Caracterización mecánica de un biopolímero a partir del almidón del camote y celulosa de brócoli obtenido mediante mezclas DOE
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Date
2024-08
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
Currently, the environmental impact of sudden climate changes is considered relevant, giving rise to the concept of creating environmentally friendly products, giving way to biodegradable materials, which seek to reduce waste, create new renewable materials, among other ideals, with the help of technological advances.
The experimental project focused on the mechanical characterization of a biopolymer seeking to optimize its properties for potential applications; through a design of experiments (DOE), different combinations of sweet potato starch and cellulose were explored to determine the influence of their proportions on the mechanical properties of the material. It was planned in three main stages: extraction to ensure the quality of the raw materials; analysis of the influence of the different proportions of the components on the tensile strength, elastic modulus, toughness, hardness and elongation at break of the biopolymer through statistical analysis; and the precise characterization of the mechanical properties of the material according to current standards.
As a result, the present work proposed that first the relationship between the composition of the biopolymer and its mechanical properties must be determined, then the three best combinations of starch and cellulose should be identified to obtain the desired characteristics, which will contribute to the development of biopolymers with controlled mechanical properties, offering an ecological and sustainable alternative, opening new possibilities for its application in various sectors, with these results it can be used in the development of disposable products, contributing with one more alternative to safeguard the planet.
Description
Actualmente se toma en relevancia el impacto ambiental por los cambios bruscos del clima, dando un concepto de crear productos amigables para el medio ambiente, dando paso a los materiales biodegradables, en el cual se busca reducir los desperdicios, crear nuevos materiales renovables, entre otros ideales, con ayuda de los avances tecnológicos.
El proyecto experimental se enfocó en la caracterización mecánica de un biopolímero buscando optimizar sus propiedades para aplicaciones potenciales; a través de un diseño de experimentos (DOE), se exploraron diferentes combinaciones del almidón de camote y la celulosa, para determinar la influencia de sus proporciones en las propiedades mecánicas del material. Se planteó en tres etapas principales: la extracción para asegurar la calidad de las materias primas; el análisis de la influencia de las diferentes proporciones de los componentes en la resistencia a la tracción, módulo elástico, tenacidad, dureza y elongación a la rotura del biopolímero a través de análisis estadísticos; y la caracterización precisa de las propiedades mecánicas del material según normas vigentes.
Como resultado el presente trabajo planteó que primero se debe determinar la relación entre la composición del biopolímero y sus propiedades mecánicas, después se debió identificar las tres mejores combinaciones de almidón y celulosa para obtener las características deseadas, lo cual contribuirá al desarrollo de biopolímeros con propiedades mecánicas controladas, ofreciendo una alternativa ecológica y sostenible, abriendo nuevas posibilidades para su aplicación en diversos sectores, con estos resultados se podrá utilizar en el desarrollo de productos desechables, contribuyendo con una alternativa más para salvaguardar al planeta.
Keywords
ALMIDÓN, CELULOSA, DOE, MATERIAL BIODEGRADABLE, TRACCIÓN, DUREZA, IMPACTO.