Desarrollan “papel transparente” para reemplazar el plástico

 (japannews.yomiuri.co.jp)
1 puntos por GN⁺ 2025-06-07 | 1 comentarios | Compartir por WhatsApp
  • Un equipo de investigación de JAMSTEC y otras instituciones en Japón fabricó láminas gruesas de papel transparente con celulosa basada en biomasa vegetal, mostrando su potencial para sustituir envases plásticos
  • El nuevo material puede descomponerse por acción de microorganismos en agua y dióxido de carbono, y al ser más grueso que los materiales convencionales de celulosa puede moldearse en formas como vasos y popotes
  • Para su fabricación se utiliza polvo de celulosa obtenido de las fibras superficiales de semillas de algodón y una solución de bromuro de litio en agua, seguida de gelificación a alta temperatura, moldeo y secado
  • Cuando se fabricó en forma de vaso y popote, su resistencia fue similar a la del policarbonato, y aun con una lámina de 0.7 mm de grosor se podía ver con claridad un paisaje a 100 m de distancia
  • Para su comercialización se requiere una planta de producción a gran escala; con base en una planta piloto, se estima que el costo de producción sería unas 3 veces el del papel común, y que las emisiones de CO2 serían aproximadamente la mitad de las del proceso de fabricación de plásticos

Papel transparente de origen vegetal

  • Un equipo de investigación de JAMSTEC y varias instituciones desarrolló láminas gruesas de papel transparente con celulosa producida a partir de biomasa vegetal
  • Dado que el plástico es señalado como una causa de la contaminación marina, se espera que este material funcione como alternativa a los envases plásticos
  • Al ser más grueso que los materiales existentes basados en celulosa, puede usarse para fabricar recipientes

Método de fabricación y transparencia

  • La materia prima es polvo de celulosa obtenido de las fibras superficiales de semillas de algodón
  • El proceso de fabricación es el siguiente
    • Disolver el polvo de celulosa en una solución de bromuro de litio en agua
    • Mezclar mientras se eleva la temperatura hasta llevarlo a un estado de gel
    • Moldear y secar el material gelificado
  • La transparencia se genera porque fibras a escala nanométrica, es decir, del orden de una milmillonésima de metro, quedan densamente compactadas dentro de la lámina
  • Como la concentración de fibras es alta, la luz no se dispersa y atraviesa la lámina en línea recta

Resistencia y visibilidad

  • La resistencia del material moldeado en vaso y popote fue casi comparable a la del policarbonato, un tipo de plástico
  • El papel transparente de 0.7 mm de grosor también mantuvo su flexibilidad
  • A través de una lámina del mismo grosor se podía ver con claridad un paisaje a 100 m de distancia

Biodegradabilidad en el mar

  • El equipo investigó la biodegradabilidad del papel transparente asumiendo la posibilidad de que termine en el océano
  • Tras hundir la lámina en el mar, verificaron si los microorganismos marinos podían descomponerla
  • Cuanto mayor era la profundidad, menos microorganismos había y más lenta era la descomposición
  • Aun así, incluso a una profundidad de 757 m, la lámina se descompuso en su mayor parte en menos de 4 meses

Retos de comercialización y costos

  • Hasta ahora, la alternativa más común a los envases plásticos había sido el cartón para envases
  • Según especialistas del sector, como el cartón para envases no permite ver el contenido, eso puede reducir la intención de compra de los consumidores
  • El papel transparente puede resolver el problema de no poder ver lo que contiene el envase
  • Para llevarlo al mercado, se necesita una planta con tecnología para producción a gran escala de este material
  • El subinvestigador principal Isobe Noriyuki, de JAMSTEC, estima que si se construye una planta demostrativa, el costo de producción sería aproximadamente 3 veces el del papel común
  • En la misma estimación, las emisiones de CO2 podrían mantenerse en alrededor de la mitad de las del proceso de fabricación de plásticos
  • El profesor Masaya Nogi, de Osaka University, considera que ya existía papel transparente, pero que la fortaleza de este nuevo material es haber demostrado su biodegradabilidad en aguas profundas

Lecturas relacionadas

1 comentarios

 
GN⁺ 2025-06-07
Opiniones de Hacker News

  • La razón por la que se usa tanto plástico no es su transparencia, sino que es liviano y no biodegradable.
    Como dura miles de años, también sirve para conservar alimentos, y puede usarse en muchas piezas sin preocuparse demasiado por la lluvia o las condiciones ambientales.
    Creo que lo que se necesita es un material que no se degrade en absoluto bajo la mayoría de las condiciones de la vida humana, pero que se descomponga rápidamente cuando se le aplique una señal poco común, como ciertos químicos, temperatura o presión.

    • El plástico también se usa mucho porque es muy fácil de moldear y muy apto para la producción en masa. Que se le pueda dar forma fácilmente quizá sea la razón más fuerte para elegirlo.
      El plástico toma la ligereza y el bajo costo de la madera, la facilidad de moldeado y la impermeabilidad de la cerámica, y la durabilidad cotidiana del metal, evitando a la vez las grandes desventajas de cada material.
      No es perfecto, pero al sumar pros y contras queda claro por qué se usa tan ampliamente.
    • El artículo ya menciona el uso: los empaques de papel son la alternativa más común a los envases de plástico, pero tienen el problema de que los consumidores no pueden ver el contenido y por eso dudan en comprar.
      El papel transparente podría resolver este problema, pero dicen que para lanzarlo al mercado se necesita una fábrica con tecnología de producción en masa.
    • No es del todo cierto. Se desechan muchos empaques de papel con una ventana de plástico.
      No podrá reemplazar todo el plástico, pero sí puede sustituir una parte de sobra.
      Como el plástico cumple muchas funciones, un solo material no puede reemplazarlo todo, pero sin duda hay nichos significativos para el plástico de un solo uso.
    • A la gente no le gusta el plástico porque dure miles de años. Lo que le importa es conservar bien los alimentos.
      Si se puede hacer eso sin que dure miles de años, me parece un logro bastante grande.
    • Incluso si un material así fuera posible, haría falta partir de la premisa de que la gente lo recolecte y lo envíe a instalaciones de descomposición.
      La cantidad de plástico tirado en el ambiente ya demuestra que a la gente no le importa tanto.

  • ¿Lo viejo vuelve a ser nuevo?
    https://en.wikipedia.org/wiki/Celluloid
    https://en.wikipedia.org/wiki/Cellophane

    • El artículo original de los investigadores está aquí:
      https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads2426
      El objetivo parece haber sido un material que 1) fuera transparente, 2) pudiera fabricarse con suficiente grosor y 3) estuviera hecho puramente a base de celulosa.
      El celofán cumple 1 y 3, pero es difícil hacerlo grueso; el papel cumple 2 y 3, pero no es transparente.
      El celuloide no se trata explícitamente en el paper, pero parece no cumplir 3 porque no es celulosa pura. La aplicación principal parece ser el empaque de alimentos.
    • Al considerar varias condiciones en conjunto, uno se pregunta si los romanos de verdad no habrán estado en la cúspide de la tecnología.
    • El proceso de viscosa para fabricar celofán es extremadamente tóxico. El proceso lyocell es más seguro porque los químicos que usa son menos volátiles, pero ambos requieren muchos químicos finos como disulfuro de carbono o N-methylmorpholine oxide, y más recientemente 1,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-enium acetate.
      Por eso el celofán normalmente se usa solo en pequeñas cantidades, y con el rayón pasa algo parecido.
      En cambio, el bromuro de litio es una sal estable y tan barata que se acerca al precio de sus elementos, por lo que es fácil escalarlo y reciclarlo.
    • Curiosamente, nunca había hecho la conexión de que el celofán está basado en celulosa. Simplemente pensaba que era plástico.
    • Suena parecido al celofán, pero el proceso de fabricación es muy distinto. Podría tener propiedades nuevas que el celofán no tiene.

  • Es gracioso que todos nos hayamos vuelto insensibles a la idea de que algunos países simplemente tiren la basura al mar.
    En lugar de resolver ese problema, vamos por el camino de crear mejor basura.

  • Mi madre ayuda en una pequeña tienda de barrio, y están intentando dejar de usar empaques de plástico.
    Probaron películas compostables y papel reciclado, pero el costo era demasiado alto o los materiales no aguantaban bien.
    Este papel transparente hecho de celulosa parece bastante prometedor. Si resiste el calor, se ve bien y realmente se descompone en el ambiente, creo que sería de gran ayuda para tiendas así.
    Me pregunto si alguien ha trabajado con este tipo de material. En particular, me gustaría saber qué tan bien funciona en la práctica con productos sensibles a líquidos o humedad.

  • Necesitamos una nueva familia de materiales que tenga propiedades similares al plástico, pero que no tarde miles de años en descomponerse ni sea imposible de reciclar.

    • En el caso del plástico, más bien creo que la descomposición es la mayor preocupación.
      El problema de almacenar basura suele estar exagerado, y la contaminación por microplásticos muestra claramente la amenaza que surge cuando el plástico se fragmenta en millones de pedazos pequeños[1].
      Un plástico estable y duradero es mucho menos problemático desde el punto de vista de los contaminantes.
      [1] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016041202...
    • Creo que están apuntando unas 100 veces demasiado alto. Un plástico que se descomponga en polvo inocuo después de 10 años, pero no antes de eso ni después de 100 años, sería un compromiso más que suficiente.
      Con eso se podrían seguir manteniendo la mayoría de los usos actuales.
    • Entonces una botella podría empezar a descomponerse en el estante, terminar con un agujero y arruinarse.

  • No sorprende, porque en Japón todo viene empacado en plástico.
    Casi todo me gustó en mi visita a Japón, que parecía estar muy por delante de Estados Unidos, pero este punto fue la excepción.

    • Se dice que la masa total de plástico usada para empacar la misma cantidad de productos es menor en Japón que en otros países.
      Al parecer, usan más bolsas, pero menos empaques rígidos tipo blíster o carcasa.
      Video sobre esto y sobre cuánto se usa como combustible para incineración: https://www.youtube.com/watch?v=FU6WogV6UEg

  • No puede sonar a otra cosa que a celofán. https://en.wikipedia.org/wiki/Cellophane

  • Dicen que las emisiones de carbono son bajas, pero ¿qué hay del costo?
    Este producto parece resolver muchos problemas que no tienen que ver con la razón por la que usamos plástico.
    El plástico está en todas partes porque es durable y barato, y eso explica alrededor del 80% de sus usos.
    El 20% restante valora propiedades como la resistencia a sustancias corrosivas, y este material parece desviarse aún más en ese aspecto.
    Un producto caro y poco durable nunca podrá reemplazar al plástico. Eso de que es tan resistente como el plástico parece referirse a la resistencia a la tracción, que no es precisamente la propiedad que más mira la industria.
    Al empacar pan, no importa si puede levantar un peso similar; lo importante es si puede proteger el producto durante meses o años.

  • Las bolsas están bien y los vasos también, pero los popotes son una idea terrible.

    • No entiendo por qué.
      Dicen que sus propiedades físicas son parecidas a las del policarbonato, así que esa parte no debería ser un problema.
      No dicen qué tan rápido se descompone en condiciones ideales, pero incluso en malas condiciones tarda 4 meses, y requiere microorganismos, no simple química como agua, oxígeno o luz ultravioleta.
      Entonces, dentro de un refresco, parece que casi no tendría efecto ni siquiera después de una semana; no veo qué parte sería terrible.
    • ¿Por qué? ¿Por miedo a que se pongan aguados como los popotes de papel comunes?

  • Aunque no pueda reemplazar todos los usos del plástico, parece que podría sustituir muchos productos plásticos de un solo uso.
    Eso por sí solo ya es un buen avance. Bolsas de compras, popotes, vasos desechables, platos y cubiertos de celulosa me parecerían aceptables.