C7.3.Materiales biodegradables en el envasado de …...biodegradables a partir de 2010. ¾En...

1

MATERIALES BIODEGRADABLES EN EL

ENVASADO DE ALIMENTOS

Ana Pascual Lizagaapascual@aimplas.es

AIMPLAS – Instituto Tecnológico del Plástico

2

1. Introducción2. ¿Qué son los polímeros biodegradables?3. Principales polímeros biodegradables:

Características y aplicaciones4. Normativa y sistemas de certificación

3

1. INTRODUCCIÓN

4

1. INTRODUCCIÓN

MATERIALES PLÁSTICOS- Consumo mundial en 2005: 235 millones de toneladas- Previsión de un aumento del 30 % en los próximos 5 años- Distribución por sectores: mayoritario envase (aprox. 50 %)

PROBLEMA 1 PROBLEMA 2

5

1. INTRODUCCIÓN

¿¿¿ SOLUCIONES O ALTERNATIVAS ???

POLÍMEROS BIODEGRADABLES

6

2. ¿QUÉ SON LOS POLÍMEROS BIODEGRADABLES?

7

POLÍMERO BIODEGRADABLE:

Polímero que es capaz de descomponerse por la acción de microorganismos en un período de tiempo corto para dar:

- En presencia de oxígeno: CO2 + H2O + Sales minerales + Nueva biomasa

- En ausencia de oxígeno:CO2 + CH4 + Sales minerales + Nueva biomasa

2. ¿QUÉ SON LOS POLÍMEROS BIODEGRADABLES?

8

POLÍMERO BIODEGRADABLE:

2. ¿QUÉ SON LOS POLÍMEROS BIODEGRADABLES?

9

POLÍMERO BIODEGRADABLE:

Fin de la vida útil del producto de manera controladaNO al vertido incontrolado (ríos, medio marino, etc)

Dentro de los medios controlados: preferible COMPOSTAJE (Valorización del residuo)

2. ¿QUÉ SON LOS POLÍMEROS BIODEGRADABLES?

10

POLÍMERO COMPOSTABLE:Polímero que cumple los siguientes requerimientos:

- BIODEGRADABLE- COMPOSICIÓN DEL MATERIAL- DESINTEGRACIÓN (Degradación física)- CALIDAD DEL COMPOST

Se puede asegurar que un polímero COMPOSTABLE ha de ser BIODEGRADABLE, pero no al contrario (será necesario demostrar que se cumplen el resto de condiciones)

2. ¿QUÉ SON LOS POLÍMEROS BIODEGRADABLES?

11

2. ¿QUÉ SON LOS POLÍMEROS BIODEGRADABLES?

ORIGEN

NATURAL (Fuentes renovables)

a) Polímero natural existente en la naturaleza, p.e., almidón

b) Organismos vivos “sintetizan” un polímero, p.e, polihidroxibutiratos(PHBs)

SINTÉTICO

A partir de derivados del petróleo o de fuentes

naturales, pero mediante un proceso de síntesis

“industrial”, p.e. alcohol polivinílico

12

2. ¿QUÉ SON LOS POLÍMEROS BIODEGRADABLES?

13

¿Por qué unos polímeros se biodegradan y otros no?

POLÍMEROS BIODEGRADABLES

1) Depolimerización o ruptura de cadenas

2) Mineralización (conversión a CO2, H2O y sales)

POLÍMEROS CONVENCIONALES

- Altos pesos moleculares - Sus cadenas no pueden

romperse por la acción de microorganismos

- Carácter hidrofóbico

2. ¿QUÉ SON LOS POLÍMEROS BIODEGRADABLES?

14

3. PRINCIPALES POLÍMEROS BIODEGRADABLES:

CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES

15

Polímeros naturales

3. PRINCIPALES POLÍMEROS BIODEGRADABLES

Polímeros sintéticos

• Almidón

• PHAs

• PLA

• Otros: Poliésteresaromáticos (AAC)

16

ALMIDÓN

3. PRINCIPALES POLÍMEROS BIODEGRADABLESPolímeros naturales

17

Origen: Numerosas fuentes vegetales (reserva alimenticia en las plantas).

Las fuentes principales son patata, trigo, maíz, arroz, guisante, etc.

3.1. Polímeros naturalesALMIDÓN

18

Con el calentamiento, los gránulos de almidón se descomponen antes de fundir (Tdescomposición < Tm)

Solución: DESESTRUCTURIZACIÓN

Plastificantes + Calor + Cizalla (esfuerzo mecánico)

Se obtiene un material capaz de fundir: ALMIDÓN TERMOPLÁSTICO

3.1. Polímeros naturalesALMIDÓN

19

PROPIEDADESHidrosolubleBarrera a gasesBarrera a aromas Resistente a grasasIntrínsecamente antiestáticoSellableImprimible sin tratamiento superficialImprimible láser

3.1. Polímeros naturalesALMIDÓN TERMOPLÁSTICO

20

APLICACIONES EN ENVASE: PLANTIC®

3.1. Polímeros naturalesALMIDÓN TERMOPLÁSTICO

21

APLICACIONES EN ENVASE: PLANTIC®

3.1. Polímeros naturalesALMIDÓN TERMOPLÁSTICO

22

APLICACIONES EN ENVASE: PLANTIC®

3.1. Polímeros naturalesALMIDÓN TERMOPLÁSTICO

23

3.1. Polímeros naturalesALMIDÓN MODIFICADO QUÍMICAMENTE

MODIFICACIONES QUÍMICAS

ALMIDÓN +

Mejora en propiedades:

- Mayor resistencia al agua

- Mayor fuerza de fundido (en procesos de estirado)

- Mayor versatilidad

24

El almidón termoplástico más conocido en Europa es el Mater-Bi ® fabricado por Novamont(http://www.novamont.com)

3.1. Polímeros naturalesALMIDÓN MODIFICADO QUÍMICAMENTE

25

APLICACIONES DE MATER-BI- Artículos de menaje

3.1. Polímeros naturalesALMIDÓN MODIFICADO QUÍMICAMENTE

26

APLICACIONES DE MATER-BI- Envases alimentarios: Termoconformado y mallas

3.1. Polímeros naturalesALMIDÓN MODIFICADO QUÍMICAMENTE

27

APLICACIONES DE MATER-BI- Envases alimentarios: Films

3.1. Polímeros naturalesALMIDÓN

28

APLICACIONES DE MATER-BI- Envases alimentarios: Bolsas

3.1. Polímeros naturalesALMIDÓN MODIFICADO QUÍMICAMENTE

29

POLIHIDROXIALCANOATOS(PHAs)

3. PRINCIPALES FAMILIASPolímeros naturales

30

3.1. Polímeros naturalesPOLIÉSTERES: PHA

Se producen a partir de un proceso de fermentación microbiana de azúcares. Los microorganismos y bacterias fabrican el PHA y lo almacenan como reserva de energía.

Gránulos de PHA almacenados en el

interior del microorganismo

31

Síntesis microbiana de bajo rendimiento Mayor coste de estas materias primas, comparada con los polímeros convencionales, fabricados a mayor escala.

El polímero se extrae de las bacterias, se seca, y luego se puede moldear para fabricar filmes o piezas rígidas.

Se investiga la manera de aumentar la capacidad de producción (Caso de Metabolix, http://www.metabolix.com: “Biofactorías”)

3.1. Polímeros naturalesPOLIÉSTERES: PHA

32

3.1. Polímeros naturalesPOLIÉSTERES: PHA

PROPIEDADESPropiedades mecánicas similares a las de las poliolefinas (“A la carta”)Propiedades barrera similares a los poliésteres aromáticos (PET)ImprimibleAdecuado para soportar líquidos calientesBuena resistencia a grasas y aceitesBiodegradable en un gran número de medios

33

3.1. Polímeros naturalesPOLIÉSTERES: PHA

34

ÁCIDO POLILÁCTICO(PLA)

3. PRINCIPALES FAMILIASPolímeros sintéticos

35

3.2. Polímeros sintéticosPOLIÉSTERES ALIFÁTICOS: PLA

El ácido láctico es muy abundante en la naturaleza como producto de la fermentación de polisacáridos de bajo coste.

La materia prima más empleada para la producción de PLA es el maíz.

36

PROPIEDADES

Alta transparencia

Tª uso ≈ 55 ºC

Buena resistencia a grasas y aceites

Buenas propiedades barrera a gases y aromas

Puede ser procesado mediante inyección, extrusión y termoconformado

Propiedades entre las de PS y PET

Se puede fabricar PLA flexible añadiendo plastificantes.

3.2. Polímeros sintéticosPOLIÉSTERES ALIFÁTICOS: PLA

37

APLICACIONES

Materia prima empleada en la mayoría de las aplicaciones del PLA en la actualidad:

NatureWorks de Cargill DOW (http://www.natureworksllc.com)

3.2. Polímeros sintéticosPOLIÉSTERES ALIFÁTICOS: PLA

38

APLICACIONES• Artículos de menaje

3.2. Polímeros sintéticosPOLIÉSTERES ALIFÁTICOS: PLA

39

APLICACIONES• Artículos de menaje

Línea de productos BioWare de Huhtamaki(http://www.huhtamaki.com)

3.2. Polímeros sintéticosPOLIÉSTERES ALIFÁTICOS: PLA

40

APLICACIONES• Envasado de alimentos

Biophan Films(http://www.biophanfilms.com/)

3.2. Polímeros sintéticosPOLIÉSTERES ALIFÁTICOS: PLA

41

3.2. Polímeros sintéticosPOLIÉSTERES ALIFÁTICOS: PLA

APLICACIONES• Envasado de alimentos: Envases termoconformados

42

APLICACIONES• Botellas: Agua

3.2. Polímeros sintéticosPOLIÉSTERES ALIFÁTICOS: PLA

43

APLICACIONES• Botellas: Zumos, leche, aceite

3.2. Polímeros sintéticosPOLIÉSTERES ALIFÁTICOS: PLA

44

APLICACIONES• Envasado de alimentos

3.2. Polímeros sintéticosPOLIÉSTERES ALIFÁTICOS: PLA

Etiquetas retractilables: EarthFirst PLA TDO (www.earthfirstpla.com)

45

3.2. Polímeros sintéticosPOLIÉSTERES ALIFÁTICOS: PLA

APLICACIONES• Envasado de alimentos: Bandejas espumadas

NaturalBox® (Coopbox S.p.A., Italia, www.coopbox.it)

46

POLIÉSTERES AROMÁTICOS

(AAC)

3. PRINCIPALES FAMILIASPolímeros sintéticos

47

Ecoflex® es el copolímero alifático-aromático fabricado por BASF

Se emplea para producir todo tipo de láminas, bolsas, bandejas, etc.

3.2. Polímeros sintéticosPOLIÉSTERES AROMÁTICOS: AAC

48

En 2005, BASF lanzó otra nueva familia de polímeros biodegradables, Ecovio®, basados en mezclas de Ecoflex® con otrospolímeros biodegradables

3.2. Polímeros sintéticosPOLIÉSTERES AROMÁTICOS: AAC

49

4. NORMATIVA Y SISTEMAS DE CERTIFICACIÓN

50

EN 13432:2000 = UNE-EN 13432:2001

Norma europea sobre compostabilidad de envases y embalajes

Reconocida internacionalmente (alternativa: ASTM D6400-04)

Armonizada con la Directiva Europea 94/62/EC, relativa a los envases y a los residuos de envases (Anexo II: Reutilización y valorización)

Envases compostables según la norma EN 13432:2000

Cumplen los Requisitos Básicos de la Directiva 94/62/CE respecto al aprovechamiento del envase para la producción de compost

4. Normativa y sistemas de certificaciónNORMATIVA SOBRE COMPOSTABILIDAD

51

EN 13432:2000 = UNE-EN 13432:2001

REQUISITOS A CUMPLIR POR EL MATERIAL DE ENVASE

1) Características del material

2) Biodegradabilidad (Degradación química)

3) Desintegración (Degradación física)

4) Calidad del compost

4. Normativa y sistemas de certificaciónNORMATIVA SOBRE COMPOSTABILIDAD

52

Certifican que un producto cumple una norma, acreditándolo con un logo, fácilmente reconocible.

La mayoría para evaluación de compostabilidad. Normas de referencia: EN 13432, ASTM D6400

Existen varios sistemas de certificación internacionales, cada uno de ellos gestionado por una organización diferente.

Entre las diversas organizaciones: Acuerdos para la aceptación de sus correspondientes certificados

4. Normativa y sistemas de certificaciónSISTEMAS DE CERTIFICACIÓN

53

Esquema certificación Green Pla

ASTM D6400EN 13432EN 13432ASTM D6400

Norma

Logo

JapónEEUUBélgicaAlemaniaLocalización

BPSBPI /USCCAIB VinçotteDIN Certco / European

Bioplastics

Organización

4. Normativa y sistemas de certificaciónSISTEMAS DE CERTIFICACIÓN

54

En los diversos países europeos, se observa el incremento en el consumo de los polímeros biodegradables y en sus aplicaciones.

Los países más avanzados son:

- Alemania - Francia

- Italia - Holanda

- Reino Unido - Austria

4. Normativa y sistemas de certificaciónSISTEMAS DE CERTIFICACIÓN

55

En Francia: Prohibición de bolsas de plástico no biodegradables a partir de 2010.

En Alemania: La nueva Ordenanza de Envase (2005) exime a los envases biodegradables de cumplir sus requerimientos básicos (recogida, cuota de recuperación, etc) hasta 2012.

En Italia: Recientemente se ha propuesto imitar a Francia y prohibir el uso de bolsas no biodegradables en 2010.

En Holanda: Desarrollo impulsado por comercio y gobierno.

En Inglaterra: Tesco y Sainsbury’s emplean envases biodegradables para alimentos frescos

4. Normativa y sistemas de certificaciónSISTEMAS DE CERTIFICACIÓN

56

CONCLUSIÓN

La introducción en el mercado de los materiales biodegradables y/o compostables ES POSIBLE, pero requiere:

• Reducción en la diferencia de coste respecto a polímeros convencionales• Garantía de suministro • Legislación que regule y promueva la utilización de estos productos• Facilidades por parte de las autoridades (tanto a nivel local como nacional)• Información a los consumidores• Existencia de un sistema de gestión de residuos correcto• Colaboración por parte de todos

57

MUCHAS GRACIAS POR LA ATENCIÓN PRESTADA

Mas información: envases@aimplas.esapascual@aimplas.es