EVALUACION DE UN POLÍMERO BIODEGRADABLE A PARTIR DE ALMIDÓN DE OCA (Chupicca apilla)

EVALUACION DE UN POLÍMERO BIODEGRADABLE A PARTIR DE ALMIDÓN DE OCA (Chupicca apilla)

Rashyra Larico & Kevin Montes

RESUMEN

En el presente trabajo se realizó la evaluación de un polímero biodegradable obtenido a partir del almidón de la oca , calculando la formulación óptima para obtener un polímero biodegradable que cumpla con los parámetros requeridos , posteriormente se evaluará la tensión y elongación de la película  verificando cual de nuestras 6 muestras cumplen con los parámetros requeridos , además de calcular los parámetros químicos como la humedad verificando si existe o no la presencia de agua , además de comprobar si existe una combustión más ligera a la de un plástico convencional.

Palabras clave: Polímero, almidón , tensión , elongación .

ABSTRACT

In the present work the evaluation of a biodegradable polymer obtained from the starch of the goose was made, calculating the optimal formulation to obtain a biodegradable polymer that meets the required parameters, later the tension and elongation of the film will be evaluated verifying which of Our 6 samples comply with the required parameters, in addition to calculating the chemical parameters such as humidity checking whether or not there is water, in addition to checking if there is a lighter combustion than a conventional plastic.

Key words: Polymer, starch, tension, elongation.

1.  INTRODUCCION

A pesar de las múltiples utilidades que tiene el plástico en la vida diaria del hombre, éste también causa uno de los mayores problemas ambientales en el mundo, debido a su composición y al largo tiempo que toma su degradación. En todo el mundo existen enormes depósitos de basura que incluyen toneladas de plásticos que no se degradan por medio de procesos naturales, la producción de plásticos consume anualmente cerca de 270 millones de toneladas de petróleo y gas  y genera entre 4.8 y 12.7 millones de toneladas de basura plástica que van a parar a los océanos cada año (Jambeck, 2015). En el Perú el análisis de la composición de los residuos sólidos domiciliarios señala como segundo componente en importancia a los residuos plásticos que se incrementó del 8,07% en el 2010 a 9,48% en el año 2011 (MINAM, 2012).

Según REMAR (2011) la escasez y encarecimiento del petróleo, junto con un aumento de las regulaciones medioambientales, actúan de forma sinérgica para promover el desarrollo de nuevos materiales y productos más compatibles con el medioambiente e independientes de los combustibles fósiles. En este contexto, los bioplástico se ajustan perfectamente a las nuevas necesidades e inquietudes industriales y sociales.

Es por eso que en esta investigación se plantea un método de obtención (a escala de laboratorio) de un bioplástico a partir de almidón de oca que es un recurso natural renovable. Los plásticos biodegradables ofrecen una serie de ventajas cuando se comparan con los plásticos convencionales. Estos son completamente degradados en compuestos que no dañan el medio ambiente: agua, dióxido de carbono y humus. [pic 1]

Al material obtenido se le realizarán pruebas mecánicas y fisicoquímicas, para comprobar su resistencia con el fin de demostrar que es un bioplástico y dar recomendaciones de los posibles usos industriales que pueda tener.

1. METODOLOGIA

La investigación planteada en este trabajo es de tipo experimental y correlacional, debido a que se busca obtener un biopolímero que cumpla con los parámetros establecidos dependiendo de la mezcla de cada componente para así llegar a un proceso óptimo. De acuerdo a la variable de estudio y a los objetivos planteados la investigación corresponde al diseño cuantitavo experimental. Los datos serán obtenidos a partir de la experimentación y las propiedades mecánicas del producto final serán analizadas en el laboratorio.

1. RESULTADOS

Se ha tomado como referencia la cantidad de glicerina y ácido acético recomendado en la bibliografía revisada y a partir de ellas se desarrolló un modelo de diseño ortogonal de experimentos siguiendo la metodología Taguchi. Se determinó las cantidades a utilizar según los factores y niveles, como se muestran en el Cuadro 1.

[pic 2][pic 3]

Se elaboraron 6 tipos de bioplástico tomando como factores las cantidades de glicerina y ácido acético ya que éstos proveen las características de elasticidad y resistencia del bioplástico. La cantidad de agua y de almidón fueron de 60 mL y 10 g respectivamente.  

Para la elaboración del bioplástico se decidió trabajar la primera etapa con un almidón comprado , ya que su finalidad es determinar la mejor composición entre las variantes que se eligió previamente y no es imprescindible la utilización del almidón extraído para la comparación de bioplásticos. Una vez determinada la composición se elaboró el bioplástico con el almidón y fue sometido a distintos análisis. También se utilizó agua destilada, ácido acético y glicerina; si bien éste último insumo es de origen químico, éste es fácilmente biodegradado por especies de Bacillus circulans y Aspergillus funigatus según las investigación realizada por Guzman et al. (2011).   

En general todas las láminas fueron bastante flexibles, sin embargo se notaron ciertas diferencias debido a la variación en su composición. Así las muestras con menor cantidad de ácido acético parecían ser más rígidas y resistentes que las muestras con mayor cantidad de ácido acético; con respecto a la glicerina no se notó una variación significativa entre las muestras con menor y mayor cantidad de éste compuesto. Se procedió a realizar las pruebas físicas y químicas en los materiales elaborados.

Figura1. Bioplastico elaborado

Una vez que se obtuvieron los bioplástico con las cantidades de glicerina y ácido acético determinadas, se procedió a cortarlas en tiras de 5mm X 50 mm para realizar el ensayo de tensión.

Se ensayaron 3 muestras por cada tipo de polímero y se hizo una regresión no lineal (potencia-cóncavo) con el uso del software estadístico Minitab 18. Se observó una clara diferencia en la respuesta de cada polímero ante el esfuerzo generado en dicho material; siendo los polímeros con una menor cantidad de ácido acético (polímero 1 y 4) los más resistentes y a medida que la cantidad de ácido acético aumenta el esfuerzo disminuye y la deformación unitaria aumenta. Además, también se observó que la deformación unitaria varía en forma directamente proporcional a la cantidad de glicerina utilizada, la glicerina es un lubricante que brinda flexibilidad al polímero, esto coincide con los resultados obtenidos por Corrales et al. (2007) quien menciona que el incremento en la cantidad de glicerina reduce las fuerzas intermoleculares, tales como los puentes de hidrógeno haciendo el material más flexible y menos resistente.

...