Desarrollan un sustituto de los PFAS para envases alimentarios seguro y sostenible

El nuevo material, obtenido a partir de óxido de grafeno, proporciona unas propiedades barrera excepcionales, y los envases los envases tratados con él pueden compostarse o reciclarse fácilmente.

Investigadores de la Universidad Northwestern, en Illinois (EE.UU.), han desarrollado un nuevo material resistente al agua y al aceite que podría convertirse en un sustituto seguro y viable de los plásticos nocivos y las sustancias tóxicas perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS) en los envases de alimentos. Derivado del óxido de grafeno, el material no es tóxico, es respetuoso con el medio ambiente y asequible.

Cuando se aplica a envases de papel para alimentos y bebidas, el material no sólo proporciona unas propiedades de barrera excepcionales, sino que también mejora significativamente la resistencia general del producto. Esto podría significar el fin de los endebles platos de papel y los pringosos envases de comida para llevar. Después de su uso, los envases tratados con el material pueden compostarse o reciclarse fácilmente, cerrando así el círculo de una solución verdaderamente sostenible.

GO-Eco, filial de Chang Robotics y startup residente en el Querrey InQbation Lab (The Q) de Northwestern, ya está comercializando este producto pendiente de patente.

Recientes evaluaciones independientes, realizadas por terceros, han demostrado que el material obtenido mejora significativamente las propiedades de resistencia y barrera en comparación con las soluciones disponibles en el mercado.

Una transformación en la forma de envasar alimentos

«No se trata sólo de una innovación en materiales, sino de una solución lista para el mercado», afirma Timothy Wei, que ha codesarrollado el producto. «Estamos encantados de llevar GO-Eco del laboratorio a la fábrica, con aplicaciones que en última instancia podrían transformar toda la industria del envasado de alimentos».

Wei es profesor adjunto de Ingeniería Mecánica en la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern, científico jefe de Chang Robotics y exdecano de Ingeniería de la Universidad de Nebraska-Lincoln. Ha codesarrollado el producto con el experto en óxido de grafeno SonBinh Nguyen, profesor de química de la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg de Northwestern.

La urgencia de nuevas soluciones es evidente. Tras analizar cifras de diversas fuentes, el equipo de GO-Eco calcula que sólo en Estados Unidos se producen cada año unos 14 millones de toneladas métricas de envases alimentarios de papel y cartón ondulado, que generan más de 60.000 millones de dólares en ventas anuales. Estos productos suelen estar recubiertos de plástico, láminas o PFAS para conseguir resistencia al agua y al aceite, a pesar de las crecientes presiones normativas para eliminar estos materiales debido a los riesgos para el medio ambiente y la salud. Aunque existen algunas alternativas de origen biológico, su elevado coste las ha hecho comercialmente inviables.

Mejorar las propiedades barrera del papel y el cartón

La posible solución a este problema mundial surgió de décadas de investigación de los laboratorios de Nguyen y Wei. Mientras que el grupo de investigación de Nguyen ha publicado numerosos trabajos sobre la caracterización y fabricación de óxido de grafeno, Wei aporta una gran experiencia en fabricación avanzada y en la industria alimentaria. Juntos desarrollaron un nuevo proceso patentado que aprovecha las propiedades únicas del óxido de grafeno para mejorar las propiedades barrera de los productos de papel y cartón.

Tras desarrollar el proceso, el equipo probó rigurosamente el material en una amplia gama de prototipos de envases para alimentos y bebidas, como cajas de cartón, bolsas de plástico para productos agrícolas y vajillas desechables, como platos, vasos y pajitas. En todos los casos, el nuevo material hizo que estos productos fueran resistentes al agua, el aceite y la grasa, al tiempo que aumentaba la resistencia de los sustratos de papel.

Probar el producto

Gracias a la reciente financiación privada y a la participación activa de múltiples socios industriales, GO-Eco ha avanzado en las pruebas del producto desde la fase de laboratorio hasta evaluaciones exhaustivas y estándar de la industria en la planta piloto de papel de la Universidad Western Michigan. Estas pruebas confirmaron que la aplicación de pequeñas cantidades de óxido de grafeno aumenta el rendimiento de la barrera y la resistencia del papel entre un 30 y un 50% con respecto a lo que se utiliza habitualmente en el mercado. Y el coste sigue siendo comparable al de los productos barrera comerciales actuales. Estos resultados se aplican a una amplia gama de materiales, desde productos de fibra moldeada hasta envases de cartón ondulado.

Actualmente el equipo está estudiando activamente la producción y la realización de pruebas piloto con varias empresas. Los próximos pasos de GO-Eco son aumentar la producción, obtener la aprobación de la FDA para el contacto con alimentos y certificar la reciclabilidad y compostabilidad del papel tratado con óxido de grafeno. También tiene previsto realizar una prueba de producción a gran escala de prototipos de fibra moldeada y de hojas de papel tradicionales.