20 de Agosto de 2018| Última actualización 20:45 GMT

Desarrollan material ecológico para reemplazar el embalaje de plástico

Marco Trade News | 27 Julio del 2018
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Autor imagen: Foto cortesía

Científicos del Instituto de Tecnología de Georgia (EEUU) han desarrollado una envoltura ecológica a partir de cáscaras de cangrejo y fibras de árboles que permitirá reemplazar los embalajes de plástico.

El plástico inunda el planeta. Mareas de plástico en los mares, basura plástica en las ciudades, microplásticos hasta en el agua que bebemos. Este material se ha convertido en una gran amenaza para el medio ambiente y la búsqueda de alternativas es un desafío  urgente.

La ONU advirtió, en el Día Mundial del Medioambiente, que cada año se producen más de 400 millones de toneladas de plástico en el mundo y sólo un 9% de los desperdicios son reciclados y que alrededor de 13 millones de toneladas de estos residuos son lanzados al océano cada año. Si los patrones de consumo y de gestión de residuos continúan –denuncia la ONU– en 2050 habrá en torno a 12.000 millones de toneladas de basura de plástico en vertederos y en el medioambiente.

Un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia (EEUU) trabaja para detener ese proceso. Ha desarrollado una envoltura o envase ecológico a partir de cáscaras de cangrejo y fibras de árboles que permitirá reemplazar el tradicional embalaje de plástico para  comida.

El Profesor J. Carson Meredith de la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular de Georgia Tech ha desarrollado una envoltura flexible y sustentable de empaque de alimentos, que está compuesta de nanocristales de celulosa de pulpa de madera y nanofibras de quitina que se pueden encontrar en las cáscaras desechadas de cangrejos y camarones.

Con un equipo de investigadores que incluyó a Meisha Shofner, profesora asociada en la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales y directora ejecutiva interina del Instituto de Bioproductos Renovables, John R. Reynolds, profesor de las Escuelas de Química y Bioquímica y Ciencia e Ingeniería de Materiales, y Chinmay Satam, un estudiante graduado en Georgia Tech, junto a Cameron W. Irvin, Augustus W. Lang y Jerel Cedric R. Jallorina, ha creado un material derivado de las cáscaras de cangrejo y las fibras de los árboles que tiene la posibilidad de reemplazar los envases de plástico flexible utilizados para mantener los alimentos frescos.

Para lograr este material, científicos del Instituto de Tecnología de Georgia, analizaron los dos biopolímeros más comunes de la naturaleza: la celulosa y la quitina. El nuevo material, que se describe esta semana en la revista ACS Sustainable Chemistry and Engineering, se fabrica pulverizando múltiples capas de quitina de cáscaras de cangrejo o camarones y celulosa de los árboles para formar una película flexible similar al embalaje de plástico.

“El punto de referencia principal con el que lo comparamos es el PET, o tereftalato de polietileno, uno de los materiales a base de petróleo más comunes en el envase transparente que se ve en máquinas expendedoras y botellas de refrescos”, dijo el profesor J. Carson Meredith.

“Nuestro material mostró una reducción del 67% en la permeabilidad del oxígeno sobre algunas formas de PET, lo que significa que en teoría podría mantener los alimentos más frescos durante más tiempo”.

La celulosa, que proviene de las plantas, es el biopolímero natural más común del planeta, seguido por la quitina, que se encuentra en los mariscos, insectos y hongos.

El equipo ideó un método para crear una película suspendiendo las nanofibras de celulosa y quitina en agua y pulverizándolas sobre una superficie en capas alternas. Una vez completamente seco, el material es flexible, fuerte, transparente y compostable.

“Habíamos estado buscando nanocristales de celulosa durante varios años –dijo Meredith– y explorando formas de mejorar los que se usan en composites (resinas compuestas) livianos y envases de alimentos, debido a la gran oportunidad de mercado para los envases renovables y compostables, y la importancia de los envases de alimentos en general. a medida que la población continúa creciendo”.

El equipo había estado investigando la quitina por una razón no relacionada y se  preguntaron si no podría ser útil en el envasado de alimentos: “Reconocimos que debido a que las nanofibras de quitina están cargadas positivamente, y los nanocristales de celulosa están cargados negativamente, podrían funcionar bien como capas alternas en los recubrimientos porque formarían una buena interfaz entre ellos”.

Ello genera un envase destinado a preservar las necesidades alimentarias y evitar el paso del oxígeno. Es parte de la razón por la que el nuevo material mejora con respecto a los envases de plástico convencionales como barrera a los gases debido a la estructura cristalina de la película.

Para Meredith “es difícil que una molécula de gas penetre en un cristal sólido, porque tiene que romper la estructura del cristal (..) Algo como el PET, por otro lado, tiene una cantidad significativa de contenido amorfo o no cristalino, por lo que hay más caminos más fáciles para que una pequeña molécula de gas llegue a su fin”.

Los ecologistas han buscado durante mucho tiempo formas renovables para reemplazar los materiales derivados del petróleo en productos de consumo. Con la cantidad de celulosa ya producida y un suministro listo de subproductos ricos en quitina sobrantes de la industria de alimentos de mariscos, es probable que haya más que suficiente material disponible para hacer que las nuevas películas sean una alternativa viable de empaque flexible, dijo Meredith.

El trabajo que queda por hacer para que el nuevo material sea finalmente competitivo con la película de embalaje flexible en costos, es desarrollar un proceso de fabricación que maximice la economía de escala. Mientras que los procesos industriales para producir celulosa en masa están maduros, los métodos para producir quitina todavía están en su infancia, dijo Meredith. Y se necesita también más investigación para mejorar la capacidad del material para bloquear el vapor de agua.

Fuente: www.news.gatech.edu

 

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