Según los últimos datos de la FAO, aproximadamente un tercio de todos los alimentos producidos a nivel mundial se pierden o se desperdician. Estas pérdidas hacen referencia a dos conceptos distintos.

Por una parte, la pérdida es la disminución de la masa de alimentos comestibles por parte de la cadena de suministro, como son las etapas de producción, postcosecha, procesamiento, etc.; mientras que los desperdicios se producen en el punto final de la cadena alimentaria, tanto en la venta al minorista como en el consumidor final, por lo que estos últimos están más relacionados con el comportamiento de los vendedores y los consumidores con relación al alimento en sí.

A raíz de esta problemática y en línea con las estrategias de sostenibilidad fomentadas en Europa, existen dos líneas de actuación, la primera basada en alargar la vida de los productos envasado y minimizar los residuos alimentarios, y por otro lado en proporcionar una segunda vida a los residuos procedentes de la industria alimentaria.

Espresso coffee capsules and coffee beans
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FASTBIOPACK

En este sentido, el proyecto FASTBIOPACK que lleva a cabo AIMPLAS, Instituto Tecnológico del Plástico, se centra en la búsqueda de alternativas sostenibles para la reutilización de residuos alimentarios y obtención de nuevos materiales de envase. El foco de las investigaciones está en el aprovechamiento de estos residuos para la obtención y procesamiento de polímeros biodegradables naturales para su aplicación en diferentes sectores industriales, tales como el sector del envase.

Existen diversos biopolímeros naturales que se clasifican según su fuente de obtención, por lo que pueden proceder de biomasa vegetal, biomasa animal o microorganismos. El uso de estos materiales naturales permite alcanzar un menor impacto medioambiental, representado una reducción en la huella de carbono, tanto si procede directamente de la fuente natural o de la revalorización de un residuo alimentario, por lo que se consideran un atractivo dentro de las estrategias de sostenibilidad.

La mayor parte de los desarrollos realizados dentro del sector del envase a partir de polímeros naturales se han realizado a partir de métodos de obtención basados en la filmificación de polímeros mediante la evaporación de disolventes (solvent casting). Sin embargo, uno de los retos que plantea en la actualidad la industria del plástico es la obtención de productos comerciales basados en polímeros naturales obtenidos a partir de la transformación de materiales termoplásticos, mediante procesos térmicos convencionales (melt extrusion).

La mayoría de las formulaciones empleadas hoy en día en la obtención de envases rígidos y flexibles están basadas tanto en materiales convencionales como en bioplásticos, aunque es complejo encontrar productos 100% elaborados con polímeros naturales, ya que hasta ahora no se ha logrado obtener resultados escalables a la industria debido a que esos polímeros naturales deben someterse a un proceso de destructurización y plastificación para su conversión a material termoplástico.

Por este motivo, el presente proyecto desarrollará métodos de destructurización y plastificación para los materiales poliméricos naturales seleccionados, para de este modo obtener nuevos polímeros naturales procesables mediante procesos de extrusión e inyección.

Numerosas investigaciones han trabajado en la mejora de las propiedades mecánicas y barrera de los polímeros biodegradables para aumentar sus posibles aplicaciones en el sector del packaging y poder competir con materiales tradicionales. Existe una limitación en soluciones alta barrera basadas en polímeros biodegradables, ya que estos polímeros presentan propiedades diferentes a los polímeros convencionales y si se habla de propiedades barrera en la mayoría de los casos las propiedades son más desfavorables.

Por todo ello, se hace necesario investigar nuevas soluciones de envase biodegradable barrera que protejan, alarguen la vida útil del alimento y protejan el medio ambiente. De este modo, se obtienen soluciones de envase alternativas que puedan resolver ciertos problemas derivados de los residuos de envase, como por ejemplo los envases multicapa. Es importante aclarar que estas soluciones de envase no pretenden ser la solución única a los residuos de envase.

Se ha estudiado que los envases biodegradables presentan ventajas competitivas frente a otros envases para productos como salsas o cápsulas de café. Estos productos presentan alto contenido orgánico en los residuos que generan y es por esto por lo que se presentan como productos cuyo envase debería ser diseñado para que se pueda degradar con ellos.

Este tipo de alimentos presenta una vida útil larga (hasta de un año) y las soluciones de envase biodegradable actuales presentan limitaciones para contenerlos. En el presente proyecto, se desarrollarán nuevos envases para cápsulas de café y otros productos basados en polímeros naturales barrera y soluciones de recubrimientos metalizados, para obtener estructuras de envase biodegradables en condiciones industriales.

Paralelamente, es importante definir qué se entiende por biodegradable. La biodegradación de materiales poliméricos en condiciones aeróbicas (presencia de oxígeno) comienza con un proceso de biodeterioro, es decir, los materiales poliméricos se fragmentan en porciones pequeñas por la acción de comunidades microbianas, con la ayuda de otros organismos en descomposición y agentes abióticos presentes en el entorno particular.

Posteriormente, los esqueletos poliméricos se escinden mediante diferentes enzimas hidrolíticas (así como otros agentes catalíticos tales como radicales libres) producidos por diversos microorganismos biodegradables. Esto da como resultado la reducción progresiva del peso molecular del polímero. Algunos de los productos de degradación pueden ser asimilados por los microorganismos que conducen a la mineralización de compuestos orgánicos dando lugar a dióxido de carbono, agua y la generación de nueva biomasa.

En el proyecto se pretende desarrollar un nuevo método innovador de biodegradación acelerada, que permita reducir al 50% el tiempo de estudio respecto a los métodos descritos en las normas estándares (ISO, EN, ASTM). Este nuevo método se llevará a cabo mediante la combinación del enriquecimiento del medio de ensayo con agentes externos (bioestimulación) y modificación de las condiciones de estudio. Esta innovación permite simplificar los estudios de biodegradación y reducirlos en tiempo para facilitar el cribado de muestras y observar con antelación la tendencia de los materiales y/o productos. Dicho método será probado en las nuevas estructuras de envase.

Con lo anteriormente expuesto, el proyecto FASTBIOPACK presenta como objetivo principal obtener nuevos materiales de envase basados en polímeros naturales, que puedan ser utilizados en la elaboración de nuevos envases barrera para cápsulas de café entre otros productos de interés. Y, por otro lado, desarrollar un método de biodegradación acelerado que permita estudiar la biodegradación de las nuevas estructuras. Los objetivos específicos se muestran a continuación:

  • Destructurización y plastificación de polímeros naturales para la obtención de polímeros termoplásticos.
  • Obtención de nuevos materiales basados en polímeros naturales para aplicaciones de extrusión e inyección.
  • Obtención de diferentes estructuras de envase.
  • Mejorar sus propiedades barreras.
  • Desarrollar un nuevo método de biodegradación acelerada que permita reducir el tiempo de ensayo en un 50% respecto a los métodos estándares.
  • Realizar cribado de muestras con nuevo método de biodegradación acelerada.

El proyecto FASTBIOPACK cuenta con la financiación de la Conselleria d’Economia Sostenible, Sectors Productius, Comerç i Treball de la Generalitat Valenciana a través de ayudas del IVACE con la cofinanciación de los fondos FEDER de la UE, dentro del Programa Operativo FEDER de la Comunitat Valenciana 2014-2020. Estas ayudas están dirigidas a centros tecnológicos de la Comunitat Valenciana para el desarrollo de proyectos de I+D de carácter no económico realizados en cooperación con empresas para el ejercicio 2020.

 

 

 

Fuente: AIMPLAS



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