PLA ¿una alternativa sostenible?

El ácido poliláctico (PLA), un derivado de la polimerización del ácido láctico obtenido de fuentes renovables, es uno de los bioplásticos del futuro. Sobre él existen muchos estudios realizados para evaluar su empleo en la producción de envases para alimentos y en los sistemas de gestión posconsumo.

Mientras crecen en los océanos y mares del mundo los “continentes” flotantes de basura, el sector del empaque está bajo examen. Los empaques son considerados –a menudo sin razón—, solo un objeto para descartar, y se olvida la función que cumplen al prolongar la vida del producto que contienen, protegen y hacen disponible.

La industria del envase no es tan insensible al tema de la sostenibilidad medioambiental como el gran público considera a veces. Al contrario, no faltan investigaciones, tanto públicas como privadas, sobre materiales eco-compatibles, obtenidos de materias primas que proceden de fuentes renovables y disolubles a través de un proceso de compostificación.

Algunas de las principales líneas de investigación en este ámbito fueron presentadas en Milán, Italia, en mayo pasado, durante la segunda edición de Biopolpack, la convención internacional dedicada a los polímeros biodisolubles para envases.

Entre los temas presentados el más recurrente fue el del PLA, el ácido poliláctico, un poliéster alifático obtenido de la fermentación en ácido láctico de azúcares simples y complejos derivados de fuentes renovables (como la caña de azúcar y el almidón de maíz).

Por medio de un proceso de polimerización, el ácido láctico se convierte en un polímero biodisoluble en ciertas condiciones muy precisas. Este material, en forma de película elástica, contenedor rígido o semirígido y poliestireno expandido, puede aplicarse como empaque para diferentes categorías de productos alimentarios, por ejemplo, frutas y hortalizas frescas. 

La empresa Taghleef Industries -que produce tanto película BOPP,  polipropileno orientado biaxialmente, como película BOPLA, ácido poliláctico orientado biaxialmente, suministrada con la marca Nativia-, en colaboración con el distribuidor de frutas y hortalizas Eosta, encargó a la universidad holandesa de Wageningen un estudio sobre los efectos de los envases de PLA sobre la vida en anaquel de tomates y pimentones, comparando su desempeño en anaquel en envases de polipropileno y con el producto sin envase.

Las muestras de pimentones y tomates sometidos a pruebas fueron tomadas de un mismo lote y con la misma fecha de cosecha. Los pimentones se empacaron con películas BOPP y PLA transparente macroforado; los tomates fueron empacados en bandeja termoformada y película, en los mismos materiales. Se utilizó una máquina empacadora horizontal.

El empaque y la conservación se realizaron en las mismas condiciones para todas las pruebas, simulando las condiciones de transporte (12° C) y de exposición de los productos en los puntos de venta (18° C), con humedad relativa de 73% y manteniendo 12 horas de luz y otras tantas de oscuridad. Se evaluaron los siguientes parámetros: Consistencia, pérdida de peso, calidad sensorial, deterioro/podredumbre del fruto y del pedúnculo, color.

“En los tomates —explicó Paolo Serafín de Taghleef Industries, comentando los resultados de las pruebas— el empaque en PLA permitió frenar el deterioro del pedúnculo, uno de los parámetros principales del proceso de decisión del consumidor, retrasándolo cerca de 2 días en comparación con los tomates empacados en polipropileno. Los demás parámetros de evaluación no mostraron diferencias notables entre las dos soluciones. El deterioro del pedúnculo se considera, en orden cronológico, el primer indicio demostrable de degradación del tomate; solamente a partir del décimo día, pasando por alto la tipología del envase, aparecen otras señales de envejecimiento como la presencia de arrugas superficiales por deshidratación”.

Respecto a los pimentones, el PLA muestra un efecto positivo marginal con respecto al PP sobre la consistencia del fruto. Los beneficios son más notables en la conservación del pedúnculo. En los otros parámetros no existen diferencias evidentes.

En los pimentones el factor que limita la vida en el anaquel es la deshidratación, en la cual no se encontró diferencia entre los dos empaques. En ambas solanáceas objeto de las pruebas, los otros parámetros se degradan solo varios días después que los factores limitantes de la conservación exceden el umbral de aceptación.

 “En resumen —aclaró Serafín—, de las pruebas sobresale de modo claro con que el producto desprovisto de empaque posee una vida más corta. De la comparación entre las películas de PP y PLA se concluye que el deterioro de los tomates, la deshidratación del pedúnculo y del fruto, aparecen después de 11 días con el envase de PP, frente a 13 días con el de PLA. En los pimentones la deshidratación es el factor restrictivo y reduce la vida en el anaquel a 8-9 días en ambos envases; sin embargo, tomando en consideración un mismo número de días, los pimentones empacados con PLA presentaron un pedúnculo más fresco que permanece aceptable por lo menos 10 a 11 días. El siguiente objetivo para la empresa Taghleef Industries será la realización de una prueba similar con los empaques de hortalizas de cuarta gama, para comprobar si los efectos positivos advertidos sobre los pimentones y los tomates se repiten en esta aplicación, en la cual la reducción de vida en anaquel es un factor crítico que genera un alto déficit del producto y superiores costos de gestión”.

Bandejas para pasta fresca y carne
El empaque de alimentos como frutas y hortalizas no es el único posible ámbito de aplicación de los envases de PLA. Coopbox Group, empresa italiana con sede en Reggio Emilia, sometió a prueba en colaboración con el Departamento di Ciencias Agrarias y de los Alimentos (DIPSA) de la Universidad de Módena y Reggio Emilia, en Italia, el uso de sus propias bandejas de PLA, a la venta con la marca registrada Naturalbox, para el empaque en atmósfera modificada de dos alimentos perecederos como la pasta fresca rellena y la carne fresca.

“Desde el punto de vista tecnológico el PLA es muy interesante a cargo de investigación y desarrollo en Coopbox, porque proviene de fuentes renovables, es biodisoluble, es objeto de compostaje a nivel industrial (según la ley UNI EN 13432), y está disponible a escala industrial. Con este polímero se pueden producir bandejas rígidas transparentes, o en material expandido utilizando las mismas tecnologías usadas para el PET y el poliestireno. Las bandejas pueden ser empleadas en las máquinas empacadoras tradicionales. Sólo es necesario modificar la temperatura de sellado. El sello de la película con base en PLA posee certificado de biodisolubilidad y biodegradabilidad, y el empaque completo se puede eliminar con la parte orgánica de los residuos”, afirmó Silvia Cedelupi.

En el ámbito de la pasta fresca fueron probados los rendimientos de dos bandejas diferentes (rígidas transparentes y en material expandido) ambas elaboradas en PLA, cerradas con un sello de película tipo barrera adquirido de un proveedor externo. La bandeja en material expandido fue revestida internamente con una capa en PLA rígido para mejorar el sellado final.

La prueba incluyó muestras de pasta fresca con tres tipos diferentes de relleno: Carne, verdura (calabaza), y verduras con queso (ricota y espinacas), en condiciones de atmósfera protectora compuesta por anhídrido carbónico (30%) y nitrógeno (70%), conservados a 4°C en diferentes lapsos de 1, 10, 32 y 52 a partir del empaque. Se sometió a prueba el desarrollo de bacterias mesófilas aerobias, levaduras, mohos, coliformes y bacterias lácticas.

Ambas soluciones mostraron los mismos resultados aunque diferentes rellenos mostraron comportamientos distintos: después de 32 días se observó el crecimiento de mohos distinguibles a simple vista en la pasta rellena sólo de verdura, y de verdura con queso, pero no en aquella con carne.

La diferencia puede ser explicada por la actividad del agua, que permanece alta en los tres casos examinados, y también por el pH ácido de los rellenos a base de carne. Otra explicación posible es la modificación de la composición de la atmósfera durante el periodo de conservación: el porcentaje de oxígeno, ausente al momento de empacar, aumenta con el paso del tiempo mientras baja el porcentaje de anhídrido carbónico.

“El tiempo de conservación —afirmó Cedelupi—, resulta ser de 22 días para la pasta fresca rellena de verdura, y de 32 para aquella rellena de carne. Se trata de resultados razonables que pueden mejorarse actuando sobre el control de la actividad del agua, acidificando el relleno y aumentando la cuota de anhídrido carbónico en la atmósfera inicial, hasta 50%. Además es necesario mejorar el efecto barrera de la película en PLA”.

Respecto a la carne roja fresca se probaron solamente las bandejas en PLA expandido revestido con lámina en PLA rígido, sellado con película de barrera en PLA. La atmósfera estaba compuesta por anhídrido carbónico al 30% y oxígeno al 70%. Las pruebas se realizaron a 4° C, en cuatro fases, desde el día 0 hasta el día11 a partir del empaque.

También se sometió a prueba la evolución de la atmósfera durante el empacado y se comparó con la de una bandeja en poliestireno expandido con barrera. “Las dos soluciones garantizan una buena oxigenación de la carne roja y la prevención del crecimiento microbiano. Para la carne, un producto que requiere tiempos de conservación más cortos que la pasta fresca rellena, el PLA parece ser una alternativa al poliestireno para quienes quieran ofrecer empaques completamente biodisolubles y biodegradables”, dijo Silvia Codelupi.

Queda abierta aún la cuestión del costo, debido a que en la actualidad los envases de PLA tienen mayor precio que los tradicionales. Dicho costo se hace más aceptable si el productor de alimentos utiliza esta opción como estrategia de mercadeo, como elemento diferenciador frente a los competidores, dando énfasis al valor medioambiental añadido a esta modalidad de empaque.

Compostificación o reciclaje, las alternativas de fin de vida
La gestión de fin de vida es un factor fundamental para la sostenibilidad económica real del PLA. De este aspecto se ocupó durante Biopolpack, NatureWorks, multinacional de la química verde que produce Ingeo, un polímero a base de ácido poliláctico derivado de diversas fuentes naturales.

“Cuando llega al fin de su ciclo vital, el PLA permite destinos y opciones diferentes al vertedero y la incineración: la compostificación industrial y el reciclaje, previa recolección diferenciada de los residuos de envases plásticos. Puesto que no es posible generalizar, se escogieron dos escenarios: los objetos en PLA utilizados en el servicio de comidas (platos, vasos, cubiertos) y el empaque de alimentos frescos, en Italia”, afirmó el gerente de desarrollo de negocios de NatureWorks, Stefano Cavallo.

En el primer escenario, según los datos recogidos por los distribuidores de artículos de servicio de comidas, 80% de los materiales de empaque en PLA es despachado con la parte húmeda del residuo o desecho alimenticio, y en consecuencia se envía a las instalaciones de compostificación, en las cuales el material plástico es objeto de biodegradación y es utilizado como materia prima para la producción de fertilizantes. El restante 20% termina como residuo diferenciado y, según la región de recolección,  termina en el incinerador o en el vertedero público.

En el ámbito doméstico la situación varía profundamente: Casi ninguno de los envases en PLA es dirigido a la compostificación. En la mayoría de los casos (75%) son desechados como si fueran plásticos de fuentes fósiles, recolectados y encaminados a la línea de reciclaje del plástico. Solamente 5% acaba en las instalaciones de compostificación y el restante 20% termina entre residuos no diferenciados.

“Esta proporción no nos sorprende puesto que no todos los ciudadanos hoy saben distinguir los envases de PLA de los de plástico tradicional. Además existe la costumbre de recolectar todos los envases plásticos juntos”, dice Cavallo.

Como la mayor parte de los envases de PLA se disponen con los demás plásticos, es preciso considerar la otra modalidad: el reciclaje. Cuando se recolectan, los materiales plásticos se separan por material. Los materiales presentes en mayor cantidad, PE o PET, constituyen el conocido Plasmix, enviado al incinerador a fin de producir energía o reciclado como mezcla de materiales.

Al día de hoy la cantidad de PLA aún es inferior a las expectativas, pero en la hipótesis de que esta cantidad crezca en el futuro nos preguntamos si existe la posibilidad de separar este material y enviarlo al reciclaje.

Considerando que los productos manufacturados en PLA se disponen finalmente con los plásticos, se puede verificar su separabilidad, como en el caso del PET y el PE, y su reciclado a fin de producir hojuelas para el reciclaje tradicional. Es decir, la refundición de material con el propósito de generar un nuevo ácido láctico o de repolimerizar y convertirlo en nuevos productos.

“Los convertidores que utilizan Ingeo normalmente reprocesan sus sobrantes industriales de PLA refundiendo el material y demostrando que este material puede ser reciclado mientras esté limpio y seleccionado. Ahora bien, ¿la calidad del material de recolección posconsumo permite su reciclado?”, subrayó Cavallo.

NatureWorks apoya proyectos piloto en este ámbito, en colaboración con empresas líderes del sector, tanto en la tecnología de regeneración química como en la de separación mecánica y tratamiento de limpieza y molienda.

Todo este proceso es posible gracias también al apoyo de Corepla (el consorcio italiano que se ocupa de recolectar y recuperar los desechos de envases plásticos), y de una sociedad italiana líder en el sector de las aguas minerales que escogió Ingeo como una de sus referencias.

“Diferentes evaluaciones técnicas han confirmado hasta ahora logros positivos, y cuando culminemos los trabajos que llevamos a cabo le avisaremos a la prensa sobre los resultados de las pruebas. El propósito es demostrar que también el PLA posconsumo es reciclable según dos modalidades; por un lado la mecánica común a los plásticos tradicionales y por otro la química que, debido a las condiciones operativas, es específica del PLA”, añadió Cavallo.

En conclusión, el PLA podría convertirse en una alternativa válida también para el empaque de alimentos, con la condición de que se logren mejoras en algunos aspectos críticos del empaque de los productos perecederos, y de que se cree una cadena estructurada posconsumo. La educación del consumidor será fundamental.