Investigación básica, equipos interdisciplinarios están impulsando la innovación para resolver el dilema de los plásticos

Desde las máscaras N-95 que protegen a los trabajadores de cuidado de la salud durante la pandemia de COVID-19 hasta el embalaje de alimentos que se encuentran en cada pasillo de la tienda de comestibles, los plásticos juegan un papel esencial en nuestras vidas. Casi todos los sectores de la economía dependen de ellos. La escala de producción es enorme - desde la invención de los plásticos, se han fabricado más de 8,300 mega toneladas.

Sin embargo, el impacto ambiental negativo de los plásticos es enorme y es doble. Los polímeros más comunes se fabrican con combustibles fósiles, lo que resulta en grandes cantidades de emisiones de gases de efecto invernadero que son un importante impulsor del cambio climático. Y, una vez que se ha cumplido su propósito original, la mayoría de los plásticos se desechan como desperdicios, abrumando los vertederos y contaminando los océanos. Solo alrededor del 9 por ciento del plástico fabricado ha sido reciclado.

Los equipos científicos que trabajan en todas las disciplinas están explorando nuevas soluciones al problema de los plásticos. Un panel de discusión se celebro durante la reunión anual más reciente de la Academia Nacional de Ciencias, Nuevos enfoques para resolver el dilema de los plásticos, exploró el trabajo de vanguardia que no solo beneficia al medio ambiente sino que también podría crear nuevas oportunidades económicas. "Argumentaré que creo que podemos hacer ambas cosas, y eso incluirá el desacoplamiento de los combustibles fósiles, reducir el impacto ambiental de nuestros desechos plásticos y tratar de pensar más sobre las opciones de uso posterior", dijo Marc Hillmyer, director de Centro de la Fundación Nacional de Ciencias para Polímeros Sostenibles.

Hillmyer y sus colegas están investigando nuevos materiales que funcionen tan bien como los polímeros que usamos hoy pero que dependen menos de los combustibles fósiles. Un grupo de investigadores de la Universidad de Minnesota ha demostrado cómo las materias primas de lignina, un subproducto de la producción de papel, pueden usarse para crear plástico a partir de un recurso renovable a un costo comparable a los métodos tradicionales. Otros investigadores han desarrollado plástico que se degrada cuando se expone a la luz ultravioleta. Hillmyer dice que la investigación básica es clave para crear la próxima generación de materiales y procesos que podrían resolver el dilema de los plásticos.

Otros están descubriendo nuevas formas de reciclar productos plásticos viejos, dándoles una segunda vida. Susannah Scott, profesora de la Universidad de California en Santa Bárbara y directora de la Iniciativa Académica en Sostenibilidad para Materiales Sostenibles y Diseño de Producto, dijo: “Hay otra forma de pensar sobre esto, y proviene del hecho de que tenemos mucha energía incorporada y pureza química en estos polímeros ... La idea de que los plásticos pueden ser un recurso a base de carbono es muy interesante ". Algunos plásticos se pueden convertir en productos de mayor valor, como la madera plástica que se puede usar en la construcción, y los componentes químicos del plástico se pueden extraer y usar en otros productos de consumo.

Jeffrey Moore, presidente de Ikenberry Endowed y director del Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, explicó que todavía se necesita plástico para resolver los desafíos sociales, desde reemplazar la infraestructura antigua hasta avanzar en la aviación comercial. La demanda de plásticos livianos de alta resistencia es una oportunidad para innovar nuevas funciones de materiales tales como capacidades de auto curación que también pueden mejorar la vida útil, la seguridad y la sostenibilidad de los plásticos, dijo.

Moore insistió en que trabajar en equipos interdisciplinarios es clave. “Este es un trabajo altamente interdisciplinario. Involucra químicos, científicos de materiales, ingenieros químicos, ingenieros mecánicos ... Esto es realmente importante para pensar en este gran problema ".

Una grabación de Nuevos Enfoques para Resolver el Dilema de los Plásticos y una lista completa de panelistas están disponibles aquí.

https://www.youtube.com/watch?time_continue=7&v=ls7lJoBuq_4&feature=emb_logo

Megan Lowry
National Academies
04 Mayo 2020

Mercado de Películas de Embalaje de Alta Barrera crecerá 5 % al año

Research and Markets ha anunciado la incorporación del informe "Global High Barrier Packaging Film Market 2016-2020" a su oferta. El informe pronostica que el mercado de películas de envasado de alta barrera mundial crecerá a una tasa compuesta anual de 5,35% durante el período 2016-2020.

Una tendencia que contribuye al crecimiento del mercado es el creciente uso de películas de biopolímeros. Se espera que las películas biodegradables y solubles experimenten un rápido aumento de la demanda durante el período de pronóstico. Como resultado de una mejora en las tecnologías, las nuevas aplicaciones se han desarrollado para satisfacer la demanda del usuario final para películas especiales sostenible y de alto rendimiento. Un aumento en la demanda de envases y bolsas compostables para residuos orgánicos está impulsando la demanda de películas biodegradables. Esta tendencia también se beneficiará de las preocupaciones ambientales y la creciente comercialización de biopolímeros.

De acuerdo con el informe, un motor de crecimiento clave es la necesidad de una vida útil más larga de muchos productos. El embalaje es crucial en la industria de alimentos para proteger los productos alimenticios y mantener la calidad. Las películas de embalaje de alta barrera ayudan en la ampliación de la vida útil y la preservación de la alta calidad de los alimentos almacenados en ellos. Un aumento en la demanda de productos alimenticios frescos y preparados impulsará la necesidad de las películas de embalaje de alta barrera, a nivel mundial. 

Los consumidores están demandando productos alimenticios que se procesan tan poco como sea posible y que no utilicen aditivos artificiales y conservantes para preservar la calidad de los alimentos. Esto ha llevado a los fabricantes de alimentos a exigir nuevos métodos de mejorar la vida útil y de embalaje.Las películas de embalaje de alta barrera tienen propiedades únicas tales como propiedades químicas, resistencia térmica, barrera a gas y aroma , resistencia a la tracción, resistencia a la perforación, durabilidad, propiedades superficiales especiales y envases más ligeros.

Converting Quarterly
8 Julio 2016

Generan polímeros biodegradables con plátano macho

Desarrollan películas biodegradables con propiedades antimicrobianas y antioxidantes



La Universidad del Papaloapan (Unpa) campus Tuxtepec, en coordinación con la red académica 'Aprovechamiento sostenible de recursos naturales y generación de productos de alto valor agregado', desarrolla películas biodegradables con propiedades antimicrobianas y antioxidantes a partir de los desechos del plátano macho (Musa balbisiana) destinadas a la conservación de alimentos.

El propósito de la investigación es generar polímeros a partir del almidón presente en el plátano macho, y con este resultado crear películas con propiedades antioxidantes y antimicrobianas que favorezcan la conservación de los alimentos en anaquel o en casa.

“Se desarrollaron polímeros utilizando el almidón del plátano macho. El enfoque de la investigación se concentra en el uso de los residuos del fruto, es decir, la cosecha que no se consume o que no alcanzó la maduración necesaria. El residuo que no cumple con las normas es utilizado para generar estas películas biodegradables, lo que se traduce en un valor agregado para el producto”, explica detalladamente el doctor Erick Juárez Arellano, profesor investigador de la UNPA.

La aplicación principal de las películas es para el empaque y conservación de alimentos, comúnmente se utilizan plásticos o polímeros de difícil degradación, lo que impacta de forma negativa al medio ambiente. El proyecto contempla tres características principales que deben cumplir las películas generadas a partir de residuos de plátano macho: una propiedad mecánica adecuada que le permita ajustarse al peso y elasticidad, propiedad biodegradable y propiedad antioxidante que admita la conservación de las propiedades nutrimentales del producto.

“El problema con los polímeros es que no se degradan, pueden pasar miles de años y se siguen acumulando, lo que se traduce en contaminación ambiental. La idea con estas películas es que ciertos organismos las degraden y posteriormente sirvan como abono. En las pruebas que hemos realizado obtuvimos como resultado la degradación de la película de plátano macho en tres meses, mientras que un polímero sintético tarda de cien a mil años”, manifiesta el investigador Erick Juárez.

El doctor Erick Juárez, miembro nivel I del Sistema Nacional de Investigadores (SNI) y experto en ciencias e ingeniería de materiales, explica que el proceso de la generación de películas consiste en un proceso químico en donde el almidón se rompe o liberan las cadenas generando dispersión, a continuación se controla la reestructuración con lo que se obtiene el polímero. Se puede utilizar un método semi industrial para construir las películas para luego proseguir con la caracterización de la actividad biológica.

Es importante destacar que el desarrollo de esta investigación es posible gracias a la colaboración entre dos grupos académicos de la Unpa y el Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) que conforman la red Aprovechamiento sostenible de recursos naturales y generación de productos de alto valor agregado, financiada por el Programa para el Desarrollo Profesional Docente (Prodep), y que de manera conjunta continúan trabajando en la elaboración de películas biodegradables con propiedades antimicrobianas y antioxidantes.

Para finalizar, el investigador Erick Juárez externó que se sigue sobre esta línea de estudio explorando las propiedades en las distintas variedades de plátano, pues cada una de ellas posee características diferentes en el almidón. Agregó que además del plátano, se exploran otros tubérculos con almidón como la papa, malanga y yuca, con los cuales también es posible generar películas para conservar alimentos.

Agencia Dicyt

Interempresas
27/09/2016

Las 10 claves que definen el futuro del envase

El sector del envase y el embalaje, con cerca de 1.500 empresas que dan trabajo a más de 73.000 personas en España, no es inmune a la crisis. Datos como la facturación, que alcanzó los 17.463 millones de euros en 2010, han caído alrededor de un 10% respecto a 2007 (especialmente en madera y papel). Otros subsectores, en cambio, no están notando la recesión. Los fabricantes de maquinaria para el envasado, con un importante clúster en Catalunya, cerraron 2010 con 913 millones de euros facturados (143 más que en 2009) y la exportación alcanzó el 65%.

El Barómetro sectorial Hispack, elaborado con motivo del Salón Internacional del Embalaje que se celebrará en Fira de Barcelona más datos que invitan al optimismo: 6 de cada 10 empresarios del sector creen que facturarán igual o más en 2012 y el 55% ya opera fuera del país. Por lo tanto, más que de recesión y caída del consumo, el sector del packaging y la logística habla de cambios, oportunidades y adaptación rápida a las nuevas tendencias. Aquí se resumen algunas:

1) Respeto al medioambiente en todas las fases del producto.
El avance hacia el producto ecofriendly es, sin duda, la tendencia más repetida entre los expertos consultados. Desde AIMPLAS (Instituto Tecnológico del Plástico), Pedro Melgarejo avanza que se convertirán en habituales: “La reducción de materiales, el uso de los reciclados y la utilización de biopolímeros provenientes de fuentes naturales como la fécula de patata, o el almidón de maíz”.

Algunas grandes marcas ya los hacen de plantas. Pero, más allá del material, el objectivo es reducir el impacto global, como explica el presidente del Club del Packaging, Luís Juncosa: “Mejorar la sustentabilidad total analizando todos los componentes (materiales y energías) necesarios para el proceso de fabricación y minimizar el efecto medioambiental al finalizar la vida del envase es imprescindible”. Y es que el consumidor no sólo se interesa por si los materiales del pack son reciclables, sinó por la huella global que la vida del producto dejará en el medio ambiente.

2) El packaging, herramienta básica de marketing
La caída de la publicidad tradicional, el auge de las redes sociales y nuevas herramientas de comunicación online como los códigos QR, han convertido el pack en herramienta básica de márketing. Para Xavier Puche, de la agencia de branding Coleman CBX, la principal tendencia es “la interactividad creciente de los packs, a través de las nuevas tecnologías y las redes sociales, que permiten convertir la experiencia de compra en una experiencia de marca”. Otra necesidad del márketing, en un mercado cada vez más competitivo, es diferenciar nuestro producto en el lineal. Para ello, el pack es vital, según Lluís Morillas, CEO de una de las agencias líderes de branding: “Hay una nueva conciencia sobre el valor de los productos, y ahora es el momento de la sinceridad y la concreción. Cuando compras un producto que vale el doble que el de la distribución (marca blanca), el cliente quiere ver las diferencias”.

3) Envases inteligentes y activos
Durante 2012, la Unión Europea hará pública la lista de productos autorizados para producir el envase activo (que alargará la vida del producto) o el inteligente (que aportará más información al consumidor). José María Lagarón, vicepresidente de la Sociedad de Ingenieros del Plástico y investigador del CSIC, cree que estos envases, que cambiarán de color si el producto se está caducando, o emitirán partículas para conservar mejor la fruta fresca, estarán en nuestra nevera antes de un año. Y es que, a pesar de la crisis, apunta, “el coste de esta nueva tecnología se verá altamente compensado por la reducción de pérdidas que se conseguirá alargando la vida de los productos frescos”. Nuria Herranz, responsable de Sistemas Inteligentes Avanzados en ITENE, (Instituto Tecnológico del Embalaje) tampoco tiene dudas: “Los envases inteligentes ya son una realidad, pero se están investigando en desarrollos de bajo coste para que su aplicación generalizada pueda llegar en el corto plazo.”

4) Optimización: más eficiencia, menos coste
En plena crisis, el consumidor busca precios bajos y se impone la optimización de procesos y la reducción de costes. Ahí, logística y packaging pueden ser claves. Eduard Llobet, profesor de Esade y experto en logísitica, cree que “vamos hacia una cultura de consumo más reflexiva, y todas las empresas tendrán que asegurarse de hacer sólo lo que justifica su esfuerzo económico y el del cliente y ofrecerlo a precio razonable. Tanto en productos de bajo coste como en los más caros, será muy difícil que el mercado acepte precios que considera injustificados.” Otro experto en logística, Jaime Mira, defiende el packaging como vía para reducir costes : “Aplicando las 3R (Reciclar, Reutilizar y Revalorizar) en el diseño del packaging, pueden conseguirse importantes ahorros, además de contribuir a la disminución de la huella de carbono de los productos y de su cadena logística asociada”.

5) Reducción: menos es más.
Fácil, simple y claro. Así será el pack que viene. Para Lluís Martínez Ribes, profesor de Márketing en Esade y experto en retail, “en el packaging aumentará la calidad de la expresión de la marca, y se expresará más por la vía implícita e intuitiva”. Otro experto en ventas y branding, David Espluga Esplugas+Associates, defiende también la simplicidad como tendencia: “Todo será más simple, más conceptual, que el pack no te complique la vida, porque si no entiendes el producto… te vas a otro”. Los dos ejemplifican esta idea con una misma marca que cuida hasta el extremo su packaging: el gigante tecnológico Apple.

6) Innovación en cada fase de la cadena
Innovar, junto a internacionalizarse son, para el presidente del Club del Packaging, Luís Juncosa, “la mejor decisión para dar viabilidad futura a nuestras empresas”. La innovación se impone y puede empezar con nuevos materiales, como los biopolímeros (con las funciones del plástico pero de origen natural), mejores procesos más mecanizados o nuevas etiquetas, como las que incorporan tecnología RFID, con microelectrónica, para leer datos por ondas de radio sin necesidad de contacto.

7) Internacionalizarse para crecer
La globalización de los mercados sigue forzando cambios en toda la cadena de producción, también en la adaptación del envase (con packs multimercado), o el almacenaje y traslado del producto. Para Jaime Mira, director de la entidad líder en formación sobre logística (ICIL), “la exportación y venta en otros mercados y la puesta en marcha de nuevas áreas de negocio en, por ejemplo, los países BRIC (Brasil, Rusia, India, China o Sudáfrica) son factores que van a marcar el rumbo de las empresas durante los próximos años”. “Tenemos que ir pensando - añade - en que vamos a trabajar para estos y otros países a unos costes especiales, que en la práctica supondrán crear nuevos territorios logísticos más cercanos”.

8) Adaptación al comercio electrónico (e-commerce)
El crecimiento sostenido del e-commerce en los últimos años también repercute en el packaging (nuevos envases especiales) y la logística (envíos personalizados con bajo coste). Pero si este mercado sigue creciendo en los próximos años, el sector, las tiendas online y el consumidor tendrán que hacer un esfuerzo de adaptación. Como experto en logística, Jaime Mira, director de la Fundación ICIL, advierte que “una vez haya pasado la crisis y las economías empiecen a reactivarse, el comercio electrónico experimentará un aumento importante y aparecerán los problemas asociados a, por ejemplo, la falta de infraestructuras o el pago por el uso de éstas, circunstancias que pueden llegar a ser un verdadero cuello de botella”.

9) Nuevos tamaños: el consumidor exige variedad
Cada vez más, el consumidor exige envases totalmente adaptados a sus necesidades. De ahí que veamos más monodosis, más envases de alimentación unipersonales (para singles), etc. La tendencia es la adaptación rápida al consumidor y eso, según el profesor Martínez Ribes (Esade), también puede significar la vuelta al granel: “Es una tendencia que crece en productos como el café, y donde el packaging pasa a ser el contenedor. El comprador quiere decidir según sus necesidades y su disponibilidad.”

10) Más colaboración para un mejor resultado
Las nuevas tecnologías también están facilitando a las empresas de packaging y logística la búsqueda de nuevas soluciones o proveedores y los puntos de encuentro, como los portales de contratación, intercambio o compra-venta. Para el profesor Llobet, de Esade, “el reto es organizar una cadena de suministro que ofrezca las máximas ventajas competitivas. Todos los fabricantes de productos y los suministradores de servicios de packaging o logística son eslabones de una misma cadena. El reto es asegurarse que su contribución a la competitividad del producto es la máxima, y eso es fruto de la capacidad de trabajar en colaboración.”

Hispack-Fira Barcelona

16 Mayo 2012