Investigadores de la Universidad Nacional de Salta y el CONICET desarrollaron un método patentado que permite incorporar partículas diminutas de arcilla en materiales de origen biológico. La innovación busca mejorar su resistencia y su capacidad para proteger frente a la humedad y los gases, con aplicaciones potenciales en envases para alimentos, agricultura y productos para el cuidado de la salud.
¿Puede una pequeña cantidad de arcilla ayudar a desarrollar envases más resistentes, películas biodegradables y recubrimientos con mejores propiedades?
La investigación científica demuestra que existe un camino para hacerlo. Desde la Planta Piloto de Alimentos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Salta (UNSa), la ingeniera química y doctora en Ingeniería María Alejandra Bertuzzi y el licenciado en Biotecnología y doctor en Ciencia y Tecnología de los Alimentos Aníbal Marcelo Slavutsky trabajan en el desarrollo de materiales biodegradables y aplicaciones de nanotecnología en biopolímeros.
Una de las innovaciones surgidas de esta línea de trabajo obtuvo una patente de invención argentina, cuyos titulares son la UNSa y el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). El procedimiento permite incorporar montmorillonita, un tipo de arcilla, en materiales elaborados a partir de biopolímeros, sustancias de origen biológico como el almidón, la gelatina y la pectina.
El desafío no consiste simplemente en mezclar ambos componentes. Las partículas de arcilla son extremadamente pequeñas y tienden a agruparse. Cuando esto sucede, se dificulta aprovechar las propiedades que pueden aportar a la estructura del material. Por eso, conseguir que se distribuyan de manera uniforme es una de las claves de esta tecnología.
La clave está en lo que no se ve
Para entender la innovación, alcanza con imaginar qué sucede al mezclar cacao en un vaso de leche: si quedan grumos, la distribución no es homogénea. Con las partículas de arcilla ocurre algo similar. Si se acumulan en determinados sectores, no se aprovecha de la misma manera su potencial para mejorar el material.
La metodología patentada propone un procesamiento en fase líquida, utilizando agua y procedimientos físicos para favorecer la estabilización y la distribución homogénea de las nanopartículas dentro de la matriz del biopolímero. De este modo, busca evitar su aglomeración sin recurrir a solventes orgánicos ni modificar químicamente la arcilla.
¿Por qué es importante? Porque los biopolímeros de origen natural ofrecen una alternativa para desarrollar materiales biodegradables frente a los polímeros sintéticos derivados del petróleo, pero pueden presentar limitaciones en su resistencia mecánica y en su capacidad para actuar como barrera frente a la humedad y los gases.
La incorporación adecuada de nanoarcillas permite reforzar esas propiedades. La distribución homogénea de las partículas es fundamental para aprovechar sus características a escala nanométrica y mejorar el desempeño del material resultante.
De la investigación a las aplicaciones cotidianas
Las posibilidades de esta tecnología abarcan distintos sectores. En la industria agroalimentaria, los materiales nanocompuestos podrían utilizarse para desarrollar envases y películas biodegradables que ayuden a conservar alimentos, regular el intercambio de gases y humedad y prolongar su vida útil. También podrían aplicarse en recubrimientos para frutas, con el objetivo de controlar procesos asociados a su maduración y deterioro.
En agricultura, estos materiales podrían contribuir al desarrollo de recubrimientos protectores para semillas durante su almacenamiento. En el campo de la biomedicina, se proyecta su utilización en películas poliméricas biocompatibles destinadas a apósitos y al tratamiento de heridas, donde las características del material y el control de la humedad pueden resultar relevantes.
La tecnología también abre posibilidades para incorporar agentes bioactivos o antimicrobianos, aunque su eficacia y sus aplicaciones específicas requieren evaluaciones particulares.
Más allá de cada uso potencial, el aporte central del desarrollo está en el método de procesamiento: una forma de combinar componentes de origen biológico con partículas minerales diminutas para obtener materiales con propiedades mejoradas, evitando el uso de solventes orgánicos en el procedimiento patentado.
La innovación es resultado del trabajo científico y tecnológico que se desarrolla en la Universidad Nacional de Salta y el CONICET, donde la investigación de materiales puede vincular el conocimiento de laboratorio con desafíos productivos, ambientales y sanitarios.
Una pequeña cantidad de arcilla, distribuida de manera adecuada, puede cambiar las características de un material. Detrás de esa posibilidad hay un desafío de la ciencia: comprender cómo interactúan sus componentes y transformar ese conocimiento en nuevas soluciones para la sociedad.
Fuente: Patente de invención argentina, solicitud Nº 20130102128, concedida el 30 de junio de 2021. Titulares: Universidad Nacional de Salta y CONICET.
Investigadores: Dra. María Alejandra Bertuzzi, ingeniera química y doctora en Ingeniería, profesora titular de la Facultad de Ingeniería de la UNSa e investigadora independiente del CONICET; Dr. Aníbal Marcelo Slavutsky, licenciado en Biotecnología y doctor en Ciencia y Tecnología de los Alimentos, profesor adjunto de la Facultad de Ingeniería de la UNSa e investigador independiente del CONICET.
Lugar de trabajo: Planta Piloto de Alimentos, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Salta.