Investigadores de la Universidad de Waterloo desarrollaron un recubrimiento de celulosa para vasos descartables que podría sustituir las capas de plástico usadas en envases de alimentos y bebidas. La alternativa, descripta en la revista ACS Sustainable Chemistry & Engineering, busca facilitar el reciclaje y limitar la liberación de microplásticos provocada por los revestimientos convencionales, informó el portal científico ScienceAlert.
Los vasos de papel suelen incorporar una película de polietileno para resistir el agua y el calor, pero esa combinación dificulta su recuperación. Además, esos plásticos pueden persistir durante siglos en el ambiente y fragmentarse en partículas cada vez más pequeñas.
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El problema también alcanza al uso cotidiano de los recipientes: al beber café u otras bebidas calientes, los revestimientos pueden desprender fragmentos plásticos. El fenómeno se intensifica a temperaturas cercanas a 60 °C, explicó Shirley Tang, química de materiales y directora del Laboratorio de Nanotecnología Tang de Waterloo.
Las pruebas de abrasión realizadas por el equipo mostraron que el nuevo material de base biológica se mantuvo en gran medida intacto en las mismas condiciones.
Celulosa y nanocristales para sellar el papel
El recubrimiento está compuesto principalmente por acetato de celulosa, que aporta la mayor parte de la estructura, y nanocristales de celulosa, responsables de la resistencia necesaria frente a líquidos calientes. Ambos componentes forman enlaces de hidrógeno con el papel, por lo que no requieren adhesivos químicos.
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Esa unión genera una red compacta que bloquea los poros del papel y reduce la penetración de agua y otras sustancias. El resultado es una barrera capaz de resistir humedad, grasa y gases, características necesarias para recipientes de bebidas y alimentos.
“Lo que más me alentó fue que el recubrimiento de celulosa pura que desarrollamos resistió el agua hirviendo, los aceites alimentarios y una variedad de solventes, por lo que vemos posibilidades mucho más allá de los vasos de café”, sostuvo Tang.
Durante una prueba de inmersión de cinco días, el material tuvo un buen desempeño frente a diclorometano, hidróxido de sodio cáustico y ácido clorhídrico.
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Los ensayos de tracción indicaron que el papel recubierto alcanza su máxima resistencia cuando los nanocristales representan 3% del peso total de la capa. Esa proporción logra un equilibrio entre rigidez y flexibilidad, lo que permitiría que los recipientes resistan el estrés generado por una bebida caliente y el vapor.
El recubrimiento también redujo la transmisión de oxígeno en más de 10 veces respecto del papel sin tratar. Esa propiedad limita la oxidación y ayuda a preservar el contenido del envase.
Papel más fino y menor uso de materias primas
Las pruebas se realizaron sobre toallas de papel marrón convencionales, un material delgado que absorbe agua con rapidez. Tras recibir la capa de celulosa, se transformaron en superficies resistentes al agua, lo que amplía el posible uso de la tecnología a papeles menos robustos que los empleados habitualmente en vasos y recipientes.
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El científico de materiales Sayan Ganguly, primer autor del trabajo e integrante del Laboratorio de Nanotecnología Tang, afirmó: “El recubrimiento nos permitió utilizar papel mucho más fino y, aun así, lograr la durabilidad necesaria para los recipientes de bebidas”. Y agregó: “Eso podría reducir la cantidad de material necesaria para fabricar vasos, manteniendo el rendimiento y reduciendo los costos. En última instancia, esos ahorros podrían trasladarse al consumidor”.
La celulosa puede obtenerse de distintas fuentes de biomasa, por lo que Tang consideró que la tecnología puede contribuir a una economía basada en recursos renovables. Sin embargo, todavía deben completarse pruebas de seguridad alimentaria y evaluaciones regulatorias antes de que el recubrimiento pueda aprobarse para su uso comercial.
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“Este resultado aún está en fase de investigación”, advirtió Tang, quien señaló que el plazo para su comercialización aún es incierto.
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