Las cadenas de distribución sueñan desde hace ya tiempo con disponer de un tipo de envase multicapa (el brick de toda la vida, por ejemplo) que, por su composición, aisle completamente los alimentos del deterioro por la acción del agua y los gases, principalmente el oxígeno. La clásica “oxidación” que arruina los alimentos. Por su parte, el sector de la limpieza suspira por productos desinfectantes libres de toxicidad que, entre otras cosas, sean más eficientes y aligeren su imagen de sector contaminante. Y el textil vislumbra tejidos para elementos de protección individual, los conocidos EPI popularizados en la pandemia, que no sólo desactiven virus, sino que, además, sean más confortables para quien los viste y ha sufrido la habitual falta de transpiración.

Relacionados o directamente ligados con la consecución de estos productos encontramos LDHPACK, BIOCLEAN e INNOTEX. Los tres son proyectos liderados o participados por grupos de investigadores del Instituto de Ciencia Molecular de la Universitat de València (ICMol). Y los tres han obtenido la aprobación para ser financiados por la Agencia Valenciana de Innovación (AVI) en alguna de las tres líneas de que dispone en convocatorias abiertas para proyectos de alto impacto en la industria.

En total, el ICMol recibirá de las tres iniciativas 555.000 euros en ayudas repartidas hasta 2023, según las distintas resoluciones publicadas por la AVI. En todos ellos existen empresas u otros centros de investigación o desarrollo tecnológico que participan junto a los equipos del ICMol. Parte de los fondos de estos proyectos colaborativos se destinarán a la contratación de investigadores para su incorporación al ICMol, centro dirigido por el catedrático Eugenio Coronado y que se encuentra ubicado en el vivero empresarial del Parc Científic de la Universitat de València.    

El proyecto LDHPACK trata de escalar (es decir, poder fabricar masivamente) materiales bidimensionales basados en hidróxidos laminares híbridos (con apariencia de láminas) y su aplicación en recubrimientos de “alta barrera” con los que fabricar envases que sean reciclables al cien por cien. A medio plazo, estos deberían sustituir a los envases multicapa que se emplean en la actualidad y cuya recuperación presenta alta dificultad para separar sus distintos componentes y, por ello, muy alto coste de reciclado.  

El coordinador del proyecto LDHPACK es Gonzalo Abellán, uno de los investigadores principales del ICMol, doctor en Nanociencia y Nanotecnología y experto con amplia experiencia internacional en la investigación sobre grafeno y otros materiales bidimensionales. Abellán admite que existe cierta “urgencia” en la industria por desarrollar y producir materiales con alta capacidad de aislamiento que permitan recubrir los envases y, con ello, simplificarlos para mejorar su reciclado.

Los envases multicapa, particularmente, son un quebradero de cabeza para la industria porque contienen materiales con puntos de fusión muy diferentes y porque la llamada “delaminación” de las capas es un proceso muy costoso. ¿Y qué sucede habitualmente con ellos? Acaban en el vertedero o en lo que se llama valoración, es decir, su conversión en energía (electricidad, vapor o agua caliente). Simplificar su composición mejoraría sus posibilidades de reciclado.

Se trata del proyecto que más alta valoración ha recibido de la AVI y un total de 208.000 euros en su línea de valorización y transferencia de resultados a las empresas. El Instituto de Tecnología de Envases (ITENE) será centro colaborador.

Nuevos materiales 

Los otros dos proyectos del ICMol que financiará la agencia -esta vez a través de su programa para proyectos estratégicos en cooperación- se basan en el desarrollo de lo que se conoce como MOF (metal organic frameworks o estructuras metal-orgánicas), materiales que se han ido desarrollando desde los años 90 gracias a la química de coordinación.

Los MOF son lo que algunos llaman materiales “nuevos” o “del nuevo siglo”, cuyas aplicaciones están siendo muy variadas, como la eliminación de tóxicos o metales pesados en agua, el almacenamiento de energía, la separación de gases o el llamado “delivery” de fármacos. 

La primera de las iniciativas de investigación lleva por nombre BIOCLEAN y trata de avanzar en la generación de productos de limpieza y desinfección libres de gases nocivos o de elementos contaminantes del aire, el agua o el medio ambiente en general. 

El proyecto, multidisciplinar y colaborativo, lo presentó en este caso la empresa Cleanity y se centra en el desarrollo de una gama de productos de desinfección microbiológica de patógenos especialmente enfocados a la seguridad alimentaria y el sector de la salud. El agente “bacteriófago” que se emplea son las llamadas endolisinas, enzimas que permiten a los virus actuar frente a determinadas especies de bacterias.

Uno de los inconvenientes actuales es que los “bacteriófagos” que se pretenden utilizar tienen una vida frágil. Para conseguir que la actividad biocida dure más tiempo y actúe en distintos ambientes se requiere un proceso que encapsule las biomoléculas activas con este tipo de materiales MOF (metal organic frameworks o estructuras metal-orgánicas) y que se han ido desarrollando desde los años 90 gracias a la química de coordinación.

Mónica Giménez, investigadora Ramón y Cajal del ICMol, premio al talento joven en 2019 y experta en el estudio de estos MOF, es quien lidera la investigación de BIOCLEAN. Giménez explica que, por su porosidad, este tipo de nuevos materiales “son capaces de preservar los sistemas actuando como una especie de coraza para el material bioactivo”. BIOCLEAN incluye el desarrollo de un sistema de biosensores que son capaces de predecir e identificar el origen de una contaminación específica “in situ”. Para desarrollarlo, el proyecto BIOCLEAN ha recibido más de 700.000 de la AVI.  

EPI que protejan y transpiren

El tercer proyecto, INNOTEX, dispondrá de 248.000 euros para trabajar en la obtención de tejidos para fabricar equipos de protección individual con propiedades mejoradas contra las bacterias, empleando también para ello las capacidades de la nanotecnología. Lo lidera el investigador Carlos Martí-Gastaldo, director del grupo FuniMAT, integrado también en el ICMol y que trabaja específicamente los citados MOF. En este caso, aplicados al sector textil y a los equipos protectores. 

Los equipos de protección que se encuentran en el mercado tienen un tiempo de vida y de protección limitado y, sobre todo, son incomodísimos porque no transpiran ya que, habitualmente, los fabricantes dan prioridad a su impermeabilidad. Con INNOTEX se busca actuar en materiales que sean efectivos contra los compuestos llamados organofosfoésteres (OPE), que se emplean como pesticidas herbicidas o como “agentes nerviosos” (los llamados CWA, chemical warfare agents) en la guerra química.

Uno de los centros colaboradores del proyecto es AITEX, el instituto tecnológico del textil, que dispone de un grupo específico de investigación en fibras técnicas y nanotecnología. El proyecto pretende producir a escala industrial el llamado MUV-17 (Fe), un MOF cuya principal virtud es la porosidad y la posibilidad de incorporarles diferentes rutas para modificarlos y acceder con ellos a diferentes aplicaciones. Uno de ellos es la eliminación de agentes tóxicos simplemente con agua, con lo que los procesos de descontaminación tras su uso son muy sencillos.