Proyecto Refucoat, envases activos sostenibles

Según la FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación) cada año se desperdicia una tercera parte de toda la comida que se produce, o porque los consumidores la desechan o porque los minoristas la rechazan debido a los exigentes estándares estéticos. Es por ello que se están estudiando alternativas para aumentar la vida media de los productos, lo que supondría un incremento del periodo de comercialización y una reducción de gastos derivados de la retirada de productos de los supermercados.

Principales estrategias para alargar la vida útil del envase

Una de las estrategias para aumentar la vida útil de los alimentos es la utilización de envases activos. El Reglamento 1935/2004 sobre los materiales y objetos destinados a entrar en contacto con alimentos define a los envases activos “como los materiales y objetos destinados a ampliar el tiempo de conservación, o a mantener o mejorar el estado de los alimentos envasados, y que están diseñados para incorporar deliberadamente componentes que transmitan sustancias a los alimentos envasados o al entorno de estos o que absorban sustancias de los alimentos envasados o de su entorno de estos”.

De forma adicional, otra tendencia para alargar la vida media en packaging es la utilización de envases barrera con uso de atmósferas modificadas (MAP de sus siglas inglesas, Modified Atmosphere Packaging). Actualmente, la mayoría de los envases barrera están basados en estructuras multicapa coextruidas o laminadas, ya que no hay un simple material que posea las propiedades necesarias. En el caso de estructuras multicapa coextruidas donde se utilizan materiales barrera como el EVOH se obtienen las propiedades barrera deseadas, pero el proceso de reciclaje es costoso. En el caso de las estructuras laminadas, la capa barrera consta de un recubrimiento de óxidos metálicos que se aplica por un proceso de deposición química en fase vapor, el cual es bastante caro, tanto por los materiales como por la energía que se consume.

El Reglamento 1935/2004 sobre los materiales y objetos destinados a entrar en contacto con alimentos define a los envases activos “como los materiales y objetos destinados a ampliar el tiempo de conservación, o a mantener o mejorar el estado de los alimentos envasados"

El principal inconveniente de estas estructuras es que no son sostenibles y la sostenibilidad se está convirtiendo en un componente esencial en el diseño de envases. Los fabricantes de envases alimentarios están preocupados por proporcionar nuevas soluciones sostenibles debido a la presión legislativa de los gobiernos, de las ONG de medio ambiente y de los consumidores. Las ventajas derivadas de su uso son muchas. Así, se reducirá el c onsumo de agua y de emisiones de CO2 en los procesos de obtención y a través de la unificación de materiales también se reducirán costes. Por lo tanto, proteger el medio ambiente y ahorrar energía y recursos son objetivos importantes de cara al futuro.

Los factores clave que determinan un envase sostenible son la innovación, la mejora de la imagen de la empresa y del producto y el diferenciarse de los competidores gracias al respeto al medio ambiente, a la reducción de costes y a la satisfacción del consumidor.

Nuevas líneas de investigación de envases activos sostenibles

El proyecto Refucoat, financiado por la UE, trabaja para proporcionar soluciones a ambas problemáticas: respeto al medio ambiente, mediante el desarrollo y la utilización de materiales biodegradables y reciclables en el desarrollo del envase, así como alargar la vida útil del mismo mediante la producción de recubrimientos con propiedades barrera y propiedades activas (antioxidantes y antimicrobianos). Estos recubrimientos barrera reemplazarán a los metálicos actuales, que suponen un proceso de reciclaje complejo y costoso. Además, la cantidad de materiales utilizados se verá en gran medida reducida (no serán necesarias estructuras multicapa).

Ambas líneas de investigación son necesarias y se trabajan en conjunto ya que los materiales sostenibles no tienen propiedades de protección de alimentos por sí mismos, por lo que es necesario introducir recubrimientos barrera y activos que aumenten la vida útil del producto.

El objetivo final del proyecto es el desarrollo de diferentes envases para carne de pollo, cereales y snacks. Dependiendo del factor de degradación de los alimentos (humedad, oxígeno, proliferación de microorganismos, etc.) las características del envase así como el desarrollo que se llevará a cabo serán diferentes. Se espera que estos productos tengan las mismas propiedades mecánicas, térmicas y de barrera que las alternativas metalizadas actuales.

Para los productos de carne de pollo y cereales, Refucoat planea desarrollar un envase completamente biodegradable que una vez llegado a su fin de ciclo de vida será compostado para obtener un fertilizante de gran calidad. Para los snacks se ha planteado desarrollar un envase completamente reciclable. Como los materiales utilizados provienen de fuentes renovables la huella de carbono será menor, lo que supone una mejora a nivel medioambiental.

Líneas de desarrollo dentro del proyecto

Respecto a los materiales biodegradables, en el proyecto Refucoat se obtendrán polihidroxialcanoatos de cadena media (mcl-PHA). Son biopoliésteres sintetizados por algunos microorganismos que presentan propiedades físicas similares a las de los plásticos derivados del petróleo. Los bioplásticos, en general, tienen menores barreras a los gases y a la humedad que los plásticos de origen fósil. Este no es el caso de los PHA, que son biopolímeros totalmente biodegradables con baja permeabilidad a la humedad, lo que los convierte en una buena alternativa para el envasado de carne fresca.

Los recubrimientos barrera resultantes del proyecto Refucoat reemplazarán a los metálicos actuales, que suponen un proceso de reciclaje complejo y costoso, y reducirán la cantidad de materiales utilizados

Por otro lado, los envases totalmente reciclables estarán basados en bio-PET y bio-PE que provienen de recursos renovables.

En cuanto a los recubrimientos de barrera, se obtendrá PGA (ácido poliglicólico), que es un material totalmente biodegradable con comportamiento termoplástico y buena compatibilidad con otros biopoliésteres y con poliolefinas. Uno de los objetivos del proyecto es obtener este polímero a través de un proceso más eficiente, ecológico y económico. Además, se obtendrán polímeros híbridos en base a este, a través de su reacción con silanos, para obtener revestimientos biodegradables de alta barrera que se pueden aplicar mediante métodos de impresión convencionales y no mediante métodos costosos como la deposición química en fase vapor.

Los recubrimientos activos estarán basados en la dispersión de distintos agentes antioxidantes y antimicrobianos en matrices poliméricas, cuyo objetivo es aumentar la vida media del producto.

Un desafío adicional del proyecto es que para todos los desarrollos previamente comentados, todos los materiales o reactivos han de ser aptos para el contacto con alimentos.

Caso concreto: envase para snacks

En el caso concreto de los productos tipo snack, la utilización de un envase activo es fundamental para incrementar su vida útil y conservar sus propiedades nutritivas y organolépticas. Algunas de las causas de deterioro de este tipo de productos son la ganancia de humedad, lo que provoca una modificación de su textura, y la oxidación, que lleva asociada el enranciamiento de aceites y grasas o el desarrollo de microorganismos. Es por ello que para dicho envase se desarrollarán dos recubrimientos: uno activo para evitar la oxidación y el otro barrera al oxígeno y a la humedad para evitar que pierda su textura crujiente.

Para la creación del envase destinado a los snacks se desarrollarán dos recubrimientos, uno activo para evitar la oxidación y el otro barrera al oxígeno y a la humedad para evitar que pierda su textura crujiente

Para diseñar este envase, en primer lugar se han identificado los factores de degradación del alimento. En base a ellos, y con el objetivo de obtener el recubrimiento activo, se han seleccionado aquellos aditivos de origen natural o sintético más adecuados para ese producto en sí. Esos aditivos se incorporarán en una resina y se formulará un recubrimiento, el cual se validará mediante ensayos químicos y organolépticos. Todo ello teniendo en cuenta la legislación vigente a nivel europeo.

A modo de conclusión, este proyecto mejorará en gran medida el desarrollo del envasado de alimentos, obteniendo las mismas propiedades que los sistemas multicapa, mejorará la preservación del envase, reducirá los desechos de vertederos y el coste y mejorará la eficacia ambiental en el procesamiento.
El consorcio europeo del proyecto Refucoat está formado por doce socios, siete de ellos miembros de BIC que recopilan toda la cadena de valor, socios de PYME (Miplast e Iris), socios industriales (Manor, Dacsa, Grupo Apex y Biopolis) y socios de RTO (Thunen, Cib, Aimplas, Eufic, Fraunhofer y Ainia). El proyecto promueve una economía circular y considera la difusión y la comunicación para maximizar el valor de los resultados del proyecto. El proyecto Refucoat ha recibido financiación de Bio-Based Industries en el marco del programa de Investigación e Innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea en virtud del acuerdo de subvención 745791.

El éxito de este proyecto se basa fundamentalmente en la sólida asociación de pymes, grandes empresas y organizaciones de investigación, todas altamente cualificadas en campos complementarios.

María Dolores Gómez Jiménez.

Investigadora del Departamento de Impresión Funcional y Recubrimientos de Aimplas