El Instituto de Ciencia Molecular (ICMol) trabaja en el desarrollo de envases totalmente reciclables y capaces de proteger a los alimentos del clásico deterioro provocado por la acción del agua y el oxígeno. Lo hace mediante el uso de hidróxidos dobles laminares (LDH), una especie de arcilla sintética bidimensional y multifuncional con interesantes aplicaciones en nanotecnología. El proyecto cuenta con la colaboración de ITENE y la financiación de la Agencia Valenciana de la Innovación (AVI).

Las cadenas de distribución alimentaria trabajan desde hace tiempo para disponer de un tipo de envase multicapa que, por su composición, blinde los alimentos envasados del deterioro provocado por la acción del agua o de los gases, principalmente el oxígeno. Se les conoce como “envases barrera”, un sector que se encuentra en un momento de ebullición comercial. Casi el 13% de los residuos actuales en España, unos 2,5 millones de toneladas, son plásticos. Además, cada año se desperdician 1.300 millones de toneladas de alimentos, entre otras razones por la dificultad para mantener sus propiedades, según la FAO. 

El proyecto LDHPACK, liderado por Gonzalo Abellán, investigador principal del Instituto de Ciencia Molecular (ICMol) de la Universitat de València, trata de escalar (es decir, poder fabricar masivamente) materiales bidimensionales (en dos dimensiones, ancho y largo) basados en hidróxidos laminares híbridos (con apariencia de láminas) y su aplicación en envases multicapa de los que se emplean actualmente en la industria.

El proyecto ha recibido 208.000 euros de la Agencia Valenciana de la Innovación (AVI) y la más alta puntuación en su línea de subvenciones a proyectos de valorización y transferencia de resultados de investigación a las empresas. Para Gonzalo Abellán existe cierta “urgencia” en el ámbito industrial por desarrollar y producir films con alta capacidad de “barrera” que permitan recubrir los envases y, con ello, simplificar las capas. Eso se consigue, prosigue Abellán, con “aditivos multifuncionales” incorporados a esos materiales.

El packaging o embalaje de los alimentos es un mercado que, según distintos estudios, está creciendo a gran ritmo por la presión de los productores y distribuidores que buscan el embalaje cien por cien aislante y  por las exigencias de los consumidores que buscan cada vez más envases fácilmente reciclables y eco-diseñados que faciliten el desarrollo sostenible.

 Por tanto, existe un evidente interés por esta tecnología, por su potencial de explotación comercial y por dar solución a un “final de vida” de los embalajes especialmente problemático. De hecho, la Estrategia Europea de Plásticos señala que el 100% de los envases deben ser reutilizables, reciclables o compostables en 2030. Y el Plan de Acción para la Economía Circular 2021-2023 plantea que los productos, materiales y recursos se deben mantener en la economía el mayor tiempo posible para reducir residuos.

Los envases multicapa, particularmente, 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.

 La “plasturgia sostenible”, por tanto, tiene importantes retos por delante. Y la investigación molecular sobre materiales -es decir, conocer y controlar la composición de la materia- es condición indispensable para avanzar en la mejora de éstos. En el caso de este proyecto financiado por la Agencia Valenciana de la Innovación, conseguir ese ansiado recipiente para que la comida preparada aguante algunos días más y, por ejemplo, no tengamos que tirar el sushi que compramos ayer en el supermercado o en nuestro japo preferido.

 El hecho de que estos materiales estarán en contacto con alimentos y, además, debe ser posible producirlos a escala en procesos de fabricación que sean viables y rentables son dos de los principales retos que se deben superar.

Polímeros y aditivos

Históricamente esos recubrimientos orgánicos están compuestos de polímeros que se formulan para obtener una suspensión líquida que cuando se seca forma una delgada película.

Entre los materiales que se emplean como aditivos para mejorar la barrera al oxígeno destacan materiales bidimensionales (2D) con excelentes propiedades filmogénicas. Se han estudiado, por ejemplo, arcillas del tipo montmorillonita. Sin embargo, presentan demasiadas impurezas de metales pesados que pueden incluso contaminar el producto

En este proyecto se plantea como alternativa la utilización de hidróxidos dobles laminares 2D, conocidos como LDH (sus siglas en Inglés), que 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). Y el desafío al que debe dar solución el ICMol es conseguir añadir una barrera efectiva también al agua mediante la incorporación de moléculas entre las láminas de LDH.(sándwich)

El escalado del proceso de obtención de este material -LDHs y recubrimiento- sería muy interesante en el mercado, en concreto dentro de los envases de barrera flexible. Sectores como alimentos frescos, snacks y congelados podrían beneficiarse de estos desarrollos.

El proyecto LDHPACK cuenta con el Instituto Tecnológico del Embalaje, Transporte y Logística (ITENE) como centro colaborador. El resultado deben ser envases flexibles y 100% reciclables que sustituyan a los envases multicapa actuales. Sus impulsores cuentan ya con una patente en proceso y la semilla para el lanzamiento de una Spin-Off. Además, proyectan junto a ITENE otra patente enfocada al recubrimiento polimérico con el aditivo. 

El proyecto ha sido cofinanciado por la  Agencia Valenciana de la Innovación y la Unión Europea a través del Programa Operativo del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) de la Comunitat Valenciana 2014- 2020.