Multimaterial, monomaterial: Empaques flexibles y sostenibilidad

El presente artículo ha sido tomado de la última edición de la revista Tecnología del Plástico, para la cual Jose Fernando Pulido Jiménez, miembro del C-Pack, es redactor ocasional.


Por: Jose F. Pulido Jiménez



En su -relativamente- corta historia, los empaques multimaterial en configuración multicapa se han adueñado de una porción importante del mercado de empaques flexibles, gracias a la posibilidad que ofrecen de fusionar múltiples ventajas ofrecidas por distintos sustratos en una misma aplicación. Sin embargo, desde el punto de vista de circularidad, la incompatibilidad entre resinas distintas entre sí, e incluso entre resinas y metales, hace inviable en muchos casos la posibilidad de recuperar estos materiales para su reutilización en aplicaciones similares (upcycling).


Además del tema de compatibilidad de materiales, el mercado pone de manifiesto otro punto respecto de los empaques flexibles: la empinada ruta global hacia su integración en cadenas existentes de reciclaje. Al respecto, Plastic Recyclers Europe reseñaba en 2020 algunas cifras respecto de la capacidad del continente europeo para su reciclaje. Basados en un estudio de Eunomia, se encontró que cerca de 15 millones de toneladas de empaques flexibles habían sido puestas en ese mercado, de las cuales 9 millones correspondían a polietileno (PE). Con una tasa de reciclaje reportada en el estudio como cercana al 23% para películas de PE, el porcentaje que hace falta aprovechar es aún considerablemente alto, pensando incluso en otras resinas con tasas de aprovechamiento menores y teniendo en cuenta el enorme avance con el que cuenta el continente europeo en acopio y reciclaje de resinas.


En zonas como Latinoamérica, la dinámica del reciclaje de este tipo de empaques no ha podido ser apropiada por las cadenas de manejo de residuos locales o lo ha hecho de una manera muy incipiente. Por su parte, en Estados Unidos se encuentran iniciativas como el programa How2Recycle, el cual es el más importante de ese país y logra reciclar cerca de 130 mil toneladas anuales de empaques flexibles de PE mediante su homologación con sellos de reciclaje y el acopio posterior. Es así como, a pesar de las diferencias en cifras disponibles y tasas de aprovechamiento, se observa que la visión de quienes están liderando las iniciativas de aprovechamiento de empaques flexibles están decididas en cuanto a su preferencia por el uso de poliolefinas, principalmente PE, aprovechando la infraestructura y cadenas de manejo de residuos ya establecidas para estos sustratos.


Como soporte de este punto es importante no olvidar que el empaque y sus materiales constituyentes son sólo un eslabón de la cadena de circularidad. Un ejercicio de desarrollo de empaques sostenibles que se realice de manera aislada, sin tener en cuenta el resto de los actores en la economía, será uno difícil de evaluar e implementar al largo plazo. Así, es válido afirmar que la perspectiva de trabajo en sostenibilidad ha de estar prevista no solamente desde el punto de vista de materiales, sino también desde la consolidación de cadenas de reciclaje únicas o mixtas. Cabe anotar aquí que, teniendo en cuenta que más del 60% de los materiales que se acopian en centros de reciclaje son PE y PP y que otras resinas (PET, PA) tienen una porción de mercado muy baja, la creación de cadenas de reciclaje únicas para estos materiales alternativos no es una opción económicamente viable de acuerdo con múltiples referencias estudiadas.


De multimaterial a monomaterial, ¿la solución?


El paso de la utilización de empaques basados en múltiples materiales a monomaterial supone numerosos retos, ya que en muchos casos la mejora en reciclabilidad supone una reducción de la eficiencia de empaque. Bauer et al. (2021) comenta “las soluciones actuales han sido optimizadas en las últimas décadas para usar los recursos y proteger los productos empacados de forma eficiente. Reducir la complejidad de estos films puede llevar a requerir capas de mayor espesor y, por consiguiente, empaques con mayor uso de material”. Desde el punto de vista de un análisis de ciclo de vida (LCA, por sus siglas en inglés), la ecuación a resolver es si la mejora al utilizar alternativas monomaterial es suficiente para superar el hecho de que, a pesar de su eficiencia, un empaque multicapa tiene una alta probabilidad de no ser recuperado por las cadenas de reciclaje actuales.


Nótese que se hasta ahora se ha empleado el nombre multimaterial en vez de multicapa (son complementarios más no intercambiables), ya que es posible desarrollar empaques multicapa de una misma resina, donde cada capa exhiba propiedades diferenciadas (tal como LDPE para selle interno y HDPE para resistencia a la abrasión externa). Sea a través de una aproximación u otra, la coyuntura del mercado obliga a tener una aproximación clara y común respecto de cómo pensar los empaques flexibles de acuerdo con las metas globales de aprovechamiento de recursos. En Europa, por ejemplo, después de 2030 estará totalmente prohibido poner en el mercado empaques no reciclables, con lo que la utilización de múltiples capas no compatibles entre ellas será cuestión del pasado.


La alternativa de la compatibilización es la dirección más plausible en la actualidad, en la cual se entiende que los compuestos funcionales utilizados en los empaques deben ser compatibles entre sí, ser fácilmente separables o estar en proporciones muy bajas para que al intentar ser recuperados mediante los procesos de reciclaje más extendidos (como el reciclaje mecánico) se logren obtener sustratos de buena calidad.


Compatibilidad entre distintas resinas plásticas dentro del reciclaje (Bauer et al., 2021)


Alternativas multicapa integrables en cadenas de reciclaje


El consenso general en cuanto a ecodiseño se sitúa en la sugerencia de las siguientes combinaciones de materiales (Bauer et al., 2021):

  • Mono-poliolefinas con EVOH

  • Mono-poliolefinas con SiOx o AlOx

  • Mono-poliolefinas metalizadas

Donde en el término mono-poliolefinas se entiende que la proporción de PE o PP debe ser de al menos el 90% del empaque. En la organización europea RecyClass se ha recogido un importante conocimiento respecto de cómo estudiar la compatibilidad y el efecto de cada adición de material en el sustrato resultante que, después del consumo, deberá tener la capacidad de ser reciclado.



Combinaciones únicas entre tipos de empaques y resinas estipulados dentro de los criterios de RecyClass. Entre los empaques flexibles se encuentran directrices para empaques de PE y PP con y sin color.


Como un ejemplo, entre los estudios realizados se encuentran aquellos relacionados con la cantidad de EVOH (Etilen-Vinil-Alcohol) en matrices de polietileno. Este compuesto se utiliza en numerosos empaques como barrera de oxígeno, laminado entre las capas interna y externa del empaque. De acuerdo con la guía de diseño para reciclaje de Recyclass, los empaques que contienen EVOH sólo pueden considerarse como ‘con compatibilidad limitada’ si el contenido de este compuesto es menor al 5% en peso. Bajo este marco, la clasificación de reciclabilidad empaques según su material se realiza en una escala de A (compatibilidad total) a F (compatibilidad baja) y aquellos empaques con los porcentajes de EVOH mencionados se encuentran principalmente en la clasificación C y, en algunos casos excepcionales, en el caso B.


Este artíulo es un llamado a revisar la posibilidad de trabajar con el mercado en cadenas de reciclaje y el conocer qué tipo de materiales se están usando para sus empaques y envases, con el fin de alinearse con los objetivos de sostenibilidad que lleva el mercado en la actualidad.


Referencias


Anukiruthika, T., Sethupathy, P., Wilson, A., Kashampur, K., Moses, J. A., & Anandharamakrishnan, C. (2020). Multilayer packaging: Advances in preparation techniques and emerging food applications. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 19(3), 1156-1186.


Kaiser, K., Schmid, M., & Schlummer, M. (2017). Recycling of polymer-based multilayer packaging: A review. Recycling, 3(1), 1.


Bauer, A. S., Tacker, M., Uysal-Unalan, I., Cruz, R., Varzakas, T., & Krauter, V. (2021). Recyclability and Redesign Challenges in Multilayer Flexible Food Packaging—A Review. Foods, 10(11), 2702.


ExxonMobil (2020) Future trends in the flexible packaging industry [whitepaper]. Recuperado el 13.04.22 de https://exxonmobilchemical.com.


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