Diseño de experimentos y evaluación de acolchados agrícolas basados en ácido poliláctico y almidón termoplástico

MATIAS MENOSSI; BARBARA TOMADONI; VERA ALEJANDRA ALVAREZ; LEANDRO NICOLAS LUDUEÑA

Mar del Plata

Congreso; XX Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales (SAM) - VIII International Conference On Composite Materials (COMAT); 2022

Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales

Los acolchados agrícolas representan una de las aplicaciones más difundidas entre las prácticas agrícolas actuales, y consisten en películas poliméricas que se colocan sobre el suelo para aumentar humedad, temperatura, evitar crecimiento de malezas y como liberación controlada de nutrientes. Entre sus ventajas, podemos citar: aumento en el rendimiento de cultivos, produce una menor dependencia de agroquímicos, y mejora la eficiencia de agua en el uso. En la actualidad, el polímero que mayoritariamente se emplea como acolchado agrícola es el Polietileno Lineal de Baja Densidad (LDPE), material no biodegradable derivado del petróleo. Entre sus desventajas: (1) finalizado el ciclo de cultivo deben ser manualmente retirados, tarea económicamente desfavorable. (2) Gran desconocimiento sobre su disposición final y, en su mayoría, se acumulan para luego quemarlos. (3) Los desechos de los acolchados agrícolas tradicionales deben tratarse como residuos peligrosos debido a que contienen una amplia variedad de agrotóxicos. Por tales motivos, la utilización de películas biodegradables resultaría deseable para contribuir a prácticas agrícolas más sostenibles y sustentables. El almidón es un biopolímero capaz de reemplazar a los acolchados tradicionales ya que presentan peso, densidad, capacidad de manipulación similar a los films de LDPE, es biodegradable, económico y no deja residuos tóxicos [4]. El almidón termoplástico (TPS) se obtiene incorporando agentes plastificantes, aplicar presión y esfuerzos de cortes a elevadas temperaturas; sin embargo, el TPS no puede usarse de manera directa debido a su gran hidrofilicidad y retrogradación que afectan a las propiedades termo-mecánicas. Por tal motivo, una manera de disminuir su hidrofilicidad a través de la incorporación de biopolímeros hidrofóbicos, tales como el ácido poliláctico (PLA). El PLA es considerado uno de los materiales biocompostables más prometedores para reemplazar a los derivados del petróleo. El PLA también posee inconvenientes tales como baja resistencia al impacto, fragilidad, baja estabilidad térmica y elevada permeabilidad a gases y a vapor de agua. Una forma de solucionar estas desventajas, consiste en la incorporación de plastificantes [6]. Debido a la falta de afinidad química entre el PLA y el TPS, una estrategia empleada es la adición de agentes compatabilizantes capaz de interaccionar con los grupos funcionales de ambos polímeros para mejorar las propiedades de estas mezclas. En este contexto, el campo de investigación sobre diferentes formas de mezclar el PLA+TPS es un tema de gran actualidad tanto en el ámbito científico como tecnológico. El objetivo de este trabajo es brindar una solución a esta problemática mediante el desarrollo de distintas formulaciones de películas biodegradables TPS+PLA variando factores del proceso y utilizando un mezclador discontinuo.