PRESERVE: Envases sostenibles con procesos de fin de vida adaptados para poder ser reutilizados con propiedades mejoradas
El proyecto PRESERVE tiene como objetivo principal sustituir los materiales plásticos procedentes de combustibles fósiles empleados en envases alimentarios por soluciones biobasadas con propiedades mejoradas.
Contexto
En Europa se consumen al año 50 millones de toneladas de plásticos de origen fósil, de los que sólo se reciclan anualmente el 32%. Además, del total de la producción, los envases suponen cerca del 40% de la producción (según Plastics Europe en su informe Plastics thes Facts 2020), gracias a sus múltiples propiedades entre las que destacan ligereza, facilidad de transformación, capacidad de conservación de los productos, bajo coste y versatilidad.
En este contexto, existe una demanda creciente de bioplásticos que aporten nuevas soluciones en cuanto al ciclo de vida (en inglés End of Life, EoL) y materias primas. Así, según datos de European Bioplastics, en la actualidad ocupan una cuota de mercado del 1-2% a nivel global (informe Bioplastics market data 2020), pero se espera que la capacidad de producción mundial de bioplásticos aumentará de unos 2,11 millones de toneladas en 2020 a aproximadamente 2,87 millones de toneladas en 2025.
Sin embargo, aunque existen algunas soluciones que ya se están aplicando en la actualidad, todavía hay demandas insatisfechas para las que es necesario desarrollar materiales biológicos especiales.
Además, hay que tener en cuenta que existe una mayor conciencia por parte de los consumidores de la importancia de la conservación del medio ambiente coincidente con los requisitos establecidos a nivel europeo. Así, en 2015 se definió el Plan de Acción de la UE para la Economía Circular que establece que en 2030 todos los envases de plástico deberán ser reutilizables o poder ser reciclados de un modo rentable. De este plan se derivó la Directiva 2018/852, que modifica la 94/62/CE relativa a los envases y residuos de envases y determina los mínimos de reutilización y reciclado de residuos plásticos para medio y largo plazo: 50% para 2025 y 55% para 2030, así como un reciclado de un mínimo del 70% en peso de todos los residuos de envases .
Resumen y objetivos
El principal objetivo de PRESERVE es sustituir los materiales plásticos procedentes de combustibles fósiles empleados en envases alimentarios por soluciones biobasadas con propiedades mejoradas. El proyecto se basa en la filosofía del “upcycling” (suprarreciclaje), que aboga por la reutilización creativa y que implica el aprovechamiento de productos, materiales de desecho o residuos para fabricar nuevos materiales o productos de mayor calidad, mayor valor ecológico y mayor valor económico. El suprarreciclaje es una de las prácticas de la Economía Circular.
Dentro del proyecto se desarrollarán una serie de tareas:
- Recubrimientos y adhesivos barrera basados en proteínas, en concreto polihidroxialcanoatos (PHA), para lo cual se adaptarán y utilizarán en nuevas combinaciones de materiales fáciles de clasificar y reciclar:
– Recubrimientos de base proteica con barrera al oxígeno e hidrofóbicos que disminuyan la permeabilidad al gas de los biopolímeros para permitir así el envasado de productos alimentarios. Estos materiales, a pesar de ser multicapa, pueden ser posteriormente reciclados o ser biodegradables.
– Adhesivos deslaminables que permitan la separación de materiales multicapa.
– Recubrimientos de PHA que proporcionen una barrera al vapor de agua, a los alimentos/bebidas líquidas y a la grasa, especialmente para los envases de bebidas a base de papel/cartón/pulpa.
- Tratamiento superficial por haz de electrones para la mejora de propiedades mecánicas y barrera de biopolímeros: Se aplicará la radiación eBeam, que ha demostrado- a escala de laboratorio- la capacidad de aumentar las propiedades barrera y mecánicas de biopolímeros y de incrementar la compatibilidad de las mezclas de polímeros. Esta técnica muestra, a priori, un buen potencial industrial como paso previo a la descontaminación en las líneas de envasado.
- (Auto)refuerzo de biopolímeros con microfibras: Para compensar la degradación de las materias primas secundarias durante el reprocesamiento de los materiales, se buscará obtener bioplásticos reciclados con propiedades mejoradas a través del autorefuerzo. Aunque esto también puede aplicarse a materiales vírgenes, es especialmente innovador para el reprocesamiento de envases bicomponentes (por ejemplo, películas coextruídas) sin necesidad de separar las capas.
- Acción enzimática: Con el fin de lograr un finde vida de los residuos más óptimos se explorará el uso de enzimas en 3 enfoques complementarios:
– Incorporación de enzimas en los bioplásticos (enzimación) que permitirá mejorar el PLA para que se biodegrade incluso a un mayor grosor o en condiciones más suaves que el PLA estándar.
– El reciclado enzimático controlado aplicado a PLA y materiales de PLA recubiertos o multicapa, con el fin de obtener oligómeros y sintetizar nuevos polímeros con una estructura química específicamente diseñada para aplicaciones secundarias de reciclaje en los campos de los recubrimientos y adhesivos.
– Eliminación de adhesivos o revestimientos mediante detergentes enzimáticos durante la limpieza de envases en su fin de vida para su deslaminado. Este será un proceso opcional antes del reprocesamiento y el upcycling de los envases bioplásticos mono y multicapa para alimentos y bebidas o antes del repulpeo de los envases de fibra.
Con todo ello se pretende obtener nuevos materiales. En concreto, PLA (ácido polilático), bioPA (biopoliamida), bioPET (biotereftalato de polietileno), bioPE (biopoliestireno), cartón y celulosa moldeada. Con estos materiales se busca crear aplicaciones de envase en contacto con alimentos tales como queso de untar, carne, snacks, yogures y zumos.
Igualmente, se trabajará con r-PLA (ácido polilático reciclado), r-PET (tereftalato de polietileno reciclado), r-PE (poliestireno reciclado), r-PA, r-bioPE (biopoliestireno reciclado), PLA, bioPE y bioPET con el objetivo de obtener aplicaciones en el sector cosmético (tarros y botellas), envase textil (bolsa de tejido no tejido) y composites (biopolímeros reciclados y fibras).
Consorcio
El consorcio PRESERVE reúne a 26 socios de 9 países europeos entre los que se encuentran 7 centros tecnológicos o universidades, 9 pymes, 9 grandes empresas y 1 asociación.
1. IRIS TECHNOLOGY SOLUTIONS, S.L.-Coordinador. (España):
2. FACHHOCHSCHULE ALBSTADT-SIGMARINGEN (Alemania)
3. CENTRE SCIENTIFIQUE & TECHNIQUE DEL’INDUSTRIE TEXTILE BELGE (Bélgica)
4. ASOCIACION DE INVESTIGACION DE MATERIALES PLASTICOS Y CONEXAS -AIMPLAS (España).
5. FRAUNHOFER GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V. (Alemania).
6. INSTITUTO TECNOLOGICO DEL EMBALAJE, TRANSPORTE Y LOGISTICA-ITENE (España).
7. NEXT TECHNOLOGY TECNOTESSILE SOCIETA NAZIONALE DI RICERCA R L(Italia).
8. ALMA MATER STUDIORUM – UNIVERSITA DI BOLOGNA (Italia).
9. BIOPOLIS SL (España).
10. PLANET BIOPLASTICS SRL (Italia),
11. BOSTIK SA (Francia).
12. CARBIOLICE (Francia).
13. SUDPACK VERPACKUNGEN GMBH & CO KG (Alemania).
14. GRAPHIC PACKAGING INTERNATIONAL EUROPE (Bélgica).,
15. SIBO G. d.o.o. (Eslovenia).
16. BEIERSDORF AG (Alemania).
17. ORGANIC WASTE SYSTEMS NV (Bélgica).
18. PLA.TO GMBH (Alemania).
19. ROMEI SRL (Italia).
20. DENIMX BV (Países Bajos).
21. SILON SRO (República Checa).
22. KNEIA SL (España).
23. CROWDHELIX LIMITED (Reino Unido).
24. EUROPEAN BIOPLASTICS EV (Alemania).
25. DANONE RESEARCH SAS (Francia).
26. KRAFT FOODS R&D INC (Estados Unidos).
El papel de ITENE
El proyecto PRESERVE está organizado en nueve paquetes de trabajo (WP) e ITENE participa en tres de ellos.
ITENE actuará como líder de las actividades relacionadas con la liberación de microplásticos, la evaluación de la circularidad y la seguridad alimentaria y la normativa. Más concretamente, ITENE liderará:
- La subtarea 3.4.1 en el WP 3, consistente en el desarrollo y caracterización de un recubrimiento para reducir la liberación de microplásticos.
- La subtarea 3a.5.2 en el WP 3, en la que se realizará el escalado del recubrimiento para su aplicación en envase textil (bolsa tejido no tejido)
- La tarea 7.4 del WP 7 sobre la evaluación de la circularidad. ITENE realizará una evaluación de KPIs para asegurar el enfoque circular de los resultados del proyecto que permita en escalado y validación de las soluciones de WP3, WP4, WP5 para envases, textil y composites.
- La tarea 7.5 del WP 7 sobre la identificación y evaluación de los requisitos legales, reglamentarios, éticos, medioambientales y de salud y seguridad, lo que llevará a la evaluación del marco legal en relación con la evaluación de riesgos de los prototipos y el cumplimiento de los prototipos con la normativa de la Unión Europea sobre materiales en contacto con alimentos.
