Envases sostenibles a partir de plantas de turberas
Redacción Interempresas
11/04/2025Las paludiculturas, como el musgo de turbera, la caña y el alpiste, ya se emplean en la construcción, la alimentación animal y la industria alimentaria. Sin embargo, debido a su bajo contenido en lignina, estas plantas también pueden convertirse en una alternativa sostenible a la madera como materia prima para envases de papel. Investigadores del Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Procesos y Embalaje IVV han demostrado en estudios de viabilidad que las plantas de turbera tienen un gran potencial para la fabricación de cajas plegables, bandejas y otros tipos de envases.
Embalaje sostenible mediante procesos de moldeado de fibras
La madera es el componente principal del papel, pero con el aumento de los precios del mercado y la alta dependencia de las importaciones de madera en Alemania (aproximadamente un 80%), es crucial encontrar materias primas alternativas. Por ello, investigadores del Fraunhofer IVV en Freising y Dresde han analizado el potencial del junco, la juncia y el alpiste para fabricar envases sostenibles dentro del proyecto PALUDI. Este proyecto se desarrolla en el marco de la iniciativa Fraunhofer Biogenic Value Creation and Smart Farming, con el apoyo del Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania (BMBF), el Ministerio de Asuntos Económicos, Desarrollo Regional y Energía de Baviera y el Ministerio de Ciencia, Cultura, Asuntos Federales y Europeos de Mecklemburgo-Pomerania Occidental.
En comparación con la madera, el carrizo se caracteriza por su bajo contenido en lignina. Imagen: Fraunhofer.
Las plantas de turberas analizadas en el proyecto se cultivan en humedales restaurados, en consonancia con la Ley de Restauración de la Naturaleza de la UE aprobada en febrero de 2024. Esta normativa exige la rehumidificación y renaturalización de al menos el 30% de los bosques, praderas y humedales. La paludicultura, que consiste en la agricultura en turberas húmedas con especies vegetales adaptadas, no solo ayuda a conservar estos ecosistemas, sino que también contribuye a la reducción de emisiones de carbono, un aspecto clave para la lucha contra el cambio climático, según explica Fabian Kayatz, líder del proyecto en Fraunhofer IVV.
Menos lignina, menos productos químicos
Las plantas de turbera tienen un contenido en lignina entre un 15% y un 25% menor en comparación con la madera, lo que reduce la necesidad de productos químicos en la fabricación de pasta de papel. En un estudio realizado en la región del pantano de Freisinger Moos, los investigadores encontraron que el contenido de lignina de estas plantas oscilaba entre el 20% y el 23%. Dado que la lignina es el adhesivo natural de las paredes celulares, su menor presencia permite disminuir el uso de ácidos y álcalis en la fabricación de pulpa y mejora la estabilidad de la red de fibras. Además, la pulpa obtenida de estas fibras vegetales presentó mejores propiedades mecánicas que otras alternativas de origen vegetal, como el maíz o el bambú.
Procesos de fabricación más eficientes y sostenibles
Las plantas no leñosas permiten liberar la lignina de manera más sencilla, lo que hace que el proceso de fabricación de pasta de fibra sea menos intensivo en energía. En el proyecto, los investigadores lograron trabajar con temperaturas inferiores a 100 °C, hasta un 45% más bajas que en los métodos convencionales de fabricación de papel a partir de madera. Los ensayos mostraron que hasta un 83% de la lignina podía ser eliminada con el método desarrollado por el Fraunhofer IVV.
Tras la cosecha de las plantas de turbera, la biomasa obtenida podría procesarse a escala industrial en una fábrica de celulosa, donde se transformaría en pulpa. Aunque el proyecto se ha desarrollado a escala de laboratorio, los resultados han sido prometedores: se logró un rendimiento de pulpa de hasta el 53%, comparable con los procesos convencionales.
Embalaje sostenible a partir de plantas de turberas fabricado mediante procesos de moldeado de fibras y embutición profunda. Imagen: Fraunhofer.
Hacia envases innovadores y funcionales
Las pruebas demostraron que los papeles producidos a partir de estas fibras tenían una alta resistencia a la tracción, superior a la de muestras de referencia como las cajas de huevos. Además, la adición de aditivos como el almidón y agentes de encolado mejoró sus propiedades mecánicas e hidrofóbicas. También se verificó que estos papeles eran adecuados para procesos de plegado, encolado e impresión.
Mediante procesos de moldeado de fibras y embutición profunda, los investigadores lograron fabricar frascos y bandejas de papel resistentes sin necesidad de aditivos adicionales. Para ello, diseñaron una planta de laboratorio específica. “Las plantas de turberas tienen un gran potencial para la fabricación de envases innovadores de base biológica, como hemos demostrado con el desarrollo de procesos de producción de pulpa eficientes y sostenibles”, señala Kayatz. “Además, promovemos la conservación de las turberas mediante su rehumidificación y aprovechamiento para la paludicultura”.
Aunque la producción a escala industrial requiere aún optimización, los primeros pasos han sido exitosos. Los investigadores contemplan su aplicación inicial en envases para productos no alimentarios, como cosméticos, embalajes logísticos y material de oficina.
