En su segundo año de investigación, la académica Ana Carolina López de Dicastillo aplica técnicas innovadoras para desarrollar nuevos materiales de envase para la industria de alimentos.

Esquema del sistema de electrohilado coaxial con un colector rotatorio.

 Lorenzo Palma, Ciencia en Chile.- Mejorar las propiedades de polímeros biodegradables es un desafío a nivel científico internacional para lograr un mayor campo de aplicación de estos plásticos. Existen materiales biodegradables que tienen un origen natural y/o sintético. La Dra. Ana Carolina López de Dicastillo, de la Universidad de Santiago de Chile, está trabajando con varios tipos de polímeros biodegradables, como el poliácido láctico (PLA), la policaprolactona (PCL) y el quitosano, polímeros compostables, es decir, son plásticos que desarrollan una descomposición biológica mediante un proceso de compostaje para producir dióxido de carbono, agua y biomasa, sin dejar residuos tóxicos en un plazo de máximo 6 meses.

Microscopías electronicas de barrido (SEM) de estructuras multicapas biodegradables con fibras electrohiladas y recubrimiento polimerico.

La especialista, química y doctora en Ciencia y Tecnología de Alimentos en la Universidad Politécnica de Valencia (España) desarrolla la línea de investigación centrada en la química de polímeros, la nanotecnología y el estudio de compuestos naturales funcionales, y se encuentra liderando un proyecto Fondecyt Regular, cuyo fin es desarrollar nuevos materiales biodegradables con propiedades mejoradas y actividad antimicrobiana y/o antioxidante mediante la combinación de técnicas emergentes de procesamiento de plásticos.

“Parte del trabajo que estamos realizando hasta el año 2023 es mejorar las propiedades de estos polímeros biodegradables mediante tecnologías innovadoras, como la incorporación de nanorefuerzos y el desarrollo de estructuras multicapa”, explicó la Dra. López de Dicastillo.

Las distintas combinaciones que se logren en esta investigación, financiada por ANID a través del proyecto Fondecyt Regular 1200766, permitirán obtener sistemas multicapas, biodegradables y con actividad antimicrobiana. La docente de la USACH explica que está trabajando con dos técnicas bastantes innovadoras, el electrohilado coaxial y el recubrimiento polimérico.

La especialista explica que el electrohilado es una técnica que permite la obtención de fibras con elevada área superficial, con diámetros que van desde el rango micro-a nanométrico, a partir de la aplicación de un campo eléctrico sobre disoluciones poliméricas. Y específicamente, el sistema coaxial permite el desarrollo de estructuras concéntricas, o llamadas estructura “núcleo-pared”, que abre nuevas posibilidades de obtener fibras con dos polímeros de distinta naturaleza y permite una mejor encapsulación de compuestos activos. De esta forma, estas fibras concéntricas pueden incorporar un agente antimicrobiano o antioxidante, en este caso compuestos naturales, evitando su degradación al no aplicar altas temperaturas.

Por otra parte, el recubrimiento polimérico es una técnica utilizada como si fuera una impresión. Esto se aplica recubriendo un polímero sustrato o capas de polímeros muy finas. La combinación de ambas técnicas, juntas con otras convencionales, como la extrusión, que es un proceso de transformación de polímeros termoplásticos por aplicación de altas temperaturas, permite el desarrollo de estructuras multicapas.

“El interés de los biodegradables surge como una alternativa interesante a los plásticos convencionales para reducir la contaminación generada por la acumulación de sus residuos. Mi objetivo está enfocado en dar soluciones sostenibles en el área del envasado orientadas hacia una economía circular. En ese sentido, mi línea de trabajo consiste en el estudio de polímeros de plásticos reciclados y el desarrollo de materiales de envasado con polímeros biodegradables”, explicó la especialista.

Esta investigación permitirá obtener nuevas formulaciones de materiales de envasado con propiedades mejoradas, principalmente con mejor barrera al oxígeno y vapor de agua, y una elevada y constante actividad antimicrobiana frente a bacterias patógenas que provocan la pérdida y deterioro de los alimentos.

Cabe destacar que estos plásticos, como el PLA, se degradan en condiciones de compostaje industrial, por lo que, de forma paralela a investigar y desarrollar nuevos materiales, es necesario planificar la gestión de estos residuos. Si los nuevos productos se lanzan al mar o se dejan en la tierra no se degradarán por si solos. “El desarrollo de estos materiales va a requerir de políticas y manejo de residuos especiales”, concluyó la investigadora.