Obtención de biopelículas de almidón de yuca mejoradas con óxido de titanio e indicadores naturales
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Date
2025-12-03
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Publisher
Universidad Santiago de Cali
Abstract
El incremento de residuos plásticos a base de petróleo, están desarrollando una crisis de contaminación ambiental que influyen en ecosistemas hídricos y terrestres que hacen pertinentes la búsqueda de nuevas alternativas económicas, segura, sostenibles para aplicaciones de envases tipo bolsas que disminuyan la huella de carbono. Este trabajo presenta el desarrollo de biopelículas de almidón de yuca reforzadas con dióxido de titanio, polímeros celulósicos y plastificantes, incorporando antocianinas y curcumina como indicadores de pH. Se elaboraron por método casting y se caracterizaron mediante ensayos mecánicos, FTIR con KBr y HATR, y análisis térmicos (DSC/TGA). Los resultados mostraron un incremento en la resistencia a la tracción de 7,0 N/cm² (PC3) a 17,0 N/cm² (2A), valor cercano al polietileno de alta densidad (20–30 N/cm²). La absorción de agua varió entre 7,52% y 24,8%, frente a <0,01% del HDPE, confirmando la naturaleza hidrofílica del almidón. Los espectros FTIR presentaron bandas de polisacáridos (O–H 3400 cm⁻¹, C–O–C 1020 cm⁻¹) y señales Ti–O (500–700 cm⁻¹), confirmando la incorporación de TiO₂. Los análisis térmicos evidenciaron estabilidad hasta 200 °C y degradación entre 201–334 °C. Finalmente, las películas mostraron virajes cromáticos de pH 1 a 13, validando su aplicación en empaques activos inteligentes.
Description
The increase in petroleum-based plastic waste is causing an environmental pollution crisis that affects aquatic and terrestrial ecosystems, making it necessary to search for new economical, safe, and sustainable alternatives for bag-type packaging applications that reduce the carbon footprint. This work presents the development of cassava starch bioplastics reinforced with titanium dioxide, cellulosic polymers, and plasticizers, incorporating anthocyanins and curcumin as pH indicators. They were produced by casting and characterized by mechanical testing, FTIR with KBr and HATR, and thermal analysis (DSC/TGA). The results showed an increase in tensile strength from 7.0N/cm² (PC3) to 17.0 N/cm² (2A), a value close to that of high-density polyethylene (20–30 N/cm²). Water absorption varied between 7.52% and 24.8%, compared to <0.01% for HDPE, confirming the hydrophilic nature of starch. The FTIR spectra showed polysaccharide bands (O–H 3400 cm⁻¹, C–O–C 1020 cm⁻¹) and Ti–O signals (500–700cm⁻¹), confirming the incorporation of TiO₂.Thermal analyses showed stability up to 200 °C and degradation between 201–334 °C. Finally, the films showed color changes from pH 1 to 13, validating their application in smart active packaging.
Keywords
Biopelículas de almidón, dióxido de titanio, FTIR, absorción de agua, empaques biodegradables, Calorimetría diferencial de barrido, Resistencia a la tracción
Citation
Camacho Piedrahita, A. (2025). Obtencion de biopelículas de almidón de yuca mejoradas con oxido de titanio e indicadores naturales [Tesis de pregrado, Universidad Santiago de Cali]. Repositorio Institucional USC.