Efectos del agua de mar en la síntesis de bioplásticos

Abstract

"La creciente demanda de alternativas sostenibles a los plásticos derivados del petróleo ha impulsado la investigación en bioplásticos. Sin embargo, su producción aún depende en gran medida del agua dulce. En este estudio se desarrollaron películas de bioplástico a base de pectina utilizando agua de mar como alternativa sostenible, evaluando su impacto en las propiedades fisicoquímicas y en la biodegradación. Mediante Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), se identificó la formación de cristales de halita: estructuras cúbicas en el interior y morfologías fractales en la superficie, cuya densidad aumentó proporcionalmente con la concentración de agua de mar (0 a 100%). Estas microestructuras modularon propiedades clave: las películas con 100% de agua de mar y 3.5% de glicerol mostraron mayor resistencia mecánica pero menor elongación en comparación con las diferentes mezclas de agua dulce y agua de mar, esto se atribuye al efecto de refuerzo de los cristales internos y a la rigidez superficial. Por otro lado, la adición de sal mejoró la estabilidad térmica, mientras que los cristales superficiales aceleraron la degradación en suelo respecto a las muestras control. La solubilidad en agua disminuyó debido a la presencia de cristales de halita en el interior de la matriz. Estos resultados demuestran que el uso de agua de mar no solo reduce la dependencia del agua dulce, sino que también permite ajustar las propiedades del material mediante el control de la cristalización salina, ofreciendo una nueva estrategia para el diseño de bioplásticos funcionales y sostenibles."

"The growing demand for sustainable alternatives to petroleum-based plastics has driven research on bioplastics. However, their production still relies heavily on freshwater. In this study, pectin-based bioplastic films were developed using seawater as a sustainable alternative, and their impact on physicochemical properties and biodegradation was evaluated. Scanning Electron Microscopy (SEM) revealed the formation of halite crystals: cubic structures within the films and fractal morphologies on the surface, whose density increased proportionally with the seawater concentration (0 to 100%). These microstructures modulated key properties: films containing 100% seawater and 3.5% glycerol exhibited higher mechanical strength, but lower elongation compared to the different mixtures of freshwater and seawater; this behavior is attributed to the reinforcing effect of internal crystals and surface stiffness. Additionally, salt incorporation improved thermal stability, while surface crystals accelerated soil degradation compared to the control samples. Water solubility decreased due to the presence of halite crystals within the matrix. These results demonstrate that the use of seawater not only reduces dependence on freshwater but also enables tuning of material properties by controlling saline crystallization, providing a new strategy for designing functional and sustainable bioplastics."