Los recipientes para comida para llevar llevan tus fideos favoritos del restaurante a tu mesa (o sofá) sin incidentes, pero son casi imposibles de reciclar cuando están hechos de plástico forrado con papel de aluminio. Se ha publicado una investigación ACS Omega sugiere que reemplazar las capas de plástico con papel podría crear materiales de embalaje más sostenibles. Los investigadores utilizaron demostraciones mecánicas y simulaciones por computadora para identificar diseños de laminados de papel y aluminio que no comprometieran el rendimiento.
Los embalajes protectores, como los contenedores fabricados con laminados de polietileno y aluminio, combinan la resistencia y durabilidad del plástico con las propiedades de bloqueo de la humedad y la luz del papel de aluminio. Si bien estos materiales son eficaces, ha habido un cambio hacia que los consumidores quieran menos plástico y más materiales respetuosos con el medio ambiente en los envases que llegan a sus hogares. Para desarrollar una alternativa de este tipo al embalaje protector sin sacrificar la funcionalidad, Hamed Jarre y sus colegas diseñaron una variedad de laminados de papel y aluminio y compararon su resistencia y durabilidad con las de los embalajes convencionales de polietileno y aluminio.
Primero, el equipo de Zarei desarrolló dos laminados de papel y aluminio:
- Un laminado en la dirección de la máquina (MD) está hecho de aluminio y papel con fibras que corren paralelas a la dirección de carga de la máquina (con la fibra).
- Un laminado en dirección transversal (CD) está hecho de aluminio y fibras de papel que corren perpendicularmente a la dirección de carga de la máquina (contra la fibra).
Luego, los investigadores compararon la resistencia a la tracción de los laminados de papel y aluminio MD y CD con los laminados de polietileno y aluminio estirando muestras de cada material con fuerzas que aumentaban gradualmente en una máquina de laboratorio. También desarrollaron un modelo digital, validado con sus datos de resistencia a la tracción, que podría replicar estas pruebas de estiramiento del laminado y predecir de manera confiable la respuesta del material en diversas condiciones.
En las pruebas de resistencia a la tracción, los laminados de polietileno y aluminio pueden estirarse más sin romperse que ambos laminados de papel y aluminio. Y de los dos materiales que contienen papel, el hecho de papel MD puede estirarse más pero se agrieta a lo largo de la fibra del papel más rápido que el papel CD. Al ejecutar simulaciones de MD, CD y un papel mixto MD/CD en su modelo digital, los investigadores predijeron que una película de aluminio unida a una capa de papel hecha de fibras MD y CD tendría propiedades mecánicas casi idénticas al polietileno convencional. Laminado de aluminio.
Aunque todavía no han desarrollado laminados de papel y aluminio MD/CD en el laboratorio, los investigadores dicen que la investigación proporciona información a los ingenieros de embalaje para desarrollar materiales sostenibles que puedan funcionar tan bien como las alternativas convencionales.
Los autores agradecen la financiación del Fondo de Coordinación y Desarrollo de la Región de Toscana.