Desarrollo y caracterización de bioplásticos a base de fécula de maíz y pectina: modulación de propiedades mediante formulación y procesamiento

Abstract

"El impacto ambiental de los plásticos convencionales ha impulsado la búsqueda de alternativas sostenibles a partir de materiales renovables y biodegradables. En este trabajo, se desarrollaron y caracterizaron bioplásticos basados en pectina y fécula de maíz, incorporando aditivos funcionales como la celulosa, el ácido esteárico y la brea de pino para mejorar sus propiedades mecánicas, térmicas y de barrera. En el caso de la fécula de maíz, se exploró el refuerzo con fécula de arroz o celulosa y la adición de ácido esteárico como agente hidrófobo, logrando mejorar significativamente la resistencia al agua sin comprometer la integridad mecánica. Con este bioplástico se realizó un prototipo de popote biodegradable fabricado por extrusión. Para las películas de pectina, se investigó el uso de brea de pino como agente hidrófobo, introducido mediante una emulsión brea-etanol. Aunque inicialmente la emulsión carecía de estabilidad, la incorporación de lecitina de soya como surfactante permitió una mejor distribución de las partículas hidrófobas, optimizando la resistencia al agua. Estos avances resaltan la importancia del balance entre fases hidrófobas y la matriz polimérica en el diseño de bioplásticos funcionales. Los materiales desarrollados son biodegradables, renovables y alineados con los principios de la economía circular, demostrando su potencial para aplicaciones prácticas como utensilios de un solo uso y empaques, contribuyendo a la reducción del consumo de plásticos derivados del petróleo."

"The environmental impact of conventional plastics has driven the search for sustainable alternatives based on renewable and biodegradable materials. In this work, bioplastics derived from pectin and corn starch were developed and characterized, incorporating functional additives to enhance their mechanical, thermal, and barrier properties. For corn starch, reinforcement with rice starch or cellulose and the addition of stearic acid as a hydrophobic agent were explored, significantly improving water resistance without compromising mechanical integrity. This bioplastic was used to produce a prototype biodegradable straw through extrusion. For pectin-based films, the use of pine rosin as a hydrophobic agent was investigated, introduced via a pine rosin-ethanol emulsion. Although the emulsion initially lacked stability, the incorporation of soy lecithin as a surfactant achieved better distribution of hydrophobic particles, optimizing water resistance. These advancements highlight the importance of balancing hydrophobic phases and the polymer matrix in designing functional bioplastics. The developed materials are biodegradable, renewable, and aligned with the principles of the circular economy, demonstrating their potential for practical applications such as single-use utensils and packaging, contributing to reducing reliance on petroleum-based plastics."