¿Envolver regalos con palomitas?

No es nada original comer palomitas en el cine, pero, ¿y si las usamos para fabricar embalajes biodegradables? ¿O para llenar las cajas de la mudanza y que no se rompes las copas? Quién sabe si algún día acabaremos comiéndonos los envoltorios de los bocadillos o los palitos de las piruletes.

Una caja de cartón es lanzada al vacío desde un duodécimo piso. Dentro, una copa de cristal. Al estrellarse contra el suelo, un grupo de estudiantes observa lo que ha sucedido en el interior de la caja. Para su sorpresa, la copa permanece intacta. No se trata de un truco de magia sino de una cuestión de física: antes de lanzarla, los estudiantes han introducido en la misma caja que la copa de cristal palomitas de maíz, lo que ha permitido que la copa de cristal quedara totalmente aislada y no se rompiera.

El uso de las palomitas de maíz como material amortiguante en el embalaje fue un proyecto propuesto en los premios nacionales Don Bosco de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Zaragoza. Sin duda, se trata de una idea muy interesante que permite sustituir a otros materiales, como el poliestireno expandido. La diferencia es que los materiales usados hasta ahora con esta finalidad eran en su mayoría de origen plástico, es decir, no biodegradables, por lo que podían pasar años en un vertedero sin llegar a desintegrarse por completo, nunca siendo potencialmente peligroso para el medio ambiente. Las palomitas de maíz, sin embargo, son totalmente biodegradables y además, mucho más baratas y aislantes.

A primera vista, las palomitas de maíz y el poliestireno expandido no tienen nada que ver. Sólo si este último se presenta en forma de perlas sueltas sin soldar (cuando lo hacen la forma es como de un corcho de color blanco) pueden tener algún parecido exterior. Sin embargo, el experimento del que hemos hablado al principio del artículo indica que ambos se parecen más de lo que creemos. Observar el proceso de fabricación del poliestireno expandido puede ilustrarnos sobre la relación entre estos dos materiales. Sólo hace falta echarle un poco de imaginación.

Así se fabrica el poliestireno expandido

La fabricación del poliestireno expandido es relativamente sencilla aunque requiere unas instalaciones industriales perfeccionadas. El elemento base es un polímero compuesto por largas cadenas de moléculas de estireno, un hidrocarburo aromático. El estireno se disuelve en algunos líquidos orgánicos, pero no lo hace con facilidad en el agua, por eso, en una primera fase, el poliestireno se dispersa en forma de gotas de agua. El tipo de polimerización utilizado es el de suspensión, que se lleva a cabo en grandes reactores de vidrio o de acero inoxidable. Cuando las concentraciones del polímero se encuentran entre el 30% y el 70% se produce una aglomeración prematura de porciones del polímero semi-sólido, denso y pegajoso. En ese momento los reactores se agitan y agregan agentes de suspensión para evitar que el material quede totalmente pegado en una única masa. El final de esta primera fase de obtención del poliestireno expandido consiste en mezclarlo con agua para enfriarlo y que la aglomeración sea mínima.

En este momento, ya tendremos unas diminutas perlas blancas, mucho más pequeños que los granos de maíz, que se calientan en pre-expansores con vapor de agua a una temperatura de entre 80 y 110 º C. Las perlas son agitadas continuamente haciendo que su volumen se multiplique más de cincuenta veces. Dependiendo de la temperatura y del tiempo de exposición, la densidad del material será mayor o menor. Para finalizar esta segunda fase, los granos ya expandidos se extienden y se secan para después ser transportados a silos de almacenaje.

Durante la etapa de expansión las perlas de poliestireno deben estabilizarse durante al menos 24 horas. En este momento, contienen un 90% de aire y en su interior se ha creado un vacío que se compensa con la penetración de aire por difusión, que les da presión. De este modo alcanzan una mayor densidad que se traduce en más estabilidad mecánica. Por último, las perlas expandidas y estabilizadas se transportan a moldes donde entran en contacto con vapor de agua para soldarse entre sí. Durante la operación se aplican ciclos de calentamiento y enfriamiento hasta conseguir las distintas alternativas de presentación, bien en bloque compacto o con formas diferentes.

El poliestireno expandido también se comercializa directamente en forma de perlas, una opción bastante utilizada en el embalaje y que nos recuerda, ahora todavía más, a las palomitas de maíz.

¿Les sucede lo mismo a las palomitas?

Evidentemente, no. Las palomitas de maíz se convierten en esa especie de espuma seca y crujiente que tanto nos gusta comer por un proceso distinto que implica su explosión. Aunque, por supuesto, ellas también necesitan de calor, agua y presión para explotar y aumentar su volumen al igual que le ocurre al poliestireno expandido.

Cuando los granos de maíz se calientan a una temperatura de algo más de 60ºC el almidón absorbe la humedad contenida en el interior del grano. Como éste continúa calentándose, llega un momento en el que se alcanza la temperatura de ebullición del agua. El revestimiento de grano de maíz es muy resistente, así que la humedad no se escapa, sino que permanece dentro del grano, un espacio en el que la presión va aumentando de forma proporcional a como lo hace la temperatura. Cuando se llega a los 180 º C la presión interna de los granos de maíz es nueve veces superior a la de la atmósfera, y finalmente, la cobertura explota. Debido a las altas temperaturas, la humedad que el almidón había absorbido en el núcleo del grano se evapora rápidamente, y éste queda totalmente seco.

Soja y maíz en el punto de mira

En la actualidad, el poliestireno está considerado como uno de los materiales desechables más contaminantes del planeta. También uno de los más utilizados debido a su ligereza y a su estructura espumada que le confiere mucha resistencia mecánica y a impactos, además de un excelente aislamiento térmico. Se estima que anualmente se producen más de 530.000 toneladas de envases y embalajes de este material que no se recicla y que tampoco se biodegrada. Desde hace algunos años las investigaciones se centran en encontrar sustitutos para este material que tengan unas propiedades físicas semejantes pero que sean biodegradables.

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 Granos de soja

Las palomitas de maíz cumplen prácticamente todos esos requisitos: también son ligeras, son muy resistentes y son capaces de aislar térmicamente. Pero no son los únicos embalajes biodegradables que se conocen. El pasado mes de abril se hizo público que un grupo de investigadores de la Universidad de Córdoba (Argentina) había creado un material biodegradable, antifúngico y antibacteriano ideal para el embalaje de alimentos a base de proteína de soja. El material desarrollado por estos científicos es una bicapa que se presenta en forma de film transparente. La primera capa está se forma a partir de un concentrado de proteínas de soja a la que después añadieron otra compuesta por poliácido láctico, un biomaterial de origen animal que se degrada fácilmente en agua y en óxido de carbono. El políácido láctico se obtiene de almidón del maíz  y puede ser sintetizado por el hombre. Mientras que la capa a base de proteína de soja evita la penetración del oxígeno, minimizando la oxidación y frenando la acción de hongos y bacterias, el poliácido láctico mejora las propiedades mecánicas y la impermeabilidad del film, lo que permite conservar la humedad de los alimentos.