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  • Una solución para proteger productos susceptibles a la oxidación

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      Jorge Medina y Jairo Escobar, profesores de Ingeniería Mecánica de Uniandes
11/04/2020

Jorge Medina y Jairo Escobar, profesores de Ingeniería Mecánica, recibieron patente por la creación de una composición absorbente de oxígeno.

La Superintendencia de Industria y Comercio (SIC) otorgó patente de invención a la Universidad de los Andes por la creación de una composición absorbente de oxígeno que comprende una matriz de sílice que encapsula aceite de linaza, metil oleato, metil linoleato, metil linolenato, lecitina de soya y su método para producirla.

Sus creadores son: Jorge Medina y Jairo Escobar, profesores del Departamento de Ingeniería Mecánica (foto); Ángela García, estudiante doctoral; y Jacques Verdu y Bruno Fayolle, profesores e investigadores de la Ecole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers, Paristech, en Paris (Francia).

El invento patentado consiste en una composición absorbente de oxígeno que comprende una matriz de encapsulación porosa de sílice; y un compuesto absorbente de oxígeno seleccionado de aceite de linaza, metil oleato, metil linoleato, metil linolenato o lecitina de soya; en donde el compuesto absorbente de oxígeno se encuentra encapsulado en la matriz porosa de sílice; y en donde la composición se obtiene mediante un proceso definido por una serie de pasos y condiciones específicos que aseguran el efecto otorgado por la composición.

La composición puede ser utilizada en estructuras de empaques que protejan productos susceptibles a la oxidación tales como jugos, quesos, productos cárnicos, café, productos farmacéuticos, entre otros que requieran una baja humedad.

Dentro de las ventajas que tiene la composición, se encuentra que se puede exponer a las temperaturas de trabajo de los polímeros utilizados para las estructuras de empaques sin degradarse prematuramente; inhibe la migración de compuestos indeseados dentro de la misma estructura del empaque y/o hacia el producto empacado y conserva dentro del empaque una cinética de absorción de oxígeno apropiada para la conservación en el tiempo de productos sensibles a la oxidación, además de poder activarse por temperatura o radiación UV.

La invención busca complementar la funcionalidad de los empaques tradicionales para alimentos o productos de farmacia que denominamos de barrera (al oxígeno, a la humedad, al CO2, entre otros) para que la vida en estante de los productos empacados se pueda extender.

En este caso, se trata de un producto que se incorpora al empaque para absorber oxígeno, especialmente el que se encuentra en el espacio de cabeza (aire que queda dentro del empaque después de haber sido cerrado o sellado). De esta manera pasa de ser un empaque pasivo de barrera a ser un empaque activo.

La diferencia con la primera patente otorgada está en el tipo de agente activo empleado -aceite de linaza- y el procedimiento que se desarrolla para protegerlo térmicamente mediante un escudo de sílice. Las temperaturas de degradación de los agentes activos suelen ser inferiores a las temperaturas de procesamiento para elaborar los empaques, razón por la cual se requiere de dicho escudo. Este era el estado del desarrollo hace tres años, cuando se presentó la solicitud de patente, parte del trabajo doctoral de Angela María García y la interacción con los profesores Jacques Verdu y Bruno Fayole en Francia.

La línea de investigación ha madurado en el transcurso de este periodo. Hoy, en asocio con estudiantes de pregrado y de la maestría de Ingeniería Mecánica, Ingeniería Química, y Química, liderados por los profesores Jorge Medina y Felipe Salcedo del Grupo de Materiales y Manufactura CIPP-CIPEM, se ha logrado desarrollar un procedimiento estandarizado para la producción de estos compuestos en escala nanométrica.

Este producto ya ha sido evaluado en matrices de polipropileno y polietileno, materiales frecuentes de empaques. Eso significa, lograr encapsular los agentes activos en sílice en caparazones de tamaños inferiores a 200 nm y poderlos incorporar como aditivos a los materiales base del empaque para que se puedan incluir en las líneas de elaboración de los mismos.

El nuevo producto y su síntesis será motivo de una nueva patente. Entre tanto, los investigadores se encuentran trabajando con los estudiantes de maestría Luis Miguel Chaparro, Andrés Felipe Perez y Juan Felipe Alvarado, en el escalado industrial de este proceso y con Daniel Rozo en el desarrollo de una herramienta numérica de diseño para ajustar las formulaciones, que incluyen el tipo de matriz y la incorporación de nanocápsulas ajustada a las necesidades de los diferentes productos a empacar.

Este caso es un ejemplo palpable de lo que puede ser una investigación realizada con las herramientas tradicionales de la Universidad, que además requiere, en la mayoría de casos, de curvas de aprendizaje semestrales.  La madurez de esta investigación se ha logrado después de 14 años desde que Julie Pauline Merchan hizo su tesis de pregrado en Ingeniería Mecánica.

Esta patente también es el resultado de la participación de un numeroso grupo de estudiantes en proyectos de grado que ha permitido avanzar en el desarrollo de la investigación.  

Por lo pronto, los investigadores están creando un portafolio de tecnologías asociadas a esta invención que permitan ofrecer la atención de necesidades del mercado. Se buscará la transferencia de esta tecnología para que exista un impacto social e industrial.

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