Últimas tendencias en el envase alimentario: Bioplásticos (I)

Los envases plásticos tradicionales cumplen con su función de protección del producto y son baratos, pero su larga  durabilidad se ha convertido en un serio problema medioambiental, que se ha traducido en una intensa actividad de I+D+i en busca de nuevos plásticos obtenidos a partir de fuentes renovables, que se degraden una vez finalizada su función de envase, como son los bioplásticos.

En este ártículo, Itene nos introduce en las perspectivas de los bioplásticos y, en el próximo número, profundizará en las características y usos de los grupos de biopolímeros más empleados y en sus últimos desarrollos en esta materia

En los últimos años el sector del plástico se ha visto afectado, como la mayoría de sectores industriales, por la grave crisis mundial. A pesar de ello, en el año 2010 los fabricantes (17 %) y los transformadores (9,5 %) de materiales plásticos europeos experimentaron un aumento total de su facturación de un 26,5 %, confirmando así, una tendencia de crecimiento en la producción de materiales plásticos. Dicha tendencia también se vio reflejada a nivel mundial con un aumento en la producción de materiales plásticos, pasando de 250 millones de t producidas en 2009 a 265 millones de t en 2010.
Los materiales plásticos producidos van dirigidos a aplicaciones finales que continúan siendo estables en relación a los años anteriores, liderando el sector de envase y embalaje la mayor cuota de mercado con un 39 % sobre la demanda total. Siguiendo a dicho sector se encuentran los sectores de la construcción y de la automoción, tal y como se indica en la Figura 1.
En la Figura 2 se presentan los plásticos destinados al sector del envase y embalaje y pueden dividirse en dos grandes grupos: los materiales plásticos flexibles y los rígidos. Aunque el cartón sigue siendo el más utilizado, actualmente los materiales plásticos están siendo empleados en aplicaciones antes copadas por el metal, papel o vidrio, debido a esta sustitución se prevé que ocupen las mayores tasas de crecimiento durante el periodo comprendido entre los años 2009 y 2014.
En el sector alimentario, la mayor parte de los envases empleados tanto para comida como para bebida están elaborados en plástico y el origen de estos envases proviene de fuentes convencionales, en su mayoría derivados del petróleo que, como bien sabemos, no son biodegradables ni de origen renovable. Como se ha indicado anteriormente, el aumento de producción de materiales plásticos lleva asociado un incremento en la cantidad de residuos generados por cada uno de los consumidores de envase alimentario. Según Eurostat, estos residuos representan más de 59 millones de toneladas sólo en la Unión Europea, además se ha determinado que un 40 % de dichos residuos de envase doméstico ni se recupera ni se recicla. La principal razón de este hecho es que los envases plásticos están compuestos por estructuras complejas y/o mezclas (por ejemplo, materiales multicapas, adhesivos, estabilizantes, tintas, etc.), por lo que el reciclado de estos materiales supone un coste elevado y suelen acabar directamente en vertederos.
Debido a las necesidades tanto de la industria química, de la industria de polímeros, así como de la de envase y embalaje y más concretamente de la industria de alimentación, se está invirtiendo tiempo y recursos en investigación y desarrollo con el fin de fabricar envases para alimentos que sean más sostenibles con el medio ambiente y más fáciles de reciclar. De esta manera, se respondería mejor y con más eficacia, tanto a los problemas ya existentes de generación de residuos como a las necesidades diarias de los consumidores.

Nuevas tendencias en materiales de E+E para el sector de alimentación
La base de la innovación en la industria del envase radica por una parte en el desarrollo de nuevos materiales con propiedades mejoradas, más sostenibles y económicamente viables, que a su vez sigan cumpliendo con los requerimientos necesarios para realizar la función básica del envase: contener, proteger y conservar, informar y facilitar su distribución. Sin embargo, la evolución experimentada en la sociedad junto con la industria en las últimas décadas hace que se le demande al envase, además de sus funciones básicas, presentar un buen diseño, que sea sostenible, fácil de usar, atractivo para el consumidor, que presente funcionalidades, etc. Estos requerimientos entre otros aspectos, hacen que las tendencias hayan tomado importancia en esta área y que estén actuando de fuerzas directrices en el sector de envase y embalaje para alimentación.
De entre las tendencias detectadas dentro del sector del envase y embalaje alimentario, las más importantes podrían resumirse en:
4Coste sostenible: reducción de materiales de envase mediante la disminución en el número de materiales usados y en los espesores de los mismos, eliminando capas y buscando el empleo de materiales de envase más económicos para lograr un equilibrio entre coste y propiedades
4Nuevas funcionalidades: envasado activo e inteligente dando al envase una función dinámica de forma que interaccione con el producto o con el consumidor, con la finalidad de alargar la vida útil del producto envasado, disminuir el número de conservantes adicionados a los alimentos, o informar sobre las condiciones de los mismos.
4Fuentes alternativas más respetuosas con el medio ambiente: envases biodegradables que cubran las exigencias del consumidor hacia un consumo más ecológico y medioambientalmente más sostenible, mediante el empleo de materiales procedentes de fuentes naturales o de residuos de la agricultura.
4Aumento del valor añadido, nuevas aplicaciones: la aplicación de la nanotecnología en los envases, abre una nueva dimensión de ciertos materiales utilizando la misma con la finalidad de mejorar sus propiedades, sobre todo las propiedades barrera o la resistencia térmica.

Biopackaging o ecopackaging: un compromiso sostenible

De las tendencias identificadas, el aumento de la conciencia medioambiental por parte del consumidor, junto con la presión de las nuevas leyes ambientales, ha llevado a la industria a invertir en materiales alternativos más sostenibles. La aplicación que más interés ha suscitado y en la que se ha invertido mayor cantidad de recursos científicos, técnicos y económicos, en los últimos años, ha sido el envase para alimentos. Hoy los envases biodegradables o el denominado “biopackaging” son una realidad, dichos materiales proceden de fuentes renovables, bien extraídos de la biomasa, como la celulosa o el almidón, o bien producidos por microrganismos como los polihidroxialcanoatos (PHA). Los que mayor cuota de mercado poseen son aquellos que  proceden de monómeros naturales que se han polimerizado sintéticamente como el poli (ácido láctico) (PLA) o los almidones termoplásticos (TPS).
Con el uso de biopolímeros para el desarrollo de nuevos materiales de envase se consigue una reducción de materiales poliméricos procedentes de fuentes no renovables, como el petróleo. Además, se alcanzarán beneficios medioambientales y económicos tanto en la producción de materias primas, ya que muchos de estos materiales se podrían obtener a partir de subproductos, y en un futuro, se pretende valorizarlos de nuevo o reducir en el coste de  fin de vida de los nuevos materiales.
Los envases tradicionales protegen al producto, son baratos y parecen durar indefinidamente. Sin embargo, su durabilidad es un problema serio para el medio ambiente, buscando una solución a estos problemas, surge la necesidad de desarrollar plásticos obtenidos a partir de fuentes renovables, que se degraden cuando hayan finalizado su función de envase, sobre todo en aplicaciones de corta vida, como los productos frescos en alimentación, un ejemplo de estos materiales son los bioplásticos. Cuando definimos bioplásticos o plásticos biodegradables hay que tener en cuenta los siguientes términos, la biodegradabilidad depende de la estructura química independientemente del origen, pero no todos los polímeros de origen natural son biodegradables y por otra parte existen polímeros de origen petroquímico que sí que lo son. Los bioplásticos engloban ambos grupos: los polímeros cuyo origen es una fuente renovable, llamados biopolímeros, y los que son biodegradables y cumplen con la norma de biodegradación y compostaje (UNE EN 13432) independientemente de su procedencia (Quijada I., et al, 2007).
Los biopolímeros engloban todos aquellos polímeros que han sido producidos a partir de fuentes renovables, ya sean de origen vegetal o animal. En este grupo podemos encontrar polímeros obtenidos directamente de la naturaleza, como la celulosa, el almidón y proteínas como el suero o las gelatinas y también polímeros obtenidos a partir de microorganismos como el polihidroxibutirato y sus copolímeros. Los biodegradables no necesariamente provienen de fuentes renovables, como podría ser la poli (Â-caprolactona), a pesar de que la gran mayoría que encontramos en el mercado provienen de monómeros naturales que se han polimerizado sintéticamente como el poli (ácido láctico) (PLA).
A pesar de que el sector de los materiales bioplásticos sigue generando inquietud, es un sector consolidado y dinámico, el crecimiento de su capacidad de producción, según datos de la Asociación Europea de Bioplásticos, presenta una tendencia exponencial, con una previsión para el año 2013 de 1.46 millones de t, y el precio de estos materiales es cada vez más comparable con los polímeros convencionales.
Los bioplásticos presentan dos ventajas, que proceden de fuentes renovables, evitando el uso de fuentes fósiles y proporcionando una reducción en las emisiones de CO2, y que son biodegradables o compostables, proporcionando una reducción de los vertederos, además de poder ser valorizados, como fertilizantes o compost y producir biogás mediante la fermentación.
Según la Asociación European Bioplastics, la capacidad mundial de bioplásticos, basada en los anuncios de las compañías, incrementará desde 0,18 millones de t en el año 2008 hasta 1,71 millones de t en 2015. Como bien indicábamos, uno de los sectores con mayor potencial como consumidor de estos materiales es el sector del envase y embalaje; así se desprende que, de la producción total de bioplásticos, la previsión destinada al consumo de dicho sector será de un 37 %.

Publicado en la revista Tecnifood núm.82 (julio/agosto 2012).

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