INVESTIGADORES
NINAGO mario daniel
congresos y reuniones científicas
Título:
Efecto de la concentración de urea y arcilla sobre las propiedades ópticas de películas de almidón
Autor/es:
HÉCTOR ALEJANDRO ANZORENA; LÓPEZ, OLIVIA V.; MARIO D. NINAGO
Lugar:
Mendoza
Reunión:
Congreso; 1er Encuentro Virtual de Jóvenes Investigadora/es Proyectando el futuro de la investigación; 2021
Resumen:
El empleo de mantos protectores sobre suelos cultivados tiene como principal finalidad evitar el crecimiento de malezas que compiten por los nutrientes del suelo, reducir la evaporación del agua de riego y evitar el contacto directo de los frutos con el terreno. Estas características están asociadas a las propiedades radiométricas y de permeabilidad al vapor de agua que presentan las películas sintéticas comúnmente usadas para este tipo de aplicación. Sin embargo, estos polímeros no se pueden degradar naturalmente en la tierra cultivada, produciendo miles de toneladas de desechos plásticos agrícolas al año. Una alternativa para atenuar esta problemática consiste en reemplazar estos materiales sintéticos por alternativas más ecológicas. En este contexto, el almidón resulta prometedor debido a su capacidad para formar película, su bajo costo, alta disponibilidad y carácter biodegradable. Sin embargo, este biopolímero por sí solo presenta pobres propiedades mecánicas y de barrera, por lo cual deben adicionarse plastificantes y rellenos minerales para mejorar las propiedades radiométricas y de barrera al vapor de agua.El objetivo general del presente trabajo consistió en obtener películas biodegradables de almidón de mandioca empleando concentraciones crecientes de urea como plastificante, bentonita como relleno mineral y borato de sodio como agente entrecruzante de las cadenas de almidón. Asimismo, se evaluó el efecto que produce la incorporación de estos aditivos sobre las propiedades ópticas finales de las películas de almidón. Mediante el uso del software Statgraphics, se diseñó un modelo de experimento del tipo Box-Behnken para 3 factores en 3 niveles para evaluar el efecto de las formulaciones sobre las propiedades ópticas de las películas a base de almidón. El modelo propuesto arrojó 13 formulaciones distintas a partir de los límites establecidos para los 3 factores experimentales: concentración de urea (15 ? 30 % m/m), concentración de borato de sodio (3 y 6 % m/m) y concentración de arcilla (0 y 10 % m/m), porcentajes calculados en base de almidón. Los valores máximos y mínimos para los factores experimentales se determinaron a partir de ensayos previos del grupo y datos reportados en la literatura. Las películas se obtuvieron por gelatinización en caliente a 90 °C durante 30 minutos, a partir de suspensiones gelatinizadas de almidón de mandioca al 5 % m/v. Una vez enfriadas las suspensiones, se agregaron los aditivos (urea, arcilla y borato de sodio) y se procedió a volcar las suspensiones sobre placas de acrílico, manteniendo una relación área:volumen constante. Las películas obtenidas se secaron en estufa a 60 °C durante 24 hs, y se acondicionaron a una humedad relativa del 60 %.Para evaluar las propiedades radiométricas de las películas se cortaron probetas de 10 x 30 mm y se analizaron por triplicado en un espectrofotómetro (DR 6000), en el cual se realizó un barrido espectral desde 200 a 800 nm. A partir de los datos obtenidos, se calculó la capacidad de barrera a la radiación UV (225 a 350 nm), la opacidad (400 - 700nm) y la transparencia de las películas (absorbancia a 600 nm/espesor de la película). Los datos obtenidos de capacidad de barrera UV, opacidad y transparencia, se modelaron matemáticamente utilizando un modelo polinómico asociado al diseño experimental para mezclas de tres componentes. El modelado matemático de los datos se realizó con el software Statgraphics a partir del cual se construyeron superficies de respuesta para determinar cuál o cuáles factores afectan de manera significativa a las propiedades radiométricas de las películas. En este sentido, analizando los parámetros del modelo y el diagrama de Pareto generado por el programa, se pudo observar que las concentraciones de urea y arcilla provocaron un incremento en la capacidad de barrera a la radiación UV y la opacidad de las películas de almidón, así como también produce una reducción en la transparencia de las películas. Por lo tanto, un aumento en las concentraciones de urea y arcilla provocará un incremento en las propiedades de barrera de las películas. Asimismo, el modelo mostró que, para diferentes concentraciones de agente entrecruzante no se observaron cambios significativos en las propiedades radiométricas. Finalmente, las formulaciones que contenían el mayor porcentaje de arcilla (10 %) presentaron valores de capacidad de barrera al UV y opacidad 11,4 y 11,8 veces mayor que los calculados para las películas de almidón en ausencia de relleno. Por lo tanto, se concluye que el diseño de Box-Behnken propuesto, predice correctamente las propiedades analizadas, observándose que incrementos en las concentraciones de urea y arcilla, producen una mejora en las propiedades ópticas de las películas, contribuyendo a mejorar su desempeño como manto protector de suelos en aplicaciones agrícolas