REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN U.E. COLEGIO NUESTRA SEÑORA DE LA CONSOLACIÓN TÁRIBA – EDO-TÁCHIRA EDO-TÁCHIRA
“ELABORACION DE UN BIOPLASTICO CASERO A PARTIR DEL ALMIDÓN DE MAÍZ”
Autores: Altamiranda A., Omaira del C. Nº 11 Vivas P., Deysi V. Nº 13 Quinto Año “B”
Asesores: Prof: Zambrano V., Raquel M. Prof: Vivas M., María de los A. Prof: Silva S., Keyla A.
Táriba, mayo 2017
AGRADECIMIENTO Se hace un agradecimiento especial a las profesoras Vivas M., María de los A. y Silva S., Keyla A. por el apoyo en el desarrollo de la presente investigación ya que todas sus orientaciones y recomendaciones sirvieron de guía para poder desarrollar el proceso casero del bioplastico a partir del almidón de maíz hasta la obtención de una muestra parcialmente similar al plástico convencional. Un agradecimiento a la profesora Zambrano V., Raquel M como guía académica por las orientaciones durante el desarrollo de la investigación que sirvieron para ir estructurando el desarrollo y metodología aplicada en la investigación Un agradecimiento muy especial a nuestros padres por su apoyo incondicional durante la realización del proyecto
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RESUMEN ELABORACION DE UN BIOPLASTICO CASERO A PARTIR DEL ALMIDÓN DE MAÍZ ALTAMIRANDA ARELLANO. O.; VIVAS PEREZ D.V. U.E. Colegio Nuestra Señora de la Consolación Táriba Edo Táchira 5to Año El uso frecuente de plásticos convencionales ha traído como consecuencia su acumulación en el ambiente produciendo contaminación. En el caso del Estado Táchira la cantidad cantidad de residuos plásticos plásticos que se producen es preocupante preocupante por la falta de conciencia por parte de la población y en especial los jóvenes poco se preocupan por el daño que produce al medio ambiente cuando se desecha la basura sin clasificar y sin aprovechar los materiales que pueden reciclarse como ocurre con los plásticos. En la búsqueda de una solución, los científicos han desarrollado plásticos biodegradables. biodegradables. Es por ello, que los objetivos del presente trabajo fue desarrollar un proceso casero para la elaboración de un bioplastico bioplastico a partir del almidón de maíz, determinar los porcentajes específicos de aditivo y plastificante necesario para la obtención de un bioplastico como muestra similar a un plástico convencional, incentivar la sensibilidad a de los estudiantes de quinto año de la U.E. Col. Ntra. Sra. de la Consolación de Táriba del daño que ocasiona al medio ambiente el uso del plástico convencional convencional y dar a conocer las ventajas y beneficios que brinda el Bioplastico. Se pudo comprobar que al procesar el almidón de maíz, variando las condiciones, con aditivos que cumplen la función de plastificantes, espesantes, lubricantes, se obtuvo un bioplastico como muestra con características similares a un plástico sintético. La investigación investigación se enmarco dentro del proyecto de investigación científica de tipo documental y experimental y bajo la modalidad y diseño bibliográfico. Se realizó la recolección de datos mediante la indagación de documentos bibliográfico bibliográficos. s. Para la obtención del bioplastico bioplastico similar al plástico convencional convencional se utilizó la técnica técnica experimental experimental que consistió consistió en describir de qué qué forma (preparación) y porque causa (componentes) se obtuvo o no dicho bioplastico. En cuanto a la Técnicas de procesamiento procesamiento y análisis de datos se utilizó el análisis del del producto, la función de los componentes de cada ingrediente y el valor adecuado que permitió mejorar las propiedades del bioplastico. Se determinó que el agua realiza la función de solvente permite que las sustancias se mezclen con mayor facilidad, la glicerina es la encargada de que el material sea flexible, el almidón por su composición química es un polímero pero este necesita ser tratado con otros agentes para que realice su función de polímero, el ácido acético tiene la función de dar propiedad a todos los elementos mezclados, dando así como resultado el plástico biodegradable. biodegradable. Los resultados obtenidos del bioplastico de mejor calidad estuvo compuesto de 16.13% de almidón, 48.39 de H2O 11.76 de ácido acético y 19.35% de glicerina. Cabe mencionar que no se pudo obtener un prototipo elástico y resistente que fuera satisfactorio. Se concluye que producir producir bioplásticos bioplásticos a partir del almidón es una alternativa conveniente conveniente para realizar plásticos más amigables al ambiente.
Palabras claves : almidón, polímero, bioplastico, biodegradables, plastificante.
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INDICE
............................................................................................ ...................................... ii AGRADECIMIENTO...................................................... ............................................................................................................. ..................................... iii RESUMEN ........................................................................ .................................................................................................. .............................................. 1 INTRODUCCIÓN .................................................... .......................................................................................................... ...................................... 4 I CAPITULO .................................................................... 1.1 Planteamiento del Problema ...................................................... .......................................................................... .................... 4 1.2 Formulación del Problema ............................................................................ 5 1.3. Objetivos ....................................................................................................... 5 1.3.1 Objetivo General ..................................................................................... ............................................... ...................................... 5 1.3.2 Objetivos Específicos ................................................. .............................................................................. ............................. 5 1.4. Hipotesis .............................................................................................. .......... 5 1.5. Justificacion ..................................................... ................................................................................................... .............................................. 6 ...................................................................................................... ....................................................... ... 7 II CAPITULO .................................................. 2.1 Antecedentes: ................................................................................................. 7 2.2 Bases Legales: ................................................................................................ ........................................................... ..................................... 8 2.3 Bases Teoricas: Teor icas: ................................................. ............................................................................................... .............................................. 9 2.3.1 Polímeros ................................................... ................................................................................................. .............................................. 9 2.3.2 Clasificación de los Polímeros .............................................................. ...................................................... ........ 10 2.3.3 EL Almidón .............................................. ........................................................................................... ............................................. 11 2.3.4 Biopolímero de almidón ...................................................... ........................................................................ .................. 12 2.3.5 Polimerización: . ................................................ .................................................................................... .................................... 13 2.3.6 Proceso de Elaboración Elabo ración de Biopolímero ............................................... 13 2.3.7 Componentes para la elaboración de biopolímeros ............................... 14 2.4 Definicion de Terminos ..................................................... ................................................................................ ........................... 15 2.5 Variables .................................................. ...................................................................................................... ...................................................... 16 ..................................................................................................... .................. 17 III CAPITULO ................................................................................... 3.1 Tipo de Investigación ............................................... ................................................................................... .................................... 17 3.2 Diseño de la Investigación: .......................................................................... ................................................................ .......... 17 3.3 Técnicas de Recolección de Datos ............................................................... 18 3.4 Técnicas de procesamiento y análisis de datos ............................................ 18 IV CAPITULO ..................................................................................................... 20 iv
4.1 Gráficos: ...................................................................................................... 20 4.2 Resultados .................................................................................................... 22 4.3 Analisis de Resultados.................................................................................. 23 4.4 Conclusiones ................................................................................................ 24 4.5 Recomendaciones ......................................................................................... 25 BIBLIOGRAFIA .................................................................................................. 26 ANEXOS ............................................................................................................... 28
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INTRODUCCIÓN El mundo se está volviendo muy sensible a la necesidad de proteger el medio ambiente, la habilidad de crear productos de recursos sostenibles y que sirvan totalmente de abono al término de su vida útil, es una proposición emocionante y atractiva. El uso de plásticos ha desplazado a la madera y al vidrio en una gran cantidad de aplicaciones en la industria alimenticia. Los plásticos convencionales se producen a partir de reservas fósiles de energía como el petróleo estos polímeros perduran en la naturaleza por largos períodos de tiempo y por tanto se acumulan, generando así grandes cantidades de residuos sólidos. El plástico tradicional está compuesto por un polímero denominado polietileno, sintetizado a partir del petróleo por la industria petroquímica. La carestía de este combustible fósil, su carácter contaminante y el hecho de que es una fuente que, tarde o temprano, acabará por agotarse, ha llevado a algunas partes de la industria a buscar alternativas. El ácido poliláctico (PLA), sintetizado a partir de almidón de maíz, la papa, la yuca... es una de las prometedoras alternativas para la obtención de polímero. La presente investigación tiene como objetivos la elaboración de un bioplastico casero a partir del almidón de maíz, determinar los porcentajes específicos de aditivo y plastificante necesario para la obtención del bioplastico como muestra que sea similar a un plástico convencional, incentivar la sensibilidad a de los estudiantes de quinto año de la U.E. Col. Ntra. Sra. de la Consolación de Táriba del daño que ocasiona al medio ambiente el uso del plástico convencional y dar a conocer las ventajas y beneficios que brinda el Bioplastico. Se plantea como hipótesis que al procesar el almidón de maíz, variando las condiciones, con aditivos que cumplen la función de plastificantes, espesantes, lubricantes, humectantes, se obtendrá un polímero biodegradable o bioplastico como muestra que tenga las características similares de un plástico sintético o convencional. Disminuir la contaminación ambiental es una de las justificaciones de la realización del presente trabajo de investigación con el fin de encontrar nuevas alternativas de productos que sean favorables al medio ambiente y no perjudicial para
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este. Es por esto que se plantea la iniciativa de reemplazar el plástico convencional el cual tiene una descomposición lenta por un plástico que tenga una biodegradación más rápida y haga un menor daño al medio ambiente. Los bioplásticos son plásticos biodegradables obtenidos a partir de materias primas renovables. La mayoría presentan mejor biocompatibilidad, y todos son biodegradables por microorganismos como bacterias, hongos, algas. Los primeros en difundirse fueron los bioplásticos vegetales, fabricados a partir de almidón de patata, maíz o yuca. La ventaja que ofrecen los bioplásticos es que preserva fuentes de energía no renovables como el petróleo y reduce el problema del manejo de desechos. En la actualidad, las industrias se encuentran empeñadas en traducir estas nuevas tecnologías en productos útiles, hechos a base de plásticos inofensivos para el ambiente. Los plásticos biodegradables son obtenidos de fuentes de materias primas renovables como el almidón, azúcares, aceites vegetales, etc., se denominan biopolímeros que son verdaderamente biodegradables en condiciones controladas de compostaje (Conrad, 2005). Uno de los materiales empleados para la elaboración de polímeros biodegradables y que cuenta con un elevado contenido de almidón (64% a 72%) es el maíz, la yuca, la papa su uso en el campo de los biopolímeros es reciente y escaso sin embargo los resultados obtenidos han sido muy satisfactorios obteniéndose materiales de características similares a las de un plástico pero de carácter biodegradable (Durán, 2005) Los bioplásticos se fabrican a partir de biopolímeros muy abundantes en la naturaleza tales como carbohidratos y proteínas. Para convertir los biopolímeros en bioplásticos se les agrega un plastificante y otros aditivos para mejorar sus propiedades. La formulación final puede consistir de uno o más biopolímeros combinados con uno o más agentes plastificantes, y uno o más aditivos. Cada componente contribuirá con propiedades particulares a la composición final. Para este proyecto usamos como biopolímero el almidón que es un carbohidrato obtenido del maíz compuesto fundamentalmente por glucosa, en la naturaleza se presenta en forma de gránulos. Como plastificante se le adiciono la
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glicerina, este se obtiene de los glicéridos (grasas y aceites naturales), es un subproducto en la fabricación de jabones. Como modificador químico se utilizó el ácido acético ya que el almidón es hidrolizado parcialmente en medio ácido y a alta temperatura. (Koolman y Röhm, 2004) Puesto que el tema de interés es obtener un bioplástico a partir de almidón de maíz, la búsqueda de antecedentes se centra únicamente en aquellos trabajos sobre biopolímeros que puedan ser transformados en bioplásticos, por lo cual se presentan investigaciones previas las cuales están relacionadas con el trabajo objeto de estudio las cuales sirvieron de referencia entre ellas; tesis de grado titulada “Bioplásticos para Embalaje”, Elaboración de bioplastico a partir del almidón presente en la papa y
(UNEFA-Falcón- sede Coro. Venezuela) desarrollaron un trabajo de investigación titulado “Producción de plástico parcialmente de gradable y la dextrina del desecho de
Solanum tuberosum (papa). Se hace referencia a bases legales en cuanto Ley Marco para la Regulación de la Producción y uso de Bolsas Plásticas no Biodegradables - Comisión Permanente de Medio Ambiente y Turismo – Parlamento Latinoamericano y el Estado Actual del Desarrollo Legislativo América Latina y el Caribe Se establecio como variable dependiente el almidón de maíz y aditivos como el agua, ácido acético y la glicerina y como variable independiente propiedades y características plastificante, espesante, lubricantes y humectante de un plástico convencional.
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I CAPITULO 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La mayoría de polímeros sintéticos en el mundo se producen a partir de compuestos petroquímicos y sus desperdicios permanecen en el medio ambiente produciendo contaminación. Si bien es cierto, el reciclaje reduce el problema, pero no lo elimina, muchos empaques plásticos no pueden reciclarse fácilmente, pues hay que recolectarlos, trasladarlos antes de procesarlos, lo cual resulta costoso. Los plásticos son la base de la mayoría de productos de consumo hace que se genere en altas cantidades y se convierten en residuos de difícil degradación llegando a convertirse en un problema generando daños al planeta. En Venezuela casi todo lo que se compra viene envasado en plástico, estos envases protegen al producto y parecen durar indefinidamente. Pero, su durabilidad es un problema serio para el medio ambiente en el país. En el caso del Estado Táchira la cantidad de residuos plásticos que se producen es preocupante por la falta de conciencia por parte de la población y en especial los jóvenes de hoy día que poco se preocupan por el daño que produce al medio ambiente y a terceros, cuando se desecha la basura sin clasificar y sin aprovechar los materiales que pueden reciclarse o reutilizarse como ocurre con los plásticos situación esta que se evidencia en el vertedero de basura a cielo abierto de “El Palmar”, ubicado en San Josecito,
Municipio Torbes Es por esta razón que surge la iniciativa de desarrollar en esta investigación la elaboración de un bioplastico a escala casera a partir del almidón de maíz con la incorporación de aditivos y plastificantes en cantidades específicas a través de la realización de diferentes pruebas y muestras hasta su obtención con características similares al plástico convencional y que a la vez permita sensibilizar a los estudiantes del quinto año de la U.E. Colegio Ntra. Sra. de la Consolación de Táriba del daño que ocasiona al medio ambiente el uso del plástico convencional que tardan años en degradarse y a su vez dar a conocer los beneficios y ventajas que tienen los bioplásticos como una alternativa ecológica ya que estos son degradados en compuestos que no dañan el medio ambiente
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1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ¿Cuál es el proceso para la elaboración de un bioplástico casero a partir del almidón de maíz? De la interrogante general, se sistematiza el problema de estudio considerando dar respuesta a las siguientes preguntas: ¿Cuál son los porcentajes específicos de aditivo y plastificante para la obtención de un bioplastico como muestra que sea similar a un plástico convencional? ¿Cómo sensibilizar al quinto año de la U.E. Colegio Nuestra Sra. de la Consolación de Táriba del daño que ocasiona al medio ambiente el uso del plástico convencional? ¿Cuáles son las ventajas y beneficios que brinda el Bioplastico?
1.3. OBJETIVOS 1.3.1 Objetivo General Desarrollar un proceso casero para la elaboración de un bioplastico generado a partir del almidón de maíz
1.3.2 Objetivos Específicos 1. Determinar los porcentajes específicos de aditivo y plastificante necesario para la obtención de un bioplastico como muestra que sea similar a un plástico convencional 2. Incentivar la sensibilidad a de los estudiantes de quinto año de la U.E. Col. Ntra. Sra. de la Consolación de Táriba del daño que ocasiona al medio ambiente el uso del plástico convencional 3. Dar a conocer las ventajas y beneficios que brinda el Bioplastico
1.4. HIPOTESIS Al procesar el almidón de maíz, variando las condiciones, con aditivos que cumplen la función de plastificantes, espesantes, lubricantes, humectantes, se obtendrá un polímero biodegradable o bioplastico como muestra que tenga las características similares de un plástico sintético o convencional
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1.5. JUSTIFICACION En la actualidad el mundo se ve envuelto en la creciente necesidad de desarrollar nuevos materiales que sustituyan a aquellos derivados del petróleo como son los plásticos, esta realidad constituye la principal motivación para el desarrollo del presente trabajo de investigación. En Venezuela y especialmente el estado Táchira existe una acumulación de desechos sólidos en el vertedero de basura a cielo abierto en San Josecito, Municipio Torbes, que crea un foco de contaminación ambiental y de enfermedades. Contrarrestando esta realidad, existen muchos materiales de origen renovable que se destruyen sin ser utilizados, estos pueden ser empleados como materia prima para la elaboración de nuevos productos biodegradables. Por ejemplo a partir del maíz se puede obtener harina con elevado porcentaje de almidón, que al ser mezclado con plastificantes como glicerina y agua y un modificador químico como ácido acético; bajo ciertas condiciones de mezcla y temperatura, se puede obtener un polímero biodegradable. Tomando en cuenta lo anteriormente, la presente investigación tiene como fin elaborar un bioplastico casero a partir de almidón del maíz, que presente características similares a las de un polímero sintético para dar a conocer las diferentes alternativas ecológicas e incentivar a los estudiantes del quinto año de la U.E. Colegio Nuestra Sra. de la Consolación de Táriba del daño que ocasiona al medio ambiente el uso del plástico convencional, considerando importante evaluar las ventajas y beneficios del uso de bioplásticos como material inofensivos para el medio ambiente por ser producidos con recursos naturales y de fácil degradación.
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II CAPITULO 2.1. ANTECEDENTES: Los antecedentes de la investigación son concebidos por Tamayo y Tamayo, (2006), como una síntesis conceptual de las investigaciones o trabajos realizados anteriormente sobre el problema formulado (p. 18). Por otra parte, Orozco, Labrador y Palencia (2002), señalan que la investigación “constituye la puesta al día del tema de
estudio dentro del campo del conocimiento” (p.33). Los trabajos científicos de investigación relacionados con la elaboración de biopolímeros han ido creciendo en la última década, ya sea debido a endurecimiento de las legislaciones ambientales de cada país o por conciencia ecológica. Aunque en Venezuela son muy escasos los trabajos sobre la elaboración de bioplásticos a partir del almidón presente en recursos naturales como la papa, maíz, yuca, …debido a la dependencia que se tiene del petróleo los cuales resultan más baratos. Puesto que el tema de interés es obtener un bioplástico a partir de almidón de maíz, la búsqueda de antecedentes se centrará únicamente en aquellos trabajos sobre biopolímeros que puedan ser transformados en bioplásticos, por lo cual se presentan las siguientes investigaciones previas las cuales están relacionadas con el trabajo objeto de estudio. En la Universidad Veracruzana – México en Junio 2014 estudiantes de pregrado, realizaron tesis de grado titulada “Bioplásticos para Embalaje ”. En esta investigación se hace un análisis descriptivo de la situación actual de los bioplásticos en la industria de embalaje. Mencionando que en los últimos años se ha logrado un avance significativo en el mercado del embalaje gracias al descubrimiento de tecnologías eficientes para la producción de nuevos materiales biobasados. Especifican que el uso de resinas naturales como el almidón, el colágeno o la quitina reforzadas con aditivos de origen natural o sintético permite la creación de una gran variedad de productos biobasados como los bioplásticos (BPL) con una extensa gama de propiedades. Dorelys Barrera, María A. Márquez, José F., de la Universidad (UNEFA-FalcónCoro. Venezuela). Desarrollaron un trabajo de investigación titulado “Producción de
plástico parcialmente degradable con polietileno de alta densidad (PEAD) y la
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dextrina del desecho de Solanum tuberosum (papa), el trabajo hace un enfoque sobre el uso frecuente de plásticos convencionales, las consecuencia que se producen por la acumulación en el ambiente y sobre la búsqueda de una solución, que los científicos han desarrollado a través de plásticos biodegradables, amigables al ambiente. El objetivo del trabajo consistió en generar un plástico parcialmente degradable a partir de Polietileno de alta densidad (PEAD) y dextrina, obtenida a partir del desecho de la papa (Solanum tuberosum). Se realizaron ensayos mecánicos para evidenciar el cumplimiento de las propiedades características de los plásticos convencionales, su capacidad degradativa. Concluyendo que producir el polímero PEAD-Dextrina es una alternativa para realizar plásticos biodegradables
2.2. BASES LEGALES: Ley Marco para la Regulación de la Producción y uso de Bolsas Plásticas no Biodegradables - Comisión Permanente de Medio Ambiente y Turismo – Parlamento Latinoamericano. - Exp de Motivos El Parlamento Latinoamericano, siguiendo los lineamientos éticos, políticos y técno-científicos para la conservación de la naturaleza, establecidos en la Carta del Ambiente para América Latina y el Caribe, considera necesario abordar el tema de la contaminación producida por los plásticos no biodegradables en el ecosistema y que la biodegradabilidad viene a ser la alternativa para evitar los impactos ambientales. En este sentido, se propone la Ley Marco para promover la Regulación Producción y Uso de Bolsas Plásticas no Biodegradables, con cuatro Títulos, el primero con unas disposiciones generales en los cuales se establece que el objeto central de esta ley es promover la sustitución de la utilización y el reemplazo progresivo de la producción industrial de las bolsas plásticas no degradables, por bolsas plásticas biodegradables compatibles con la conservación de la naturaleza; así como incentivar el uso de bolsas ecológicas u otros materiales naturales. Adicionalmente, se contemplan en el título segundo los aspectos técnicos, tales como la adecuación a nuevos procesos de producción o uso de tecnologías, que permitan la sustitución por bolsas plásticas biodegradables
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En el título tercero se desarrollan aspectos relativos al saneamiento, educación ambiental y promoción del uso de bolsas ecológicas, en especial, para promover la elaboración de planes o programas de saneamiento y educación ambiental
Estado Actual del Desarrollo Legislativo en América Latina y el Caribe .
En América Latina y el Caribe algunos países han aprobado proyectos legislativos de diverso nivel de desarrollo. Por ejemplo:
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En Brasil, trece de las veintisiete capitales brasileñas ya han aprobado leyes que limitan o prohíben el uso de bolsas de plástico en las tiendas, otras nueve tramitan proyectos de ley sobre el tema.
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En Colombia, existe el Proyecto de Ley 96/2008, por medio de la cual se crea el Comité Intergremial Nacional para el aprovechamiento de Residuos de envases y empaques y se restringe el uso gratuito de bolsas plásticas en tiendas y supermercados.
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En Venezuela, la normativa ambiental no establece restricciones al uso de bolsas de plásticos, ni está reglamentada su disposición final, más allá de las normas que rigen la disposición de desechos sólidos en general. Tampoco existe una norma industrial de Fondo Norma, que regule la aplicación de los procesos para la degradación de los plásticos de Polietileno.
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Sin embargo, localmente la alcaldía del municipio Carirubana del estado Falcón, aprobó una Ordenanza Municipal publicada en la ciudad de Punto Fijo de fecha 14 de junio de 2012, cuyo objeto central es la regulación del uso de bolsas plásticas no biodegradables.
2.3. BASES TEORICAS: 2.3.1 Polímeros Un polímero es una molécula muy grande constituida por la unión repetida de muchas unidades moleculares pequeñas o monómeros, unidas entre sí por enlaces covalentes formadas por reacciones de polimerización ver la figura 1. La mayoría de las sustancias orgánicas presentes en la materia viva, como las proteínas, la madera, el caucho y las resinas, son polímeros; también lo son muchos
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materiales sintéticos como los plásticos, las fibras (Nailon), los adhesivos, el vidrio y la porcelana. (Sperling, 2006)
FIGURA 1. Definición de polímero
2.3.2 Clasificación de los Polímeros Los polímeros se subdividen en polímeros naturales y polímeros sintéticos. (Cadena, 2000).
Polímeros Sintéticos: Los polímeros sintéticos surgieron de la necesidad de imitar a los polímeros naturales. Son elaborados a partir de procesos de polimerización; esto es por adición o por condensación obteniendo polímeros de cadena lineal o una macromolécula tridimensional. (Seymour, 2002). Estos a su vez se pueden dividir en termoplásticos, materiales que pasan al estado líquido al calentarse y se vuelven a endurecer al ser enfriados, y los termoestables, materiales que al calentarse no fluyen sino más bien se descomponen químicamente es decir se queman.
Polímeros Naturales (biopolímeros): Una de las áreas de la ciencia de los polímeros más importante y que está experimentando un gran auge en la industria es la de los polímeros naturales. (Seymour y Carraher, 2002) Una de las razones es que los polímeros naturales son típicamente renovables, ya que la naturaleza puede seguir sintetizándolos a medida que los extraemos, pero sobre todo se debe a la creciente necesidad de conservar y regular nuestros recursos químicos, encontrando sustituyentes a las fuentes que no se autogeneran, tales como el petróleo, el gas y los metales. Los biopolímeros o polímeros naturales son aquellos producidos por los seres vivos. Existe una infinidad de polímeros naturales entre los cuales se puede destacar tres grandes grupos: Proteínas, Polisacáridos y Ácidos Nucleídos; ver la tabla No. 1. (Cadena, 2000)
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POLIMEROS NATURALES (BIOPOLÍMEROS) PROTEÍNAS POLISACÁRIDOS
ESTRUCTURALES FUNCIONALES ESTRUCTURALES RESERVA
Colágenos, queratina, elastina. Enzimas, hormonas Celulosa, quitina. Almidón, glucógeno ADN y ARN
ÁCIDOS NUCLÉICOS
Tabla No. 1: Polímeros naturales .
Los polisacáridos son la principal fuente de energía de los alimentos y constituyen los compuestos orgánicos más abundantes. Varían mucho en cuanto a su tamaño y la frecuencia de su presencia en el mundo natural. Los más importantes son: la celulosa y el almidón. La celulosa es un homoglucano lineal con residuos de glucosa unidos por enlaces β1 ->48, es el compuesto orgánico más abundante en la
naturaleza. (Koolman y Röhm, 2004) Como se puede apreciar, el campo de los biopolímeros es amplísimo, pero para efectos de la siguiente investigación se profundizara específicamente en uno de ellos, el cual es el almidón y sus propiedades: y de cómo se puede producir a partir de él, un bioplástico
2.3.3 EL Almidón Propiedades estructurales del almidón natural: El almidón es el segundo polisacárido más abundante, se encuentra distribuido en las plantas donde es almacenado como hidratos de carbono en las semillas, frutas, tubérculos, raíces, hojas y tallos. Se encuentran habitualmente en forma de agregados de polímeros unidos intermolecularmente mediante enlaces de hidrógeno (Koolman y Röhm, 2004). El almidón está compuesto fundamentalmente por glucosa. Aunque puede contener una serie de constituyentes en cantidades mínimas, que pueden ser oligoconstituyentes del almidón o contaminantes no eliminados en su extracción. El almidón se diferencia de todos los demás carbohidratos porque en la naturaleza se presenta en forma de gránulos, estos son relativamente densos y se hidratan muy mal en agua fría. Químicamente la molécula de almidón está constituida por dos tipos de polisacáridos, la amilosa y la amilopectina. (Saber todo ciencia, 2009) La amilosa, es la parte soluble en agua y representa del 16-35% de la materia que constituye al almidón. Está formada por 200 a 300 residuos de glucosa unidos por
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enlaces α1->4 en forma de cadenas no ramificadas, las que por su configuración α en
el C-1 forman una hélice de 6 a 8 residuos por vuelta; ver la figura 2. A diferencia de la amilosa la amilopectina es ramificada, constituye del 6485% del almidón total, es prácticamente insoluble, y se coagula en forma de un gel. En esta molécula cada 20 a 25 residuos de glucosa, existe una unión a otras cadenas por un puente α1->6. Así se forma una estructura ramificada que al igual que la
amilosa solo tiene un grupo anomérico 9 (OH). Las moléculas de amilopectina contienen cientos de miles de residuos de glucosa y su peso molecular puede superar los 108 Da; ver la figura 3. (Koolman y Röhm, 2004)
FIG 2: Estructura de molécula de amilosa
FIG 3: Estructura de molécula de amilopectina
Para convertir un almidón seco en un material bioplástico es necesario romper y fundir la estructura granular semicristalina del mismo [Thire et al, 2003]. El almidón sin los aditivos adecuados (plastificantes) no tiene las propiedades para trabajar como termoplástico, los plastificantes incrementan la flexibilidad del almidón debido a su habilidad para reducir la interacción de los enlaces de hidrógeno, además de aumentar el espacio molecular [Mali et al, 2005].
2.3.4 Biopolímero de almidón Debido a que los materiales plásticos de uso masivo derivados del gas o el petróleo tienen una gran inercia química no pueden ser atacados por microorganismos presentes en el medio ambiente por lo cual no son biodegradables. No obstante a ello existen plásticos biodegradables que son obtenidos de fuentes de materias primas renovables como el almidón, azúcares, aceites vegetales, etc., que se denominan biopolímeros que son biodegradables en condiciones de compostaje (Conrad, 2005). Un plástico degradable está constituido por un material plástico que permite mantener la integridad física durante su manufactura, posterior almacenamiento,
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envasado, vida en estantería y uso del consumidor. Al final de la vida útil es desechado y comienza a cambiar químicamente por la influencia de agentes ambientales que lo transforman en sustancias simples, si estos agentes son biológicos como microorganismos el material se denomina biodegradable y los productos son principalmente dióxido de carbono y agua. (Durán, 2005)
2.3.5 Polimerización: Es un proceso químico por el que los reactivos, monómeros (compuestos de bajo peso molecular) se agrupan químicamente entre sí, dando lugar a una molécula de gran peso, llamado polímero. Las reacciones de polimerización son el conjunto de reacciones químicas en las cuales un monómero iniciador activa a otro monómero comenzando una reacción en cadena la cual forma el polímero final.
2.3.6 Proceso de Elaboración de Biopolímero El proceso de elaboración biopolímeros de origen vegetal a partir de almidón, presenta dos etapas. La primera, proceso de iniciación o gelatinización consiste en el hinchamiento de los gránulos de almidón cuando la mezcla es expuesta al calor y la segunda es la etapa final que comprende el ordenamiento espontáneo de los puentes de hidrógeno al enfriarse. 1) Iniciación o Gelatinización: Se define como la pérdida de la semicristalinidad de los gránulos de almidón en presencia de calor y elevadas cantidades de agua (Fritz, 1994). La gelatinización ocurre en un rango estrecho de temperaturas que varía dependiendo de la fuente del almidón. El almidón gelatiniza en agua a temperatura entre los 55 °C y 65 °C, lo que consiste en un hinchamiento de las moléculas de almidón debido a que el agua penetra en su estructura molecular (Ceballos, 2002). El desenrollado de las moléculas y la movilidad térmica de las mismas producidas por el hinchamiento, producen la disminución de la cristalinidad, rompiendo la estructura. El comportamiento de la mezcla va a depender de la concentración y el nivel de absorción de agua por parte del almidón. Cuando ocurre la gelatinización, los gránulos hinchados del almidón ocupan los espacios vacíos. La viscosidad aumenta con la temperatura hasta la fragmentación
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de los gránulos, que se desintegran y se disuelven generando un decrecimiento en la viscosidad (Ceballos, 2002). 2) Retrogradación: Posterior a la gelatinización, en el momento en que deja de introducirse calor y comienza la etapa de enfriamiento, la viscosidad crece de nuevo y hay un incremento espontaneo del orden de los puentes de hidrogeno y reorientación de las cadenas moleculares. Paralelamente se genera un decrecimiento de la solubilidad en el agua fría y un incremento de la turbiedad (Fritz, 1994).
2.3.7 Componentes para la elaboración de biopolímeros Para hacer posible la fabricación de un polímero a partir de almidón, es necesario aportar diferentes reactivos a la mezcla y garantizar ciertas condiciones que permitan su obtención. Los polímeros biodegradables requieren componentes que aporten características de humectación, plasticidad, lubricación, extensión y resistencia, entre otros ( Meneses, 2007). 1) Plastificantes: Los plastificantes son pequeñas moléculas agregadas para suavizar un polímero por debajo de su transición vítrea para reducir su cristalinidad o punto de fusión (Sperling, 2006). El agua se recomienda como el mejor plastificante, aunque no debe encontrarse en proporciones muy altas con relación al almidón, debido a que para extraerla de la mezcla, una vez ésta se encuentre lista, es necesario elevar la temperatura a la de ebullición del agua, lo que puede degradar la estructura del almidón. Al igual que el agua, la glicerina es un plastificante y además brinda humectación al polímero. La cantidad de plastificantes dentro de la mezcla no debe exceder el 20 % del peso total. (Meneses, 2007)
2) Modificadores químicos : La modificación química del almidón está directamente relacionada con las reacciones de los grupos hidroxilo del polímero de almidón. Reacciones vía éter, formación de ésteres, oxidación y la hidrólisis de los grupos hidroxilos, son algunas modificaciones químicas aplicables al almidón (Peñaranda, 2008). En general la esterificación de los polisacáridos con ácidos orgánicos como el ácido acético es una de las transformaciones más versátiles en los biopolímeros.
14
2.4. DEFINICION DE TERMINOS Almidón: Polímero natural (carbohidrato) formado por la amilosa y la amilopectina adquirida del maíz, patata, trigo, etc. Cuando la glucosa forma cadenas en forma de polímero el producto es el almidón. Ésta molécula está formada por 300 ‐12000 unidades de glucosa. Dependiendo de la conexión hay dos tipos, la amilosa y la amilopectina
Amilosa: Molécula linear de almidón que está constituida por muchos anillos de glucosa unidos entre sí para formar largas moléculas que no tienen ramificaciones. Cerca del 20% de la mayoría de los almidones es amilosa. Están compuestas de 200 a 2000 moléculas de glucosa unidas por enlaces glicosídicos a-1,4 en cadenas no ramificadas
Amilopectina: Molécula del almidón que tiene ramificaciones y está constituida por muchos anillos de glucosa unidos entre sí para formar largas moléculas con numerosas ramificaciones laterales cortas. Cerca del 80% de la mayoría de los almidones es Amilopectina.
El ácido poli-láctico (PLA) es un polímero biodegradable derivado del ácido láctico. Es un material altamente versátil, que se hace a partir de recursos renovables al 100%, como son la maíz, la remolacha, el trigo y otros productos ricos en almidón.
Biopolímeros: Son polímeros naturales provenientes de recursos renovables y se agrupan en varias familias: los polisacáridos (almidón, celulosa), proteínas (colágeno, gelatina,)
Bioplásticos: El término abarca toda la familia de materiales de base biológica ( biobasados) y/o, biodegradables. Biodegradable significa que los productos bioplásticos se descomponen bajo condiciones específicas y por acción de organismos vivos (bacterias, hongos, etcétera) y por elementos químicos naturales por la acción de agentes biológicos, como el sol, el agua, las bacterias,…
Gelatinización: se define como la pérdida de la semicristalinidad de los gránulos de almidón en presencia de calor y elevadas cantidades de agua
Hidrofílico: En una disolución o coloide que tiene una fuerte afinidad por el agua. Es la tendencia de un compuesto químico a disolverse o mezclarse con el agua.
Hidrolisis; formación de un ácido una base a partir de una sal por interacción con el agua La hidrólisis ácida: es un proceso en el que un ácido se utiliza para catalizar la ruptura de un enlace químico a través de una reacción de sustitución, con la adición de agua.
Humectación: Acción o efecto de humedecer o humedecerse alguna cosa
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Microorganismos: Organismos vivos de tamaño microscópico tales como bacterias, hongos y levaduras de tamaño ultramicroscópico, como los virus.
Monómero: es una molécula de pequeña masa molecular que unida a otros monómeros, a veces cientos o miles, por medio de enlaces químicos, generalmente covalentes, forman macromoléculas llamadas polímeros.
Plásticos: El plástico tradicional está compuesto por un polímero denominado polietileno, sintetizado a partir del petróleo por la industria petroquímica
Plastificantes: son pequeñas moléculas agregadas para suavizar un polímero por debajo de su transición vítrea reduciendo su cristalinidad o punto de fusión
Polímero: los polímeros (del griego: poly: muchos y mero: parte, segmento) son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros
Polimerización: es un proceso químico por el que los reactivos, monómeros (compuestos de bajo peso molecular) se agrupan químicamente entre sí, dando lugar a una molécula de gran peso, llamado polímero
Polisacáridos: los polisacáridos son polímeros, cuyos monómeros constituyentes son monosacáridos, los cuales se unen repetitivamente mediante enlaces glucosídicos.
Retrogradación: posterior a la gelatinización, en el momento en que deja de introducirse calor y comienza la etapa de enfriamiento, la viscosidad crece y hay un incremento del orden de los puentes de hidrogeno y reorientación de las cadenas moleculares
Termoplástico: Los termoplásticos son polímeros constituidos por cadenas lineales o ramificadas. A temperaturas relativamente altas, se vuelve plástico, deformable o flexible, se derrite cuando es calentado y se endurece en un estado vítreo cuando es suficientemente enfriado .
2.5
VARIABLES Variable independiente: El almidón de maíz, glicerina, agua, y ácido acético.
Variables dependientes: -
Propiedades plastificantes, espesantes, lubricantes y humectantes
-
Polímero biodegradable que tenga características de un plástico convencional
16
III CAPITULO MARCO METODOLÓGICO El Marco Metodológico es esencial para el estudio debido a que, indica la metodología de la investigación, el nivel, el tipo de investigación, la modalidad de la misma, el diseño de la investigación con sus correspondientes fases de investigación que fueron utilizadas para realizar la investigación 3.1 Tipo de Investigación
De acuerdo con el problema que se plantea en el presente estudio con relación a los objetivos que de él se derivan y las bases teóricas acerca del mismo, la presente es una investigación de tipo documental y experimental. Según Bernalt (2000) “la investigación documental consiste en el análisis de
la información escrita y en un proceso basado en la búsqueda, recuperación, análisis, crítica e interpretación de datos, es decir, los obtenidos y registrado por otros investigadores en fuetes documentales: impresas, audiovisuales o electrónicas ” Según (Fidias G. Arias (2012), define la investigación experimental como: “Un proceso que consiste en someter a un objeto , a determinadas condiciones, o
tratamiento (variable independiente), para observar los efectos o reacciones que se producen (variable dependiente)”.
De acuerdo al problema planteado, referido a la elaboración de un bioplastico casero a partir del almidón de maíz, y en función de los objetivos planteados, este trabajo estuvo enmarcado en una investigación experimental ya que el cumplimento de los objetivos consiste en describir de qué modo y por qué causa se puede producirse un fenómeno, por cuanto su propósito es demostrar que los cambios en la variable dependiente fueron causados por la variable independiente. Se pretende establecer con precisión una relación causa-efecto. Es decir que hay una manipulación en la composición natural del almidón para ser controlado como bioplastico. 3.2 Diseño de la Investigación: El término diseño según Hernández y otros (2003), “se refiere al Plan o
Estrategia concebida para obtener la información que se desea, es decir, la forma como la investigación se llevará a cabo con miras a responder las interrogantes
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formuladas en el estudio. El diseño de la investigación, tal y como lo expresa Hurtado (2000) le señala al investigador lo que tiene que hacer y cómo hacerlo, dónde obtener los datos, cuántas mediciones hacer, etc. En vista de lo descrito anteriormente puede concluirse que el diseño de la investigación viene dado por la revisión exhaustiva de las diferentes fuentes de información, tales como documentos, estudios disponibles en pág. web relacionada con el tema de estudio y en cuanto al diseño experimental por la manipulación de una variable experimental, bajo condiciones controladas ya que se realizaron diferentes pruebas en la elaboración del bioplastico casero hasta la obtención de muestras con las características similares de un plástico convencional 3.3 Técnicas de Recolección de Datos
Con el fin de lograr los conocimientos necesarios que permitieron alcanzar el objetivo del estudio se utilizó la técnica documental para la recolección de información y datos. Ésta tiene por objeto elaborar un marco teórico conceptual para formar un cuerpo de ideas sobre el objeto de estudio, a través de las fuentes primarias de información tales como monografías, tesis, entre otras. Con el uso de ésta técnica se sentarán las bases teóricas para lograr el manejo del tema con propiedad. Para la obtención del bioplastico con las características similares del plástico convencional se empleara la técnica experimental cuyo objetivo es describir de qué forma (preparación) y porque causa (componentes) se puede producirse dicho producto 3.4 Técnicas de procesamiento y análisis de datos
Para el procesamiento y análisis de los datos recopilados en esta investigación se utilizó el análisis del producto a obtener, así como el análisis de las funciones de los componentes y la determinación del porcentaje de los aditivos que pudieran mejorar las propiedades del bioplastico Para hacer posible la elaboración de un polímero a partir de almidón de maíz, es necesario aportar aditivos a la mezcla y garantizar condiciones que permitan su obtención. Los biopolímeros requieren componentes que aporten características de, plasticidad, elasticidad y resistencia. El agua se recomienda como plastificante, sin embargo hay que tener cuidado que no se encuentre a muy altas concentraciones, ya que su extracción requiere de
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temperaturas elevadas dañando el almidón dándole un carácter muy rígido y frágil al biopolímero. Contrarrestando esta realidad, se recomienda la adición de glicerina o glicerol a la mezcla debido a que es otro agente plastificante que le brinda al producto final características elásticas El ácido acético se recomienda como modificador químico, debido a que tiene la propiedad de disminuir el carácter hidrofílico de almidón, brindándole propiedades hidrofóbicas al material. Debido a que el almidón consta de dos componentes básicos: la amilosa y la amilopectina. En cuanto a la amilosa es un polímero muy largo y recto; la amilopectina por el contrario es un polímero ramificado y corto lo que significa que dará plástico quebradizo y débil... lo que no es bueno para lo que se quiere obtener. Hay dos técnicas para mejorar las propiedades del plástico. La primera es una técnica simple llamada hidrólisis ácida (Formación de un ácido y una base a partir de una sal por interacción con el agua) en decir mediante la adición de una pequeña cantidad de vinagre al plástico, que pueden acabar con algunas de las ramas de la amilopectina. En segundo lugar agregamos un plastificante, como la glicerina que funciona como lubricante a nivel molecular. Si se quiere plástico muy flexible para una bolsa por ejemplo, se necesita añadir más glicerina, y si quieres plástico rígido se deberá añadir menos glicerina.
19
IV CAPITULO 4.1 GRÁFICOS: Procedimientos y técnicas utilizadas (Ver Anexo 2)
Preparación de materiales y Equipos ver Fig. 1
Pesado Almidón y preparación de las medidas de los reactivos Ver Fig. 2 - 3
Adicionar 20 g de almidón de maíz Ver Fig. 2 - 3
A re ar 10-15 ml de Glicerina Ver Fi . 4
Adicionar 30 ml de agua H2O Ver Fig. 5
Colocar 5-10 ml Ácido Acético Ver Fig. 6
Adicionar colorante Ver Fig. 7
Agitar por 4 minutos Ver Fig. 8
Colocar en la estufa en baño maría a una temperatura de 75º a 100ºC Ver Fig. 9
Agitación hasta obtener un aspecto gelatinoso Ver Fig. 10
Extender en la placa de vidrio y ponerlo a secar Ver Fig. 11
Secado por 24 Horas Ver Fig. 12
20
Gráficos de Porcentajes para la obtención del Bioplastico Ver Anexo 3 MEZCLA N. 1 80.00 60.00 40.00 20.00 PORCENTAJES %
0.00
Ver A3 Fig. 1
MEZCLA N. 2 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00
PORCENTAJES %
Ver A3 Fig. 2
MEZCLA N. 3 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00
PORCENTAJES %
Ver A3 Fig. 3
MEZCLA N. 4 60.00 40.00 20.00 0.00
PORCENTAJES %
Ver A3 Fig. 3
21
4.2 RESULTADOS OBTENCIÓN DEL BIOPLASTICOS (VER ANEXO 3) Para hacer posible la fabricación de este bioplastico a partir de almidón de maíz, fue necesario aportar diferentes reactivos a la mezcla, debido a que los polímeros biodegradables requieren componentes que aporten características de humectación, plasticidad, lubricación, extensión y resistencia, entre otros. Para lograr las características antes mencionadas, se realizó la polimerización de cuatro mezclas diferentes que se muestran a continuación: MEZCLA 1 VARIABLES
ALMIDÓN
AGUA
ÁCIDO ACÉTICO
GLICERINA
PORCENTAJES %
25
62.50
5
7.5
Tabla No.1: Mezcla 2 para la polimerización del biopolímero
En la mezcla 1 se pudo observar que el proceso de polimerización no concluyo satisfactoriamente porque la cantidad de plastificante (agua y glicerina) no resultó suficiente para hidratar todos los gránulos de almidón, lo que generó una rigidez, volviéndolo muy viscoso (Ver A3 Fig. 1) MEZCLA 2 VARIABLES PORCENTAJES %
ALMIDÓN 16.95
AGUA 67.80
ÁCIDO ACÉTICO 6.78
GLICERINA 8.47
Tabla No.2: Mezcla 3 para la polimerización del biopolímero
En la mezcla 2 se obtuvieron mejores resultados sin embargo la muestra no culminó correctamente su proceso de polimerización debido a que resultaron plásticos quebradizo por la poca cantidad de glicerina y la cantidad de almidón aún era excesiva presentando aun resistencia al mezclado debido al choque entre los gránulos hinchados, lo que generó que la muestra se separara presentando un aspecto quebradizo. (Ver A3 Fig. 2) MEZCLA 3 VARIABLES PORCENTAJES %
ALMID N
AGUA
14.71
58.82
CIDO AC TICO 11.76
GLICERINA 14.71
Tabla No.3: Mezcla 4 para la polimerización del biopolímero
En la mezcla 3 mejoro el resultado debido a que la cantidad de agua y de glicerina en relación al almidón aumentó, presentando una mejor polimerización. Sin embargo la muestra no culminó correctamente debido a que resultaron plásticos un poco quebradizos debido a que la cantidad de agua se aumentó en exceso y la glicerina aún era insuficiente. (Ver A3 Fig. 3)
22
MEZCLA 4 VARIABLES
ALMID N
AGUA
16.13
48.39
PORCENTAJES %
CIDO AC TICO 16.13
GLICERINA 19.35
Tabla No.4: Mezcla 5 para la polimerización del biopolímero
En la mezcla 4 el bioplastico obtenido presento las características similares de un plástico sintético presentando una polimerización del almidón adecuada elástica y sin cortes, debido al aumento de la cantidad de glicerina y disminución del agua en relac ión al almidón. Con la salvedad de que no se pudo obtener un prototipo elástico y resistente que fuera satisfactorio por limitación de asesores y de otras investigaciones relacionadas, razón por la que la investigación solo se limitó a los resultados obtenidos en las diferentes pruebas. (Ver A3 Fig. 4)
4.3 ANALISIS DE RESULTADOS Muestra Prototipo: La mezcla 5 fue la que cumplió con las expectativas para la realización de la muestra de bioplástico ya que presento consistencia y mejores propiedades elásticas, no era quebradiza y fue relativamente más resistente que los otros prototipos. En todos los casos solo se logró la producción de una película, no fue posible obtener un prototipo que fuera satisfactorio, por ser un proceso rudimentario a escala casera (Ver Anexo 3 Fig. 4) Al hacer la comparación de las muestras 4 con el plástico convencional se determinó que la muestra tiene una apariencia similar en cuanto a la textura, brillo, y flexibilidad más no de resistencia ya que tiende a romperse con facilidad. En cuanto a las limitaciones se puede mencionar que no fue posible conseguir asesores especializados en la elaboración de polímeros biodegradables que pudieran orientar de forma adecuada para la obtención de un resultado más satisfactorio pero sin embargo se contó con la orientación en la parte experimental y metodológica de María Vivas y Keyla Silva profesoras en Biología y Química quienes fueron un apoyo importante.
23
4.4 CONCLUSIONES 1. Una vez concluida la elaboración a escala casera de un bioplástico a partir del almidón de maíz y evaluar su similitud a un plástico convencional en cuanto al aspecto físico, olor y plasticidad. Es posible determinar la importancia que guarda el almidón como biopolímero, y que este puede ser utilizado como componente esencial para la elaboración de un bioplástico, siendo un material alternativo a los plásticos que generalmente son hechos de los derivados del petróleo. Cabe mencionar que no se pudo obtener un prototipo elástico y resistente que fuera satisfactorio. 2. De la elaboración del plástico biodegradable se determinó que la velocidad de secado y cantidades de almidón y glicerina son factores muy importantes, ya que afectan la elasticidad y estabilidad de la muestra a través del tiempo. Si el secado es rápido y a altas temperaturas se produce un material quebradizo, frágil; por otro lado si esta operación se realiza de forma gradual se obtiene una película elástica y sin cortes. En cuanto a la relación almidón/glicerina, al aumentar las proporciones de esta última en la formulación se obtenía un producto más elástico y por el contrario a mayor cantidad de almidón existe una mayor contracción del biopolímero durante el secado, haciendo que difícilmente conserven su forma inicial
3. La mezcla con la cual se obtuvo el biopolímero de mejor calidad con las características similares al plástico convencional, estuvo compuesto de 16.13% de almidón, 48.39 de H2O 11.76 de ácido acético y 19.35% de glicerina y un secado gradual de 24 horas para obtener una polimerización del almidón adecuada elástica y sin cortes (quebradizo).
4. Los estudiantes de quinto año de la U.E. Col. Ntra. Sra. de la Consolación de Táriba mostraron interés en el desarrollo de productos biodegradables como alternativa para el cuidado y prolongación de la vida en el planeta. Se dio a conocer las ventajas y beneficios que brinda los bioplásticos señalando que estos son biodegradables por microorganismos como bacterias y hongos lo que no sucede con los plásticos sintéticos que tardan años en degradarse. 24
4.5 RECOMENDACIONES
.
Esta investigación se limitó hasta la elaboración de una muestra de bioplástico en cuanto a su apariencia, se recomienda seguir con el proceso hasta la obtención del prototipo que cumpla con propiedades mecánicas de resistencia y dureza para verificar su calidad como material de empaque
.
Profundizar la investigación en cuanto a que se cumpla con la característica particular de degradación por la acción de microorganismos para probar la biodegradabilidad o compostabilidad con equipo adecuado en laboratorio lo cual no se pudo determinar por ser una investigación a nivel casero
.
Involucrar una investigación de tipo económica para conocer la viabilidad y factibilidad de este tipo de material como una alternativa conveniente para realizar plásticos más amigables al ambiente al ser desechados
.
Informar a los ciudadanos sobre las alternativas que existen para ayudar con la protección del medio ambiente, como es la fabricación de plástico biodegradable que sustituyan los plásticos convencionales los cuales permanecen por años generando contaminación.
.
Dar a conocer y concienciar a la gente sobre el daño y contaminación que deja el mal uso de los plásticos derivados del petróleo a través de campañas sobre el uso de bolsas de tela, restringir el uso gratuito de bolsas plásticas en tiendas y supermercados,…
25
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27
ANEXOS ANEXO 1 Parte Experimental: Materiales Equipos y Procedimiento Parte experimental Para el desarrollo de la parte experimental fueron necesarios los siguientes equipos, materiales y aditivos:
Equipo material .
.
.
.
.
.
Colador Taza de porcelana Balanza Espátulas Inyectadoras graduadas Lámina o placa de vidrio
Aditivos .
.
.
.
.
Almidón Glicerina Ácido acético Agua H2O Colorante
Procedimiento o método .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Preparación de materiales y Equipos Pesado Almidón y preparación de las medidas de los reactivos Adicionar 20 g de almidón de maíz Agregar 10-15 ml de Glicerina Colocar 5-10 ml Ácido Acético Adicionar 30 ml de agua H2O Adicionar colorante Agitar por 4 minutos Colocar en la estufa en baño maría a una temperatura de 75º a 100ºC Agitación hasta obtener un aspecto gelatinoso Extender en la placa de vidrio y ponerlo a secar por 24 Horas
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ANEXO 2 REGISTRO FOTOGRAFICO DE LA ELABORACION DEL BIOPLASTICO PROCEDIMIENTO
Fig. 1 Materiales y equipos a utilizar
Fig. 2 Preparación y medidas de almidón, H2O, glicerina y ácido acético
29
Fig. 3 Preparación de la mezcla
Fig. 4 Adición de glicerina
30
Fig. 5 Adición H2O
Fig. 6 Adición de ácido acético
31
Fig. 7 Adición de colorante
Fig. 8 Mezclado
32
Fig. 9 Calentamiento baño maría de la mezcla en la estufa
Fig. 10 Agitación de la mezcla - aspecto viscoso gelatinoso
33
Fig. 11 Esparcir de la mezcla en la placa de vidrio
Fig. 12 Muestras antes del secado
Después del secado
Fig. 13 Muestras de bioplastico
34
