Hace tiempo, los colores llamativos eran el único aspecto que se tenía en cuenta a la hora de crear pinturas y tintes nuevos, algo que tenía consecuencias desastrosas, ya que las formulaciones a base de arsénico y plomo provocaban enfermedades y muertes en las fábricas y en los hogares. Por imprudente que parezca, es cierto que los fabricantes no siempre han tenido en cuenta el impacto de sus sustancias químicas en las personas y el medio ambiente. De hecho, hoy en día todavía vemos retiradas de juguetes por el uso de pinturas con niveles peligrosos de plomo.
En 2007 se introdujo el Reglamento REACH (registro, evaluación, autorización y restricción de las sustancias y mezclas químicas) de la UE cuyo objeto es proteger la salud humana y ambiental contra los riesgos que puedan plantear los productos químicos. El Reglamento REACH ha formalizado los procedimientos de recopilación y evaluación de información sobre las propiedades y los peligros de las sustancias, lo que supone un primer paso importante para mejorar la seguridad de los consumidores y de los trabajadores.
Gracias a los datos recabados por medio de REACH, se han revelado peligrosos efectos secundarios de muchas sustancias que antes se consideraban seguras. La reclasificación de las sustancias se ha acelerado y continuará. El conjunto de datos recopilados está aumentando y se están analizando las sustancias tanto en contextos domésticos como industriales, incluso las sustancias y los pigmentos que son fundamentales para la producción de tintas de impresión coloridas.
Las exigencias de reformulación se han convertido en una realidad diaria para los desarrolladores de tintas, que se esfuerzan constantemente por eliminar las sustancias nocivas —en especial las que se han reclasificado como carcinógenas, mutágenas y tóxicas para la reproducción— de las formulaciones de tintas, tal como se requiere en las normas de la EuPIA.
Natasha Jeremic, Ink Development Manager de Domino Printing Sciences, analiza el modo en que el nuevo marco de la Comisión Europea en materia de seguridad y sostenibilidad desde el diseño podría permitir a los desarrolladores de tintas anticiparse a las reclasificaciones y, de la mano de la digitalización, acelerar los ciclos de desarrollo de tintas más seguras.
La seguridad y sostenibilidad desde el diseño
En octubre de 2020, la Comisión Europea publicó su Estrategia de Sostenibilidad para las Sustancias Químicas como parte del objetivo de contaminación cero de la UE y de un compromiso esencial del Pacto Verde Europeo. Esta estrategia pretende proteger mejor a la ciudadanía y al medio ambiente, además de impulsar la innovación para que las sustancias químicas sean seguras y sostenibles.
El marco de Safe and Sustainable by Design (SSbD) se basa en esta estrategia. Este enfoque, que aún no es obligatorio, tiene por objeto orientar el proceso de innovación para las sustancias químicas y los materiales en todos los sectores, con el fin de proteger la salud humana y el medio ambiente mediante la fabricación de productos más seguros y más sostenibles.
Además, el marco SSbD promueve la innovación en el desarrollo de alternativas a las sustancias peligrosas, un aspecto crucial. Entonces, ¿qué repercusión tiene para los desarrolladores y fabricantes de tintas y los usuarios finales?
Adaptar la formulación de tintas de impresión a los principios de SSbD
La adopción de los principios de SSbD permite a los desarrolladores y fabricantes de tintas prever y mitigar el posible impacto de la reformulación y cumplir las normativas de sostenibilidad en constante evolución.
Los fabricantes, para lograr una visión integral de todos los procesos que conllevan la formulación, la fabricación y el uso de tintas de impresión comerciales, no deben limitarse a sus procesos internos, sino que han de examinar las consecuencias en las etapas anteriores (el abastecimiento de las materias primas) y en las etapas posteriores (la eliminación y el reciclado tras el uso). Es importante tener una idea de conjunto durante todo el ciclo de vida para garantizar que las mejoras en determinados aspectos no tengan repercusiones en otros ámbitos.
A efectos prácticos, la evaluación que proponen los principios de SSbD de todos los materiales y procesos en lo que respecta a su impacto en los usuarios y el medio ambiente podría traducirse en:
- Evitar el uso de sustancias químicas tóxicas y peligrosas para minimizar la exposición en todo el ciclo de vida del producto y crear formulaciones de tintas sin elementos carcinógenos, mutágenos o tóxicos para la reproducción y con una baja emisión de contaminantes.
- Evaluar el impacto de los materiales en los usuarios finales y los empleados de producción, como los operadores de impresoras y el personal de mantenimiento.
- Utilizar materias primas de fuentes renovables, siempre que sea posible.
- Priorizar las formulaciones con tiempos cortos de secado para ayudar a reducir el consumo de energía.
- Usar envases que reduzcan el contacto del usuario con la tinta y optar por alternativas reutilizables o reciclables.
- Identificar herramientas digitales que favorezcan el desarrollo de formulaciones y sus pruebas a fin de reducir el contacto con las sustancias químicas y mejorar la seguridad de los empleados.
El papel de la digitalización en la formulación de tintas de impresión
Las herramientas digitales identificadas en la lista anterior podrían incluir sistemas que integren la IA, la robótica y la automatización. Estos sistemas, si se combinan con los principios de SSbD, pueden ayudar a los fabricantes de tintas a acelerar la identificación de formulaciones de tintas nuevas, ya que permiten realizar un mayor número de pruebas en las sustancias químicas, al tiempo que se minimizan el contacto y el riesgo para el personal químico. Las tecnologías digitales pueden respaldar significativamente la investigación y el desarrollo seguros y sostenibles de formulaciones de tintas nuevas, acelerar las tareas y los procesos de desarrollo y posibilitar un suministro más rápido de formulaciones de tintas mejoradas y más seguras a los usuarios finales. Entre las tecnologías empleadas para mejorar el proceso de formulación y fabricación de tintas figuran las herramientas de aprendizaje automático y de IA para identificar las formulaciones objetivo y las herramientas de robótica y automatización destinadas a acelerar el desarrollo y, al mismo tiempo, reducir los costes, los residuos y el trabajo manual.
Las herramientas de aprendizaje automático entrenadas con datos contrastados y fiables relativos a los ingredientes, procesos y propiedades de las tintas existentes pueden identificar relaciones y subsanar cualquier carencia. Este análisis automatizado y pormenorizado podría producir nuevas formulaciones que, de lo contrario, no se habrían encontrado o cuyo descubrimiento habría necesitado un análisis manual extenso. La IA también puede sugerir posibles sustitutos para las sustancias problemáticas y brindar la capacidad de predecir las nuevas formulaciones con mayores perspectivas de viabilidad a la hora de experimentar posteriormente con ellas en el laboratorio.
La IA y el aprendizaje automático pueden reducir hasta un 70 % el número de experimentos necesarios para encontrar la formulación de una tinta con las propiedades físicas deseadas, p. ej., una colocación fiable y precisa de las gotas. Además, la IA puede contribuir a identificar las propiedades para el usuario final de una tinta nueva, entre ellas la adhesión, la durabilidad, el color y la apariencia en el sustrato, con miras a optimizar la formulación de la tinta para la impresión comercial.
Por otro lado, la automatización puede aumentar la eficiencia en la fase de experimentación. Los robots de mezclado pueden crear formulaciones que se identifiquen como «prometedoras» con más rapidez que en el caso de los procesos manuales. La posibilidad de realizar experimentos sin intervención humana permite a los técnicos de laboratorio dedicar el tiempo a considerar futuras formulaciones. También ofrece una manipulación más precisa de los materiales y los líquidos limpiadores, lo que reduce en gran medida la cantidad de sustancias químicas empleada, el volumen de productos químicos que se desperdicia y las emisiones de CO2, con lo que el proceso se convierte en más seguro y más sostenible.
Los fabricantes de tintas más pioneros ya han adoptado las tecnologías digitales para mejorar sus procesos de formulación de tintas, con la intención de aprovechar la digitalización para reducir los residuos y el tiempo de comercialización de las nuevas formulaciones, e incrementar la sostenibilidad.
Al frente de esto está el «químico del futuro»: una persona al tanto de la tecnología y del mundo digital, que se encuentra cómodo tanto con la química como con la tecnología, y que desempeñará un papel fundamental en la implementación exitosa de un proceso de I+D eficiente y digitalizado. El «químico del futuro», mediante el uso de las tecnologías digitales, podrá identificar y excluir las sustancias más propensas a la reclasificación —no solo a corto plazo, sino al más largo plazo que sea posible—, prevenir posibles problemas de suministro y evitar reformulaciones complejas y costosas en una fase posterior.
Conclusión
Los fabricantes, para proteger la marca de sus clientes y a los consumidores finales, deberían tratar siempre de asociarse con un proveedor de tintas conocido y con buena reputación que invierta en un enfoque de futuro con respecto a la formulación y fabricación de tintas; o —todavía mejor— con un proveedor de equipos que desarrolle y fabrique tintas internamente, con formulaciones diseñadas para ofrecer unos resultados óptimos de impresión en sus impresoras inkjet.
Un socio que emplee el marco de seguridad y sostenibilidad desde el diseño e invierta cuantiosamente en las últimas tecnologías digitales para mejorar el proceso de formulación y fabricación de tintas podrá anticiparse a los cambios normativos y estar preparado para cuando lleguen. Esta previsión garantizará una entrega puntual de consumibles innovadores conformes con las normativas que mantendrán la seguridad y el colorido en la impresión de los envases durante los próximos años.