Caracterización mecánica de un biopolímero a partir del almidón de maíz (Zea Mays) y fréjol (Phaseolus Vulgaris) obtenido mediante DOE-mezclas
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Date
2024-08
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
Currently, one of the problems that most affects the environment is the excessive production of
plastics that are made from petroleum. These plastics take a long time to degrade, so alternatives
have been sought to replace them. In addition, the manufacture of these plastics uses non-renewable
resources, generating a great deal of environmental pollution.
In this research, through the experimental design by mixtures (DOE), it was possible to know the
ideal quantity of starch, glycerin, distilled water and acetic acid for the production of the test tubes.
With the DOE, 19 mixtures were obtained, each with 3 repetitions, in order to determine the
mechanical properties; Also, tensile, biodegradability and microscopy tests were performed on all
the test tubes. The results were tabulated and the best combination to obtain the bioplastic was 150
ml of distilled water, 10.71 g of white carrot starch, 10.71 g of chickpea starch, 4.25 ml of glycerin
and 1.70 ml of acetic acid. This formulation corresponds to case 18. When performing the tensile
tests, an elasticity modulus of 22.14 MPa, a tensile strength of 2.11 MPa and an elongation
percentage of 3.25 percent were obtained. In the biodegradability test, it was verified that mixture
17 is the one with the highest percentage of biodegradation in soil, with a value of 39.29 percent.
As a result, it is said that the bioplastic has mechanical properties similar to common plastics.
Description
Actualmente uno de los problemas que más afectan al medio ambiente es la producción excesiva
de plásticos que están hechos a base de petróleo. Estos plásticos tardan mucho en degradarse, por
lo que se han buscado alternativas que puedan reemplazar a estos. Además, la fabricación de estos
plásticos utiliza recursos no renovables generando una gran contaminación ambiental.
En esta investigación, mediante el diseño experimental por mezclas (DOE), se pudo saber la
cantidad ideal de almidón, glicerina, agua destilada y ácido acético para la realización de las
probetas. Con el DOE se obtuvieron 19 mezclas cada uno con 3 repeticiones, para poder determinar
las propiedades mecánicas; también, se realizaron ensayos de tracción, biodegradabilidad y
microscopía a todas las probetas, se obtuvo los resultados se tabularon obteniendo que la mejor
combinación para poder obtener el bioplástico fue 150 ml de agua destilada, 10.71 g de almidón
de zanahoria blanca, 10.71 g de almidón de garbanzo, 4.25 ml de glicerina y 1.70 ml de ácido
acético, esta formulación corresponde al caso 18. Al realizar los ensayos de tracción se obtuvo un
módulo de elasticidad de 22.14 MPa, un esfuerzo a la tracción de 2.11 MPa y un porcentaje de
elongación de 3.25 por ciento. En el ensayo de biodegradabilidad, se verifico que la mezcla 17 es
la que presenta mayor porcentaje de biodegradación en tierra teniendo un valor de 39.29 por ciento.
Como resultado se cuenta que el bioplástico presenta propiedades mecánicas similares a los
plásticos comunes.
Keywords
ALMIDÓN, MEZCLA, BIOPLÁSTICO, TRACCIÓN, BIODEGRADABILIDAD