Empaques monomaterial, hacia las aplicaciones más desafiantes

Los empaques monomaterial reemplazan estructuras de barrera y permiten incrementar la reciclabilidad, cambiando el panorama de aprovechamiento en empaques flexibles.

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Con información suministrada por Interpack.

El mundo del empaque está experimentando un cambio radical. Las consecuencias que se avecinan de la crisis climática son una razón para repensar los materiales y las sustancias que se utilizan en los envases y para examinar los materiales de envasado probados con miras a la economía circular. Una medida que cada vez más empresas están tomando es cambiar a estructuras de empaque monomaterial. Sin embargo, esto también puede ser un desafío.

Primero, echemos un vistazo a la historia y al status quo de los materiales de empaque. Antes del auge generalizado de los envases a base de plástico en la segunda mitad del siglo XX, los materiales de embalaje predominantes eran el papel, el cartón, la madera, el vidrio y el metal. Los plásticos, particularmente en el campo de los envases, tuvieron su gran avance a más tardar en los años 70 del siglo pasado y abrieron oportunidades sin precedentes para los fabricantes de envases. El nuevo material combinó flexibilidad en el diseño, peso comparativamente insignificante, efectos repelentes al agua y la posibilidad de sellar herméticamente productos, en particular alimentos.

Se estima que solo el mercado de envases flexibles crecerá más del 4% en los próximos cinco años y muestra las mayores oportunidades de crecimiento para los envases de un solo material en las industrias de cuidado personal, cosmética, farmacéutica y alimentaria, específicamente en el mercado de Asia-Pacífico (APAC). Se estima que los esfuerzos en investigación y desarrollo del sector le permitirán reemplazar el 20-30 % restante de la producción total que aún se basa en materiales múltiples con opciones de un solo material.

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¿Qué se espera de un empaque?

La implementación práctica combinó los diversos materiales de envasado en forma de compuestos. Los envases de bebidas son un excelente ejemplo de esto. Si bien el exterior del empaque consiste en plástico de fácil impresión y de costo relativamente bajo, una capa interior de aluminio asegura la impermeabilidad al oxígeno y, por lo tanto, una vida útil más prolongada del producto empaquetado. Si es necesario, una válvula dosificadora de plástico integrada también puede garantizar un manejo más fácil para los consumidores finales. Únicamente desde la perspectiva de la protección y conveniencia del producto, esta es una forma exitosa de empaque en todos los sentidos.

Sin embargo, eso lamentablemente no resuelve todos los problemas. A pesar de todas sus ventajas, los envases compuestos tienen un claro inconveniente: reciclarlos o es imposible o requiere una gran cantidad de tiempo y energía. Esto se debe a que, para que la protección prevista del producto sea completamente efectiva, las capas del empaque deben pegarse entre sí hasta que sean prácticamente inseparables. Si se los reciclara tal como están, las sustancias extrañas inutilizarían el producto final o, en el peor de los casos, causarían daños irreparables a la máquina en cuestión. Por lo tanto, este tipo de envases no reciclables generalmente se separan y se queman para generar energía (por ejemplo, en molinos de cemento) o se reciclan, no en envases nuevos, sino en otros productos como la madera plástica.

¿Qué ofrecen las estructuras mono-material?

En este contexto, es difícil crear una economía circular real. Por eso, hoy en día, muchas empresas apuestan por envases fabricados con mono-materiales. Incluso si no ha estudiado griego antiguo, este término se explica por sí mismo: los envases hechos de un solo material son envases que consisten en un solo material. Esto tiene la siguiente ventaja: como no hay diferentes materiales que deban separarse en un proceso laborioso, los envases de un solo material son mucho más fáciles de reciclar y convertir en nuevos envases. Esto conduce a menos desperdicio de empaque real y menos material nuevo que debe ponerse en circulación para satisfacer la demanda de materias primas. En definitiva, el uso de monomateriales puede reducir la huella de carbono de una empresa en términos de producción y así combatir el calentamiento global.

Las botellas de bebidas que pueden estar hechas de PET o vidrio son un ejemplo clásico de una aplicación de un solo material. En el caso de las botellas de PET, las botellas sin las tapas se pueden reciclar a PET nuevo o rPET después de su uso (las botellas de PET reutilizables se pueden reutilizar hasta 25 veces).

Además de estos ciclos de materia prima ya establecidos, la industria del embalaje está recurriendo principalmente al polipropileno (PP) y al polietileno (PE) en términos de monomaterial. Estos materiales combinan las ventajas generales del plástico (diseño individual, bajo peso) con un grado relativamente alto de reciclabilidad. Las aplicaciones comunes de estos plásticos en el sector del envasado de alimentos incluyen botes de yogur, bolsas de papas fritas y contenedores de almacenamiento de alimentos.

En términos de objetivos ESG, algunas compañías que ya han adoptado envases monomaterial reportan una reducción de hasta 20% en su huella de carbono comparadas con el promedio industrial, así como una reducción de hasta 90% en el consumo de agua. Por lo tanto, la adopción amplia de estructuras monomaterial también jugará un rol crucial en la reducción del calentamiento global.

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¿Qué se debe tener en cuenta?

Cambiar a monomateriales enfrenta a los fabricantes de envases con varios desafíos. Por un lado, incluso el mejor material mono no puede ofrecer todas las funciones que hace un material compuesto. Eso es simplemente debido a su naturaleza. Necesitamos otras soluciones para asegurar la reciclabilidad del material. Una posibilidad, por ejemplo en el área de envases flexibles para alimentos, es un recubrimiento especial que le da al envase características herméticas o impermeables pero que no perjudica el proceso de reciclaje. De manera similar, algunos fabricantes están recurriendo a envases que consisten en múltiples materiales que los consumidores pueden separar fácilmente después de su uso y, por lo tanto, devolverlos a los diferentes ciclos de materiales reutilizables.

La procesabilidad es uno de los aspectos más importantes que deben tomarse en cuenta cuando se desarrollan nuevos productos. Elegir la maquinaria adecuada es otro aspecto que deben considerar las empresas interesadas en monomateriales. No todos los materiales se pueden utilizar en todos los sistemas de llenado, por ejemplo. Sin embargo, en los últimos años, la tendencia monomaterial ha llegado a las empresas de ingeniería mecánica, así como a los fabricantes de envases. Muchas máquinas de envasado nuevas se pueden convertir para procesar envases modernos de un solo material con poco o ningún esfuerzo, y se ofrecen actualizaciones para modelos más antiguos. Como resultado, también hay oportunidades para las empresas más pequeñas que no quieren o no pueden hacer una inversión sustancial de inmediato para incorporar monomateriales en la producción de envases y así ampliar su cartera.

También es importante tener en cuenta el papel del recubrimiento en el embalaje sostenible, ya que normalmente incluirá la impresión o el etiquetado. Estas resinas de recubrimiento pueden interferir con la reciclabilidad del empaque de un solo material, por lo que también se están desarrollando mejores alternativas, como soluciones a base de sílice/óxido de aluminio, arcilla y poliuretano [1].

Finalmente, hay que señalar una posible crítica: a pesar de la reciclabilidad del PE y el PP, los materiales reciclados no pueden usarse simplemente para nuevos envases de alimentos. Este sector tiene altos estándares en lo que respecta a la seguridad alimentaria de los materiales, como lo especifica la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria o la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA), por ejemplo. Sus directrices determinan cuántos componentes de un material que entra en contacto con los alimentos, por ejemplo, el embalaje primario, pueden “migrar” al producto envasado. Cuando se utilizan materiales reciclados, debido a la posible proporción de sustancias extrañas, el grado de migración es mayor que cuando se utilizan plásticos nuevos. Sin embargo, este problema también se puede contrarrestar mediante una clasificación más eficiente de los residuos de envases y el uso de capas de barrera desmontables. De cualquier manera, el uso de monomateriales es mejor para el medio ambiente en comparación con los materiales compuestos.

BOBST y sus socios, las empresas Dow, Michelman, Sun Chemical y Zermatt, desarrollaron la solución oneBARRIER PrimeCycle monomaterial de PE, una alternativa reciclable y viable para reemplazar al “film” metalizado no reciclable.

La demanda de películas MOPE, MOPP y MOPET ha aumentado considerablemente durante los últimos dos años. Las principales razones de este fenómeno son la mejor reciclabilidad y el menor peso de los materiales de embalaje. La unidad MDO desarrollada por SML para películas cast es la tecnología ideal para fabricar este tipo de sustratos.

Fuente

[1] “A closer look at the potential of the monomaterial packaging market”. Packaging Europe, 14 de octubre de 2022.