Sin lugar a dudas, cada día aumenta la presencia de materiales como el PET en sectores que antes eran de la lata o el vidrio .

El principal reto que enfrenta el PET para extender sus aplicaciones hacia nuevos mercados de bebidas es la barrera al O2 y CO2, ya que de esto depende la duración de la calidad de las mismas, de lo contrario pueden presentarse problemas como pérdida de sabor, contenido vitamínico, color y decarbonata ción. Por esta razón es necesario medir la permeación de oxígeno y la pérdida de carbonatación en los envases de alimentos y bebidas .

La propiedad de barrera se puede definir como la resistencia a la transferencia entre el exterior y el interior de diversos agentes como el oxígeno u otros gases, luz, humedad, calor, organismos vivos y contaminantes .

A la fecha, las tecnologías de barrera que se han desarrollado incluyen estructuras con capas múltiples, deposición de películas transparentes, recubrimientos, tanto internos como externos, grados de PET para aplicación en monocapa, barreras activas o pasivas y “absorbedores” de oxígeno. Los factores que delimitan el desarrollo de estas tecnologías son los costos, procesabilidad, reciclabilidad, capacidad de barrera, además de la resistencia mecánica y térmica .

Grados especiales de PET Diversas empresas han desarrollado grados de PET con mejores propiedades de barrera, con la intención de aprovechar la procesabilidad en equipos de inyección soplo convencionales, bajo condiciones estándar, y evitar fuertes inversiones .

Tal es el caso de la productora italiana M&G que ofrece las tecnologías ActiTUF y BicoPET .

La primera ofrece barrera pasiva y activa, utiliza agentes de atrapado de oxígeno que reaccionan con el O2, a partir de que el envase se llena, la barrera pasiva se logra a través de naftalatos y aditivos especiales de la misma empresa. Interbrew utiliza esta tecnología en botellas para garantizar la calidad y frescura de la cerveza Pivopack .

Otros desarrollos para aplicación en monocapa son las resinas Resimid, con diversos grados tanto para cerveza, bebidas carbonatadas y productos sensibles a la luz y O2. Además, del sistema PolyShield®/MXD6 que desarrolló INVISTA y que actualmente es utilizado en Europa .

No podía faltar la presencia de la nanotecnología en los sistemas monocapa. Por ejemplo, vale mencionar a NanoBioMatters, con sede en Paterna, que fue galardonada con el Premio a la Innovación Industrial de la Generalitat Valenciana, por el desarrollo de una tecnología que permite fabricar nanoplásticos a partir de biopolímeros, los cuales se dispersan en la matriz de los plásticos para darles propiedades de barrera. Otro esfuerzo es el de Eastman y Nanocor, cuyo fruto es un grado de PET con arcilla nanométrica con excelentes propiedades de barrera al oxígeno .

En el proceso de mejora continua, todos los productores cuentan con grados especiales para mejorar la barrera de los grados genéricos, además de la claridad, resistencia térmica y mecánica .

Tal es el caso del nuevo lanzamiento de Eastman con la tecnología IntegRex.

Sistemas multicapa Las tecnologías para mejorar las propiedades de barrera incluyen la combinación de PET a través del proceso de coinyección con resinas de barrera, logrando una ruta más tortuosa para las moléculas de gas y humedad. Este sistema consiste en lograr la sinergia entre diversos plásticos, aprovechando las características de barrera al O2 y CO2, de materiales como el Cloruro de Polivinilideno, las Poliamidas y el Alcohol Polivínilico o de otros materiales que preservan el olor y sabor de los alimentos .

• Alcohol Polívinilico (EVOH) .

Es un material de alta barrera al O2 que supera a algunas Poliamidas y al PEN, aunque es sensible a la humedad .

Es utilizado en sistemas de cinco capas por empresas como American National Can .

• Plásticos de Cristal Líquido. Son poliésteres aromáticos, que ofrecen hasta 25 ó 50 veces mayor resistencia a los gases, particularmente al O2, humedad y aromas • Mezclas de PET/ PEN. Otra opción es la combinación de PET con Polietilén Naftalato PEN, que presenta características similares al vidrio y la durabilidad de la lata, además de eficiente barrera al gas, humedad y a rayos UV, resistencia a temperaturas y soporta elevada presión. Las botellas que utilizan esta combinación tienen una concentración del 10 al 25% de PEN. Desafortunadamente, debido al alto precio del PEN, actualmente no es una alternativa viable .

• Poliamida. Continental PET Technologies desarrolló sistemas de cinco capas aplicado en la Miller Bottle que utiliza Bass Brewers en Europa .

A su vez, Krupp Corpoplast utiliza el Nylon MXD6, el cual provee de 19 a 20 veces mayor barrera al oxígeno que el PET. De igual forma Mitsubishi Plastics, Inc., desarrolla materiales multicapa a base de Poliamidas. Otro desarrollo es la poliamida amorfa Selar®, que proporciona propiedades de barrera de oxígeno en condiciones húmedas y frías .

• Derivados del Naftalato. Un importante desarrollo en sistemas multicapa son las resinas derivadas del naftalato, de las cuales recientemente, Futura Polyesters Limited of India, presentó al Poli Trimetilen Naftalato PTN y Poli Butilen Naftalato PBN, el resultado es BeerPET, que otorga estabilidad térmica durante la pasteurización de la cerveza y excelente barrera al dióxido de carbono y al oxígeno .

Aditivos • Oxygen scavengers. Estos sistemas se traducen como “atrapadores” de oxígeno .

Se han utilizado comúnmente en botellas contra la oxidación de bebidas sensibles como la cerveza. Uno de estos sistemas lo desarrolló Darex con mejoras del 50% en velocidad de atrapado de O2, otro es por parte de Valspar Corporation, con una familia de resinas llamada ValOR. Ésta actúa como barrera activa y pasiva en el PET, se puede utilizar como parte de un envase multicapa o en mezclas con PET para sistemas monocapa relativamente transparentes .

Actualmente se comercializa en Europa y está en etapa de evaluación en Estados Unidos. Un esfuerzo más es el que hace Amoco, con un copoliéster que devora oxígeno .

• Nanocompuestos. Los nanocompuestos también se pueden mezclar en recubrimientos para envases de PET, Rhenania Coatings GMBH, subsidiaria de Altana Chemie GMBH, utiliza esta tecnología, la cual promete alargar el tiempo de permeación del oxígeno más del 800% en botellas de PET de 0.5L. De acuerdo a Altana, otra ventaja es la oportunidad de incluir absorbedores UV y nanopartículas para incrementar su resistencia al rasgado .

Recubrimientos Otra alternativa es la de utilizar recubrimientos sobre la botella, dotándole de propiedades extras, algunos de los más comunes son a base de aminas epóxicas y óxido de silicio .

• Aminas epóxicas. Empresas como PPG, ofrecen recubrimientos, como el nombrado Bairocade™, hecho a base de epoxiamina, esta resina termofija se aplica en el exterior de la botella con espesores de cerca de 6 micrones, impartiéndole resistencia física y a la humedad, con ventajas de transparencia y brillantez, se puede remover con agentes acuosos, por lo que es factible su reciclaje. Una vez que se aplica el recubrimiento, el envase recibe un tratamiento térmico, para evaporar el solvente orgánico y entrecruzar la película del polímero. Graham Packaging está trabajando con este recubrimiento para desarrollar botellas para jugo .

• Óxido de Silicio. Otro caso es el revestimiento con óxido de silicio generado a partir de siloxanos en estado gaseoso .

El recubrimiento a base de la materia básica del vidrio se aplica internamente en las botellas de PET a través de un tratamiento por plasma, el cual fue desarrollado por parte de Schott HiCotec, con la tecnología Plasma Impulsed Chemical Vapor Deposition (PICVD). Esta tecnología utiliza un proceso de energía pulsante suministrada con microonda, aplicada en vacío regulado en combinación con oxígeno y un gas precursor volátil .

La aplicación del recubrimiento puede ser en línea o como un proceso independiente. Los beneficios de esta tecnología, son la baja temperatura de la superficie del PET, aplicación uniforme y manipulación del grosor de la capa dependiendo de la aplicación .

Una de las compañías que implementaron este sistema es SIG Corpoplast bajo el nombre PLASMAX, otro caso es el de TechBarrier®, que también deposita una película transparente de silica .

• Carbono Un desarrollo más es la máquina de recubrimiento de alta barrera de DCC “HBB 8”, producida en colaboración por Nissei ASB Machine Co. LTD, Mitsubishi Shoji Plastics Corporation y Youtec Co., la cual recubre las botellas con carbono, utilizando una tecnología de deposición de vapor, llamada Carbono Como el Diamante.

El recubrimiento es químicamente estable y no reacciona con álcalis o ácidos, además en cierta forma da resistencia a los rayos ultravioleta .

Por su parte Sidel ofrece dos tecnologías, Actis Lite™ y Actis™, las cuales consisten en la deposición de una fina capa de carbono amorfo hidrogenado en la parte interior de la botella de PET, a grandes rasgos se inyecta acetileno en la botella, posteriormente la energía de microondas provoca que el acetileno alcance el estado de plasma, una vez que la pared se recubre, la botella regresa a la presión atmosférica. En ambos casos, la composición de la capa de carbono es la misma, sólo el tiempo de proceso y por ende el espesor del depósito, difieren de 2.5 a 1.2 segundos, respectivamente .

Algunas ventajas de esta tecnología son aligeramiento de la botella, en el orden de 18% y aumento de más del 150% en la duración del producto. Además, las propiedades de barrera de las botellas ante el O2 aumentan hasta 30 veces y siete veces ante el CO2 .

Otras novedades Varios expertos han delatado que el futuro de los envases para productos frescos está en los materiales activos, los cuales más allá de una simple protección, actúan sobre el producto otorgándole sustancias útiles como antimicrobianos, o absorbiendo el exceso de oxígeno y olores .

Los cambios suceden todos los días, y si bien ya no es tan común encontrar el desarrollo de nuevos polímeros, es cada vez más frecuente encontrar progresos en tecnologías de maquinaria así como en la aparición de nuevas generaciones de aditivos para mejorar la barrera de los envases, particularmente al oxígeno, los cuales buscan la creación del envase perfecto .