Dentro del laboratorio de Amazon que podría cambiar la forma en que reciclamos el plástico

Amazon es conocido por sus paquetes. Cajas y sobres con el omnipresente logo de la sonrisa adornan ahora las entradas de todos los barrios de Estados Unidos (EU). Y con la compra de Whole Foods en 2017, la compañía también se convirtió en un actor clave en el sector del envasado de alimentos, envolviendo todo tipo de productos, desde frutas y verduras hasta papas fritas. 

Desde entonces, la cadena se expandió a 535 locales y elevó sus ventas 40%. Esto significa que, todos los días, millones de personas se llevan a casa comida envuelta en plástico de Whole Foods, pero rara vez piensan en el empaque. Pero en el almacén de una zona aún industrial de Seattle, cinco científicos del Laboratorio de Innovación de Materiales Sostenibles de Amazon intentan diseñar un empaque mejor.

Este trabajo tiene dos vertientes. En primer lugar, los investigadores están sometiendo docenas de plásticos de origen biológico a numerosas pruebas en aspectos como la resistencia a la tracción, la resistencia al desgarro y la resistencia del sellado para compararlos con sus homólogos basados ​​en combustibles fósiles. En segundo lugar, están trabajando con varios socios para garantizar que, cuando este envase llegue al mercado, ya cuente con una infraestructura de reciclaje que lo respalde.

“Nuestro objetivo a largo plazo es facilitar la simplicidad y el reciclaje de los plásticos, igual que ocurre con el papel hoy en día”, afirma Alan Jacobsen, director de Ciencias de los Materiales y la Energía del laboratorio. “No hace falta saber si es un 1, 2, 3, 4. Simplemente se tira”.

El intenso enfoque contrasta marcadamente con el consumo excesivo que implica el modelo de negocios de Amazon y las enormes cantidades de basura que distribuye, en particular con el reciente lanzamiento de Haul, donde cada artículo cuesta menos de 20 dólares. Jacobsen, por su parte, dice que sabe que la gente va a comprar productos en “una gama de rangos de precios… Tratamos de averiguar cómo habilitar eso de la manera más sostenible”. Y la compañía dice que tiene la intención de hacer que la investigación y la tecnología estén disponibles más allá de Amazon, lo que significa que si tiene éxito, podría conducir a un cambio fundamental en el empaquetado y el reciclaje en toda la economía.

Los retos del diseño de envases de alimentos para Amazon

El pasado octubre, Amazon anunció que había sustituido todos sus rellenos de plástico por papel, como parte de su compromiso general de reducir el uso de plástico. El papel no solo es más ecológico que el plástico, sino que también tiene tasas de reciclaje mucho más altas —68% en comparación contra 6%—. “Cuando reciclas papel en casa, simplemente lo tiras a la basura y sabes que se reciclará”, afirma Jacobsen. “Como es más fácil de reciclar, se recicla más”.

Pero para algunas aplicaciones, el papel simplemente no es una solución viable. Esto es especialmente cierto para los envases de alimentos, “debido a las propiedades físicas del material”, dice Jacobsen. “A veces, esto se relaciona con la resistencia al desgarro o a la perforación; a veces, con las propiedades de barrera a la humedad o al oxígeno; propiedades que el papel no puede cumplir”.

El envase de alimentos debe mantener las papas fritas crujientes, los pretzels salados y las zanahorias frescas; debe ser lo suficientemente resistente como para que un montón de manzanas no rompan la bolsa, con un sello lo suficientemente fuerte como para que los chícharos congelados no se derramen por el suelo —y que además sea fácil de abrir—. Los alimentos exigen mucho más a su envase que algo como un libro, un lápiz labial o incluso una vajilla. 

La solución por defecto siempre ha sido el plástico. Pero Jacobsen y su equipo están trabajando en un sustituto: los biopoliésteres. Esto significa que el plástico es biodegradable y utiliza materiales biológicos, residuos o contenido reciclado como materia prima —o materia prima utilizada para fabricar el plástico—. 

Pero este embalaje no solo tiene que desarrollarse, probarse y producirse; Amazon también quiere que sea fácilmente reciclable, y ahí es donde la situación se complica aún más. Nuestra infraestructura de reciclaje actual es muy compleja, no distingue bien entre los distintos tipos de plástico, y si se confunde, acaba en la basura. —Porque si se agrupan los distintos tipos de plástico, se degrada toda la paca, lo que implica menos dinero para la planta de reciclaje—.

Jacobsen y su equipo buscan eliminar este problema por completo. Quieren producir biopoliésteres a partir de una mezcla de materias primas —incluyendo diferentes tipos de plástico reciclado— y luego contar con plantas de reciclaje —llamadas “instalaciones de recuperación de materiales” o IRM— capaces de procesarlo todo, separarlo fácilmente y encontrar un destino para estos flujos.

“Pero un nuevo tipo de material no va a funcionar”, dice Jacobsen. “Se necesitará una gama de materiales diferentes. A menudo hay que mezclarlos. Hay que colocarlos en diferentes capas para cumplir con los requisitos de una aplicación específica”. 

Pero la mayoría de las plantas de reciclaje no están preparadas para gestionar este tipo de flujos de residuos mixtos en un solo envase. Por ello, Amazon está trabajando con una red de empresas para rediseñar la infraestructura de reciclaje de plástico y facilitar que sus diseños se conviertan siempre en algo nuevo.

Glaciar: diseñando robots para revisar la basura

Gran parte de la infraestructura de reciclaje en EU se basa en plantas de reciclaje de materiales (MRF). Estos almacenes procesan enormes volúmenes de material reciclable cada día. Sin embargo, durante la clasificación, muchos artículos reciclables se pierden porque las máquinas no los identifican o se mezclan con otros residuos. Esto provoca que toneladas de plástico reciclable terminen en el vertedero o se degraden demasiado para reutilizarse.

Glacier, una empresa con sede en San Francisco en la que Amazon invirtió el otoño pasado, diseñó un robot para eliminar estos problemas. Puede clasificar más de 30 tipos diferentes de materiales, lo que significa que las balas finales son más precisas y se desechan menos artículos. —Una empresa, por ejemplo, incorporó un robot Glacier y descubrió que, como resultado, sus pacas de papel eran 17% más puras—.

“Nuestra sociedad tiende a ver el reciclaje como una buena alternativa a los basureros”, afirma Rebecca Hu-Thrams, una de las cofundadoras. “Pero nosotros consideramos el reciclaje un pilar fundamental de la necesaria transición de la sociedad hacia la fabricación circular. En otras palabras, el reciclaje es, en esencia, una forma de acceder a más materias primas, más materiales para transformar en nuevos productos”.

Hu-Thrams habló de un cliente del Medio Oeste que instaló una cámara con IA en la “línea de última oportunidad”, donde aún pueden rescatar materiales reciclables. Descubrieron que dos tercios de su pérdida eran botellas de bebidas y, al identificar la causa, lograron corregirlo.

“En el lapso de un par de semanas o menos, ahora están en camino de rescatar 15 millones más de estas botellas de pet cada año que habrían terminado en vertederos”, dice Areeb Malik, el otro cofundador de Glacier.

Amazon planea instalar uno de estos sistemas robóticos en su laboratorio el próximo mes. El objetivo es que, a medida que desarrollan nuevos biopoliésteres, compuestos por una mezcla de materiales, puedan entrenar simultáneamente el sistema para que los reconozca y los marque como reciclables, evitando así que se confundan y piensen que pertenecen a la basura.

“Queremos asegurarnos de que, una vez que los materiales estén en el mercado, estos sistemas los identifiquen de inmediato”, afirma John Shane, ingeniero principal de materiales que trabajó en el laboratorio de Amazon durante tres años. “Aquí podremos generar conjuntos de datos que compartiremos con Glacier y que ellos luego podrán compartir con sus clientes”. A medida que esta información se transmita a las empresas, idealmente podrán diseñar embalajes más fáciles de reciclar —y mejor identificados por el robot—.

Esta es una gran prioridad para Amazon, que planea compartir lo aprendido en el desarrollo de su biopoliéster. “No queremos ser dueños de la propiedad intelectual y quedárnosla para nosotros”, afirma Jacobsen. “Queremos que todos tengan acceso; no tenemos ninguna motivación económica”.

EsterCycle: diseño de productos químicos para descomponer los plásticos

Aunque la tecnología de Glacier logre identificar más plástico reciclable, la infraestructura de reciclaje actual sigue sin poder transformarlo eficientemente en nuevos productos.

Y ese es el problema que EsterCycle intenta resolver. La startup con sede en Denver surgió del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) el pasado agosto, tras completar un exitoso proyecto con Amazon sobre reciclaje de residuos mixtos. Julia Curley, investigadora postdoctoral del NREL, trabajó en el proyecto; ahora es la fundadora de EsterCycle y su única empleada a tiempo completo. 

Curley enfatiza que EsterCycle no busca revolucionar los procesos de reciclaje tradicionales, sino desarrollar uno completamente nuevo. El objetivo es integrar el sistema actual, transformando lo que las plantas de reciclaje de residuos (MRF) consideran plástico contaminado y de baja calidad en materiales que permitan fabricar nuevos productos.

Nuestro sistema actual básicamente recoge paquetes de plástico similar, los tritura, los lava y los funde, y luego los convierte en algo nuevo. Es un proceso mecánico. 

EsterCycle, por otro lado, trabaja en el reciclaje químico. “Los plásticos están hechos de largas cadenas de moléculas llamadas polímeros”, explica Curley. “Y lo que estamos haciendo es dividir esa cadena en sus componentes individuales, como si desarmáramos una gran cadena de Legos. Y luego podemos rehacerlos en nuevos plásticos”. 

Algunos grupos ambientalistas critican el reciclaje químico a gran escala, calificándolo de quimera de las grandes petroleras, aunque la mayor parte de la investigación en este campo hasta ahora se centra únicamente en plásticos derivados de combustibles fósiles.

Esto será especialmente relevante para los plásticos compostables, que se utilizan comúnmente en envases de alimentos. Aunque este tipo de plástico representaba solo 1% en 2024, se espera que su presencia aumente. Sin embargo, la infraestructura actual no está preparada para reciclarlo.

Curley advierte que demasiada cantidad en una paca reduce su calidad y baja el precio que las plantas de reciclaje pueden solicitar. Por otro lado, los compostadores comerciales a menudo tampoco lo aceptan, debido a problemas de contaminación o porque dudan de su descomposición.

EsterCycle ahora utiliza muchos de estos plásticos compostables como materia prima para demostrar lo bien que funciona su proceso químico al descomponerlos y hacerlos utilizables para la cadena de suministro. 

A medida que EsterCycle descompone este tipo de plásticos, los componentes básicos resultantes pueden venderse a cualquier fabricante. “La idea es que puedan incorporarse directamente a la fabricación existente, lo que significa que el proceso no tiene que cambiar en absoluto”, afirma Curley.

Novamont: diseñando envases para reciclar

Novamont, una empresa italiana, ha trabajado en productos biodegradables y compostables desde su fundación en 1990. Es el tipo de empresa que podría aprovechar estos nuevos materiales. Su Mater-Bi, utilizado en bolsas de compra y embalajes, originalmente se producía con poliésteres de combustibles fósiles. Sin embargo, la empresa ha estado mejorando la fórmula para aumentar el contenido renovable.

Si bien EsterCycle aún no les envía su materia prima, la idea es que en última instancia, Novamont y empresas similares puedan incorporar sin problemas esos biopoliésteres a sus productos. 

Mientras tanto, Amazon y Novamont están probando bolsas de plástico de origen biológico para la compra en las tiendas Amazon Fresh de Valencia, España. “Fue una excelente aplicación cuando se usaba papel y no cumplía con los requisitos”, afirma Jacobsen. Las bolsas se guardaban en el frigorífico antes de entregarlas a los clientes y, debido a la humedad, se deshacían al sacarlas. El cambio a las bolsas de plástico ha “mejorado la situación para quienes las reparten y ha mejorado en general”.

En EU, Jacobsen y su equipo han estado probando bolsas para frutas y verduras hechas de biopoliésteres en algunos establecimientos de Whole Foods y en tiendas Amazon Fresh del área de Seattle. Allí, cuentan con códigos QR donde los clientes pueden dar su opinión sobre las bolsas.

El laboratorio de Amazon recopila esa retroalimentación, la comparte con Novamont y luego siguen modificando el diseño hasta que se acerca más a lo deseado. “Descubrimos que la lechuga se marchitaba más rápido en las primeras bolsas”, dice Jacobsen. “¿Es el fin del mundo? Probablemente no, pero para algunos clientes, no es ideal”. Los investigadores usarían la retroalimentación para analizar y ajustar la barrera de humedad en las bolsas.

Una vez utilizadas estas bolsas, el objetivo es reintroducirlas en el flujo de reciclaje. Para ello, Novamont también está realizando pruebas con uno de los modelos de IA de Glacier para garantizar que las bolsas se clasifiquen correctamente al llegar a un MRF. Y, por supuesto, lo ideal es que EsterCycle pueda descomponer químicamente las bolsas para reintroducirlas en el sistema de producción de Novamont.

Amazon quiere diseñar un mejor sistema de reciclaje, sin importar quién esté en la Casa Blanca

Muchos de estos desarrollos aún están a años de ser ampliamente utilizados en el mercado. Esto parece agravarse por el hecho de que la administración Trump se muestra abiertamente hostil hacia cualquier cosa que beneficie al medio ambiente y está recortando fondos y personal en instituciones de investigación de todo el país. —La semana pasada, 114 personas fueron despedidas del NREL como parte de los recortes masivos al Departamento de Energía—.

Jacobsen reconoce que es un período de espera. Aunque su financiación no depende del gobierno, colaboran con laboratorios estatales para acelerar el progreso y esperan seguir haciéndolo en los próximos cuatro años.

El equipo de Glacier, por su parte, se muestra cautamente optimista sobre lo que Trump significa para su negocio. “El reciclaje en la industria de residuos en general tiende a ser extremadamente bipartidista”, afirma Hu-Thrams de Glacier. “Ya sea que se considere el reciclaje desde la perspectiva de la mitigación de la crisis climática, o desde la perspectiva de la deslocalización, el desarrollo de la fuerza laboral y la creación de empleo, hay muchas razones por las que mejorar la infraestructura y la eficiencia del reciclaje es algo realmente positivo para nuestra sociedad”. 

Gran parte de este trabajo ocurre a nivel estatal y local, lejos de la retórica y decisiones improvisadas de Trump. Jacobsen ve oportunidades en ciudades como Seattle, San Francisco y Denver.

Las innovaciones del equipo de Jacobsen buscan eliminar combustibles fósiles, pero contrastan con la enorme presencia de Amazon en el comercio digital estadounidense. Pero nuestra adicción al consumo —y el compromiso de Amazon de satisfacerla— significa que es improbable que este ciclo termine pronto. Asegurarse de que no esté envuelto en plástico fabricado con combustibles fósiles es crucial. Y si logran transformar los envases de alimentos, las implicaciones van mucho más allá de lo que comemos.