derecha|miniaturadeimagen|La hélice de sostenibilidad: el ciclo del carbono ideal para la fabricación y el uso.
La hélice de la sostenibilidad es un concepto de economía circular acuñado para ayudar a la industria manufacturera a adoptar prácticas más sostenibles, comparando sus modelos de uso y reutilización de materias primas con los de la naturaleza. En lugar de fabricar con hidrocarburos fósiles plásticos difícilmente biodegradables, se cultivan plantas específicas para obtener monómeros con los que fabricar polímeros biodegradables. Esos polímeros luego se ensamblan en productos que, cuando llega el final de su vida útil, no es necesario reciclar, sino que se pueden someter a compostaje, con lo que se obtiene abono para cultivar nuevas plantas y se cierra el ciclo.
Si bien se ha asumido que los beneficios ambientales del uso de materiales sostenibles de origen agrícola son evidentes, como demuestra el debate entre comida y combustibles, es necesario analizar todo el ciclo de vida del producto considerando sus efectos sociales y ambientales, además de su idoneidad técnica y rentabilidad. No cualquier producto se puede fabricar a partir de biopolímeros biodegradables.
La hélice de sostenibilidad trata de representar el enfoque de sistemas totales para obtener el máximo provecho de la fabricación con materiales sostenibles,"Nature’s way – sustainable polymers and composites" K Kirwan, N Tucker, MR Johnson, Materials World, Vol. 11, No. 10, October 2003Kirwan, K., "Life’s Work", Engineering, Vol. 246, No.3, pp. 30-31, May 2005Tucker, N., Kirwan, K., Jacobs, D., Johnson, M., "Addressing the Polymer Waste Mountain – the helix of sustainability and the flowering cell phone", Third International Workshop on Green Composites, March 16–17, 2005, Shin-Daigaku Kaikan of the Imadegawa Campus, Doshisha University, Kyoto, Japan en particular biopolímeros y biocompuestos En 2004, el concepto fue presentado por el profesor John Wood, entonces presidente del Panel de Prospectiva de Materiales, en un evento del Ministerio de Comercio y Turismo del Reino Unido (DTI por sus siglas en inglés) organizado por la entonces Secretaria de Estado de Industria (Jacqui Smith)."Opportunities in Horticulture: A Proposal for Academic Posts in WMG", WMG Report, David Mullins, 26 April 2004 Ese mismo año, también se utilizó en el taller exploratorio de la Fundación Europea de la Ciencia sobre compuestos respetuosos con el medio ambiente."Environmentally Friendly European Composites Workshop", K Kirwan, N Tucker, M Johnson, C Halstead, D Jacobs, Report, European Science Foundation, April 2004
Las ventajas de trabajar con materias primas de origen vegetal se observan fácilmente si se consideran los impactos sociales y ambientales, además del costo monetario (el triple resultado), y la hélice de la sostenibilidad ayuda a demostrarlo. Para que se aproveche todo el potencial de los biopolímeros, es esencial prestar atención a cada aspecto del proceso de fabricación, desde el diseño (¿cómo afrontar las incertidumbres en las propiedades asociadas con los materiales de origen vegetal?), la fabricación (¿se pueden utilizar las tecnologías existentes?), hasta el final de su vida útil (¿se puede reincorporar el sobrante al ciclo de materiales?). Se debe considerar toda la cadena de suministro porque las decisiones tomadas en la etapa de diseño tienen efectos significativos a lo largo de la vida útil de un artículo. Las técnicas de ensamblaje de bajo coste (por ejemplo, los ensamblajes a presión) pueden hacer que el desmontaje o la reparación no sean rentables. Sin embargo, si se construye un automóvil fácil de desmontar, ¿afectará esto a la capacidad del vehículo para absorber energía en caso de colisión? A un nivel aún más fundamental, ¿cuál será el impacto social y ambiental del cambio en los patrones de cultivo? Este enfoque de fabricación con bajo impacto ambiental se considera una extensión de las técnicas de minimización de residuos, como la producción ajustada (lean manufacturing).
Los ciclos convencionales de uso y reutilización son circulares. Consideremos la recuperación mecánica de polímeros convencionales. Se requiere una infraestructura compleja para recuperar el material al final de la vida útil de un artículo. Por ejemplo, cuando se desecha una botella de PET, debe separarse del resto de residuos, ya sea por el consumidor o en el vertedero. Luego debe transportarse a alguna planta para ser reprocesada (con más mano de obra y energía) y convertida nuevamente en materia prima. El calor y las fuerzas de cizallamiento asociadas con el proceso de remanufactura tienden a producir un material con propiedades ligeramente degradadas en comparación con el material original.
Para artículos de materiales sostenibles, no se requiere una infraestructura de recuperación tan específica. Si una persona tira basura en el suelo, un artículo biodegradable de origen agrícola se biodegradará en humus, agua y CO₂ no fósil. Si el artículo se deposita en un contenedor de residuos compostables, el humus puede utilizarse como fertilizante para la siguiente generación de cultivos; tampoco es necesario clasificar los artículos de diferentes biopolímeros, como sí ocurre con el reciclaje de polímeros fósiles.
Cabe destacar la diferencia entre vertedero y compost: la limitada actividad biológica en el vertedero es lenta y mayoritariamente anaeróbica, lo que produce metano, mientras que el compostaje es un proceso aeróbico rápido que genera humus, agua y CO₂ no fósil.
El consumo energético para descomponer los materiales biodegradables en sus moléculas básicas y luego reensamblar estas en materias primas utilizables es elevado, pero se utiliza energía solar directa (la que hace crecer las plantas) en lugar de electricidad. Además, no se produce pérdida de propiedades con los sucesivos ciclos.
Véase también Jerarquía de residuos Ecología industrial Mottainai Biopolímero Bioplástico
Referencias
Categoría:Gestión de residuos Categoría:Economía ambiental Categoría:Polímeros