El proyecto LDHPack, liderado por el investigador del Instituto de Ciencia Molecular de la Universitat de València (ICMol) Gonzalo Abellán, plantea la incorporación de hidróxidos dobles laminares (LDH), una arcilla sintética bidimensional y multifuncional, a la fabricación de embalajes de plástico con dos objetivos: preservar los alimentos del deterioro por la acción de gases o del contacto con el agua y permitir el reciclado del envase
La iniciativa, desarrollada por el grupo 2DChem del Instituto de Ciencia Molecular (ICMol), ubicado en el Parc Científic de la Universitat de València (PCUV), busca crear de un tipo de “envase-barrera” que facilite la conservación de los alimentos el máximo tiempo posible es uno de los grandes anhelos de las cadenas de distribución. Los productores tratan con ello de mejorar las prestaciones de sus productos, pero también dar respuesta a los consumidores y su creciente exigencia de envases eco-diseñados y alineados con el desarrollo sostenible.
La Estrategia Europea de Plásticos y Economía Circular prevé que el 100% de los envases empleados en los estados miembros deben ser reciclables, reutilizables o compostables en 2030. Se trata de uno de los grandes retos actuales de la industria. Pero existe otro de extraordinaria relevancia: no disponer de envases 100% barrera supone que cada año se desperdician en el mundo 1.300 millones de toneladas de alimentos debido a las dificultades para mantener sus propiedades, según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO).
“Nos enfrentamos a dos grandes retos como es el desperdicio temprano de comida y la fabricación de envases que sean totalmente reciclables”, explica Gonzalo Abellán, investigador del ICMol. “Y no olvidemos que el film de plástico que envuelve los envases flexibles tiene una tasa de reciclaje efectiva de apenas el 3%, con lo que tenemos razones sociales, económicas y ambientales que la Agència Valenciana de la Innovació (AVI) ha valorado para apoyar esta investigación del grupo 2DChem”, añade.
“Y no olvidemos que el film de plástico que envuelve los envases flexibles tiene una tasa de reciclaje efectiva de apenas el 3%, con lo que tenemos razones sociales, económicas y ambientales que la Agencia Valenciana de la Innovación ha valorado para apoyar esta investigación del grupo 2DChem”, Gonzalo Abellán, responsable del equipo y líder del proyecto LDHPack
Síntesis de nuevos materiales
Abellán, líder del grupo 2DChem en el ICMol, dedicado a la síntesis de nuevos materiales para aplicaciones como recubrimientos o el almacenamiento y la transformación de energía. El proyecto, según Abellán, trata de fabricar a escala estos materiales bidimensionales con apariencia de láminas para luego aplicarlos en envases multicapa por la industria. “En nuestros laboratorios ya somos capaces de escalar los materiales y producir varios kilogramos”, confirma. La investigación ya presenta resultados prometedores en los análisis llevados a cabo con la colaboración con el Instituto Tecnológico del Embalaje (ITENE).
Jesús Palenzuela, responsable de Aditivos, Tecnologías de Impresión de ITENE, explica que, técnicamente, se trata de aplicar recubrimientos de arcillas laminares en forma de barniz. “Con ello buscamos mejorar la capacidad de ‘barrera’ del envase sustituyendo estructuras muy complejas de difícil reciclado por otras más simples que sí se podrían reciclar”. En este sentido, Palenzuela explica que "trabajamos en sectores de aplicación industrial potencial como los envasadores de snacks o de frutos secos o los impresores materiales".
Los envases multicapa son un quebradero de cabeza para la industria porque contienen materiales con puntos de fusión muy diferentes y porque la “delaminación” de sus capas es un proceso muy costoso. Estos materiales habitualmente acaban en el vertedero o en procesos de valoración, es decir, de conversión en energía (electricidad, vapor o agua caliente). Simplificar su composición –hoy se emplean plástico tereftalato de polietileno (PET), policloruro de vinilideno (PVDC) o etilen-vinil-alcohol (EVOH)- mejoraría sus posibilidades de reciclado.
Los LDH tienen la ventaja de que éstos ya están aprobados por la Agencia Europea de la Alimentación y hasta ahora han sido eficaces para frenar el efecto del oxígeno, aunque no tanto del agua. Es lo que se denomina “hidrofobicidad” (rechazo o fobia al agua), lo que plantea el desafío de conseguir añadir una barrera efectiva también al agua mediante la incorporación de moléculas entre las láminas de LDH.
“Con ello buscamos mejorar la capacidad de ‘barrera’ del envase sustituyendo estructuras muy complejas de difícil reciclado por otras más simples que sí se podrían reciclar”, Jesús Palenzuela, responsable de Aditivos, Tecnologías de Impresión de ITENE
Gramaje y resistencia a la adhesión
Los análisis preliminares del proyecto LDHPACK ya permiten evaluar el gramaje y la resistencia a la adhesión de la selección de barnices realizada para aplicar en films de polietilentereftalato (PET) y polipropileno (PP), así como de los sustratos escogidos para su aplicación como películas flexibles con efecto barrera.
Los hidróxidos dobles laminares sintetizados en los laboratorios del ICMol se han sometido también a pruebas para perfeccionar su dispersión en los barnices y su aplicación sobre sustrato de PET, con el objetivo de medir su viscosidad y estabilidad cuando se dispersan, el gramaje del recubrimiento o su permeabilidad a oxígeno y vapor de agua.
