Los envases compostables. Una puerta de entrada a la economía circular

Los envases compostables Una puerta de entrada a la economía circular José González CLASSPACK

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2021

Los envases compostables Una puerta de entrada a la economía circular José González jose@classpack.info CLASSPACK

Índice 1. Introducción .............................................................................................................................. 1 2. Tendencia en leyes relacionadas al plástico y materiales biodegradables ............................... 1 3. El compostaje ............................................................................................................................ 2 4. Los bioplásticos, los empaques compostables y su degradación ............................................. 3 5. El problema y la solución más allá del empaque ...................................................................... 4 6. Puerta de entrada a la Economía Circular ................................................................................. 6 7. Las aplicaciones que logran mejores sinergias con los empaques compostables .................... 8

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons ReconocimientoNoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)

Los envases compostables. Una puerta de entrada a la economía circular

1. Introducción Según el reporte del Mercado y Tendencias en Empaque para Frutas y Vegetales elaborado por la casa Mordor Intelligence y liberado en enero del 2021, el tamaño del mercado mundial de empaques para frutas y vegetales está valorado en más de 31 billones de dólares y se espera que alcance 37,63 billones de dólares en el 2026.

Existen diferentes causas que generan este rápido crecimiento en donde se incluye la proliferación del número de puntos de venta, la necesidad de garantizar seguridad alimentaria, disminución de contacto, tendencias del mercado de búsqueda de alimentos más saludables, entre otras.

El sector industrial de empaques tiene un importante rol en la producción mundial de plástico ya que alrededor del 35% del plástico producido en el mundo, se utiliza para empaque (Geyer et al, 2017). Esto lo vuelve un sector clave en el cual es necesario trabajar e innovar para disminuir la contaminación ambiental causada por el plástico.

Los empaques compostables se pueden definir de manera preliminar como un tipo de materiales biodegradables que se degradan en condiciones de compostaje mediante procesos biológicos sin dejar residuos físicos o tóxicos para el ambiente. Estos materiales están recibiendo cada vez más atención en segmentos como comidas rápidas, supermercados e inclusive aerolíneas. Empresas como Unilever, Aldi y PepsiCo están incluyendo este tipo de empaques dentro de su estrategia para atacar aplicaciones en donde existen tasas de reciclaje muy bajas.

Los consumidores finales los están demandando cada vez más, sin embargo, existen múltiples interrogantes sobre cómo aprovechar su funcionalidad y cómo disponer correctamente de estos materiales (Kachook, 2021).

Los empaques compostables tienen gran potencial en algunas aplicaciones específicas en donde pueden funcionar para llevar nutrientes y residuos orgánicos al compostaje, con el gran beneficio de poder degradarse en plazos mucho más cortos que un plástico convencional. Evitar que los residuos orgánicos lleguen a vertederos (basureros comunitarios o rellenos sanitarios) es una prioridad mundial actual debido al efecto que tienen estas prácticas en mitigar gases de efecto invernadero y propiciar la captura de carbono (Renshaw, 2021).

La posibilidad de combinar los beneficios del compostaje junto a una correcta selección de bioplásticos se muestra como una alternativa para lograr transformar el modelo tradicional lineal en que se producen y desechan los materiales de empaque. De tal manera, se busca dar los primeros pasos hacia economías circulares y propiciar una transformación en la industria de frutas, vegetales y todo el sistema de empaques tradicionales.

2. Tendencia en leyes relacionadas al plástico y materiales biodegradables Alrededor del mundo se encuentran activos múltiples proyectos gubernamentales, de ONGs o privados destinados a restringir el uso y la proliferación de plásticos. Muchos de estos proyectos, que ya se encuentran vigentes en múltiples regiones o se encuentran en estudio en decenas de otros países, incluyen prohibiciones al plástico de un solo uso, a espumas de poliestireno, a

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materiales no reciclables o con tasas muy bajas de reciclaje y a múltiples derivados del plástico que generalmente terminan en el ambiente (Howard et al, 2019) A partir del primero de enero de 2022, en Francia no se permitirá plástico en una lista de 30 frutas y vegetales, en miras de una estrategia de economía circular y reducción de plástico. En 2023, 2024 y 2026 se irán agregando más prohibiciones en otros productos.

En el caso de España, las restricciones en envases plásticos para frutas y verduras inician en 2023 y se complementan con medidas para impulsar la venta a granel y el agua no embotellada.

Todas estas prohibiciones se mezclan con múltiples incentivos sucediendo alrededor del mundo para financiar y promover la transición hacia economías circulares. En múltiples de estas iniciativas, se contemplan los empaques compostables para frutas y vegetales como una alternativa viable a facilitar la migración del plástico hacia alternativas biodegradables que puedan entrar dentro de una economía circular.

Desde la perspectiva del consumidor, cada día existen más estudios que indican los empaques compostables como un valor agregado para los consumidores.

Uno de estos estudios elaborado por la empresa Resource.co; arroja resultados impresionantes sobre cómo la percepción del consumidor sobre la contaminación ha cambiado desde que la pandemia causada por el COVID -19 ha disparado el consumo de empaques. En este estudio elaborado a consumidores del Reino Unido, un 85% cree que el empaque para alimentos debería ser compostable y más de dos tercios de los encuestados indica que la industria de alimentos debería dirigirse hacia empaques compostables. Un 58% de los consumidores estaría dispuesto a pagar más por este valor agregado (Resource.co, 2020) Otro de estos estudios realizado por la empresa Amcor en consumidores europeos, indica que un 32% percibe los materiales compostables como menos dañinos al ambiente y un 50% compraría un producto en relación con su empaque compostable (Amcor, 2021).

Según el estudio de Tendencias en Salud y Sostenibilidad del 2020 de EcoFocus, un 60% de los consumidores estadounidenses considera los empaques compostables como muy o extremadamente amigables con el ambiente. Evergreen Packaging menciona en un estudio propio que el 71% de los Millenials se siente positivo hacia empresas que solamente utilizan empaques compostables.

3. El compostaje El Manual de Compostaje del Agricultor, elaborado por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO, por sus siglas en inglés) y publicado en 2013, menciona que uno de los mayores problemas ambientales de las explotaciones agrícolas son los residuos orgánicos que se generan en las etapas de los procesos agroalimentarios.

Principalmente debido a desconocimiento o por carecer de herramientas, las prácticas habituales para estos residuos son la quema, enterrarlos o el abandono del material hasta su pudrición.

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El compostaje da la posibilidad de transformar de manera segura los residuos orgánicos en insumos importantes para la producción agrícola. La FAO define como compostaje a “la mezcla de materia orgánica en descomposición en condiciones aeróbicas que se emplea para mejorar la estructura del suelo y proporcionar nutrientes”.

“El compostaje es un proceso biológico, que ocurre en condiciones aeróbicas (presencia de oxígeno). Con la presencia adecuada de humedad y temperatura, se asegura una transformación higiénica de los restos orgánicos en un material homogéneo y asimilable por las plantas.

Es posible interpretar el compostaje como el sumatorio de procesos metabólicos complejos realizados por parte de diferentes microorganismos, que, en presencia de oxígeno, aprovechan el nitrógeno (N) y el carbono (C) presentes para producir su propia biomasa. En este proceso, adicionalmente, los microorganismos generan calor y un sustrato sólido, con menos C y N, pero más estable, que es llamado compost.

Al descomponer el C, el N y toda la materia orgánica inicial, los microorganismos desprenden calor medible a través de las variaciones de temperatura a lo largo del tiempo. Según la temperatura generada durante el proceso, se reconocen tres etapas principales en un compostaje, además de una etapa de maduración de duración variable. Las diferentes fases del compostaje se dividen según la temperatura, en mesófila, termófila y fase de enfriamiento” (FAO, 2013)

4. Los bioplásticos, los empaques compostables y su degradación Los empaques compostables son un tipo específico de material biodegradable que se degradan por procesos biológicos y producen dióxido de carbono, agua y biomasa a una velocidad similar a la degradación regular de desechos orgánicos y sin dejar residuos visibles o tóxicos para el ambiente. La palabra Biodegradable es un concepto más general que se refiere a los materiales degradándose sin un lapso definido y sin indicar condiciones específicas en que sucede. De manera general los empaques compostables se dividen en fibras y en bioplásticos. Ejemplos de fibras son el bambú, bagazo de caña y papel. En el caso de los bioplásticos, se pueden mencionar el PLA, PBS, PHA y PBAT (Kachook, 2021).

Los Bioplásticos son una familia de materiales con diferentes propiedades y aplicaciones. Un bioplástico puede ser proveniente de fuentes renovables, puede ser biodegradable o también puede poseer ambas propiedades al mismo tiempo (European Bioplastics, 2018).

De la Figura 1 se pueden extraer varios datos interesantes como es el caso de que existen polímeros bio basados y que no son biodegradables. Este es el caso del Bio-Polietileno; que proviene de fuentes renovables y su desarrollo tecnológico ha estado motivado en gran parte para diversificar las fuentes de producción de plásticos y disminuir el impacto que tiene la extracción de combustibles fósiles. A pesar de ser sintetizado a partir de biomasa, estos materiales no se degradan por medios naturales (Siracusa y Blanco, 2020).

Un caso contrario se encuentra en el polímero PBAT, que posee cualidades de degradación en ambientes naturales, sin embargo, no proviene de fuentes renovables y en este caso, se sintetiza a partir de compuestos de origen fósil (Jian et al., 2020).

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Figura 1. Caracterización de las fuentes y degradación de algunos polímeros (European Bioplastics, 2018). Lista de abreviaturas: PE: Polietileno; PET: Tereftalato de polietileno; PA: Poliamidas; PTT: Politrimetilen Tereftalato; PLA: Ácido Poliláctico; PHA: Polihidroxialcanoato; PBS: Polibutilen Succinato; Starch Blends: Mezclas de almidones; PP: Polipropileno; PBAT: Polibutilen Adipato – Tereftalato; PCL: Policaprolactona

Consumidores, industriales, marcas, supermercados y productores han presentado confusiones con respecto a si los materiales compostables encajan dentro de sus estrategias de sostenibilidad. Al mismo tiempo, existe información confusa en medios de comunicación sobre los beneficios y aspectos negativos de los empaques compostables. En algunos casos se indica que los empaques compostables son el sustituto ideal para todos los plásticos, lo cual es incorrecto y existen muchos casos en donde no aportan gran valor agregado. En otros casos se indica que este tipo de materiales no se logran degradar correctamente. Esto último, es erróneo siempre y cuando se cumplan las condiciones correctas de degradación y se utilicen materiales certificados. Las empresas trabajando con empaques compostables tienen que trabajar en estudiar y analizar las intersecciones que existen entre desperdicios de alimentos, infraestructura de compostaje y contaminación marina, con el objetivo de sacar máximo provecho de su funcionalidad (Kachook, 2021).

5. El problema y la solución más allá del empaque Una de las principales funciones de los empaques compostables se da cuando se utiliza para capturar y enviar residuos orgánicos a instalaciones de compostaje. Los desechos de alimentos en basureros comunitarios son una fuente importante de metano en el ambiente debido a la fermentación anaerobia de estos desechos una vez que quedan enterrados y sin presencia de oxígeno (Figura 2).

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Figura 2. Emisiones de Metano en USA en función de su fuente (EPA, 2021)

Según la Agencia Estadounidense de Protección Ambiental (EPA), las emisiones de metano causadas en vertederos corresponden al 15% del total de emisiones de este compuesto, que es hasta 25 veces más potente como agente causante del efecto invernadero en comparación del dióxido de carbono.

De tal manera, evitar que los desechos orgánicos vayan a basureros y lograr que sean enviados a instalaciones de compostaje, se presenta como una alternativa con gran potencial de mitigar emisiones de metano. Sobre todo, al tener en cuenta que cerca de la mitad de los desechos causados por el ser humano son biodegradables y tienen el potencial de compostarse.

Es muy común que los empaques que se utilizan en servicios de alimentación contengan desechos y residuos de alimentos que dificultan la separación y reciclaje de estos empaques. En este tipo de aplicaciones, se puede lograr que los empaques compostables se conviertan en un vehículo para lograr enviar estos residuos a instalaciones de compostaje y así evitar el metano que se produce cuando se envían a vertederos. Esta misma sinergia le genera facilidades y conveniencia al consumidor final y a nivel de gestión de residuos, evita contaminantes orgánicos en programas de reciclaje de plásticos convencionales (Kachook, 2021).

Es muy común que los bioplásticos derivados del almidón, como en el caso del PLA (Ácido Poliláctico), encuentren resistencia en algunos mercados debido a que su fabricación puede competir con la suplencia de alimentos mundial.

La Figura 3 muestra el porcentaje de utilización de la tierra estimado para la producción de bioplásticos en 2020 y 2025.

Los datos estimados para el 2025 se obtienen en función a las proyecciones de demanda y crecimiento de bioplásticos y, como claramente se indica, para el 2025 se utilizaría un 0,02% de la tierra arable para esta aplicación lo que lo vuelve prácticamente despreciable, aún y cuando se estiman tasas muy altas de crecimiento para estos materiales.

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Figura 3. Estimación del porcentaje de uso de suelo destinado a la producción de bioplásticos en 2020 y 2025 (European Bioplastics, 2020)

Estos porcentajes se vuelven también despreciables al compararlos con la demanda de tierra que utilizan aplicaciones como la producción de granos para alimentación animal, o con el porcentaje de tierra (28%) que corresponde a la producción de alimentos que más adelante en la cadena se desecha o se pierde. Uno de los datos más interesantes se puede extraer cuando se extrapola que la totalidad de los plásticos flexibles del mundo se podrían realizar a partir de bioplásticos utilizando menos de 2% de la totalidad de la tierra arable del mundo (European Bioplastics, 2020).

Un estudio elaborado en el 2017 ejemplifica cuál sería el impacto en la generación de gases de efecto invernadero a raíz de la producción de plástico, si todo Estados Unidos migrara su producción de plástico a bioplásticos. En la mayoría de los casos, los bioplásticos cuentan con una huella de carbono menor al plástico tradicional y en muchos casos, se pueden producir a partir de desechos agroindustriales. Este artículo indica que se podrían disminuir las emisiones de gases causantes de efecto invernadero provenientes de la producción de plástico un 25% bajo el estatus actual energético. Si se utilizaran fuentes de energía renovables para la producción de estos materiales, la disminución de gases de efecto invernadero en esta industria bajaría entre un 50 y 75% (Posan et al, 2017) Resultados similares se obtienen en otro estudio publicado en el 2011 por el American Institute of Chemical Engineers Environmental Program, en donde se menciona cómo se pueden reducir las emisiones causantes de efecto invernadero al sustituir la producción de plástico tradicional por bioplásticos con menor huella de carbono (Piemonte y Gironi, 2011).

Es clave mencionar que, en varios de los artículos citados y estudiados para la redacción de este documento, se menciona el aumento de la tierra arable para ser utilizada para la fabricación de bioplástico como un reto importante para la humanidad. En la mayoría de los casos, se menciona que la mejor manera de alcanzar esta escalabilidad será a partir de la utilización de desechos de biomasa como materia prima para la fabricación de estos materiales.

6. Puerta de entrada a la Economía Circular La Fundación Ellen Macarthur menciona varios puntos clave que son necesarios en su visión de convertir los plásticos en economías circulares en donde no existe el desperdicio:

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Eliminar el problema de plástico innecesario mediante el rediseño, innovación y nuevos canales Modelos de reutilización se aplican cuando es viable El 100% de los plásticos son reutilizables, reciclables o compostables Todos los empaques plásticos son reutilizados, reciclados o compostados El uso de plástico está totalmente desacoplado de su suplencia a partir de recursos finitos Todos los empaques plásticos están libres de químicos peligrosos; la salud, seguridad y derechos de todas las personas se respetan.

Esta misma organización en su estrategia para la Nueva Economía del Plástico menciona que para aplicaciones específicas, los empaques compostables tienen el potencial de acoplarse a cadenas apropiadas de recolección y gestión, y así lograr devolver nutrientes a la tierra. Ofrece una oportunidad y mecanismo para devolver nutrientes biológicos desde el contenido del empaque (de otra manera se hubiesen perdido estos nutrientes) hacia los suelos en forma de fertilizante. Las bolsas compostables son una aplicación en donde se ha demostrado que tienen el potencial para aumentar la cantidad de residuos de alimentos que logran devolverse a los suelos.

La Figura 4 tiene el objetivo de simplificar de manera didáctica el ciclo potencial que pueden lograr los empaques compostables una vez que logran utilizarse, recolectarse de manera adecuada, degradarse en instalaciones de compostaje y convertirse en nutrientes para la fertilización de suelos. Finalmente, en estos suelos se pueden crecer plantas para posteriormente convertirse nuevamente en materiales de empaque.

Figura 4. Ejemplificación del ciclo de empaques compostables, compostaje y fertilización de plantas (Elaboración propia)

El uso del compost tiene una serie de efectos benéficos en los suelos que incluyen la introducción de bacterias benéficas, la disminución de fertilizantes a base de nitrógeno y la retención de humedad. Uno de los beneficios más interesantes de su uso está asociado al

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aumento de la capacidad de los suelos de secuestrar carbono de la atmósfera. Un estudio elaborado por un equipo de investigación de la Universidad de California en Berkeley encontró aumentos entre un 40% y un 70% de la capacidad de los suelos de secuestrar carbono por un lapso de 3 años cuando se les realizó una única aplicación de compostaje (Ryals y Silver, 2013).

Actualmente, un 36% de la tierra mundial tiene un faltante de materia orgánica y presenta un desgaste importante. Esto podría mitigarse y mejorarse con la utilización del compostaje como enmienda para estas tierras (Platt, 2018).

Tomando en cuenta lo anterior y varios aspectos mencionados en páginas anteriores, lograr economías circulares que involucren sinergias entre empaques compostables, alimentos y compostaje, tiene efectos directos e indirectos que incluyen: -

Mitigar emisiones de metano en rellenos sanitarios Sustituir y, por lo tanto, evitar plástico en el ambiente por cientos de años Facilitar gestión de residuos a consumidores Evitar contaminantes en logística de reciclaje de plásticos convencionales Creación de abono orgánico que colabora en aumentar la calidad y la capacidad de secuestrar carbono en suelos.

7. Las aplicaciones que logran mejores sinergias con los empaques compostables La primera forma de diseñar un empaque compostable para un alimento es entender y analizar si este empaque genera una buena sinergia entre el alimento que contiene y las posibles rutas de gestión final para el empaque y los posibles residuos del alimento. Los empaques compostables no necesariamente funcionan en todo tipo de alimentos y existen otras tecnologías de materiales que pueden tener mejores perfiles de sostenibilidad en algunas aplicaciones.

Los empaques compostables deben utilizarse en aplicaciones en donde ayudan a evitar que residuos de alimentos lleguen a vertederos y fomentan dirigir estos desechos a instalaciones de compostaje. Son sumamente valiosos cuando logran evitar contaminación por residuos orgánicos en ciclos de reciclaje y sustituyen empaques no reciclables o con tasas muy bajas de reciclaje (Kachook, 2021).

La Coalición de Empaques Sostenibles es una organización no gubernamental estadounidense dedicada al uso sostenible de materiales en el planeta. Esta organización plantea el uso de empaques en función de las aplicaciones en donde se puede maximizar su funcionalidad y favorecer el compostaje de residuos (Figura 5).

Una de las aplicaciones en donde tiene más sentido el uso de empaques es en servicios de alimentación, centros comerciales, aeropuertos y comercios en donde la demanda de empaques desechables es muy alta y las instalaciones para la gestión y limpieza de los empaques son limitadas. Se incluyen empaques para ensaladas, sopas, cubiertos, servilletas, etc. Aquí, es muy común que este tipo de empaques terminen su uso recubierto de alimentos, grasa y otros residuos orgánicos. Estos materiales son fuente de contaminación muy común de ciclos de

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reciclaje, sin embargo, en el compostaje se vuelven parte de la materia prima para realizar la composta.

Figura 5. Sugerencia de las mejores aplicaciones para el uso de empaques compostables (Sustainable Packaging Coalition, 2021)

El uso de empaques compostables en estas aplicaciones colabora en llevar todos estos residuos a los contenedores de compostaje y así evitar que terminen en basureros comunitarios.

Adicionalmente, evita que los consumidores tengan que separar y gestionar los residuos, disminuyendo errores y aumentando conveniencia.

Otro de los usos clave y potencial para los empaques compostables son los empaques para alimentos que no son reciclables o con tasas sumamente bajas de reciclaje. Este es el caso de sachets para salsas, bolsas de té, bolsas para café, empaques laminados para chips, etc.

En muchos de estos casos y como pasa con las salsas tipo Kétchup o Mayonesa, los empaques terminan con residuos de materia orgánica que es complicado limpiar y poder colocar dentro de un flujo de reciclaje. Nuevamente, estos residuos de alimentos pueden dirigirse a instalaciones de compostaje y así se evitan emisiones de metano por el hecho de enviar estos residuos a vertederos.

Algo muy similar sucede con las bolsas y materiales de empaque que se utilizan en industria láctea y cárnica. Aquí, se utilizan materiales con tasas muy bajas de reciclaje y posterior al uso del producto, se obtienen residuos orgánicos en el empaque que dificultan su gestión.

Los materiales relacionados al empaque de frutas y vegetales son otro de los sectores en donde se encuentran múltiples oportunidades y beneficios a la hora de hacer la transición de plástico tradicional a compostables. Muchos de los materiales utilizados para comercializar frutas y vegetales tienen tasas muy bajas de reciclaje debido a diferentes factores. Adicional a esto, este tipo de aplicaciones también están relacionadas a mermas y gran cantidad de residuos orgánicos. En esta aplicación los empaques compostables se vuelven un vehículo para lograr enviar todas estas mermas al contenedor de compostaje.

Los empaques biodegradables no hacen una sinergia tan buena cuando se utilizan en aplicaciones que ya tienen tasas altas de reciclaje o reutilización como en el caso de los líquidos.

Para estos usos hay materiales como el vidrio o aluminio, que, con una debida gestión, obtienen mejores eficiencias a nivel de sostenibilidad.

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En el caso de aplicaciones cosméticas, detergentes y químicos, también hay que tener precaución ya que muchos de los residuos en estos empaques pueden actuar en detrimento de las bacterias presentes en el compostaje y, por lo tanto, no se puede sacar el máximo potencial de la sinergia entre materiales y compostaje.

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