La nanotecnología y su impacto en el desarrollo de envases

Por:Carlos Enguix, AINIA (España) / Fotos: Banco de imágenes

La nanotecnología se define como el conjunto de técnicas y ciencias en las cuales se estudian, manipulan y obtienen de manera controlada, materiales, substancias y dispositivos de dimensiones comprendidas entre 1 y 100 nanómetros. El prefijo “nano” indica 10-9, es decir, una milmillonésima parte. Las previsiones indican que la nanotecnología tendrá impacto en todos los sectores como una tecnología clave.

Nanotecnología aplicada al sector de los envases para alimentos

En el sector de los envases para alimentos una de las aplicaciones más destacadas es la de controlar la difusión de gases a través de los materiales de envase y, por lo tanto, prolongar el tiempo de conservación de los alimentos mediante la incorporación de nanopartículas, ya sea en el seno de la matriz polimérica, o como recubrimiento tanto en materiales poliméricos como celulósicos.

En el caso de la incorporación de las nanopartículas en el seno de un material polimérico, éstas crean un recorrido tortuoso para la difusión de las moléculas gaseosas, lo cual permite conseguir iguales prestaciones con espesores inferiores. Además, proporcionan otras funciones como aumentar la rigidez del material, aumentando la resistencia a la tracción del mismo, y mejorar las propiedades térmicas aumentando la temperatura de fusión del material. Despierta gran interés el hecho de que con una pequeña cantidad de estas nanopartículas (3-5% en peso) se obtiene una notable mejora de las propiedades mencionadas.

Las interacciones interfaciales entre la matriz y las nanopartículas son las principales responsables del grado de mejora en las propiedades del material. Estas mejoras están relacionadas con los siguientes factores: dispersión, interacción con la matriz, agregaciones que puedan tener lugar entre las partículas, cantidad de arcilla utilizada y método de procesamiento. En la mayoría de los casos, la superficie de las nanopartículas se modifica por un proceso químico utilizando agentes modificantes bajo condiciones y procedimientos especiales, con el propósito de optimizar las interacciones entre el polímero y la arcilla, mejorar la dispersión y la reducción de aglomerados y facilitar la obtención de los nanocompuestos deseados.

Envases activos y/o inteligentes para alimentos basados en la nanotecnología

También se están desarrollando sistemas de envasado activo y/o inteligente que permitan mejorar la protección y la trazabilidad de los alimentos. Un envase activo es aquel que interacciona con el alimento o la atmósfera que lo rodea (libera algún tipo de compuesto de interés o bien absorbe algún tipo de sustancia indeseable) con el objetivo de aumentar la vida útil del alimento que contiene, mejorar sus propiedades organolépticas y su seguridad alimentaria, al mismo tiempo que mantiene la calidad del alimento. En este sentido, en la actualidad se está trabajando en el desarrollo de nanocompuestos funcionalizados con actividad antimicrobiana.

A diferencia del envase activo, un envase inteligente es aquel que monitoriza las condiciones del producto envasado y es capaz de registrar y aportar información sobre su calidad, evidenciando posibles mecanismos y/o prácticas “anormales” que hayan podido deteriorar el alimento y/o su envase durante las distintas fases de la cadena de distribución.

En relación a los materiales inteligentes basados en la nanotecnología, se prevé en un futuro disponer de materiales cuyas propiedades cambien en función de las condiciones externas o internas, como la temperatura. Otra idea innovadora es el uso de “nanosensores” incorporados al envase para detectar cantidades minúsculas de agentes químicos, como los producidos cuando un alimento empieza a deteriorarse. En este caso, el nanosensor del envase podría cambiar de color para avisar al consumidor del deterioro o la contaminación.

De esta forma, se puede concluir que el uso de la nanotecnología permitirá que los alimentos se mantengan frescos durante más tiempo gracias a materiales de envasado capaces de absorber el oxígeno y la humedad, con propiedades antimicrobianas, más ligeros con mayor resistencia al calor, la luz, los daños mecánicos o de otro tipo y además permitirán monitorizar características sobre su evolución.

Tendencias futuras en el campo de la nanotecnología en el sector de envases

Del análisis realizado sobre la situación general de la nanotecnología dentro del sector de los envases se pueden identificar como oportunidades la capacidad de desarrollo de nuevos productos, la apertura a nuevos mercados y la posibilidad de desarrollo de nuevas empresas especializadas en el sector. En cuanto a las amenazas se puede mencionar la competencia de países consolidados como líderes en el sector (como pueden ser Estados Unidos o Alemania), y el número limitado de proveedores.

Las principales fortalezas son la fabricación de productos muy diversos y la fácil adaptación de los nuevos productos a los procesos productivos actuales. En cuanto a sus debilidades destacan el elevado coste de las nanocargas, la necesidad de evaluación de los riesgos para la salud asociados a la manipulación y uso de estas nanopartículas y la necesidad de realizar una actividad de I+D importante, que permita asegurar una correcta compatibilización y dispersión de las nanopartículas en el material de base.