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Análisis del bioplástico de banano desde la perspectiva del diseño industrial para posible aplicación en diseño de producto. Juan José Jiménez Cardona, [email protected] Trabajo de Grado presentado para optar al título de Diseñador Industrial Asesor: Carolina Marroquín Sierra, Magíster (MSc) en Ingeniería Universidad de San Buenaventura Colombia Facultad de Artes Integradas Diseño Industrial Medellín, Colombia 2019

AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

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Page 1: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

Análisis del bioplástico de banano desde la perspectiva del diseño industrial para posible

aplicación en diseño de producto.

Juan José Jiménez Cardona, [email protected]

Trabajo de Grado presentado para optar al título de Diseñador Industrial

Asesor: Carolina Marroquín Sierra, Magíster (MSc) en Ingeniería

Universidad de San Buenaventura Colombia

Facultad de Artes Integradas

Diseño Industrial

Medellín, Colombia

2019

Page 2: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

Citar/How to cite (Jimenez, 2019) ...

Referencia/Reference

Estilo/Style:

APA 6th ed. (2010)

Jimenez. (2019). Análisis de bioplástico de banano desde la perspectiva de diseño

industrial para posible aplicación en diseño de producto. (Trabajo de grado

Diseño Industrial). Universidad de San Buenaventura Colombia, Facultad de

Artes Integradas, Medellín.

Bibliotecas Universidad de San Buenaventura

Biblioteca Fray Alberto Montealegre OFM - Bogotá.

Biblioteca Fray Arturo Calle Restrepo OFM - Medellín, Bello, Armenia, Ibagué.

Departamento de Biblioteca - Cali.

Biblioteca Central Fray Antonio de Marchena – Cartagena.

Universidad de San Buenaventura Colombia

Universidad de San Buenaventura Colombia - http://www.usb.edu.co/

Bogotá - http://www.usbbog.edu.co

Medellín - http://www.usbmed.edu.co

Cali - http://www.usbcali.edu.co

Cartagena - http://www.usbctg.edu.co

Editorial Bonaventuriana - http://www.editorialbonaventuriana.usb.edu.co/

Revistas - http://revistas.usb.edu.co/

Biblioteca Digital (Repositorio) http://bibliotecadigital.usb.edu.co

Page 3: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

Dedicatoria

A todas las personas que se atreven a pensar diferente, a ver la vida desde otro punto de vista y

ponen a prueba lo básico y lo común, que sin importar lo que pase, se lanzan y dan lo mejor de sí,

sabiendo que la salida está al otro lado de un gran laberinto con muchos caminos.

Page 4: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

Tabla de contenido

Resumen ........................................................................................................................................... 8

Palabras clave: .............................................................................................................................. 8

Abstract ............................................................................................................................................ 9

Keywords: .................................................................................................................................... 9

Introducción ................................................................................................................................... 10

1 Planteamiento del Problema ........................................................................................................ 11

1.1 Antecedentes ........................................................................................................................ 11

2 Justificación ................................................................................................................................. 14

3 Objetivos ..................................................................................................................................... 15

3.1 Objetivo general ................................................................................................................... 15

3.2 Objetivos específicos ............................................................................................................ 15

4 Pregunta de investigación ............................................................................................................ 16

5 Marco teórico .............................................................................................................................. 17

5.1 Materiales poliméricos: ........................................................................................................ 17

5.1.1 Polímeros biodegradables .............................................................................................. 18

5.1.2 Biopolímero derivado del banano .................................................................................. 21

5.1.2.1 Características Físicas y químicas de Bioplástico de Banano ................................ 22

5.1.2.2 Aplicaciones Actuales ............................................................................................ 23

5.1.2.3 Posibles Aplicaciones ............................................................................................. 23

5.1.2.4 Viabilidad ............................................................................................................... 23

5.2 Exploración de materiales para el diseño industrial ............................................................. 24

6 Marco Metodológico ................................................................................................................... 25

6.1 Tipo de investigación ........................................................................................................... 25

6.2 Diseño de la investigación.................................................................................................... 26

Page 5: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

6.2.1 Etapa 1: Determinar las exploraciones .............................................................................. 26

6.2.2 Etapa 2: Diseño de Fichas exploración ............................................................................. 28

6.2.3 Actividad 3: Diseño de encuesta sobre percepción del material ....................................... 28

6.2.4 Etapa 4: Creación de ficha técnica .................................................................................... 30

6.2.5 Etapa 5: Diseño stand de exhibición de muestras ............................................................. 31

6.2.6 Análisis de datos ................................................................................................................ 31

7 Resultados ................................................................................................................................... 32

7.1 Antecedentes del material .................................................................................................... 32

7.2 Caja Transparente: ................................................................................................................ 33

7.3 Fichas de exploración ........................................................................................................... 34

7.4 Resultados Más relevantes ................................................................................................... 36

7.5 Encuesta de percepción ........................................................................................................ 42

7.6 Ficha técnica ......................................................................................................................... 45

7.7 Stand exhibición de resultados ............................................................................................. 46

7.8 Análisis de datos ................................................................................................................... 49

8 Conclusiones ............................................................................................................................... 50

Referencias ..................................................................................................................................... 51

Anexos ............................................................................................................................................ 52

Page 6: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

Lista de tablas

Tabla 1. Composiciones de los Polímeros Biodegradables ......................................................... 20

Tabla 2 Elementos para fabricación del bioplástico de banano ..................................................... 21

Tabla 3 Elementos para fabricación del bioplástico de banano ..................................................... 41

Tabla 4 Encuesta percepción .......................................................................................................... 43

Page 7: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

Lista de figuras

Figura 1. Metodología .................................................................................................................... 25

Figura 2. Sistema de medición ....................................................................................................... 27

Figura 3 Sistema de medición ........................................................................................................ 29

Figura 4 Sistema de medición ........................................................................................................ 30

Figura 5 .......................................................................................................................................... 32

Figura 6 Caja Transparente ............................................................................................................ 33

Figura 7 Ficha de exploración ........................................................................................................ 34

Figura 8 Prueba color ..................................................................................................................... 36

Figura 9 Prueba de empaque .......................................................................................................... 38

Figura 10 Prueba de empaque 2 ..................................................................................................... 39

Figura 11 Encuesta ......................................................................................................................... 44

Figura 12 Resultados encuesta ....................................................................................................... 44

Figura 13 Ficha de exploración ...................................................................................................... 45

Figura 14 Propuestas ...................................................................................................................... 47

Figura 15 Stand Bioplástico ........................................................................................................... 48

Page 8: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

Resumen

Todos los objetos que nos rodean fueron fabricados a partir de materiales que en algún momento

fueron descubiertos, explorados y aplicados, en este caso se desea explorar el material bioplástico

de banano desde una perspectiva de diseño industrial, para identificar las capacidades que posee

frente a otros materiales plásticos y determinar posibles aplicaciones en producto. Se usa este

material que posee mayores capacidades de degradabilidad en comparación con otros plásticos para

dar a conocer una alternativa que permita reducir el consumo de los plásticos provenientes del

petróleo, contribuyendo en alguna medida a la protección del medio ambiente. Las exploraciones

a realizar son de tipo estético, formal y de aplicación con fichas diseñadas para documentar los

procedimientos de cada prueba y los resultados encontrados buscando encontrar similitudes con

otros materiales y determinar su posible aplicación. El resultado final está orientado a la creación

de una exhibición de las pruebas para el conocimiento de las personas sobre las características de

este material, que se ha venido investigando en Panamá, Colombia, México y Estados Unidos.

Palabras clave: Bioplástico, cascara de banano, desechos de plantaciones, Biodegradable

Page 9: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 9

Abstract

All the objects that surround us were made from materials that were discovered, explored and

applied at some point. An exploration of the banana bioplastic is performed with an industrial

design perspective, to analyze the capacities that it has against other plastic materials and to

determine possible applications in product design. This material has greater capacities of

degradability in comparison with other plastics. To reduce the consumption of these materials from

petroleum, the bioplastics contribute in some measure to the protection of the environment. The

explorations to be carry out are of aesthetic, formal and applications, with forms designed to

document the procedures of each test and the results found, seeking to find similarities with other

materials and determine their possible applications. The results were presented on an exhibition to

share the knowledge gathered about the characteristics of this material, which has been researched

in Panama, Colombia, Mexico and the United States.

Keywords: Bioplastic, Banana peel, Plantation waste, Biodegradable

Page 10: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 10

Introducción

Actualmente miles de materiales están siendo investigados para descubrir sus capacidades

y generar aplicaciones que protejan el medio ambiente, cambiando los materiales antiguos que lo

destruyen. Por esto se realiza una exploración del bioplástico de banano, un material biodegradable

proveniente de una fuente renovable, que contribuye a reducir la contaminación, ya que no proviene

del petróleo. Teniendo en cuenta que es un material que se encuentra en proceso de investigación

y desarrollo, el proyecto se aborda desde una aproximación exploratoria para identificar desde la

perspectiva del diseño industrial, las características estéticas y formales del material que podrían

determinar posibles aplicaciones exitosas. Los resultados de cada exploración permiten entender

las ventajas y desventajas de la aplicación del material en el diseño de producto.

El material se pone a prueba frente a diferentes situaciones para conocer el comportamiento

frente a estas y poder llegar a un resultado que permita determinar posibilidades formales y

estéticas, además se diseñan fichas para controlar estas pruebas donde se registran los datos

encontrados y poder determinar posibles aplicaciones. Adicionalmente, al tener estos datos se

puede agregar información a la ficha técnica del material.

Page 11: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 11

1 Planteamiento del Problema

1.1 Antecedentes

Los plásticos son materiales que han transformado la forma en la que los productos llegan

al mercado, facilitan el empacado, embalaje, transporte y consumo de productos, gracias a sus

diversas características como la variedad de clases, el costo de producción, la resistencia, el ser

incoloro y sólido, lo que permiten que su manipulación sea lo más eficiente, practica e higiénica

posible. Este material se usa en áreas como la construcción, la electricidad y electrónica, la

agricultura y para el sector automotriz, pero su principal función es en los empaques de productos

(Arqhys, 2012, párr. 2).

Actualmente la producción de polímeros es elevada, según plastic europe, China es el

principal productor de este material con un 30%, seguido de Europa con un 20% y Norteamérica

con un 16%, en Suramérica del sur la producción asciende al 5% (Aimplas, 2016, p. 1). Además

de estas elevadas cifras La Organización Mundial de la Salud y PNUMA (2015), declararon

conjuntamente que la disrupción endocrina es una crisis global. Un grupo internacional de 10

científicos ha solicitado que los gobiernos declaren el plástico como residuo peligroso

(Ecointeligencia, 2016, p. 1).

Un dato importante sobre la producción global de plásticos es que esta se ha elevado en los

últimos 50 años. Por ejemplo, de 204 millones de toneladas producidas en 2002, a 299 millones de

toneladas producidas en 2013. Se estima que en 2020 la producción aumentara a más de 500

millones de toneladas anuales, lo que supondría un 900% más que los niveles de 1980 (Greenpeace,

2013, pp. 3-7).

Respecto al consumo de este material se estima que “El comercio de formas primarias de

plástico representó un poco más de US$ 217.000 millones en el año 2007. Los Polietilenos de alta

densidad (PEAD), Polietilenos de baja densidad (PEBDL y PEBD), Polipropileno (PP), Tereftalato

de polietileno (PET) y el Policloruro de Vinilo (PVC), concentraron más del 40% del comercio de

este grupo” (Utepi, 2009, párr. 1).

Page 12: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 12

Aunque el plástico es de gran utilidad en la industria, este ha generado grandes cantidades

de desechos tóxicos para el planeta ya que su degradación en la tierra es muy lenta, le lleva al

poliestireno y al plástico 500 años desintegrarse, convirtiéndolo en un producto de desecho que

afecta al medio ambiente (El financiero, 2015, párr. 1) Dependiendo de los compuestos se puede

determinar los años que tardaría en descomponerse.

Como respuesta a la problemática de los polímeros derivados del petróleo, actualmente se

están desarrollando plásticos provenientes de fuentes renovables llamados bioplásticos, este nuevo

plástico proviene de fuentes naturales lo que indica una alta degradación en la tierra que puede

llegar a realizarse en 1 año pues es consumido por microorganismos como bacterias, hongos y

algas, esta cifra es muy poco a diferencia de los polímeros tradicionales que pueden tardar de 10 a

500 de años dependiendo de su composición.

A raíz de su alta degradabilidad el uso de estos materiales bioplásticos se está extendiendo

en varios sectores: en medicina (prótesis, hilos de sutura), en alimentación (productos de catering,

envases de usar y tirar), papelería, e incluso en el mundo de la moda y, por supuesto, en bolsas de

supermercado (bloomberg, 2018, párr. 1). En Colombia se utilizan actualmente diferentes procesos

para la fabricación de un bioplástico a partir del banano, el cual se encuentra aún en desarrollo en

diferentes países como México, EE.UU y panamá, el proceso de fabricación del bioplástico

consiste en extraer el almidón de las cascaras que se encuentran en los bananos de desecho de las

plantaciones, a estas se les retira el endocarpio (parte interna de la cascara), el cual se sumerge en

una solución antipardeante (concentrado de jugos de cítricos), luego se deshidratan las tiras

obtenidas y se muelen, para posteriormente combinarlo con fécula de maíz, glicerina y vinagre, se

deja secar a una temperatura constante en horno y después de enfriado se obtiene el material final,

que posee unas propiedades mecánicas predominantes, como lo son la resistencia a golpes y

flexibilidad, su pigmentación se puede dar con cualquier colorante natural a conveniencia (Castillo,

y otros, 2015). Otro de los métodos posibles es a través del cultivo de bacterias dentro de la cascara

del banano las cuales dan características de un plástico al someterse a un proceso similar al

mencionado anteriormente.

Page 13: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 13

Los materiales son elementos que encontramos en nuestro alrededor y que nos permiten

crear diferentes objetos y productos que utilizamos en nuestro diario vivir, algunos de ellos

provienen de materiales no renovables y se dificulta su reutilización y/o degradación como por

ejemplo los plásticos utilizados para los empaques, Los envases y embalajes de plástico contaminan

más que los demás, dañando la capa de ozono un 87% más (Farah, 2018, párr. 1). Actualmente se

están usando materiales de fuentes renovables para la aplicación en empaques facilitando su

descomposición en la tierra. Los polímeros derivados de fuentes renovables o biodegradables son

una alternativa prometedora para la industria del envase y embalaje con el fin de reducir el impacto

medioambiental y el uso de fuentes no renovables (Cadena de Suministros, 2013, párr. 2)

En el actual proyecto se llevará a cabo el análisis del bioplástico extraído de la cascara de

banano, con el fin de identificar las diferentes características y propiedades formales, estéticas y de

aplicación del bioplástico de cascara de banano, Contribuyendo a la reducción de la producción de

polímeros a base de petróleo que contaminan el planeta, y al uso de un subproducto de la industria

bananera ya que en el país los desechos de cascara de banano superan las 137 mil toneladas al año

solo en la zona bananera de Urabá (Mejia & Gomez, párr. 2). Esta alta cantidad de residuos se

genera por el uso del fruto y el desecho de su cascara que permanece dentro de las mismas

plantaciones generando focos de infección y malos olores que afectan la salud de las personas.

Se llevará a cabo una exploración con diferentes muestras del material enfocados en la

aplicación de empaque para determinar sus diferentes capacidades y determinar su facilidad o

dificultad de aplicación, permitiendo mostrar estos resultados en una exposición final, explicando

cada procedimiento utilizado y su resultado final, además de incluir posibles aplicaciones de este

según los resultados de las exploraciones realizadas.

Page 14: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 14

2 Justificación

Con los residuos provenientes de las plantaciones de banano se pueden generar plásticos

biodegradables, poco tóxicos y amigables con el medio ambiente. realizando un análisis basado

principalmente en las propiedades y características estéticas y formales de este material para

encontrar una posible aplicación en el diseño de producto.

El bioplástico tiene su apuesta en el desarrollo sostenible, pues las grandes emisiones de

dióxido de carbono durante la producción del plástico convencional se reducen con la producción

de bioplásticos entre 0.8 y 3.2 toneladas. (Castillo et al., 2015, párr. 3). Los resultados de este

análisis contribuirán en primera instancia con la eliminación de estos lugares de producción en la

zona de Urabá y la Guajira, los cuales perjudican la salud de los empleados y la personas que viven

alrededor, y en segunda instancia contribuirá a reducir la producción de polímeros derivados del

petróleo, ayudando a proteger el medio ambiente, además, en tercera instancia permitirá el

desarrollo de un producto fabricado con materiales naturales y biodegradables dejando de lado

estos materiales tóxicos para el medio ambiente.

Page 15: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 15

3 Objetivos

3.1 Objetivo general

Analizar las características y propiedades del Bioplástico fabricado con cáscara de banano

a través de exploraciones formales, estéticas y de escenarios para identificar una posible aplicación

en diseño de producto.

3.2 Objetivos específicos

• Identificar las posibilidades formales, de uso y estéticas del Bioplástico.

• Investigar la percepción del material y su aplicación a nivel social y ambiental

• Desarrollar un posible caso aplicado de diseño de producto

• Construir una colección sobre los resultados encontrados en las exploraciones.

Page 16: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 16

4 Pregunta de investigación

¿Qué aplicación en diseño de producto se puede llevar a cabo mediante el análisis del

bioplástico según el análisis de sus características y propiedades desde una perspectiva de diseño

industrial?

Page 17: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 17

5 Marco teórico

5.1 Materiales poliméricos:

Existe gran variedad de materiales poliméricos que son utilizados en diferentes industrias,

entre ellos están la de los empaques, la cual abarca el 56% de la producción de plástico en

Colombia, también están presentes en el mobiliario, los productos médicos entre otros.

(Acoplásticos, 2018, P. 27)

Los plásticos tradicionales (polietileno, polipropileno, ABS, PET, entre muchos otros) se

han convertido en un elemento indispensable en la vida cotidiana gracias a sus propiedades

mecánicas de resistencia, su bajo costo, flexibilidad y versatilidad. Las complejidad de formas

resultantes de sus procesos de manufactura y sus acabados superficiales pueden sustituir materiales

como la madera y el vidrio, pues estos están constituidos por moléculas de gran tamaño que evitan

los procesos de oxidación que son producidos por la humedad, productos en el ambiente, el oxígeno

y el ataque de diversos químicos a los que pueden estar expuestos es decir, que presentan buenas

propiedades fisicoquímicas y de baja degradabilidad mejorando el envasado, transporte,

distribución y almacenamiento de los productos. (Cardona, 2011, p. 5). Sin embargo, el uso

desmedido de este en material ha generado grandes impactos ambientales debido a su baja

degradabilidad. Al final de su vida los polímeros son residuos que perduran al largo plazo,

acumulándose en las zonas de vertimiento no controladas como los océanos que se transforman en

“sopas de plástico” (Tellez, 2009, p. 2) y en los vertederos terrestres controlados donde su

acumulación y largo tiempo de degradación aportan a las emisiones de metano causantes del

cambio climático. Cuando se habla del impacto ambiental de este material se considera.

Su vida útil: El corto uso de algunos productos en algunos casos menor a un minuto, como

lo son los pitillos o sorbetes y envases de bebidas azucaradas es contrastante con los años que

tardan en degradarse,

Su disposición final descontrolada: El poco control con respecto de los residuos ha

contribuido a que desechos plásticos terminen en ríos y mares destruyendo el hábitat de animales

que consumen este material por accidente

Page 18: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 18

Su origen: la carencia de petróleo, fuente que, tarde o temprano, acabará por agotarse y

como consecuencia será reemplazada por materiales resultantes de fuentes renovables que protejan

el medio ambiente ha llevado a que industrias busquen polímeros de origen vegetal provenientes

del almidón, de azucares y aceites, como el biopolímero de banano, el cual tiene características

potenciales (Cardona, 2011, p. 7).

5.1.1 Polímeros biodegradables

Los Bioplásticos son una apuesta nueva para la industria por sus cualidades biodegradables

y su semejanza a los polímeros tradicionales. De acuerdo con la European Bioplastics Association

(Asociación Europea de Bioplásticos) entidad que representa la industria de los bioplásticos hay

tres definiciones importantes a tener en cuenta:

Bioplástico: debe estar constituido por un polímero base derivado de productos vegetales,

tales como el aceite de soja, el maíz o la fécula de patata, a diferencia de los plásticos

convencionales, derivados del petróleo o debe cumplir con las normas de un producto

biodegradable (en Europa esta norma es la EN13432 y en EE. UU la ASTM D833)

(Cardona, 2011, p. 8). El bioplástico tiene su apuesta en el desarrollo sostenible, pues las

grandes emisiones de dióxido de carbono durante la producción del plástico convencional

se reducen con la producción de bioplásticos entre 0.8 y 3.2 toneladas (Castillo, y otros,

2015, p. 2)

Plásticos Biodegradables: la degradación ocurre por la acción de microorganismos

existentes en la naturaleza como bacterias, hongos y algas (proceso de atenuación natural)

Plástico compostable: Plástico biodegradable en compostaje cumpliendo que se rompa

bajo la acción de microorganismos (bacterias, hongos y algas), se descompone en CO2,

agua, compuestos inorgánicos y su velocidad de mineralización es similar al proceso de

compostaje, ejemplo de este plástico es la celulosa (Cardona, 2011).

Page 19: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 19

Los polímeros biodegradables producidos a partir de recursos renovables incluyen tanto a algunos

de los extraídos directamente a partir de biomasa (Material obtenido de materia viva), tales como

el almidón y la celulosa, como aquellos cuyos monómeros puedan producirse mediante

fermentación de recursos renovables, aunque el proceso de polimerización posterior sea por vía

química convencional. Dentro de este último grupo el principal representante es el PLA o Acido

Poliláctico, aunque se incluyen otros cuyos monómeros se pueden obtener, al menos

potencialmente, a partir de recursos renovables, como son el politereftalato de butilenglicol,

poliuretanos y poliamidas. En la tabla 1 se pueden apreciar los diferentes polímeros

biodegradables basados en recursos naturales que cumplen la normativa pero que no son 100%

descompuestos a CO2, agua y biomasa (Cardona, 2011, p. 8).

Page 20: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 20

Tabla 1.

Composiciones de los Polímeros Biodegradables

Nota: Produccion de Biopolimeros apartir de la cepa comercial empleando sustratos no convencionales (Cardona,

2011, p. 9).

Polímeros Biodegradables Monómeros obtenidos a partir de

Materiales renovables

Empresas Productoras

Celofán, acetato de

celulosa, éster de celulosa,

viscosa/rayón y Lyocell

Celulosa

Courtaulds Plastic Group, Reino

Unido (Dexel®), American Polymers,

EEUU (Ampol®) Eastman Chemical

Internacional, EEUU (Tenite),

Celanese LTD, EEUU, Primister

EEUU, Mazzuchelli, Italia (láminas

Xelox-L® y gránulos Sethilithe®,

Plastiloid®, Bioceta®)

Los polímeros de

almidón dominan el

mercado de los

bioplásticos con un 75-80%

del total de bioplásticos. El

50% de los polímeros

basados en almidón están

constituidos por mezclas de

almidón con otros polímeros

convencionales

Almidón.

Novamont (Mater-Bi), Rodenburg

Biopolymers (Solanyl), Biotec

(Bioplast), National Starch and

Chemical Co (Ecofoam) y Avebe

(Paragon)

Poli (ácido láctico) –PLA.

Ácido láctico producido a partir de

materiales renovables

Mitshui Toatsu Chemicals (Lacea),

Cargill Dow LLC (NatureWorks®),

FKuR Kunststoff GMBH (Bioflex),

Stanelco/Biotec (Starpol™ y Bioplast).

Poli (tereftalato de

trimetilenglicol) (PTT)

1,3 propanodiol (PDO) obtenido por

fermentación de maíz

Dupont (PTT)

Poli (tereftalato de

butilenglicol) (PBT).

BDO (1,4-butanodiol) obtenido por

fermentación de maíz.

Poli (succinato de

butilenglicol) (PBS)

Ácido succínico y BDO (1,4-butanodiol)

obtenido mediante fermentación

bacteriana de maíz

Mitsubishi Chemical

Page 21: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 21

5.1.2 Biopolímero derivado del banano

El bioplástico de banano es un material nuevo en el mercado, que gracias a sus

características biodegradables ayuda a mitigar el impacto de los plásticos tradicionales los cuales

causan una alta contaminación, es fabricado a partir de almidón de la cascara del banano y plátano,

que se extrae de los desechos de las diferentes plantaciones de esta fruta, ayudando a evitar focos

de infección por la acumulación de dichos desechos cerca de las zonas de cosecha y lugares

residenciales.

Es completamente biodegradable y no es tóxico por lo que después de su uso puede

reutilizarse y una vez degradado puede usarse incluso como material de compostaje (abono). El

almidón es uno de los componentes principales para la elaboración de bioplástico de banano el cual

se extrae y se combina con otros ingredientes, se encuentran diferentes formas de hacerlo, la más

viable se presenta a continuación, con los ingredientes necesarios y el proceso de elaboración. Los

Ingredientes necesarios para la elaboración del bioplástico ubicados en la Tabla 2

Tabla 2 Elementos para fabricación del bioplástico de banano

Material Cantidad

Cáscara de banano 15 kg

Jugo de Naranja 2L

Parrillas 1

Termómetro 1

Horno de estufa 1

Unidad de molienda 1

Herramienta de corte 1

Tamiz 1

Nota: Bioplástico a base de la cascara de plátano (Castillo, y otros, 2015, párr. 4).

Page 22: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 22

El Procedimiento para la elaboración del bioplástico considera que por cada cucharada de almidón

se agregan 4 cucharadas de agua, una cucharada de vinagre y una cucharadita de glicerina. La

mezcla obtenida se debe revolver hasta su completa homogenización y cocción hasta que espese.

La pasta, así obtenida, se dispersa sobre una superficie seca y lisa.

El uso de los materiales bioplásticos se está extendiendo en varios sectores: en medicina (prótesis,

hilos de sutura), en alimentación (productos de catering, envases de usar y tirar), juguetes, e incluso

en el mundo de la moda y, por supuesto en bolsas biodegradables (Castillo, y otros, 2015, p. 9)

5.1.2.1 Características Físicas y químicas de Bioplástico de Banano

Una de las características más importantes es que posee propiedades mecánicas en el mismo

rango de los polímeros petroquímicos, a excepción de una baja elongación. Sin embargo, esta

propiedad puede ser afinada durante la polimerización. puede ser tan duro como el acrílico o tan

blando como el polietileno, además se le atribuyen también propiedades de interés industrial como

la suavidad, resistencia al rayado y al desgaste (Barragán, Domínguez, & Hernández, 2012, párr.

9).

Según las pruebas llevadas a cabo en el SENA para la elaboración del bioplástico de banano

se concluye que la muestra presentó propiedades físicas, químicas y ecológicas adecuadas dentro

de un marco generalizado de propiedades sobre materiales. Como producto final se obtuvo un

bioplástico con características y propiedades generales favorables. La fabricación y secado del

bioplástico se llegaron a realizar sin mayores complicaciones. La mayor complejidad del proyecto

fue la extracción del almidón de la cáscara de plátano, ya que requería de diferentes pruebas para

su obtención. En cuanto a la pigmentación del bioplástico, esta consiste en escoger el tinte de mayor

conveniencia, dependiendo de la finalidad para la cual se está fabricando el bioplástico (Castillo,

et al., 2015, p. 10).

Page 23: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 23

5.1.2.2 Aplicaciones Actuales

Además de todos los usos mencionados anteriormente, es necesario resaltar las

investigaciones que se están llevando a cabo para la realización de bolsas biodegradables a partir

del bioplástico de banano, pues es una alternativa con cualidades muy potenciales para erradicar el

problema de contaminación generada por las bolsas de plástico a base de petróleo que se presenta

actualmente en los supermercados y tiendas del país y del mundo (Castillo et al., 2015, p. 11).

Parachoques y objetos resistentes a golpes se están investigando actualmente bajo el

desarrollo especializado en el sector de la automoción y la electrónica. “El innovador estudio se

llevó a cabo para producir nano celulosa biomateriales bioplásticos para el uso de vehículos

después de la tecnología de bioprocesos” (Hossain & Ibrahim, 2016, p. 1).

5.1.2.3 Posibles Aplicaciones

Al ser el bioplástico un material con muy buenas características físicas como la resistencia

a golpes y flexibilidad (Castillo et al., 2015, p. 12). Podría utilizarse en diversos productos que

pueden contribuir a que la industria genere nuevas alternativas para la protección del medio

ambiente, el cual se encuentra en alerta roja, entre las múltiples aplicaciones que se le pueden dar

al bioplástico de banano se pueden proponer las siguientes:

• Empaques de un tamaño reducido

• Accesorios para el celular.

• Mas desarrollo en el ámbito médico.

• Envases, platos y demás objetos desechables

• Diferentes dispositivos o gadgets para el cuerpo

5.1.2.4 Viabilidad

Las grandes productoras de banano someten la fruta a diferentes procesos de control para

su exportación. Se genera grandes cantidades de frutas desechadas porque el transporte terrestre

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 24

dentro del país es costoso para distribuir toda la fruta que no sirve para exportación (Barragán,

Dominguez, & Hernández, 2012, p. 6). Por lo que resulta una gran cantidad de fruta desperdiciada,

la cual puede utilizarse para generar bioplástico que a su vez contribuirá con el deterioro del medio

ambiente el cual se está generando actualmente y en gran medida por el uso de polímeros a base

de petróleo como informa el periódico El Financiero en su artículo sobre la Contaminación por el

plástico.

Actualmente en el país se está llevando a cabo un proyecto dirigido por estudiantes de la

Universidad Nacional Sede Medellín, los cuales elaboraron bolsas biodegradables que reemplazan

las bolsas de plástico tradicionales pequeñas, de 30 x 30 cm. Para poner en marcha el proyecto

piloto de esta idea requeriría una inversión inicial de 1.528 millones de pesos (El Espectador, 2016,

párr. 1). A comparación de lo que se invirtió en fabricación y posteriormente desecho de este

material la cantidad es moderada y puede implementarse fácilmente en el mercado generando

cobros por las bolsas para evitar el consumo de estas, pero a su vez, se estará suministrando una

bolsa de fácil degradación. Esto demuestra que hay interés en reemplazar el plástico tradicional y

que es posible fabricar nuevos productos a base de bioplástico de banano.

5.2 Exploración de materiales para el diseño industrial

Todos los materiales tienen características que los diferencian de otros, y a su vez los

asemejan, todos se han explorado para saber cómo trabajarlos y como aplicarlos a los productos de

la industria, facilitando la producción, el empaquetado, el transporte y el almacenamiento. Cuando

se explora un material, este nos guía para descubrir cualidades físicas, químicas, formales y

estéticas que pueda contener y así poderle dar una función.

Cuando se va a llevar a cabo un proceso de diseño industrial se deben tener en cuenta

diferentes etapas que lograran el correcto desarrollo del producto, el diseñador debe pensar en

varias fases como el problema a solucionar, la forma que tendrá, cómo se va a utilizar, como se va

a fabricar, que colores debe tener y además de esto la selección de materiales que debe ir por la

misma línea pues debe aportar al correcto funcionamiento del futuro producto y es por esto que se

están creando materiales que cumplen con una función específica (Gómez. 2012).

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 25

6 Marco Metodológico

6.1 Tipo de investigación

Se plantea un tipo de investigación con información cualitativa con respecto a los hallazgos

que se encuentren en cada una de las exploraciones y las conclusiones sobre estos hallazgos,

también una información cuantitativa para los resultados encontrados en las exploraciones y en las

encuestas realizadas a diferentes personas sobre la percepción del material. En la figura 1 se

encuentra el esquema de trabajo utilizado para el desarrollo de la exploración del material.

Figura 1. Metodología

Nota: fuente propia

Page 26: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 26

6.2 Diseño de la investigación

Se investigan antecedentes del material para conocer usos, aplicaciones y propiedades que

han sido investigadas sobre el material y conocer áreas donde sea posible explorar. Teniendo así

referencias de productos existentes y poder proponer un posible producto.

Se realiza una caja Transparente para conocer cuál es el funcionamiento de todo el proyecto

con una visión general y tener una estructura que explique cuáles son los pasos a realizar para

cumplir los objetivos del proyecto.

6.2.1 Etapa 1: Determinar las exploraciones

Para continuar con el contexto de diseño industrial se dividen las exploraciones en 3 secciones:

Estética: esta sección incluye 5 pruebas:

a. Color, se realiza pigmentación del material con 3 colores, azul rey, rojo y verde, para

identificar si absorbe o no el color y si sufre alguna alteración.

b. Textura, se aplican 3 texturas diferentes sobre el material para identificar si es fácil para

el material copiarlas.

c. Brillo, Consiste en aplicar brillo natural y generarlo a través de papel lija, para

identificar su capacidad de generar acabados.

d. Olor – químico, se aplica fragancia natural para tratar de opacar o eliminar su olor base

de banano.

Formal: Esta sección incluye 4 pruebas:

a. Unión, a través de la costura y utilizando la característica pegajosa del material generar

una unión entre 2 muestras del material.

b. Doblado, plegar el material para conocer la capacidad de resistencia a la ruptura.

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 27

c. Ensamble, unir dos piezas del material por medio de un ensamble para intentar de mejorar

la resistencia.

d. Resistencia, por medio de la fabricación de un sistema que genere peso, medir la

resistencia del material a la ruptura. Este elemento presentado en la figura 2 es elaborado

con materiales básicos que se consiguen en el mercado con facilidad y bajo costo, fabricado

con el fin de agregar peso en la parte inferior, el cual ha sido pesado anteriormente,

pudiendo determinar con cuanto peso el material comienza a fracturarse hasta el momento

en que se genera una ruptura completa agregando peso paulatinamente.

Figura 2. Sistema de medición

Nota: fuente propia

Aplicación: Esta sección incluye 2 exploraciones

a. Empaque, generar un contenedor en donde se permita introducir un objeto para conocer

su capacidad y forma posible (esto como acercamiento a un posible empaque)

b. maceta, contenedor que albergue tierra y plantas para verificar si resistencia a la

oxidación y su capacidad para contener estos elementos.

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 28

6.2.2 Etapa 2: Diseño de Fichas exploración

Para el desarrollo de estas exploraciones se diseñan fichas con un protocolo de prueba donde

se registra los pasos a seguir para cada prueba y los resultados encontrados. Cada ficha contiene la

siguiente información:

Introducción: se describe en aspectos generales sobre que trata la prueba, que tipo de prueba

se va a realizar.

Objetivo: porqué y para qué se realiza la prueba.

Seguridad: Elementos de seguridad que se deben tener para realizar la prueba y evitar

accidentes.

Prerrequisitos: Aspectos a tener en cuenta antes de comenzar la prueba.

Materiales y equipo: Elementos necesarios para llevar acabo la prueba.

Montaje: como debe estar el lugar donde se realizará la prueba.

Procedimiento: paso a paso para una correcta elaboración de la prueba.

Resultados: imágenes del resultado y tiempo que tardo en realizarse.

Hallazgos: información encontrada en la prueba según los resultados obtenidos.

Conclusiones: información relevante se los hallazgos y conclusión sobre estas.

De esta forma se puede tener un control de la información encontrada en cada una de las

exploraciones para tener claridad de los datos y poder utilizarlos adecuadamente, sacar

conclusiones y determinar posibles usos, cada prueba tiene diferentes variaciones, algunas se

realizan 2 veces para reducir errores, y dependiendo de la prueba se toman las medidas necesarias,

todo esto se encuentra en la sección de anexos del documento donde están detalladas cada una de

las pruebas.

6.2.3 Actividad 3: Diseño de encuesta sobre percepción del material

Fabricar una encuesta para conocer cuál es la percepción del material e identificar algunas

características del mismo como lo son la textura, la dureza, el brillo y la opacidad, utilizando una

tabla con plásticos de diferentes gramajes, texturas, durezas y brillos, el material más seleccionado

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 29

según el público se compara con el bioplástico y de este se obtiene sus características para así

determinar las posibles características del mismo. La encuesta se realiza de la siguiente manera:

Se pide a la persona en las 2 primeras columnas de materiales cerrar los ojos

Tocar la muestra del bioplástico con una mano y con la otra tocar los posibles

materiales a los que se semeja

Seleccionar de la tabla el material que más se parece al bioplástico

Para las demás columnas comparar visualmente los posibles materiales con el

bioplástico.

En la figura 3 se presenta la tabla con las escalas para la encuesta:

Figura 3 Sistema de medición

Nota: fuente propia

Textura: paño suave, polietileno, espuma de baja densidad, espuma de alta densidad,

espuma metálica

Firmeza: Madera, espuma de alta densidad, espuma de baja densidad, caucho, poliuretano

Textura

Firmeza

Opacidad

Brillo

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 30

Brillo: Acetato, Papel, Cinta aislante, cinta transparente

Opacidad: Acetato de 2 mm de grosor, acetato y papel, silicona.

6.2.4 Etapa 4: Creación de ficha técnica

Con la información encontrada en las exploraciones y con los datos de las investigaciones

se busca crear una ficha técnica del material para tener más claridad de sus propiedades y poder

compararlo con otros materiales similares. Esta tabla se crea con tres columnas donde se describe

el resultado obtenido según las investigaciones realizadas externas y las exploraciones realizadas

en este trabajo tabuladas dentro de una tabla donde se evidencia lo encontrado.

En la figura 4 se muestra la tabla tomada como referente para la creación de la ficha técnica

Figura 4 Sistema de medición

Nota: tomado de página web www.materialdistrict.com

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 31

6.2.5 Etapa 5: Diseño stand de exhibición de muestras

Se realiza un proceso de diseño para la creación de un stand donde se exhiben las muestras

con los resultados encontrados en las exploraciones para el conocimiento de diseñadores

industriales y personas interesadas. Este proceso se realiza a partir de la realización de diferentes

actividades tales como estado del arte para identificar referentes de stands ya creados donde se

exhiben materiales, una lista de requerimientos para determinar cuáles son las características que

este debe llevar, una lluvia de ideas y una conceptualización para que el leguaje del stand sea acorde

a la investigación. Este stand se fabricará y se expondrá en la alfombra naranja evento que realiza

la facultad de artes integradas para dar a conocer los proyectos realizados durante cada semestre.

6.2.6 Análisis de datos

Corresponde al análisis del material según los resultados encontrados, para determinar que

posible aplicación se puede desarrollar, en el análisis también se compara las características y

propiedades encontradas en el material con otros materiales similares como el plástico a partir del

petróleo (Poliestireno, polietileno) y el caucho, porque son estos los que se producen actualmente

en la industria y generan más desechos como se menciona en los antecedentes. Se crea registro de

esta información que sirve para la fabricación en un futuro de productos con materiales

biodegradables.

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 32

7 Resultados

7.1 Antecedentes del material

Actualmente el material se encuentra en etapa de desarrollo y se están llevando a cabo

investigaciones para determinar características del material. Investigadores de la universidad

nacional de Colombia están desarrollando bolsas biodegradables a partir de este material (El

Espectador, 2016) también se realizan exploraciones sobre parachoques por su resistencia a golpes,

en la Figura 5 se presenta una probeta de pruebas utilizada en esta investigación. Este estudio se

realiza por la universidad de Hail en Arabia Saudita (2016)

El material posee características de resistencia a golpes según esta investigación, y al

provenir de fuentes renovables, es considerado biodegradable por lo que podría ser un buen

complemento en la fabricación de empaques para objetos delicados

Sistema de medición

Nota: (Nano-cellulose derived bioplastic biomaterial data for vehicle bio-bumper from banana peel waste biomass,

, 2016, p.6)

Figura 5

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 33

7.2 Caja Transparente:

La caja transparente presentada en la figura 6 muestra los pasos que se llevarán a cabo para

el desarrollo del proyecto, se intervendrá el material para transformarlo, con los resultados de estas

transformaciones se interpreta, analiza, organiza y sintetiza y así transmitirlos por medio de

muestras y fichas de todas las exploraciones realizadas.

Figura 6 Caja Transparente

Nota: fuente propia

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 34

7.3 Fichas de exploración

La Figura 7 presenta un ejemplo de las fichas donde se plasma la información de las exploraciones.

Figura 7 Ficha de exploración

Nota: fuente propia

Esta ficha corresponde a la exploración de pigmentación del material (Color), con la

organización mencionada anteriormente:

Introducción a la prueba: pigmentar el material con colorante de repostería.

Objetivo: aplicar tres diferentes colores al material para identificar su capacidad de

recepción.

Seguridad: Gafas, delantal, guantes

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 35

Prerrequisitos: Tener un área de trabajo despejada y limpia con recipientes limpios, sin

grasas u otras sustancias que puedan interferir en el resultado.

Materiales y equipo

Colorantes de repostería o anilina vegetal:

- Rojo (0.5 ml)

- Verde (0.5 ml)

- Azul (0.5 ml)

Materiales para preparación del material:

cáscaras de banano (3 cáscaras)

- Limón (3 limones)

- Glicerina (10 ml)

- Vinagre (3 ml)

- Papel aluminio (lo necesario)

Equipos:

- Licuadora (x1)

- Horno (x1)

- Medidor (x1)

- Recipientes (lo necesario)

Montaje: Medición de la probeta, medición de los materiales, equipos limpios

Procedimiento:

1. Agregar el pigmento en el momento donde se mezclan los ingredientes (1 pigmento - 3

cáscaras) y repetir con cada pigmento

2. Continuar con el proceso normal de preparación del material (agregar los demás

ingredientes y posteriormente secar en horno

3.Tomar el tiempo que tarda el procedimiento

4. Registrar información con imágenes y texto

5. Comparar el color resultante con la escala de Pantone

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 36

7.4 Resultados Más relevantes

En la figura 8 se observa los resultados encontrados en la prueba de color, en los cuales se

relaciona la escala y la referencia según Pantone, para tener una idea de la interferencia del color

marrón que tiene como base el material al mezclase con los colores primarios rojo, verde y azul.

Figura 8 Prueba color

Nota: fuente propia

A continuación, se presentan los hallazgos y las conclusiones de la prueba de color según

los datos que nos arrojó los resultados para posteriormente relacionarlo con las demás pruebas y

tener conclusiones generales que ayudaran a determinar qué tan factible es la pigmentación en el

material explorado.

Page 37: AnAlisis BioplAstico Banano Jimenez 2019

ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 37

Hallazgos:

Muestra 1: El color rojo tiende a oscurecerse por el color marrón base del material, este es

aparentemente bien tomado por el material y no ha interferido en su estructura, permite verse

algunas vetas más oscuras que provienen de la cáscara.

Muestra 2: El color azul cielo que fue aplicado se mezcló adecuadamente con el material, pero

el marrón base le dio un color más oscuro y verdoso, por lo que no fue posible darle el color

deseado.

Muestra 3: El color verde se le fue aplicado correctamente y recibido por el material con la

diferencia de que al mezclarse con el marrón base este se tornó más oscuro pero continuo el

color verde y fue realizado con éxito.

En general las tres muestras recibieron adecuadamente los colores, pero debe tenerse en cuenta

el color marrón base que tiene el material ya que este lo altera en un gran porcentaje de percepción

visual con tendencia a oscurecerlo.

El colorante vegetal desprende color luego del secado por lo que se recomienda el colorante de

repostería u otros pigmentos orgánicos líquidos para continuar con el proceso de una

biodegradabilidad.

Según la información obtenida se puede determinar que es factible la pigmentación del material

teniendo en cuenta que el color base interfiere en este proceso. Además, debe considerarse el uso

de pigmentos naturales y/o biodegradables para no interferir en la degradación del material ni

contaminar el medio ambiente.

En la Figura 9 se presentan los resultados correspondientes a la prueba de contenedor #1 el cual

es la base para la creación de un empaque, esta prueba consistió en la generación de un tejido a

partir de rectángulos del material de la misma medida entrelazándolos entre sí para formar un

contenedor que puede transportar alimentos.

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 38

Figura 9 Prueba de empaque

Nota: fuente propia

A continuación, se presentan los hallazgos y las conclusiones de la prueba de empaque para

ser relacionarlo con las demás pruebas y tener conclusiones generales que ayudaran a determinar

si es factible o no el uso de este material en el sector de los empaques. El protocolo de esta prueba

se encuentra en el anexo 1.2.

Hallazgos:

El material permite generar tejidos, y gracias a estos tejidos se pudo formar un contenedor de

3 cm de alto.

Comienza a deformarse por los lados, perdiendo resistencia, debe tenerse en cuenta la superfi-

cie pegajosa final del material. El contenedor logro resistir el peso de un objeto como un peso

de 500 g sin romperse, pero deformándose.

El tejido del material permite crear formas de contenedores y mejorar la resistencia.

El material permite generar tejidos sin ángulos muy cerrados.

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 39

En la Figura 10 se presentan los resultados correspondientes a la prueba de contenedor #2 el

cual es la base para la creación de un empaque, esta prueba consistió en dar forma al material por

medio de la extrusión de este, a través de una manga de repostería sobre un molde que le dará la

forma de contenedor al material.

Figura 10 Prueba de empaque 2

Nota: fuente propia

A continuación, se presentan los hallazgos y las conclusiones de la prueba de empaque para

relacionarlo con las demás pruebas y tener conclusiones generales que ayuden a determinar si es

factible o no el uso de este material en el sector de los empaques.

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 40

Hallazgos

La mezcla contiene grumos por las fibras de la cáscara de banano, lo que complica la

extrusión, así que quedan formas irregulares y se comienza a desplazar hacia abajo por la

gravedad, dificultando una buena copia del objeto.

Al momento de desmoldar el material se partió y no se logró formar el contenedor deseado.

Estas fueron las pruebas más relevantes del material para conocer sobre los procedimientos y

resultados encontrados en cada una de ellas, además del manejo de esta información para

posteriormente relacionarla con todos los datos encontrados y determinar algunos hechos que

pueden contribuir al correcto manejo del material biopólimerico.

Dentro de las conclusiones más relevantes de las exploraciones realizadas al material

encontramos la siguiente información:

El material permite generar tejidos, se puede formar un contenedor de 2 cm de alto x 10 cm de

diámetro con tiras de 2 cm de ancho x 7 cm de largo. Este no tiene una estructura resistente porque

tiende a desplazarse hacia los lados, pero puede adaptarse para proteger objetos con forma tubular.

Se puede entrelazar con varias tiras del mismo material formando una “rejilla”.

Se puede copiar adecuadamente la textura Lisa de una carcasa de celular, pero con algunos

poros y el revés continua con una textura rugosa.

Se puede realizar una extrusión del material con una manga de repostería para copiar la forma

de un objeto, pero el resultado es poca estabilidad, mucha irregularidad en los hilos y dificultad al

desmoldar

Se forma un contenedor con una altura mayor al anterior con 5 cm de alto y con tiras más

delgadas de 0.5 cm de ancho, este pierde resistencia y las tiras comienzan a fracturarse por lo que

se recomienda que el material debe usarse en láminas de más de 2 cm de ancho.

Para la prueba de resistencia se fabricó el mecanismo de la figura 2 y se implementó al

ubicar una probeta de 5 cm de largo x 3 cm de ancho y 1 mm de grosor, esta se sujeta en la parte

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 41

superior a un soporte y en la parte inferior se coloca un recipiente donde se agrega peso con el fin

de identificar el peso que este alcanza a soportar antes de generarse una ruptura. Las conclusiones

de la prueba ubicada en el anexo 9 arrojo que el material comenzó a fracturarse al agregar 100

gramos, cuando se agregaron los 200 gramos la probeta se fracturo por completo.

En la tabla 3 se presentan las pruebas realizadas con una imagen de referencia, el objetivo de la

prueba y los hallazgos encontradas en cada una de estas.

Tabla 3 Elementos para fabricación del bioplástico de banano

Prueba

Imagen

Objetivo

Hallazgos

Fabricación

Explicar el procedimiento que se

debe llevar a cabo para fabricar

el bioplástico.

Apariencia del bioplástico similar al de la

silicona, al momento de hornearse puede

quedar con una textura pegajosa.

Textura

Generar textura para identificar

la capacidad de copiarlas y

mantenerlas luego del secado.

La textura lisa la copia con facilidad, la rugosa

no es tan fácil y tiende a desaparecerse si es

muy pequeña

Unión

Unir dos muestras entre sí para

verificar su adherencia sin usar

productos químicos.

La costura del material entre si funciona

perfectamente, reduciendo su resistencia, la

unión entre sí por su característica pegajosa

puede usarse para resistencias bajas

Doblado

Doblar el bioplástico para

determinar su capacidad de

romperse al momento de

doblarse y que variaciones

pueden hacerse al doblarlo.

En una muestra de un 1 mm de grosor al

doblarse completamente el material no presenta

ninguna fractura, permite 3 diferentes formas

de doblado sin fractura.

Ensamble

Verificar la capacidad de

mantenerse unido entre si y de la

resistencia que puede generar.

Este tipo de ensamble permite generar patrones,

formando muestras más grandes con mayor

resistencia

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 42

Forma

Generar formas con el material

para identificar deformaciones y

variaciones.

El material permite enrollarse entre sí mismo

para generar formas nuevas, también se puede

entrelazar en tiras para generar mayor

resistencia

Empaque 1

Crear un contenedor que pueda

servir como empaque de objetos

delicados

El material permite generar tejidos de 3cm de

alto sin desbordarse y soporta una cantidad de

500 g sin romperse o deformarse.

Planta

Crear una posible maceta para

ver el comportamiento del

material al contacto con la tierra

El material tiende a romperse y al entrar en

contacto con la tierra este tiende a degradarse

más rápido

Empaque 2

Crear un empaque que pueda

servir para transportar objetos

delicados por medio de la

extrusión

La mezcla del bioplastico antes de hornearse se

ubica sobre un molde pero el material comienza

a deslizarse, por lo que se recomienda usar el

material en formato laminar.

Resistencia

Identificar la capacidad del

material a la ruptura por medio

de peso

La muestra con medidas de 5 cm de largo x 3

cm de ancho x 1mm de grosor se fracturo con

un peso de 200 gramos.

Forma 2

Generar formas a través de la

estrusion del material

El material pierde propiedades de resistencia

por su forma.

Nota: Fuente propia

7.5 Encuesta de percepción

En esta fase del trabajo se busca conocer cuál es la percepción de las personas frente al

material, usando una tabla con diferentes muestras para analizar la textura, la dureza, el brillo y la

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 43

opacidad, para determinar algunas características que pueda tener el material semejante a otros

materiales que ya las poseen basadas en aspectos técnicos y poder acercarse más a las posibles

aplicaciones que pueda tener el material.

La percepción sensorial del material se realiza a 10 personas para determinar las diferentes

selecciones en aspectos estéticos y formales del material, los resultados se presentan en la tabla 3:

Tabla 4 Encuesta percepción

Nota: fuente propia

Se toman en cuenta la textura, la dureza, el brillo y la opacidad que son características

básicas de un material y que deberían conocerse para determinar formas, colores, funciones y

aplicaciones. En la Figura 11 y Figura 12 se encuentran las fotografías tomadas a las personas

encuestadas:

1.Textura Lisa Rugosa Áspera

2.Dureza Blando Semiblando Duro

3.Brillo Mate Semibrillante Brillante

4.Opacidad Transparente semitransparente opaco

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 44

Figura 11 Encuesta

Nota: fuente propia

Figura 12 Resultados encuesta

Nota: fuente propia

10

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 45

Estos resultados corresponden a las elecciones realizadas por las 10 personas encuestadas

y permiten determinar según la percepción de las personas que:

La textura es: semi - rugosa

La dureza/firmeza es: Blanda

El brillo es: sin brillo

La opacidad es: media

La textura del material es considerada por las personas entrevistadas como semi rugosa,

esta textura es posible cambiarse con presión haciéndola lisa, otras texturas diferentes a la original

y la lisa son difíciles de copiar según las pruebas de textura que se realizaron (Anexo 2), la dureza/

firmeza es considerada blanda muy similar al caucho, material con el que se comparó, no posee

brillo gracias a los materiales que se utilizan en la fabricación y la opacidad es media dependiendo

del grosor del material este puede varias su opacidad.

7.6 Ficha técnica

Figura 13 Ficha de exploración

Nota: fuente propia

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 46

El material se encuentra en proceso de exploración por lo que se crea una ficha técnica

presentada en la figura 13 donde se almacene la información encontrada en las exploraciones y en

los documentos con las investigaciones llevadas a cabo en otras instituciones. Esta se divide en 3

columnas que incluyen la descripción que corresponden al tipo de característica que podría tener o

no el material. A un lado los resultados según las exploraciones realizadas y en la última columna

las medidas técnicas encontradas en las investigaciones del material realizada por diferentes

investigadores o instituciones. Logrando tener de forma organizada y clasificada la información

encontrada, facilitando la relación entre los datos y poder concluir sus características para la

posterior aplicación en posible producto, además de tener un registro de los datos encontrados y

compararlos.

7.7 Stand exhibición de resultados

Para la creación del stand se llevó a cabo un proceso de diseño ágil para determinar los

aspectos importantes en la elaboración de este. En este stand se exhibirán las muestras resultantes

de las exploraciones del material para el conocimiento de las personas interesadas entre ellos los

diseñadores industriales, además de esto se genera una atracción por medio de diferentes elementos

que evoquen naturaleza. Se crean las siguientes propuestas en la figura 12.

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 47

Figura 14 Propuestas

Nota: fuente propia

En estas propuestas se busca crear una estructura basada en formas geométricas que puedan

llamar la atención de los asistentes, con materiales como madera reforestada que evoque la

naturaleza y colores neutros que combinen con la madera que permitan exhibir de una forma clara

las muestras del material.

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 48

Figura 15 Stand Bioplástico

Nota: fuente propia

Posteriormente se realiza un desarrollo de la propuesta final en la figura 15 con los mismos

materiales, pero con formas geométricas que poseen cortes más atrevidos, repisas colgantes e

iluminación en su interior que llamen la atención de los asistentes y generen iluminación en el

ambiente, también se agregan dos grandes infográficos que describan el proceso de fabricación del

material y fotos de los resultados para ampliar la información. Se encuentran 5 tapetes verdes en el

suelo el cual invita a cuidar el medio ambiente y que este es un proyecto verde.

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 49

7.8 Análisis de datos

Según los resultados de las 15 exploraciones realizadas se pude decir que hay datos

importantes a tener en cuenta en el momento de desarrollar un producto utilizando este material,

estas características son las más relevantes porque hacen parte de la estructura del material, la que

permite generar formas, en estas se tiene en cuenta la resistencia a la tracción, al calor y a los

golpes, también la forma de presentación del material antes de transformarse y como puede usarse

más fácilmente.

El material se puede fracturar muy fácilmente (Poca elasticidad)

Es resistente a golpes porque tiende a regresar a su forma original sin partirse

Su uso es mejor en láminas y o hilos en sentido horizontal sobre una superficie plana

Se le puede dar color y olor teniendo en cuenta las características de la base

Por ende, se puede decir que el material por si solo tiene ciertas dificultades para generar

estructura ya que debe usarse laminar proponiendo un uso con formas básicas y que protejan ciertos

elementos de los golpes o también puede plantearse como complemento de otros productos.

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8 Conclusiones

A través de los resultados obtenidos dentro de la investigación se pueden encontrar

diferentes puntos de vista con respecto al uso de nuevos materiales plásticos provenientes de

fuentes renovables que en un futuro contribuirán en gran medida a la reducción de la contaminación

por materiales plásticos a base de petróleo.

El material bioplástico a base de banano se encuentra en una fase de desarrollo, lo que

dificultó la búsqueda de información. Pero gracias a las exploraciones realizadas a partir de la

perspectiva de diseño industrial se pudo tener resultados relevantes sobre la coloración, pues el

material lo absorbe con facilidad, sobre la transformación de este material, haciendo referencia a

la capacidad que este tiene de doblarse, cortarse y ensamblarse las cuales ayudaran a otros

investigadores interesados en el bioplástico.

Entre los resultados más relevantes se pudo concluir que el material se puede transformar

en 15 aspectos diferentes tales como forma, color, textura, doblado y ensamblado además de

encontrar una gran resistencia a los golpes el material podría ser usado en un futuro dentro del

sector de los empaques.

En la encuesta y el reconocimiento del material se observó que el 80% de los encuestados

no tenían conocimiento de materiales plásticos provenientes de fuentes renovables lo que invita a

mejorar la forma de comunicarlos y de mostrarlos al mundo para que las personas tengan

alternativas de uso a otros agentes contaminantes como el plástico a base de petróleo.

El bioplástico de banano debe seguir siendo investigado en aspectos técnicos para tener un

mejor control, respecto al diseño industrial se logró avanzar en gran medida para descubrir sus

conocimientos frente a ciertas situaciones determinando algunas aplicaciones de este y obteniendo

información relevante para futuras investigaciones.

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ANÁLISIS DEL BIOPLÁSTICO DE BANANO DESDE LA… 51

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Anexos

Anexo 1: Fabricación bioplástico

Anexo 2: Textura

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Anexo 3: Unión

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Anexo 4: Doblado

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Anexo 5: Ensamble

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Anexo 6: Forma

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Anexo 7: Empaque 1

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Anexo 8: Planta

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Anexo 9: Resistencia

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Anexo 10: Forma 2

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Anexo 11: Empaque 2