¡La revolución del empaque activo e inteligente está ocurriendo ahora!

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Los empaques nunca han tenido una muy buena reputación a nivel público. A lo sumo, son considerados como necesarios, pero a veces difíciles de abrir o de vender. En el peor de los casos, son considerados como una de las principales amenazas para el medio ambiente. En nuestra opinión, los empaques activos e inteligentes están por cambiar la forma en que el empaque es visto y se convertirán en una poderosa herramienta de mercadeo y en un producto fácil de usar.

¿Qué tal si ese mismo empaque logra extender la vida útil de los alimentos de manera extraordinaria, es capaz de indicar al consumidor la condición y estado del producto en su interior, de recordar a las personas que deben tomar sus medicamentos, de hacer el seguimiento a lo largo de la cadena de suministro, y en gran medida reducir el robo y hurto que añade costos para todo el mundo? ¿Qué valoración harían entonces los consumidores, los minoristas y las empresas de productos de consumo masivo?

La verdad es que la revolución del empaque activo e inteligente está ocurriendo ahora ¡Se encuentra en una etapa avanzada y va a ser imparable! Está utilizando lo último en materiales, tecnología y ciencia, para llevar una nueva generación de empaques al mercado lo que reducirá drásticamente el desperdicio de alimentos, mejorará el cumplimiento, aumentará la seguridad de los productos y la protección de marca, y también hará que los empaques sean más divertidos e informativos.

Eef de Ferrante, director de la AIPIA lo explica así: "Hay tantas posibilidades para el empaque activo e inteligente que a veces puede parecer abrumador. Este no sólo ofrece muchas soluciones prácticas, sino que es quizás la herramienta de mercadeo más emocionante en una generación", agregó.

¿Qué es el empaque activo e inteligente?
En términos generales las palabras activo e inteligente se refieren a dos estilos de operación distintos. El termino empaque activo se refiere a materiales y sustancias, incluidos los nanomateriales, que pueden mejorar la vida útil de los alimentos frescos, actuando como monitores de condición que indican a los consumidores y los minoristas, si el producto todavía se encuentra realmente fresco, no sólo al vencerse su fecha máxima de venta. También puede activar el calentamiento del producto "en paquete", así como activar sofisticadas características de seguridad.

El termino empaque inteligente cubre ampliamente los sensores y etiquetas RFID para la seguridad al por menor y la logística, la capacidad de rastreo y seguimiento, la electrónica impresa, los paquetes inteligentes, el comercio móvil y códigos, como los códigos QR que pueden ofrecer más información que sólo códigos de lote y fechas de ventas.

La verdad es que estas "definiciones" son sólo la punta del iceberg del potencial de las tecnologías de empaques activos e inteligentes. Por ejemplo, la seguridad y la lucha contra la falsificación de los productos utilizan tanto componentes activos como inteligentes o una combinación de ellos para combatir con éxito la delincuencia.

La combinación de estas tecnologías ofrece capacidades múltiples o mejoradas. Por ejemplo. el uso de nanomateriales en la electrónica impresa dará lugar a una nueva generación de sensores de RFID que pueden llegar a ser lo suficientemente económicos para aplicaciones basadas en artículos.

Luchando contra las bacterias para extender la vida útil
Symphony Environmental Technologies ha desarrollado una gama de formulaciones antibacterianas y antifúngicas llamadas 'd2p', que se pueden poner en los productos plásticos hechos de PE, PP, PET, PS, PVC y en la mayoría de los plásticos, durante su fabricación y ayuda, según la empresa, a prevenir la propagación de infecciones.

"Si ya no podemos depender de los antibióticos, debemos hacer frente a las bacterias antes de que lleguen a nuestros cuerpos", dice Michael Laurier, CEO de Symphony. "d2p es definitivamente necesario en el empacado de alimentos, topes de mesa, utensilios de cocina, teléfonos y otros productos de plástico que puedan transferir los microbios, como las tarjetas de crédito", agregó.

La compañía anunció recientemente un acuerdo de suministro y comercialización por cinco años con Janssen Pharmaceutica, una división de Johnson & Johnson. El acuerdo cubre la tecnología antihongos y antibacterias para aplicaciones plásticas. Janssen y Symphony han trabajado juntos durante los últimos dos años para introducir una mezcla madre que se puede poner en los productos de plástico en la fase de fabricación para controlar las bacterias peligrosas, tales como MRSA, E. Coli, Salmonella, etc.

¿Es éste el final de las etiquetas “Consumir antes del”?
Es mucho el desperdicio de alimentos debido a la dificultad de estimar cuanto tiempo los alimentos permanecerán utilizables. Para minimizar el riesgo de vender alimentos en mal estado a los consumidores, los productores indican en sus empaques una fecha de caducidad de vida útil relativamente corta. Investigadores de la Universidad Tecnológica de Eindhoven, y otros socios de investigación, han inventado un circuito que hace posible que el empaque “evalúe” si los contenidos siguen siendo seguros para su consumo utilizando un convertidor analógico a digital (ADC) plástico.

Los sensores electrónicos que están hechos de plástico en lugar de silicio pueden incorporarse en los empaques de plástico. El semiconductor de plástico puede incluso ser impreso en todo tipo de superficies flexibles, lo que lo hace más barato de usar, y cada uno cuesta menos de un céntimo de euro. Estos pueden ser leídos por los teléfonos inteligentes u otros dispositivos de lectura simple.

Disolución de paquetes...
Un paquete hecho de papel séptico seguro, soluble en agua, se está utilizando para el jabón de ducha Nivea Milk Bar. Los consumidores pueden meter todo el empaque en la ducha con ellos y cuando se moja, se disuelve sin dejar rastro del empaque.

El empaque tiene una forma especialmente diseñada para que el consumidor no lo abra inadvertidamente fuera del baño. Simplemente colocando el empaque bajo el chorro de agua le dará acceso al jabón al tiempo que el empaque se disuelve sin causar daño. El sustrato funciona igual que el papel normal. Se puede imprimir en relieve hasta que se expone al agua. Cada empaque cuenta con una insignia que lo identifica como un empaque de desaparición e indica con claridad al consumidor cómo usarlo.

¡...y las etiquetas también!
El ingeniero eléctrico Scott Amron, con sede en New York, ha inventado las pegatinas Fruitwash que, cuando se ponen bajo el agua del grifo, se disuelven en jabón de frutas orgánico que elimina pesticidas, fungicidas y cualquier cera resistente al agua en la piel. En base a que las etiquetas ovaladas o circulares despegables, fijadas a la piel de las frutas son resistentes al agua y se disuelven cuando se frotan, también pueden funcionar de la misma manera que una etiqueta tradicional, mostrando información de código de barras para la verificación de inventario al por menor, así como el precio de venta antes de que las frutas o verduras pasen a manos del consumidor.

El producto permanece fresco por mayor tiempo
El minorista británico Marks & Spencer ha introducido un nuevo elemento de empaque para su gama de fruta fresca, que ayuda a extender la vida útil de los productos considerablemente. La tecnología, desarrollada por It'sFresh es una banda no tejida de grado alimenticio, recubierto con una mezcla patentada de minerales y arcillas, que permite extraer el etileno endógeno en frutas y hortalizas por debajo de los niveles fisiológicamente activos disminuir su deterioro.

Las futuras fresas en venta en Marks & Spencer incluirán la tira que lleva la leyenda “It’s Fresh’” en el empaque. La incorporación de esta banda que refresca no afecta el reciclaje o el costo de las cestas. Ensayos realizados mostraron un ahorro en desperdicio mínimo de 4% durante la temporada alta de fresas, lo que equivaldría a 40 mil paquetes, o alrededor de 800.000 fresas.

Calentamiento o enfriamiento en el empaque
La tecnología de calentamiento y enfriamiento en el empaque es un mercado que al parecer va en expansión para pasar de sólo latas de bebidas a otras aplicaciones. Algo especial en esta línea es un empaque de huevos, llamado Gogol Mogol, diseñado por la compañía rusa Kian, que es algo más que un cartón de huevos. Este “hierve” el huevo en el empaque.

El cartón de huevos está hecho de cartón reciclado normal. Pero el empaque también contiene un dispositivo para hervir los huevos almacenados en el interior. Los cartones Gogol Mogol vienen con una sustancia no especificada bajo la primera capa de cartón, separados por una membrana, que se puede quitar cuando una pequeña etiqueta se retira. Esto hace que la sustancia se mezcle generando una reacción química, la cual es suficiente para calentar el huevo almacenado en el interior.

La innovación en el enfriamiento viene de la empresa ifoodbag la cual está desarrollando una bolsa de papel para comidas que puede refrigerar y congelar las provisiones hasta por un máximo de 24 horas. El concepto, desarrollado en conjunto con el instituto de investigación Innventia, ofrece el transporte más sencillo y barato de productos refrigerados, menos desperdicio de alimentos, aumento de la calidad de los alimentos y una menor necesidad de aditivos, según las empresas. Informan que el costo de la bolsa estará a la par con el costo de las bolsas de papel convencionales.

Monitoreando la condición del alimento
Los científicos de materiales de Rice University y el Instituto Tecnológico de Massachusetts han creado películas muy finas de colores cambiantes que podrían actuar como parte de sensores de bajo costo para el deterioro de los alimentos o la seguridad durante el transporte. Las películas están hechas de capas en nanoescala de poliestireno hidrófobo y poli hidrófilo (piridina 2-vinilo, P2VP).

Un gel fotónico que se autoensambla a partir de moléculas largas de polímeros cambia de color cuando se expone a los iones en una solución o en el medio ambiente, dependiendo de la habilidad de los iones para infiltrarse en las capas hidrófilas (amantes del agua). El material, de micrones de espesor, mucho más delgado que un cabello humano, es tan barato de hacer que se podría cubrir un área del tamaño de un campo de fútbol por unos cien dólares, dicen los inventores.

Si el ambiente en el interior de un empaque de alimentos sellado cambia debido a la contaminación, el envejecimiento o la exposición a la temperatura, un inspector verá el cambio en el sensor de azul a rojo y sabrá de inmediato si el alimento está dañado.

Alimentos amigables al Ozono
Los científicos de la Universidad de Glasgow han desarrollado un método para hacer empaques de alimentos más seguros para los consumidores utilizando las propiedades germicidas del ozono. Se afirma que su eficacia como antiséptico también puede extender la vida útil de los alimentos por lo menos un día más.

La universidad ha desarrollado un sistema para que con seguridad, rapidez y temporalmente cambie parte del oxígeno a ozono dentro del empaque sellado. El plasma generado por un dispositivo retráctil el cual es brevemente sostenido contra la superficie del empaque de plástico o de vidrio divide los enlaces entre las moléculas de oxígeno (O2) en el interior del empaque, las cuales luego se reformarán como ozono (O3). El ozono natural vuelve a su estado original después de una o dos horas, lo que proporciona tiempo suficiente para que el moho, los hongos o las bacterias en los contenidos se destruyan sin que ello afecte negativamente el sabor.

Nano: ¿amigo del empaque flexible?
Los nanomateriales ya tienen un impacto profundo en los polímeros y recubrimientos lo que podría conducir a avances sustanciales en los procesos de empacado y de fabricación. Tan rápido es el ritmo de la innovación, que en algunos sectores han surgido planteamientos acerca de la falta de comprensión sobre estos nuevos materiales y sus posibles efectos a largo plazo, en particular aquellos en contacto con alimentos. Preocupaciones similares se plantearon sobre la modificación genética, al comenzar a ser utilizada a escala industrial.

Aprobación para el contacto con alimentos
Los nanoinnovadores dicen, refiriéndose a los días oscuros de la modificación genética, que las “lecciones fueron aprendidas" y, recientemente, sus puntos de vista han recibido apoyo oficial en Europa, lo que ha dado el visto bueno a tres nanomateriales para ser utilizados en el envasado de alimentos, después de las pruebas realizadas por la EFSA, la autoridad europea para la seguridad de los alimentos.

Los tres nanomateriales aprobados por la UE, tras su segunda revisión de la regulación de las sustancias, son dióxido de silicio, nitruro de titanio y negro de carbono, los cuales están autorizados para su uso en materiales de plástico en contacto con alimentos.

Un portavoz de la asociación Nano Industries, NIA, comentó: "Los tres nanomateriales aprobados para el envasado de alimentos son seguros y han pasado la evaluación de la UE y su estricto proceso de autorización. Los beneficios que estos nanomateriales traen a los envases son para ser explorados y comercializados por los fabricantes de envases de alimentos”.

Otro de los beneficios identificados es un potencial ahorro energético al producir una película de plástico que contenga estos nanoquímicos; se ha afirmado que es de hasta 38%, según un reciente estudio de Sidel una firma de llenado y fabricación de botellas de PET.

Progreso rápido en nanoinvestigación
La Comisión Europea financia varios programas para estudiar los beneficios de los nanomateriales en la conservación de alimentos. Un ejemplo es el instituto de investigación de alimentos noruego, Nofima, que participa en un proyecto de gran envergadura en el cual un envase "activo" basado en materias primas procedentes de la cáscara del camarón, mejora y conserva los productos alimenticios, y es 100% biodegradable después de su uso.

Los investigadores del proyecto conocido como n-CHITOPACK buscan desarrollar empaques a base de quitina y quitosano proveniente de conchas de camarones. Los productos van desde bioplástico duro, que se dice ser tan robusto como otros plásticos, hasta una película delgada que puede entrar en contacto directo con los productos alimenticios. Estos polímeros naturalmente biodegradables no son tóxicos y muestran características antimicrobianas y de adsorción UV.

La nanoarcilla hace bioplásticos
Pero no sólo en la Unión Europea se están explorando las ventajas de la nanociencia. Un equipo de científicos del Departamento de Ciencia y Tecnología Industrial del Instituto de Desarrollo de Tecnología, DOST-ITDI, en Filipinas ha inventado un material biodegradable para envasado de alimentos, basado en la nanotecnología, que protege los alimentos, prolonga su vida útil y es amigable con el medio ambiente.

Esta nanoarcilla se mezcla luego con almidón termoplástico hecho de almidón de maíz para ayudar a aumentar su fortaleza. La mezcla de arcilla y plástico se pasa por el mismo proceso y los mismos equipo usados para la fabricación de plásticos a base de petróleo. El producto resultante pasó la prueba de migración necesaria para las películas de empaque, por lo tanto, los materiales no contaminan el alimento con el que está en contacto.

Una mayor vida útil
Científicos de ETH Zurich han desarrollado un nanomaterial que protege a otras moléculas de la oxidación. A diferencia de muchas sustancias activas existentes, este antioxidante tiene una larga vida útil, lo que lo hace ideal para aplicaciones industriales.

Los antioxidantes, que se encuentran en muchas variedades de frutas y verduras, café, té y vino tinto, son considerados generalmente como saludables. Los antioxidantes también se utilizan en la industria, incluyendo su empleo como aditivos alimentarios para conservar los elementos por más tiempo. Los investigadores han desarrollado un antioxidante nano especial que es considerablemente más estable que sus homólogos convencionales, lo que significa que se puede almacenar más fácilmente y es eficaz en cantidades más pequeñas.

El nanoantioxidante es resistente a la temperatura y podría proteger los alimentos pasteurizados o los polímeros que se producen a altas temperaturas. Los antioxidantes convencionales se vuelven inactivos a estas temperaturas.

El auge del grafeno                                                                
Reconocido por su alta conductividad eléctrica, flexibilidad y resistencia estructural, el grafeno ha sido citado como un "material extraño" con el potencial de revolucionar la ingeniería de materiales en diferentes sectores industriales, especialmente en la electrónica impresa (Printed Electronics).

A su vez el desarrollo de la electrónica impresa para producir en masa las etiquetas RFID puede reducir radicalmente el costo por etiqueta y permitir el etiquetado a nivel de artículo, para mejorar en gran medida la funcionalidad de la seguridad y el seguimiento en la cadena de suministro; así como ofrecer potenciales características interactivas, tales como luz y sonido en los empaques.

Aunque algunas situaciones relacionadas con el proceso de impresión actual deben resolverse, hay signos claros de que el desarrollo de nuevas tintas y procesos de impresión dará lugar a un rápido aumento en la incorporación de electrónica impresa en el empaque. Varios minoristas, especialmente en los EE.UU., se encuentran cerca de la adopción de esta tecnología para apoyar el etiquetado de artículos a todas sus tiendas.

Inyección de tinta
Los investigadores han tenido dificultades para combinar las indudables capacidades electrónicas del grafeno con las tecnologías sofisticadas de impresión de inyección de tinta, para producir un método de producción en masa fiable. Hay varios desafíos por superar, en particular, la viscosidad correcta y la tensión superficial.

Actualmente la concentración de grafeno en estos disolventes suele ser bastante baja, por lo que se requieren varias decenas de pasadas de impresión para obtener películas funcionales. Las hojuelas de grafeno se agregan fácilmente en las tintas o durante la evaporación del disolvente, lo que disminuye la estabilidad de la tinta y/o degrada el rendimiento película/dispositivo. También los disolventes ideales para la dispersión del grafeno son tóxicos por lo que estas tintas no se pueden utilizar en un entorno abierto.

Un trabajo reciente realizado por investigadores del Royal Institute of Technology, KTH, en Suecia, ayuda a superar estos problemas. El instituto ha desarrollado una tecnología mediante la cual el grafeno se vuelve mucho más concentrado. Más importante aún, es posible cambiar el uso de la dimetilformamida, DMF, tóxica y baja en viscosidad, como disolvente, al terpineol, ambientalmente amigable y de alta viscosidad.

El resultado es una formulación de tinta mejorada principalmente a través de la estabilización de polímeros. La dispersión resultante de grafeno tiene un período estable de varias semanas. Los investigadores dicen que las tintas proporcionan una inyección bien dirigida y constante en todas las boquillas a una velocidad uniforme, comparable con el rendimiento de las tintas disponibles en el mercado.

Futuro activo e inteligente
Mientras algunos de los productos mencionados aquí continúan en desarrollo, muchos de los productos están disponibles ahora. La mayoría de las soluciones activas son para empaques de alimentos así que están bajo un examen cuidadoso de la industria y de organismos reguladores como la EFSA y la FDA. Pero sistemas de gestión inteligente para el control de la cadena de suministro, el mejoramiento de la seguridad y las medidas de lucha contra la falsificación también están ganando auge muy rápidamente. Así que la Active & Intelligent Packaging Industry Association, AIPIA, ve un futuro muy brillante para todo tipo de empaques activos e inteligentes.

Dado que los envases activos e inteligentes son un enorme crisol de ideas, la AIPIA reúne a todos los actores de la industria en un congreso anual. En el 2013 este tuvo lugar en Nuremberg, Alemania, y atrajo a casi 200 delegados, incluyendo propietarios de marcas internacionales y minoristas, fabricantes de envases blue chip, así como proveedores especializados de las tecnologías y servicios de empaques activos e inteligentes.

El próximo Congreso AIPIA está programado para el 2 al 4 noviembre de 2014, durante Pack Expo Internacional, en Chicago. Se espera que el evento atraiga más de 500 delegados en esta ocasión. Eef de Ferrante, director de AIPIA, dice: "Vemos un fuerte interés entre los principales minoristas y propietarios de marcas en la aplicación de estas tecnologías en sus empaques, en los próximos 2 a 5 años. Hay pruebas claras de que importantes inversiones se empiezan a hacer y veremos muchos más proyectos y productos tomar forma en Chicago".

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