El mundo de los polímeros naturales

Todo lo que nos rodea está formado por polímeros, es decir, compuestos químicos constituidos por muchas unidades repetitivas (los llamados monómeros). Desde los envases, pasando por los textiles, hasta los elementos estructurales. Se dividen en polímeros sintéticos y polímeros naturales. Entre los polímeros sintéticos se incluyen, entre otros, polietileno (PE), polipropileno (PP), ácido poliláctico (PLA), politereftalato de etileno (PET) y muchos más.

La diferencia entre los polímeros naturales y los sintéticos es que los polímeros sintéticos se producen gracias a la intervención del ser humano, mientras que los polímeros naturales se encuentran en la naturaleza de forma natural. Pueden encontrarse tanto en organismos vegetales como animales, donde actúan como material estructural, sustancia protectora o reserva de energía o microorganismos. Están presentes en muchos productos que usamos diariamente, desde fibras en la ropa hasta envases biodegradables Y en las últimas décadas el interés por los polímeros naturales ha crecido significativamente debido a la presión por reducir el impacto ambiental de los plásticos convencionales y por aprovechar recursos renovables.

¿Pero qué es exactamente un polímero natural?

A los polímeros naturales se les atribuyen cuatro grupos de compuestos: los polisacáridos, las proteínas, los ácidos nucleicos y el látex (caucho natural).

Los polisacáridos son los polímeros naturales más abundantes y ampliamente distribuidos en la naturaleza. Están formados por moléculas de azúcares simples, y algunos ejemplos son:

• la celulosa, que constituye el componente principal de las paredes celulares de las plantas; está compuesta por entre una docena y varios cientos de miles de unidades de glucosa;
• el almidón, polisacárido formado por amilosa y amilopectina que actúa como sustancia de reserva energética en los vegetales; el principal carbohidrato en la dieta humana, el cual se emplea como agente espesante y estabilizador en numerosos productos, que van desde las salsas hasta los postres;
• la quitina, que forma los exoesqueletos de los insectos y crustáceos. A partir de la quitina se puede obtener quitosano mediante una desacetilación parcial, lo que aumenta su solubilidad en agua y permite su uso en medicina, cosmética e industria alimentaria;
• la pectina, que se utiliza como agente gelificante y emulsionante. Las fuentes más ricas en pectina son las cáscaras de frutas cítricas (naranjas, limones, pomelos), que contienen aproximadamente un 20-30 % de materia seca.

Otros polisacáridos, algo menos comunes, son carragenina, agar, xantana, alginato e inulina.

Un polímero natural que no se clasifica ni como polisacárido ni como proteína es la goma natural (látex). Es un material obtenido principalmente del Hevea brasiliensis, el árbol del caucho.

Sin embargo, en la literatura también puede encontrarse otra clasificación de los polímeros naturales: los de origen vegetal y los de origen animal.

Los polímeros naturales son, sin duda, extraordinarios y poseen muchas ventajas en comparación con los sintéticos. Su biodegradabilidad es una de sus principales fortalezas: materiales como la celulosa, el almidón o la quitina pueden degradarse de manera natural en el medio ambiente mediante la acción de microorganismos, reduciendo así la acumulación de residuos plásticos. Aunque algunos biopolímeros sintéticos, como el PLA, son compostables, no siempre se degradan completamente en condiciones naturales, lo que limita su sostenibilidad a largo plazo. Además, son biocompatibles, por lo que son candidatos ideales para aplicaciones biomédicas, farmacéuticas o alimentarias.

Otro aspecto muy importante que destaca entre sus ventajas es que provienen de fuentes renovables, lo que contribuye a la sostenibilidad ambiental. Esto permite reducir la dependencia de recursos fósiles y minimizar la huella de carbono.

Lamentablemente, también presentan ciertas desventajas importantes que no les permiten sustituir completamente a los materiales convencionales. Los polímeros artificiales (sintéticos) son más resistentes que los naturales en lo que respecta a las propiedades térmicas y mecánicas. Esta superioridad se debe a que en los polímeros sintéticos se pueden optimizar la longitud de las cadenas, la densidad de entrecruzamiento y la distribución de los monómeros, lo que permite obtener materiales con propiedades predecibles y uniformes. (modificación química – que no hay modificacion)

 ¿Cuáles son las aplicaciones de los polímeros naturales?

1. En industria alimentaria, tanto como alimentos o aditivos tipo espesantes, geles, recubrimientos comestibles como por ejemplo la pectina y agar.
2. En packaging, los polímeros naturales se emplean en la fabricación de films biodegradables, recubrimientos comestibles y envases rígidos a base de celulosa o almidón. También se utilizan en soluciones de envasado activo, por ejemplo, con quitosano o proteínas, para mejorar la barrera y prolongar la vida útil de los alimentos.
3. En la industria textil y papelera, la celulosa es un gran ejemplo. Es el componente principal de las fibras vegetales como el algodón y el lino, y también se utiliza para la producción de fibras artificiales como la viscosa, el acetato y el lyocell o en la fabricación de papel.
4. En la medicina y farmacéutica, donde se utilizan para materiales de curación, regeneración de tejidos (quitina), suturas quirúrgicas, implantes y sistemas de liberación de fármacos.
5. En la cosmética, donde por ejemplo el alginato y el quitosano se utilizan en geles hidratantes y cremas porque retienen agua y forman películas humectantes sobre la piel así que están ayudando a mantener la hidratación durante más tiempo. Además, polímeros como pectina o gelatina pueden encapsular antioxidantes,

En AIMPLAS llevamos muchos años trabajando en el procesado y la funcionalización de polímeros naturales, empleando una amplia variedad de tecnologías, (como el compounding, extrusión, inyección) y diferentes métodos de obtención de recubrimientos, lo que incluye también el trabajo con suspensiones. Los materiales obtenidos son versátiles y se aplican tanto en la industria del envase y embalaje como en el sector agrícola.