Desarrollo de un biopolímero celulósico a partir de pergamino de café reforzado con nanopartículas de sílice y sus potenciales aplicaciones

La contaminación por plásticos es actualmente una de las principales problemáticas ambientales en el mundo. Debido a su naturaleza no biodegradable estos se acumulan en el ambiente y provocan serias alteraciones en los ecosistemas. Por tanto, es preciso desarrollar materiales alternativos a los plásticos tradicionales, y es aquí donde los residuos agroindustriales cobran una notoria importancia. Este tipo de residuos son generados como resultado del cultivo y procesamiento de los bienes producidos en actividades agropecuarias, y por lo general suelen ser desperdiciados, desaprovechados, y carecen de valor comercial. En ese sentido, se planteó el desarrollo de un biopolímero a partir del pergamino de café, mediante la optimización de los procesos de: (a) la extracción química de las microfibras de celulosa de este material, (b) la incorporación de dichas fibras en matrices de almidón de yuca, (c) la incorporación de nanopartículas de sílice obtenidas de la cascarilla del arroz en el polímero previamente mencionado, y (d) la caracterización morfológica, estructural, óptica, mecánica, y de propiedades de barrera de los materiales obtenidos y cada una de las fases del proceso. De ello se obtuvo que el pergamino debe ser tratado en tres hidrólisis: (1) HNO3 ac. 5%(v/v), (2) NaOH ac. 3%(m/v), y (3) NaClO:CH3COOH:H2O al (2:2:96)%m, durante 120 min, 45 min y 30 min respectivamente, a temperatura y agitación constante de 80°C y 1000 r/min, a calentamiento por reflujo. Las películas desarrolladas mostraron un aumento considerable en el esfuerzo máximo y la elongación a la ruptura soportados con la incorporación de las microfibras de celulosa (173% y 259%, respectivamente) y de las nanopartículas de sílice (94% y 120%, respectivamente). Finalmente, los materiales desarrollados a lo largo del trabajo fueron analizados y caracterizados por técnicas SEM, XRD, TGA, UV-Vis, UTM y FTIR, en los que se verificó la evolución del material a través del tiempo.Plastic pollution is currently one of the main environmental problems in the world. Due to their non-biodegradable nature, they accumulate in the environment and cause serious alterations in ecosystems. Therefore, it is necessary to develop alternative materials to traditional plastics, and it is here where agro-industrial waste becomes important. This type of waste is generated because of the cultivation and processing of goods produced in agricultural activities, and generally tends to be wasted, and has no commercial value. In this sense, the development of a biopolymer from coffee parchment was proposed, by optimizing the processes of: (a) the chemical extraction of the cellulose microfibers of this material, (b) the incorporation of these fibers in cassava starch matrices, (c) the incorporation of silica nanoparticles obtained from rice husk in the previously mentioned polymer, and (d) the morphological, structural, optical, mechanical, and barrier properties characterization of the materials obtained and each of the phases of the process. From this, it was obtained that the parchment should be treated in three hydrolysis: (1) HNO3 aq. 5%(v/v), (2) NaOH aq. 3%(w/v), and (3) NaClO:CH3COOH: H2O at (2:2:96) %wt., for 120 min, 45 min and 30 min respectively, at temperature and constant agitation of 80°C and 1000 r/min, at reflux heating. The developed films showed a considerable increase in the maximum stress and elongation at break supported with the incorporation of the cellulose microfibers (173% and 259%, respectively) and silica nanoparticles (94% and 120%, respectively). Finally, the materials developed throughout the work were analyzed and characterized by SEM, XRD, TGA, UV-Vis, UTM and FTIR techniques, in which the evolution of the material through time was verified

Adición de 5% y 10% de fibra de agave en la resistencia a la tracción de un concreto de F´c=210 kg/cm2 - 2017

La finalidad de la presente investigación, fue determinar las propiedades mecánicas del concreto reforzado con adición en peso de 5% y 10% de fibra de agave por cemento, estudio que se realizó en la ciudad de Huaraz en el año 2017 con el objetivo de proporcionar un grado aceptable de resistencia a tracción por compresión diametral, con la finalidad de encontrar alternativas de materiales para ser aplicados en el campo de la ingeniería civil. El estudio comienza con la selección y extracción de las fibras obtenidas de las hojas de mayor espesor por contener mayor cantidad de fibras y resistencia, se realizó la caracterización de la fibra de agave determinando sus propiedades mecánicas como resistencia a la última tensión (RUT) obteniendo la densidad lineal de 34.23tex, Fuerza máxima a la tracción de 566 cN, tenacidad de ruptura de 184 cN/tex, módulo de elasticidad (ME) 120.83 N/mm, deformación unitaria (DU) 22.3%, dimensionado igual 103.17 cm, diámetro aparente 0.057mm, Forma de la sección trasversal es irregular - ovalada y el área de la sección transversal de 0.003 mm2. El procedimiento experimental inició con la preparación, muestreo y control de 9 probetas patrón de concreto con relación a/c de 0.65, 18 probetas de concreto experimental 5% la relación a/c 0.66. y 10% con a/c 0.67. Y finalmente se realizó en ensayo de resistencia a la tracción por compresión diametral simple según NTP 339.084:2012 equivalente a ASTM C496/C496M se determinó que la adición de 5% de fibra de agave obtuvo resistencias superiores al concreto el patrón con 10.1% a los 14 días de curado y 8.8% a los 28 días de curado, mientras que la adición de 10% obtuvo resistencias inferiores con el patrón a los 14 y 28 días de curado, demostrando que la nueva adición de 5% de fibra de agave puede ser usada en obras de construcción, brindándole a la población estructuras de alta resistencia.Tesi

Obtención de bioplástico a partir del almidón de papa (Solanum tuberosum) y yuca (Manihot esculenta) para uso como envoltura de alimentos

El objetivo de la presente investigación fue obtener un bioplástico a partir del almidón de papa (Solanum tuberosum) y yuca (Manihot esculenta), para uso como envoltura de alimentos. La materia prima de la cual se obtuvo el almidón fueron 10 kg de papa y yuca, mediante el método de decantación natural. Posteriormente se realizó la caracterización físico-química, mecánico y de biodegradabilidad para su uso como envoltura de alimentos. Para la obtención del bioplástico se propusieron cuatro formulaciones en base a un muestreo de tipo experimental y los bioplásticos obtenidos fueron a través del diseño factorial 2^2, los mismos que fueron sometidos a ensayos físicos que incluyó análisis de espesor, el cual se determinó de acuerdo a la norma técnica ecuatoriana INEN 2542; el contenido de humedad, se determinó mediante técnicas establecidas en la ICONTEC, 2002; biodegradabilidad, se determinó de acuerdo con la norma ASTM D-5488-94d; permeabilidad se determinó en función de la norma ASTM E96 y en cuanto a su propiedad mecánica se efectúo el ensayo de tracción. El valor medio del rendimiento de almidón de papa fue 12,6% y yuca 18,0%. La caracterización del almidón de papa y yuca mostró el mejor rendimiento en tratamiento T1 con 13,08% y 19,25% respectivamente, debido a que presentó un mejor aspecto translucido, buena estabilidad y una textura lisa. El análisis de biodegradación del bioplástico en medio anaerobio mostró la mejor degradación (95,50%) a los 42 días, contribuyendo de esta manera en la reducción de la contaminación ambiental y cumpliendo con lo establecido en la norma EN 13432, en consecuencia, este bioplástico muestra el resultado de una búsqueda piloto para su uso en envoltura de alimentos como alternativa para sustituir las fundas plásticas sintéticas debido a que aumenta la vida útil de las frutas por un tiempo mayor a 15 días.The objective of this research investigation was to obtain a bioplastic formula from potato starch (Solanum tuberosum) and cassava (Manihot esculenta) to be used as a food wrap. The raw material from which the starch was obtained was 10 kg of potatoes and cassava using the method of natural settling. Subsequently, the physical-chemical, mechanical, and Biodegradability characterization was checked for its use as a food wrap. To obtain the bioplastic, four formulations were proposed based on experimental sampling and the bioplastics obtained were through the 2^2 factorial design the same ones that were tested physically. It included thickness analysis, which was determined according to the Ecuadorian technical standard INEN 2542; moisture content which was determined using established techniques of ICONTEC, 2002; Biodegradability was determined in accordance with ASTM D-5488-94d; permeability was determined based on the standard ASTM E96, and for the mechanical property a tensile test was performed. The mean value of potato starch yield was 12.6% and for cassava 18.0%. The characterization of potato and cassava starch showed the best yield in treatment T1 with 13.08% and 19.25% respectively, because, it presented a better translucent appearance, good stability, and a smooth texture. The biodegradation analysis of the bioplastic tested in an anaerobic medium showed the best degradation (95.50%) at an average of 42 days. Thus, contributing to the reduction of environmental pollution and complying with the established standard EN 13432. Therefore, this bioplastic shows the result of pilot research for its use in food packaging as an alternative to replacing synthetic plastic covers or bags, because it increases the shelf life of fruits for a longer period of time, until 15 days

Desarrollo y caracterización de biocomposites con cáscara de almendra para el sector juguetero

[ES] En los últimos años, se ha incrementado la sensibilidad en torno a las cuestiones ambientales derivadas del uso de los materiales poliméricos basados en el petróleo y el impacto de éstos en el medio ambiente. La concienciación social y ambiental adquirida por parte de los consumidores hace que industrias tradicionales, como la del juguete, donde el uso del plástico está ampliamente extendido, desee adaptarse voluntariamente a la demanda del mercado y las empresas quieran desarrollar nuevas líneas de producto empleando materiales más ecológicos y sostenibles. El principal objetivo de esta tesis doctoral es el desarrollo y caracterización de biocomposites (biocompuestos) obtenidos a partir de una matriz polimérica procedente de fuentes renovables y biodegradable, concretamente almidón termoplástico (TPS), y como relleno, cáscara de almendra en polvo (ASP), aptos para ser procesados por inyección cuyas propiedades mecánicas, térmicas y estéticas permitan su uso en el sector del juguete. En un primer bloque, esta investigación estudia la influencia de la variedad de cáscara de almendra en las propiedades finales del biocomposite TPS/ASP desarrollado. Para ello, se seleccionan cinco variedades de almendra: Desmayo Rojo, Largueta, Marcona, Mollar y una mezcla comercial de variedades desconocidas, ya suministrada en formato polvo. También se estudia la influencia del tamaño de partícula de dicha carga (menor a 0.05 mm, 0.05<p<0.08 mm, 0.08<p<0.125 mm y 0.125<p<0.250 mm) considerando una cantidad fija de ASP (30 % en peso). Finalmente, se analiza el efecto del contenido de ASP (5-30 % en peso). Para ello, los diferentes biocomposites son fabricados mediante técnicas convencionales de extrusión e inyección. Se emplea una metodología basada en diferentes técnicas experimentales para la determinación de las propiedades mecánicas (ensayos de tracción, flexión, impacto Charpy y dureza Shore D), propiedades térmicas (análisis calorimétrico (DSC) y termogravimétrico (TGA)), medidas colorimétricas (CIELab) y análisis morfológico (SEM). En general, de este primer bloque se concluye que, la adición de ASP al TPS aumenta la rigidez del material y disminuye su deformación a rotura, la resistencia al impacto y la resistencia térmica con respecto a la matriz polimérica TPS. La incorporación de ASP proporciona un acabado similar a la madera. Una vez seleccionada la variedad, el tamaño de partícula y el contenido de ASP más adecuado, se considera mejorar la interacción carga/matriz con objeto de incrementar las propiedades mecánicas que se han visto afectadas por la adición de la carga. Los métodos de compatibilización que se han llevado a cabo para ello han sido mediante la incorporación de sustancias de origen renovable. En concreto, los compatibilizantes de origen renovable empleados en esta tesis doctoral son tres aceites vegetales epoxidados (EVOs): el aceite de linaza epoxidado (ELO), el aceite de soja epoxidado (ESBO) y el aceite de maíz epoxidado (ECO). Los diferentes EVOs se han incorporado entre 5-20 phr. La caracterización de las propiedades de los bicomposites desarrollados se realiza de forma análoga a los obtenidos en el primer bloque. Los resultados obtenidos muestran una notable mejora de las propiedades mecánicas con el empleo de estos compatibilizantes derivados de aceites vegetales. Además, la adición de estas sustancias tiene un efecto estabilizante en la desintegración del material. Finalmente, se estudia si es posible reprocesar el TPS y el biocomposite TPS/ASP y cómo afecta el reprocesado de estos biomateriales a sus propiedades finales (estéticas, mecánicas y térmicas). A pesar de la progresiva degradación del material, en ambos casos, es técnicamente factible volver a procesar el material al menos tres veces sin necesidad de incorporar material virgen.[CA] En els últims anys, s'ha incrementat la sensibilitat entorn a les qüestions ambientals derivades de l'ús dels materials polimèrics basats en el petroli i l'impacte d'aquests en el medi ambient. La conscienciació social i ambiental adquirida per part dels consumidors fa que indústries tradicionals, com la del joguet, on l'ús del plàstic està àmpliament estés, desitge adaptar-se voluntàriament a la demanda del mercat i les empreses vullguen desenvolupar noves línies de producte emprant materials més ecològics i sostenibles. El principal objectiu d'aquesta tesi doctoral és el desenvolupament i caracterització de biocomposites obtinguts a partir d'una matriu polimèrica procedent de fonts renovables i biodegradable, concretament almidó termoplàstic (TPS), i com a càrrega, pols de corfa d'ametla (ASP), aptes per a ser processats per injecció, les propietats mecàniques, tèrmiques i estètiques de les quals, permeten el seu ús en el sector del joguet. En un primer bloc, aquesta investigació estudia la influència de la varietat de corfa d'ametla, en les propietats finals del biocomposite de TPS/ASP desenvolupat. Per a això, se seleccionen cinc varietats d'ametla: Desmai Roig, Largueta, Marcona, Mollar i una mescla comercial de varietats desconegudes, ja subministrada en format de pols. També s'estudia la influència del tamany de partícula (menor a 0.05 mm, 0.05<p<0.08 mm, 0.08<p<0.125 mm i 0.125<p<0.250 mm) considerant una quantitat fixa d'ASP (30 % en pes). Finalment, s'analitza l'efecte del contingut d'ASP (5-30 % en pes). Per a això, els diferents biocomposites són fabricats mitjançant tècniques convencionals d'extrusió i injecció. S'empra una metodologia basada en diferents tècniques experimentals per a la determinació de les propietats mecàniques (assajos de tracció, flexió, impacte Charpy, duresa Shore D), propietats tèrmiques (anàlisis calorimètric (DSC) i termogravimètric (TGA), mesures colorimètriques (CIELab) i anàlisi morfològic (SEM). D'aquest primer bloc es conclou que, l'addició d'ASP al TPS augmenta la rigidesa del material, disminuïx la seua deformació a ruptura, la resistència a l'impacte i la resistència tèrmica respecte a la matriu polimèrica TPS. La incorporació d'ASP, proporciona un acabat similar a la fusta. Una vegada seleccionada, la varietat, el tamany de partícula i el contingut d'ASP més adequat, es considera millorar la interacció càrrega/matriu a fi d'incrementar les propietats mecàniques que s'han vist afectades per l'addició de la càrrega. Les tècniques de compatibilització que s'han dut a terme en aquest treball ha sigut mitjançant la incorporació de substàncies d'origen renovable. En concret, els compatibilitzants d'origen renovable utilitzats en aquesta tesi doctoral són tres olis vegetals epoxidats (EVOs): l'oli de llinosa epoxidat (ELO), l'oli de soja epoxidat (ESBO) i l'oli de panís epoxidat (ECO). Els diferents EVOs s'han incorporat entre 5-20 phr. La caracterització de les propietats dels bicomposites desenvolupats es realitza de forma anàloga als obtinguts en el primer bloc. Els resultats obtinguts mostren una notable millora de les propietats mecàniques amb l'ús d'estos compatibilitzants derivats d'olis vegetals. A més, l'addició de EVOs té un efecte estabilitzant en la desintegració del material. Finalment, si és possible reprocessar el TPS i el biocomposite TPS/ASP i com afecta el reprocessat d'estos biomaterials a les seues propietats finals (estètiques, mecàniques i tèrmiques). Malgrat la progressiva degradació del material, en ambdós casos, és tècnicament factible tornar a processar el material almenys tres vegades sense necessitat d'incorporar material verge.[EN] In recent years, there has been a growing awareness of the environmental issues arising from the use of petroleum-based polymeric materials and their impact on the environment. The social and environmental awareness consumers now have makes traditional industries, such as the toy industry, where the use of plastic is widespread, want to voluntarily adapt to market demand and develop new product lines using more ecological and sustainable materials. The main objective of this doctoral thesis is the development and characterisation of biocomposites developed from a polymeric matrix of renewable and biodegradable sources, specifically thermoplastic starch (TPS), and as a filler, almond shell powder (ASP), suitable for processing by injection moulding whose thermal-mechanical and aesthetic properties allow their use in the toy sector. In the first block, the influence of the variety of almond shells on the final properties of the polymeric matrix is studied. For this purpose, five varieties are selected: Desmayo Rojo, Largueta, Marcona, Mollar, and a commercial mixture of unknown varieties, already supplied in powder form. The influence of particle size (smaller than 0.05 mm, 0.05<p<0.08 mm, 0.08<p<0.125 mm and 0.125<p<0.250 mm) is also studied considering a fixed amount of ASP (30 %). Finally, the effect of ASP content (5-30 %) is analysed. For this purpose, the different biocomposites are manufactured by conventional extrusion and injection techniques. A methodology based on different experimental techniques is used to determine the mechanical properties (tensile, flexural, Charpy impact, Shore D hardness), thermal properties (calorimetric analysis (DSC), and thermogravimetric analysis (TGA), colorimetric measurements (CIELab), and morphological analysis (SEM). In general, it is concluded from this first block that the addition of ASP to the TPS increases the stiffness of the material, but then decreases its deformation at break, impact resistance and thermal resistance in respect to the TPS polymeric matrix. The addition of ASP provides a wood-like finish. Once the most suitable variety, particle size, and ASP content have been selected, consideration is given to improving the particle/matrix interaction. The compatibilisation techniques carried out in this work have been through the incorporation of substances of renewable origin. The compatibilisers of renewable origin used in this doctoral thesis are three epoxidised vegetable oils (EVOs): epoxidised linseed oil (ELO), epoxidised soybean oil (ESBO) and epoxidised corn oil (ECO). The different EVOs have been incorporated between 5-20 phr. The results obtained show a remarkable improvement of the mechanical properties with the use of vegetable oil-derived compatibilisers. Moreover, the addition of EVOs has a stabilising effect on the disintegration of the material. Finally, it is studied how the reprocessing of TPS and TPS/ASP biocomposite affects their final characteristics. Despite the progressive degradation of the material, in both cases, it is technically feasible to reprocess the material at least three times without the need to incorporate virgin material.Ibáñez García, A. (2021). Desarrollo y caracterización de biocomposites con cáscara de almendra para el sector juguetero [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/172341TESI

Desarrollo y optimización de wood plastic composites con matriz biopolimérica y fibras naturales

Tesis por compendio[ES] Debido a la preocupación por la contaminación derivada del uso de los plásticos y la gran cantidad de residuos generados a nivel mundial, se desarrollaron diferentes compuestos plásticos reforzados con fibras naturales respetuosos con el medio ambiente (WPC) para su caracterización y optimización. En primer lugar, se utilizó polietileno de alta densidad de base biológica (BioHDPE) como matriz polimérica y diferentes fibras cortas naturales como el cáñamo, el lino y el yute. Se mezclaron mediante extrusión de doble husillo y se moldearon en piezas mediante moldeo por inyección, se añadió un copolímero de injerto de etileno con anhídrido maleico (PE-g-MA) a dos partes por cien de resina al WPC durante el proceso de extrusión para reducir la falta de compatibilidad entre las fibras lignocelulósicas y la matriz polimérica. Como resultado, se observó en el análisis térmico, una ligera mejora de la estabilidad térmica de los compuestos reforzados con las tres fibras, aumentado la temperatura de fusión y de degradación del compuesto. Además, también aumentó la absorción de agua de los compuestos. Se obtuvo, especialmente, un aumento drástico del módulo de Young y de la resistencia al impacto de los compuestos con refuerzo de fibra de cáñamo. Debido a estos resultados, a continuación, se realizó un estudio con la misma matriz polimérica (BioHDPE) y diferentes porcentajes (2,5 a 40,0% en peso) de fibras cortas de cáñamo (HF) como refuerzo natural, utilizando la misma técnica por fusión y extrusión de doble husillo del compuesto que se moldeo por inyección. También se utilizó como agente compatibilizante, el copolímero maleinizado, de injerto de etileno con anhídrido maleico (PE-g-MA) para mejorar la escasa compatibilidad entre la matriz de BioHDPE altamente no polar y las fibras lignocelulósicas altamente hidrofílicas. El 40% en peso de fibra dio como resultado un aumento importante del módulo de Young y la resistencia al impacto del BioHDPE, obteniendo valores de 5275 MPa y 3,6 kJ/m2, respectivamente, en comparación con el bioHDPE puro de 826 MPa y 2,0 kJ/m2. En cuanto al cambio de color de las muestras inyectadas, se observó que el aumento de fibra generó una clara modificación en las tonalidades finales de las piezas, alcanzando colores muy similares a las maderas oscuras para porcentajes superiores al 20%.Finalmente, se desarrollaron nuevos composites de alto rendimiento mediomabiental utilizando un 30% de fibra corta de cáñamo y como matriz polimérica copolímero de polibutilén succinato-co-adipato paracialmente de origen renovable (BioPBSA). En este caso, para mejorar la interacción entre la fibra y la matriz no solo se empleó el injerto copolímero de PBSA injertado con anhídrido maleico (PBSA-g-MA), sino que se utilizaron diferentes aditivos por extrusión reactiva al composite como aditivos derivados del ácido itacónico de base biológica, como el dibutil itaconato (DBI) y un copolímero de PBSA injertado con ácido itacónico (PBSA-g-IA). La introducción de fibras de cáñamo, dieron como resultado una mejora en la rigidez del polímero base, el módulo de tracción del BioPBSA puro 281 MPa aumentó considerablemente alcanzando valores de 3482 MPa. Los compuestos con DBI obtuvieron una mejora en la ductilidad y una disminución en las propiedades de tracción, en contraste con las muestras compatibles con copolímeros que mejoraron la resistencia a la tracción.[CA] Degut a la preocupació per la contaminació derivada de l'us dels plàstics i la gran quantitat de residus generats a nivell mundial, es desenvoluparen diferents compostos reforçats amb fibres naturals respectuoses amb el medi ambient (WPC) per a la seva caracterització i optimització. En primer lloc, es va utilitzar polietilè d'alta densitat de base biològica (BioHDPE) com a matriu polimèrica i diferents fibres curtes naturals com el cànem, el lli i jute. Es van fondre mitjançant extrusió de doble tornavís i es moldejaren en peces mitjançant moldejat per injecció, es va afegir un copolímer d'empelt d'etlé i anhídrid maleic (PE-g-MA) a dues parts per cent de resina al WPC durant el procés d'extrusió per a reduir la falta de compatibilitat entre les fibres lignocel·lulòsiques i la matriu polimèrica. Com a resultat, es va observar en l'anàlisis tèrmica, una lleugera millora de l'estabilitat tèrmica dels compostos reforçats amb les tres fibres , augmentant la temperatura de fusió i de degradació dels compostos. Es va obtenir, especialment, un augment dràstic del mòdul de Young i de la resistència a l'impacte dels compostos amb reforç de fibra de cànem. Degut a aquestos resultats, a continuació es va realitzar un estudi amb la mateixa matriu polimèrica (BioHDPE) i diferents percentatges (2,5 a 40,0% en pes) de fibra curta de cànem (HF) com a reforç natural, utilitzant la mateixa tècnica per fusió i extrusió de doble tornavís del compost que es va moldejar per injecció. També es va utilitzar com agent compatibilitzant, el copolímer meleinitzat, anhídrid maleic d'empelt de polietilè (PE-g-MA) per millorar l'escassa compatibilitat entre la matriu de BioHDPE altament no polar i les fibres lignocel·lulòsiques altament hidrofíliques. El 40% en pes de fibra va donar com a resultat un augment important del mòdul de Young i la resistència a l'impacte del BioHDPE, obtenint valors de 5275 MPa i 3,6 kJ/m2, respectivament, en comparació amb el bioHDPE pur de 826 MPa i 2,0 kJ/m2. En quant al canvi de color de les mostres injectades, es va observar que l'augment de fibra va generar una clara modificació en les tonalitats finals de les peces, aconseguint colors molt similars a les fustes fosques per a percentatges superiors al 20%.Finalment, es van desenvolupar nous composites d'alt rendiment medioambiental utilitzant un 30% de fibra curta de cànem i com a matriu polimèrica copolímer de polibutilèn succinat-co-adipat paracialment d'origen renovable (BioPBSA). En aquest cas, per millorar la interacció entre la fibra i la matriu no només es va emprar l'empelt copolímer de PBSA empeltat amb anhídrid maleic (PBSA-g-MA), sinó que es van utilitzar diferents additius per extrusió reactiva al composite com a additius derivats de l'àcid itacònic de base biològica, com el dibutil itaconat (DBI) i un copolímer de PBSA empeltat amb àcid itacònic (PBSA-g-IA). La introducció de fibres de cànem, van donar com a resultat una millora en la rigidesa del polímer base, el mòdul de tracció del BioPBSA pur 281 MPa va augmentar considerablement aconseguint valors de 3482 MPa. Els compostos amb DBI van obtenir una millora en la ductilitat i una disminució en les propietats de tracció, en contrast amb les mostres compatibles amb copolímers que van millorar la resistència a la tracció.[EN] Due to the concern about the pollution derived from the use of plastics and the large amount of waste generated worldwide, different environmentally friendly natural fiber reinforced plastic compounds (WPC) were developed for their characterization and optimization. First, bio-based high-density polyethylene (BioHDPE) was used as the polymer matrix and different natural short fibers such as hemp, flax and jute. They were fused by twin screw extrusion and molded into pieces by injection molding. Polyethylene graft maleic anhydride (PE-g-MA) was added at two parts per hundred resin to the WPC during the extrusion process to reduce the lack of compatibility between the lignocellulosic fibers and the polymeric matrix. As a result, a slight improvement in the thermal stability of the composites reinforced with the three fibers was observed in the thermal analysis, increasing the melting temperature and degradation of the composite. In addition, it also increased the water absorption of the compounds. In particular, a drastic increase in the Young's modulus and the impact resistance of the hemp fiber reinforced composites was obtained. Due to these results, a study was then carried out with the same polymeric matrix (bioHDPE) and different percentages (2,5 to 40,0% by weight) of short hemp fibers (HF) as natural reinforcement, using the same technique by melt compunding and extrusion with a twin screw extruder, followed by injection moulding. The maleinized copolymer, polyethylene graft maleic anhydride (PE-g-MA) was also used as a compatibilizing agent to improve the poor compatibility between the highly non-polar BioHDPE matrix and the highly hydrophilic lignocellulosic fibers. The 40 wt% fiber resulted in a significant increase in Young's modulus and impact strength of BioHDPE, obtaining values of 5275 MPa and 3.6 kJ/m2, respectively, compared to pure bioHDPE of 826 MPa and 826 MPa. 2.0kJ/m2. Regarding the color change of the injected samples, it was observed that the increase in fiber generated a clear change in the final shades of the pieces, reaching colors very similar to dark wood for percentages greater than 20%.Finally, new green composites were developed using 30% short hemp fiber and a partically biobased polybutylene succinate-co-adipate copolymer (BioPBSA) as polymeric matrix. In this case, to improve the interaction between the fiber and the matrix, not only was the PBSA graft copolymer grafted with maleic anhydride (PBSA-g-MA) used, but different additives were used by reactive extrusion to the composite as additives derived from the Bio-based itaconic acid, such as dibutyl itaconate (DBI) and a copolymer of PBSA grafted with itaconic acid (PBSA-g-IA). The introduction of hemp fibers resulted in an improvement in the stiffness of the base polymer, the tensile modulus of pure BioPBSA 281 MPa increased considerably, reaching values of 3482 MPa. Composites with DBI obtained an improvement in ductility and a decrease in tensile properties, in contrast to samples compatible with copolymers that improved tensile strength.Agradecer al Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) de la Unión Europea por cofinanciar el proyecto “NABITEX—Textiles técnicos innovadores basados en fibras naturales SUDOE para ser aplicados en el Sector del Hábitat” a través del Programa SUDOE de Interreg (SOE2/P1/ P0524).Dolçà Camáñez, C. (2022). Desarrollo y optimización de wood plastic composites con matriz biopolimérica y fibras naturales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/185679Compendi

Revisión sistemática: Evaluación de los métodos para la generación de bioplásticos

La presente investigación tuvo como objetivo determinar los métodos para generar los bioplásticos, entre sus objetivos específicos: Identificar grupos de métodos de producción de bioplásticos según las materias primas usadas; así como, determinar las ventajas y desventajas. La investigación se realizó para formar una base científica que sirva de apoyo a futuras investigaciones. Se agrupó los métodos o las formas para producir, según características tomadas por nosotros y diversos autores, de los cuales lo que se encontró fueron: extracción de biomasa, producción a través de organismos naturales, bioplásticos a partir de copolímeros y biocompuestos, sintetizados a partir de monómeros de base biológica y sintetizado a partir de petroquímicos, después de ello se encontró diferentes materias primas como las frutas o vegetales como yuca, cáscara de papa, caña de azúcar; residuos de actividades industriales como los efluentes de aguas residuales municipales, los microorganismos, como la Pseudoalcaligenes, E. Coli, etc.; además de las ventajas y desventajas que tuvieron algunos componentes que fueron procesados, los costos son elevados para ser llevado a mayor escala. Finalmente, para la producción de bioplásticos, no es necesario una materia específica, puede ser extraído o tratado de uno o más productos para su generación

Desarrollo de un Proceso Tecnológico para la Obtención de Briquetas de Aserrín de Madera y Cascarilla de Arroz, y Pruebas de Producción de Gas Pobre.

Se Desarrolla un Proceso Tecnológico para la Obtención de Briquetas de Aserrín de Madera y Cascarilla de Arroz, con las que se realizan pruebas de producción de gas pobre. El proceso está enfocado al aprovechamiento de residuos de la industria forestal y agrícola, los mismos que constituyen medios de contaminación y propagación de plagas, en miras de su futura aplicación energética en industrias que puedan servirse de ellos. Las briquetas se realizan con ayuda de aglutinante mediante el proceso desarrollado, y, son caracterizadas en base a la norma colombiana ICONTEC NTC-2060. Tienen forma cilíndrica con las siguientes dimensiones: diámetro exterior de 0,07 m, diámetro interior de 0,017 m, y longitud de 0,08 m. Se realizan pruebas de producción, con diferentes tipos y porcentajes de aglutinantes, los mejores resultados se obtienen para una composición de 10% de cola blanca con 90% de aserrín, y 4% de almidón de yuca con 96% de cascarilla. Estas briquetas se someten a diferentes pruebas, entre las que se destacan la resistencia al aplastamiento (1910,34 N las de aserrín, y 1933,87 N las de cascarilla), poder calorífico superior (28,41 MJ/kg las de aserrín, y 16,92 MJ/kg las de cascarilla). Se realizan pruebas de gasificación obteniendo resultados exitosos, pero debido a limitaciones económicas y falta de laboratorios apropiados en la ESPOCH, no se pueden evaluar las características y propiedades reales del gas pobre producido, por lo cual son determinados científicamente. El poder calorífico de las briquetas es mayor que el poder calorífico del gas pobre, por lo que no es viable energéticamente, gasificar briquetas de aserrín de madera y cascarilla de arroz. Se recomienda desarrollar sistemas de combustión de briquetas en forma directa.A Technological Process for the Obtainment of Sawdust briquettes and Rice husk briquettes with which poor gas tests are carried out, is developed. The process is focused on the use of forestry industry and agricultural residues, which constitute contamination and pest propagation means looking for a future energy application in industries where they can be used. The briquettes are made of binder, through the developed process, and are characterized by the Colombian norm INCOTEC NTC-2060. They have a cylindrical form with the following dimensions: 0,07 m exterior diameter, 0,017 m interior diameter and 0,08 m long. The production tests are carried out with different types and percentages of binders; the best results are obtained for a composition of 10% white glue with 90% sawdust, and 4% cassava starch with 96% rice husk. These briquettes are subjected to different tests, among which there is the crushing resistance (1910,34 N sawdust and 1933,87 N rice husk), higher calorific value (28,41 MJ/kg sawdust and 16,92 MJ/kg rice husk). Gasification tests are carried out obtaining successful results but due to economic limitations and lack of appropriate laboratories at the ESPOCH, the real characteristics and properties of the poor gas cannot be evaluated; they are scientifically determined. The calorific value of briquettes is higher than the poor gas calorific value; this is the reason why it is not feasible energetically to gasify sawdust briquettes and rice husk briquettes. It is recommended to develop briquettes combustion systems in a direct way

Resistencia a tracción de un concreto f´c=210 kg/cm2 con adición de 4% y 8% de fibra de nopal

El propósito de este trabajo fue determinar fortaleza y tensión alcanzada del concreto f?c=210 kg/cm2 con la adición del 4% y 8% de fibra de nopal del peso del cemento, en la ciudad de Huaraz en el año (2018 ? 2019). Esta investigación es lo suficientemente experimental y descriptiva para obtener resultados con fines prácticos. El diseño incluye instrucciones detalladas para concreto estándar y experimental y agrega 4% y 8% de fibras. Cada proyecto (probeta) se rompió en 7, 14 y 28 días, lo que facilita el control del predominio de la fibra de nopal. También se efectuó la precisión de la fibra nopal comprobando su pertenencias física y químicas tales como: el potencial de hidrogeno (PH) 5.95, análisis de fluorescencia de rayos X; Ca 8.942%, Al 5.178%, k 3.017%, resistencia a la tracción 4.39 kg y la deformación unitaria 3.00%. La forma experimental comenzó con la elaboración, muestra y verificación de 09 muestras estándar de hormigón a 210 kg / cm2; relativo a w / c de 0. 68, 09 modelos de hormigón experimental así que se agregó 4% de nopal a w / c de 0. 69 y 09 La muestra de concreto experimental con un 8% de napol agregada, la relación a / c fue de 0.70 al final, se llevó a cabo el ensayo de resistencia a la tracción por compresión de diámetro único NTP 339. 084: 2012 es similar a ASTM C496 / C496M, en la cualse agrega 4% del concreto experimental, el contenido de fibra de carmín supera el 0.8% del estándar de concreto.Tesi

Congreso Internacional de Energías Renovables CIERG – III versión: energías renovables globales y redes de conocimiento

Memorias de la 3a versión del Congreso Internacional de Energías Renovables (CIERG) desarrollado en Riohacha del 1 al 3 de noviembre de 2017, en el que se abordaron temáticas asociadas a: las energías renovables y su impacto en la competitividad del país, políticas públicas y seguridad energética para el desarrollo sostenible, energías renovables para la equidad social, energías renovables para la sostenibilidad ambiental e innovación y desarrollo tecnológico en energías renovablesProceedings of the 3rd edition of the International Congress of Renewable Energies (CIERG) held in Riohacha from November 1 to 3, 2017, in which themes related to: renewable energies and their impact on the country's competitiveness, public policies and energy security for sustainable development, renewable energy for social equity, renewable energy for environmental sustainability and innovation and technological development in renewable energyPrototipo de vehículo ecológico con aplicaciones orgánicas tipo buggy -- Solución habitacional mediante el uso de la tierra y las gramíneas como materiales constructivos -- Obtención de subproductos industriales a partir de residuos de naranja (citrus sinensis) variedad valencia -- Aplicación de Mapas Tecnológicos para el apoyo en la selección de tecnologías de energías renovables -- Caracterización de simuladores para medir la potencia en recursos eólicos -- Rediseño de máquina para lavado vehicular industrial autosostenible alimentada por energía solar fotovoltaica -- Equipo portátil de Fabricación de hielo mediante el uso de Energía Solar Fotovoltaica -- Diseño y validación de aerogenerador de eje vertical para generación de energía limpia -- Eje temático: Políticas públicas y seguridad energética para el desarrollo sostenible -- Plan de tecnología e innovación para el desarrollo de políticas ecoamigables en empresas de barranquilla -- Determinación de la potencia eléctrica generada por biomasa a través de mapas tecnológicos -- . Producción de bioetanol por fermentación alcohólica de pulpa de cardón guajiro (stenocereus giceus). -- Eje temático: Energías renovables para la sostenibilidad ambiental -- Evaluación de briquetas elaboradas con raquis residual como alternativa energética al uso de la leña -- Sistema para el uso y reúso de agua subterránea de la comuna 7 de Cúcuta -- Sistema integrado de tratamiento adecuado a los residuos sólidos recuperables para la ciudad de Cúcuta -- Estimación de huella hídrica en el proceso de mampostería de una obra del valle de aburra -- Estudio del potencial energético renovable en el centro internacional de producción limpia Lope por medio de la caracterización de parámetros climáticos utilizando estaciones meteorológicas -- Impacto social y ambiental generado por la implementación de aerogeneradores -- Reconocimiento de flora en zonas potenciales de recarga hídrica en la micro cuenca quebrada cune del municipio de Villeta, departamento de Cundinamarca -- Biodigestión anaerobia como alternativa energética para reducir el consumo de leña en las zonas rurales del municipio de Fonseca, La Guajira -- Implementación de un sistema de captación y tratamiento de aguas lluvias para su aprovechamiento en el C.G.A.O -- Valoración monetaria del beneficio ambiental generado por el páramo de santurbán en el municipio de San José de Cúcuta -- Implementación de un sistema fotovoltaico para bombeo de agua, carga de celulares e iluminación, automatizado -- Eje temático: Energías renovables para la equidad social -- Caracterización y aprovechamiento del potencial energético renovable de afluentes hídricos de ríos y quebradas del departamento de Nariño con el fin de suministrar energía a zonas no interconectadas ZNI -- Transformación de energía calorífica generada y desperdiciada por los aparatos eléctricos en energía eléctrica -- Prototipo de cafetería auto sostenible con energía solar para la Tecnoacademia de Neiva -- Caracterización de proyectos de energía renovable en Colombia -- Evaluación de potencial energético de la biomasa residual de palma africana en el departamento del cesar1a. Ed.na378 página

Bioeconomía del Norte Argentino: situación actual, potencialidades y futuros posibles. Documento de trabajo

El Proyecto: “Bioeconomía argentina: Construyendo un futuro inteligente y sustentable para el Norte argentino 2030”, ha sido ejecutado a partir de junio 2018 por el Consorcio que integra el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), el Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI), la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE), la Universidad Nacional de Salta (unas) y la Universidad Nacional de Santiago del Estero (UNSE). El proyecto surge de la convocatoria emitida en mayo de 2017 por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva - MINCyT, contando con el financiamiento del Banco Mundial (Préstamo BIRF N° 8634/AR).El estudio se planteó como principal objetivo el desarrollo de un diagnóstico y ejercicio de prospectiva sobre la Bioeconomía del Norte argentino, identificando tendencias, futuros posibles y áreas de intervención del gobierno nacional y territorial en el ámbito de la ciencia, tecnología e innovación (CTI). La esencia de este emprendimiento parte de pensar la bioeconomía dentro de una estrategia de bioindustrialización, como un instrumento central para el desarrollo regional de la Argentina, enmarcado en un proyecto nacional comprometido con la cohesión social y territorial. En esta publicación se documenta el trabajo realizado por el proyecto con el propósito de plantear la situación actual, potencialidades y futuros posibles de la bioeconomía del Norte argentino. Se espera que sirva para difundir y vigorizar la importancia institucional de la bioeconomía como instrumento estratégico del desarrollo regional y territorial. Se pretende, a su vez, movilizar el ámbito político-institucional con el propósito de acordar la imagen del futuro deseable y la estrategia para alcanzarlo, estableciendo una agenda de I+D+i y plan de acción. Estos instrumentos deberían contribuir a impulsar el desarrollo de la industrialización biológica en el Norte argentino como parte central de la política industrial. Al mismo tiempo, daría lugar a impulsar el fortalecimiento de una plataforma interinstitucional e interdisciplinaria que sustente las políticas públicas, el sistema de gobernanza y los marcos regulatorios que promuevan el desarrollo de la bioeconomía regional.CIEPFil: Bocchetto, Roberto Mario. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA); ArgentinaFil: Gauna, Diego Hernán. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Centro de Investigación en Economía y Prospectiva (CIEP); ArgentinaFil: Gonzalez, Claudia Beatriz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Tecnología de Alimentos; ArgentinaFil: Bravo, Gonzalo Carlos. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Salta; ArgentinaFil: Rearte, Martín. Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI); ArgentinaFil: Molina Tirado, Liliana. Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI); ArgentinaFil: Hilbert, Jorge Antonio. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Ingeniería Rural; ArgentinaFil: Eisenberg, Patricia. Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI); ArgentinaFil: Lecuona, Roberto Eduardo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Taraborrelli, Diego Sebastian. . Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Centro de Investigación en Economía y Prospectiva (CIEP); ArgentinaFil: Papagno, Silvina Graciela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA); ArgentinaFil: Vaudagna, Sergio Ramon. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto Tecnología de Alimentos; Argentina