El color del Bioplástico.

En audio: https://youtu.be/e_11kaPVFT0

Para quienes somos artistas, artesano o diseñadores, cuando trabajamos con diferentes materiales, dependemos del color para expresar y manifestar una idea.

Porque el color tiene significado, tiene lenguaje propio, es una forma de comunicar. Aquí aprovecho para recomendar una bibliografía muy enriquecedora, “La vida secreta del color” por Kassia St. Clair.

Yo puedo fabricar bioplásticos caseros en casa, con mi propia paleta de color. Colores hechos a partir de diferentes plantas, fitopigmentos. Pero estos colores naturales se descomponen en un período de tiempo muy breve, eso significa que hay que estudiarlos con profundidad para poder crear colores perdurables en el tiempo.

Composición química de los fitopigmentos

Los fitopigmentos (prefijo “fito”: “planta”, “pigmento”: sustancia que da color) entran dentro de la categoría de la materia orgánica, y el elemento químico por excelencia que compone la base molecular de toda la materia orgánica del mundo es el carbón. Por ende estos pigmentos son compuestos carbonados, en su mayoría. Como hemos explicado anteriormente, en otros artículos, el ciclo de vida de la materia orgánica natural o semisintética siempre es circular, si se gestionan bien sus residuos. Esto quiere decir que si o si pasa por la instancia de descomposición, y los factores que cooperan en este proceso son: rayos uv, calor o fuego, microorganismos digestivos, reacción redox, etc. Cuando la materia orgánica se descompone, se homogeneiza, por lo que el color predominante en abundancia de la materia carbonada es el marrón-negro. Aquí podemos comenzar a entender porqué todo lo orgánico natural se vuelve del mismo color, y podemos llegar a la conclusión que muchos colores orgánicos naturales se amarronan, y en otras pocas ocasiones el proceso de descomposición los vuelve incoloros, transparentes.

Pigmentos naturales vegetales en el Bioplástico.

Función vital de los pigmentos vegetales

Y alguna vez te has preguntado ¿porqué tienen color las cosas naturalmente? Si bien en el párrafo anterior explico que los colore tienen una connotación cultural y sirven para comunicar, en la naturaleza los colores existían previamente a nuestro consenso social. ¿Y para qué están? Pues cumplen una función vital en la planta, están para ayudarla en la supervivencia. El verde de la clorofila está para transformar la luz solar en alimento, participa en el crecimiento. Los colores llamativos de las flores, típicamente las antocianinas, atraen insectos, provocan la polinización. Los taninos, como compuesto fenólicos, muy conocidos por el vino, con su sabor amargo evitan que grandes depredadores se coman la planta antes de madurar, y su PH defiende a la vegetación de los microorganismos patógenos. Otros flavonoides actúan para proteger a las plantas de los rayos UV, típicamente los de color azul y violeta. Las betalainas, comúnmente localizadas en la raíz betabel o remolacha, favorecen la absorción de compuestos minerales disueltos en la tierra. Y así podría seguir bastante rato más.

Localización de los pigmentos vegetales

Podemos pensar metafóricamente que las células de una plata son como los ladrillos de una casa. Entonces, así como los paredes de una casa se montan por la superposición de la unidad de los ladrillos, las membranas de las plantas crecen verticalmente por la superposición de las células. También podemos objetar que el techo de una casa puede estar conformado por tejas, es decir otro tipo de unidad de repetición diferente a los ladrillos, pues entonces sucede muy parecido con las plantas ya que las células del tronco de un árbol son de una manera, y las células que conforman las hojas de la copa del árbol son de otra manera. 

Pero hay una gran diferencia entre estas dos unidades de comparación, los ladrillos dentro están hechos de más ladrillos, las células en cambio existen gracias al funcionamiento interno dispuesto por subunidades. Este funcionamiento interno se repite en cada célula y optimiza ciertos procesos biológicos según en la parte de la planta en la que esté. Las células del tallo de una flor al ser verdes, nos comunican que se encarga de la fotosíntesis, en cambio las células de los pétalos de color violeta, nos indica protección solar y atracción polinizadora. En ambos casos, ambas células tienen dentro los mismo organelos, es decir celdas pequeñas que organizan las sustancias que hay dentro de la célula. La clorofila la encontraremos en un organelo conocido como cloroplasto, y el rol que juega el cloroplasto dentro de las células del tallo es mayor al del otro organelo que contiene otros pigmentos, las vacuolas. Las vacuolas son las celdas de función vital secundaria donde se encuentran muchos otros pigmentos, entre ellos el violeta de los pétalos. Por ende en las células de los pétalos la actividad y preponderancia de las vacuolas es mucho mayor que la de los cloroplastos.

Los colores típicamente leñosos muchas veces no dependen solamente de los taninos, que se encuentran en las vacuolas, en realidad dependen de la lignina, y esta sustancia se presenta en la pared celular.

Concluimos con la idea de que cuando extraemos colores de las plantas estamos extrayendo pequeñas dosis de sustancias de cada célula que compone a esa planta. Esas pequeñas dosis se localizan en el cloroplasto, en las vacuolas o en la pared celular.

Procesos de extracción del color de las plantas

El proceso más típico de extracción de pigmentos es con agua caliente y reposo. Muchas veces este proceso se queda un poco escaso, o daña al color por exceso de calor. 

Para romper la pared celular y dar lugar a que el pigmento fluya al medio líquido, como ser el agua que se transformará en tinte, necesitamos intervenir con otras acciones previas. Una opción es secar la planta, deshidratarla, y luego ponerla en agua caliente, se hidrata nuevamente. Aquí lo que sucede es que al jugar con estos dos extremos las pared celular se quiebra, porque al secarse pierde elasticidad, y luego se hincha y se rompe. Otra opción, si está fresca y no la queremos secar, es machacar con un mortero o triturarla con algún molinillo. La otra alternativa es congelarla y descongelarla, ya que al congelar la planta, el líquido interno de la célula se cristaliza y crece, luego se derrite y decrece, y así la célula vegetal se rompe y el pigmento comienza a fluir solo. Considero que la mejor opción es hacer la combinación de dos acciones, primero ayudar a romper la pared celular mediante el cambio de dimensiones, y luego machacando o triturando.

Por otro lado es importante tener en cuenta qué objetivo tenemos al capturar el color, ya que los diferentes pigmentos son solubles en diferentes medios. El rojo de los tomates es soluble en aceite, el verde de las espinacas en alcohol, y el rojo de las fresas en agua. Según el medio en el qué tengamos disuelto el color, será útil para una cosa o para otra.

Debo aclarar que estoy mencionando fuentes de color muy evidentes y populares para lograr una fácil comprensión del archivo. Sin embargo, a la hora de hablar de recursos vegetales abundantes en pigmentos para teñir y pintar, históricamente se estudian y aplican las plantas tintoreras. Son plantas con principios colorantes muy abundantes, intensos , más resistentes y más duraderos; raíz rubia (rojo), indigo (azul), palo campeche (púrpura), palo brasil (rojo-rosa), manzanilla de tintorero (amarillo).

Y aquí aconsejo otra bibliografía “Plantas tintoreras” de la Real Fábrica de Tapices en Madrid, para ampliar el catálogo de plantas.

Estado húmedo y estado seco del Color

Los resultados del color extraído de las plantas se pueden diferenciar en tintes, extracto y pigmentos laca.

Los tintes y extractos son pigmentos disueltos en un medio líquido, la diferencia es la intensidad. Los tintes son baños de color, los extractos son tintas. Estos últimos se crean por la reducción del medio líquido en el tinte, donde la proporción pigmento: líquido se equipara. 

Los pigmentos laca en cambio son polvos secos, inertes al medio líquido. Si se mezclan en un solución, las partículas se dispersan en el medio, pero no se disuelven, no hay reestructuración molecular como en los tintes y extractos donde el color está diluido en el agua. Con los pigmentos laca sucede esto, porque el color previamente en estado de tinte, se intervino con sales que ayudaron a deshidratarlo y estabilizarlo.

Es importante mencionar que el medio en el que fluye el tinte, extracto o pigmento laca, puede favorecer la perdurabilidad del color o favorecer la degradación. En el agua, por ejemplo, el color se mantiene menos, favorece la reacción redox y la afección con los rayos UV. En cambio existen aditivos que protegen al color, generan capas protectoras, filtran los factores externos. Pero estos aditivos pueden ser hidrofílicos (afín al gua) o hidrofóbicos (fóbico al agua). En cualquiera de los dos casos los pigmentos lacas son compatibles ya que se dispersan en el medio sin reaccionar, en cambio los tintes y extractos necesitan encontrar afinidad con los aditivos. Tendrán que ser aditivos necesariamente hidrofílicos.

Estos aditivos actúan como plastificantes, es decir que van de la mano con los compuestos que conforman al bioplástico. El bioplástico es hidrofílico, se puede teñir con tinte y extracto o pigmentar con pigmento laca, puede funcionar como aditivo plástico o como material en sí mismo. Sin embargo no tiene grandes barreras ante factores externos, por lo que es mejor pigmentarlo con pigmentos laca para conseguir perdurabilidad del color en el tiempo.

Algunos aditivos plásticos que pueden aportarle estabilidad al color son las resinas vegetales, las ceras vegetales, que funcionan cómo barreras a la reacción redox, el ataque de microorganismos patógenos, la humedad, pero son hidrofóbicos, es decir que solo son compatibles con pigmentos laca.

Nos quedará pendiente estudiar algunos pigmentos de origen mineral natural, si queremos ir de la mano de los colores que resisten para siempre.

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