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    Revista AZOM Materials publica investigación de Académica del Departamento de Administración FAE Usach

    Santiago, 17 de junio de 2022.

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    Dra. Alysia Garmulewicz realizó un trabajo de investigación en el que analiza los biopolímeros de algas para fabricar envases biodegradables y analizar su rendimiento mecánico. Este material fue destacado en la publicación, que informa a una audiencia mundial de investigadores/as, ingenieros/as y científicos/as con las últimas noticias de la industria de la ciencia de los materiales.

    La académica del Departamento de Administración de la Facultad de Administración y Economía de la Universidad de Santiago de Chile, Dra. Alysia Garmulewicz, fue parte de un grupo de investigadores que realizó una investigación denominada “Películas de biopolímeros de agar para envases biodegradables: un conjunto de datos de referencia para explorar los límites del rendimiento mecánico”.

    El agar, es gelificante natural que procede de algas rojas. Es soluble en agua a 100°C y se puede disolver a bajas temperaturas. Al contacto con agua fría se hincha y puede aumentar hasta 30 veces su volumen. No aporta sabor ni aroma y carece de color.

    Fue esta alga, la que exploró la académica de la FAE con el fin de reducir el daño que los envases de plásticos causan al medioambiente y que destacó el artículo de la revista AZOM Materials.

    El artículo de investigación, publicado en el journal Materials -revista de acceso abierto revisada por pares de ciencia e ingeniería de materiales, publicada semestralmente en línea por MDPI- se centra en las películas de biopolímero de agar que ofrecen la promesa de desarrollar envases biodegradables, una solución importante para reducir la contaminación de plásticos en el planeta.

    “En la actualidad, faltan datos sobre el rendimiento mecánico de las películas de biopolímero de agar que utilizan un plastificante simple. Este estudio adopta un enfoque de diseño de experimentos, para analizar cómo las películas de biopolímero de agar-glicerina se realizan en una serie de concentraciones de ingredientes en términos de su fuerza, elasticidad y ductilidad”, explica la académica.

    “Nuestro estudio no solo amplía significativamente la cantidad de datos disponibles sobre la gama de prestaciones mecánicas que se pueden lograr con películas simples de biopolímero de agar, sino que los datos también se pueden utilizar para guiar más esfuerzos de optimización que comienzan con una formulación básica que funciona bien en ciertas dimensiones de propiedad”, agrega la investigadora de la FAE Usach.

    En el estudio, se encontró que determinadas formulaciones tienen propiedades de tracción similares al almidón termoplástico (TPS), el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) y el polipropileno (PP), lo que indica la posibilidad de idoneidad para determinadas aplicaciones de envasado. “Utilizamos nuestro conjunto de datos experimentales para formar un modelo de regresión de la red neural que predice el módulo de Young, la resistencia a la tracción final y la elongación al romper las películas de biopolímero de agar dada su composición”, puntualiza.

    Contexto mundial

    biomaterials Alysia GarmuleviczLos residuos plásticos se han convertido en un problema crítico en el siglo 21. Desde el desarrollo comercial generalizado de productos plásticos a mediados del siglo 20, la cantidad de residuos en el medio ambiente ha crecido en grandes proporciones. Los polímeros sintéticos poseen baja biodegradabilidad, y su descomposición por métodos físicos, químicos y microbianos en el medio ambiente, conduce a subproductos tóxicos. Los procesos de fabricación de plástico, emiten grandes cantidades de emisiones nocivas de gases de efecto invernadero. Estos envases, representan alrededor de la mitad de toda la contaminación plástica marina.

    Para superar estos problemas, los bioplásticos han sido ampliamente propuestos. Estos polímeros a base biológica ofrecen beneficios de biodegradabilidad, subproductos no tóxicos y emisiones reducidas durante la fabricación. Además, pueden producirse a partir de materias primas renovables. Sin embargo, hay un problema crítico con los bioplásticos. Sus materias primas pueden competir por la tierra con cultivos de alimentación animal.

    El trabajo en el que participó Garmulewicz, ha estudiado el uso del agar en bioplásticos biodegradables y sostenibles. Los/as autores/as han observado que la falta actual de datos dificulta la comprensión exhaustiva de las biopelículas basadas en agar para el envasado. Además, han analizado el rendimiento de las películas de biopolímero a base de agar. Se evaluaron los biopolímeros de agar-glicerina con concentraciones variables de componentes por su fuerza, ductilidad y elasticidad. Estas tres propiedades son fundamentales para el diseño de un embalaje eficaz.

    Los resultados del análisis se compararon con estudios previos sobre biopolímeros basados en agar más complejos con ingredientes como nanopartículas orgánicas e inorgánicas, aceites y otros biopolímeros. Además, se compararon las propiedades y el rendimiento propuestos de la biopelícula con los polímeros sintéticos disponibles comercialmente.

    Los/as autores/as entrenaron una red neuronal utilizando el conjunto de datos experimentales para predecir el alargamiento en la rotura, la resistencia a la tracción final y el módulo de Young de los bioplásticos preparados.

    Resultados y conclusiones del estudio

    Al comparar los resultados de sus experimentos con las películas a base de agar que se están investigando actualmente, los/as autores/as descubrieron que existe la posibilidad de utilizar aditivos y pasos de procesamiento adicionales para mejorar aún más las propiedades. La simplicidad de las técnicas de proceso y la formulación compuesta presentadas en la investigación, proporciona una dirección de estudio prometedora para el futuro de los bioplásticos a base de algas marinas.

    El documento de los/as investigadores/as ha proporcionado una base sólida para futuras investigaciones en el campo de los bioplásticos basados en agar. Aunque todavía existen desafíos en el área, los autores han destacado la importancia de un enfoque basado en datos para la investigación, el diseño bioplástico y los flujos de trabajo. Este enfoque acelerará el desarrollo de bioplásticos sostenibles a base de algas marinas para reemplazar los actuales envases de plástico ambientalmente dañinos.

    Para acceder a la nota de la revista AZOM Materials, haz CLIC AQUÍ.

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