Obtienen plásticos biodegradables para aplicaciones alimentarias a partir de residuos

Gracias a esta investigación se podrán producir envases alimentarios y films de la agricultura a partir de polímeros biobasados y biodegradables.

Los materiales plásticos tradicionalmente utilizados en envases alimentarios y films para la agricultura derivan del petróleo, un recurso no renovable. Asimismo, una vez cumplida su vida útil, si no son gestionados adecuadamente para revalorizarlos en forma de energía o en forma de un nuevo material plástico reciclado, representan una contaminación para el medio ambiente formando microplásticos que pueden contaminar los vertederos, ríos, mares y océanos.

Por ello, el desarrollo de nuevos materiales poliméricos a partir de polímeros biobasados y biodegradables, como poli (ácido láctico) (PLA), poli(hidroxialcanoatos) (PHAs), almidón, celulosa y proteínas, ha ganado elevado interés en aplicaciones de corta duración como son los envases alimentarios o los films para la agricultura. Sin embargo, estos polímeros tienen peores prestaciones que los plásticos tradicionales y, para mejorar sus propiedades se utilizan diferentes aditivos naturales y se pueden desarrollar materiales compuestos y nanocompuestos. Para otorgar propiedades particulares y mejoradas a estos materiales, se pueden mezclar con distintos aditivos naturales como derivados de resina de pino (colofonia o goma rosin y sus derivados), aceites vegetales y aceites esenciales (carvacrol, timol, limoneno), etc.

Asimismo, para reforzar estos materiales, resulta de elevado interés el uso de cargas orgánicas obtenidas de la revalorización de subproductos o residuos de la industria alimentaria. En este sentido, los residuos alimentarios como la yerba mate, los posos de café, las cascaras de frutas, la kombucha, etc. son generalmente desechados una vez consumida la infusión o comida la fruta y son una materia prima que puede aprovecharse para extraer partículas, nanopartículas, componentes bioactivos, etc. para su uso en el desarrollo de nuevos materiales plásticos más sostenibles.

En este contexto, investigadores de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid junto a profesores de la Universidad Politécnica de Valencia, la Universidad de Quilmes de Argentina, Escuela Politécnica Nacional de Ecuador, Universidad Santiago de Chile y el Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros han desarrollado envases activos biodegradables a partir de residuos agroalimentarios.

Gracias a esta investigación se podrán introducir los envases alimentarios y los films de la agricultura en la economía circular ya que se pueden producir a partir de polímeros biobasados y biodegradables y utilizando como aditivos partículas y aditivos obtenidas de residuos agroalimentarios, o resinas obtenidas de los árboles. Además, una vez que los materiales han cumplido su vida útil se desintegran en condiciones de compostaje en aproximadamente un mes.

La extracción de partículas y nanopartículas con propiedades activas a partir de residuos agroalimentarios (yerba mate, café, algas, cáscaras de frutas, bebida de kombucha, etc.) permite revalorizar estos residuos dándoles una segunda vida útil. Si además se utilizan estas partículas bioactivas para reforzar materiales poliméricos biobasados y biodegradables se pueden obtener materiales compuestos más sostenibles con propiedades activas (antioxidantes, antimicrobianas, etc.) de interés para su uso en aplicaciones alimentarias como envases alimentarios o films para la agricultura.

Asimismo, el uso de aditivos naturales como los derivados de la resina de pino, aceites vegetales y esenciales, etc. permite mejorar la dispersión de las nanopartículas en las matrices biopoliméricas y a compatibilidad entre ellas. Así, la extracción de aditivos naturales a partir de residuos agroindustriales ha demostrado que estos pueden utilizarse para obtener componentes bioactivos de interés para la industria de los materiales plásticos ya que no sólo permiten mejorar las propiedades mecánicas y térmicas de los biopolímeros, sino que además les proporcionan propiedades específicas (antioxidantes, antimicrobianas, hidrofóbicas, etc.) que permiten extender la vida útil de los alimentos sin necesidad de adicionarles conservantes, ya que los agentes antioxidantes y antimicrobianos se liberarán desde el material plástico (el envase o el film) hacia el alimento o el cultivo de manera controlada.