Revista de Investigación y Liderazgo Vol. 3 (Num. 3)(Julio–Septiembre 2026) ISSN 3151-8532
Investigación multidisciplinaria para nuevos contextos
Recibido: 15/07/2026 Aceptado: 10/08/2026 Publicado: 13/09/2026
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50
DOI: https://doi.org/10.63618/omd/revinvlid/v3/n3/55
Bioempaques y materiales biodegradables en la
industria alimentaria.
Biopackaging and biodegradable materials in the food industry.
Herrera-Sánchez, Daniela Jaqueline
1
.
1
Universidad UTE; Ecuador; https://orcid.org/0009-0005-3667-8395; daniela.herrera@ute.edu.ec.
Cita: Herrera-Sánchez, D. J. (2026). Bioempaques y materiales biodegradables en la industria
alimentaria. Revista De Investigación Y Liderazgo, 3(3), 50-
66. https://doi.org/10.63618/omd/revinvlid/v3/n3/55
Resumen
La generación de residuos plásticos y las limitaciones de la gestión posconsumo intensificaron la necesidad
de alternativas de envasado sostenibles para la industria alimentaria de Ecuador y Latinoamérica. El estudio
tuvo como objetivo analizar el potencial de los bioempaques y materiales biodegradables, considerando sus
propiedades, aplicaciones, desempeño técnico, impacto ambiental, viabilidad económica y condiciones de
incorporación industrial. Se desarrolló una investigación cualitativa, documental, no experimental,
transversal y exploratoria, basada en literatura científica, informes técnicos, normativa y datos sectoriales
publicados entre 2020 y 2025. Los resultados mostraron un predominio de películas y recubrimientos
elaborados con almidón, celulosa, quitosano, proteínas, ácido poliláctico y polihidroxialcanoatos, junto con
avances en flexibilidad, barrera y biodegradación. No obstante, se identificaron costos superiores a los
polímeros convencionales, sensibilidad a la humedad, restricciones de escalabilidad y limitada
infraestructura de separación y tratamiento. La evidencia indicó que la sostenibilidad no depende
únicamente del origen biológico del material, sino de su capacidad para conservar el alimento y ajustarse
al contexto territorial. Se concluyó que su adopción requiere integrar desempeño funcional, viabilidad
económica, aprovechamiento agroindustrial y gestión posconsumo, mediante una relación sistémica entre
alimento, empaque y territorio (Ghasemlou et al., 2024).
Palabras clave: bioempaques; biopolímeros; biodegradabilidad; industria alimentaria; economía circular.
Abstract
The generation of plastic waste and the limitations of post-consumption management intensified the need
for sustainable packaging alternatives for the food industry in Ecuador and Latin America. The study aimed
to analyze the potential of bio-packaging and biodegradable materials, considering their properties,
applications, technical performance, environmental impact, economic viability, and conditions for industrial
incorporation. A qualitative, documentary, non-experimental, cross-sectional, and exploratory research was
developed, based on scientific literature, technical reports, regulations, and sectoral data published between
2020 and 2025. The results showed a predominance of films and coatings made with starch, cellulose,
chitosan, proteins, polylactic acid, and polyhydroxyalkanoates, along with advances in flexibility, barrier
properties, and biodegradation. However, higher costs compared to conventional polymers, sensitivity to
moisture, scalability restrictions, and limited separation and treatment infrastructure were identified. The
evidence indicated that sustainability does not solely depend on the biological origin of the material, but on
its ability to preserve food and adapt to the territorial context. It was concluded that its adoption requires
integrating functional performance, economic viability, agro-industrial utilization, and post-consumption
management, thru a systemic relationship between food, packaging, and territory (Ghasemlou et al., 2024).
Keywords: biopackaging; biopolymers; biodegradability; food industry; circular economy.
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1. Introducción
La transformación de los sistemas de envasado constituye una prioridad para la
ingeniería de alimentos, porque el empaque protege la inocuidad, prolonga la vida útil y
facilita la distribución, pero también genera residuos de corta permanencia en uso. En
2019 se producen globalmente 353 millones de toneladas de residuos plásticos; el 40
% procede de envases y apenas el 9 % se recicla efectivamente (Organización para la
Cooperación y el Desarrollo Económicos [OCDE], 2022). Esta problemática adquiere
particular importancia en América Latina y en Ecuador, donde la gestión posconsumo
presenta limitaciones técnicas, institucionales y territoriales. El país recolecta
aproximadamente 4,98 millones de toneladas de residuos urbanos al año, de las cuales
el 11,4 % corresponde a plásticos y solo el 14,8 % se recoge mediante sistemas de
separación diferenciada (Lazo et al., 2024). En consecuencia, la unidad de análisis
comprende películas, recubrimientos, bandejas y recipientes biodegradables aplicables
a alimentos frescos y procesados en el contexto ecuatoriano.
La relevancia del problema aumenta cuando la función ambiental del empaque se
relaciona con la conservación del alimento, pues una sustitución técnicamente
inadecuada puede acelerar el deterioro microbiológico, oxidativo o físico. Durante 2022
se desperdician 1.050 millones de toneladas de alimentos, equivalentes a 132 kg por
habitante y al 19 % de los alimentos disponibles para los consumidores; además, esta
pérdida representa más de 1.000 millones de comidas diarias (Programa de las
Naciones Unidas para el Medio Ambiente [PNUMA], 2024). El desperdicio alimentario
contribuye entre el 8 % y el 10 % de las emisiones mundiales de gases de efecto
invernadero, por lo que reducir únicamente la masa del empaque no garantiza un
balance ambiental favorable. En la industria ecuatoriana, esta tensión involucra
productos perecederos, cadenas de exportación y alimentos procesados que requieren
barreras específicas frente al oxígeno, la humedad y la contaminación. Por ello, no
abordar simultáneamente la funcionalidad del bioempaque y su fin de vida puede
trasladar el impacto desde los residuos plásticos hacia mayores pérdidas económicas,
sanitarias y alimentarias (Kan & Miller, 2022).
El desarrollo tecnológico ofrece alternativas basadas en almidón, celulosa, quitosano,
proteínas, ácido poliláctico y polihidroxialcanoatos, además de biocompuestos
elaborados con residuos de banano, yuca, cereales y otros subproductos
agroindustriales (Shaikh et al., 2021; Wang et al., 2022). La capacidad mundial de
producción de bioplásticos alcanza aproximadamente 2,47 millones de toneladas en
2024 y se proyecta en 5,73 millones para 2029; el sector de envases concentra el 45 %
de la capacidad actual, equivalente a 1,12 millones de toneladas (European Bioplastics,
2024). Esta expansión muestra una oportunidad para América Latina, cuya
disponibilidad de biomasa permite valorizar residuos y disminuir la dependencia de
materias primas fósiles. A escala regional, la fabricación experimental de láminas con
cáscara de plátano demuestra que estos residuos pueden combinarse con almidón y
plastificantes para producir estructuras moldeables y biodegradables (Lora et al., 2022).
Sin embargo, la disponibilidad de materias primas no asegura por sí misma estabilidad,
inocuidad ni competitividad industrial.
La evidencia disponible, sin embargo, no presenta resultados uniformes respecto de la
superioridad ambiental y funcional de los materiales biodegradables. Los biopolímeros
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hidrofílicos suelen mostrar elevada permeabilidad al vapor de agua, sensibilidad a la
humedad y menor resistencia térmica, mientras que la incorporación de nanopartículas,
plastificantes o agentes reticulantes puede modificar la migración química y el
comportamiento de degradación (Atta et al., 2022; Negrete-Bolagay & Guerrero, 2024).
Un análisis de ciclo de vida aplicado a 30 alimentos determina que el empaque plástico
representa menos del 10 % de las emisiones totales en 23 productos, lo que evidencia
que reemplazarlo sin preservar el alimento puede incrementar el impacto global (Kan &
Miller, 2022). A ello se suma que ciertos bioplásticos presentan costos de producción
hasta 10 veces superiores a los plásticos convencionales, especialmente cuando
operan con volúmenes reducidos (Ghasemlou et al., 2024). Estas inconsistencias
revelan que biodegradabilidad, origen biológico y sostenibilidad no son conceptos
equivalentes y deben verificarse bajo condiciones reales de uso y disposición.
La brecha regional se vuelve más visible porque gran parte de la investigación se
concentra en formulaciones de laboratorio y evalúa por separado resistencia mecánica,
barrera, biodegradación o actividad antimicrobiana, sin integrar costos, inocuidad,
aceptación del consumidor e infraestructura de tratamiento (Dirpan et al., 2023). En
Ecuador, únicamente alrededor del 33 % de los gobiernos municipales aplica algún
tratamiento a los residuos orgánicos y se estima que 50.000 personas participan en
actividades informales de recuperación, circunstancias que condicionan el destino
efectivo de los envases compostables (Lazo et al., 2024). Tampoco se dispone de
suficientes comparaciones locales entre materias primas agroindustriales, condiciones
climáticas, requerimientos de los alimentos y capacidad de procesamiento empresarial.
En contraste, un estudio internacional con 529 consumidores registra que el 96,8 %
prefiere botellas de origen biológico y acepta pagar hasta un 40 % adicional, aunque
sus resultados no se generalizan automáticamente al mercado ecuatoriano (Zwicker et
al., 2023). El vacío importa porque las decisiones empresariales pueden basarse en
atributos ambientales percibidos y no en desempeño comprobado durante todo el ciclo
de vida.
La convergencia entre presión ambiental, disponibilidad de residuos agroindustriales y
necesidad de conservar alimentos justifica un análisis que combine cuatro dimensiones:
desempeño técnico, inocuidad, viabilidad económica y gestión posconsumo. La
disponibilidad de literatura científica publicada entre 2021 y 2025, registros oficiales,
normas de contacto alimentario y datos sectoriales permite desarrollar el estudio
mediante procedimientos documentales reproducibles, sin intervenir sobre personas ni
utilizar información sensible (Ghasemlou et al., 2024; Negrete-Bolagay & Guerrero,
2024). El objetivo general consiste en analizar el potencial de los bioempaques y
materiales biodegradables para su aplicación sostenible en la industria alimentaria de
Ecuador y América Latina. De este propósito se derivan tres objetivos específicos:
describir las propiedades y aplicaciones de los principales biopolímeros; comparar su
desempeño técnico, ambiental y económico frente a materiales convencionales; y
determinar las barreras y oportunidades que condicionan su incorporación industrial. La
trazabilidad de las fuentes, la diferenciación entre datos experimentales y proyecciones
comerciales, y la declaración de limitaciones fortalecen la integridad metodológica del
análisis.
La contribución esperada se sitúa en la integración de variables que habitualmente se
examinan de manera fragmentada, mediante una matriz comparativa que articula cinco
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criterios: origen de la materia prima, propiedades de barrera, seguridad alimentaria,
costo y alternativa de fin de vida. Esta perspectiva permite relacionar el 11,4 % de
residuos plásticos presentes en la corriente urbana ecuatoriana con el aprovechamiento
potencial de biomasa residual, sin asumir que todo material biobasado es biodegradable
ni que toda biodegradación ocurre en condiciones ambientales abiertas (Lazo et al.,
2024; Ghasemlou et al., 2024). La originalidad del trabajo reside en trasladar la discusión
desde la sustitución aislada del plástico hacia el diseño integral alimento–empaque–
territorio. De este modo, el análisis aporta criterios verificables para seleccionar
materiales según el tipo de alimento, la vida útil requerida y la infraestructura disponible.
La propuesta fortalece tanto la investigación en ingeniería de alimentos como la toma
de decisiones empresariales y públicas orientada a una bioeconomía circular
latinoamericana (Atta et al., 2022).
2. Materiales y Métodos
El estudio se desarrolló mediante una orientación cualitativa, debido a que buscó
interpretar críticamente las características, aplicaciones, limitaciones y posibilidades de
los bioempaques en la industria alimentaria, antes que calcular efectos agregados o
establecer relaciones estadísticas. La revisión se centró en comprender cómo la
literatura vinculó la composición de los materiales biodegradables con su desempeño
tecnológico, inocuidad, degradación y viabilidad industrial. Este abordaje permitió
integrar resultados experimentales heterogéneos, marcos regulatorios y análisis
técnicos desde la perspectiva de la ingeniería de alimentos. La interpretación se dirigió
al cumplimiento de los objetivos de describir los materiales disponibles, comparar sus
propiedades e identificar barreras para su adopción en Ecuador y Latinoamérica. La
elección cualitativa resultó coherente con estudios de alcance destinados a mapear
conceptos, tendencias y vacíos de conocimiento en campos emergentes (Peters et al.,
2020).
La lógica del trabajo se organizó mediante un diseño no experimental y transversal,
puesto que las variables relacionadas con las propiedades de los bioempaques no
fueron manipuladas y la evidencia se examinó conforme se encontraba publicada hasta
el cierre documental. El componente transversal representó una fotografía analítica del
conocimiento disponible entre enero de 2020 y diciembre de 2025, sin efectuar
seguimiento longitudinal de tecnologías, empresas o materiales específicos. La
investigación fue documental porque utilizó artículos científicos, revisiones, normas,
informes técnicos y disposiciones regulatorias como fuentes de información. El
razonamiento deductivo orientó las categorías iniciales desde los objetivos, mientras
que la inducción permitió incorporar temas emergentes identificados durante la lectura.
A su vez, el procedimiento analítico descompuso la información técnica y posteriormente
la integró mediante comparaciones interpretativas (Page et al., 2021; Braun & Clarke,
2021).
El alcance se estableció como exploratorio, dado que se pretendió reconocer el estado
de desarrollo de un campo tecnológico todavía caracterizado por diversidad de materias
primas, métodos de fabricación, condiciones de biodegradación y escalas de
producción. La población documental estuvo constituida por publicaciones sobre
películas, recubrimientos, bandejas, envases rígidos y otros sistemas elaborados total
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o parcialmente con polímeros biodegradables o materias primas biobasadas aplicables
a alimentos. La unidad de análisis correspondió a cada documento que aportó
resultados técnicos, ambientales, económicos, regulatorios o de aplicación industrial
verificables. Se priorizaron investigaciones realizadas en Ecuador y Latinoamérica,
aunque se incorporaron estudios internacionales cuando proporcionaron parámetros
comparables o tecnologías potencialmente transferibles. El marco ecuatoriano se
complementó con la Ley Orgánica de Economía Circular Inclusiva, debido a su relación
con la valorización de recursos y la gestión sostenible de materiales (Asamblea Nacional
del Ecuador, 2021).
La búsqueda documental se efectuó en Scopus, Web of Science, ScienceDirect,
PubMed, SciELO y Google Scholar, con el propósito de combinar bases
multidisciplinarias, literatura especializada en alimentos y producción científica
latinoamericana. Se utilizaron descriptores en español e inglés, entre ellos
“bioempaques”, “envases biodegradables”, “biopolímeros”, “empaque alimentario”,
“biodegradable food packaging”, “bio-based packaging”, “edible films”, “active
packaging” y “agro-industrial waste”. Los términos se articularon mediante los
operadores booleanos AND y OR, incorporando combinaciones relacionadas con
Ecuador, Latin America, food industry, barrier properties, biodegradation, safety, cost y
scalability. También se realizó búsqueda retrospectiva en las referencias de los estudios
seleccionados para localizar publicaciones relevantes no recuperadas inicialmente. La
estrategia y el registro de las fases se organizaron de acuerdo con recomendaciones de
transparencia de PRISMA 2020 y con la guía JBI para revisiones de alcance (Page et
al., 2021; Peters et al., 2020).
Los criterios de inclusión consideraron documentos publicados entre 2020 y 2025,
escritos en español, inglés o portugués y disponibles en texto completo, siempre que
analizaran materiales biodegradables o biobasados destinados al contacto, protección
o conservación de alimentos. Se admitieron estudios experimentales, revisiones
científicas, análisis de ciclo de vida, investigaciones de viabilidad industrial, documentos
regulatorios e informes institucionales con autoría y procedencia identificables. Se
excluyeron registros duplicados, trabajos sin acceso al contenido completo,
publicaciones sin aplicación alimentaria, documentos exclusivamente promocionales y
estudios que emplearan el término “ecológico” sin describir la composición o el
comportamiento del material. La selección se efectuó primero mediante títulos y
resúmenes y, posteriormente, mediante lectura integral, registrándose los motivos de
exclusión para conservar la trazabilidad. Este procedimiento evitó fijar anticipadamente
una muestra estadística, porque el corpus se conformó intencionalmente con
documentos pertinentes y no con participantes humanos (Page et al., 2021; Dirpan et
al., 2023).
La información se extrajo mediante una matriz estructurada que incluyó autor, año, país,
materia prima, tipo de polímero, proceso de obtención, alimento de aplicación, escala
experimental y principal resultado. También se registraron propiedades mecánicas,
térmicas y de barrera; comportamiento frente a humedad y gases; biodegradabilidad;
inocuidad; actividad antioxidante o antimicrobiana; costo estimado; escalabilidad y
alternativa de disposición final. El contenido se codificó y agrupó mediante análisis
temático, siguiendo procesos de familiarización, generación de códigos, construcción de
temas, revisión de categorías e interpretación reflexiva. Las categorías deductivas
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correspondieron al desempeño tecnológico, ambiental y económico, mientras que las
inductivas surgieron de patrones recurrentes, contradicciones y vacíos observados en
los documentos. Finalmente, se compararon los resultados latinoamericanos con la
evidencia internacional, sin convertir diferencias metodológicas en equivalencias
directas (Braun & Clarke, 2021; Shaikh et al., 2021).
La consistencia del análisis se fortaleció mediante triangulación de artículos
experimentales, revisiones recientes, documentos jurídicos e informes técnicos, además
de la comprobación de autoría, año, revista y DOI cuando estuvo disponible. Se
distinguió entre materiales biobasados, biodegradables, compostables y comestibles
para evitar que términos conceptualmente diferentes fueran utilizados como sinónimos,
y las conclusiones se formularon atendiendo a las condiciones declaradas en cada
estudio. La heterogeneidad de formulaciones, métodos de ensayo y entornos de
degradación impidió realizar metaanálisis o generalizaciones causales, por lo que los
resultados se interpretaron como tendencias y oportunidades de investigación. Como el
trabajo utilizó únicamente información pública y no involucró personas, muestras
biológicas ni datos personales, no requirió consentimiento informado; no obstante, se
respetaron la integridad de las fuentes y la atribución académica. La trazabilidad
documental y la exposición de limitaciones contribuyeron al rigor y reproducibilidad del
proceso (Peters et al., 2020; Ghasemlou et al., 2024).
3. Resultados
Caracterización de los bioempaques y materiales biodegradables aplicados a
alimentos
El propósito de este subapartado fue caracterizar los materiales biodegradables
identificados según su origen, composición y modalidad de aplicación alimentaria. La
evidencia documental agrupó los materiales en polisacáridos naturales (almidón,
celulosa, quitosano, pectina y alginato), proteínas como gelatina y caseína, y poliésteres
biodegradables, principalmente ácido poliláctico, polihidroxialcanoatos, succinato de
polibutileno y adipato-co-tereftalato de polibutileno. Los formatos registrados
comprendieron películas flexibles, recubrimientos comestibles, bandejas, recipientes
rígidos, espumas y estructuras multicapa. Las películas y los recubrimientos
concentraron la mayor diversidad de formulaciones, debido a la incorporación de
plastificantes, fibras, extractos vegetales y compuestos activos. La caracterización
mostró, por tanto, un predominio de sistemas flexibles elaborados con materias primas
renovables y subproductos agroalimentarios (Dirpan et al., 2023; Versino et al., 2023).
El análisis bibliométrico incorporado en la revisión confirmó la mayor presencia de
materiales polisacarídicos dentro de la investigación sobre películas biodegradables. El
almidón registró 56 ocurrencias entre las palabras clave analizadas, seguido de la
gelatina con 32, la pectina con 8 y el alginato de sodio con 5; además, el término
biopolímeros alcanzó 24 ocurrencias, mientras que polisacáridos y proteínas registraron
12 y 7, respectivamente. La categoría de envases activos presentó 53 ocurrencias,
dentro de las cuales los componentes antimicrobianos aparecieron 20 veces, los
antioxidantes 17 y los aceites esenciales 18. En cuanto a la caracterización funcional,
las propiedades mecánicas reunieron 28 ocurrencias, las propiedades de barrera 14, la
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permeabilidad al vapor de agua 11, la resistencia a la tracción 6 y la permeabilidad al
oxígeno 5. Paralelamente, la actividad antioxidante y la actividad antimicrobiana
registraron 23 y 15 ocurrencias, lo que evidenció la integración recurrente de funciones
protectoras adicionales (Dirpan et al., 2023).
La caracterización industrial mostró que la capacidad mundial de producción de
bioplásticos alcanzó 2,47 millones de toneladas en 2024, de las cuales el 56,3 %
correspondió a materiales biodegradables, equivalente a aproximadamente 1,39
millones de toneladas. Dentro de esta estructura, el ácido poliláctico representó el 37,1
% de la capacidad total, los compuestos que contenían almidón alcanzaron el 5,7 %, los
polihidroxialcanoatos el 4,1 % y la celulosa regenerada el 3,3 %. El segmento general
de envases concentró el 45 % del mercado de bioplásticos, con aproximadamente 1,12
millones de toneladas de capacidad productiva. Los envases flexibles reunieron 694.000
toneladas, equivalentes al 61,9 % de la capacidad destinada a envases, mientras que
los rígidos alcanzaron 426.700 toneladas y representaron el 38,1 %. Estos datos
mostraron que la aplicación en películas, envolturas y otras estructuras flexibles
mantuvo la mayor participación industrial dentro del segmento analizado (European
Bioplastics, 2024).
La valorización de residuos agroindustriales apareció principalmente en formulaciones
obtenidas a partir de cáscaras, fibras vegetales y residuos ricos en almidón o celulosa.
En el contexto latinoamericano, se obtuvieron recipientes y láminas biodegradables de
coloración marrón mediante la combinación de cáscara de plátano, almidón de maíz,
glicerina y ácido acético, lo que confirmó la presencia regional de procesos basados en
biomasa residual (Lora et al., 2022). En una caracterización experimental posterior, las
películas elaboradas con fibra lignocelulósica de cáscara de plátano alcanzaron una
resistencia a la tracción máxima de 31,3 MPa y una vida media de degradación
comprendida entre 15,26 y 20,72 días. Estas películas perdieron más del 50 % de su
masa durante tres semanas y superaron el 90 % de biodegradación en 30 días bajo una
humedad del suelo del 21 % (Hoque & Janaswamy, 2024). En síntesis, los hallazgos
caracterizaron un conjunto dominado por películas polisacarídicas y biocompuestos
agroindustriales, acompañado por el liderazgo productivo del ácido poliláctico y la
creciente incorporación de propiedades activas (Dirpan et al., 2023; Hoque &
Janaswamy, 2024).
Desempeño técnico, ambiental y económico de los materiales biodegradables
El análisis tuvo como propósito describir el comportamiento funcional, el impacto
ambiental y las condiciones económicas reportadas para los materiales biodegradables
empleados en envases alimentarios. Los resultados mostraron variaciones asociadas
con la composición polimérica, la proporción de aditivos y las condiciones de ensayo,
sin que se identificara un desempeño uniforme para todas las formulaciones. En los
sistemas de ácido poliláctico y policaprolactona, el PLA registró una resistencia a la
tracción de 60 MPa, mientras que la PCL alcanzó 14 MPa. La incorporación de 15 % y
30 % de PCL redujo la resistencia del PLA en 7,3 y 17,7 MPa, respectivamente, aunque
incrementó la elongación a la rotura aproximadamente en 60 %. En materiales de PHBV,
la adición de 0,04 % en peso de nanopartículas de plata disminuyó en 56 % la
permeabilidad al oxígeno frente a la matriz sin modificar (Moraczewski et al., 2025;
Atarés et al., 2024).
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La integración de los indicadores permitió identificar que las mejoras en flexibilidad,
barrera o biodegradación estuvieron acompañadas por modificaciones en la resistencia
mecánica, los costos de producción o las exigencias de procesamiento. Como se
observa en la Tabla 1, los resultados técnicos correspondieron a formulaciones y
métodos experimentales específicos, mientras que los indicadores ambientales y
económicos procedieron de evaluaciones de ciclo de vida, estimaciones productivas y
datos sectoriales. Por esta razón, no se calcularon medias generales, desviaciones
estándar combinadas, intervalos de confianza ni valores p entre materiales, debido a
que las unidades funcionales, espesores, temperaturas y condiciones de humedad no
fueron equivalentes. La evidencia ambiental también presentó diferencias en los límites
del sistema y en los métodos de evaluación utilizados. En consecuencia, los valores se
conservaron en las unidades y monedas informadas por cada fuente para evitar
equivalencias no sustentadas (Fonseca et al., 2023; Atarés et al., 2024).
Tabla 1
Indicadores técnicos, ambientales y económicos reportados para materiales
biodegradables y bioempaques
Dimensión
Material, sistema o
muestra
Indicador evaluado
Resultado reportado
Técnica:
resistencia
PLA y PCL
Resistencia a la tracción
PLA: 60 MPa; PCL: 14 MPa
Técnica:
formulación
Mezclas PLA/PCL
Cambio en resistencia y
elongación
15 % de PCL: reducción de 7,3 MPa; 30
% de PCL: reducción de 17,7 MPa;
elongación: aumento aproximado de 60 %
Técnica:
barrera
PHBV con 0,04 % de
nanopartículas de
plata
Permeabilidad al
oxígeno
Reducción de 56 % respecto del PHBV
sin modificar
Ambiental
Ciclo de vida de 30
alimentos
Participación del
empaque en las
emisiones totales
Menos del 10 % en 23 de 30 alimentos,
equivalente al 76,7 % de los casos
Económica
Producción de PHBV
Costo estimado de
producción
€2,82/kg; US$6,29/kg; US$2,05/kg en una
simulación de 1.890 t/año
Económica
Producción de PHA
Estructura de costos
Materia prima: más del 40 % del costo
operativo anual; recuperación y
purificación: más del 50 % del costo total
Industrial
Mercado mundial de
bioplásticos en 2024
Capacidad y utilización
productiva
Capacidad: 2,47 millones de toneladas;
producción: 1,44 millones; utilización: 58
%
Industrial
Segmento de envases
en 2024
Participación en la
capacidad mundial
1,12 millones de toneladas, equivalentes
al 45 %
Nota. PLA = ácido poliláctico; PCL = policaprolactona; PHA = polihidroxialcanoatos; PHBV =
poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato). El porcentaje de 76,7 % se calculó a partir de 23/30
alimentos. Los valores no representaron promedios combinados, sino resultados independientes
conservados según las condiciones de cada estudio (Moraczewski et al., 2025; Atarés et al.,
2024; Kan & Miller, 2022; European Bioplastics, 2024).
La dimensión ambiental mostró que el empaque no concentró la mayor proporción de
emisiones en la mayoría de los productos examinados. En 23 de los 30 alimentos
evaluados, equivalentes al 76,7 %, los envases plásticos representaron menos del 10
% de las emisiones totales del ciclo de vida; no obstante, se registraron diferencias entre
productos líquidos, sólidos y categorías alimentarias. De manera complementaria, una
revisión de 81 evaluaciones de ciclo de vida de productos de PLA encontró que 20
estudios se publicaron en 2021, 10 en 2020 y 9 en 2022, proporciones equivalentes al
24,7 %, 12,3 % y 11,1 %, respectivamente. El programa SimaPro se utilizó en el 52 %
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de esas evaluaciones, mientras que ReCiPe constituyó el método de impacto más
frecuente, con una participación del 24 %. La heterogeneidad de unidades funcionales,
límites del sistema y escenarios de disposición final impidió obtener un indicador
ambiental agregado aplicable a todos los bioempaques (Kan & Miller, 2022; Fonseca et
al., 2023).
Los resultados económicos mostraron una diferencia amplia entre los costos estimados
de PHBV y los valores informados para el polipropileno convencional. La producción de
PHBV se estimó en €2,82/kg cuando utilizó lactosa de suero, en US$6,29/kg mediante
fermentación alimentada con recursos renovables y en US$2,05/kg bajo una capacidad
simulada de 1.890 toneladas anuales; en contraste, el polipropileno se situó en €1,00/kg
o en menos de US$1,00/kg. Dentro de la estructura productiva de los PHA, las materias
primas representaron más del 40 % del costo operativo anual, mientras que la
recuperación y purificación superaron el 50 % del costo total. En el plano industrial, la
capacidad mundial de bioplásticos llegó a 2,47 millones de toneladas en 2024, aunque
la producción efectiva alcanzó 1,44 millones, equivalente a una utilización del 58 %; los
envases reunieron 1,12 millones de toneladas y el 45 % del mercado. En síntesis, el
hallazgo central mostró avances cuantificables en resistencia, flexibilidad y propiedades
de barrera, junto con resultados ambientales condicionados por el ciclo de vida y costos
productivos superiores a los de los polímeros convencionales (Atarés et al., 2024;
European Bioplastics, 2024).
Barreras y oportunidades para la incorporación industrial en Ecuador y
Latinoamérica
El análisis tuvo como propósito identificar las condiciones que limitaron o favorecieron
la incorporación industrial de bioempaques en el sector alimentario ecuatoriano y
latinoamericano. Las barreras se concentraron en cuatro dimensiones: desempeño
técnico, costo de producción, infraestructura posconsumo y aceptación comercial. En
Ecuador se recolectaron, durante 2024, aproximadamente 14.193,5 toneladas diarias
de residuos sólidos, de las cuales el 77,1 % se gestionó sin diferenciación y únicamente
el 22,9 % mediante recolección diferenciada. Además, solo el 27,1 % de los 221
gobiernos municipales declaró haber iniciado o mantenido procesos de separación en
la fuente. Respecto de la disposición final, el 59,7 % de los municipios utilizó rellenos
sanitarios, el 24,4 % recurrió a celdas emergentes y el 15,8 % depositó los residuos en
botaderos, resultados que delimitaron la capacidad disponible para manejar materiales
compostables o biodegradables después de su consumo (Instituto Nacional de
Estadística y Censos [INEC], 2025b).
La dimensión económica presentó diferencias considerables entre las rutas productivas
examinadas. El costo estimado del PHBV fue de €2,82/kg cuando se produjo a partir de
lactosa de suero, de US$6,29/kg en procesos fermentativos con recursos renovables y
de US$2,05/kg en una simulación industrial con capacidad de 1.890 toneladas anuales.
Dentro de la estructura de costos de los polihidroxialcanoatos, las materias primas
representaron más del 40 % del gasto operativo anual, mientras que las fases de
recuperación y purificación superaron el 50 % del costo total. Los valores no se
promediaron porque correspondieron a monedas, escalas, sustratos y configuraciones
tecnológicas diferentes. Junto con esta variabilidad económica, la evidencia registró
sensibilidad a la humedad, menor estabilidad térmica en determinadas formulaciones y
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necesidad de modificar las propiedades mecánicas y de barrera antes de alcanzar una
producción comercial continua (Atarés et al., 2024; Ghasemlou et al., 2024).
Las oportunidades relacionadas con la disponibilidad de materias primas se localizaron
principalmente en las cadenas agroindustriales de la Costa ecuatoriana. En 2024, la
producción nacional de banano alcanzó 7,5 millones de toneladas y aumentó 5,6 %
respecto de 2023; además, Los Ríos, Guayas y El Oro concentraron el 87,1 % de la
superficie cosechada. La producción de caña de azúcar llegó a 6,3 millones de
toneladas, con un crecimiento interanual de 2,0 %, mientras que la palma africana
alcanzó 2,6 millones y aumentó 29,4 %. También se registraron 1,9 millones de
toneladas de arroz y 1,1 millones de toneladas de maíz duro seco, con variaciones de
18,8 % y −15,4 %, respectivamente. Estos volúmenes identificaron cadenas con
disponibilidad potencial de cáscaras, fibras, bagazos y fracciones amiláceas; sin
embargo, no se calcularon cantidades efectivas de residuos, porque los registros
oficiales informaron producción agrícola y no coeficientes de aprovechamiento para
bioempaques (INEC, 2025a).
La aceptación del mercado apareció como una oportunidad diferenciada frente a las
restricciones productivas y logísticas. En un estudio experimental con 529 participantes,
el 96,8 % seleccionó botellas de plástico biobasado frente a alternativas de origen fósil,
y la muestra manifestó una disposición general a pagar un precio superior por el
producto biobasado. Este resultado aportó un indicador cuantitativo de preferencia,
aunque no correspondió a una muestra ecuatoriana o latinoamericana y, por tanto, se
conservó como evidencia externa de comportamiento del consumidor. En conjunto, los
hallazgos mostraron que las barreras se concentraron en el costo, la escalabilidad, la
estabilidad funcional y la limitada separación posconsumo, mientras que las
oportunidades se asociaron con el volumen agroindustrial disponible y la preferencia por
envases de origen renovable. El patrón central describió una disponibilidad material y
comercial favorable que todavía coexistió con capacidades insuficientes de
transformación industrial y gestión diferenciada de residuos (Zwicker et al., 2023;
Ghasemlou et al., 2024).
4. Discusión
El estudio analiza el potencial de los bioempaques y materiales biodegradables para su
aplicación sostenible en la industria alimentaria ecuatoriana y latinoamericana, y los
hallazgos sugieren que su incorporación depende de la interacción entre funcionalidad,
costo y condiciones territoriales de gestión. El predominio de películas polisacarídicas,
sistemas flexibles y formulaciones activas indica que la innovación se concentra en
materiales capaces de combinar protección alimentaria con aprovechamiento de
recursos renovables. Sin embargo, el liderazgo productivo del ácido poliláctico y la
participación del 45 % de los envases en la capacidad mundial de bioplásticos muestran
que la expansión comercial no se distribuye de manera homogénea entre todas las
tecnologías. Esta tendencia coincide con Dirpan et al. (2023) y Versino et al. (2023),
quienes identifican una mayor diversidad de desarrollos en películas y recubrimientos
que en estructuras rígidas de escala industrial. Por tanto, el potencial regional no reside
únicamente en sustituir polímeros fósiles, sino en seleccionar soluciones compatibles
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con el alimento, la vida útil y el sistema posconsumo disponible (European Bioplastics,
2024).
La comparación técnica revela que las mejoras funcionales se acompañan de
compensaciones que impiden considerar a los materiales biodegradables como
sustitutos universales. La reducción del 56 % en la permeabilidad al oxígeno del PHBV
modificado y el incremento aproximado del 60 % en la elongación de mezclas PLA/PCL
muestran que los aditivos y las combinaciones poliméricas pueden corregir limitaciones
específicas, aunque también disminuyen la resistencia mecánica o modifican las
condiciones de degradación (Atarés et al., 2024; Moraczewski et al., 2025). Estos
resultados convergen con Negrete-Bolagay y Guerrero (2024), quienes sostienen que
el procesamiento, la humedad y la formulación determinan el desempeño final, pero
divergen de interpretaciones que equiparan automáticamente biodegradabilidad con
superioridad ambiental. En efecto, el hecho de que el empaque represente menos del
10 % de las emisiones en 23 de 30 alimentos examinados indica que una sustitución
que reduzca la conservación podría aumentar el impacto total del sistema alimentario
(Kan & Miller, 2022). En consecuencia, la evaluación ambiental requiere integrar la
protección del producto, la unidad funcional y el escenario real de disposición, tal como
advierte la heterogeneidad identificada en los análisis de ciclo de vida de PLA (Fonseca
et al., 2023).
La dimensión económica y territorial refuerza esta interpretación, porque los costos
estimados del PHBV (entre US$2,05/kg y US$6,29/kg, según la ruta productiva)
permanecen por encima de los valores reportados para polímeros convencionales,
mientras las materias primas y la recuperación concentran proporciones sustanciales
del gasto (Atarés et al., 2024). No obstante, la elevada producción ecuatoriana de
banano, caña de azúcar, palma, arroz y maíz señala una base potencial para valorizar
cáscaras, bagazos, fibras y fracciones amiláceas, en concordancia con las experiencias
de cáscara de plátano descritas por Lora et al. (2022) y Hoque y Janaswamy (2024).
Esta oportunidad debe interpretarse con cautela, porque los volúmenes agrícolas no
equivalen directamente a residuos técnicamente recuperables ni garantizan pureza,
continuidad o costos competitivos. Además, la baja separación en la fuente y el
predominio de la recolección no diferenciada limitan el beneficio de materiales
compostables cuando su destino final no asegura condiciones controladas de
degradación (INEC, 2025b). Desde una perspectiva práctica, los hallazgos respaldan un
modelo de adopción gradual que vincula materia prima local, requerimientos del
alimento, capacidad empresarial y gestión municipal, antes que una sustitución
generalizada basada únicamente en atributos ambientales percibidos (Ghasemlou et al.,
2024).
Las interpretaciones están condicionadas por el carácter documental, exploratorio y
transversal del estudio, así como por la diversidad de formulaciones, espesores,
métodos de ensayo, monedas, escalas productivas y límites de ciclo de vida presentes
en las fuentes. Estas diferencias impiden calcular efectos combinados, establecer
relaciones causales o generalizar la preferencia observada en 529 consumidores (de
los cuales el 96,8 % eligió una alternativa biobasada) al mercado ecuatoriano sin
evidencia local adicional (Zwicker et al., 2023). Futuras investigaciones deberían
comparar formulaciones obtenidas de residuos agroindustriales ecuatorianos bajo
condiciones estandarizadas, medir migración e inocuidad, evaluar vida útil en alimentos
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concretos y estimar costos mediante plantas piloto y análisis de ciclo de vida
territorializados. También resulta necesario examinar la aceptación del consumidor, la
disposición a pagar y la biodegradación en rellenos sanitarios, compostaje industrial y
ambientes abiertos, evitando asumir equivalencias entre materiales biobasados,
biodegradables y compostables (Ghasemlou et al., 2024; Negrete-Bolagay & Guerrero,
2024). Así, la contribución central del estudio consiste en integrar desempeño técnico,
impacto ambiental, viabilidad económica e infraestructura posconsumo, atendiendo la
brecha regional que mantiene estas dimensiones separadas y desplazando el análisis
hacia una relación sistémica entre alimento, empaque y territorio.
5. Conclusiones
Los resultados permiten concluir que los bioempaques y materiales biodegradables
presentan un potencial relevante para la industria alimentaria de Ecuador y
Latinoamérica, aunque su sostenibilidad depende de condiciones técnicas, económicas
y territoriales específicas. El predominio de películas flexibles, recubrimientos y
formulaciones activas evidencia una trayectoria tecnológica orientada a combinar
conservación alimentaria y aprovechamiento de recursos renovables. La participación
de los envases en el 45 % de la capacidad mundial de bioplásticos confirma su
importancia industrial, pero no demuestra que todas las soluciones disponibles sean
funcional o ambientalmente superiores. En consecuencia, la adopción debe considerar
el alimento protegido, la vida útil requerida y el tratamiento pos consumo disponible.
Esto permite sostener que la sustitución del plástico convencional requiere una
evaluación integral y no únicamente la comprobación del origen biológico del material.
La integración de los objetivos específicos evidencia que los materiales analizados
abarcan polisacáridos, proteínas y poliésteres biodegradables con aplicaciones y
comportamientos diferenciados. Las modificaciones de las matrices mejoran
determinadas propiedades de barrera, flexibilidad o actividad protectora, pero también
pueden reducir la resistencia, alterar la degradación o incrementar las exigencias de
procesamiento. En el ámbito económico, los costos estimados del PHBV, comprendidos
entre US$2,05/kg y US$6,29/kg según la ruta productiva, limitan su competitividad frente
a los polímeros convencionales. A ello se suma que el 77,1 % de los residuos sólidos
ecuatorianos se gestiona sin diferenciación, lo cual restringe el aprovechamiento
ambiental de envases comportables. En conjunto, los hallazgos evidencian que la
disponibilidad de biomasa agroindustrial constituye una oportunidad real, pero todavía
coexiste con barreras de costo, escalabilidad, estabilidad funcional e infraestructura pos
consumo.
El aporte principal del estudio radica en integrar dimensiones que suelen evaluarse de
manera fragmentada: origen de la materia prima, propiedades tecnológicas, inocuidad,
impacto ambiental, costo y alternativa de disposición final. Esta articulación amplía el
análisis desde el material aislado hacia la relación alimento (empaque–territorio, lo cual
ofrece una base conceptual más adecuada para la ingeniería de alimentos y la toma de
decisiones industriales. En el plano profesional, los resultados permiten orientar la
selección de materiales de acuerdo con las necesidades reales de conservación y
distribución, antes que con atributos ambientales genéricos. En el ámbito institucional,
se observa la necesidad de coordinar innovación productiva, regulación, separación en
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la fuente y valorización de residuos agroindustriales. De este modo, la investigación
contribuye a delimitar criterios verificables para avanzar hacia sistemas de envasado
compatibles con una bioeconomía circular regional.
Las aplicaciones industriales deberían avanzar de forma gradual mediante ensayos
piloto que comparen formulaciones elaboradas con residuos agroindustriales
ecuatorianos bajo condiciones estandarizadas. También se recomienda evaluar
resistencia, permeabilidad, migración, inocuidad, vida útil y biodegradación en alimentos
concretos, junto con estimaciones económicas ajustadas a escalas productivas locales.
Los estudios posteriores podrían incorporar análisis de ciclo de vida territorializados,
escenarios de compostaje y disposición final, además de mediciones de aceptación y
disposición a pagar en consumidores latinoamericanos. Estas líneas permitirían
determinar qué alternativas conservan adecuadamente los alimentos y generan
beneficios ambientales verificables dentro de la infraestructura disponible. La
contribución central del estudio consiste, por tanto, en establecer que el potencial de los
bioempaques depende de la convergencia entre desempeño funcional, viabilidad
económica y gestión posconsumo, aspecto que responde a la brecha identificada en el
problema investigado.
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https://doi.org/10.1016/j.spc.2022.10.021
CONFLICTO DE INTERESES
“Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses”.
