El projecte LDHPack, liderat per l'investigador de l'Institut de Ciència Molecular de la Universitat de València (ICMol) Gonzalo Abellán, planteja la incorporació d'hidròxids dobles laminars (LDH), una argila sintètica bidimensional i multifuncional, a la fabricació d'embalatges de plàstic amb dos objectius: preservar els aliments de la deterioració per l'acció de gasos o del contacte amb l'aigua i permetre el reciclatge de l'envàs
La iniciativa, desenvolupada pel grup 2DChem de l'Institut de Ciència Molecular (ICMol), situat en el Parc Científic de la Universitat de València (PCUV), cerca crear d'una mena de “envàs-barrera” que facilite la conservació dels aliments el màxim temps possible és un dels grans anhels de les cadenes de distribució. Els productors tracten amb això de millorar les prestacions dels seus productes, però també donar resposta als consumidors i la seua creixent exigència d'envasos eco-dissenyats i alineats amb el desenvolupament sostenible.
L'Estratègia Europea de Plàstics i Economia Circular preveu que el 100% dels envasos emprats en els estats membres han de ser reciclables, reutilitzables o compostables en 2030. Es tracta d'un dels grans reptes actuals de la indústria. Però existeix un altre d'extraordinària rellevància: no disposar d'envasos 100% barrera suposa que cada any es malgasten en el món 1.300 milions de tones d'aliments a causa de les dificultats per a mantindre les seues propietats, segons l'Organització de les Nacions Unides per a l'Alimentació i l'Agricultura (FAO).
“Ens enfrontem a dos grans reptes com és el desaprofitament primerenc de menjar i la fabricació d'envasos que siguen totalment reciclables”, explica Gonzalo Abellán, investigador de l'ICMol. “I no oblidem que el film de plàstic que embolica els envasos flexibles té una taxa de reciclatge efectiva de tot just el 3%, amb el que tenim raons socials, econòmiques i ambientals que l'Agència Valenciana de la Innovació (AVI) ha valorat per a donar suport a aquesta investigació del grup 2DChem”, afig.
“I no oblidem que el film de plàstic que embolica els envasos flexibles té una taxa de reciclatge efectiva de tot just el 3%, amb el que tenim raons socials, econòmiques i ambientals que l'Agència Valenciana de la Innovació (AVI) ha valorat per a donar suport a aquesta investigació del grup 2DChem”, Gonzalo Abellán, responsable de l'equip i líder del projecte LDHPack
Síntesi de nous materials
Abellán, líder del grup 2DChem en l'ICMol, dedicat a la síntesi de nous materials per a aplicacions com a recobriments o l'emmagatzematge i la transformació d'energia. El projecte, segons Abellán, tracta de fabricar a escala aquests materials bidimensionals amb aparença de làmines per a després aplicar-los en envasos multicapa per la indústria. “En els nostres laboratoris ja som capaços d'escalar els materials i produir diversos quilograms”, confirma. La investigació ja presenta resultats prometedors en les anàlisis dutes a terme amb la col·laboració amb l'Institut Tecnològic de l'Embalatge (ITENE).
Jesús Palenzuela, responsable d'Additius, Tecnologies d'Impressió d'ITENE, explica que, tècnicament, es tracta d'aplicar recobriments d'argiles laminars en forma de vernís. “Amb això busquem millorar la capacitat de ‘barrera’ de l'envàs substituint estructures molt complexes de difícil reciclatge per altres més simples que sí que es podrien reciclar”. En aquest sentit, Palenzuela explica que "treballem en sectors d'aplicació industrial potencial com els envasadors de snacks o de fruita seca o els impressors materials".
Els envases multicapa són un maldecap per a la indústria perquè contenen materials amb punts de fusió molt diferents i perquè la “delaminació” de les seues capes és un procés molt costós. Aquests materials habitualment acaben en l'abocador o en processos de valoració, és a dir, de conversió en energia (electricitat, vapor o aigua calenta). Simplificar la seua composició –hui s'empren plàstic tereftalato de polietilé (PET), policlorur de viniliden (PVDC) o etilen-vinil-alcohol (EVOH)- milloraria les seues possibilitats de reciclatge.
Els LDH tenen l'avantatge que aquests ja estan aprovats per l'Agència Europea de l'Alimentació i fins ara han sigut eficaces per a frenar l'efecte de l'oxigen, encara que no tant de l'aigua. És el que es denomina “hidrofobicitat” (rebuig o fòbia a l'aigua), la qual cosa planteja el desafiament d'aconseguir afegir una barrera efectiva també a l'aigua mitjançant la incorporació de molècules entre les làmines de LDH.
“Amb això busquem millorar la capacitat de ‘barrera’ de l'envàs substituint estructures molt complexes de difícil reciclatge per altres més simples que sí que es podrien reciclar”, Jesús Palenzuela, responsable d'Additius, Tecnologies d'Impressió d'ITENE
Gramatge i resistència a l'adhesió
Les anàlisis preliminars del projecte LDHPACK ja permeten avaluar el gramatge i la resistència a l'adhesió de la selecció de vernissos realitzada per a aplicar en films de polietilentereftalato (PET) i polipropilè (PP), així com dels substrats triats per a la seua aplicació com a pel·lícules flexibles amb efecte barrera.
Els hidròxids dobles laminars sintetitzats en els laboratoris de l'ICMol s'han sotmés també a proves per a perfeccionar la seua dispersió en els vernissos i la seua aplicació sobre substrat de PET, amb l'objectiu de mesurar la seua viscositat i estabilitat quan es dispersen, el gramatge del recobriment o la seua permeabilitat a oxigen i vapor d'aigua.
