02 Nuevo s Bio Plastic Os

Búsqueda y difusión de tecnologías ____________________________________________________________ 02 Nuevos bioplásticos

Centro de Difusión Tecnológica de AEDHE - 1 -

Bioplásticos: nuevas tecnologías en el envasado de alimentos

La incorporación de la mujer a

la vida laboral, el

envejecimiento de la

población, la preocupación

medio-ambiental y el

agotamiento del petroleo son

los principales factores que

se encuentran detrás de una

auténtica revolución en el

envasado de alimentos: los

bioplásticos, los nuevos

materiales en los que se

confía para solucionar gran

parte de los problemas

actuales.



UNIÓN EUROPEA Fondo Social Europeo

Sobre este informe

Este estudio ha sido posible realizarlo

gracias al Programa de Búsqueda y

Difusión de Tecnologías del Centro de

Difusión Tecnológica de la Asociación de

Empresarios del Henares, dentro del

Programa de Actividades en Red 2006.

El programa está cofinanciado por la

consejería de Economía e Innovación

Tecnológica de la Comunidad de Madrid y

el Fondo Social Europeo, y se ejecuta en

virtud de la Orden 729/2006 de 28 de Abril

de la Consejería de Economía e Innovación

Tecnológica.

Dirección Técnica

invenia

Más información

Elaboración del informe

Santiago Baos ([email protected]) Invenia Avda. Abrantes, 16 28025-Madrid Tel. +0034 915695591 www.invenia.es

Supervisión del programa

Belén Lanuza ([email protected]) Responsable del Área de Innovación y Transferencia de Tecnología de AEDHE Avda. Juan Carlos I, 13 28806-Alcalá de Henares (Madrid) Tel. +0034 918895061 www.aedhe.org/aedhe:innova

Ejecución de programas del Centro de Difusión Tecnológica de AEDHE

Javier Cuervo ([email protected]) CDT AEDHE C/Rioja, s/n – Centro de Empresas 28820-Coslada (Madrid) Tel. +0034 918895061 www.cdtvirtual.com

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“Los Químicos e Ingenieros

Químicos se han de enfrentar

al reto de desarrollar nuevas

tecnologías para la

conversión de la biomasa en

productos químicos.”

La generación mundial de biomasa vegetal

se ha estimado en 2.000 millones de

toneladas anuales, cifra del mismo orden de

magnitud que la producción mundial anual

de petróleo en 1997 (4.000 millones de

toneladas). El objetivo es utilizar la biomasa,

materia prima que se renueva

indefinidamente mediante procesos

naturales, para la obtención a gran escala

de productos químicos y energía.

Sin embargo, la biomasa generada

espontáneamente se encuentra muy

dispersa, es decir poco concentrada, por lo

que los costes de recolección y transporte

resultan muy elevados, lo que en la

actualidad limita sustancialmente su

aprovechamiento como materia prima para

la obtención productos químicos o de

energía.

A lo largo de los últimos años se han

empezado a utilizar los términos de Cultivo

Energético o Granja Energética, y de

Biorrefinería que a partir de diferentes

componentes de las plantas (aceites,

extractos, celulosa, lignina, etc.) para

obtener materias primas para la Industría

Química.

Así pues, los Químicos e Ingenieros

Químicos se han de enfrentar al reto de

desarrollar nuevas tecnologías para la

conversión de la biomasa en productos

químicos y combustibles, como ya tuvieron

que hacerlo a principios del siglo pasado,

cuando se pasó de la era del carbón a la

era del petróleo.

Situación de partida Los materiales plásticos son la base de la

mayoría de los productos de consumo

habituales. Una vez que dejan de ser útiles,

estos materiales se convierten en residuos

permanentes difíciles de eliminar del medio

ambiente. Al no ser biodegradables,

acaban amontonándose en los vertederos,

puesto que La capacidad de reciclaje es



todavía bastante reducida. Además, los

plásticos se producen a partir de

combustibles fósiles, una fuente de energía

contaminante, causante de las emisiones de

gases de efecto invernadero, y no renovable

ya que en pocos años sus reservas se

habrán agotado.

Por otra parte la incorporación de la mujer a

la vida laboral explica numerosos factores

como son el menor tiempo dedicado a

cocinar, la disponibilidad de una mayor

renta familiar, que hace posible acceder a

productos de mayor valor añadido. La

mayor movilidad laboral existente hace que

tanto él como ella se vean obligados a

comer fuera del hogar, por lo que es de

esperar, dada la creciente tendencia de la

restauración hacia la subcontratación de

parte de sus etapas de incremento de valor,

un aumento en el consumo de platos

precocinados o alimentos con cierto nivel de

pre-elaboración.

El envejecimiento de la población, con

mayores dificultades para efectuar

desplazamientos, o cocinar, supone el

desarrollo de nuevos servicios para la

atención a este colectivo que demandarán

envases.

Biorrefinerías

Se emplea para denominar a refinerías basadas en la utilización

de aceites y azúcares como materiales intermedios, los Ingenieros

han empezado a desarrollar nuevas tecnologías para sintetizar

nuevos plásticos y fibras sintéticas a partir de los azúcares

contenidos en las plantas, como es el caso del poliéster Sorona

(polimetilentereftalato) recientemente desarrollado por Dupont (

http://www.dupont.com; Stevens, 2002) o del ácido poliláctico y

sus derivados, que se pueden obtener por polimerización del ácido

láctico, resultante de la fermentación de la dextrosa contenida en

el maíz utilizando microorganismos del género Lactobacillus. Las

propiedades de los plásticos derivados del ácido poliláctico, que

pueden variarse mediante la incorporación de otros monómeros,

permitirán su utilización en sustitución de plásticos convencionales

obtenidos del petróleo como el poliestireno y el polietilentereftalato

(Lundt, 1998).

La disminución del tamaño de las unidades

familiares, la diferencia de horarios

http://www.dupont.com/



laborales de las parejas y el poco tiempo

disponible junto al desarrollo de Internet y

su implantación en los hogares, favorecedor

de la compra on line, significarán un

aumento importante de servicios de entrega

a domicilio correlativamente con una mayor

demanda de formatos pequeños.

Nuevas fórmulas de distribución como el

vending, en creciente estado de desarrollo,

y las nuevas perspectivas de aplicación de

dicha fórmula a todo tipo de productos,

demandan más y más envases.

Por otra parte la conciencia social acerca de

los problemas medioambientales, que se

traduce en una mayor exigencia de

información sobre la gestión del envase

como residuo, predispone al gran público a

aceptar de buen grado aquellos materiales

que signifiquen una menor agresión

medioambiental, lo que inclinará sus

preferencias por aquellos que, incluyendo

los envases, causen los efectos menos

negativos.

Es de esperar que los desarrollos

legislativos en los distintos países vayan en

línea con los aspectos comentados.

Según datos del Instituto Tecnológico del

Plástico (Aimplas), en España se consumen

cerca de 5 millones de toneladas de plástico

anuales, de las que sólo se consiguen

reciclar aproximadamente 700.000

toneladas, una cifra muy alejada de cubrir la

totalidad de los desechos que se

amontonan en los vertederos.

Necesidades tecnológicas inmediatas en el envasado de alimentos

* Sustitución de materiales tradicionales por

nuevas alternativas para la fabricación de

envases (films complejos barrera y

materiales plásticos (policarbonatos) con

propiedades similares al cristal).

* Desarrollo de envases flexibles con

prestaciones mejoradas en materia de

propiedades barrera, capacidad de

soldadura, salubridad y valor

medioambiental.

* Diseño de un envase activo específico

para alimentos perecederos con actividad

bacterioestática.



* Nuevos envases que incluyan sensores

tiempo-temperatura como indicadores de la

vida útil de producto.

* Diseño de nuevos sistemas de apertura

fácil para envases metálicos y sustitución de

los tapones por nuevos métodos de cierre.

Evolución de los materiales utilizados

El envasado en alimentación está

encabezado por los envases flexibles

(mayoritariamente plástico), los cuales en el

2002 representaron un volumen del 42%

debido al incremento en la demanda de

dulces, panadería envasada, productos

lácteos y alimentos refrigerados.

El segundo sector mayoritario es el de los

envases de plástico rígido con un 24,4%,

debido al crecimiento del consumo de los

postres refrigerados, de los yogures

(plástico de pared delgada) y de los yogures

líquidos (PEAD rígido blanco).

Los tetrabriks, aunque van perdiendo

mercado junto con las botellas de PEAD, se

mantienen en el tercer puesto con casi un

11%. Los productos que más lo emplean

son la leche UHT/larga duración, las

bebidas alcohólicas y no alcohólicas, y

productos que antes no se envasaban en

este material como aceite, sopas y

mayonesas.

El metal se utiliza en el sector alimentario

con un 9,1%, en los sectores de latas de

comida, bebidas carbonatadas y cervezas.

El vidrio es el quinto sector en España, con

un 6,3% del mercado en volumen,

resultando el material más utilizado en los

envases de bebidas alcohólicas.

Estrategias en el diseño de envases

“Universal Design”: diseño de productos

fácilmente utilizables para la mayoría de la

población (gente mayor, niños, y personas

con incapacidades motoras y sensoriales),

sin necesidad de adaptar los productos o

hacer diseños especializados, ha hecho

aumentar la demanda de envases fáciles de

utilizar.

Diseño de reducción en peso y prevención

de residuos. La Ley 11/1997 (en revisión)

establecía los principios de acción en

minimización y prevención en origen de los

residuos de envases e introduce la



obligación de elaborar Planes

Empresariales de Prevención (PEP) de

residuos de envases.

“Los PEP han servido para

reducir durante el periodo

1990-2002 en peso el 10%

de los envases puestos en el

mercado.”

Un envasado respetuoso con el Medio Ambiente Cobra una significativa importancia el

envasado respetuoso con el Medio

Ambiente, persiguiendo la innovación en el

uso de materiales de envase con bajo

impacto ambiental que pasan por el uso de

materiales reciclados en el embalaje

(cartón, por ejemplo), la utilización de

monomateriales que faciliten el reciclaje o el

uso de bioplásticos (plástico de ácido

poliláctico, por ejemplo)

En Estados Unidos y Alemania se ha

detectado una tendencia creciente en el uso

del poliláctido (PLA), un material derivado

del maíz (conocido como plástico natural

por tener el mismo proceso de fabricación

que los plásticos).

Gestión de residuos de envases

La nueva Directiva 2004/12/CE, relativa a

los envases y a los residuos de envases

marca unos objetivos de valorización y

reciclaje de envases para el año 2008 muy

superiores a los anteriores.

Incremento de costes operativos de gestión

Unos objetivos de valorización más

ambiciosos en materia de gestión de

residuos de envases implican un incremento

de los costes operativos tanto en materia de

transporte y recogida (más volumen y más

personal), como de administración y de

campañas de información y concienciación

a los consumidores.



Este incremento de costes operativos de

gestión provocará un aumento de la tasa

Punto Verde que los envasadores pagan en

concepto de gestión del residuo del envase

que ellos incorporan al mercado. Este

aumento se trasladará ineludiblemente al

precio del producto que el consumidor

deberá pagar.

Introducción de nuevos sistemas de gestión de los residuos de envases: Sistemas de Devolución y Retorno (SDDR) obligatorios

Los SDDR se caracterizan por el cobro de

una cantidad individualizada por cada

envase que sea objeto de transacción. Una

vez devuelto el envase se retorna la misma

cantidad cobrada anteriormente. Por tanto,

el objetivo del SDDR es incentivar

económicamente al consumidor a retornar

el envase para facilitar así su reutilización o

reciclaje.

Históricamente, esta alternativa de gestión

ha sido muy utilizada para gestionar los

envases reutilizables. En España, existe el

canal HORECA que gestiona por ejemplo el

74% de las ventas de cervezas mediante

envases reutilizables.

“ Los bioplásticos a base de

maíz vienen fabricándose

desde hace tiempo en

Estados Unidos, como es el

caso del PHA de Archer

Daniel Midland, el PLA de

Cargill Dow y el Sorona de

DuPont. “

Varios países europeos (p.ej: Alemania,

Dinamarca o Suecia) están introduciendo la

obligatoriedad de los SDDR para ciertos

flujos de envases no reutilizables.



En España, en el marco de la Ley 11/1997

de envases y residuos de envases y de la

normativa que la desarrolla (R. D. 782/1998

y Orden de 27 de abril 1998), el Sistema de

Devolución y Retorno es un sistema

voluntario al que pueden adherirse los

envasadores y los comerciantes de

productos envasados para la gestión de los

envases reutilizables y no reutilizables

Los envasadores estarían obligados a

aceptar la devolución y retorno de los

envases de aquellos productos puestos por

ellos en el mercado

Los comerciantes de productos envasados

estarían obligados a aceptar la devolución y

retorno de los envases que ellos hubieran

distribuido

La posible implantación de un SDDR en

España, para determinados formatos y tipos

de envases, podría comportar las siguientes

incidencias:

Cambios en los formatos de

envasado

Cambios en los materiales de

envasado

Cambios en el precio de los

productos con envases sujetos a

SDDR, si bien este dinero es

retornado cuando el envase se

devuelve al comercio.

Cambios en las preferencias del

consumidor.

Todo esto ha hecho necesaria la búsqueda

de materiales alternativos como son los

bioplásticos, con propiedades mecánicas

equivalentes a los plásticos convencionales,

pero menos contaminantes, cuya

producción sea compatible con un

desarrollo de tipo sostenible.

Normativas En 1.991, entra en vigor en Alemania el

“Decreto Töpfer” cuyo fin es el de eliminar

los residuos sólidos producidos por los

envases, y que afecta a todo tipo de

envases sea cual fuere su destino. Unos

meses más tarde mediante el “Decreto

Lalonde”, se crea en Francia un sistema de

gestión de residuos de envases domésticos,

para posteriormente ampliarse al resto de

los envases. Le siguen países como

Bélgica, Holanda, Dinamarca, Austria, cada



uno con sus propias normativas nacionales.

Como consecuencia de ello, la Comisión

Europea tomó la determinación de elaborar

un proyecto de Directiva para así armonizar

todas las legislaciones nacionales que

sobre esta materia se fueron decretando.

El 31 de diciembre de 1.994 se publica en el

D.O.C.E. la Directiva 94/62/CE de Envases

y Residuos de Envases, con el fin de que

los Estados miembros la incorporen a sus

ordenamientos jurídicos internos. La

Directiva 94/62, pretende establecer

medidasencaminadas a la prevención de la

producción de envases, a su reutilización,

reciclaje y otras formas de valorización.

En 1.997 se aprueba en España la Ley

11/1.997, de 24 de Abril, sobre envases y

residuos de envases, que transpone la

Directiva 94/62/CE, de 20 de Diciembre de

1.994, sobre envases y residuos de

envases. En ella se promueve la reducción

de la producción de envases, la

reutilización, el reciclaje y otros sistemas de

valorización de envases con elfin de

disminuir la eliminación final de éstos. De

acuerdo con la Directiva y la Ley, el reciclaje

incluye el reciclaje orgánico, bien sea a

través de tratamientos aerobios

(compostaje) o tratamientos anaerobios

(biometanización).

La Ley 10/1.998, de 21 de Abril, de

Residuos, reconcilia finalmente el derecho

español con el comunitario, en relación con

la Directiva del Consejo 75/442/CE, de 15

de Junio, sobre residuos, enmendada

posteriormente por la Directiva del Consejo

91/156/CE, de 18 de Marzo. Esta directiva,

en su apartado destinado al vertido de los

residuos, especifica que los residuos

biodegradables se admitirán en los

vertederos, pero que deberán sufrir un plan

de reducción cuyo objetivo será, que un

75% de estos residuos estén depositados

en los vertederos en el año 2.002, un 50%

en el año 2.005 y un 25% en el año 2.010,

valorizándose el resto.

La Ley de Residuos adopta el concepto

moderno de política de residuos,promovido

por la Unión Europea, en el marco de los

Programas de Acción y Política Comunitaria

(Hacia un desarrollo sostenible). De este

modo, con relación a los residuos

municipales, se implanta como obligación,

para los municipios de más de 5.000

habitantes, establecer los sistemas de



recogida selectiva de residuos hacia el año

2.001.

Esta Ley define “Recogida Selectiva” como

“el sistema de recogida diferenciada de

materiales orgánicos fermentables y de

materiales reciclables, así como cualquier

otro sistema de recogida diferenciada que

permita la separación de los materiales

valorizables contenidos en los residuos”.

Posteriormente fue aprobado el Real

Decreto 782/1.998, de 30 de Abril, que

regula el desarrollo y refuerza la Ley

11/1.997, de 24 de Abril, sobre envases y

residuos de envases, donde se mencionan

los procesos de reciclaje orgánico de los

envases y residuos de envases.

En marzo de 2.000, en el marco de las

Jornadas Internacionales sobre Residuos

Urbanos celebradas en San Sebastián, la

Comisión Europea expuso la nueva

Directiva de vertido y sus consecuencias en

la gestión de los vertederos de Residuos

Urbanos. La Directiva se mantiene firme en

su postura de reducir al máximo el deposito

de residuos biodegradables en vertederos,

aunque amplía los plazos y reduce los

objetivos enmarcados en el Programa

Comunitario, acordando una reducción

hasta el 75% del volumen actual para el año

2.006, 50% para el 2.009 y 35% para el

2.016.

Resulta evidente la necesidad de implantar

una política que contemple la recogida

selectiva y tratamiento –compostaje o

metanización- de la FORM y que procure

una progresiva sustitución de materiales

inertes por sus alternativas biodegradables

si se pretenden alcanzar los objetivos

comunitarios

Bioplásticos Los bioplásticos son “un plástico de origen

natural producido por un organismo vivo y

con carácter biodegradable, sintetizado a

partir de fuentes de energía renovables, por

lo que apenas produce contaminación”.

Son producidos a partir de recursos

renovables de origen natural, como el

almidón o la celulosa.

Entre los bioplásticos que en la actualidad

se están considerando como alternativas

más prometedoras cabe destacar a los

polímeros producidos por algunas bacterias



que los acumulan en el interior celular en

forma de gránulos de reserva de fuente de

carbono cuando las condiciones de cultivo

no son óptimas para el crecimiento.

PLA

El ácido poliláctico (PLA) se considera una alternativa sostenible a

los productos derivados de los petroquímicos y deriva de la

fermentación de productos agrícolas. Con base ecológica y

biodegradable, el PLA posee gran atractivo para la industria de

envasado de aplicaciones industriales selectas, que encuentran en

él ventajas considerables y una demanda del consumidor para la

oferta de envases respetuosos con el entorno. El atractivo del PLA

como alternativa sostenible es aún mayor por la capacidad que

ofrece este material para un compostaje en las instalaciones

industriales. Sin embargo, a pesar de sus sólidos atributos y buen

aspecto, el packaging y los productos industriales hechos con PLA

han sido relegados hasta ahora por sus redeficientes prestaciones,

como la fragilidad y una menor durabilidad cuando se compara con

sus competidores, los plásticos derivados del petróleo.

Una vez extraídos pueden someterse a

modificaciones químicas, lo que da lugar a

una gran variedad de polímeros semi-

sintéticos cuya síntesis se basa en el

empleo de fuentes renovables (aceites

vegetales, azúcares naturales etc.).

Aparte de sus propiedades mecánicas, que

permiten que puedan utilizarse para los

mismos fines que los plásticos

convencionales, los bioplásticos de origen

natural tienen dos características muy

relevantes. Por una parte, son

biodegradables, es decir, se degradan

mediante un proceso de reciclado natural

eliminándose del medio ambiente por el

ataque de bacterias y hongos que forman

parte de la flora natural del suelo.

Además son biocompatibles, por lo que

pueden introducirse en el cuerpo humano

sin provocar reacciones adversas

(reacciones alérgicas, rechazo etc.) Esta

propiedad los hace idóneos para la

fabricación de material quirúrgico, tejidos

artificiales, fármacos de liberación sostenida

etc.



Makrolon®

Makrolon es la denominación comercial de policarbonato de

Bayer AG (Europa) y de Bayer Corp. (Estados Unidos). El

Makrolon, policarbonato basado en el bisfenol A, se define según

ISO 7391 como resina de moldeo amorfa y termoplástica. El

Makrolon se caracteriza por su alta transmisión de luz, alta

temperatura de deformación por calor, alta tenacidad y

resistencia mecánica, gran estabilidad dimensional y buen poder

aislante eléctrico.

Notas científicas.

María Auxiliadora Prieto

Las fábricas de plástico del futuro: las

bacterias dispuestas a trabajar para

nosotros

Los bioplásticos son fabricados por tanto a

partir de recursos renovables de origen

natural, como el almidón o la celulosa. Para

crear un bioplástico, los científicos buscan

estructuras químicas que permitan la

degradación del material por

microorganismos, como hongos y bacterias.

Un ejemplo de bioplástico son los

polihidroxialcanoatos (PHA), una familia de

plásticos biodegradables de origen

microbiológico doblemente ecológico, al ser

biodegradables y originados por recursos

renovables, que ya se están utilizando por

ejemplo para fabricar tenedores de plástico

y películas para embalaje, puesto que son

resistentes al calor, a la grasa y al aceite.

Los biopolímeros conocidos como

bioplásticos o polihidroxialcanoatos (PHA)

son producidos y acumulados en forma de

gránulos de reserva en el interior celular de

ciertas bacterias cuando las condiciones de

cultivo no son óptimas para el crecimiento.

En general, los gránulos de PHA están

compuestos por un poliéster biodegradable

rodeado por una monocapa fosfolipídica y

proteínas asociadas al gránulo (GAPs), las

cuales forman una fina capa en su

superficie. Las fasinas, componente

principal de las GAPs forman una capa

proteica en la superficie del gránulo,

generando una interfase entre el citoplasma

celular (ambiente hidrofílico) y el núcleo



hidrofóbico del gránulo de PHA. El dominio

N-terminal de la fasina PhaF de P. putida se

ha utilizado como polipéptido de afinidad

(BioF) para construir fusiones de proteínas

inmovilizadas en gránulos de PHA.

La posibilidad de separar los gránulos de

PHA mediante sencillas técnicas de

centrifugación hace que este sistema sea

ideal para su desarrollo a gran escala. Se

han desarrollado proteínas de fusión a BioF

con actividad enzimática y que mantienen la

capacidad de unión al gránulo. Si se tiene

en cuenta la biodegradabilidad de la matriz

de inmovilización, el sistema BioF puede ser

además considerado como un método

ecológico para liberar y diseminar proteínas

al medio ambiente

Mercado de bioplásticos

La producción de plásticos a base de

productos renovables o bioplásticos se

considera una alternativa “natural” o

“ecológica” frente a la producción actual a

partir de derivados del petróleo. La ISO

(International Standard Organization) los

define como aquellos plásticos que se

degradan por la acción de microorganismos

(bacterias, hongos y algas). Sus orígenes

se remontan a 1926, cuando científicos del

Instituto Pasteur de Francia lograron

producir poliéster a partir de la bacteria

Bacillus megaterium. Sin embargo, el auge

de la producción de productos derivados del

petróleo relegó al olvido a estos materiales,

y no fue hasta 1973, en plena crisis

petrolera, cuando se volvió a recuperar la

idea de sustitutos plásticos que no

dependieran del “oro negro” y que fueran

más ecológicos.

Bioplástico de uso textil hecho con maíz

La compañía norteamericana DuPont ha anunciado el desarrollo

la aplicación textil de su polímero Sorona fabricado a base de

maíz. El Sorona también se usa en alfombras o revestimientos de

automóviles y muestra además mejores cualidades respecto a

otras fibras sintéticas como el nylon o el rayon.

En la conferencia anual de la Asociación para el Avance de la

Ciencia (AAAS), la entidad que publica la revista Science, el

científico de DuPont, Scott Nickols, presentó una ponencia sobre

“microorganismos modificados para las producción de 1,3

propanodiol”, la base del polímero Sorona, que se produce por la

descomposición microbiana del almidón del maíz por parte de

estos microorganismos.

Dos grandes compañías DuPont y Cargill

Dow encabezan actualmente la producción

comercial de bioplásticos; DuPont con el



mencionado Sorona, y Cargill Dow

(empresa conjunta de Cragill y Dow

Chemical) con el Nature Works PLA, un

polímero también fabricado con maíz, que

se usa ya comercialmente en ropa de cama,

envoltorios de artículos electrónicos,

envases alimentarios y otros usos.

Los principales esfuerzos empresariales en

el ámbito de los bioplásticos provienen de

Europa, Japón y Estados Unidos, aunque

en los últimos años han empezado a surgir

empresas muy activas en Australia, Brasil,

China, India, Canadá, Corea y Taiwán.

En España, según Aimplas, el uso de estos

materiales se limita a películas plásticas

para la agricultura y a piezas de protección

anti-impacto, para utilizar por ejemplo en

cubiertas exteriores donde existe vidrio.

Asimismo, existen algunas empresas, como

Nanobiomatters, creada por un grupo de

científicos de diversas universidades

españolas que desarrolla y comercializa

principalmente nanoaditivos para mejorar

tanto el rendimiento de plásticos

convencionales como de los nuevos

bioplásticos.

Mercado en el sector de envases y embalajes

Es el mayor ámbito de aplicación de los

bioplásticos. Ha experimentado un fuerte

crecimiento, y así por ejemplo algunas

grandes cadenas comerciales de Francia,

Gran Bretaña, Italia y Países Bajos han

empezado a utilizar estos productos para

alimentos frescos como fruta y verdura y

para productos higiénicos.

La compañía norteamericana NatureWorks,

perteneciente a la multinacional Dow

Chemicals, es el mayor productor mundial

de plásticos biodegradables, como el ácido

poliláctico (PLA) extraído de la dextrosa del

maíz, un azúcar vegetal sencillo, y que es

utilizado en capas de sellado térmico,

etiquetas y bolsas de transporte, como

alternativa para películas tradicionales como

el celofán o para la producción de envases

rígidos como botellas (el agua BIOTA

norteamericana se envasa con botellas de

este material). Asimismo, otras empresas

del sector químico también ofrecen gran

variedad de productos basados en estos

plásticos ecológicos. BASF ofrece desde

hace varios años Ecoflex, un producto



basado en almidón de maíz, patata y PLA,

con aplicaciones para envase alimentario.

Nestlé anunciaba el año pasado el uso en

Gran Bretaña de una bandeja para el

empaquetado de sus chocolates “Dairy Box”

fabricada con Plantic, una resina creada a

partir de almidón y producida por una

compañía australiana.

En Francia, varias empresas azucareras,

universidades e institutos de investigación

están trabajando en el desarrollo de

plásticos biodegradables a partir del azúcar

y los cereales, con el objetivo de abaratar

los costes que supone la fabricación de

estos materiales.

Retos de futuro en el mercado de bioplásticos

Según Mario Demicheli, del Instituto para

Estudios de Prospectiva Tecnológica

(IPTS), perteneciente a la Comisión

Europea, varios estudios han coincidido en

la predicción de una tasa de crecimiento

anual para los plásticos biodegradables de

origen natural de aproximadamente el 30%

para esta década, en Europa y en los

EEUU. El cada vez más elevado precio del

crudo y su futuro agotamiento, y la apuesta

de las instituciones y los ciudadanos por los

productos ecológicos son dos de las

principales razones que hacen augurar un

futuro prometedor a estos materiales.

Bioplástico de maíz europeo de Limagrai

Limagrain, la empresa semillista francesa de carácter

cooperativo, ha lanzado oficialmente un bioplástico elaborado

con almidón de maíz, que podrá ser utilizado para todo tipo de

productos de plástico biodegradable, aunque esta pensado

básicamente para embalaje de productos agrícolas y otras

aplicaciones agrarias, como acolchado de cultivos. Este

bioplástico procede de determinadas variedades de maíz cuyas

características genéticas le hacen apropiado para su fabricación.

Los bioplásticos a base de maíz están en gran auge y vienen

fabricándose desde hace tiempo en Estados Unidos, como es el

caso del PHA de Archer Daniel Midland, el PLA de Cargill Dow y

el Sorona de DuPont, que tienen multiples usos, desde la

industria agraria y agroalimentaria (embalajes de alimentos),

como textiles del hogar,

Sin embargo, el crecimiento de los plásticos

biodegradables depende de cuatro factores,

como apunta Demicheli:

La respuesta de los consumidores a

los costes, que hoy día son de 2 a 4



veces más altos que para los

plásticos convencionales.

La futura legislación.

El logro de la biodegradabilidad total.

El desarrollo de una infraestructura

para recoger, aceptar y procesar

plásticos biodegradables con el fin de

eliminar residuos.

Sobre el precio de estos materiales hay

diversidad de opiniones, fundamentalmente

porque es difícil comparar tecnologías ya

establecidas de fabricación con tecnologías

incipientes, como recuerda José María

Lagaron, responsable de proyectos de

Nuevos Materiales y Nanotecnología del

Grupo de Envases del Instituto de

Agroquímica y Tecnología de Alimentos

(IATA) del CSIC: “Ya hay materiales

bioplásticos como el PLA que pueden

competir en precio con plásticos

convencionales. La progresión de aumento

de la demanda y por tanto caída de precios

y mayor disponibilidad continuará a lo largo

de los próximos años. En cuanto a si

energéticamente son más baratos de

producir, hay cierta controversia. Como

todas las nuevas tecnologías necesitan de

estudios serios de viabilidad

medioambiental y de un proceso de

optimización tecnológica a todos los

niveles”.

Por su parte, Harald Kaeb, presidente de

IBAW, considera que el soporte a la

industria es fundamental en este momento,

particularmente para una entrada al

mercado a gran escala. La IBAW estima

que aproximadamente el 10% de las áreas

de aplicación que los plásticos tienen hoy

en día puede ser cubierta con los

bioplásticos disponibles actualmente. Para

que esto sucediera, sin embargo, sería

necesario que hubiera cinco millones de

toneladas de biopolímeros en Europa, y

actualmente la capacidad de producción

alcanza sólo las 300.000 toneladas.

En opinión de José María Lagaron, “el

envase bioplástico cumplirá sus funciones

de contener, conservar e incluso mejorar la

calidad y seguridad del contenido y una

persona lo podrá consumir si todavía se

queda con hambre”. María Auxiliadora

Prieto opina que se podrá crear “todo lo que

la química permita”, aunque eso sí, habrá

determinados productos que no se



desarrollen, simplemente porque interesa

que duren mucho tiempo, por lo que no

resultará conveniente que tengan la

propiedad biodegradable.

Consideraciones industriales

A la hora de trabajar con este material y

desarrollar nuevos productos se debe tener

en cuenta que tiene las características de

un plástico normal, puede pasar por

procesos de moldeo, extrusión, soplado,

además de tener la resistencia, rigidez y

demás cualidades presentes en los

plásticos pero, de origen natural. Sin

embargo su utilización es enfocada a

productos de vida útil corta por su baja

resistencia a la acción de los

microorganismos en aplicaciones a la

intemperie y en productos de larga vida útil.

Cabe resaltar también que lo que se

aprovecha generalmente son los residuos

de estos recursos que se encuentran

fácilmente en la naturaleza y que se

renuevan. Esto hace que las ventajas sean

mayores puesto que no solo se reducen

impactos ambientales sino que se termina

con todo el ciclo de vida tanto de las

materias primas como de los productos,

aprovechando así hasta los residuos

orgánicos.

Primeras experiencias

Existen ya bastantes empresas apostando

por esta opción, las cuales cuentan ya con

plantas piloto de materiales bioplásticos y

reforzando su área de I+D+i, aplicando a

sus productos más perecederos este

material; se observa que poco a poco se

esta creando una conciencia ecológica

empresarial generando sinergia entre estos

aspectos y el aumento de su capacidad

productiva.

Tal es el caso de Hewlet Packard, Fujitsu,

Nestle, Toyota, Down Chemicals –

Natureworks o Belu con diferentes

aplicaciones como carcasas de

ordenadores, televisores, telefonía móvil,

walkman, y productos que generan un

numero importante de residuos como son

los envases, dentro de los que destacan las

botellas de agua, los films para productos



frescos y confitería, las bandejas termo

formadas rígidas, bandejas de polímero

sobre la base de almidón de maíz solubles

en agua, cintas adhesivas de celulosa

modificada que puede usarse también como

recubrimiento de bandejas de celulosa o

almidón, films de mezclas de Ecoflex ® con

PLA (acido láctico del maíz, ya granulado) y

almidón, para envasado de alimentos con

atmósfera modificada (MAP).

Algunas grandes cadenas comerciales de

Francia, Gran Bretaña, Italia y Países Bajos

han comenzado a utilizarlos principalmente

para el envasado de productos frescos

como frutas, verduras y productos

congelados, y para productos de higiene

personal o vajillas y vasos desechables.

También se empieza a explorar en otros

sectores como el agrícola, el de

componentes electrónicos y se esta

investigando en aplicación a la medicina

para productos desechables, como en

biomedicina para desarrollo de tejidos –

medicina regenerativa, y también para

elementos necesarios en cirugías de

huesos como tornillos biodegradables.

Nueva fábrica de bioplástico en EEUU (2006-04-06)

La empresa alimentaria norteamericana Archers Daniels

Middland (ADM) y la de biotecnología Metabolix, han anunciado

la construcción en Clinton (Iowa) de la primera fábrica comercial

del mundo que producirá 50.000 tn al año del bioplástico

denominado PHA (polihidroalkanoato), obtenido utilizando maíz

como materia prima.El PHA es un plástico biodegradable que

tiene una amplia gama de aplicaciones y que podrá

promocionarse como un plástico respetuoso con el medio

ambiente al provenir de fuentes renovables. El polímero se puede

graduar en la producción, produciéndose una amplia gama de

plásticos, desde elásticos hasta rígidos, pudiéndose fabricar con

el objetos moldeados, termoformados, films, fibras, adhesivos

etc, siendo apto para contener líquidos calientes, grasas, aceite

sy otros productos.Los bioplásticos vienen despertando desde

hace tiempo el interés de las grandes empresas químicas, como

Cargill Dow que ya comercializa el llamado PLA (ácido

poliláctico) y DuPont, con su polímero Sorona. En ambos casos

la materia prima para la fabricación del bioplástico es el maíz

Perspectivas de futuro

Observamos que el medio ambiente afecta

los modos de producción, de uso, de

compatibilidad entre el producto y su

envase, hace que exista una renovación en

la infraestructura tecnológica importante, lo

que lleva tiempo asimilar por parte de todos

los implicados como son las empresas y el

consumidor como tal, quien de momento se

inclina hacia precios mas bajos. Aunque los



precios de los bioplásticos son mayores en

comparación con los plásticos sintéticos, se

equilibraran; debido al aumento de precio

del petróleo y la baja de precio de materias

primas como el azúcar y los almidones, a su

vez, por el incremento de la demanda; que

crecerá paulatinamente al observarse que

estos materiales generan muchos menos

problemas que los plásticos convencionales

y por la conciencia del poder de la compra

para favorecer mercados mas justos que

desarrollen productos menos nocivos y que

fomenten el ahorro de energía, de recursos

y el consumo responsable.

Como toda nueva tecnología al principio es

mas cara pero con el tiempo la demanda

aumentara y los precios se estabilizaran;

actualmente los nichos de mercado en

donde están los bioplasticos están un poco

acotados, cubren aproximadamente el 10%

del mercado total de aplicaciones de

plásticos, que equivale a aproximadamente

40 millones de toneladas; una de las metas

para el final de esta década es que aumente

en un 30% su producción lo que implica una

apuesta de parte de las instituciones, de la

empresa y una respuesta por parte de los

usuarios finales, pero las ventajas son

bastantes y el futuro es promisorio lo que se

reflejara en solucionar el problema de

impactos ambientales y además en

aumento de ganancias.

El desarrollo del sector también es

impulsado por el firme respaldo de la

Comunidad europea quienes en la

normativa EN 13432 de enero de 2005

incluyen un ítem especial para envases y

embalajes “compostables certificados”.

Dicha normativa, establece que durante la

fase de lanzamiento los productos quedan

exentos de la obligación de cuotas de

recolección y reciclado; el primer país en

ponerlo en práctica ha sido Alemania con el

ánimo de impulsar la utilización de los

bioplásticos.

Nos encontramos

entonces ante nuevas

alternativas, que nos

amplían el abanico de

posibilidades sobre las

cuales podemos trabajar hasta llegar a

resultados interesantes, innovadores y

futuristas, como por ejemplo envases que

cumplan su función principal pero que luego

se puedan comer.



Interpack

En Interpack, la feria líder mundial del

sector del envase y el embalaje ha cobrado

especial relevancia la muestra de las

posibilidades de los envases y embalajes

ecológicos. Los bioplásticos constituyen uno

de los avances de la industria del plástico

más prometedores de los últimos tiempos.

Su implantación en el sector de envases y

embalajes ha arrancado con fuerza, y el

creciente número de productos y

aplicaciones pone de relieve las múltiples

posibilidades de estos materiales.

La Interpack acogió en su última edición la

exposición monográfica "Innovationparc

Bioplastics in Packaging", que mostró el

estado de desarrollo actual de los

bioplásticos y sus posibilidades de

aplicación. Más de 20 empresas

expositoras se encargaron de ofrecer sobre

una superficie de alrededor de 500 metros

cuadrados una completa visión del tema.

Además de contar con la presencia de

empresas fabricantes y transformadoras de

bioplásticos líderes en el mercado, la

exposición ofreció informaciones

especializadas adicionales de la mano de

empresas proveedoras de servicios y de la

Agencia para la promoción de materias

primas renovables (FNR).

Aditivos de base ecológica y biodegradables

DuPont Packaging ha anunciado la disponibilidad comercial de

DuPont™ Biomax® Strong, un aditivo que mejora las

prestaciones de los envases de ácido poliláctico (PLA)

biodegradables y ecológicos mejorando su dureza y reduciendo

la fragilidad de los materiales de PLA. Biomax® Strong potencia

la resistencia al impacto, la flexibilidad y la estabilidad en estado

fundido del PLA, mejorando mucho los atributos de prestaciones

del polímero, especialmente cuando se utiliza en aplicaciones

rígidas, como las láminas de fundición para moldeado por

inyección y moldeado térmico. Cuando se utiliza a los niveles

recomendados, entre el uno y el cinco por ciento del peso,

Biomax® Strong logra productos competitivos con mayor dureza

y un impacto mínimo en la transparencia.

“Los aspectos de transparencia nos proporcionan una posición

competitiva frente a otros modificadores que se están ensayando

en la actualidad. Biomax® Strong tiene buena claridad de

contacto a los niveles recomendados y proporciona un

contenedor mucho más claro que otras alternativas,” ha

declarado Shanna Moore, Directora Mundial de Mercado.

Además de potenciar los atributos de altas prestaciones del PLA,

Biomax® Strong permite, en las cantidades recomendadas, que

el material se adapte a los requisitos para ser compostado – una

característica clave para los envases respetuosos con el entorno.

Los principios básicos de esta tecnología

centraron las ponencias y debates del foro

que se desarrollaron de forma paralela.

Entre otros temas, se abordaron las

condiciones legales y económicas



existentes para el lanzamiento de estos

productos al mercado, medidas para el

aseguramiento de la calidad, beneficios,

oportunidades de mercado y nuevas formas

de recuperación de residuos. Se contó con

la presencia en el foro de importantes

personalidades del mundo de la economía y

la política. Las empresas fabricantes de

todo el mundo están orientando sus

esfuerzos de desarrollo hacia materiales

hechos de materias primas renovables en

lugar de fósiles. El modelo del que se parte

es el ciclo del carbono que se da en la

naturaleza.

Si hasta ahora los esfuerzos empresariales

en este ámbito se concentraban sobre todo

en Europa, Japón y los Estados Unidos, han

empezado a surgir empresas muy activas

también en Australia, Brasil, China, India,

Canadá, Corea y Taiwan. El incremento de

la capacidad productiva ha impulsado el

desarrollo de nuevos sectores más allá de

los nichos de aplicación ya cubiertos. En el

sector de envases y embalajes, el mayor

ámbito de aplicación de los plásticos, se ha

experimentado un fuerte crecimiento en los

últimos tiempos.

En Europa, se calcula que el consumo de

bioplásticos en el año 2003 alcanzó las

40.000 toneladas, prácticamente el doble

que en 2001. Entretanto, los envases y

embalajes ecológicos compostables pueden

encontrarse en numerosos supermercados

de toda Europa. Algunas de las grandes

cadenas comerciales de Francia, Gran

Bretaña, Italia y Países Bajos, sobre todo,

han empezado a probar estos productos e

incluso a complementar partes de su surtido

con ellos. La mayor parte de estos envases

y embalajes ecológicos se utilizan para

alimentos frescos como fruta y verdura y

para productos higiénicos.

El desarrollo de esta tecnología de futuro

cuenta con el firme respaldo de la clase

política. La modificación de la normativa de

envases y embalajes alemana incluye ahora

una normativa especial para envases y

embalajes compostables certificados. Dicha

normativa establece que durante la fase de

lanzamiento, y sólo durante esta fase, los

productos quedan exentos de la obligación

de recolecta y de las cuotas de reciclaje. El

presupuesto para la investigación,

desarrollo y lanzamiento de productos en el

ámbito de las materias primas renovables

en Alemania para el 2005 prácticamente se



ha duplicado hasta alcanzar los 54 millones

de euros, según informaciones del

Ministerio de Protección del Consumidor,

Alimentación y Agricultura alemán.

www.interpack.com

Tendencia alcista para plástico biológico

La BASF AG ha desarrollado Ecovio un

plástico biodegradable en respuesta al

incremento de la demanda del mercado

mundial qué está creciendo rápidamente. El

nuevo producto está formado sobre todo de

(Polymilchsäure) una sustancia que se

puede extraer de la planta de maíz. De ello

se pueden producir bolsas y embalajes. Con

la mezcla de otros componentes se hace

posible también la fabricación de envases

de yogures o carcasas para teléfonos

móviles. Según las estimaciones de los

expertos, la industria del plástico biológico

crecerá del orden del 20% anual o más en

los próximos cinco años.

Más … Acido poliláctico: Es una fibra plástica que

fabrica la empresa Cargill Dow Polymers,

a partir del maíz. Tiene múltiples usos entre

los que destaca los envases, principalmente

para uso alimentario, aunque también tiene

utilización textil.

La comercialización en Europa se lleva a

cabo a través de la empresa italiana

Amprica, bajo la denominación de producto

“Nature Works PLA”.

Du Pont, otra empresa química, ha

desarrollado también tecnología similar con

su polímero SORONA, obtenido a base de

maiz, con propiedades similares al poliéster.

En España, hay una spin-off del CSIC

(IATA), llamada NanoBiomatters, S.L., que

trabaja este campo:

http://www.iata.csic.es/~conlag/Report_Nan

obiomatters.pdf

Hay otra empresa, llamada Rockwell

Solutions, en Escocia, que trabaja en un film

llamado BioPeel film pelable para envases

biodegradables de PLA, para aplicaciones

de termosellado y flowpack.

http://www.interpack.com/

http://www.iata.csic.es/%7Econlag/Report_Nanobiomatters.pdf

http://www.iata.csic.es/%7Econlag/Report_Nanobiomatters.pdf



Publicaciones:

http://revistaingenieria.univalle.edu.co/paqu

etes/busqueda/index.php?Accion=DetalleArt

iculo&art_codigo=89&PHPSESSID=

Ácido Poliláctico (PLA): Propiedades y

Aplicaciones.

Plásticos Biodegradables

http://www.cientec.or.cr/ambiente/pdf/plastic

os_biodegradables2005-CIENTEC.pdf

Basura y generación de ácido poliláctico

biodegradable

http://www.mundoplastico.net/MUNDO%20

Plastico%2020.pdf

Tesis doctorales:

http://www.tdx.cesca.es/TESIS_UPC/AVAIL

ABLE/TDX-0531102-

082602//03INTRODUCCION.pdf

Otros artículos:

Lección inaugural Universidad Rey Juan

Carlos: INGENIERIA QUIMICA Y

DESARROLLO SOSTENIBLE, José

Aguado Alonso-Catedrático de Ingeniería

Química

http://www.urjc.es/z_files/ai_noti/ai05/leccio

n_inaugural.doc

http://revistaingenieria.univalle.edu.co/paquetes/busqueda/index.php?Accion=DetalleArticulo&art_codigo=89&PHPSESSID



http://www.cientec.or.cr/ambiente/pdf/plasticos_biodegradables2005-CIENTEC.pdf

http://www.cientec.or.cr/ambiente/pdf/plasticos_biodegradables2005-CIENTEC.pdf

http://www.mundoplastico.net/MUNDO%20Plastico%2020.pdf

http://www.mundoplastico.net/MUNDO%20Plastico%2020.pdf

http://www.tdx.cesca.es/TESIS_UPC/AVAILABLE/TDX-0531102-082602//03INTRODUCCION.pdf



http://www.urjc.es/z_files/ai_noti/ai05/leccion_inaugural.doc

http://www.urjc.es/z_files/ai_noti/ai05/leccion_inaugural.doc

02 Nuevo s Bio Plastic Os

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