PLA: El polímero que desafía al petróleo en la industria moderna

El desarrollo de polímeros biodegradables ha revolucionado el panorama industrial en la búsqueda de alternativas sostenibles. Entre estos materiales destaca el ácido poliláctico (PLA), un biopolímero derivado de fuentes renovables como el almidón de maíz, la caña de azúcar o la remolacha. Su aparición ha generado un creciente interés en diversas industrias, ya que se presenta como una alternativa viable a los plásticos tradicionales derivados del petróleo.

Este polimero se ha posicionado como un material estratégico en sectores que buscan reducir su impacto ambiental sin comprometer la funcionalidad de sus productos. Gracias a su naturaleza biodegradable y biocompatible, se ha convertido en un candidato ideal para aplicaciones en envases alimentarios, dispositivos médicos, impresión 3D y textiles. Su versatilidad, junto a su bajo impacto de carbono durante la producción, lo sitúan en el centro de las estrategias hacia una economía más circular.

Este artículo tiene como objetivo ofrecer una revisión técnica y aplicada sobre este material, sus propiedades, métodos de producción, beneficios, limitaciones y su potencial rol en la transición hacia materiales más sostenibles.

¿Qué es el ácido poliláctico (PLA)?

También conocido como ácido poliláctico, es un polímero termoplástico alifático, biodegradable y producido a partir de ácido láctico obtenido por fermentación de azúcares. En la actualidad existe un interés creciente en el uso de polímeros biodegradables como sustituto de los de origen petroquímico¹.

Estructura química molecular

El ácido poliláctico es un polímero lineal constituido por la repetición de unidades monoméricas de ácido láctico. Cada una de estas unidades contiene un grupo éster (–COO–) que se forma mediante la reacción de condensación entre el grupo carboxilo (–COOH) de una molécula de ácido láctico y el grupo hidroxilo (–OH) de otra. El resultado es una cadena de enlaces éster que se repite a lo largo del polímero ( Figura 1).

La fórmula estructural general puede representarse como (–O–CH(CH₃)–CO–)ₙ, donde “n” indica el número de unidades repetitivas en la cadena polimérica. Esta estructura incluye un grupo metilo (–CH₃) unido a un carbono quiral, lo que permite la existencia de diferentes formas estereoisoméricas como PLLA (levógira), PDLA (dextrógira) o PDLLA (racémica).

Cada unidad monomérica aporta un esqueleto de tres carbonos, uno de los cuales forma parte del grupo éster, otro lleva el grupo metilo, y el tercero conecta la cadena principal. Por ello, también puede describirse como constituido por la unidad repetitiva –O–C₃H₄O₂–, o más abreviadamente como (O–C₃CO)ₙ, resaltando el esqueleto de carbono-oxígeno. La estructura puede ser lineal o, en algunos casos, levemente ramificada, dependiendo del proceso de síntesis.

¿Como se produce el PLA?

El ácido poliláctico se obtiene a partir del ácido láctico, (monómero base); el cual, es compuesto orgánico natural producido mediante síntesis química o, preferentemente, por fermentación de carbohidratos provenientes de materias primas renovables. Los sustratos más comunes incluyen el almidón de maíz, el jugo de caña de azúcar, la yuca y residuos agrícolas².

Durante la fermentación, microorganismos como Lactobacillus metabolizan los azúcares para producir ácido láctico, un líquido incoloro que puede presentarse en formas ópticamente activas (L-ácido láctico, D-ácido láctico y racémico). La forma utilizada influye en las propiedades del polímero final, como su cristalinidad, resistencia térmica y biodegradabilidad.

El ácido láctico presenta buenas propiedades de solubilidad en agua y alcohol, pero es insoluble en disolventes como cloroformo o disulfuro de carbono. Su purificación es significativo para producirlo de alta calidad, y uno de los retos tecnológicos consiste en reducir los costos asociados a este proceso, especialmente a escala industrial³.

Métodos de polimerización para la produccion

Existen dos métodos principales para transformar el ácido láctico en ácido poliláctico:

Polimerización por policondensación directa

Este método implica la reacción directa de ácido láctico con la liberación de agua como subproducto. Aunque es un proceso simple, presenta limitaciones en el control del peso molecular del polímero, debido a las dificultades para eliminar el agua residual durante la etapa final de la reacción. Esto conlleva a polímeros de menor calidad, que pueden no ser aptos para aplicaciones exigentes.

Polimerización del ácido láctico con apertura del anillo (ROP)

Es el método más eficiente y utilizado comercialmente. Se parte de un dímero cíclico llamado lactida, que se obtiene por despolimerización controlada del ácido láctico. Luego, mediante un proceso catalizado, se abre el anillo y se forman largas cadenas Poliméricas. Este método permite alcanzar pesos moleculares elevados y una mejor homogeneidad estructural, ideales para aplicaciones industriales avanzadas⁴.

El proceso consta de tres etapas: policondensación (R1), despolimerización (R2) y polimerización (R3) por apertura de anillo (Figura 2).

Esta ruta requiere etapas adicionales de purificación que son relativamente complicadas y costosas. Una ventaja de esta ruta es la posibilidad de controlar la configuración de las unidades monomerías, ajustando las propiedades térmicas y mecánicas del polímero resultante⁵. No obstante, la síntesis de láctida y su purificación implican costos y complejidades técnicas adicionales.

Propiedades mecánicas y térmicas del Ácido poliláctico

Tabla 1. Propiedades mecánicas y térmicas

Categoría	Propiedad / característica	Detalle
Propiedades mecánicas	Resistencia a la tracción	~3309 MPa
	Límite elástico	55 MPa
	Resistencia a la flexión	485 MPa
	Resistencia a la compresión	66 MPa
	Elongación a la rotura	~3% (baja)
	Fragilidad	Alta; se rompe fácilmente bajo tensión o impacto
Propiedades térmicas	Temperatura de deformación	50–60 °C
	Punto de fusión	170–180 °C
	Resistencia al calor	Baja; no apto para altas temperaturas

¿En qué se diferencia del plástico convencional?

En general, cuando se analizan las diferencias entre el PLA y el PET u otros compuestos petroquímicos, es difícil sostener que estos sean mejores que sus homólogos más convencionales. De hecho, cada vez hay más pruebas que sugieren que pueden ser más perjudiciales para el medio ambiente que los productos de plástico estándar.

Para si fabricacion utilia materia prima renovable, sin embargo,éstas tienen un coste adicional, ya que no sólo requieren un uso significativo de recursos no renovables, sino que también tienen un impacto negativo en el medio ambiente de varias maneras. Además, aunque este compuesto puede mitigar el creciente problema de los microplásticos, apenas puede clasificarse como compostable con las infraestructuras existentes.

Sin embargo, estos aspectos negativos alimentan un problema mayor, a saber, la perpetuación de los productos de un solo uso y el alejamiento de la narrativa de la reducción y la reutilización. Lo cierto es que cualquier producto de un solo uso dista mucho de ser una solución ideal a nuestros problemas actuales de generación de residuos, y la prioridad debe serreducir el consumo o cambiar hacia envases reutilizables.

¿Es realmente biodegradable el PLA?

Sí, el ácido poliláctico es un material biodegradable, pero requiere condiciones específicas y no ocurre de forma natural en todos los entornos. A diferencia de lo que a veces se sugiere, no se descompone rápidamente en el medio ambiente.

• Biodegradable en condiciones específicas: Se degrada en condiciones de compostaje industrial, donde se alcanzan altas temperaturas, pero no necesariamente en el compostaje doméstico o en entornos naturales. 
• Condiciones ambientales: En entornos naturales, la biodegradación es más lenta y menos eficiente que en condiciones de compostaje industrial. 
• Compostaje industrial vs. doméstico: Se degrada eficazmente en industrias de compostaje, pero no se recomienda para el compostaje doméstico debido a la falta de las condiciones necesarias (temperatura, humedad, etc.). 
• Riesgo de contaminación: Si se desecha incorrectamente en el medio ambiente, puede contribuir a la contaminación, ya que su descomposición es muy lenta en ausencia de condiciones favorables. 
• Reciclaje: Es reciclable, lo que puede ser una opción más sostenible para su gestión después de su uso. 
• Consideraciones sobre el origen: Se produce a partir de recursos renovables como el maíz, pero también se ha planteado la cuestión de si su producción a gran escala es justificada considerando el uso de alimentos como materia prima. 

Aunque este polimero es biodegradable, y es un proceso que requiere condiciones específicas y no se produce de forma natural en todos los entornos. Es importante considerar su correcta gestión, ya sea a través de reciclaje o compostaje industrial, para evitar la contaminación ambiental. 

Ácido poliláctico ventajas y desventajas

¿Qué ventajas ofrece frente a polímeros derivados del petróleo?

Reduce la emisión de CO₂: En la lucha por mitigar las consecuencias del cambio climático, el Ácido poliláctico representa una alternativa favorable, ya que genera menos emisiones de gases de efecto invernadero si se le compara con la cantidad que producen los convencionales. A modo de ejemplo, por fabricar un kilogramo de plástico desde cero, se emiten 3,5 KG de CO₂, en cambio, al fabricar la misma cantidad con materia reciclable, la cantidad de CO₂ que se emite llega a 1,7 KG. 

Impulsa la sostenibilidad: Una de las ventajas que ofrece este material es que al derivar de fuentes renovables, se convierte en una opción mucho más respetuosa con la naturaleza, en comparación a otras fuentes de plásticos como los derivados del petróleo.

Se puede aplicar en diversidad de productos: Dependiendo del rubro, el ácido poliláctico, puede tener un sinfín de aplicaciones. Si bien en este artículo, se ha enfocado su utilización en la fabricación de artículos de la cadena alimentaria, también es útil en productos médicos, productos para la piel, impresiones en 3D, entre otros.

Es seguro para los seres vivos: Es biocompatible, lo que significa que puede entrar en contacto con organismos vivos sin poner en riesgo la salud. De hecho, a nivel mundial está certificado por agencias reguladoras para entrar en contacto con alimentos.

Limitaciones técnicas (temperatura, degradación)

Este material como ocurre con cualquier innovación, enfrenta desafíos. Su comportamiento térmico, la necesidad de condiciones específicas para su biodegradación, y la competencia con cultivos alimentarios como materia prima son aspectos que deben evaluarse con una mirada crítica.

Tabla 2. Limitaciones técnicas y degradación

Categoría	Limitación / Característica	Detalle
Limitaciones técnicas	Fragilidad	Limitado en aplicaciones con tensión o impacto
	Baja resistencia al calor	Se deforma fácilmente a temperaturas moderadas
	Resistencia al impacto	Baja frente a otros plásticos como ABS
Degradación	Compostabilidad	Se degrada en condiciones industriales
	Biodegradación natural	Lenta e ineficiente
	Factores que aceleran la degradación	Alta temperatura, humedad y exposición a luz UV

PLA en impresión 3D: eficiencia, calidad y bajo costo

El ácido poliláctico (PLA) se ha consolidado como uno de los materiales más utilizados en el mundo de la impresión 3D, especialmente en la tecnología FDM (Modelado por Deposición Fundida). Su popularidad se debe a una combinación de factores que lo hacen atractivo tanto para usuarios principiantes como para profesionales del diseño y la fabricación aditiva.

• Facilidad de impresión: Una de las principales ventajas frente a otros termoplásticos es su facilidad de uso. No requiere una cama caliente obligatoria ni una impresora cerrada, lo que reduce la complejidad del proceso y hace que pueda imprimirse incluso con equipos de nivel doméstico. Su temperatura de extrusión oscila entre los 190 °C y 220 °C, lo que también permite trabajar con boquillas estándar sin riesgo de deterioro prematuro. Además, no desprende olores fuertes ni vapores tóxicos durante el proceso de impresión, lo cual lo hace ideal para entornos educativos, oficinas o talleres sin ventilación especializada.

• Acabados de alta calidad: Otro aspecto destacable es su capacidad para generar superficies suaves y bien definidas, lo que resulta fundamental en prototipos visuales, modelos arquitectónicos o piezas decorativas. El buen comportamiento del filamento durante la extrusión reduce la formación de hilos («stringing») y mejora la adhesión entre capas, generando impresiones limpias y con alta fidelidad al diseño original.

• Coste competitivo y accesibilidad: Destaca por ser uno de los filamentos más económicos y accesibles dentro del mercado de impresión 3D. Su bajo coste relativo, en comparación con otros materiales, lo convierte en una opción atractiva para usuarios de todos los niveles, desde principiantes hasta profesionales. Incluso las versiones modificadas como el PLA+, que ofrecen propiedades mecánicas mejoradas, mantienen una relación coste-beneficio favorable. Si bien los precios pueden variar entre fabricantes y proveedores, el PLA se mantiene como uno de los materiales más competitivos en cuanto a accesibilidad económica y rendimiento.

• Ideal para múltiples aplicaciones: Debido a su buenas propiedades, se emplea en una gran variedad de aplicaciones: desde prototipado rápido y producción de piezas funcionales de bajo esfuerzo, hasta proyectos escolares, fabricación de piezas decorativas y juguetes. Su facilidad de uso, combinada con un buen comportamiento térmico y dimensional, lo convierten en una opción predilecta en el ecosistema de la impresión 3D.

A continuación el siguiente video ofrece una descripción general del filamento PLA, Explica su origen, sus propiedades y su funcionamiento con las impresoras 3D MakerBot. Fuente: Proto3000

El futuro del PLA: ¿fin del plástico derivado del petróleo?

Mirando hacia el futuro, en un escenario global marcado por la urgencia de reducir la dependencia de los combustibles fósiles y mitigar los impactos ambientales del plástico tradicional, el ácido poliláctico surge como una alternativa disruptiva.

Derivado de fuentes renovables como el almidón de maíz, la caña de azúcar o la remolacha, ofrece una vía sostenible frente a los polímeros derivados del petróleo: encarna una transición hacia materiales más sostenibles, diseñados para reducir la huella ambiental de la industria moderna.

Su capacidad de biodegradación en condiciones industriales, sumada a su bajo impacto de carbono durante la producción, lo posiciona como como un material estratégico en la sustitución progresiva del convencional.

Aunque sus limitaciones técnicas como la baja resistencia térmica y mecánica comparada con polímeros convencionales restringen su uso en ciertas aplicaciones exigentes, la continua mejora de sus formulaciones como el PLA+ y su creciente adopción en sectores como el embalaje, la impresión 3D y la medicina anticipan un nuevo paradigma. Desafía al plástico derivado del petróleo; puede ser el inicio de una nueva era de materiales pensados no solo para funcionar, sino también para coexistir con el planeta.

Conclusiones

El PLA es actualmente uno de los polímeros biodegradables más investigados y utilizados por su origen renovable, su versatilidad y su potencial para reducir el impacto ambiental. Aunque todavía no reemplaza completamente al plástico derivado del petróleo, su constante evolución y su creciente adopción lo posicionan como uno de los pilares de la transición hacia materiales más responsables.

Para maximizar su potencial, será clave seguir avanzando en la mejora de sus propiedades, reducir sus costos de producción, y desarrollar infraestructuras adecuadas de reciclaje y compostaje. Pero, sobre todo, será necesario repensar el uso de los materiales en un modelo que priorice la eficiencia, la reducción y la reutilización. El futuro del ácido poliláctico no depende solo de su desempeño como material, sino del impulso colectivo por transformar nuestra forma de consumir, producir y relacionarnos con el entorno.

Referencias

1. A. Samrot; T. C. Sean; T. Kudaiyappan; U. Bisyarah; A. Mirarmandi; E. Faradjeva; A. Abubakar; H.H. Ali; J.L.A. Angalene and  S. Kumar. “Production, characterization and application of nanocarriers made  of polysaccharides, proteins, bio-polyesters and other biopolymers: A review”, International Journal of Biological Macromolecules, vol.  165, n.º B15, pp. 3088–3105, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.10.104
2. G.  Luna; H. Villada y  R. Velasco.  “Almidón termoplástico de yuca reforzado con fibra de fique: preliminares”, DYNA,  vol. 76, n.º 159, pp. 145-151, 2009. http://www.scielo.org.co/pdf/dyna/v76n159/a15v76n159.pd
3. B. Wojtyniak; J. Kołodziejczyk and D. Szaniawska. “Production of lactic acid by ultrafiltration of fermented whey obtained in bioreactor equipped with ZOSS membrane”, Chemical Engineering Journal, vol. 305, n.º 1, pp. 28–36, 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2016.01.048
4. A. A. Siles. Síntesis, propiedades y aplicación del ácido poliláctico apartir del almidón de la papa. Trabajo de grado para optar al título de Ingeniero de Materiales. Universidad Nacional de San Agustín. Perú, 2014. Disponible: http://repositorio.unsa.edu.pe/handle/UNSA/2885
5. M. Nofar; D. Sacligil; P. J. Carreau; M. R. Kamal and M. C. Heuzey.  “Poly (lactic acid) blends: Processing, properties and applications”, International Journal of Biological Macromolecules, vol. 125, 307–360, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.12.002