Materiales eco-compatibles de almidón de mandioca termoplástico y residuos fibrosos

El desarrollo de materiales eco-compatibles permite reducir la contaminación ambiental generada por el uso de sintéticos, siendo esta una temática de interés mundial. Con el fin de mejorar las propiedades del almidón termoplástico (TPS) de mandioca, se utilizaron como material de relleno, la cáscara y el bagazo resultante de la extracción de almidón de la raíz. El TPS se obtuvo por plastificación del almidón con glicerol y agua, mediante un proceso de mezclado en fundido en una mezcladora Brabender Plastograph. Las películas se obtuvieron por termo compresión (140 °C-150 kg/cm2-6 min). Se evaluó el efecto de la concentración de los refuerzos (0,5 y 1,5 g/ 100g de almidón) en las propiedades mecánicas y de barrera del material. La permeabilidad al vapor de agua (WVP) se midió en un equipo Permatran 3/33- Mocon (ASTM F 1249-89). Se realizaron ensayos de esfuerzo-deformación en un analizador dinámico mecánico (DMA Q800) y se calcularon el módulo elástico, el esfuerzo de tensión máximo y la elongación a la ruptura. Las muestras y rellenos se observaron por microscopía electrónica de barrido (SEM) con un microscopio JEOL JSM 6360. Las medidas de color superficial de las películas se realizaron con un colorímetro Minolta CR 400; y se analizó su capacidad de barrera al UV con un espectrofotómetro U-1900 HITACHI. La composición química y la distribución de tamaño de partículas de los subproductos explicaron su morfología y las modificaciones de las propiedades mecánicas y de barrera de los materiales compuestos. Las condiciones de procesamiento favorecieron las interacciones almidón-relleno, permitiendo reducir los requerimientos energéticos del proceso. La compatibilidad matriz-relleno se demostró por espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) y análisis térmico. El relleno aumentó la capacidad de barrera al UV y la opacidad de los materiales, manteniendo su WVP. Ambos subproductos reforzaron las matrices de TPS a pesar de su baja concentración. Asimismo, el agregado de 1.5 % de bagazo aumentó el módulo elástico 260 % y la tensión máxima a la tracción 128 96, siendo éste el refuerzo más eficiente debido a su alto contenido de almidón residual y menor tamaño de partículas. El uso de residuos agro-industriales como material de refuerzo es una opción de bajo costo que no afecta el carácter compostable de la matriz y da lugar a un aprovechamiento integral de la raíz.Facultad de Ciencias ExactasCentro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimento