Bioplásticos: últimas tendencias en el envase alimentario

Debido a las necesidades tanto de la industria química, de la industria de polímeros, así como de la de envase y embalaje y más concretamente de la industria de alimentación, se está invirtiendo tiempo y recursos en investigación y desarrollo con el fin de fabricar envases para alimentos que sean más sostenibles con el Medio Ambiente y más fáciles de reciclar. De esta manera, se respondería mejor y con más eficacia, tanto a los problemas ya existentes de generación de residuos como a las necesidades diarias de los consumidores.

Alejandro Devís y Miriam Gallur, Itene

La base de la innovación en la industria del envase radica por una parte en el desarrollo de nuevos materiales con propiedades mejoradas, más sostenibles y económicamente viables, que a su vez sigan cumpliendo con los requerimientos necesarios para realizar la función básica del envase: contener, proteger y conservar, informar y facilitar su distribución. Sin embargo, la evolución experimentada en la sociedad junto con la industria en las últimas décadas hace que se le demande al envase, además de sus funciones básicas, presentar un buen diseño, que sea sostenible, fácil de usar, atractivo para el consumidor, que presente funcionalidades, etc. Estos requerimientos entre otros aspectos, hacen que las tendencias hayan tomado importancia en esta área y que estén actuando de fuerzas directrices en el sector de envase y embalaje para alimentación.

De entre las tendencias detectadas dentro del sector del envase y embalaje alimentario, las más importantes podrían resumirse en:

• Costo sostenible: reducción de materiales de envase mediante la disminución en el número de materiales usados y en los espesores de los mismos, eliminando capas y buscando el empleo de materiales de envase más económicos para lograr un equilibrio entre coste y propiedades.
• Nuevas funcionalidades: envasado activo e inteligente dando al envase una función dinámica de forma que interaccione con el producto o con el consumidor, con la finalidad de alargar la vida útil del producto envasado, disminuir el número de conservantes adicionados a los alimentos, o informar sobre las condiciones de los mismos.
• Fuentes alternativas más respetuosas con el medio ambiente: envases biodegradables que cubran las exigencias del consumidor hacia un consumo más ecológico y medioambientalmente más sostenible, mediante el empleo de materiales procedentes de fuentes naturales o de residuos de la agricultura.
• Aumento del valor añadido, nuevas aplicaciones: La aplicación de la nanotecnología en los envases, abre una nueva dimensión de ciertos materiales utilizando la misma con la finalidad de mejorar sus propiedades, sobretodo las propiedades barrera, o la resistencia térmica.

Biopackaging o ecopackaging: un compromiso sostenible con nuestros materiales de envase
De las tendencias identificadas, el aumento de la conciencia medio ambiental por parte del consumidor, junto con la presión de las nuevas leyes ambientales, ha llevado a la industria a invertir en materiales alternativos más sostenibles. La aplicación que más interés ha suscitado y en la que se ha invertido mayor cantidad de recursos científicos, técnicos y económicos, en los últimos años, ha sido el envase para alimentos. Hoy los envases biodegradables o el denominado ‘biopackaging’ son una realidad, dichos materiales proceden de fuentes renovables, bien extraídos de la biomasa, como la celulosa o el almidón, o bien producidos por microrganismos como los polihidroxialcanoatos (PHA). Los que mayor cuota de mercado poseen son aquellos que proceden de monómeros naturales que se han polimerizado sintéticamente como el poli (ácido láctico) (PLA) o los almidones termoplásticos (TPS).

Con el uso de biopolímeros para el desarrollo de nuevos materiales de envase se consigue una reducción de materiales poliméricos procedentes de fuentes no renovables, como el petróleo. Además, se alcanzarán beneficios medioambientales y económicos tanto en la producción de materias primas, ya que muchos de estos materiales se podrían obtener a partir de subproductos, y en un futuro, se pretende valorizarlos de nuevo o reducir en el coste de fin de vida de los nuevos materiales.

Los envases tradicionales protegen al producto, son baratos y parecen durar indefinidamente. Sin embargo, su durabilidad es un problema serio para el medio ambiente, buscando una solución a estos problemas, surge la necesidad de desarrollar plásticos obtenidos a partir de fuentes renovables, que se degraden cuando hayan finalizado su función de envase, sobretodo en aplicaciones de corta vida, como los productos frescos en alimentación, un ejemplo de estos materiales son los bioplásticos.

Cuando definimos bioplásticos o plásticos biodegradables hay que tener en cuenta los siguientes términos, la biodegradabilidad depende de la estructura química independientemente del origen, pero no todos los polímeros de origen natural son biodegradables y por otra parte existen polímeros de origen petroquímico que sí que lo son. Los bioplásticos engloban ambos grupos (1): los polímeros cuyo origen es una fuente renovable, llamados biopolímeros, y los que son biodegradables y cumplen con la norma de biodegradación y compostaje (UNE EN 13432) independientemente de su procedencia. (Quijada I., et al, 2007)

Los biopolímeros engloban todos aquellos polímeros que han sido producidos a partir de fuentes renovables, ya sean de origen vegetal o animal. En este grupo podemos encontrar polímeros obtenidos directamente de la naturaleza, como la celulosa, el almidón y proteínas como el suero o las gelatinas y también polímeros obtenidos a partir de microorganismos como el polihidroxibutirato y sus co-polímeros. Los biodegradables no necesariamente provienen de fuentes renovables, como podría ser la poli (ε-caprolactona), a pesar de que la gran mayoría que encontramos en el mercado provienen de monómeros naturales que se han polimerizado sintéticamente como el poli (ácido láctico) (PLA).

A pesar de que el sector de los materiales bioplásticos sigue generando inquietud, es un sector consolidado y dinámico, el crecimiento de su capacidad de producción, según datos de la Asociación Europea de Bioplásticos, presenta una tendencia exponencial, con una previsión para el año 2013 de 1,46 toneladas y el precio de estos materiales es cada vez más comparable con los polímeros convencionales.

Los bioplásticos presentan dos ventajas (2,3), que proceden de fuentes renovables, evitando el uso de fuentes fósiles y proporcionando una reducción en las emisiones de CO2, y que son biodegradables o compostables, proporcionando una reducción de los vertederos, además de poder ser valorizados, como fertilizantes o compost y producir biogás mediante la fermentación.

Según la Asociación European Bioplastics, la capacidad mundial de bioplásticos, basado en los anuncios de las compañías, incrementará desde 0,18 toneladas en el año 2008 hasta 1,71 en 2015 (4). Como bien indicábamos, uno de los sectores con mayor potencial como consumidor de estos materiales es el sector del envase y embalaje; así se presenta que de la producción total de bioplásticos, la previsión destinada al consumo de dicho sector será de un 37%.

Figura 1. Distribución de materiales biodegradables por tipo.

En la Figura 1 quedan reflejados los bioplásticos que por su capacidad de producción y sus propiedades han recibido mayor atención que otros, como pueden ser el almidón, el poli (ácido láctico), los polihidroxialcanoatos o las mezclas de varios de ellos. A continuación, se muestran las definiciones, las propiedades y las aplicaciones de los bioplásticos más empleados en el sector de envase y embalaje alimentario.

Poli (ácido láctico) (PLA)
El poli (ácido láctico) (PLA) es un polímero obtenido a partir de almidón de maíz, mediante la fermentación del ácido láctico. Tras la fermentación el ácido láctico se somete a un proceso de polimerización, para formar el poli (ácido láctico), bioplástico más conocido como PLA.

La estructura molecular del PLA le confiere a este material una serie de ventajas muy interesantes. Por ejemplo, sus propiedades mecánicas se asimilan a las del PET y PS. Es un material que puede imprimirse sin tratamiento superficial. Presenta una termosoldabilidad a temperaturas inferiores a las de las poliolefinas y una alta transparencia. Es resistente a los productos acuosos y a las grasas, y además, su procesado es similar al de las poliolefinas (extrusión, inyección y termoformado)

Hoy en día es frecuente encontrar en el mercado una gran cantidad de envases como bandejas, botellas o bolsas flexibles, fabricados a partir de PLA.

Almidón termoplástico (TPS)
Durante las últimas décadas, el almidón, polímero anhidroglucosídico, ha atraído considerablemente la atención como material biodegradable para envases, debido a su abundancia y bajo coste (5). El almidón esta compuesto por dos isómeros, amilosa (estructura lineal) y amilopectina (estructura altamente ramificada), cuya proporción depende de la fuente de origen. Como bioplástico, el almidón termoplástico (TPS) puede ser procesado empleando plastificantes y convertido en plástico. El papel de los plastificantes es destruir el almidón granular, mediante la rotura de los puentes de hidrógeno de las macromoléculas de almidón, acompañado de una depolimerización de parte del almidón. 

Su naturaleza hidrofílica hace que el TPS sea susceptible a los ataques de la humedad y provoque cambios significantes de estabilidad dimensional y en las propiedades mecánicas (6). Actualmente existen diferentes variedades de TPS, que combinan poliésteres con almidones nativos de diversos orígenes, como maíz, patata o guisante y que presentan propiedades diferentes. Esta variación hace que el TPS destaque por su versatilidad en sus propiedades, al poder ser modificado fácilmente con aditivos superficiales, además de tener unas buenas propiedades de sellabilidad y de imprimibilidad sin tratamiento superficial.

Bioplásticos a partir de bacterias
Otra de las familias de polímeros biodegradables a la que se le augura un buen futuro son los polihidroxialcanoatos (PHAs), obtenidos a partir de fermentación bacteriana. Las bacterias pueden crecer en cultivo y el plástico ser extraído fácilmente. Una de sus características es su versatilidad, ya que existen más de cien monómeros diferentes, hidroxivalerato, butirato, etc., que en función de la variabilidad de la posición de sus grupos funcionales y grados de polimerización varían las propiedades finales del polímero sintetizado. 

Estos polímeros son completamente biodegradables, de carácter termoplástico, con una alta cristalinidad, elevada temperatura de fusión, buena resistencia a los disolventes orgánicos y muy buenas propiedades de resistencia mecánica, lo que hace que sean comparables en su comportamiento con poliolefinas como el polipropileno, con la ventaja frente a éstas de ser de origen renovable, biodegradables y además biocompatibles. Sus propiedades térmicas y mecánicas varían en función de su composición, por lo que son polímeros muy versátiles.

En función de la longitud de la cadena lateral, los PHA muestran una mayor cristalinidad (PHA de cadena corta, análogos al polipropileno) o se comportan como elastómeros, más parecidos al polietileno (PHA de cadena media, mcl-PHA). Además, los PHA son hidrofóbicos y muestran bajas permeabilidades al oxígeno y al vapor de agua, por lo que hacen que sean materiales potenciales para el desarrollo de envases biodegradables.

Investigación y desarrollo en materiales biodegradables para el sector alimentario
Centros de investigación como el Instituto Tecnológico de Embalaje, Transporte y Logística (Itene) realizan una importante labor en investigación, tanto a nivel europeo como a nivel nacional mediante el desarrollo de proyectos de I+D+i. Esta labor ha permitido enfocar la investigación en nuevos materiales más sostenibles para aplicaciones de envase alimentario, hacia el desarrollo de materiales biocomposites de manera que sea posible en pocos años, el uso de materiales biodegradables o procedentes de fuentes renovables en gran parte de aplicaciones de la industria del envase y embalaje alimentario.

Desde los ámbitos de nuevos materiales avanzados y nanocomposites de Itene, se han llevado a cabo diferentes proyectos en los que se han desarrollado materiales sostenibles para su uso en el envasado de alimentos.

Un ejemplo de ello, es el desarrollo de un bionanocompuesto basado en PLA y nanoarcillas modificadas superficialmente. El nuevo material desarrollado (7) surge para paliar la inexistencia de bioplásticos en el mercado con unas propiedades aceptables para el envasado de líquidos y bebidas en botellas, debido a la baja resistencia térmica y la elevada permeabilidad del material empleado. Dicho material mejora la resistencia mecánica y térmica del PLA así como reduce la permeabilidad a gases, y conserva la capacidad de biodegradarse, por ello es una buena opción para aplicaciones de envases en inyección, como botellas. 

Con el uso de los aditivos desarrollados en Itene se ha logrado alcanzar un aumento de la carga máxima soportada por compresión en las botellas fabricadas, así como una mejora en las propiedades térmicas de las mismas que ha permitido hacerlas más resistentes a altas temperaturas evitando la deformación y el colapso en aplicaciones de llenado en caliente. Estas mismas botellas presentaron una mejora en sus propiedades barrera de aproximadamente un 40% de reducción de la transmisión al vapor de agua y una reducción a la mitad, de la permeabilidad al oxígeno, como puede apreciarse en la Tabla 1.

Tabla 1: Transmisión al vapor de agua (WVTR) y transmisión de oxígeno (OTR) de botellas de PLA y PLA con nanoarcilla modificada obtenidas en Itene.

Otro de los desarrollos que se está llevando a cabo en Itene es la obtención de mezclas a la carta de distintos bioplásticos, con el fin de aunar propiedades y reducir costes de materiales. Bioplásticos comerciales como el almidón termoplástico y los poli (hidroxialcanoatos) presentan buenas propiedades para el procesado pero no alcanzan los requerimientos necesarios para ser utilizados como material de envase, sobre todo en aplicaciones de alta barrera. 

Por ello una de las vías para la mejora de sus propiedades es su aditivación con nanorefuerzos. Dentro del VII programa marco, Itene junto con 6 empresas y 2 centros de investigación en el proyecto Traysrenew (8), acaban de presentar una bandeja a partir de almidón termoplástico y sus mezclas con PLA, PHAs y nanofibras de celulosa para el envasado de carne de pollo, dicha bandeja mantiene las propiedades de conservación del producto durante su vida útil y es 100% biodegradable.

Otro de los desarrollos llevados a cabo en Itene para la obtención de bandejas termoconformadas para el envasado de productos frescos, mostradas en la Figura 4a, es la aditivación de mezclas de PLA y PHB con cargas inorgánicas. En la Figura 4b pueden observarse la mejora de las propiedades de permeabilidad al vapor de agua y al oxígeno con distintos nanorefuerzos.

Figura 2.a) Bandejas de biocomposite de PLA-PHB, b) Permeabilidad al O₂ de films de PLA-PHB sin y con nanorefuerzos.

Conclusiones
Actualmente la I+D+i en materiales para el sector de envase y embalaje permite utilizar materiales alternativos más sostenibles que -cumplan con las tendencias clave demandadas por los consumidores, junto con las demandadas por los convertidores, fabricantes de materias primas y usuarios finales de envase. El sector de los materiales bioplásticos es un sector dinámico y en continuo crecimiento, permitiendo hoy por hoy que haya reducido su precio de venta y que en un futuro próximo sea comparable al de los polímeros convencionales.

En este artículo, hemos identificado los grupos de biopolímeros más empleados hoy en aplicaciones de envase alimentario, todos ellos están en continuo desarrollo mejorando sus procesos de síntesis y obtención para aumentar su capacidad de producción, en el caso del PLA, se pretende llegar a una producción de 1,5 toneladas en 2013. También hemos identificado los nuevos productores de materias primas biodegradables y los nuevos materiales con mayor potencial de desarrollo en un futuro próximo. En cuanto a aplicaciones, los biopolímeros actuales cubren una parte importante del abanico de necesidades de productos para el sector de envase y embalaje. Así, podemos encontrar bandejas termoformadas fabricadas con almidón y PLA, bolsas u otros envases por inyección que cumplen con las normativas de biodegradación y compostabilidad.

Pero hoy por hoy existen aplicaciones del sector alimentario que no están cubiertas, sobretodo aquellas con requerimientos de propiedades barrera al oxígeno, vapor de agua, o requerimientos de resistencia térmica. Mediante el desarrollo de materiales compuestos se pueden obtener soluciones de valor añadido para estas aplicaciones concretas de envasado alimentario, siempre tratando de reducir costes en el sector de envase y embalaje, que está en constante innovación. El empleo de la nanotecnología en los bioplásticos está permitiendo alcanzar nichos donde hace unos años era impensable, alcanzando propiedades muy interesantes, reducciones de la permeabilidad al oxígeno de un 40%, resistencias térmicas que posibiliten el llenado en caliente, etc..

Hacia este desafío es donde se dirige la I+D+i, tanto de centros tecnológicos como de empresas y grupos de investigación a nivel mundial; con las técnicas de síntesis de nanoaditivos a la carta y las tecnologías de procesado adecuadas, podemos lograr obtener materiales plásticos biodegradables a partir de orígenes renovables donde sus propiedades no sean un problema, sino una ventaja que aporte a la empresa usuaria diferenciación en sus materiales de envase y que garantice la seguridad alimentaria y la calidad de sus productos, cumpliendo así con los consumidores y con nuestro entorno futuro.

1. Asociación Europea de Bioplásticos
2. Tharanathan RN. Biodegradable films and composite coatings: past, present and future. Trends Food Sci Tech. 2003 Mar;14(3):71-78.
3. Gross RA, Kalra B. Biodegradable polymers for the environment. Science. 2002 Aug 2;297(5582):803-807.
4. European Bioplastics. Driving the evolution of plastics.2011
5. Gross, R. (2002). Biodegradable polymers for the environment. Science, 297, 803
6. Raquez J, Nabar Y., Srinivasan M., Boo-Young S., Narayan R., Dubois P. Maleated thermoplastic starch by reactive extrusion. Carbohydrate Polymers, 2008, 74, 159–169
7. Polymer nanocomposite comprising polylactic acid reinforced with the modified phyllosilicate. Nº Internacional Publicacción: WO 2012/017026 A1
8. http://www.traysrenew.eu/

Interempresas - Envase y Embalaje

17 Mayo 2013

Ecoplasticos, Bioplasticos....

Lo primero que hay que corregir es que la palabra "bioplásticos" significa dos cosas diferentes, fácil de confundir.

Puede significar lo que se conoce como "bioplásticos" a aquellos producidos a partir de los recursos agrícolas, que suelen ser renovables o los plásticos "biodegradables".

Lo primero se refiere sólo al origen de las materias primas de las que los plásticos se fabrican, mientras que el segundo tiene que ver con su final de su vida. La idea principal es entender que un bioplástico pueden no ser biodegradable y que un plástico biodegradable puede no haber sido biobasado.

Mientras que la biodegradabilidad era lo mas grande en un tiempo, ahora se ha hecho evidente que su valor se limita a un número limitado de aplicaciones. Es por ello que este artículo se centra principalmente en los bioplásticos.

Usted puede suponer que la bioplásticos son un nuevo desarrollo. Usted podría estar equivocado - algunos fueron utilizados en los primeros tiempos del hombre. El balón de látex utilizados por los jugadores de pelota maya, por ejemplo ... E incluso antes de eso, las herramientas neolíticas ensamblado con resinas vegetales, rivalizaban, incluso entonces, en el Oriente Medio por másillas bituminosas. A lo largo de la historia, el hombre ha mirado a la biomasa para satisfacer sus necesidades e innovar. La biomasa es el conjunto de la materia viva: plantas y animales. Alrededor de 172 millones de toneladas de materia orgánica se producen al año, de los cuales se utilizan actualmente sólo el 3,5%, principalmente para comida. De la colección de Henry Ford. imagen del ensamble del coche de soya que muestra la producción de paneles de plástico.

Cuando la era industrial apareció, los químicos buscaron la biomasa para los primeros polímeros artificiales como el celuloide: el primer plástico creado en 1856 a partir de nitrato de celulosa y alcanfor o galatita, un polímero biodegradable derivado de una mezcla de formalina y la caseína, la proteína de la leche. Su apariencia de marfil, le valió un amplio uso en joyería de fantasía en los locos años veinte. Todavía utilizado por unos pocos nostálgicos fabricantes de botones ... y, desgraciadamente, por los falsificadores!

Las plantas fueron transformadas también, durante la Gran Depresión, en particular. El trabajo de los pioneros en "química", tal como el bioquímico negro George Washington Carver, permitió a Henry Ford fabricar piezas de plástico de automóviles derivados de la soya!
Los plásticos se pueden hacer de muchos recursos diferentes ... siempre y cuando que ellos contengan carbono.

En menos de un siglo, los recursos fósiles se convirtieron en la base por defecto para la fabricación de casi todos los plásticos. El gas en los Estados Unidos, el carbón en China y la refinación de petróleo en Europa eran fuentes de bajo costo para la mayoría de los intermedios esenciales para la fabricación de plásticos, e incluyo nombres tan conocidos como etileno, propileno, butadieno, benceno, etanol, acetona, etc. ..

La planta de polietileno basado en etanol en
Triunfo, Brasil. 

Los 265 millones de toneladas de plástico que se consumen cada año requieren sólo un 4% de los recursos fósiles extraídos en el mundo para la fabricación.Sin embargo, la creciente escasez y el encarecimiento de las materias primas ha puesto a la fabricación de plásticos, basados en materias primas renovables, firmemente en el centro de la escena.

Por lo tanto, están los "bioplásticos" listos para hacer un gran regreso?

Plastic The Mag
26 Enero 2012

Entrevista a Jordi Simón, responsable de polímeros biodegradables de BASF en la Península Ibérica

“Ecovio va a ser un referente en el mercado: es la solución para las bolsas comerciales y de basura”


Compuesto por dos polímeros completamente biodegradables y compostables, uno flexible y otro rígido, uno procedente del petróleo y otro del maíz, Ecovio es un material plástico muy versátil. El nuevo polímero representa una buena alternativa al controvertido tema de las bolsas de la compra en las grandes superficies y de las bolsas de basura tradicionales. Así lo afirma y lo razona en esta entrevista Jordi Simón, responsable de polímeros biodegradables de la multinacional química BASF en la Península Ibérica.

Jordi Simón, responsable de polímeros biodegradables de BASF en la Península Ibérica.

¿Qué es Ecovio? ¿De qué se compone?
Está compuesto por poliácido láctico (PLA), proveniente del maíz, y nuestro material Ecoflex, un copoliéster que procede del petróleo y es totalmente biodegradable y compostable.

¿Y qué necesidad había de mezclarlo con PLA?
Podemos cubrir aplicaciones flexibles y muy rígidas. Ecoflex es un material muy flexible, con unas propiedades extraordinarias. Por ello, se ha mezclado con PLA, que es rígido como un poliestireno cristal.
Versátil…
Sí, desde aplicaciones como el termoconformado para envase rígido hasta films o recubrimientos de papel. De entre todas ellas, el film es la que de momento tiene más presencia en el mercado, tanto en bolsas de comercio, como bolsas de basura o para aplicaciones agrícolas.

El uso del maíz con otros fines no alimenticios ha generado cierta controversia. ¿Han pensado en emplear otra materia prima renovable?
El alarmismo, y más en estos temas, es fácil de contagiar, pero lo cierto es que, en todo el mundo, menos del 0,1% del maíz producido se emplea en biopolímeros. BASF es una compañía muy sensibilizada con todas estas cuestiones y dedica grandes esfuerzos a minimizar cualquier impacto en el medio ambiente. Por ejemplo, BASF utiliza análisis de ecoeficiencia: es una herramienta que nos ayuda a evaluar cómo puntúan los diferentes productos en términos de uso del suelo, emisión de gases de efecto invernadero y consumo de agua. Tener en cuenta los diferentes aspectos medioambientales nos ayuda a tomar buenas decisiones durante el desarrollo del producto.


Algunos opinan que los biodegradables fomentan el uso inadecuado de los residuos, por decirlo coloquialmente, fomentan el ‘lanzarlos en cualquier sitio porque se biodegradan’. ¿Qué opina al respecto?
Ecovio es un material biodegrable y compostable en su totalidad; términos que, a veces, generan cierta confusión. Que sea biodegradable y compostable no significa que lo debamos arrojar a la naturaleza. Como cualquier residuo, tiene que ser gestionado correctamente para su óptima valorización. Un producto fabricado con este material debe ir a una planta de compostaje industrial con el resto de fracción orgánica.

¿Puede cualquier transformador con la tecnología de que dispone fabricar productos con Ecovio? ¿Qué necesita para adaptarse a este material?
En general, la respuesta es sí. Evidentemente, dependerá de las instalaciones y de la experiencia con este tipo de polímeros.

¿Qué debe tenerse en cuenta?
No hay reglas de oro pero, principalmente, hay que ajustar las temperaturas, calibrar bien el cabezal, controlar la alineación de las máquinas y mantener el film, mientras se está extruyendo, con la rigidez y el estiramiento lateral suficientes para evitar la formación de arrugas.

¿Cuál cree que es la aplicación óptima para este material?
Cualquiera en la que la biodegradabilidad y la compostabilidad aporte valor. Esto incluye, sin duda, la bolsa de basura para materia orgánica con nuestro Ecovio F Film y Ecovio FS Film.

¿Por qué?
Por sus propiedades mecánicas y su excelente estabilidad frente a la humedad y los aceites. Ecovio va a ser un referente en el mercado. Aquí, en España, es un producto relativamente nuevo; en Alemania, grandes cadenas de supermercados como Aldi o Rewe ya lo emplean.

¿Y de qué forma dan a conocer las virtudes del nuevo material?
A través de múltiples canales y acciones, incluyendo la promoción del concepto ‘dos por uno’.

¿En qué consiste?
En utilizar una bolsa comercial, de camiseta, por ejemplo, pero que, gracias a su diseño, pueda reutilizarse. Una vez hemos terminado con su uso como transporte, podemos emplearla como bolsa para la basura.
Y así va a parar al contenedor orgánico…
Exacto, al que le corresponde.

Planta de Ecoflex, en Ludwigshafen (Alemania). 

¿Cómo serán los plásticos del futuro?
Habrá de todo: aplicaciones que requieran plásticos biodegradables y compostables y otras que no. Cada plástico va a tener su terreno, su parcela. Existen muchas familias de polímeros porque el mercado requiere un plástico con unas características determinadas para cada aplicación. Lo importante es aprovecharlos correctamente, según su uso, y luego formar e informar a los usuarios y consumidores finales para poder gestionar y valorizar bien los residuos.

¿Y no debería participar también el fabricante de polímeros en esta misión de formar e informar al consumidor?
Los fabricantes participan ya en la campaña global de sensibilización que se lleva a cabo de manera conjunta con diferentes instituciones. A través de PlasticsEurope, por ejemplo, realizamos un gran número de conferencias y acciones educativas tanto en escuelas como en otros foros de la sociedad. A eso hay que añadirle las campañas realizadas en los medios de comunicación.
Cada uno debe aportar su granito de arena…
Sí, todas las partes de la cadena deben trabajar unidas para intentar transmitir correctamente la información. Es un reto y, en cierta manera, una obligación. Hay que velar para que el mensaje que llega al consumidor sea el adecuado. En este caso, hay una serie de normas que garantizan la biodegradabilidad y la compostabilidad. En Europa, la Norma EN 13432 y los certificadores reconocidos como Din Certco y Vinçotte dan garantía de ello; así que tenemos que ser contundentes con aquellos materiales o empresas que fomenten y generen confusión, dando informaciones tendenciosas en algunos casos y poco rigurosas en otros.

Javier García - Interempresas
18 de enero de 2012

¿Cómo se desarrollan los productos probióticos?

En la actualidad, los consumidores estamos perfectamente familiarizados con los alimentos probióticos que encontramos en el supermercado. Son alimentos que contienen sustancias beneficiosas para nuestro organismo y son buenas para la salud, por eso, son productos muy demandados. Pero, ¿cómo se consigue desarrollar este tipo productos?

Las diferentes tecnologías de encapsulación permiten enriquecer los alimentos con sustancias que contienen propiedades beneficiosas para nuestro organismo como pueden ser las bacterias o las microalgas. De esta manera, estas sustancias llegarían encapsuladas al intestino donde se absorberían actuando de forma beneficiosa.

En el caso de las bacterias, las últimas investigaciones proponen el uso de biopolímeros para la encapsulación de estos microorganismos en el desarrollo de productos probióticos.
El reto en el desarrollo de estos probióticos es conseguir que lleguen al intestino un número suficiente de bacterias pues muchas perecen en el procesado y almacenamiento. Una de las ventajas de este biopolímero es que se caracteriza por resistir las condiciones adversas del procesado y almacenamiento así como el medio ácido del estómago. El biopolímero se degrada en el intestino liberando las bacterias, facilitando así el efecto positivo sobre el organismo.

Como ya se ha indicado, los productos también pueden enriquecerse con sustancias beneficiosas que aportan las microalgas. En ainia se esta realizando el proyecto INMUGAL, que se centra en el desarrollo de nuevos alimentos que refuercen el sistema inmune, a partir de microalgas y/o derivados. En estos momentos ya están trabajando en el desarrollo de nuevos prototipos alimentarios a partir de la microencapsulación de microalgas y/o CAVA (compuestos de alto valor añadido) derivados de estos mircroorganismos.

Ponemos a disposición de las empresas alimentarias nuestro conocimiento y experiencia en el desarrollo de biopolímeros tanto de aplicación alimentaria (desarrollo de nuevos productos) como en el desarrollo de nuevos envases. Para más detalle, contacte con nosotros.

Ainia - España

14 Setiembre 2011 

Plásticos a partir de piel de tomates

“Hago plástico con tomates”

Entrevista a José Jesús Benítez, científico titular del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla

4 de enero de 2011

Amorfo, de tacto suave, completamente inocuo, reciclable y biodegradable. Además, se puede estirar entre un 6 y un 10% sin deformación y hasta un 30-35% antes de la ruptura. Así es el nuevo plástico desarrollado y patentado en Andalucía por científicos del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (CSIC-US) y de la Universidad de Málaga. En realidad, este nuevo polímero es como muchos de los plásticos que se conocen en la actualidad. Lo sorprendente de este nuevo material es que es de color anaranjado, tonalidad que presenta porque está fabricado con pieles de tomate. Sí, de tomate. José Jesús Benítez Jiménez, responsable del proyecto, explica que ésta es una buena forma de desarrollar un plástico responsable con el entorno y, al mismo tiempo, dar salida a los desechos de tomate de la industria alimentaria.

Javier García

Aspecto del nuevo plástico biodegradable desarrollado por el CSIC y la Universidad de Málaga.

¿Qué es la cutina y qué cualidades la hacen tan valiosa para su proyecto?

La cutina vegetal es un poliéster natural que se encuentra en la piel (cutícula) de frutos, hojas y tallos tiernos de las plantas superiores. Se trata de un tejido que hace las veces de esqueleto de la cutícula y, por tanto, es la responsable de su consistencia y sus propiedades mecánicas. Las características más importantes de la cutina son su hidrofobicidad, no toxicidad y total biodegradabilidad. Es por ello que se pensó en su uso como material de envasado.

¿Qué tipo de plástico han desarrollado con ella?

Por un proceso de biomimética hemos conseguido reconstruir en el laboratorio un material comparable al natural: es un poliéster amorfo, de color anaranjado, suave al tacto, de carácter hidrófobo, conformable y, sobre todo, totalmente inocuo y biodegradable.

Dicen haber aplicado una metodología basada en las técnicas de sonda de proximidad (SPM). Háblenos de ello.

Hay que tener en cuenta que el proyecto de investigación que ha dado lugar a este producto tiene una fuerte componente de investigación fundamental. Uno de los objetivos del proyecto era establecer la ruta química como la vía principal de biosíntesis de la cutina en la pared de las células vegetales. Este proceso transcurre a través de un mecanismo de empaquetamiento molecular ordenado denominado autoensamblado. Las técnicas más adecuadas para estudiar sistemas autoensamblados son las de sonda de proximidad y, en nuestro caso, la microscopía de fuerzas atómicas (AFM).

“Gracias a ciertos aditivos, podemos modificar 

el tiempo de degradación considerablemente 

y, por tanto, seleccionarlo en función de la 

aplicación que se quiera dar al material sintético”

¿En qué consiste esta técnica y qué aporta en el proceso de obtención del material?

Un microscopio AFM funciona como los dedos de un invidente leyendo un texto en Braille. Detecta la rugosidad de la superficie con resolución por debajo del nanómetro. Con este tipo de técnicas se ha podido estudiar la capacidad de una serie de moléculas para dar lugar al poliéster. En definitiva, cuáles son los requisitos, en cuanto a su estructura molecular, que debe cumplir un monómero para producir un buen rendimiento en el proceso de síntesis del poliéster.

Al parecer el nuevo plástico biodegradable presenta una durabilidad semejante a la de la piel del tomate. ¿De cuánto tiempo estamos hablando?

En el laboratorio evaluamos la degradabilidad por ataque químico en condiciones severas, todavía no hemos realizado pruebas en atmósfera abierta, pero, por analogía con la cutina vegetal, estaríamos hablando de un año aproximadamente, aunque el periodo de degradación completa depende de la temperatura, el nivel de precipitaciones, el tipo y la cantidad de microorganismos, y sobre todo, del pH y de la composición del suelo. Lo interesante de este aspecto es que, mediante ciertos aditivos, podemos modificar el tiempo de degradación considerablemente y, por tanto, seleccionarlo en función de la aplicación que se quiera dar al material sintético.

¿Qué tipo de condiciones ambientales se precisan para su descomposición en la naturaleza?

En principio ninguna en especial. Su degradación puede ser química o mediante la actuación de microorganismos. En ambos casos dependerá de la acidez/alcalinidad y humedad del suelo.

¿Es reciclable?

Completamente. Los productos de la degradación química del material son los mismos que se utilizan para producirlo. Además, no se prevé la participación de productos especialmente contaminantes en el ciclo de reciclado.

¿Para la fabricación de este plástico vale cualquier variedad de tomate?

No sólo cualquier variedad de tomate, sino de cualquier otro fruto. Todo dependerá del rendimiento en cutina que contenga su piel y de su disponibilidad como subproducto o desecho. El haberlo obtenido a partir de la piel del tomate viene de una línea de investigación previa llevada a cabo por el grupo de Biopolímeros Vegetales, que dirige el profesor Antonio Heredia Bayona en la Universidad de Málaga.

Dicen que pueden aprovecharse los desechos de tomate de la industria alimentaria, pero ¿se les debe someter a algún tipo de tratamiento especial antes de llegar al laboratorio?

El proceso de reutilización de la piel como desecho pasa por la extracción de la cutina. En el laboratorio éste es un proceso muy elaborado dado que las bases de una investigación a nivel fundamental se deben sentar partiendo de productos bien aislados y caracterizados. En la actualidad, estamos explorando rutas de extracción menos protocolizadas que lleven a un producto que retenga las propiedades del prototipo.

De izquierda a derecha: Antonio Heredia Bayona (Universidad de Málaga), José Jesús Benítez Jiménez y José Alejandro Heredia Guerrero (Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla, CSIC) y Susana Guzmán Puyol (Universidad de Málaga).

¿Quién interviene en el proyecto?
La patente en cuestión es consecuencia del desarrollo de un proyecto de investigación financiado por la Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa de la Junta de Andalucía. En él participan varios investigadores del CSIC y de las universidades de Málaga, Sevilla y Almería. Pero el desarrollo de poliéster biomimético, explica Benítez, es responsabilidad directa del grupo de Biopolímeros Vegetales de la Universidad de Málaga y del grupo de Materiales Avanzados del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (CSIC).

Teniendo en cuenta su durabilidad y características, ¿cuáles pueden ser sus aplicaciones?

Somos conscientes de que las posibles aplicaciones prácticas de este material vendrán definidas por criterios de rentabilidad económica. Desde nuestra perspectiva de grupos de investigación fundamental, este tipo de consideraciones se nos escapan un poco. En vista de la disponibilidad de la materia prima y de los productos y procesos implicados, no creemos que, a priori, los costes de producción sean prohibitivos.

“El nuevo plástico puede emplearse en el 

envasado de alimentos, en bolsas de plástico, 

en plásticos para invernaderos o como material 

para encapsular y liberar controladamente 

medicamentos, entre otras aplicaciones”

Entonces, ¿para qué tipo de productos cree que puede ser más apropiado?

Hemos propuesto su aplicación como material para el envasado de alimentos por analogía con el papel de la piel en los frutos (empaquetar y conservar su contenido). Algunas empresas productoras de materiales plásticos han contactado con nosotros para explorar su empleo en bolsas de plástico o en plásticos para invernaderos. También se ha pensado como material para encapsular y liberar controladamente medicamentos. Otras sugerencias pasan, por ejemplo, por su empleo en el envasado de productos de mayor valor añadido como en el sector cosmético. Últimamente estamos considerando también su uso como membranas en procesos de filtración.

Foto: Rositsa Maslarska.

¿Necesitará este plástico una tecnología especial para su transformación, es decir, la maquinaria actual que tiene cualquier transformador en nuestro país puede tratar este tipo de plástico biodegradable?

Este es el aspecto en el que necesitamos cierto asesoramiento y colaboración con empresas que dispongan de un laboratorio de I+D para cubrir todos los aspectos técnicos y económicos del escalado a la producción, al menos, a nivel de planta piloto. Nosotros podemos realizar la labor de investigación fundamental encaminada a cumplir los requisitos físico-químicos tanto del material de partida como del producto final, pero esos requisitos deben ser propuestos por la empresa transformadora. El sector será el que evalúe también la viabilidad económica en función de la aplicación del material.

Comenta que se puede elaborar plástico a partir de otros frutos. ¿Tienen pensado investigar con otro tipo de materiales?

Estamos avaluando materiales obtenidos a partir de mezclas de monómeros. Hemos descrito una ruta partiendo de una molécula prototipo que nos permite una buena caracterización fundamental del proceso. Una vez definido el camino, estamos empleando otras moléculas químicamente muy similares como aditivos para modificar las propiedades del producto final. Así, conseguimos, por ejemplo, alterar las propiedades mecánicas, la velocidad de degradación, la permeabilidad al agua o la capacidad de intercambio iónico del poliéster sintético.

El nuevo plástico está patentado, pero ¿se comercializará? ¿Quién lo hará?

La patente que cubre el producto y el proceso de obtención pertenece a partes iguales al Consejo Superior de Investigaciones Científicas y a la Universidad de Málaga. Las respectivas oficinas de transferencia de investigación se están encargando de publicitar nuestros resultados y de establecer los contactos con las empresas interesadas. Entendemos que las que vislumbren la viabilidad del proceso adquirirán los derechos correspondientes. En realidad, éste es un proceso administrativo que discurre, de alguna manera, al margen del grupo investigador. Sin embargo, debemos añadir que, en este sentido, percibimos un claro interés de las oficinas de transferencia para que se establezcan convenios o contratos de investigación entre nuestros grupos y las empresas interesadas.

José Jesús Benítez Jiménez, responsable del proyecto, es científico titular del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla, un centro mixto entre el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Sevilla.

Resina bioplastica hecha de soya

Una nueva división de Univenture, Biobent Polímeros esta lanzando Panacea ™, una resina de bioplástico que mantiene las características del material plástico básico, mientras que sustituye hasta un 40% del petróleo utilizado normalmente en la fabricación de plásticos.
Panacea PP y PE Panacea son productos basados en polipropileno y polietileno que tienen un precio competitivo en el mercado de los bioplásticos. El proceso utilizado para hacer la línea es capaz de mezclar los termoplásticos tradicionales con un producto agrícola no refinado de bajo costo: harina de soya. La harina de soya se combina con resinas plásticas "fuera de especificación" para producir un bio-compuesto que reemplaza el 10% -40% de la resina basada en petróleo.

Fuente: Packaging World - 02.02.2011

 

Cling Film Biodegradable de Novamont recibe el Premio al Amigo de la Innovación Ambiental del 2010

SpecialChem - Nov 22, 2010

MILAN, Italia -- Legambiente ha honrado la primera pelicula adherible (cling) para alimentos de Novamont dandole el Premio Amigo de la Innovacion Ambiental 2010. Este premio nacional reconoce la innovacion administrativa y tecnologica en productos, procesos, servicios y sistemas que han sido implementados o estan en una etapa avanzada de produccion. los cuales han contribuido a mejoras significativas en el area de sostenibilidad ambiental y los cuales se caracterizan por su originalidad y su potencial de desarrollo, con importancia particular para la region. La segunda generacion de pelicula cling hecha de Mater Bi, es biodegradable, compostable y contiene materias primas de recursos renovables. La pelicula cling estirable, puede ser usada para cualquier tipo de alimentos, aun cuando el alimento tenga un alto contenido de grasa (aceites, salsas, mantequilla, etc.). Despues de usarse, se puede desechar como desperdicio organico que ha sido certificado como compostable de acuerdo con el estandar EN 13432 y es compatible con varios tipos de tecnologia de planta compostable.  Tiene las mismas características técnicas de resistencia y estiramiento que los productos tradicionales desarrollados para uso doméstico sin usar plastificantes o aditivos que puedan transferirse al alimento. Esta especialmente formulado para ser fácil de desgarrar sin necesidad de cuchilla aserrada, haciéndolo mas seguro y conveniente. Una característica intrínseca del material es su alta permeabilidad al vapor de agua, que ayuda a evaporar la condensación que se forma en el alimento caliente que se refrigera. Esto lo hace ideal para preservar y proteger los alimentos. Mater-Bi® es el producto principal desarrollado por Novamont. Aunque provee la misma resistencia y desempeño que los plásticos tradicionales, esta hecho de recursos renovables de origen agrícola. Reduce la emisión de gases de invernadero y el consumo de energia y de recursos no renovables, lo que completa un circulo virtuoso: las materias primas de origen agrícola regresan a la tierra mediante procesos de biodegradación y compostabilidad, sin emitir contaminación. La segunda generación de Mater-Bi® esta disponible en un amplio rango de aplicaciones en los sectores de películas y recubrimientos flexibles con creciente contenido de materias primas renovables, bajos niveles de producción de gas de invernadero y menos dependencia de materias primas fósiles. Este material es el resultado de la exitosa integración de Novamont  de una tecnología basada en almidón con tecnología que usa poliésteres de aceites vegetales fabricados en una biorefinería integrada localmente. Novamont esta actualmente trabajando con Coldiretti Umbria, con un subsidio proporcionado por un programa de desarrollo regional, para identificar y desarrollar cultivos específicos y técnicas de procesamiento con bajo impacto ambiental. Novamont SpA, una subsidiaria de Banca Intesa San Paolo y Invetitori Associati, es uno de los lideres en la producción de bioplásticos obtenidos de materias primas renovables de origen agrícola. Esta situada en Novara y tiene plantas de producción en Terni.

Una bacteria modificada genéticamente podría producir plástico biodegradable

30 de noviembre de 2009

Un grupo de investigadores dirigido por Lee Sang-yup del Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología afirma que han encontrado un mejor camino para hacer el PLA usando la ciencia de la biología sintética.En este momento el PLA se hace generalmente en dos etapas. En primer lugar, una fuente de almidón o azúcar, que podría ser un subproducto agrícola, se fermenta para producir el ácido láctico, la misma sustancia producida por el organismo durante el ejercicio, sólo que en este caso se trata de una bacteria que se “ejercita” en el proceso de fermentación. En la segunda etapa las moléculas de ácido láctico se enlazan en largas cadenas o polímeros en recipientes de reacción química para producir PLA. Lo que Lee y su equipo han conseguido, como se reporta en ‘Biotechnology and Bioengineering’, es la producción directa de PLA en un proceso de un solo paso dentro de bacterias. No es necesario un post proceso de transformación química.
Los investigadores creen que, si el proceso se puede comercializar, podría reducir considerablemente el coste de fabricación de los productos de PLA. Lee también cree que con más investigación, unas bacterias genéticamente modificadas podrían ser capaces de producir otros tipos de plásticos y poliéster a partir de recursos renovables. Otra razón para preguntarse cuánto tiempo más va a durar la era del petróleo.