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“INFLUENCIA DEL TIEMPO DE CURADO EN LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE CONCRETO CON
MATERIAL CERAMICO PROCEDENTE DE RESIDUOS DE CONSTRUCCION, TRUJILLO, 2018”
FACULTAD DE INGENIERÍA
Carrera de INGENIERÍA CIVIL
“INFLUENCIA DE LA CASCARA DE PLATANO SOBRE LA
APLICACIÓN DE BIOPLASTICO PARA REDUCIR LOS
PLASTICOS CONVENCIONALES, TRUJILLO 2019”
Trabajo de investigación para el curso de:
Física I
Autores:
Asesor:
Prof. Delfin Narciso Daniel Alonso
Trujillo - Perú
2019
GRAUS CUBA JULIAN
GONZALES OBESO LUIS
VEJARANO CARDENAS JORDI
VASQUEZ MORALES ALEXANDER
YUPANQUI LAVADO RICKARDO

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DEDICATORIA
A DIOS:
Por darnos la vida, su amor, por estar
con nosotros en cada paso que damos,
por guiarnos y bendecirnos día a día.
A NUESTROS PADRES:
Por el sacrificio que hacen para ayudarnos a salir adelante,
porque gracias a su cariño, consejos y apoyo
incondicional estamos iniciando uno de nuestros
anhelos más grandes de nuestras vidas, estar en
camino conseguir una carrera profesional, por
ello estamos y viviremos agradecidos eternamente.

AGRADECIMIENTO
Nuestro más sincero agradecimiento al Prof. Delfin Narciso
Daniel Alonso, por su asesoramiento en la ejecución del
proyecto de investigación.
A la plana docente de la Universidad Privada del Norte que
gracias a sus enseñanzas hacen lo posible para nuestra
formación profesional.
GRAUS CUBA JULIAN
GONZALES OBESO LUIS
VEJARANO CARDENAS JORDI
VASQUEZ MORALES ALEXANDER
YUPANQUI LAVADO RICKARDO

I. INTRODUCCIÓN
RESUMEN
En el presente trabajo de investigación y ejecución se estudió la elaboración de
bioplástico a base de almidón extraído de la cascara de plátano, los cuales son
considerados residuos agrícolas, el cual es utilizado como materia principal de la
elaboración de bioplásticos.
Los experimentos fueron desarrollados en los laboratorios de la facultad de
ingeniería de la Universidad Privada del Norte.
El resultado del estudio busca reducir costos de producción y aumentar la
productividad utilizando diversas estrategias, además de ser propuesto como
sustituto de los platos de plástico convencionales.
Palabras clave: cáscara de plátano, bioplástico

CAPITULO I: INTRODUCCIÓN
RESUMEN
En el presente trabajo de investigación y ejecución se estudió la elaboración de
bioplástico a base de almidón extraído de la cascara de plátano, los cuales son
considerados residuos agrícolas, el cual es utilizado como materia principal de la
elaboración de bioplásticos.
Los experimentos fueron desarrollados en los laboratorios de la facultad de
ingeniería de la Universidad Privada del Norte.
El resultado del estudio busca reducir costos de producción y aumentar la
productividad utilizando diversas estrategias, además de ser propuesto como
sustituto de los platos de plástico convencionales.
Palabras clave: cáscara de plátano, bioplástico

1.1. Formulación Problemática
¿Cómo podemos utilizar los biopolímeros como sustitutos de los hidrocarburos para la
producción de bioplásticos?
1.2. Hipótesis
La producción de bioplástico a partir de cascaras de plátano ayudará a reducir la
contaminación y utilización de plásticos sintéticos fabricados en base a derivados de
petróleo.
1.3. Objetivos
1.3.1. Objetivo General
Elaboración de bioplástico a partir de la cáscara de plátano para reducir la
contaminación por el uso de plásticos sintéticos.
1.3.2. Objetivos Específicos
• Describir la problemática de la contaminación por el uso de plásticos.
• Investigar sobre la elaboración del bioplástico.
• Conocer las propiedades de la cascara del plátano.
• Elaborar bioplástico a partir de la cascara de plátano.

1.4. FUNDAMENTO TEÓRICO
El plástico se ha convertido en el material preferido por las industrias durante el último siglo,
los productos derivados del petróleo, al ser tan flexibles y relativamente económicos,
generaron una masiva producción que terminó por inundar de plástico el planeta.
1.4.1. Plástico
El consumo mundial anual de los plásticos sintéticos provenientes del petróleo es mayor a
200 millones de toneladas, con un incremento anual de aproximadamente el 5%. Su alta
resistencia a la corrosión, al agua y a la descomposición bacteriana los convierte en unos
residuos difíciles de eliminar convirtiéndose en un problema ambiental. El polietileno y el
polipropileno, por ejemplo, son dos de los plásticos más usados en la industria y tardan
hasta 500 años en descomponerse. Ante esta problemática, se ha desarrollado interés por
el uso de bioplásticos. (Pacheco Gina, 2014)
Grupo de materiales orgánicos que compuesto por un elemento principal el carbono,
combinado con otros ingredientes como hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Su estado final es
sólido, como en alguna etapa final de su procesamiento es suficientemente suave para ser
moldeado por muchas actividades ya sea por medio de calor y/o presión. (Cornish, 1997)
Tabla 1: Plástico vs Bioplástico
Características Bioplástico Plástico
Degradable al 100% Si No
Moldeable Si Si
Ayuda a disminuir la
contaminación
Si No
Tiempo máximo de
degradación
1 año Mayor de 100 años
Resistencia a la humedad Parcialmente Si
Materiales Como materia prima recursos
no renovables
Residuos de la agroindustria

1.4.2. Bioplástico
Un bioplástico es un plástico de origen natural producido por un organismo vivo,
sintetizado a partir de fuentes de energía renovables y con carácter biodegradable. (Guía
didáctica de polímeros ,2011) se obtienen por fermentación bacteriana, éstos resultan
quebradizos y no sirven para fabricar películas flexibles y resistentes. Sin embargo, se
fabrican bandejas rígidas para envasar productos secos, ya que, desde el punto de vista de
su degradación, prácticamente se disuelven en agua. Si la celulosa es modificada
químicamente para obtener acetato de celulosa, por sus propiedades pueden hacerse films
flexibles y resistentes a rupturas y perforaciones.
El almidón es el principal carbohidrato de reserva sintetizados por las plantas, es una fuente
de energía para ellas.
1.4.2.1. Definición
Los bioplásticos son un tipo de plásticos biodegradables obtenido a partir de materias
primas orgánicas, llegando a ser biodegradables por microorganismos como bacterias,
hongos, algas, entre otros. De cierto modo, la ventaja que ofrecen los bioplásticos es que
preserva fuentes de energía no renovables como lo es el petróleo y disminuye el
problema cada vez más difícil del manejo de desechos. (Vargas Romero & Fernández
Morales, 2015)
1.4.2.2. Características
• No consumen materias primas no renovables.
• Los desechos de bioplásticos biodegradables pueden ser tratados como desechos
orgánicos, de degradación rápida y no contaminante.
• No modifican el sabor y el aroma de los alimentos contenido.
1.4.2.3. Usos
• Bolsas de supermercado, basura.
• Material de empaque de chifles.
• Productos de higiene
• Juguetes

1.4.3. Plátano
Es un fruto con cualidades variables en tamaño (10cm), color y firmeza, alargado,
generalmente curvado y carnoso, rico en almidón cubierto con una cáscara, que
puede ser verde, amarilla, roja, púrpura o marrón cuando está madura. Los frutos
crecen en piñas que cuelgan de la parte superior de la planta.
El plátano y banano (Musa sp.) en el Perú, son cultivos que se
caracterizan por ser una valiosa fuente alimenticia para el consumidor
y un importante factor de seguridad alimentaria para el productor y su
familia, especialmente en la selva, además, genera ingresos
permanentes para los agricultores, constituyendo una “caja chica” para
financiar otras actividades agrícolas.
En este proyecto, para la obtención de bioplástico, utilizaremos las mermas del
plátano (cáscaras).
1.4.3.1. Cascara de plátano
La cáscara de plátano es un residuo orgánico.
La pulpa de plátano por lo general es consumida tal cual, y también es utilizada
para la elaboración de una gran variedad de productos tales como tostones de
plátano, rodajas que se sazonan con diversas especias, comidas típicas de la
región, entre otros, quedando la cáscara de plátano como un residuo
agroindustrial al cual muchas veces no se le da ningún uso. Sin embargo, las
cáscaras de plátano poseen un gran potencial como fuente para la obtención de
compuestos como la pectina, proporcionando al mismo tiempo valor agregado
a dicho residuo agroindustrial (Vásquez, R., Ruesga, L., D'addosio, R., Páez,
G., & Marín, M., 2008; Muñoz, 2011).
Los residuos de la cosecha del plátano son ricos en almidón, el cual puede
extraerse para su comercialización directa o para otras aplicaciones, como el
tratamiento de aguas o la polimerización. El almidón tiene numerosas
aplicaciones en la industria papelera, textil, farmacéutica (como excipiente), de
adhesivos, alimentos (como espesante), tratamiento de agua (coagulante) y
polímeros. El contenido de almidón en el fruto del plátano es de

aproximadamente 70-80% en base seca, mientras que la piel puede contener
hasta 50%. (Lambis, 2016)
Los almidones extraídos de diferentes fuentes vegetales, como del maíz, papa,
en este caso
banano, pueden ser empleados en la industria de los polímeros, como materia
prima para la
elaboración de biopolímeros o como aditivos para la mejora de propiedades de
polímeros
convencionales.
1.4.3.1.1. Usos de la cascara de plátano
• Materia prima para bioplásticos
• Fuente de extracción de pectina
• Usos medicinales
• Fertilizante
1.4.4. ASTM – D638
ASTM D638 es el estándar de ensayo más común para determinar las propiedades
de tracción de los plásticos reforzados y no reforzados. Dado que el uso de plásticos
ha alcanzado un máximo histórico, es fundamental que los fabricantes puedan medir
adecuadamente la resistencia mecánica de sus materiales. Esta guía se ha diseñado
para presentar los elementos básicos de un ensayo de tracción en plásticos ASTM
D638, incluyendo una descripción general del equipo, el software y las muestras
necesarias.
El ensayo ASTM D638 se ejecuta mediante la aplicación de fuerza de tracción a una
probeta de muestra y la medición de distintas propiedades de la probeta bajo esfuerzo.
Se lleva a cabo en una máquina de ensayo universal (también llamada máquina de
ensayo de tracción) con índices de tracción que varían de 1 a 500 mm/min hasta que

la probeta falla (fluencia o rotura). Aunque ASTM D638 mide una gran variedad de
propiedades de tracción distintas, las siguientes son las más comunes:
• Resistencia a la tracción: cantidad de fuerza que se puede aplicar a un plástico
hasta la fluencia (se estira de forma irreparable) o la rotura.
• Módulo de tracción: cuánto se puede deformar (estirar) un material como
consecuencia del esfuerzo antes de la fluencia. El módulo es una medición de la
rigidez del material.
• Alargamiento: incremento de la distancia inicial después de la rotura dividido
entre la distancia inicial original. Un mayor alargamiento indica una ductilidad
superior.
• Módulo de Poisson: medición de la relación entre cuánto se estira un material
y la delgadez que alcanza durante el proceso de estiramiento.
1.4.5. ESFUERZO Y DEFORMACIÓN
El esfuerzo es una fuerza que actúa sobre el área unitaria en la que se aplica, existen
esfuerzos de tensión, flexión, compresión y cortantes. La deformación unitaria se
define como el cambio de dimensión por unidad de longitud. El esfuerzo suele se
suele expresar en pascales (Pa) o en psi (libras por pulgadas cuadradas, por sus siglas
en ingles). La deformación unitaria no tiene dimensiones y con frecuencia se expresa
en pulg/pulg o en cm/cm.
El esfuerzo es la causa y la deformación es el efecto. En muchas aplicaciones sujetas
a cargas dinámicas intervienen esfuerzos de tensión o de compresión, los esfuerzos
cortantes se encuentran en el procesamiento de materiales, en técnicas como
extrusión de polímeros, también los encuentras en aplicaciones estructurales.
La pendiente de la gráfica de deformación contra esfuerzo elásticos es lo que se
conoce como módulo de Young o de elasticidad, existe también una deformación
elástica

1.5.ANTECEDENTES
El consumo de plásticos convencionales obtenidos de fuentes fósiles está ocasionando
graves problemas ambientales: Todo producto industrial, doméstico, alimenticio,
medicinal, etcétera, se empaca en plástico. Fuera de esto no solo las ciudades sufren la
contaminación, los océanos sufren consecuencias devastadoras por el desecho de los
plásticos, aproximadamente el 80% de la basura encontrada en ellos proviene de la
tierra y en su mayoría son plásticos (Liñán, 2015), su disposición final genera
acumulación en los rellenos sanitarios por su característica de no biodegradabilidad y
además su cuestionable proceso de reciclaje (Navia & Villada C., 2014) por lo que el
estudio de la elaboración de sustitutos para el plástico ha ido aumentando en los
últimos 10 años, no solo por el aumento de las legislaciones ambientales en muchos
países sino también por la conciencia verde. (García Quiñonez, 2015). La producción
creciente de derivados del petróleo y el aumento en el precio de este recurso no
renovable ha hecho que en los últimos siglos se demande un producto sustituto y
menos contaminante, muchos estudios se han realizado para disminuir las
consecuencias negativas del uso del plástico, desde alterar su composición hasta
utilizar otros productos similares como nuevas alternativas de tratamiento y
tecnología, es así como nacen los bioplásticos. El bioplástico es un material sustituto
del plástico, producto de la evolución de este último con la finalidad de disminuir las
desventajas que trae la producción de este polímero al medio ambiente y a la
humanidad. Este material biodegradable, se obtiene principalmente utilizando recursos
renovables y en algunos casos sus características se asimilan con los plásticos
provenientes del petróleo. Existen distintos tipos de bioplásticos como: polímeros
obtenidos a partir de biomasa, polímeros a partir de síntesis química utilizando
monómeros obtenidos a partir de recursos naturales y polímeros obtenidos a partir de
microorganismos. (Pacheco Gina., 2014). Podemos rescatar las siguientes
conclusiones y estudios de las investigaciones previas similares a este análisis
experimental: Los biopolímeros son termoplásticos con características similares a los
plásticos derivados del petróleo. A pesar de las evidentes ventajas de los PHA frente a
los plásticos derivados del petróleo, su uso está muy limitado debido a su alto costo de

producción. (de Almeida, Ruiz, López, & Pettinari, 2004). López Gil, Alberto Belluci,
F.S. Ardanuy Raso, Mónica Rodríguez-Pérez, Miguel Ángel Saja, José Antonio de
Altres en su investigación “Almidón termoplástico celular reforzado con fibras
naturales: Una opción biodegradable para el envasado de alimentos” resaltan el
almidón como prototipo para los bioplásticos y las ventajas de estos últimos por su
capacidad de biodegradarse en condiciones controladas. Se describe como se utilizó
como método de fabricación una tecnología novedosa de espumado mediante
radiación microondas. Además, como agentes de refuerzo para mejorar sus
propiedades mecánicas se recurrió a fibras naturales procedentes de la paja de cebada
y de los hollejos de la uva, estos agentes o productos similares pueden ser empleados
en nuestro análisis experimental. (López Gil, F.S. Ardanuy Raso, Saja, & de Altres,
2012) 11 Los autores Diana Paola Navia-Porras, Nathalia Bejarano-Arana estudian en
su informe “Evaluación de propiedades físicas de bioplásticos termo-comprimidos
elaborados con harina de yuca” el comportamiento de las propiedades mecánicas,
densidad y color en bioplásticos elaborados con harina de yuca de variedad MPER-
183 gelatinizada, reforzados con fibra de fique. Se concluyó que las variables
temperatura y presión de compresión afectaron significativamente las propiedades
mecánicas, el color y la densidad de los bioplásticos, identificando las condiciones de
temperatura de 180 °C y presión de 0 psi como las más favorables. (Navia-Porras &
Bejarano-Arana, 2014). Los autores: De la Rosa Martínez, Andrés Fernando; Núñez
Solís y Andrea Carolina centran su investigación “Obtención de una película de
bioplástico a partir del colágeno de las patas de pollo” en la obtención de una película
biodegradable a partir del colágeno parcialmente hidrolizado de las patas de pollo en
medio básico, y su caracterización física, mecánica y de biodegradabilidad, analizando
las siguientes propiedades de las biopelículas: espesor, solubilidad, humedad,
biodegradabilidad, permeabilidad, y tracción en una sola dirección. De los resultados
se concluye que las propiedades de las películas varían de acuerdo a las
concentraciones de gelatina y de plastificantes utilizadas debido a las características
que cada uno de ellos brinda, como es la resistencia y elasticidad respectivamente. (De
la Rosa Martínez & Núñez Solís, 2014) García Quiñónez en su investigación
“Obtención de un polímero biodegradable a partir de almidón de maíz” se plantea un

método de obtención de un bioplástico a partir de almidón de maíz, que es un recurso
natural renovable. Se comprobó una serie de ventajas cuando se comparan con los
plásticos convencionales en la parte experimental. Al material obtenido se le
realizaron pruebas mecánicas y fisicoquímicas, para comprobar su resistencia y
porcentaje de biodegradabilidad con el fin de demostrar que es un bioplástico y dar
recomendaciones de los posibles usos industriales que pueda tener como por ejemplo:
Esta investigación se limitó hasta la elaboración de una lámina de bioplástico, García
recomienda seguir con el proceso hasta la obtención del prototipo de bandeja además
de involucrar una investigación de tipo económica para conocer la viabilidad de este
tipo de material. (García Quiñónez, 2015). Mesa Ramos en su investigación
“Elaboración de bioplásticos a partir de almidón residual obtenido de peladoras de
papa y determinación de su biodegradabilidad a nivel de laboratorio” 12 tomó como
referencia la Norma ISO 17556:2012; para lo cual dividió la investigación en tres
etapas: Extracción del almidón, elaboración del bioplástico y ensayo de
biodegradabilidad del bioplástico. Como recomendación destaco que: si bien el
bioplástico elaborado presenta un alto porcentaje de biodegradación, sus propiedades
mecánicas son bajas con respecto a otras investigaciones, por lo que estas pueden ser
mejoradas dependiendo del uso que se le quiera dar al bioplástico. (Meza Ramos,
2016). Como conclusión de las investigaciones previas revisadas y base para entrar al
análisis experimental del bioplástico a partir de cascara de plátano podemos decir que:
1) Existe una gran diversidad en las opciones de materias primas para bioplásticos,
como yuca, almidón de maíz, azúcar, caña y papa. 2) Podemos concluir también, que
el proceso de obtención de bioplástico es más complicado que el proceso de
fabricación de plásticos convencionales obtenidos de derivados del petróleo, debido a
la maquinaria utilizada y a los subprocesos de obtención de las materias primas para su
producción. Todo esto significaría un costo elevado de producción que lo hace menos
atractivo como sustituto de los plásticos convencionales. 3) Con respecto a los
estudios y experimentaciones llevadas a cabo en las investigaciones previas cuentan
con las siguientes etapas: identificación y adquisición de materia primas,
procesamiento y experimentación, aplicación de prue 13 Si bien actualmente ya se
comercializan, su producción es muy costosa con respecto a los polímeros además de

esto se tiene problemas con su duración como envases debido a su biodegradabilidad.
En su producción actualmente son líderes países como: Estados Unidos, Canadá,
Japón y la Unión Europea, aunque otros países como Australia, Brasil, Corea y China
los están produciendo. De una cifra de alrededor de 700,000 toneladas en 2010, la
capacidad de producción de bioplásticos se incrementará en 2015 hasta las 1.7
millones de toneladas. (Pacheco Gina., 2014). Además de las desventajas ya
mencionadas anteriormente también se ha demostrado que ninguno de los que
actualmente se encuentran en uso comercial o en desarrollo es totalmente sostenible.
Algunos de ellos son preferibles desde una perspectiva de salud y seguridad y otros
son preferibles desde el punto de vista del medio ambiente. (Ballesteros Paz, 2014).
Para poder cubrir completamente la demanda de plásticos en el mundo es necesario
fomentar los beneficios de los bioplásticos por encima de su desventaja económica.
Este rápido crecimiento de los bioplásticos será posible por la rápida expansión de los
bioplásticos en un número cada vez mayor de aplicaciones. Desde los envases,
pasando por los autos, los juguetes o las alfombras, hasta los componentes
electrónicos, son susceptibles de ser producidos con bioplásticos a base de recursos
naturales. (Pacheco Gina., 2014) Otro punto clave en el estudio, es la materia prima
usada para la producción de bioplástico: La cáscara de plátano. Para entender esto es
necesario situarse en Piura, Perú. Una de las actividades más importantes y resaltantes
de la ciudad de Piura es la producción y comercialización de chifles la cual se remonta
a la época prehispánica. En la región de Piura existen 4 mil 505 hectáreas de banano
orgánico y más de 7 mil 413 hectáreas de plátano convencional. En el ámbito nacional
esta producción ocupa 160 mil hectáreas, las cuales constituyen el 50% de la
superficie sembrada de frutales en el país (RPP Noticias, 2011). Uno de los sectores
industriales más grandes en esta ciudad es el de la producción chiflera, los cuales
representan un 40% de la materia prima que es desechada al medio ambiente (Zola,
2016), este proyecto pretende analizar la producción de bioplástico a partir de esta
merma y estudiar su 14 viabilidad, sobre todo generar un aporte al desarrollo del
sector chiflero y al desarrollo de la ciudad de Piura con un producto amigable al medio
ambiente.

SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE BIOPLÁSTICO A PARTIR DE ALMIDÓN
DE BANANO VERDE (Musa sapientum variedad Cavendish). 2013.
El propósito de esta investigación fue descubrir si el almidón de banano verde (Musa
sapientum variedad Cavendish) era una materia prima adecuada para la síntesis de
bioplástico y establecer las características de calidad de dicho material, para así poder
proponer una alternativa para la producción de diversas variedades de insumos que
podrían llegar a sustituir a los plásticos derivados del petróleo, con lo cual se podría
llegar a reducir la problemática ambiental referente al manejo de materiales no
degradables.
PRUEBAS
• Dureza: Cortar piezas (2x2x2 cm) de cada muestra y someterlas a
penetración por parte del punzón del durómetro hasta que la muestra
ceda o las fibras exteriores se fragmenten. Apuntar la lectura que
marca el durómetro.
• Elongación: Colocar la muestra en un soporte luego colocar varias
pesas a las muestras y medir la longitud que se desplazó la muestra
con cada pesa y calcular el % de elongación con la siguiente fórmula:
% de elongación = [(longitud final – longitud inicial) / longitud inicial]
x 100
• Biodegradabilidad: Someter cada formulación a dos pruebas de
biodegradabilidad. Realizar dichas pruebas a temperatura ambiente
con una duración de 30 días.

a) Degradabilidad en intemperie
Pesar las muestras en una balanza analítica, posteriormente
colocar las muestras en recipientes sin tapa, colocar los
recipientes en un lugar que se encuentre al aire libre. Dejar ahí
por 30 días y después pesar las muestras con una balanza
analítica. Obtener el porcentaje de degradabilidad mediante la
siguiente fórmula: 100 – [(peso final/peso inicial) *100]
b) Degradabilidad por agua
Pesar las muestras en una balanza analítica, posteriormente
colocar las muestras en recipientes apropiados, llenar los
recipientes con agua hasta superar la superficie de las muestras.
Tapar los recipientes y dejar en reposo absoluto (sin moverse)
por 30 días, después de transcurrido este tiempo pesar las
muestras con una balanza analítica y obtener el porcentaje de
degradabilidad mediante la siguiente fórmula: 100 – [(peso
final/peso inicial) *100]
• ASTM D 638-89 Método de ensayo estándar para propiedades de
tensión de los plásticos
I. Resumen del método de ensayo: Este método de ensayo está
diseñado para producir los datos de resistencia a la tracción para
el control y la especificación de los materiales plásticos. Estos

datos son también útiles para la caracterización cualitativa y de
investigación y desarrollo. Las propiedades de tracción pueden
variar con la preparación de las muestras y con la velocidad y el
medio ambiente de la prueba.
II. Espécimen de prueba
✓ Plásticos no rígidos: ajustar la muestra de ensayo a las
dimensiones. Para todos los materiales con un espesor
mayor que 0.28 pulgadas (7 mm) pero no más de 0.55
pulgadas (14 mm) la longitud total será de 9.7 pulgadas
(246 mm) y el ancho total será de 1.13 pulgadas (29
mm). El ancho del estrecho será de 0.75 pulgadas (19
mm) y la distancia entre mordazas será de 4.5 pulgadas
(115 mm). La longitud de la sección estrecha será de
2.25 pulgada (57 mm).
✓  Preparación: preparar las muestras de ensayo por las
operaciones de mecanizado, o troquelado, a partir de
materiales en hojas, láminas, losas, o en forma similar.
Los materiales más gruesos que 0.55 pulgadas (14 mm)
deben ser mecanizados a 0.55 pulgadas (14 mm). Las
muestras se 32 pueden preparar también por moldeo del
material a ensayar.

• Procedimiento: Medir el espesor de las muestras no rígidas con un
micrómetro. Tomar la anchura del espécimen como la distancia entre
los bordes cortantes de la matriz en la sección estrecha. Medir el
diámetro de los especímenes de la barra, y los diámetros interiores y
exteriores de las muestras del tubo, con una precisión de 0.001
pulgadas (0.025 mm) a un mínimo de dos puntos 90° entre sí; hacer
estas mediciones a lo largo de la ranura para las muestras así
construidas. Colocar la muestra en las garras de la máquina de
ensayo, teniendo cuidado de alinear el eje longitudinal de la muestra
y los agarres con una línea imaginaria que una los puntos de fijación
de las mordazas de la máquina. Apretar las empuñaduras uniforme y
firmemente en el grado necesario para evitar el deslizamiento de la
muestra ya que sería aplastada. Fijar el indicador de extensión.
Cuando el módulo está siendo determinado, el indicador de extensión
debe continuar registrando la distancia que se estira el espécimen
dentro de la longitud de calibre en función de la carga a través de la
porción inicial de la curva de carga-extensión. Registrar la curva de
carga-extensión de la muestra. Registrar la carga y la extensión en el
límite elástico (si existe) y la carga y la extensión en el momento de
la rotura.

Núñez Solís, Andrea Carolina (2014). Obtención de una película de bioplástico a partir
del colágeno de las patas de pollo. Tesis de Grado para la obtención del Título de
Ingeniera Química. Carrera de Ingeniería Química. Quito: UCE. 96 p.
Obtención de una película biodegradable a partir del colágeno parcialmente
hidrolizado de las patas de pollo en medio básico, y su caracterización física, mecánica
y de biodegradabilidad.
Se realizaron ensayos previos para la elaboración de la película, mezclando la gelatina
con plastificantes y recirculantes en diferentes concentraciones. Se escogió la mejor
combinación analizada visualmente que corresponden a los plastificantes glicerina y
alcohol polivinílico, y se establecieron las mejores condiciones de trabajo para la
obtención de estas biopelículas. Se estudió la influencia de las variables concentración
de gelatina y del plastificante en las propiedades de las biopelículas obtenidas de las
diferentes mezclas definidas por un diseño factorial 22. Se analizaron las siguientes
propiedades de las biopelículas: espesor, solubilidad, humedad, biodegradabilidad,
permeabilidad, y tracción en una sola dirección.

1.6. JUSTIFICACION DEL PROBLEMA
La presente investigación proporcionará a la comunidad científica y tecnológica datos de la
elaboración de bioplásticos a base de cáscara de plátano procedentes de residuos orgánicos.
También apoyar en el ámbito institucional aportando conocimientos y poder realizar una
investigación con una base más apropiada que puedan servir de modelo o apoyo para
realizar futuros proyectos.
Por otra parte, en el ámbito personal nos ayudará a contribuir con el cuidado del medio
ambiente.

1.7. MATERIALES
Películas de cáscara de plátano
Vinagre
Agua destilada
Glicerina
Ácido cítrico

EQUIPOS
Tápers
Cuchillos y chucharas
Rodillo
Balanza Digital

Molino de maíz
Mortero de cerámica
Tamiz 250 um
Cocina Eléctrica

CAPITULO II: EJECUCIÓN DEL PROYECTO
El siguiente capítulo consiste en la experimentación en las pruebas y análisis del
proceso de producción de bioplásticos.
Las pruebas experimentales se llevaron a cabo en casa de uno de los integrantes con
monitoreo constante y tuvieron como objetivo principal la transformación del almidón
de cascara de plátano en bioplástico.
2.1. Metodología del experimento
La metodología del diseño de experimentos de este proyecto se basa en la
experimentación. Ésta consiste en repetir un experimento, en diferentes condiciones,
obteniendo resultados que presenten una cierta variabilidad (Marín, 2010)
La experimentación también consiste en el estudio de un fenómeno, reproducido
generalmente en un laboratorio, en las condiciones particulares de estudio que
interesan, eliminando o introduciendo aquellas variables que puedan influir en él.
2.1.1. Objetivos de la experimentación
El objetivo de este capitulo es estudiar la obtención de un prototipo de
bioplástico resistente y bien elaborado que sea moldeable, para poder ofrecer
una propuesta de línea de producción que sea eficiente y que se pueda aplicar en
las industrias.
2.2. Diagrama de flujo del procedimiento experimental
En la figura 1 se presenta de manera visual los pasos a seguir en la elaboración del
bioplástico, señalando el ingreso de los materiales y los procesos utilizados.

Figura 1: diagrama de flujo de la elaboración de bioplastico
Fuente: Elaboración propia

2.2.1. Descripción del proceso
• Extracción del endocarpio: De las cascaras de plátano se extrae el
endocarpio, sacando delgadas tiras del interior de las cascaras. Lo que
se obtiene son tiras con contenido de almidón.
• Reposo: las tiras de almidón se deben dejar reposar en ácido cítrico
con el fin de que se mantenga en el estado deseado si que se oxide
durante 15 minutos.
• Secado: el secado de las tiras de almidón se llevará a cabo en
temperatura ambiente en un tiempo de 24 horas. De este proceso se
obtiene el almidón seco.
• Molienda manual: se realiza utilizando un mortero de cerámica con
el fin de la obtención del almidón en polvo.
• Tamizado: El polvo de almidón que pasa por el tamiz se guarda en
un recipiente y lo que se queda en el tamiz vuelva a ser molido
manualmente.
• Mezclado
Se procede a mezclar el polvo de almidón obtenido con los demás
insumos necesarios para realizar el bioplástico. Se precalienta en una
olla el agua destilada hasta los 70°C. Una vez alcanzada la temperatura
deseada se vierten los demás materiales: polvo de almidón, glicerina y
vinagre. Las cantidades de cada insumo varía de acuerdo a cada
experimento, basándose en la cantidad de polvo a usar. De este proceso
se obtiene la masa de mezclado.

2.3. Parámetros para medir en el proceso
Tabla 2: masa
Masa
Significado es una magnitud que expresa la cantidad de materia de un
cuerpo, medida por la inercia de este. Su unidad es el
kilogramo.
Medición en el
experimento
• Antes y después del proceso del cortado de las
cascaras en la obtención del almidón.
• En el resultado de proceso de molienda y tamizado.
Instrumento Balanza
Tabla 3: Tiempo
Tiempo
Significado El tiempo es una magnitud física con la que medimos la
duración o separación de acontecimientos.
Medición en el
experimento
• La deshidratación
• En la cocción de la mezcla
Instrumento Reloj

Tabla 4: granulometría
Granulometría
Significado Es la medición de los granos de una formación sedimentaria y
el cálculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno
de los tamaños previstos por una escala granulométrica.
Medición en el
experimento
Se mide:
• En el tamizado
Instrumento

2.4. EXPERIMENTO PRELIMINAR
La experimentación preliminar se realizo para poder determinar el ácido
cítrico de limón o naranja en el momento del reposo de las tiras de almidón,
para evitar el deterioro de oxidación y oscurecimiento.
Para determinar el ácido que evite este deterioro, se tomaron dos muestras de
endocarpio y una se dejo sumergido en jugo de limón y la otra en jugo de
naranja dejándolos reposar durante 15 minutos. Luego de transcurrir los 15
minutos se dejo secar durante 24 horas en temperatura ambiente.
La medida de los pesos del endocarpio fue de la siguiente manera:
Tabla 5: Peso de los plátanos
Después de extraer y pesar el endocarpio de todos los plátanos, se sumergen las muestras
en limón y naranja respectivamente. Luego se procede a pesar nuevamente:
Endocarpio para la naranja Endocarpio para el limón
N°
PLATANO
Peso
total
(g)
Peso
cascara
(g)
Peso
endocar
pio (g)
Peso
total (g)
Peso
cascara
(g)
Peso
endocarpio
(g)
1 140 g 55 g 11 g 155 g 60 g 12 g
2 125 g 50 g 8.5 g 132 g 53 g 8 g
3 160 g 70 g 14 g - - -
Peso total
cáscara
endocarpio
(g)
- - 33.5 g - - 20 g

Tabla 6: Experimento preliminar
Ácido cítrico utilizado
Acido cítrico de naranja Acido cítrico de limón
Masa de endocarpio
húmeda
45 g 25 g
Acido cítrico 100 ml 100 ml
Temperatura de secado
(°C)
Temperatura ambiente Temperatura ambiente
Tiempo de secado 24 horas 24 horas
Masa del endocarpio
seca
16.7 g 8.32 g
Deshidratación 62.89 % 66.72 %
Para hallar el porcentaje de deshidratación de cada muestra, se utilizó la siguiente
formula:
• Formula de deshidratación
Deshidratación = {(Masa inicial – masa final) /masa inicial} * 100

RESULTADOS OBTENIDOS
• Se determinó que la muestra de almidón con mayor porcentaje de deshidratación fue la
que estuvo sumergida en jugo de limón con un porcentaje de 66.72%, sobreponiéndose
a la muestra de almidón sumergida en jugo de naranja con un porcentaje de 62.89%.
• Después del proceso de secado, el color del almidón que fue sumergido en jugo de limón
era mas clara que la muestra de almidón sumergida en jugo de naranja donde su color
era más oscuro.
❖ LIMON
❖ NARANJA

2.5. EXPERIMENTACIÓN I
Buscamos hacer el bioplástico a base de almidón de la cáscara de plátano, pero ahora
reemplazando jugo de limón con naranja, debido a que ambos tienen la misma cantidad de
vitamina C que evita la oxidación del almidón.
Primero se procedió a la extracción de tiras de almidón de la cáscara de plátano, estas tiras
son puestas en jugo de naranja un cierto tiempo y luego son sacadas para ponerlas en una
parrilla para que se deshidraten. Una vez deshidratadas, estas tiras se muelen hasta obtener
un polvillo homogéneo, este polvillo es mezclado con agua hasta obtener una pasta. La pasta
es puesta en un recipiente para dejarla secar durante 1 semana.
Tabla 7: Experimento I
INGREDIENTE CANTIDAD
Plátano 3unds.
Almidón 33.5 gr.
Jugo de naranja 100 ml.
Agua 500ml.
Al proceder con la fabricación del bioplástico aplicando las técnicas estudiadas, se pudo
concluir con que el resultado no fue del todo favorable debido a que la mezcla se cuarteó al
momento de exponerse al secado requerido. Esto se debió a la ausencia de algún aditivo
como la glicerina o vinagre.
Extracción del
almidón
Almidón con jugo de
naranja
Almidón deshidratado

2.6. EXPERIMENTACIÓN II
Bioplástico a base de cáscara de plátano con aditivo (pegamento de
arroz)
En este experimento buscamos hacer el bioplástico a base de almidón de la cáscara de
plátano, pero ahora añadiendo un aditivo, lo cual tomaremos el pegamento de arroz. En la
siguiente tabla se muestra las cantidades que se utilizó en la fabricación del pegamento de
arroz:
Tabla No
8: Materiales del pegamento de arroz
El proceso para obtener el pegamento de arroz es el siguiente:
• Cocinar el arroz a fuego lento durante 20 a 30 minutos.
• Comprueba su consistencia. Debería tener un aspecto un poco como la harina de
avena. Si todavía se ve como el arroz, añade un poco más de agua y deja que siga
cociéndose.
• Pasa la mezcla a través por un tamiz para eliminar las piezas más grandes. También
puedes pasarlo por la licuadora (aunque añadiéndole un poco más de agua).
Materia Prima Peso en gramos
Agua 900ml.
Arroz 400 gr.

Luego de haber obtenido el pegamento de arroz, se procede a la elaboración del bioplástico con los
siguientes ingredientes:
Tabla No 9: Materiales para el bioplástico
Fuente: elaboración propia
Proceso para su elaboración:
Primer Paso:
Se procedió a la extracción de tiras de almidón de la cáscara de plátano, estas
tiras son puestas en una parrilla para que se deshidraten. Una vez deshidratadas,
estas tiras se muelen hasta obtener un polvillo homogéneo.
Segundo Paso:
Se procede a realizar la mezcla en una olla, añadiendo lo siguientes ingredientes: agua, vinagre y
glicerina. Se lleva a la cocción hasta tomar una textura espesa.
Tercer paso:
A esta mezcla se le añade el aditivo, pegamento de arroz, removiéndolo bien con la ayuda de una
cuchara.
Cuarto paso:
Dispersar la mezcla obtenidas obre una superficie seca y lisa para su secado, la que tardará siete días.
Materia Prima Peso
Endocarpio de plátano 25gr
Vinagre 10 ml.
Glicerina 10ml.
Agua 500 gr.
Aditivo (pegamento de arroz) 35gr.

2.7. EXPERIMENTACIÓN III
Bioplástico a base de cascara de plátano con aditivo (maicena)
Una vez replanteada la línea de producción, se decidió probar diferentes aglomerantes
que le brinden rigidez al bioplástico obtenido en las pruebas preliminares. La primera
elección fue la “Fécula de maíz o maicena”. En la siguiente tabla se muestra las
cantidades que se utilizó en la fabricación de bioplástico.
Tabla No 10: Experimento III
Materia Prima Peso en gramos(gr.)
Maicena 30 gr.
Endocarpio de plátano 25gr
Jugo de limón 20 gr.
Vinagre 10 gr.
Glicerina 5 gr.
Agua 500 gr.
Fuente: elaboración propia
Proceso para la elaboración:
Paso 1:
Extraer el endocarpio de la cascara de plátano y dejarlo reposar en el jugo de limón por 15 minutos,
luego retirarlo del jugo, para posteriormente dejarlo secar por 24 horas al aire libre.
Paso 2:
Moler el endocarpio secado en un mortero, disolver la maicena en 250 gr. de agua, agregar el vinagre
y la glicerina. Poner a fuego lento e ir moviendo constantemente para evitar la formación de grumos,
agregar el endocarpio con 250 gr. de agua y mezclar hasta que se acople a la mezcla.
Paso 3:
Extender el material sobre un molde y dejar secar por 7 días. Posteriormente cuando haya secado
completamente tendremos el bioplástico terminado.

2.8. PRUEBAS
Como se sabe los platicos se rigen en base al ensayo ASTM D638. Este ensayo
mide una gran variedad de propiedades de tracción distintas, las siguientes son
las más comunes:
• Resistencia a la tracción: cantidad de fuerza que se puede aplicar a un
plástico hasta la rotura.
• Modulo de tracción: cuanto se puede deformar (estirar) un material como
consecuencia del esfuerzo antes de la influencia.
• Alargamiento: Incremento de la distancia inicial después de la rotura
dividido entre la distancia original. Un mayor alargamiento indica una
ductilidad superior.
• Modulo de Poisson: medición de la relación entre cuanto se estira un
material y la delgadez que alcanza durante el proceso de estiramiento.
2.8.1. PRUEBA I
Prueba del bioplástico a base de cascara de plátano con aditivo
(goma de arroz)
Se procedió a cortar un pedazo del bioplástico (13.05cm x 2cm),
el cual fue sujetado de uno de los extremos y del otro extremo
se colocó las pesas según sea necesario para generar el
estiramiento.
Por medio de esto se pudo trabajar con la ley de Hooke,
Esfuerzo y deformación.

LEY DE HOOKE
Tabla N°11: Ley de Hooke
FUERZA X K
0 0 0
0.981 0.13 7.54615385
1.962 0.25 7.848
2.4525 0.43 5.70348837
2.6487 0.62 4.27209677
2.943 0.65 4.52769231
3.4335 0.69 4.97608696
3.924 0.74 5.3027027
4.4145 0.76 5.80855263
4.905 0.78 6.28846154
Grafica de Fuerza vs Alargamiento
Se demuestra con este grafico que a pesar de que el bioplástico
pueda soportar una gran fuerza de tensión, este estiramiento no
es constante.

ESFUERZO Y DEFORMACIÓN
La resistencia a la tracción, que es la medida de la capacidad de un polímero a
resistir a los esfuerzos de estiramiento, normalmente se mide aplicando un esfuerzo a una
probeta. Durante este análisis se utilizó una probeta de 13.05 x 2 cm.
Nota: Área: 2.61 centímetros cuadrados
Tabla N°12: Esfuerzo y Deformación
ESFUERZO DEFORMACIÓN
0.037586207 0.009961686
0.075172414 0.019157088
0.093965517 0.032950192
0.101482759 0.047509579
0.112758621 0.049808429
0.131551724 0.052873563
0.150344828 0.056704981
0.169137931 0.058237548
0.187931034 0.059770115
Esfuerzo máximo:0.1879 N/cm2 = 0.001879N/m2
GRAFICA DE ESFUERZO VS DEFORMACIÓN

2.8.2. PRUEBA II
Prueba del bioplástico a base de cascara de plátano con aditivo
(maicena).
Se procedió a cortar un pedazo del bioplástico (10cm x 2cm), el cual
fue sujetado de uno de los extremos y del otro extremo se colocó las
pesas según sea necesario para generar el estiramiento.
Por medio de esto se pudo trabajar con la ley de Hooke, Esfuerzo y
deformación.
LEY DE HOOKE
Tabla N°13: Ley de Hooke
FUERZA X K
0 0 0
0.1962 0.29 0.67655172
0.4905 0.72 0.68125
0.6867 1.03 0.66669903

Grafica de Fuerza vs Alargamiento
Se demuestra en este grafico dos cosas una de ellas es que la
constante de proporcionalidad es lineal lo que dice que el
estiramiento es constante e igual en cada fuerza aplicada.
También se pone en evidencia la poca resistencia del
bioplástico.
ESFUERZO Y DEFORMACIÓN
En esta prueba de esfuerzo y deformación reafirma la constante de
elasticidad.
La resistencia a la tracción, que es la medida de la capacidad de un
polímero a resistir a los esfuerzos de estiramiento, normalmente se mide
aplicando un esfuerzo a una probeta. Durante este análisis se utilizó una
probeta de 10 x 2 cm.
Nota: Área: 20 centímetros cuadrados

Esfuerzo máximo:0.0343 N/cm2 = 0.000343N/m2
Tabla N°14: Esfuerzo y Deformación
GRAFICA DE ESFUERZO VS DEFORMACIÓN
ESFUERZO DEFORMACIÓN
0.00981 0.029
0.024525 0.072
0.034335 0.103

http://aidisnet.org/PDF_mem/9CREG4/ID114.pdf
http://repositorio.unu.edu.pe/bitstream/handle/UNU/3626/000003196T.pdf?seq
uence=3
https://www.researchgate.net/publication/303541238_Extraccion_de_almidon_a_partir
_de_residuos_de_piel_de_platano
https://www.ecorfan.org/bolivia/researchjournals/Simulacion_y_Laboratorio/v
ol3num9/Revista_de_Simulacion_y_Laboratorio_V3_N9_4.pdf
https://www.researchgate.net/publication/303541238_Extraccion_de_almidon_
a_partir_de_residuos_de_piel_de_platano
• De la Rosa Martínez, A. F., & Núñez Solís, A. C. (2014). Obtención
de una película de bioplástico a partir del colágeno de las patas de
pollo. Quito: Universidad Central Del Ecuador.

http://www.packaging.enfasis.com/notas/70181-crean-aditivo-mejorar-las-propiedades-los-
envases-bioplasticos
https://es.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/hookes-law/a/what-is-hookes-
law

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