Los científicos están convirtiendo el bambú en plástico ecológico

plastico de bambu

22 de febrero de 2026 09:13
Dennis L.

La contaminación plástica representa uno de los mayores desafíos ambientales de nuestro tiempo. Los plásticos tradicionales elaborados a partir de materias primas fósiles se descomponen muy lentamente y se acumulan en los océanos, los vertederos e incluso en el aire. El bambú, por otro lado, es una planta que se encuentra naturalmente en muchas regiones del mundo y tiene una de las tasas de crecimiento más rápidas. La celulosa que constituye el componente principal de los tallos de bambú puede servir como materia de partida para polímeros de origen biológico. Los investigadores buscan formas de utilizar este recurso natural para crear materiales que combinen las ventajas del plástico con las de los materiales naturales.

La estructura de la celulosa como polisacárido lineal que consta de unidades de glucosa beta-1-4 unidas glicosídicamente permite la formación de extensas redes de enlaces de hidrógeno que son responsables de su alta resistencia y cristalinidad. En la naturaleza, esta estructura sirve para asegurar la estabilidad de las paredes celulares de las plantas. Cuando se convierte en plástico, estos enlaces deben romperse y reorganizarse de manera controlada para lograr propiedades termoplásticas. En comparación con otras fuentes de biomasa como la madera o el maíz, el bambú ofrece la ventaja de una mayor tasa de rendimiento por superficie y menores necesidades de agua y fertilizantes. Esto lo convierte en un candidato ideal para la producción de bioplásticos a gran escala sin competir con la producción de alimentos. En comparación con algunos bioplásticos que son difíciles de degradar en el mar, esto demuestra el potencial de una verdadera economía circular.

La producción de plástico de bambú.

La producción del nuevo material comienza con la cuidadosa preparación de troncos de bambú procedentes de plantaciones gestionadas de forma sostenible. Primero, se produce la deslignificación a 50 grados Celsius durante 12 horas con una solución de ácido peroxifórmico al 10 %, seguida de la neutralización y el lavado. La celulosa de bambú obtenida con un grado de polimerización de aproximadamente 730 se disuelve luego en un disolvente eutéctico profundo hidratado de cloruro de zinc, ácido fórmico y agua en una relación molar de 1 a 2 a 2 a temperatura ambiente con agitación durante 1,5 horas. De ello resulta una esterificación parcial con un grado de sustitución de 0,4, que puede detectarse mediante espectroscopia de infrarrojos. La solución viscosa se aplica a una placa de vidrio y se convierte en un hidrogel flexible con un contenido de agua del 82,7% en una solución de cloruro de calcio al 48% durante más de dos horas. Después de eliminar los iones de calcio, en 12 horas se realiza el tratamiento crucial con etanol, que interrumpe los enlaces de hidrógeno entre la celulosa y el agua y permite una reconstrucción densa de los enlaces intermoleculares entre los grupos hidroxilo y formiato. Finalmente, se seca al aire durante 12 horas, creando el material acabado de alta resistencia. Este proceso funciona en condiciones ambientales sin altas presiones ni temperaturas y permite la reutilización de disolventes. La estructura resultante muestra una morfología densa sin microporos y dominios orientados, como lo confirma la difracción de rayos X y la dispersión de ángulo pequeño.

Propiedades mecánicas y térmicas del nuevo plástico de bambú.

El material acabado alcanza una resistencia a la tracción de 110 megapascales y un módulo de flexión de 6,41 gigapascales, lo que lo hace comparable o superior a muchos plásticos petroquímicos como el acrilonitrilo butadieno estireno o el polimetacrilato de metilo. El trabajo de fractura es de 80 kilojulios por metro cúbico y la resistencia al impacto es de 110 kilojulios por metro cuadrado con un alargamiento de hasta el 5% con más del 90% de deformación plástica. Térmicamente, el material permanece estable por encima de los 180 grados Celsius con un módulo de almacenamiento de aproximadamente 3,6 gigapascales a 150 grados Celsius y un coeficiente de expansión térmica lineal de 40,7 veces 10 elevado a menos 6 por Kelvin. Resiste la corrosión de solventes orgánicos y valores extremos de pH sin hincharse ni descomponerse. La estabilidad dimensional es excelente con cambios mínimos de volumen a temperaturas entre menos 30 y más 100 grados Celsius durante siete días o con una humedad relativa del 70 % durante 30 días. Estas propiedades permiten su uso en aplicaciones exigentes como el embalaje de componentes automotrices o el alojamiento de componentes electrónicos. En comparación con el plástico convencional, ofrece un rendimiento equivalente o mejor con un impacto ambiental significativamente menor. La procesabilidad incluye el moldeo por inyección y el mecanizado en formas tridimensionales complejas, como engranajes o placas grandes de hasta 50 x 35 centímetros.

Beneficios ambientales y circularidad

La biodegradabilidad total en suelo natural a 25 grados centígrados en tan solo 50 días mediante la actividad microbiana representa un avance decisivo. A diferencia de muchos bioplásticos comerciales, como el ácido poliláctico o el tereftalato de adipato de polibutileno, que sólo se degradan parcialmente, o variantes petroquímicas que permanecen persistentes durante siglos, este material no deja residuos microplásticos. El proceso de reciclaje de circuito cerrado vuelve a disolver los residuos en el disolvente reciclado y reconstruye el hidrogel con etanol, conservando el 90% de la resistencia mecánica. La recuperación del disolvente se produce mediante precipitación y destilación sin pérdida de rendimiento. Los análisis tecnoeconómicos muestran costos de producción de aproximadamente 2.302 dólares por tonelada, cifra que se sitúa entre el plástico convencional y las variantes orgánicas más caras y respalda la escalabilidad a medida que aumenta la demanda. El bambú como materia prima retiene cantidades significativas de dióxido de carbono durante su crecimiento y no requiere intervenciones agrícolas intensivas. Esto cierra el ciclo desde la planta, pasando por el producto, hasta la naturaleza o nuevos productos y reduce de forma sostenible la dependencia de los recursos fósiles.

Perspectivas de futuro para las aplicaciones industriales

La procesabilidad versátil permite la integración en líneas de producción existentes en la industria del plástico sin grandes conversiones. Los posibles campos de aplicación van desde envases desechables y bienes de consumo duraderos hasta componentes técnicos en la industria del automóvil y la construcción. Otras optimizaciones podrían adaptar las propiedades aún más específicamente variando la composición del disolvente o los aditivos. La combinación de materias primas renovables con alto rendimiento y verdadera circularidad posiciona a este enfoque como pionero para una transformación bioeconómica de la gestión de materiales. A largo plazo, la tecnología podría ayudar a encaminar la producción mundial de plástico, que podría alcanzar más de 1.200 millones de toneladas en 2060, hacia vías sostenibles.

Nature Communications, bioplástico molecular de bambú procesable multimodal de alta resistencia, habilitado por la regulación del moldeo con solventes; doi:10.1038/s41467-025-63904-2