La industria del packaging alimentario enfrenta un desafío crítico: reducir su dependencia de plásticos derivados del petróleo, que generan contaminación persistente. Pese a los avances en reciclaje, aún faltan materiales que combinen funcionalidad, sustentabilidad y propiedades activas como protección antibacteriana. En este contexto, un equipo de científicas de la Universidad Católica de la Santísima Concepción (UCSC) está desarrollando una solución revolucionaria: envases biodegradables o bio-nanocompuestos a base de celulosa para envases antimicrobianos, termoestables y completamente biodegradables.
El Proyecto: Ciencia aplicada para un problema global en los envases biodegradables
Liderado por la Dra. Carolina Quezada, académica de la Facultad de Ciencias UCSC, el proyecto titulado «Desarrollo de un nuevo material antimicrobiano, biodegradable y térmicamente estable, apto para extrusión y aplicación en packaging» obtuvo financiamiento del concurso FONDEF IDeA I+D 2025.
La investigación propone un material innovador compuesto por polivinilalcohol (PVA), un biopolímero soluble en agua, reciclable y no tóxico, combinado con nanofibras de celulosa (CNFs) obtenidas de residuos agrícolas, que mejoran la resistencia mecánica y las propiedades de barrera del material.
La Dra. Quezada explica el objetivo central del proyecto.
«Queremos reemplazar los plásticos convencionales con un material que, además de biodegradable, active protección antimicrobiana sin necesidad de aditivos químicos».
Esta característica es particularmente importante para alargar la vida útil de los alimentos y reducir el desperdicio alimentario, dos desafíos cruciales para la industria del packaging.
Innovación clave: De la nanocelulosa a pellets extrudibles
Uno de los mayores desafíos técnicos del proyecto radica en crear un material que pueda ser procesado industrialmente. Para ello, el equipo está desarrollando pellets termoestables aptos para extrusión, la técnica comúnmente utilizada para moldear envases en la industria. La Dra. Fabiola Valdebenito, responsable del diseño químico del prototipo, destaca la novedad de este desarrollo: «Actualmente no existen pellets biodegradables en el mercado que combinen estas propiedades integradas en un solo material».
Entre las ventajas competitivas del nuevo material destacan su capacidad de barrera mejorada, que reduce la permeabilidad a gases y humedad protegiendo mejor los alimentos; su termoestabilidad, que permite resistir altas temperaturas durante el procesamiento industrial; y su origen sustentable, al utilizar CNFs derivadas de desechos agrícolas, contribuyendo así a la economía circular.
Equipo multidisciplinario: Sinergia de expertise
El proyecto reúne las capacidades complementarias de tres destacadas investigadoras de la UCSC. La Dra. Carolina Quezada lidera la optimización del material para aplicaciones de packaging. La Dra. Fabiola Valdebenito se encarga del diseño de la formulación química y el escalamiento del proceso. Por su parte, la Dra. Elizabeth Elgueta, especialista en biopolímeros, aporta su experiencia en síntesis sustentable.
La Dra. Elgueta enfatiza el enfoque práctico del proyecto: «Estamos trabajando para que este desarrollo no se quede solo en el ámbito científico, sino que sea escalable y aplicable por la industria». Este enfoque multidisciplinario asegura que el material cumpla tanto con los requisitos técnicos como con las necesidades reales del mercado.
Impacto esperado: Hacia una ley de plásticos más ambiciosa
Chile ha sido pionero en la región al prohibir las bolsas plásticas, pero el packaging alimentario -que representa aproximadamente el 60% de los plásticos de un solo uso- sigue siendo un desafío pendiente tales como los envases biodegradables.
Este proyecto se alinea perfectamente con varios Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU, particularmente con el ODS 12 sobre producción y consumo responsables. Además, al valorizar residuos agrícolas para producir las nanofibras de celulosa, el proyecto contribuye al desarrollo de una economía circular.
El contexto global refuerza la relevancia de esta investigación: según datos de Statista, el mercado de envases sostenibles crecerá hasta alcanzar los 413 mil millones de dólares para 2027. Esto representa una gran oportunidad tanto ambiental como económica para el desarrollo de soluciones innovadoras como la que propone el equipo UCSC.
Próximos pasos: Validación y transferencia tecnológica
Actualmente, el equipo se encuentra avanzando en varias líneas de trabajo clave. Por un lado, están realizando pruebas de eficacia antimicrobiana contra patógenos comunes como E. coli y Salmonella. Paralelamente, están estableciendo colaboraciones con empresas del sector alimentario y de packaging para validar el material en condiciones reales de uso.
La Dra. Quezada hace un llamado a la industria: «Buscamos socios industriales que quieran apostar por innovación sustentable y ser pioneros en la adopción de estas soluciones ambientales». Esta etapa de transferencia tecnológica es crucial para llevar el desarrollo del laboratorio al mercado.
Conclusión: Un paso firme hacia el packaging del futuro
Esta iniciativa no solo posiciona a Chile a la vanguardia del desarrollo de materiales sostenibles, sino que ofrece una solución concreta y aplicable para una industria en plena transición ecológica. Como bien señalan las investigadoras, «el futuro de los envases está en integrar funcionalidad y eco-amigabilidad sin comprometer la calidad». Con este proyecto, la UCSC demuestra cómo la investigación científica de excelencia puede generar soluciones reales a los desafíos ambientales más urgentes de nuestro tiempo.
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