Desarrollan microcápsulas biodegradables a partir de plásticos naturales para productos de limpieza

Innovación en microencapsulación: una alternativa ecológica

La investigación llevada a cabo por la Universitat Rovira i Virgili (URV) presenta una solución más segura para la encapsulación de productos como detergentes, sustituyendo los compuestos tóxicos que tradicionalmente se utilizan en la industria. La técnica de microencapsulación es ampliamente aplicada en diversos sectores, incluyendo el cosmético, alimentario y farmacéutico. Este proceso permite retener un principio activo dentro de un pequeño recipiente hasta su liberación controlada durante su uso.

En el caso específico de los detergentes, esta técnica se usa para encapsular ingredientes como blanqueadores o fragancias, que se liberan gradualmente a través de factores externos como el agua o la presión. Sin embargo, las cápsulas vacías representan un desafío ambiental significativo: son tóxicas, no biodegradables y pueden ser perjudiciales para la salud humana.

Desafíos del uso de microplásticos

Históricamente, estas microcápsulas se han fabricado con polímeros derivados del formaldehído, conocido por sus efectos adversos en la salud. Si estos materiales permanecen en la ropa, pueden entrar en contacto directo con la piel; si son arrastrados por el agua de lavado, terminan en las depuradoras que no pueden filtrarlos adecuadamente. Esto provoca que lleguen a ríos y océanos, integrándose en la cadena alimentaria humana.

Conscientes de esta problemática, organismos reguladores como el Registro de Evaluación y Autorización de Sustancias Químicas de la UE están tomando medidas para restringir el uso de microplásticos. En respuesta a esta situación, los investigadores de la URV están desarrollando alternativas biodegradables y seguras.

Cápsulas biodegradables: alginato y PEGDA

El equipo ha propuesto un diseño innovador: cápsulas de doble capa elaboradas con alginato y PEGDA. El alginato es un polímero natural extraído de algas pardas del Mediterráneo, conocido por su capacidad gelificante y su naturaleza renovable. No obstante, las cápsulas hechas solo con alginato carecen de la resistencia necesaria para soportar las exigencias industriales. Por ello, se incorpora PEGDA, un polímero sintético biocompatible que aporta estabilidad térmica y mecánica.

El proceso de fabricación es más accesible y estéticamente atractivo de lo que podría parecer. Se inicia con una solución acuosa que contiene el principio activo —un tinte azul— junto con alginato y PEGDA. Esta mezcla se introduce en un extrusor mecánico donde es forzada a salir a través de una aguja curva que forma gotas sobre un baño acuoso de cloruro de calcio. Al entrar en este baño, los iones de calcio provocan que las moléculas de alginato gelifiquen formando esferas encapsuladas.

Eficiencia del proceso y pruebas realizadas

Una vez formadas las cápsulas iniciales, el equipo expone el baño a luz ultravioleta durante cinco minutos para inducir la polimerización del PEGDA. Este procedimiento crea una red combinada que mejora significativamente la solidez y cohesión del producto final. Controlando parámetros como presión del émbolo o temperatura, se puede ajustar tanto el tamaño como las propiedades finales de las cápsulas; en este estudio particular, alcanzaron un diámetro superior a medio milímetro.

A fin de evaluar sus características, las cápsulas fueron sometidas a rigurosas pruebas que revelaron resultados prometedores. Un aspecto crucial fue garantizar la estabilidad química; si una sustancia no reacciona completamente durante su síntesis puede convertirse en un riesgo al contacto con la piel. Gracias al uso del PEGDA —superior al PEGDMA— se lograron cápsulas más químicamente estables con menos residuos nocivos.

Puntos destacados sobre resistencia mecánica

Aparte de su estabilidad química mejorada, el PEGDA también contribuyó a aumentar la resistencia mecánica. Las pruebas demostraron que estas cápsulas podían resistir adecuadamente los procesos industriales sin romperse prematuramente gracias a su elasticidad controlada. Según Xavier Montané, investigador coautor del estudio: «Es fundamental encontrar un equilibrio preciso entre estabilidad durante producción y ruptura programada».

Marta Giamberini, otra investigadora involucrada en este proyecto destaca que el método es escalable e industrialmente viable: «El proceso es sencillo y económico; esto lo convierte en una opción atractiva para diversas industrias».

A futuro: nuevas investigaciones sobre biodegradabilidad

A pesar del éxito inicial, el equipo considera esencial continuar perfeccionando este método e investigar más sobre su potencial completo. Una prioridad inmediata será realizar estudios exhaustivos sobre la biodegradabilidad para entender cómo estos compuestos se descomponen bajo diferentes condiciones ambientales.

Además, explorarán combinar alginato con otros polímeros naturales para asegurar una biodegradabilidad total sin comprometer sus propiedades fisicoquímicas. Esta innovación podría beneficiar sectores adicionales como el farmacéutico o alimentario mediante soluciones totalmente libres de plásticos y respetuosas con el medio ambiente.