Estos desarrollos forman parte del proyecto ‘CleanUPP’, financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE+i) con fondos del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (Feder), y están dirigidos a la reducción de contaminantes en la celulosa como las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS) y el bisfenol A (BPA), cuyos posibles efectos adversos han impulsado normativas que restringen y limitan su uso. Así como la optimización de procesos avanzados para la descontaminación y desodorización de poliolefinas.

El aumento de los requisitos normativos para la descontaminación de celulosa reciclada y la creciente demanda de poliolefinas recicladas para aplicaciones exigentes representan retos clave en la gestión de residuos. “Los procesos convencionales de reciclaje no son suficientes para eliminar ciertos contaminantes, lo que limita el uso de los materiales reciclados en sectores con altos requisitos de calidad y seguridad. Con ‘CleanUPP’, estamos desarrollando tecnologías innovadoras para superar estas barreras y fomentar la circularidad de los plásticos y la celulosa”, explica César Aliaga, responsable del proyecto en Itene.

En el caso del PP, se optimizará su descontaminación para la fabricación de tapones de envases con prestaciones equivalentes a los materiales vírgenes. Para la celulosa, se desarrollarán procesos avanzados que posibiliten la producción de papel reciclado con propiedades mejoradas para su uso en aplicación en alto valor.

‘CleanUPP’ se desarrolla en torno a dos ejes fundamentales, cada uno enfocado en optimizar la descontaminación de materiales clave y mejorar su reutilización en aplicaciones industriales.

Mayores niveles de pureza

En el caso de la descontaminación de poliolefinas, especialmente el PP, Itene está evaluando tecnologías como el arrastre por vapor de agua y la utilización de disolventes como el polietilenglicol para eliminar compuestos orgánicos volátiles y otras impurezas presentes en el PP reciclado. Estas técnicas permitirán obtener un material con mayores niveles de pureza, adecuado para aplicaciones de alto valor como envases cosméticos o de detergencia.

Por otro lado, para la descontaminación de celulosa, el trabajo se centra en la eliminación de sustancias nocivas como los PFAS y el BPA mediante el uso de solventes orgánicos y alcalinos, junto con tecnologías avanzadas de oxidación Estas innovaciones facilitarán el uso de la celulosa en aplicaciones seguras, reduciendo el impacto ambiental y cumpliendo con la normativa vigente.

En ambas líneas de investigación, el proyecto abarca desde la identificación de contaminantes críticos hasta el diseño de métodos para generar contaminación controlada, lo que permite preparar muestras con niveles de contaminación conocidos. Este enfoque facilita el trabajo sobre dichas muestras y optimiza las técnicas de detección. Además, se incorporan etapas de pretratamiento que incluyen pruebas iniciales en laboratorio, seguidas de un escalado a nivel piloto en las instalaciones de Itene. Las tecnologías desarrolladas serán validadas en entornos industriales, en colaboración con las empresas participantes, asegurando su aplicabilidad en sectores clave.

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Las investigaciones se han llevado a cabo entre junio de 2023 y 2024 en el marco del proyecto ‘ReciPOL’, financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE+i), y se han enfocado en la obtención de materiales reciclados de alta calidad.

El jefe del proyecto en Itene, Félix González, ha explicado que “aunque los procesos de descontaminación de plástico posconsumo desarrollados se suelen centrar en el PET, la eliminación de contaminantes en poliolefinas reviste una mayor complejidad debido a su mayor migración interna y a su baja estabilidad térmica, que genera productos de degradación”. “Estas dificultades se agravan con los ciclos de reciclado que implican una mayor degradación y contacto con otros contaminantes, lo que puede limitar su aplicación en sectores con mayores requisitos de calidad”, ha incidido el investigador.

Por ello, en este proyecto, se ha buscado obtener nuevas tecnologías de descontaminación de poliolefinas recicladas para aumentar las tasas de reciclado e impulsar su empleo en aplicaciones de con unos requisitos de calidad mayores. En concreto, los trabajos se han centrado en el acondicionamiento, pretratamiento, descontaminación y transformación de poliolefinas de residuos que actualmente se destinan a aplicaciones de bajo valor.

Para ello, se realizó un análisis de contaminantes de poliolefinas postconsumo. Esto permitió seleccionar los más críticos con el objetivo de ver a qué retos se enfrentaba el proyecto. Además, a través de esta selección y de la optimización del proceso de contaminación controlada (challenge test) permitió medir la efectividad de los procesos de pretratamiento y descontaminación que se desarrollaron en las siguientes etapas.

Posteriormente, se trabajó en el desarrollo de procesos de acondicionamiento y descontaminación de poliolefinas. En primer lugar, se llevó a cabo un proceso de pretratamiento que, una vez optimizado y sinérgicamente alineado con los procesos posteriores de descontaminación, donde se probaron tres tecnologías diferentes: vapor de agua, ozono y CO2 supercrítico. El vapor de agua fue seleccionado como la tecnología que cumplía tanto con una buena efectividad a la hora de arrastrar contaminantes y factibilidad, tanto económica como técnica de escalar este proceso. Es verdad que el CO2 supercrítico presentaba una mayor eficacia, pero debido a las condiciones usualmente utilizadas de presiones hiperbáricas y altas temperaturas que consiguen esa condición se eligió la tecnología de vapor de agua.

Posteriormente, se llevaron a cabo la evaluación de la tecnología seleccionada y su escalado piloto en un equipo de descontaminación con vapor de agua diseñado en Itene para escalar el proceso y que sirviese como prototipo para su validación y acercarlo a una escala industrial. 

Asimismo, se seleccionaron aditivos para mejorar la procesabilidad y las propiedades de los materiales reciclados, para lo que se diseñaron distintas formulaciones que permitieron optimizar la descontaminación de las poliolefinas y las propiedades del envase. Así, las formulaciones que presentaron mejores resultados fueron validadas mediante extrusión soplado de cuerpo hueco para la posterior obtención de botellas. Además, se comprobó que la fluidez de los materiales obtenidos era adecuada y que la resistencia a la tracción era similar a la del material virgen, aunque presentaban una mayor rigidez. Finalmente, se seleccionó la formulación más prometedora para su validación industrial.

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Para lograr estas nuevas estructuras de envase, el proyecto se desarrolla a través dos líneas de trabajo. En primer lugar, se centra en la aplicación de recubrimientos, mediante técnicas de impresión como flexografía y huecograbado basados en soluciones comerciales, así como la mejora de sus propiedades finales incorporando aditivos y cargas. Este enfoque se orienta a potenciar y optimizar las características fundamentales de las estructuras de envase flexible.

Asimismo, se trabaja en el desarrollo y formulación de grados de extrusión con el fin de mejorar las propiedades de matrices termoplásticas convencionales mediante el uso de aditivos. De este modo, se persigue reducir o eliminar la necesidad de emplear capas y adhesivos, para el diseño de estructuras de menor complejidad y con propiedades mecánicas y de barrera mejoradas. En este proceso, se está llevando a cabo el desarrollo de estructuras mediante tecnologías convencionales de impresión y laminación, que podrán ser implementadas a nivel industrial por parte de transformadores de materiales de envase.

Estas estructuras podrán ser utilizadas como materiales de envasado en sectores específicos como el de snacks y frutos secos, puré de frutas y productos loncheados, entre otras aplicaciones. La ventaja radica en su facilidad de reciclaje sin comprometer los requisitos técnicos ni la vida útil del producto envasado, contribuyendo así a las metas de sostenibilidad y reciclabilidad en el sector del envasado. Saúl Calabuig, responsable del proyecto en Itene, ha destacado que «estamos ante una oportunidad para transformar la forma en que concebimos y abordamos la sostenibilidad en el envase. ‘Neflexar’ no solo busca cumplir con estándares, sino superarlos, ofreciendo soluciones sostenibles y reciclables que no comprometen la calidad ni la vida útil de los productos envasados».

El proyecto ‘Neflexar’ da respuesta a las directrices del actual contexto normativo español, establecidas por la Ley de Residuos y Suelos Contaminados para una Economía Circular y el Real Decreto de Envases y Residuos de Envases, que impone requisitos de sostenibilidad, incluyendo un incremento en las tasas de reciclado.

El empleo de estructuras multicapa y multimaterial en aplicaciones de envases logra extender la vida útil y estabilidad del producto durante el almacenamiento. Sin embargo, al convertirse en residuos, estas estructuras plantean desafíos en su gestión debido a la complejidad en la identificación, separación y reciclado o valorización posteriores.

Ello implica el desarrollo de soluciones de envase que ofrezcan propiedades esenciales para su correcta funcionalidad, sin comprometer su reciclabilidad. En este sentido, el proyecto ‘Neflexar’ cumple con la principal meta: la obtención de materiales más sostenibles, implementables por transformadores de materiales de envase, con un coste competitivo y validados para diversas aplicaciones de envase dentro del sector de la alimentación.

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