras biosintéticas?
Las fibras sintéticas de base biológica pueden tener una variedad de propiedades y no son necesariamente biodegradables, como se suele suponer.
Existen muchos biosintéticos químicamente equivalentes a las fibras sintéticas a base de petróleo. En el caso que sean diferentes es que no comparten la fuente del carbono contenido dentro del polímero sintético. Sin embargo, hay muchos sintéticos de base biológica que no tienen un equivalente a base de petróleo.
Finalmente, es importante distinguir entre el contenido de base biológica de un polímero. En algunos casos, en su producción se utiliza una mezcla de componentes básicos moleculares del petróleo y recursos de base biológica, a menudo por falta de alternativas de base biológica disponibles comercialmente. En este caso, podemos referirnos al polímero resultante como parcialmente de base biológica, en lugar de totalmente (es decir, 100 %) de base biológica.
Como tal, no todas las fibras que se dice que son biosintéticas o de base biológica son necesariamente 100% de base biológica; siempre es importante leer la letra pequeña. El contenido de base biológica (normalmente por peso, como porcentaje) puede medirse en un laboratorio y verificarse mediante certificaciones de organizaciones como TÜV.
¿Cuáles son los principales tipos de fibras biosintéticas?
1. Poliamidas de base biológica
La poliamida de base biológica (BioPA) es un reemplazo potencial para las fibras tradicionales de poliamida a base de petróleo, como el nailon 6 y el nailon 6,6. La materia prima habitual utilizada para producir estas poliamidas de base biológica son las semillas de ricino. Mediante una serie de transformaciones químicas, el aceite que se extrae de estas semillas de ricino puede transformarse en polímeros sintéticos.
Dependiendo de la estructura química específica de la poliamida, el contenido real de base biológica del polímero puede variar desde alrededor del 60 % (parcialmente de base biológica) hasta el 100 % (totalmente de base biológica).
Al igual que las fibras sintéticas convencionales, las poliamidas de base biológica no suelen ser biodegradables. En algunos casos, tienen mejores propiedades de rendimiento que las fibras sintéticas tradicionales como el nailon, aunque en otras áreas, como la capacidad de teñido, existen inconvenientes.
En lo que respecta al impacto por emisiones de carbono, la mayoría de los datos sugieren que tienen un impacto de carbono significativamente mejor que las poliamidas totalmente basadas en petróleo. En este caso, los beneficios de la disminución del impacto ambiental y las características de rendimiento específicas que se necesitan deben sopesarse cuidadosamente.
También existe la posibilidad de fabricar nailon 6 convencional a partir de materias primas de base biológica, que sería un verdadero reemplazo directo del nailon a base de petróleo. Aunque actualmente no es comercial, el trabajo en esta área está en curso. Empresas como Genomatica han creado procesos para producir bloques de construcción moleculares clave para el nailon 6 a través de la fermentación microbiana, utilizando microbios modificados genéticamente.
2. Poliésteres de base biológica
PET de base biológica (poliéster convencional)
El tereftalato de polietileno o PET es la fibra más común, normalmente denominada «poliéster» en el sector textil y de la moda, aunque el poliéster se refiere de hecho a una amplia clase de polímeros sintéticos con muchas propiedades diferentes.
Es posible fabricar PET, poliéster convencional, como un polímero de base biológica parcial y potencialmente incluso como un polímero de base biológica total (bioPET). Actualmente, solo hay versiones ‘parcialmente’ de base biológica en el mercado, ya que solo uno de los componentes moleculares está disponible a gran escala como alternativa de base biológica.
La fibra de PET parcialmente biológica está disponible en el mercado y sus propiedades son exactamente equivalentes al PET convencional.
Mientras el beneficio en emisiones de carbono para el caso de los nailons de base biológica es más claro, en el caso del poliéster convencional (PET) de base biológica esto no está tan claro. Muchos estudios muestran que el PET parcialmente biológico tiene un impacto de carbono similar, o a veces peor, que el PET a base de petróleo.
Otros poliésteres (PTT, PBS)
El PTT es un sintético de base parcialmente biológica, similar al poliéster convencional, pero con más características de elasticidad. Como solo uno de los componentes básicos moleculares es de origen biológico, el contenido de origen biológico es del 37 %. Es comercializado por Dupont principalmente bajo la marca Sonora.
El PBS (succinato de polibutileno) es un polímero que también se puede fabricar como una alternativa al petróleo, hecho de materia prima parcialmente biológica o incluso totalmente biológica. Aunque las fibras de PBS no están ampliamente disponibles a gran escala, algunos innovadores, como Kintra Fibers, están intentando fabricar fibras basadas en este polímero como base. El PBS puede ser compostable en algunos entornos (por ejemplo, compostaje industrial o compostaje doméstico), según la composición específica del polímero.
3. Poliésteres totalmente biodegradables y de base biológica
Ácido poliláctico (PLA)
Actualmente, el PLA no se usa ampliamente en prendas, aunque actualmente es uno de los polímeros de base biológica de más rápido crecimiento en el mercado en general, debido a su popularidad en el sector del envase y embalaje. De hecho, también se puede usar para fabricar fibras, y el filamento PLA ya se usa ampliamente en otras aplicaciones, como las bolsitas de té. El PLA se puede utilizar para fabricar una fibra cortada o un filamento continuo y se ha utilizado tanto en tejidos de punto como tejidos planos.
El PLA también se ha estudiado para mezclarlo con otras fibras como el algodón, la lana o el lyocell y puede usarse para otras prendas de vestir, como calzado y bolsos. Empresas textiles innovadoras como Pyratex y Noosa están ofreciendo textiles hechos de PLA para aplicaciones de prendas de vestir. Por lo general, el azúcar que se usa en la producción de los componentes básicos del PLA se obtiene del maíz o la caña de azúcar. Es 100 % de base biológica y se ha demostrado que es compostable, pero normalmente solo en posiciones de compostaje «industriales» específicas, lo que significa que no se descompondrá fácilmente en el medio ambiente o en un montón de compost doméstico.
También debemos tener en cuenta que tanto los cultivos de maíz como los de caña de azúcar tienen fuertes impactos ambientales en el entorno. No por ser de base biológica, un insumo deja de tener impacto negativo, especialmente a las escalas de producción que estamos exigiendo en la industrai.
Polihidroxialcanoatos (PHA)
Los PHA son una clase de polímeros que se producen directamente mediante ciertos procesos de fermentación bacteriana. En comparación con otros polímeros, la biodegradabilidad tiende a ser mucho más favorable en las condiciones qdel compostaje doméstico, así como en los entornos marinos y del suelo.
Sin embargo, los PHA han tenido dificultades para encontrar aplicaciones comerciales y se han observado dificultades para crear fibras duraderas a partir de ellos.
4. Poliuretanos y elastanos de base biológica
Los poliuretanos son una amplia familia de polímeros sintéticos, de los cuales el elastano (Spandex o Lycra) es importante para el sector textil y de la moda como una fibra clave que proporciona elasticidad.
Los poliuretanos también son importantes en la creación de espumas y materiales de piel sintética utilizados en calzado y accesorios. Los poliuretanos de base biológica parcial (típicamente en el rango de 30-40% en peso de base biológica) están disponibles comercialmente para muchas aplicaciones diferentes.
La compañía LYCRA había anunciado anteriormente un elastano parcialmente de base biológica en 2014, que desde entonces ha sido descontinuado. Por lo tanto, los reemplazos de base biológica para elastanos son actualmente muy escasos.
Sin embargo, están disponibles poliuretanos parcialmente biológicos para suelas y entresuelas de zapatos, así como materiales de cuero sintético y caucho sintético.
Actualmente, no hay mucho avance en hacer poliuretanos convencionales totalmente de base biológica, por lo que existe una limitación en lo que se puede lograr, aunque se están explorando alternativas novedosas basadas en polímeros naturales como la lignina.
¿Cuál es el futuro de las fibras biosintéticas?
Los biosintéticos (o sintéticos de base biológica ) ya están disponibles comercialmente, y se espera cada vez más innovación al respecto. Por ahora su volumen de producción en relación con los sintéticos convencionales es aún pequeño.
La gama de propiedades de los sintéticos de base biológica es amplia y sus propiedads comparables a los materiales sintéticos convencionales. Esto hace que sean relativamente fáciles de sustituir.
Ahora bien, no todos los biosintéticos son necesariamente preferibles desde el punto de vista de la huella de carbono. Además, es importante considerar el impacto ambiental de estos materiales más alla del carbono. Debemos considerar, por ejemplo, el uso de productos químicos debido a la agricultura y su efecto sobre la eutrofización, la ocupación, la generación de residuos no aprovechables, la transformación de ecosistemas y otros impactos ambientales.
Por lo tanto, no podemos decir que toda la gamma de biosintéticos son mejores en todas las categorías de impacto y en todas las fases del ciclo de vida. Debemos hacer un análisis de cada material caso por caso.
En general, romper el vínculo entre el consumo de materiales y la extracción de combustibles fósiles es un avance importante y al que la sustitución de los sintéticos convencionales por sintéticos de base biológica puede contribuir.
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Documento traducido de Circuvate
