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¿Qué tan «ecológico» es realmente el filamento PLA?

Publicado el julio 23, 2019 por Lucía C.
Filamento PLA sostenible

El filamento  PLA es uno de los materiales de impresión 3D más populares y utilizados para las impresoras 3D FDM: es muy fácil de imprimir en comparacion con otros materiales, lo que lo convierte en el filamento ideal para los que están iniciandose en la fabricación aditiva. Además de esto, el PLA se ve a menudo como un material más sostenible y más seguro que otros materiales. ¿Pero de dónde viene esta suposición? ¿Qué tan ecológico es realmente? Para responder a estas dudas hemos hecho una investigación con ayuda de expertos del sector. 

Florent Port es el presidente de Francofil, empresa especializada en producir una variedad de filamentos de impresión 3D. Nicolas Roux, CEO de Zimple 3D, con 7 años de experiencia en impresión 3D,  ha desarrollado soluciones, como un filtro de aire, para las emisiones de la impresión 3D. Jan-Peter Willie es el cofundador de 3D4Makers, un fabricante holandés de filamentos con muchos años de experiencia en la producción de plásticos.

Filamento PLA

Le preguntamos a nuestros expertos cuáles, según su experiencia, son los errores y malentendidos más importantes que rodean al filamento PLA. Florent menciona que una de las características más malinterpretadas del PLA: «Es que es biodegradable, lo que implica que no importa si lo arrojas a la naturaleza» o que «El PLA no emite emisiones tóxicas». Hoy queremos aclarar los errores o malentendidos sobre el PLA y al mismo tiempo aprender más sobre la sostenibilidad de este material. Por lo tanto, nos centraremos principalmente en su biodegradabilidad, sus emisiones, la producción del material, y otras cuestiones como la reciclabilidad.

¿Cómo se fabrica el PLA?

El PLA (ácido poliláctico), también llamado ácido poliláctico, se deriva de materias primas naturales y renovables, como el maíz, y pertenece a los poliésteres como un polímero sintético. El almidón (glucosa) se extrae de las plantas y se convierte en dextrosa mediante la adición de enzimas. Esto es fermentado por microorganismos en ácido láctico, que a su vez se convierte en polilactida. La polimerización se produce con cadenas moleculares, similares en sus propiedades a los polímeros a base de petróleo.

Como tal, el PLA puro se produce a partir de materias primas renovables y no se basa en combustibles fósiles, como el ABS. Algo bastante positivo, considerando que el petróleo es un recurso finito. Sin embargo, surge la pregunta sobre si es éticamente justificable fabricar plástico a partir de alimentos, donde nuestra población mundial está creciendo y se necesitan cada vez más. Jan-Peter comentó sobre este tema: «Hay mucha discusión sobre cuánto CO2, combustibles fósiles y agua se consumen en la producción de bioplásticos a partir de materiales naturales y si afectan negativamente la producción de alimentos. Para hacer 1 kg de PLA, se necesitan 2.65 kg de maíz«. Con 270 millones de toneladas de plástico producidas cada año, reemplazar el plástico convencional con PLA del maíz eliminaría 715.5 millones de toneladas del suministro mundial de alimentos en un momento en que el calentamiento global está reduciendo la productividad de la agricultura tropical». Al cambiar a bioplásticos, los campos para la alimentación tendrían que competir con el plástico. También se discute mucho sobre los dos términos ‘biodegradable’ y ‘compostable’.

PLA maiz

El pPLA está desarrollado a partir de maiz. Créditos: Garten Journal

¿Qué significa «biodegradable» y «compostable»?

Jan-Peter: «Mucha gente confunde biodegradable con ‘compostable’. «Biodegradable» generalmente significa que un objeto puede ser biodegradado, mientras que «compostable» generalmente indica que tal proceso conduce al desarrollo de composta «.

Un material ‘biodegradable’ se puede descomponer bajo ciertas condiciones anaeróbicas o aeróbicas. Sin embargo, casi cualquier material, tarde o temprano, se descompondrá en la naturaleza con el tiempo. Por lo tanto, las condiciones ambientales exactas para la biodegradabilidad deben definirse explícitamente.

El compostaje es un proceso hecho por el hombre. De acuerdo con la norma europea EN13432, un polímero o empaque se considera «compostable» si, en una planta de compostaje industrial, se convierte en al menos 90% de microorganismos en CO2 dentro de 6 meses y contiene aditivos hasta un máximo de 1% de la masa inicial Son inofensivos (no tóxicos y no tienen efectos negativos en el crecimiento de las plantas).

Procesamiento de residuos biológicos. Créditos: Agencia Federal del Medio Ambiente.

¿Podemos realmente llamar al filamento PLA biodegradable?

El término ‘biodegradable’, usado a menudo en la aplicación de material de PLA, sugiere que el PLA, al igual que los desechos de cocina, puede pudrirse en la composta doméstico o en la naturaleza. Sin embargo, este no es el caso. El PLA se puede describir como «biodegradable», pero en las condiciones particulares del compostaje industrial, hay que decir que es un polímero degradable «, nos comentó Florent. Jan-Peter mencoina: «El PLA es compostable, pero solo en una planta de compostaje industrial».

«Para que el PLA sea verdaderamente degradado, las condiciones de compostaje industrial son necesarias, temperatura y humedad controladas, en presencia de microorganismos «. explicó Florent. En estas condiciones de compostaje industrial, el PLA puede biodegradarse en unos pocos días o pocos meses. Las temperaturas deben estar por encima de 55-70ºC. 

Desafortunadamente, el término «biodegradable» utilizado por los fabricantes y distribuidores puede ser un tanto engañoso para el usuario final si no se define más. La Agencia Federal del Medio Ambiente también señala en su informe que un mayor impacto ambiental puede ocurrir a través del micro-plástico, si debido a esta biodegradabilidad comunicada se desechan más plásticos.

PLA ecología

El plásticos PLA no puede biodegradarse sin pasar por un sistema industrial.

Al aire libre, lleva al menos 80 años descomponer el PLA, esto contribuye a la contaminación ambiental del plástico y, sobre todo, de los microplásticos, además del plástico convencional del petróleo crudo en el mar y en tierra. Por lo tanto, el PLA no debe lanzarse a la naturaleza, aterrizar en compostadores domésticos o desechos orgánicos. Eso nos lleva a la pregunta de qué sucede con el EPL tan pronto como lo descartamos.

¿Se puede degradar el PLA y otros bioplásticos en todas las plantas de compostaje?

La respuesta es no. Un informe de resultados de una encuesta de German Environmental Aid (DUH) con casi 1000 plantas de compostaje para residuos biológicos y residuos verdes, encontró que el 95% de estas plantas de compostaje no pueden compostar los bioplásticos de acuerdo con los estándares. El 80% de estas plantas de compostaje, que compostan los residuos orgánicos, consideran que el bioplástico es una impureza. Esto demuestra que aunque el PLA puede ser biodegradado en teoría, en la práctica carece de la infraestructura adecuada para la biodegradación.

¿Se puede reciclar el PLA?

Por sí mismo, el PLA se puede reciclar de acuerdo con los tres expertos. Sin embargo, Florent señala: «Actualmente no hay una recolección oficial de residuos de PLA de la impresión 3D. De hecho, los canales de residuos de plástico actuales dificultan la distinción del PLA de otros polímeros como el PET (botellas de agua), y la contaminación de estos materiales con el PLA perjudica el reciclaje”.

Créditos: RepRad Ltd.

Lo que se debe saber sobre las emisiones al imprimir con filamento PLA

Mucha gente piensa que las emisiones liberadas por la presión del PLA son completamente inofensivas porque este plásticos  emite un olor bastante dulce cuando se imprime. En contraste, el ABS a base de petróleo emite un olor plástico desagradable. A Nicolas Roux, CEO de Zimple 3D, experto en emisiones de filamentos, le preguntamos qué emisiones de PLA realmente son liberadas durante la impresión. «Los estudios científicos han demostrado que el PLA emite una cantidad significativa de nanopartículas que pueden atravesar la barrera capilar alveolar y contaminar todo el cuerpo a través de la sangre«. Esta barrera o membrana es la parte del pulmón a través de la cual se produce el intercambio de gases. Funciona, es decir, la absorción de oxígeno y la liberación de dióxido de carbono.

«Estas partículas son principalmente lactidas, pero muchas otras partículas tóxicas pueden liberarse, ya que los filamentos utilizados rara vez son 100% PLA y contienen hasta 40% de aditivos. Es por eso que se encuentran pruebas que muestran que el PLA emite estireno, clorometilo y muchos otros compuestos cancerígenos conocidos en la industria química «. Un informe de la Agencia Federal de Medio Ambiente también confirma la contaminación de partículas, nanopartículas y COV (compuesto orgánico volátil) en el proceso basado en extrusión. Impresión 3D de PLA y otros plásticos como ABS, donde las emisiones de ABS deberían ser mayores que para PLA.

Solución para limpiar la emisiones de la impresión 3D. Créditos: Zimple

¿Qué tan peligrosas son estas emisiones?

«En ausencia de una hoja de datos de seguridad compatible, los peligros del filamento son muy diferentes, aunque todos existen. Los aditivos utilizados y el proceso de fabricación del filamento tienen un gran impacto en lo peligroso de sus emisiones «, explica Nicolas. Por lo tanto, es seguro que las nanopartículas se desviarán sin control hacia el aire cuando se presiona el PLA, contaminando así el cuerpo del usuario.

«Por lo tanto, es necesario protegerse limitando el riesgo». Para no estar expuesto a las emisiones al azar, Nicolas recomienda nunca trabajar cerca de una impresora 3D que esté en funcionamiento, ventilar el espacio en el que se imprime y posiblemente utilizar un sistema de filtración.

¿Hay algún filamento que sea más respetuoso con el medio ambiente que otros? 

Florent: «Los biofilamentos son más respetuosos con el medio ambiente que los de los recursos fósiles». Sin embargo, depende de los aditivos agregados, por lo que algunos fabricantes como Francofil también producen filamentos de PLA cuyos aditivos no contienen químicos. Muchos de sus filamentos de PLA han agregado subproductos (desperdicios) como los mejillones, el trigo y los granos de café, lo que los hace 100% biológicos, seleccionados dentro de la mejores iniciativas que mezclan impresión 3D y ecología

Nicolas opina que no existe una alternativa sostenible real para el filamento de PLA: «Desafortunadamente, no conozco ningún filamento realmente verde y seguro que no emita partículas o que sea capaz de biodegradarse en el suelo o en un océano. La preferencia de los filamentos con hojas de seguridad conformes de los fabricantes europeos es, en mi opinión, una actitud responsable en la elección de los materiales «. También Jan-Peter recomienda filamentos europeos: «En el PLA, que proviene de Asia, hay muchos proveedores que no especifican lo que hay en su filamento». Continúa: «Hay muchos plásticos en la impresión 3D hechos de materias primas naturales, pero muy raramente se ven como filamentos. Probablemente sea difícil hacer un filamento para la impresión «.

Sin embargo, hay compañías, como la startup canadiense Genecis, que están trabajando en el desarrollo de polímeros que se degradan en entornos naturales después de unos 12 meses. Además, ahora hay algunos fabricantes, como Nefilatek, que ofrece filamentos reciclados. Esto sigue siendo plástico, pero definitivamente más sostenible que el nuevo material.

Genecis

Desarrollo de plásticos a partir de bacterias. Créditos: Genecis

¿Se debe reducir la utilización del filamento PLA?

El PLA se compone de materias primas renovables y es biodegradable en sitios de compostaje industrial. Sin embargo, debido a la falta de infraestructura, es difícil compostar o reciclar verdaderamente PLA industrialmente. Contrariamente a la creencia popular, el filamento PLA también emite sustancias nocivas, aunque menos que el ABS. El problema real con los filamentos de PLA es que sus propiedades están parcialmente comunicadas y no están claramente definidas.

En general, se puede decir que el PLA, a través de su fabricación a partir de materias primas renovables y la posibilidad teórica de biodegradación, es algo más sostenible que el plástico de los combustibles fósiles. Pero el plástico está y sigue contaminando la naturaleza y los mares. Por lo tanto, la única alternativa verdaderamente realista es usar la menor cantidad de plástico posible, ya sea «biodegradable» o no. En la impresión 3D, se debe imprimir solo lo necesario, si estás buscando una manera de ser más sostenible. También debes hacer todo lo posible para reciclar correctamente el plástico utilizado con soluciones como las de ProtoCycler o Plast’if, dos soluciones domésticas para reciclar tus modelos o plásticos desde casa. 

Filamento PLA

Utilizar únicamente lo necesario es una de las posibles soluciones. Créditos: Umeleon.

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Un comentario

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  1. Javier dice:

    Muy buen artículo. Está claro que la impresión 3D es una revolución que nos está permitiendo soltar nuestra imaginación para diseñar e implementar multitud de accesorios que nos pueden hacer nuestro día a día más fácil.

    Pero, como se explica en el artículo, no todo el progreso viene acompañado de beneficios. Para que esto sea sostenible solo tienes que imprimir lo necesario, utilizar filamentos que hagan el menor daño posible al medio ambiente, que estén hechos de materias primas naturales y que se descompongan en el medio de forma natural, sin uso de energía adicional y en poco tiempo.

    Creo que el terreno doméstico, donde la impresión 3D es un entretenimiento, debemos utilizar impresoras 3D que utilicen tecnologías y filamentos que no dañen el medio ambiente. La tecnología FDM y los filamentos 100% biológicos son una excelente opción en la actualidad. Debemos comprar filamentos de fabricantes comprometidos con el medio ambiente que especifiquen claramente que aditivos utilizan y que podamos elegir a conciencia.

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