Obtención y caracterización físico-mecánica de un biopolímero a partir del almidón de la oca (Oxalis Tuberosa)
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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, traditional polymers have a wide range of applications, especially in the packaging
industry, where a considerable number of tons are used per year. However, they have drawbacks
that must be taken into account. Commercial plastics are manufactured using raw materials
from non-renewable resources, such as oil, whose availability is decreasing and its price
constantly increasing. Furthermore, they persist in the environment for extended periods of
time, causing major environmental problems.
This work was developed in three essential stages to obtain optimal results. The first stage
consisted of the extraction of goose starch, using a juice extractor, followed by obtaining the
biopolymer through a design of experiments (DOE) by mixing, at room temperature and a
curing time of 8 days. The second stage included the characterization of the biopolymer, carried
out according to the ASTM D638 (Tensile) standard, using a universal testing machine, and the
evaluation of biodegradability in accordance with the INTE ISO 14855-1 standard, through
ground and air tests. In the third stage, the results obtained were tabulated and analyzed using
statistical software. This allowed us to statistically test the assumptions and verify the
significance of the model (ANOVA) to identify the best compound.
The results showed a maximum tensile stress of 4.10 MPa, an elastic modulus of 23.86 MPa,
an elongation of 5.3 percent, in biodegradability tests, a weight loss of 53.36 percent in air and
58.77 percent in the earth.
Description
Actualmente, los polímeros tradicionales tienen una amplia gama de aplicaciones,
especialmente en la industria del empaque, donde se utilizan un número considerable de
toneladas al año. No obstante, tienen inconvenientes que es necesario tener en cuenta. Los
plásticos comerciales son fabricados utilizando materias primas procedentes de recursos no
renovables, como el petróleo, cuya disponibilidad está disminuyendo y su precio aumentando
constantemente. Además, persisten en el medio ambiente durante extensos períodos de tiempo,
causando grandes problemas ambientales.
Este trabajo se desarrolló en tres etapas esenciales para obtener los resultados óptimos. La
primera etapa consistió en la extracción del almidón de la oca, utilizando un extractor de jugos,
seguida de la obtención del biopolímero mediante un diseño de experimentos (DOE) por
mezcla, a temperatura ambiente y un tiempo de curado de 8 días. La segunda etapa incluyó la
caracterización del biopolímero, realizada según la norma ASTM D638 (Tracción), utilizando
una máquina universal de ensayos, y la evaluación de la biodegradabilidad conforme a la norma
INTE ISO 14855-1, mediante pruebas en tierra y aire. En la tercera etapa, los resultados
obtenidos se tabularon y analizaron utilizando un software estadístico. Esto permitió comprobar
estadísticamente los supuestos y verificar la significancia del modelo (ANOVA) para identificar
el mejor compuesto.
Los resultados mostraron un esfuerzo máximo a tracción de 4.10 MPa, un módulo de elasticidad
de 23.86 MPa, una elongación del 5.3 por ciento, en las pruebas de biodegradabilidad, una
pérdida de peso del 53.36 por ciento en el aire y del 58.77 por ciento en la tierra
Keywords
ESFUERZO A TRACCIÓN, MÓDULO DE ELASTICIDAD, ELONGACIÓN, BIODEGRADABILIDAD, BIOPLÁSTICO, BIOPOLÍMERO