Colombia avanza en el desarrollo de empaques innovadores

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Investigadores de la Universidad Nacional de Colombia –UN- adelantan tres importantes iniciativas en el desarrollo de envases y materiales innovadores para la fabricación de empaques.

La preocupación por el medioambiente y la necesidad de encontrar alternativas sostenibles a los plásticos fabricados a partir de materias primas fósiles, han sido el estimulo de dos de los proyectos. Uno de ellos utiliza residuos orgánicos que normalmente son desechados, como el bagazo del plátano y las vainas de palma, en la elaboración de papel. El otro investiga la producción de películas similares al plástico a partir de la planta con la que se realizan los bizcochos de achira.

La tercera iniciativa, acreedora de un premio a la innovación en Inglaterra, consiste en un empaque plástico cuyas características permiten extender ampliamente la vida útil de productos agrícolas, como frutas.

Empaques a partir de bagazo de plátano y palma

Alisson Mosquera Cifuentes, estudiante de Diseño Industrial de la UN sede Palmira (Valle del Cauca), es la arquitecta de un proyecto de elaboración de empaques de papel, fabricados a partir del bagazo de la hoja y el tallo del plátano y la vaina de la palma.

El desarrollo se dio como resultado del interés de los productores de la Red de Mercados Agroecológicos del Valle del Cauca (Redmac) por buscar alternativas al uso de bolsas plásticas para transportar sus alimentos y entregarlos a los consumidores.

El resultado fue la fabricación de empaques impermeables, resistentes a las condiciones de humedad y temperatura, y con propiedades y características que permiten conservar mejor los alimentos.

“Cuando el empaque de vaina se moja se puede secar en dos horas y recupera su forma original. Su composición rígida prolonga su vida útil y protege los productos del mercado”, explica Mosquera Cifuentes.

La estudiante eligió el bagazo de plátano y la vaina de la palma común porque son materias primas naturales que los campesinos consiguen fácilmente. “En términos de volumen, el bagazo representa cerca del 65 % de la cosecha de plátano. Sin embargo los agricultores lo aprovechan muy poco, por lo que lo utilizamos para producir un empaque tipo papel. Aunque este no es tan resistente como el de la vaina de palma, se obtiene mediante un proceso 100 % manual que está al alcance de cualquier agricultor”, explica.

La elaboración de los empaques hechos con este insumo les daría una salida comercial a los residuos y ayudaría a mitigar el impacto ambiental ocasionado por el uso de bolsas plásticas, además de aportar valores agregados en protección y conservación de los alimentos.

Para la formulación del proceso, la diseñadora realizó una revisión en fuentes documentales sobre los mejores procedimientos para elaborar papel a partir de residuos agroindustriales y los referentes de usos similares. “Se identificó que estos dos insumos ya se habían aplicado para producir empaques de pasabocas”, relata la estudiante Mosquera.

El proyecto actualmente avanza en el marco del trabajo que hace el Grupo de Investigación en Agroecología de la U.N. Sede Palmira con la comunidad, y actualmente se planea la realización de capacitaciones con los productores de la Redmac, para que puedan producir los empaques.

“A futuro estos materiales podrán utilizarse en los empaques de las semillas que se les entregan a los agricultores, pues la idea es que estas conserven mejor las características de germinación que se pueden perder por cuenta de factores ambientales”, declara.

Según el último Censo Nacional Agropecuario, publicado por el DANE, Colombia tiene una producción anual de 4,8 millones de toneladas de plátano. En el Valle del Cauca se produce el 5,4 % del total nacional, ocupando el séptimo lugar entre los departamentos productores del país.

Empaque plástico extiende la vida útil de las frutas

Un grupo de investigadores liderados por César Sierra, profesor del Departamento de Química de la Universidad Nacional de Colombia, desarrolló una bolsa que ofrece la posibilidad de conservar hasta por 60 días las frutas frescas, y mantener en excelentes condiciones características como el gusto, sabor y aroma, entre otras.

Como cada fruta tiene características bioquímicas diferentes, es necesario desarrollar un empaque específico para cada producto. De esta forma, durante el proceso de fabricación de las bolsas, los investigadores añaden cualidades fisicoquímicas particulares a la película polimérica, como el grosor o las propiedades de un aditivo conservante, otorgándole al empaque resultante la capacidad de controlar variables como la producción de etileno o la disminución de peso por deshidratación, las cuales son determinantes en el proceso de maduración de las frutas.

En consecuencia, aunque a simple vista parece convencional, esta bolsa permite conservar los productos por dos meses, tiempo más suficiente para su almacenamiento y exportación vía marítima.

Recientemente el empaque ganó el “Premio al Liderazgo en Innovación”, otorgado por la Real Academia de Ingenieros en la sesión final de pitch, en el que participaron trabajos de emprendedores de Brasil, México, Perú y Colombia. Gracias a este reconocimiento, un grupo de inversionistas británicos está trabajando en conjunto con los ingenieros desarrolladores y con la empresa Taller de Producción Interdisciplinario (TIP), creada por estudiantes de Ingeniería Mecatrónica, con el objeto de comercializar los empaques en el futuro.

“El profesor Diego Torres, quien formó parte de la Dirección de Investigación y Extensión de la Sede Bogotá, junto con Aída Fúquene, nos hablaron de la bolsa, y nos pareció una buena oportunidad para desarrollar la idea”, destaca Juan Sebastián Monroy, líder del proceso de creación del spin-off sobre empaques para frutas tropicales de TIP.

Los beneficios que esta tecnología aporta a la conservación de las frutas, su económico costo de producción –estimado en 300 pesos colombianos por empaque-, su alto potencial de comercialización y la posibilidad de ser producida en el país, además de contribuir a incentivar la industria nacional, significaría un importante avance para el sector de exportadores colombianos de frutas tropicales.

Productores de frutas exóticas y altamente apetecidas en Europa, como la gulupa, que actualmente utilizan un empaque mucho más costoso para la exportación de sus productos, se verían beneficiados al contar con una opción mucho más competitiva en términos de precio y desempeño.

De acuerdo con Procolombia, en la actualidad se exportan 5.447 toneladas de gulupa por año, particularmente a Alemania y Holanda. Esta cifra equivale al 22,2 % de las exportaciones colombianas en el segmento de las frutas exóticas.

Plásticos biodegradables a partir de la planta de achira

Liliana Ávila Martín, magíster en Ingeniería de Materiales y Procesos de la Universidad Nacional de Colombia, investiga la producción de películas similares al plástico a partir de Canna indica L., la planta con la que se producen las achiras, los tradicionales bizcochos huilenses.

Añadir ácido cítrico y proteína de suero de leche al almidón de achira le da propiedades de durabilidad que lo convertirían en una alternativa biodegradable a los tradicionales polímeros derivados del petróleo.

“El almidón, que es la base de nuestro producto, es un polímero natural renovable y se adquiere fácilmente en nuestro país”, asegura Ávila Martín, quien en su investigación se propuso evaluar el efecto que podían tener ciertos aditivos para contrarrestar la estructura cristalina que le impide al almidón –en su estado nativo– comportarse como plástico.

“Se utilizó ácido cítrico para modificar este almidón y darle más durabilidad a las películas, ya que al ser biodegradables son altamente susceptibles a daño por microorganismos”, explica la investigadora.

Además se agregó proteína de lactosuero, un desecho de la industria del queso que, por tratarse de un derivado natural, permite obtener un producto que serviría para recubrimientos de alimentos o empaques, sin que resulte dañino.

Esto se logró a través de un proceso conocido como solvent casting, en el que se gelatinizó el almidón para permitir que se liberaran la amilosa y la amilopectina, las moléculas que lo componen, de manera que interactuarán con el ácido cítrico y la proteína del lactosuero. El resultado fue una película flexible con apariencia similar al plástico convencional.

Con la aplicación de estos dos aditivos se mejoró la permeabilidad del material al vapor de agua y su estabilidad con el paso del tiempo retrasando la retrogradación del almidón, en comparación a cuando solo se emplean plastificantes como el glicerol para elaborar las películas.

“Después de agregar el ácido cítrico y la proteína logramos reducir este proceso haciendo la película más estable en sus propiedades mecánicas con el paso del tiempo. Hicimos pruebas hasta de un año y el material conservaba mayor estabilidad cuando se le agregaban el ácido cítrico y la proteína en conjunto, pues sin estos aditivos la durabilidad de este biopolímero ronda los tres meses, por efecto de la recristalización”, indica la magíster

La facilidad de acceder a la Canna indica L. en varios países, además de su poco uso con fines alimenticios, a diferencia de otros almidones como los que provienen de la papa, el maíz y la yuca, ha despertado el interés de investigadores que se encuentran en la búsqueda de nuevas fuentes para desarrollar plásticos naturalmente degradables.

Este estudio, que formó parte del trabajo emprendido por el grupo de investigación en Procesos Químicos y Bioquímicos y contó con la dirección del profesor Jairo Ernesto Perilla Perilla, del Departamento de Ingeniería Química y Ambiental, espera contribuir a solucionar la contaminación por plástico en el planeta, un material del que cada año acaban en el océano unos ocho millones de toneladas, que pueden tardar siglos en desaparecer.

Fuente: Agencia de Noticias de la Universidad Nacional

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