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Material de origen biológico

Un material de origen biológico es un material fabricado intencionalmente, ya sea total o parcialmente, a partir de sustancias derivadas de organismos vivos (o que alguna vez vivieron) , [1] como plantas , animales , enzimas y microorganismos , incluidas bacterias , hongos y levaduras . [2] [3]

Por sus características principales de ser renovables y por su capacidad de almacenar carbono a lo largo de su crecimiento, los últimos años han asistido a su resurgimiento como una alternativa válida frente a materiales más tradicionales de cara a la mitigación del cambio climático. [4]

En el contexto europeo, más específicamente, la Unión Europea , que ha fijado el año 2050 como fecha límite para alcanzar la neutralidad climática , [5] está tratando de implementar, entre otras medidas, la producción y utilización de materiales de origen biológico en muchos sectores diversos. De hecho, varias regulaciones europeas, como la Estrategia Industrial Europea, [6] la Iniciativa de Biotecnología y Biofabricación de la UE [7] y el Plan de Acción Circular, [8] enfatizan los biomateriales. Estas regulaciones tienen como objetivo apoyar la innovación , la inversión y la adopción por parte del mercado de biomateriales, al tiempo que mejoran la transición hacia una economía circular donde los recursos se utilizan de manera más eficiente. [9] En este sentido, la aplicación de materiales de origen biológico ya se ha probado en varios segmentos del mercado, que van desde la producción de productos químicos , pasando por envases y textiles , hasta la fabricación de componentes de construcción completos. [9]

Los materiales de origen biológico pueden diferir según el origen de la biomasa de la que están constituidos en su mayoría. [10] Además, pueden fabricarse de forma diferente, [4] dando lugar a bioproductos de ingeniería simples o más complejos, que pueden utilizarse para muchas aplicaciones. [11] Entre los materiales procesados, es posible distinguir entre polímeros de origen biológico, plásticos de origen biológico , fibras químicas de origen biológico , cuero de origen biológico , [12] caucho de origen biológico , recubrimientos de origen biológico , aditivos de materiales de origen biológico y compuestos de origen biológico. [11] Los materiales no procesados, en cambio, pueden denominarse material biótico .

Materiales de origen biológico, orgánicos y biodegradables.

Materiales de origen biológico frente a materiales biodegradables

Los materiales de origen biológico suelen ser biodegradables , pero no siempre es así.

Por definición, los materiales biodegradables son compuestos orgánicos que pueden ser descompuestos por organismos vivos, como bacterias, hongos o mohos acuáticos, y reabsorbidos por el medio ambiente natural. [13]

La biodegradabilidad de un material depende de su estructura química, no del origen del material del que está hecho. [14] De hecho, los beneficios de sostenibilidad de los plásticos de origen biológico que se pueden utilizar como sustitutos se producen al principio del ciclo de vida del material , pero aun así, cuando se fabrican, su estructura es idéntica a la de sus homólogos de origen fósil. Por lo tanto, estos plásticos, conocidos como "de reemplazo", no son biodegradables y deberían reciclarse en los sistemas de reciclaje existentes. [14]

En este sentido, la biodegradabilidad no favorece la circularidad a menos que los materiales biodegradables se recuperen y procesen mediante un sistema que pueda recuperar o mejorar su valor. Por ello, se considera esencial garantizar una infraestructura adecuada para que estos materiales permanezcan en el sistema de gestión de materiales, por ejemplo, mediante el compostaje industrial o la digestión anaeróbica . [14]

Materiales de origen biológico frente a materiales orgánicos

De manera similar, los materiales de origen biológico no son necesariamente orgánicos , ya que el término "de origen biológico" simplemente indica el origen del material. [15] El término "orgánico" se refiere, en cambio, al cultivo de plantas o a la cría de animales de conformidad con los requisitos de la norma europea de agricultura ecológica. En consecuencia, un bioproducto puede ser tanto "de origen biológico" como "orgánico", pero no necesariamente así. [15]

Materiales de origen biológico frente a materiales de origen fósil

No es seguro que los materiales de origen biológico siempre tengan un mejor rendimiento que los materiales de origen fósil. [15] [16]

Su desempeño ambiental depende de una serie de factores, relacionados con el material de origen y con la cantidad y tipología de procesos de fabricación a los que debe someterse la materia prima natural para convertirse en un bioproducto. [16]

Uno de los principales factores que influyen en la sostenibilidad de los biomateriales es el consumo de tierra , la competencia por la tierra para la producción de alimentos y el agotamiento del suelo . [16] En este sentido, en el contexto europeo se han realizado muchos estudios para analizar la disponibilidad real de tierra para la producción de biomateriales, [17] [18] mientras que los biorresiduos y desechos procedentes de los sectores agroindustrial y forestal están ganando interés. [19] [20] [21]

Además, los procesos de fabricación necesarios para la producción de alternativas biológicas competitivas a los productos basados ​​en combustibles fósiles pueden dar lugar a un mayor consumo de energía o a productos "lineales", no circulares. Por lo tanto, se recomienda mantener una mentalidad crítica basada en el análisis del ciclo de vida [22] , ya que algunos bioproductos podrían requerir material o procesamiento adicional para garantizar la misma calidad, lo que necesariamente resultaría en un mayor consumo de energía. [16]

Véase también

Referencias

  1. ^ Desarrollo, Oficina de Investigación y. "MATERIALES DE BASE BIOLÓGICA". cfpub.epa.gov . Consultado el 21 de agosto de 2023 .
  2. ^ Bourbia, S.; Kazeoui, H.; Belarbi, R. (agosto de 2023). "Una revisión de la investigación reciente sobre materiales de construcción de origen biológico y sus aplicaciones". Materiales para energía renovable y sostenible . 12 (2): 117–139. doi : 10.1007/s40243-023-00234-7 . ISSN  2194-1459.
  3. ^ Sherwood, James; Clark, James; Farmer, Thomas; Herrero-Davila, Lorenzo; Moity, Laurianne (2016-12-29). "Recirculación: un nuevo concepto para impulsar la innovación en el diseño de productos sostenibles para productos de base biológica". Moléculas . 22 (1): 48. doi : 10.3390/molecules22010048 . ISSN  1420-3049. PMC 6155919 . PMID  28036077. 
  4. ^ ab "La economía circular del carbono: el papel de los materiales de origen biológico". Espacios humanos . 2021-11-05 . Consultado el 2024-07-12 .
  5. ^ "Mitigación del cambio climático: reducción de emisiones". www.eea.europa.eu . 2024-03-25 . Consultado el 2024-07-12 .
  6. ^ "Estrategia industrial europea - Comisión Europea". commission.europa.eu . Consultado el 12 de julio de 2024 .
  7. ^ "Rincón de prensa". Comisión Europea - Comisión Europea . Consultado el 12 de julio de 2024 .
  8. ^ "Plan de acción de la economía circular - Comisión Europea". environment.ec.europa.eu . Consultado el 12 de julio de 2024 .
  9. ^ ab "La Comisión toma medidas para impulsar la biotecnología y la biofabricación en la UE". ec.europa.eu . 2024-03-20.
  10. ^ Castellano, Giorgio; Paoletti, Ingrid María; Malighetti, Laura Elisabetta; Carcassi, Olga Beatriz; Pradella, Federica; Pittau, Francesco (2023), Amziane, Sofiane; Merta, Ildiko; Page, Jonathan (eds.), "Soluciones de base biológica para la modernización del parque de edificios existente: una revisión sistemática", Materiales de construcción de base biológica , vol. 45, Cham: Springer Nature Suiza, págs. 399–419, doi :10.1007/978-3-031-33465-8_31, ISBN 978-3-031-33464-1, consultado el 12 de julio de 2024
  11. ^ ab "¿Cuáles son las categorías de materiales de origen biológico? ¿Cuál es su relevancia para las emisiones de carbono?". 2022-03-11.
  12. ^ Kefale, Girmaw Yeshanbel; Kebede, Zerihun Teshome; Birlie, Alehegn Atalay (2023). "Una revisión sistemática sobre el posible sustituto del cuero natural con biocuero". Revista de ingeniería . 2023 : 1–11. doi : 10.1155/2023/1629174 .
  13. ^ "Biodegradabilidad | Definición, proceso, ejemplos, plásticos, compostaje y datos | Britannica". www.britannica.com . Consultado el 12 de julio de 2024 .
  14. ^ abc "Biobasado vs. Biodegradable | Bioplastic Feedstock Alliance". bioplasticfeedstockalliance.org . Consultado el 12 de julio de 2024 .
  15. ^ abc "Realidad o mito: productos de origen biológico, orgánicos, biodegradables. ¿Qué significan estos términos?". cordis.europa.eu .
  16. ^ abcd "¿"De base biológica" siempre significa "más sostenible"?". Ecochain . Consultado el 12 de julio de 2024 .
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  18. ^ Churkina, Galina; Organschi, Alan; Reyer, Christopher PO; Ruff, Andrew; Vinke, Kira; Liu, Zhu; Reck, Barbara K.; Graedel, TE; Schellnhuber, Hans Joachim (27 de enero de 2020). "Los edificios como sumidero global de carbono". Nature Sustainability . 3 (4): 269–276. Bibcode :2020NatSu...3..269C. doi :10.1038/s41893-019-0462-4. ISSN  2398-9629.
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  20. ^ Andrade, María Carolina; Gorgulho Silva, Caio de Oliveira; de Souza Moreira, Leonora Ríos; Ferreira Filho, Edivaldo Ximenes (01/04/2022). "Residuos de cultivos: aplicaciones de la biomasa lignocelulósica en el contexto de una biorrefinería". Fronteras en Energía . 16 (2): 224–245. doi :10.1007/s11708-021-0730-7. ISSN  2095-1698.
  21. ^ Mbabali, Herman; Lubwama, Michael; Yiga, Vianney Andrew; Were, Evans; Kasedde, Hillary (1 de abril de 2024). "Desarrollo de biocompuestos basados ​​en micelio de cáscara de arroz y aserrín: optimización de propiedades mecánicas, físicas y térmicas". Revista de la Institución de Ingenieros (India): Serie D . 105 (1): 97–117. doi :10.1007/s40033-023-00458-x. ISSN  2250-2130.
  22. ^ Sevigné-Itoiz, Eva; Mwabonje, Onesmus; Panoutsou, Calliope; Woods, Jeremy (20 de septiembre de 2021). "Evaluación del ciclo de vida (ECV): ¿información para el desarrollo de una bioeconomía circular sostenible?". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences . 379 (2206). Bibcode :2021RSPTA.37900352S. doi :10.1098/rsta.2020.0352. ISSN  1364-503X. PMC 8326828 . PMID  34334023.