Una tesis del CITENI mejora las propiedades de envases alimentarios basados en bioplásticos
Una tesis del CITENI mejora las propiedades de envases alimentarios basados en bioplásticos
Una investigación del Laboratorio de Biopolímeros del CITENI consiguió mejorar de manera significativa las propiedades mecánicas y de barrera frente al oxígeno y a la humedad de los envases alimentarios basados en bioplásticos. Estos avances fueron recogidos en la tesis de doctorado de la investigadora Anja Schmidt, defendida recientemente en el Campus Industrial de Ferrol
El exceso de plásticos de un solo uso es uno de los grandes problemas ambientales de nuestro tiempo. Cada año se producen cientos de millones de toneladas de envases que acaban contaminando océanos, ríos y suelos, y muchos de ellos no se reciclan. Como solución, los polihidroxialcanoatos (PHA) —biopolímeros totalmente biodegradables y de origen natural— ofrecen una alternativa sostenible para sustituir los plásticos convencionales y abrir el camino a envases más activos y funcionales.
Un proyecto europeo y una tesis de doctorado
En este contexto, la investigadora Anja Schmidt del Centro de Investigación en Tecnoloxías Navais e Industriais (CITENI) de la Universidade da Coruña (UDC) centró su tesis de doctorado en la creación de compósitos de PHA capaces de mejorar notablemente las propiedades mecánicas y la resistencia al paso del oxígeno y a la humedad de los envases. Estos compósitos combinan un polímero base —el PHA— con materiales llamados refuerzos, que actúan como ayudas estructurales para incrementar la resistencia, la estabilidad y otras funciones del elemento final.
Estrategias innovadoras para envases más resistentes y funcionales
El estudio incorporó dos tipos de refuerzos. El primero fueron nanocristales de celulosa (CNC) procedentes de residuos de la industria papelera, que actúan como un armazón microscópico dentro del polímero, al aumentar su rigidez y reducir su permeabilidad al oxígeno y a la humedad.
El segundo tipo fueron micropartículas de otros PHA, como el PHB (polihidroxibutirato), el PHBV (copolímero de hidroxibutirato e hidroxivalerato) y el PHBH (copolímero de hidroxibutirato e hidroxipropionato). Al pertenecer a la misma familia química, estas partículas se integran con especial facilidad, lo que mejora su resistencia sin alterar la biodegradabilidad.
Además, estas micropartículas permiten encapsular compuestos bioactivos naturales —como la curcumina, procedente de la cúrcuma, y la quercetina, un flavonoide presente en alimentos como la manzana o la cebolla— que se liberan de manera controlada y ayudan a prolongar la vida útil de los productos. Esta funcionalidad fue explorada en el proyecto europeo Waste2BioComp, que busca transformar residuos orgánicos en compósitos bioactivos destinados a la industria alimentaria, textil y del calzado.
Bioplásticos con propiedades mejoradas y escalables a nivel industrial
Los bioplásticos de PHA se procesaron mediante técnicas de extrusión y moldeo por inyección en equipamiento de laboratorio, que permiten fundir y moldear los polímeros de forma controlada con el objetivo de evaluar su comportamiento antes de su producción a gran escala. Esto garantiza que las mejoras observadas en el laboratorio puedan transferirse con facilidad al sector industrial.
Por otra parte, las propiedades de los materiales desarrollados se evaluaron mediante ensayos térmicos, mecánicos y de barrera. Los resultados muestran una mayor estabilidad térmica, un incremento de la rigidez y de la resistencia y una disminución notable de la permeabilidad al oxígeno y a la humedad, parámetros esenciales para los envases alimentarios. Estos avances demuestran que los PHA mejorados pueden competir con los plásticos convencionales en aplicaciones industriales y ofrecer envases más sostenibles sin comprometer su eficacia.
Nuevas vías de investigación en envases activos
La investigación también abre la puerta al diseño de envases activos con liberación controlada de antioxidantes o compuestos antimicrobianos. Además, se exploró la llamada fase beta metaestable de los PHA: una disposición especial de las cadenas del polímero que se genera bajo condiciones concretas de procesado. Esta estructura interna puede hacer el material más flexible y resistente, lo que amplía su potencial para aplicaciones avanzadas como envases inteligentes, dispositivos electrónicos ligeros o incluso productos médicos.
Defensa de la investigación ante un tribunal internacional
La tesis, que lleva por título: «Development of New Biodegradable and Sustainable Materials Based on Polyhydroxyalkanoates for Application in the Packaging Industry», fue defendida el 27 de noviembre de 2025 en el Edificio de Batallones del Campus Industrial de Ferrol. El trabajo estuvo dirigido por María Belén Montero, investigadora del Grupo de Polímeros de la UDC, y por Birgit Bittmann-Hennes, investigadora del Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe GmbH (Alemania).
El tribunal internacional estuvo compuesto por el director de investigación y desarrollo de la empresa italiana PropaGroup S.p.A. (Italia), Salvatore Davide Crapanzano, que ejerció como presidente; la investigadora del Centro de Investigación de Polímeros Avanzados (CIPA, Chile), Natalia Andrea Pettinelli, que actuó como vocal; y el profesor del Departamento de Física y Ciencias de la Tierra de la UDC, Joaquín Cayetano López, quien fue el secretario. Los miembros destacaron la relevancia científica e industrial del estudio y propusieron para la tesis la máxima calificación: sobresaliente cum laude (en espera de aprobación oficial).
CITENI, referente gallego en ciencia de materiales
La tesis de doctorado de Anja Schmidt, junto con otros proyectos del Laboratorio de Polímeros en esta línea de investigación, muestra el compromiso del CITENI con el desarrollo de materiales funcionales y plásticos sostenibles. Estas iniciativas consolidan el centro como referente gallego en el campo de la ciencia de materiales y la innovación aplicada a la economía circular.
