El plástico domina el mercado de los empaques de alimentos en el mundo. En el estudio “Evaluación integrada de la seguridad química de artículos de contacto con alimentos”, Severin, Dahbi y otros (2023) señalan que se estima que el 37 % de los empaques de comida utiliza ese material. 

Asimismo, la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO, por sus siglas en inglés) indica en el informe “Implicaciones para la seguridad alimentaria del uso de plásticos reciclados y materiales alternativos en contacto con alimentos” (2026) que el sector alimentario es el mayor consumidor de empaques de un solo uso, ya que suma hasta el 35 % de la producción global de empaques. De ese número, aproximadamente el 85 % tiene como destino vertederos o son desechos mal gestionados. 

En el plano nacional, un estudio del Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (Catie), en colaboración con el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD), estima que en el país la generación total anual de residuos plásticos asociados a los alimentos, bebidas no alcohólicas y bienes de higiene personal de la canasta de consumo asciende a 13 913 toneladas. Ese número incluye la generación de residuos de los tres estratos de ingresos. 

Ante este panorama, resulta fundamental investigar posibles soluciones a la problemática ambiental asociada con los plásticos de un solo uso en alimentos. 

Por ello, la Escuela de Tecnologías en Salud, la Escuela de Ingeniería en Biosistemas, la Escuela de Tecnología de Alimentos y la Sede Regional de Guanacaste de la UCR; así como el Laboratorio Nacional de Nanotecnología (Lanotec), adscrito al Centro Nacional de Alta Tecnología (Cenat), y la empresa Dosmil50 Empaques Compostables, unieron esfuerzos para evaluar la compostabilidad (desintegración) de una familia de cinco bioplásticos, de los cuales al menos cuatro tienen posibilidades de entrar en la región.

La investigación analiza el comportamiento de estos materiales en distintos sistemas de compostaje. Un compost es el resultado de la degradación de un material (en este caso, un empaque) que se integra al suelo para poder brindarle otros usos. 

La iniciativa también evalúa la aplicación de dichos materiales en empaques para productos como ensaladas mixtas y espinacas. Además, actualmente, se realizan pruebas para usarlos en empaques para queso.

El proyecto es liderado por la Dra. Beatriz Mazón Villegas, investigadora de la Escuela de Ingeniería en Biosistemas; el Lic. Albert Viales Peraza, profesor de la carrera de Ingeniería de Alimentos en la Sede de Guanacaste; el Dr. Diego Batista Menezes, investigador del Lanotec; y José González Méndez, fundador de Dosmil50 Empaques Compostables.

Esta última es una empresa que diseña empaques amigables con el ambiente y sustituye los elaborados con plástico convencional. Asimismo, brinda asesoría sobre cuáles empaques son convenientes para determinados productos, entre otros servicios. Esta compañía provee los empaques que son sometidos a análisis y evaluación en el proyecto.

¿Cómo es el comportamiento de los materiales en un sistema de compostaje?

La Dra. Mazón explica que toman de referencia la norma ISO que establece cómo hacer el compost; seguidamente, preparan el material según indica dicha norma. De acuerdo con el espesor del material, este se corta en cuadritos de determinadas dimensiones, se humedecen un poco y se mezclan en esa matriz de compostaje. 

Existen varias matrices de compost. Este equipo de investigadores siguió la norma y utilizó compost de aserrín, tierra comercial, aceite, urea, agua, entre otros. Cuando el compost y el material de empaque están mezclados, empieza el proceso de maduración que puede durar mínimo tres meses. 

La especialista señala que a lo largo de esos tres meses se recolecta un cuadrito de los materiales de empaque, el cual es proporcionado por la empresa Dosmil50 y que puede estar compuesto por ácido poliláctico (PLA), entre otros. 

Esos cuadritos ya desintegrados son llevados al Lanotec para analizar, con un microscopio de alta capacidad, los cambios en el material. Se estudia su espesor y si las fibras se han ido desintegrando. Después se miden las propiedades físicas, como puntos de cristalización, puntos de fusión o cambios de masa, debido a que esas propiedades van cambiando con respecto al tiempo del proceso de compostaje. 

Al final de un período de tres meses y después del proceso de compostaje, se procede a evaluar si ese sustrato es apto para cultivar. El equipo investigador ha sembrado cebolla en Pavas y en San Pedro, en invernaderos, para examinar el desarrollo de esas plantas. 

Luego, realizan pruebas de fitotoxicidad y ensayos de germinación. En el de fitotoxicidad, que dura 21 días, analizan el largo de la raíz, las deformaciones, el largo de las hojas y del tallo.

Aunado a esto, el grupo de especialistas desarrolla un análisis del suelo en términos de contenido de sales, relación carbono-nitrógeno, pH, contenido de humedad y metales pesados.

La Dra. Mazón detalló que todo esto les indica cómo clasificar ese sustrato: si es clase A, puede tener aplicación directa a la agricultura; si es clase B, puede ser utilizado como insumo agrícola; y si es clase C, puede tener potencial tóxico y debe ser utilizado con cautela.  

La evaluación de los materiales como empaque para alimentos

Inicialmente, el Lic. Viales expuso que el equipo de trabajo selecciona y compara los distintos materiales de empaque, tanto los recomendados por la empresa Dosmil50, como los que ya se utilizan en el mercado.

Se contrasta el PLA con el polietileno de baja densidad (LDPE) y el polipropileno (PP), los cuales son empaques comerciales. A estos materiales se les realizan pruebas fisicomecánicas, basadas en normas técnicas, para evaluar propiedades como la resistencia, la tensión y la calidad del sellado, así como la permeabilidad al vapor de agua (WVTR).

De forma paralela, analizan el comportamiento de los productos almacenados dentro de los empaques. En el caso del queso, actualmente están comparando un material biodegradable con el empaque utilizado de forma comercial.

El objetivo es determinar cómo cambian las propiedades de los alimentos con el tiempo, para determinar su vida útil y relacionar esos cambios con el tipo de empaque utilizado. Por eso, hacen la comparación con los empaques comerciales. 

Además, el Lic. Viales resaltó que elaboran análisis microbiológicos para identificar la presencia de microorganismos y observar su evolución durante el almacenamiento. 

Los productos evaluados tienen una vida útil relativamente corta, alrededor de 15 días para las ensaladas y entre dos semanas y un mes para el queso.

El material compostable y aplicable para los empaques

El proyecto ya ha obtenido resultados. La Dra. Mazón mencionó que el compost que hicieron tiene uso agrícola, es decir, que lo pueden mezclar con otro tipo de suelos y no va a causarle daño al cultivo. 

También descubrieron que el PLA, que tiene un grosor de 20 micras (micrómetros), se desintegra en aproximadamente 14 días en compostaje industrial. Al tener una alta capacidad de desintegración, en menos de tres meses ya está incorporado al suelo en las condiciones y latitudes estudiadas.  

Por su parte, el Lic. Viales destacó que esta iniciativa ha logrado validar la fuerte aplicabilidad que tiene el material de empaque con los productos estudiados. También agregó que estos hallazgos contribuyen a darle estabilidad al mercado de dichos materiales, porque por lo general los clientes desconfían del material de empaque compostable, ya que se cree que el alimento no va a durar lo suficiente. 

Este experto dijo que, incluso, en las matrices que están analizando, los materiales compostables están dando mejores resultados que el material convencional. 

Finalmente, la Dra. Mazón aseveró que a futuro planean elaborar un manual de fichas técnicas o un capítulo de un libro, en donde se indiquen las propiedades de los materiales que se usaron para los empaques analizados en este proyecto. El objetivo es hacer más accesible la información para las personas interesadas.