La ingeniera agrónoma Amparo López, experta en ciencia y tecnología de alimentos y vicedirectora del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA-CSIC) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), describe en esta entrevista la creación de un aerogel que puede sustituir al plástico en los envases alimentarios.
Un aerogel es un material altamente poroso que se produce a partir de un gel, sustituyendo la parte líquida por un gas. Un gel es un material estructurado que consiste en una red formada por una matriz continua sólida que atrapa un líquido.
Un ejemplo de un hidrogel es una gelatina, en la cual el agua queda atrapada por la red proteica. Si eliminamos el agua de dicho hidrogel nos queda una estructura sólida altamente porosa, que es lo que se denomina aerogel. El hecho de que estos materiales sean tan porosos les otorga unas propiedades muy interesantes que los hacen útiles para muchas aplicaciones diferentes.
Los aerogeles que existen a nivel comercial son materiales sintéticos, los más comunes están hechos de silica. La novedad de nuestro aerogel es que está elaborado a partir de celulosa, el carbohidrato más abundante en la naturaleza y que se puede extraer de muchas fuentes diferentes. Ya se habían desarrollado previamente otros aerogeles de celulosa, pero su problema era que tanto las propiedades mecánicas como su susceptibilidad al agua es bastante pobre porque son materiales que al exponerlos a altas humedades pierden su integridad. Esto hacía que no se pudieran utilizar. El aerogel orgánico que hemos desarrollado puede utilizarse, tanto en envasado alimentario para sustituir a ciertas estructuras plásticas utilizadas en la actualidad, como en muchas otras aplicaciones.
La novedad es que utilizamos una metodología muy sencilla en la cual se hace un recubrimiento de este aerogel con un material hidrofóbico, es decir, que protege de alguna manera al aerogel en condiciones de alta humedad relativa, incluso al sumergirlo en agua. El recubrimiento también se lleva a cabo con un material biodegradable, esto es, desarrollamos un aerogel completamente biodegradable usando materiales que son sostenibles y cuyo comportamiento con respecto a otros es muy competitivo. Nuestro aerogel ya se ha probado para distintas aplicaciones y su alta porosidad hace que se comporte muy bien en varios ámbitos.
Hay muchísimas, este aerogel es muy versátil. En nuestro campo lo hemos explorado como sustituto de materiales de estructuras de envase, como las almohadillas absorbentes en envases de carne o pescado fresco que, actualmente tienen un componente plástico, y no son biodegradables ni reciclables.
Lo hemos probado también en aplicaciones de materiales para conservación en frío (isothermal packaging), ya que es muy buen aislante térmico. Estamos trabajando con empresas que gestionan envíos y quieren sustituir materiales no sostenibles, como el poliuretano, por otros sostenibles para transportar mercancías en frío.
Su alta porosidad también hace que sea un buen aislante acústico. Lo hemos probado y tiene incluso más capacidad de absorción de sonido que algunos materiales que se usan en la actualidad, como la lana de roca. Por esta razón podría ser competitivo. También hay mucho interés en sectores como la construcción, en áreas como la catálisis o vertidos de petróleo en el mar.
El método de fabricación lo implementamos pensando en la utilización de residuos, en línea con las políticas actuales de economía circular. Concretamente, utilizamos un residuo rico en celulosa que se acumula en nuestras costas como es la Posidonia oceánica. Es una planta marina endémica del Mediterráneo y al final de su ciclo de vida llega a las costas, por lo que las autoridades locales deben gestionarlo como un residuo.
La extracción de la celulosa es un proceso muy asentado en la industria. De hecho, se hace normalmente con el eucalipto u otros cultivos leñosos para la fabricación de papel. Sin embargo, hay una diferencia entre nuestro proceso y el que utilizan las papeleras: la extracción de hemicelulosas. Nosotros obviamos ese paso porque hemos observado que la presencia de hemicelulosas aporta una ventaja al aerogel, aumenta su porosidad.
Por tanto, partimos de un proceso que es energéticamente más sostenible para dar unos materiales con mejores propiedades. Y una vez tenemos la celulosa esta se congela y mediante liofilización, que es la sublimación del agua del gel de celulosa, se forma el aerogel. El último paso es darle el recubrimiento, que puede realizarse a través de varios procesos. El nuestro, que tenemos patentado, consiste simplemente en la inmersión del aerogel durante un minuto en la disolución y su secado posterior.
Fue a raíz de un proyecto de investigación que teníamos en marcha sobre desarrollo de geles. En nuestro grupo intentamos poner en valor y aprovechar residuos que se generan, tanto en agricultura como en industria, para extraer ingredientes o materiales que puedan tener interés en alimentación.
Entre los distintos tipos de geles nos pusimos a explorar los aerogeles con el objetivo de poder sustituir los materiales sintéticos más contaminantes por otros más sostenibles. Creemos que nuestro aerogel tiene un gran potencial como sustituto de plásticos y queremos seguir explorando el interés de estos materiales en colaboración de distintas empresas.
Por Ana Iglesias/ Contenido realizado dentro del Programa de Ayudas CSIC – Fundación BBVA de Comunicación
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