Innovación en materiales para la economía circular

Tapones compostables: hacia soluciones de cierre sostenibles y funcionales

Amparo Verdú, responsable de formulación y compounding de Nuevos Materiales Avanzados en Itene y María José Jiménez, jefa de proyectos de Nuevos Materiales Avanzados en Itene

27/05/2025

La búsqueda de soluciones de envase más sostenibles se ha convertido en una prioridad estratégica, impulsada por la presión normativa, la creciente sensibilidad ambiental y la necesidad de adaptar los sistemas productivos a los principios de la economía circular. En este proceso de transformación, los tapones —elemento fundamental en los envases rígidos por su función de cierre, preservación y dosificación— deben conjugar rendimiento técnico con un impacto ambiental mínimo al final de su vida útil.

Tradicionalmente fabricados en poliolefinas como el polipropileno (PP), los tapones destacan por su resistencia mecánica, facilidad de procesado y bajo coste. Si bien su reducido tamaño ha supuesto históricamente una barrera para su correcta separación y reciclado en plantas de tratamiento, esta limitación comienza a resolverse gracias a la implementación obligatoria de sistemas de cierre unidos al envase —especialmente en bebidas— conforme a la normativa europea. No obstante, en muchos otros formatos, sectores o canales de consumo, esta integración no es aún aplicable o efectiva, y persisten retos relacionados con la reciclabilidad real del cierre. En este contexto, se refuerza el interés por alternativas compostables que, además de garantizar la funcionalidad requerida, puedan integrarse en sistemas de valorización orgánica cuando así lo requiera el diseño del envase.

La reciente aprobación del Reglamento de Envases y Residuos de Envases (PPWR) por parte de la Unión Europea refuerza este escenario. Esta normativa establece requisitos de diseño para el reciclado, obliga a que todos los envases sean reciclables a escala industrial a partir de 2030 y, en muchos casos, exige la incorporación de un porcentaje mínimo de contenido reciclado. Además, prevé restricciones al uso de determinados plásticos de un solo uso cuando existan alternativas más sostenibles, e impone requisitos técnicos específicos para los sistemas de cierre, como su integración física con el envase en determinadas categorías de producto o su compatibilidad con el flujo de reciclado global del sistema.

En contextos donde el reciclado mecánico presenta limitaciones o donde el contenido del envase se asocia a residuos orgánicos, como es el caso de productos alimentarios, los materiales compostables certificados según EN 13432 continúan siendo una vía de valorización válida, siempre que existan sistemas de recogida adecuados. En este marco, los sistemas de cierre compostables procesables por inyección moldeo se configuran como una alternativa complementaria dentro de estructuras monomateriales orientadas a la fracción orgánica.

Formulaciones compostables con propiedades avanzadas

Para dar respuesta a este reto, el centro tecnológico Itene ha desarrollado el proyecto ComFuMe (Nuevos materiales COMpostables con nuevas FUncionalidad y propiedades MEjoradas), con financiación del Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) a través de fondos FEDER. El objetivo principal ha sido diseñar materiales compostables que combinen buenas propiedades mecánicas y barrera, idoneidad de procesado y transformación en equipamiento industrial estándar, así como cumplimiento normativo para aplicaciones en envase rígido y flexible.

Las formulaciones desarrolladas se basan en combinaciones de biopolímeros como polihidroxialcanoatos (PHAs), polibutileno succinato (PBS) o polibutileno adipato-co-tereftalato (PBAT), junto con aditivos funcionales tanto orgánicos como inorgánicos. La incorporación de estos aditivos permite mejorar la compatibilidad entre fases, aumentar la resistencia mecánica, reducir la permeabilidad a gases y favorecer el comportamiento reológico durante el procesado. Estas formulaciones se han trabajado mediante técnicas de extrusión convencional y extrusión reactiva. La extrusión convencional permite obtener mezclas físicas tratando de alcanzar un balance entre la mezcla dispersiva, que se centra en obtener un tamaño adecuado de partícula, y la distributiva, enfocada en repartir uniformemente las partículas para optimizar el mezclado. Por su parte, la extrusión reactiva va un paso más allá, utilizando la extrusora como reactor químico en el que se inducen reacciones entre los componentes, favoreciendo la compatibilización in situ. Esta tecnología resulta especialmente eficaz en sistemas multicomponente con diferencias significativas de polaridad o viscosidad.

Uno de los principales retos ha sido alcanzar una buena homogeneidad del sistema. Para ello, se diseñaron configuraciones de husillos específicas para cada formulación, optimizadas mediante simulación, que permitieron ajustar los perfiles de temperatura, velocidad de cizalla y secuencia de mezcla, evitando aglomeraciones, degradaciones térmicas o incompatibilidades reológicas. El resultado ha sido una gama de materiales compostables compatibles con tecnologías industriales convencionales, adaptables tanto a procesos de moldeo por inyección como de extrusión.

Tapones compostables validados en entorno industrial

El desarrollo de tapones compostables mediante moldeo por inyección ha sido una de las líneas principales del proyecto. Las formulaciones fueron inicialmente evaluadas en laboratorio, y posteriormente escaladas y transformadas en planta industrial, sin necesidad de modificar los equipos existentes. En colaboración con la empresa Almuplas, se fabricaron prototipos funcionales de tapones para especias, una aplicación exigente por la necesidad de ciclos de apertura repetidos, conservación de aromas y compatibilidad con productos alimentarios.

Las piezas obtenidas mostraron una excelente procesabilidad, con tiempos de ciclo incluso inferiores a los materiales de referencia. Las propiedades mecánicas alcanzadas incluyen una ductilidad comparable al PP, resistencia a la compresión próxima a los 300 N y superación de más de 5.000 ciclos de apertura sin fatiga ni deformación estructural. En cuanto a comportamiento barrera, se logró una reducción significativa de la permeabilidad al oxígeno y al vapor de agua respecto a las formulaciones base, con mejoras de hasta el 70 % en algunos casos. Las pruebas de migración realizadas conforme al Reglamento (UE) nº 10/2011 confirmaron la aptitud de los materiales para contacto alimentario. Asimismo, los ensayos de compostabilidad, actualmente en curso según la norma EN 13432, muestran una evolución favorable tanto en condiciones industriales como domésticas.

Prototipos de validación de formulaciones de envase rígido compostable.Fuente: Itene.

La evolución de la normativa europea en materia de envases está reconfigurando las exigencias de diseño, funcionalidad y fin de vida de todos los componentes del sistema de envasado. En este nuevo escenario, los tapones compostables procesables por inyección se posicionan como una solución viable y técnicamente madura para determinadas aplicaciones, en especial en contextos de valorización biológica.

Los desarrollos alcanzados en el marco del proyecto ComFuMe demuestran que es posible formular materiales compostables con propiedades a medida, compatibles con tecnologías industriales convencionales y validados para uso alimentario. Su incorporación permite avanzar hacia un modelo de envase más eficiente, seguro y alineado con los principios de la economía circular. Lejos de plantear una sustitución indiscriminada de materiales, estos avances amplían el abanico de soluciones disponibles para rediseñar el envase del futuro con base técnica y criterio ambiental.

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