Logo Studenta

u608574

¡Este material tiene más páginas!

Vista previa del material en texto

INYECCIÓN DE COMPUESTOS PLASTIFICADOS A BASE DE ALMIDÓN DE 
YUCA Y FIBRA CELULÓSICA 
 
 
 
 
AUTORA: 
ANA GABRIELA CANO RIVERA 
ASESOR: 
JORGE ALBERTO MEDINA 
 
 
 
 
 
 
 
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES 
BOGOTÁ 
ENERO, 2012 
 
 
 
 
 
INYECCIÓN DE COMPUESTOS PLASTIFICADOS A BASE DE ALMIDÓN DE 
YUCA Y FIBRA CELULÓSICA 
 
 
AUTORA: 
ANA GABRIELA CANO RIVERA 
ASESOR: 
JORGE ALBERTO MEDINA 
Ingeniero Mecánico. Dr. Ing. Ind 
 
 
 
PROYECTO DE GRADO 
PARA OPTAR POR EL TITULO DE: INGENIERA MECÁNICA 
 
 
 
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES 
BOGOTÁ 
ENERO, 2012 
 
 
 
 
A mis papás que con su esfuerzo 
y confianza me alientan 
para llegar más lejos. 
 
 
A todos aquellos que durante esta 
etapa estuvieron junto a mi 
dándome su apoyo. 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
A mi familia que durante toda mi vida han confiado en mí y me han apoyado para 
que yo pueda realizar mis sueños. A mi mamá, por sus consejos y su cariño. A mi 
papá por su apoyo incondicional. Gracias a su esfuerzo y trabajo duro he podido 
alcanzar mis metas 
 
A Jorge Medina por darme la oportunidad de trabajar en uno de los temas que 
más me gustan. Gracias por su tiempo, sus consejos y sus enseñanzas. 
 
A Juan David López y a su familia por los consejos, la ayuda y las palabras de 
ánimo en los momentos más difíciles. 
 
A los técnicos y coordinadores del laboratorio de Ingeniería Mecánica, en especial 
a Jimmy Niño, Jorge Reyes, Fabián Présiga, Diego Gómez y Gerardo Hidalgo, que 
siempre estuvieron pendientes de mi, para brindarme su ayuda y sus enseñanzas. 
 
Agradezco también a mis compañeros y a mis profesores ya que en ustedes 
siempre puedo encontrar una voz de aliento. 
 
 
TABLA DE CONTENIDO 
 
1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................. 1 
2. OBJETIVOS. .................................................................................................... 3 
2.1. OBJETIVO GENERAL ............................................................................... 3 
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS. ..................................................................... 3 
3. MARCO TEORICO........................................................................................... 4 
3.1. Plásticos ..................................................................................................... 4 
3.2. Polímeros Biodegradables ......................................................................... 5 
3.2.1. Almidón ................................................................................................... 6 
3.2.1.1. Almidón Termoplástico. ....................................................................... 7 
3.2.2. Harina de Yuca. ...................................................................................... 8 
3.3. Fibras Naturales. ........................................................................................ 9 
3.3.1. Propiedades. ........................................................................................... 9 
3.3.2. Fibras de Madera. ................................................................................. 10 
4. MATERIALES Y EQUIPOS. ........................................................................... 12 
4.1. Materias Primas. ...................................................................................... 12 
4.2. Equipos. ................................................................................................... 12 
5. METODOLOGÍA ............................................................................................ 17 
5.1. GTPS de harina de Yuca- Glicerina. ........................................................ 17 
5.1.1. Adecuación y Caracterización de la Materia Prima. ......................... 17 
5.1.2. Preparación Pre-mezcla. ................................................................... 18 
5.1.3. Reometría de Torque. ........................................................................ 19 
5.1.4. Espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier FTIR ............ 19 
5.2. Caracterización del Compuesto de Almidón de Yuca- Fibras de Madera- 
Glicerina. ............................................................................................................ 20 
5.2.1. Adecuación y caracterización de materia prima. ............................... 20 
5.2.1.1. Fibra de Madera. ............................................................................ 20 
5.2.1.2. Almidón de yuca. ............................................................................ 21 
5.2.2. Elaboración de Pre-mezcla. ............................................................... 21 
5.2.3. Reometría de Torque. ........................................................................ 22 
 
5.2.4. FTIR ................................................................................................... 22 
5.3. Proceso de Inyección. .............................................................................. 23 
5.3.1. Parámetros de Inyección. .................................................................. 24 
5.4. Prueba de Tensión. .................................................................................. 26 
6. RESULTADOS ............................................................................................... 28 
6.1. Compuesto de Harina de Yuca - Glicerina. .............................................. 28 
6.1.1. Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier. ................... 29 
6.2. Compuesto plastificado Almidón de yuca- Fibra de madera- Glicerina. ... 31 
6.2.1. Reometría de Torque. ........................................................................ 31 
6.2.2. Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier. ................... 33 
6.3. Proceso de Inyección. .............................................................................. 34 
6.4. Prueba de Tensión. .................................................................................. 35 
7. DISCUSION DE RESULTADOS. ................................................................... 38 
7.1. Compuesto de Harina de Yuca - Glicerina. .............................................. 38 
7.1.1. Reometría de Torque. ........................................................................ 38 
7.2. Compuesto de Almidón de Yuca - Fibra de Madera - Glicerina. .............. 39 
7.2.1. Reometría de Torque. ........................................................................ 40 
7.3. Espectroscopia Infrarroja por transformada de Fourier. ........................... 42 
7.4. Proceso de Inyección. .............................................................................. 45 
7.5. Pruebas de Tensión. ................................................................................ 45 
8. CONCLUSIONES. ......................................................................................... 48 
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 49 
ANEXOS ............................................................................................................... 52 
 
 
 
Lista de Ilustraciones. 
 
ILUSTRACIÓN 1. ESTRUCTURA DE LA AMILOSA (AVEROUS, 2010) ................ 6 
ILUSTRACIÓN 2. ESTRUCTURA DE LA AMILOPECTINA (AVEROUS, 2010) ..... 7 
ILUSTRACIÓN 3. HORNO DE SECADO BLUE-M ............................................... 12 
ILUSTRACIÓN 4. MEZCLADOR HOBART. .......................................................... 13 
ILUSTRACIÓN 5. MEZCLADOR INTERNO BRABENDER................................... 14 
ILUSTRACIÓN 6. NICOLET 380 FT-IR ................................................................. 14 
 ILUSTRACIÓN 7. MÁQUINA DE ENSAYOS UNIVERSAL INSTRON 3367 ..15 
ILUSTRACIÓN 8. EXTRUSORA DOBLE HUSILLO BRABENDER. ..................... 16 
ILUSTRACIÓN 9 DIAGRAMA DE PROCESO ALMIDÓN TERMOPLÁSTICO GTPS 
DE HARINA DE YUCA. .................................................................................. 17 
ILUSTRACIÓN 10. COMPOSICIÓN FIBRA DE YUCA (RODRÍGUEZ, 2011) ...... 18 
ILUSTRACIÓN 11. DIAGRAMA DE PROCESO ALMIDÓN TERMOPLÁSTICO 
GTPS ............................................................................................................. 20 
ILUSTRACIÓN 12. INYECTORA FULLTECH SERIE F80V. (FULTECHGROUP, 
2010) .............................................................................................................. 23 
ILUSTRACIÓN 13. MOLDE UTILIZADO PARA LA INYECCIÓN. ......................... 24 
ILUSTRACIÓN 14 ESQUEMA DE LOS PERFILES DE TEMPERATURA EN LA 
INYECTORA. ................................................................................................. 25 
ILUSTRACIÓN 15. PROBETAS ENSAYO DE TENSIÓN ..................................... 27 
ILUSTRACIÓN 16. MONTAJE EN MÁQUINA INSTRON...................................... 27 
ILUSTRACIÓN 17. MEZCLA GTPS HARINA DE YUCA-GLICERINA. IZQ: 
MEZCLA PROCEDA POR MEZCLADOR INTERNO, DER: MEZCLA PREVIA 
AL MEZCLADO INTERNO. ............................................................................ 28 
ILUSTRACIÓN 18 COMPUESTO DE ALMIDÓN DE YUCA-FIBRA DE MADERA-
GLICERINA. IZQ.: MEZCLA PREVIA AL MEZCLADO INTERNO, DER: 
MEZCLA PROCEDA POR MEZCLADOR INTERNO ..................................... 31 
ILUSTRACIÓN 19.PIEZAS FINALES OBTENIDAS A TRAVÉS DEL PROCESO 
DE INYECCIÓN. ............................................................................................ 34 
 
 
file:///C:/Users/Usuario/Desktop/PG200710582-MEDINA-1.docx%23_Toc315271363
file:///C:/Users/Usuario/Desktop/PG200710582-MEDINA-1.docx%23_Toc315271363
file:///C:/Users/Usuario/Desktop/PG200710582-MEDINA-1.docx%23_Toc315271363
 
Lista de Gráficas 
 
GRÁFICA 1. CURVA DE HUMEDAD HARINA DE YUCA. (RODRÍGUEZ, 2011) . 18 
GRÁFICA 2. CURVA TORQUE VS TIEMPO, MEZCLA DE GTPS HARINA DE 
YUCA Y GLICERINA...................................................................................... 28 
GRÁFICA 3. COMPARACIÓN DE ESPECTROS PARA DIFERENTES TIEMPOS 
Y TEMPERATURAS DE MEZCLADO INTERNO. ......................................... 30 
GRÁFICA 4 CURVA TORQUE VS TIEMPO, MEZCLA DE GTPS ALMIDÓN DE 
YUCA-FIBRA DE MADERA Y GLICERINA. ................................................... 32 
GRÁFICA 5 COMPARACIÓN DE ESPECTROS PARA MEZCLA GTPS ALMIDÓN 
DE YUCA-FIBRA DE MADERA Y GLICERINA. ROJA: ANTES DE 
MEZCLADO INTERNO, AZUL: MEZCLADO INTERNAMENTE TIEMPO: 15 
MIN Y TEMPERATURA: 150°C. .................................................................... 33 
GRÁFICA 6. MÓDULO DE ELASTICIDAD. .......................................................... 35 
GRÁFICA 7. ESFUERZO DE FLUENCIA. ............................................................ 36 
GRÁFICA 8. ESFUERZO DE RUPTURA. ............................................................. 36 
GRÁFICA 9. PORCENTAJE DE DEFORMACIÓN A LA RUPTURA. .................... 37 
GRÁFICA 10 CURVA DE TORQUE VS TIEMPO EVOH (JIAO, WANG, XIAO, XU, 
& MENG, 2007) .............................................................................................. 38 
GRÁFICA 11 CURVA DE TORQUE VS TIEMPO. LÍNEA 4: HDPE (LI & LU, 2008)
 ....................................................................................................................... 39 
GRÁFICA 12. TORQUE VS TIEMPO SEGÚN TEMPERATURA DE 
PROCESAMIENTO EN EL MEZCLADOR INTERNO. ................................... 40 
GRÁFICA 13.TORQUE VS TIEMPO DIFERENTES VALORES DE 
TEMPERATURA PARA EL COMPUESTO DE HARINA DE YUCA Y EL 
COMPUESTO DE ALMIDÓN DE YUCA FIBRA DE MADERA. .................... 41 
GRÁFICA 14.VARIACIÓN DE INTENSIDADES SEGÚN ANÁLISIS INFRARROJO 
REALIZADO A LA HARINA DE YUCA. .......................................................... 42 
GRÁFICA 15.VARIACIÓN DE INTENSIDADES SEGÚN ANÁLISIS INFRARROJO 
REALIZADO AL ALMIDÓN YUCA. ................................................................ 44 
GRÁFICA 16. COMPARACIÓN DE EL PORCENTAJE DE VARIACIÓN DE 
INTENSIDADES SEGÚN ANÁLISIS INFRARROJO PARA LA HARINA DE 
YUCA Y EL ALMIDÓN DE YUCA-FIBRA DE MADERA. ............................... 44 
 
 
 
LISTA DE TABLAS 
TABLA 1. FICHA TÉCNICA HORNO BLUE-M ...................................................... 13 
TABLA 2. FICHA TÉCNICA MEZCLADOR HOBART. .......................................... 13 
TABLA 3. MEZCLADOR INTERNO BRADENDER. .............................................. 14 
TABLA 4. FICHA TÉCNICA ESPECTRÓMETRO NICOLET 380 FT-IR ............... 15 
TABLA 5. FICHA TÉCNICA MÁQUINA DE ENSAYOS UNIVERSAL INSTRON 
3367 ............................................................................................................... 15 
TABLA 6. FICHA TÉCNICA EXTRUSORA DOBLE HUSILLO BRABENDER. ...... 16 
TABLA 7 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS MÁQUINA DE INYECCIÓN FULTECH 
80FV. (FULTECHGROUP, 2010) ................................................................... 23 
TABLA 8. DISEÑO EXPERIMENTAL DE INYECCIÓN A 95 BAR DE PRESIÓN. 25 
TABLA 9. DISEÑO EXPERIMENTAL DE INYECCIÓN A 75 BAR DE PRESIÓN. 25 
TABLA 10. PARÁMETROS DE INYECCIÓN. ....................................................... 26 
 
 
1 
 
 
1. INTRODUCCIÓN 
 
Los polímeros sintéticos se han catalogado en el mundo como una de las materias 
primas más importantes y competitivas, con crecimiento anual en las últimas tres 
décadas del 7% y una producción mundial de aproximadamente 183 Millones de 
toneladas métricas para el año 2007 (Ministerio de Ambiente, Vivienda y 
Desarrollo Territorial, 2004). Esto se debe a que son muy apropiados para 
diversas aplicaciones en la industria, tienen buenas propiedades mecánicas y 
técnicamente son bastante viables. Lo que no se había tenido en cuenta, es que 
los polímeros, en su mayoría, son derivados de recursos no renovables como el 
petróleo y son de carácter no degradable, esto es consecuencia del alto peso 
molecular y el comportamiento hidrofóbico que poseen. Esta situación ha creado 
gran controversia en los últimos años y ha generado gran preocupación en la 
industria, por lo cual se han estado desarrollando varias alternativas entre las 
cuales los polímeros biodegradables son los más destacados, ya que en 
comparación a polímeros sintéticos que no se degradan. Un ejemplo de estos son: 
el ácido poli láctico (PLA) y el almidón, con un tiempo de degradación entre 12 y 
24 meses. (Infante, 2011) 
El almidón es uno de los polímeros naturales más abundantes que existe y se 
puede encontrar en diferentes plantas, haciendo que investigadores de todo el 
mundo hayan venido trabajando con este. Se ha expuesto al almidón como una 
materia prima que al ser modificada y reforzada por aditivos se puede llegar a 
obtener plásticos con características y propiedades que son competitivas al 
momento de comparar con otros polímeros convencionales, por ejemplo, el 
material Mater Bi a base de almidón fabricado por la empresa Novamont S.p.a. ( 
Novamont S.p.a, 2009) Este material posee propiedades como el porcentaje de 
deformación en la ruptura de 500%, muy parecida a la del polietileno de alta 
densidad que tiene valores de esta propiedad entre 600 y 900% (M-Base 
Engineering+Software GmbH 2010 , 2011) La utilización del almidón en las 
mezclas para la formación de una matriz polimérica adecuada se ve muy 
2 
 
 
influenciada por el cuidado de diferentes factores y características de la materia 
prima. Estos factores intervienen en el posterior comportamiento del producto, por 
ejemplo se tiene la humedad, la calidad y la cantidad de plastificantes y agentes 
de acople, el tiempo y la temperatura para la mezcla. Muchos de los materiales 
compuestos se han trabajado con fibras naturales que ayudan a mejorar las 
propiedades mecánicas. Investigaciones que han tenido lugaren la Universidad de 
los Andes muestran como resultado que las fibras de cisco de café son aquellas 
que presentan mejores resultados en comparación con otras fibras también 
provenientes de fuentes totalmente renovables y grado de biodegradación alto. Si 
bien las propiedades mecánicas evaluadas en estos proyectos no son valores 
comparables con los de los plásticos comunes, estas representan un avance 
bastante importante en el campo de los Biopolímeros por lo que se quiere seguir 
explotando este campo por medio de la fibra de madera. 
Este proyecto de grado se basa en la evaluación de las propiedades mecánicas de 
un polímero biodegradables a base de almidón de yuca y fibra de madera dado el 
cambio de las variables moldeo por Inyección. El almidón de Yuca se ha 
destacado entre los diferentes tipos que existen ya que su estructura más amorfa, 
en comparación con el almidón obtenido de otras fuentes, la fibra de madera se 
caracteriza como un relleno natural económico que presenta ventajas en cuanto a 
las propiedades mecánicas de los productos, siendo importante el control del 
tamaño de partícula y los componentes de bajo peso molecular. 
Para el proceso de inyección es necesario la caracterización de las materias 
primas a utilizar y el acople entre las mismas por medio de un comportamiento 
reológico y térmico. Posteriormente se evaluará los efectos de las variables de 
proceso, determinando la viabilidad del polímero biodegradable ante la acción de 
factores específicos. La evaluación de propiedades mecánicas es necesaria para 
determinar si es un material apto para competir en la industria del plástico 
 
3 
 
 
2. OBJETIVOS. 
2.1. OBJETIVO GENERAL 
 
Inyectar un compuesto plastificado a base de almidón de yuca y fibra 
celulósica, analizando el efecto de las variables de proceso sobre las 
propiedades mecánicas de las piezas finales. 
 
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS. 
 
• Obtener la formulación óptima para la obtención de un compuesto 
plastificado a base de almidón de yuca apto para la inyección. 
• Diseñar un proceso experimental para la inyección del compuesto 
plastificado. 
• Inyectar y evaluar las propiedades mecánicas de la pieza obtenida del 
proceso de inyección. 
 
4 
 
 
3. MARCO TEORICO. 
 
3.1. Plásticos 
 
Los plásticos son polímeros formados por la unión de grandes moléculas 
(monómeros) que a su vez se unen para formar cadenas por medio de 
polimerización. Esta es iniciada por diferentes factores entre los que se 
encuentran los catalizadores y el calor. 
La clasificación más común de los plásticos está dada por el comportamiento 
termomecánico que estos presenten, dividiéndose en dos grupos: termoestables y 
termoplásticos, los últimos pueden ser calentados, fundidos, moldeados y 
enfriados repetidas veces. (Sánchez Valdés, Yáñez Flores, & Rodríguez 
Fernández, 2001), los polímeros también presentan estructuras que pueden ser 
lineales o ramificadas, esto tiene un efecto sobre las diferentes propiedades, una 
estructura ramificada implica un material más denso, con mayor rigidez y dureza, 
además de que fluirá con más dificultad. 
La cristalinidad es una de las características importantes en el estudio del 
comportamiento de los plásticos, esta se puede presentar en diferentes grados, 
desde lo amorfo, hasta la total cristalinidad. Esta propiedad se expresa en 
términos de porcentaje amorfo encontrado, la fase cristalina y la orientación. Los 
polímeros cristalinos poseen una mayor dureza, rigidez y una menor resistencia al 
impacto. En comparación con los amorfos los cuales son menos rígidos y duros 
pero poseen una mayor resistencia al impacto y permeabilidad a gases y 
disolventes. (Sánchez Valdés, Yáñez Flores, & Rodríguez Fernández, 2001) 
Otras características importantes de los polímeros son la temperatura de 
transición vítrea (Tg) y la temperatura de fusión del material, la degradación y la 
transición dúctil frágil. La temperatura de transición vítrea es una temperatura o 
intervalo pequeño, cuando el material se encuentra por encima de este valor, 
presenta una consistencia de tipo hule y cuando se encuentra por debajo, 
presenta un estado vítreo; la temperatura de transición vítrea es de gran ayuda al 
5 
 
 
momento de determinar la posibilidad de utilizar el material en ciertas aplicaciones. 
Por otra parte la temperatura de fusión es el punto en el cual el polímero o material 
pasa rápidamente de sólido a materia fundida y por lo cual permite establecer los 
parámetros de procesamiento según la aplicación para la que el producto está 
siendo creado. 
 
3.2. Polímeros Biodegradables 
 
Los polímeros biodegradables son aquellos que sufren cambios significantes en su 
estructura bajo el efecto de condiciones ambientales específicas, resultando en la 
perdida de propiedades (ASTM International, 2007). Estos polímeros son 
obtenidos de recursos renovables de origen animal o vegetal, y de recursos no 
renovables como el petróleo. Este tipo de material ha venido tomando mucha 
fuerza en la industria ante la gran preocupación sobre los desechos contaminantes 
que todos los días se producen gracias a los polímeros sintéticos. 
Algunos factores que también influyen considerablemente en el impulso de estas 
materias primas en la industria y el mercado son: la capacidad tecnológica 
existente hoy en día para el procesamiento del material, el bajo costo en 
comparación con materiales sintéticos derivados del petróleo y, como ya se había 
mencionado, la prometedora lucha por la conservación del medio ambiente; tanto 
así que muchas empresas dedicadas a la industria del plástico han dedicado 
recursos para el estudio de estos polímeros biodegradables y su posterior 
incorporación en procesos de producción, obteniendo grandiosos resultados y 
productos cien por ciento eficientes. 
Entre los polímeros biodegradables obtenidos de fuentes renovables se 
encuentran: PLA, Almidón, Celulosa, PHB y entre los derivados del petróleo: PBS, 
PCL, PVOH. (Averous, 2010) 
 
6 
 
 
3.2.1. Almidón 
 
El almidón es un material altamente disponible en la tierra, con aplicaciones en 
diferentes industrias como la textil y de los adhesivos. Los gránulos de almidón 
pueden ser extraídos de plantas como el maíz, el trigo, la yuca y la papa entre 
otros. El almidón es un polisacárido conformado por unidades repetitivas de D-
Glucosa y está estructurado en dos diferentes macromoléculas: la Amilosa y la 
Amilopectina. La Amilosa es un carbohidrato lineal ramificado basado en uniones 
del tipo ( ), la Amilopectina es un polímero con ramificaciones múltiples y un 
alto peso molecular con uniones y enlaces del tipo ( ) ( ). La 
composición de Amilosa-Amilopectina presente en el almidón varía entre el 20-30 
% para la Amilosa y 70-80% para la Amilopectina. Estas variaciones están 
altamente relacionadas con el tipo de planta de la cual el almidón es extraído. 
(Averous, 2010) 
 
Ilustración 1. Estructura de la Amilosa (Averous, 2010) 
 
7 
 
 
 
Ilustración 2. Estructura de la Amilopectina (Averous, 2010) 
 
La cristalinidad del almidón está dada por la forma de hélices dobles y simples que 
se presenta tanto en la Amilopectina como en Amilosa, y ya que la cantidad de 
Amilopectina en la composición es mayor en comparación a la de la Amilosa, esta 
se inhibe impidiendo que se agregue y se formen estructuras cristalinas 
(Rodríguez, 2011). Es preciso tener en cuenta que además de la composición y 
morfología, otro factor que afecta el comportamiento del almidón en una matriz 
polimérica es la presencia de grupos hidrófilos, que hacen difícil el acople entre el 
almidón con otros polímeros, produciendo problemas y presentando bajas 
propiedades mecánicas. 
 
3.2.1.1. Almidón Termoplástico. 
 
El almidón como material principal debe ser modificado para usos en los cuales es 
necesario que este se encuentre desestructurado, el agua esel principal agente 
desestructurante. Esto se produce por medio de la combinación de agua y calor, 
produciéndose una ruptura en la organización de los gránulos y los enlaces 
intermoleculares del almidón, obteniéndose una reducción en la temperatura de 
fusión y de transición vítrea; este fenómeno es comúnmente conocido como 
gelatinización del almidón. (Averous, 2010) 
8 
 
 
En muchas aplicaciones actuales del almidón se requiere gelatinización parcial o 
completa y dispersión del agua, produciendo que la temperatura de fusión esté 
muy cercana a la temperatura inicial de degradación del almidón, por esto es 
necesaria la adición de plastificantes no volátiles pudiendo así reducir la 
temperatura de fundición. Algunos plastificantes comúnmente usados son: 
Glicerina, polioles y compuestos que contengan nitrógeno como la urea, estas 
mezclas son transformadas por procesos termomecánicos comunes obteniendo 
finalmente lo que es conocido como Almidón Termoplástico. (Averous, 2010) 
En comparación con el almidón puro, el almidón termoplástico presenta 
disminución en la cristalinidad ya que esta va a depender de factores de proceso 
como el tiempo, la velocidad y la temperatura, además se produce una rápida 
recristalización de la Amilosa en estructuras espirales simples (Averous, 2010). El 
almidón termoplástico también pasa por un proceso de envejecimiento después 
del tratamiento termomecánico, en donde se pueden ver afectadas las 
propiedades mecánicas del material a medida que el tiempo transcurre. Se 
pueden presentar dos tipos de envejecimiento dependiendo del dominio alrededor 
de la temperatura de transición vítrea: estando por debajo de esta se presenta un 
aumento en la densidad del material y estando por encima de la temperatura se 
presenta un proceso de retrogradación en donde las moléculas y estructuras del 
material se realinean. (Averous, 2010) 
 
3.2.2. Harina de Yuca. 
 
La Harina de Yuca es la combinación del Almidón de Yuca y sus fibras naturales, 
esta mezcla es obtenida directamente del proceso de extracción del almidón, no 
es necesario realizar una mezcla entre las fibras y el almidón. Esta harina está 
compuesta por diferentes unidades de alto y bajo peso molecular como lo son la 
celulosa y lignina. Algunas investigaciones y experimentaciones se han llevado a 
cabo para la caracterización y el manejo de esta harina y algunos resultados 
muestran que su porcentaje de humedad es bajo, lo que puede estar relacionado 
9 
 
 
con disminución de algunas propiedades mecánicas. Se debe tener en cuenta que 
esta harina es una materia prima a la que no se le realiza ningún tratamiento 
previo, por lo cual sus componentes de bajo peso molecular podrían comportarse 
de forma no deseada ante procesos termomecánicos. 
 
3.3. Fibras Naturales. 
 
Las fibras naturales son comúnmente conocidas en la industria como las fibras de 
madera, fibras provenientes del sector agrario, aunque dentro de esta clasificación 
pueden encontrarse desde fibras del tipo vegetal hasta fibras del tipo mineral y 
animal. La función principal que cumplen las fibras en la naturaleza es la de 
estructura de soporte y cuando las fibras son adicionadas a polímeros es 
esperado que cumplan una función similar, más como un refuerzo en toda la 
estructura en vez de un soporte. (Clemons & Caulfield, 2005) 
En la industria actual ha crecido la fabricación y el estudio de compuestos 
plásticos reforzados por fibras naturales, en el área automotriz las fibras han 
resultado de gran ayuda ya que presentan un densidad más baja, benefician al 
medio ambiente y pueden ser fácilmente introducidas a procesos ya existentes, sin 
mencionar el bajo costo de la materia prima proveniente de fuentes totalmente 
renovables. 
3.3.1. Propiedades. 
 
La estructura y composición química de las fibras varía considerablemente y 
depende de la fuente de la cual esta esté siendo obtenida, algunas características 
más generalizadas describen a las fibras como materiales tridimensionales 
complejos. Los compuestos poliméricos están comprendidos por celulosa, 
hemicelulosa, pectinas y lignina los cuales se encuentran distribuidos 
principalmente en las paredes de la fibra. La celulosa es el componente más 
destacado, ya que actúa como esqueleto, esta es altamente cristalina con 
10 
 
 
cadenas de moléculas de glucosa que se estructura de forma lineal, 
proporcionando la rigidez, la resistencia y la estabilidad estructural. Por otra parte 
la Lignina es amorfa y su composición química varía dependiendo de su fuente, es 
menos polar que la celulosa y actúa como adhesivo entre las fibras. (Clemons & 
Caulfield, 2005) 
Las fibras naturales también contienen cantidades pequeñas de componentes 
adicionales de bajo peso molecular como extractivos y cenizas, aunque las 
cantidades que se encuentran son pocas, estos componentes extraños tienen una 
gran influencia en propiedades como el olor y el color 
Así como varían las composiciones químicas de las fibras también lo hacen las 
dimensiones, las propiedades físicas y las mecánicas, las cuales cambian según 
su fuente (Clemons & Caulfield, 2005). La densidad baja es uno de los atractivos 
de las fibras naturales ya que son ideales como refuerzo en aplicaciones donde el 
peso es un factor importante, dejando a las fibras sintéticas fuera de competencia. 
Aunque las propiedades mecánicas de las fibras sintéticas son mejores en 
comparación con las fibras naturales, el desempeño de estas últimas es bastante 
bueno y si esto se toma en cuenta, junto con su baja densidad y costo, las fibras 
de fuentes renovables se posicionan como una opción bastante viable para la 
industria. 
Uno de los factores más importantes en el procesamiento de las fibras es la buena 
adecuación del material antes de ser procesado, la humedad puede afectar 
notablemente el desempeño de la fibra si no es tratado y secado antes del 
procesamiento. Algunos problemas relacionados con este tema son: reducción de 
la adhesión fibra-matriz (Clemons & Caulfield, 2005). 
3.3.2. Fibras de Madera. 
 
La fibra de madera es comúnmente referenciada en la bibliografía como “Harina 
de Madera”, esto se da ya que la madera es reducida a un tamaño, apariencia y 
11 
 
 
textura muy parecidos a la de harina de trigo. Los tamaños de partícula se 
encuentran alrededor de los 850 micrómetros. (Xanthos, 2005) 
La harina de madera ha sido utilizada como refuerzo en termoplásticos y su uso 
ha venido aumentando a medida que transcurren los años gracias al rápido 
crecimiento de la manufactura de productos que se caracterizan por el uso de la 
fibra como refuerzo, usualmente exteriores. Es recomendable que la harina de 
madera sea utilizada a temperaturas no mayores de los 200 ° C dada su baja 
estabilidad térmica. (Xanthos, 2005) 
La madera es porosa, fibrosa y anisontrópica, y se puede clasificar en dos grandes 
grupos según las características anatómicas y botánicas que presenten: maderas 
suaves y maderas duras 
La composición de celulosa en las fibras de madera es típicamente del 40-50% de 
la composición total, la lignina se presenta aproximadamente alrededor del 25%, y 
algunos extractivos incluyen grasas, ceras, resinas, proteínas y azucares simples 
entre otros. Propiedades como la densidad está altamente relacionada con el 
contenido de humedad presente, el tamaño de partícula y la especie. El secado de 
la fibra puede reducir considerablemente la densidad de 1.44 gr-cm3 en estado 
natural a 0.32 gr-cm3 después de haber sido secado. (Xanthos, 2005) 
 
12 
 
 
4. MATERIALES Y EQUIPOS. 
 
4.1. Materias Primas. 
 
Los materiales usados en este proyecto de grado, fueron Harina de Yuca HMC-1 
con un porcentaje de humedad del 7,12% y composiciones de 53,25% Celulosa, 
16,07 lignina, 8,13% extractivos y 8,93% lignina (Rodríguez, 2011), Glicerina tipo 
USP adquirida en Químicos Campota, el Almidón de yuca dereferencia Proyucal 
4701 con un porcentaje de humedad del 11,13% y porcentaje de Amilosa entre 20-
23% y de Amilopectina entre 77-80%, fue adquirido en Industrias del Maíz, la fibra 
de madera fue donada por la empresa Woodpecker S.A.S con porcentaje de 
celulosa alrededor del 50% (Clemons & Caulfield, 2005). 
 
4.2. Equipos. 
 
 El equipo utilizado para el secado del material es el Horno BLUE M, este 
se encuentra en el laboratorio de caracterización de polímeros. Algunas de 
las características de este equipo se muestran en la tabla 1. 
 
 Ilustración 3. Horno de secado BLUE-M 
13 
 
 
 
Horno de temperatura constante 
Rango de Temperaturas 30-200°C 
Voltaje 110V 
Amperaje 15A 
Tabla 1. Ficha técnica Horno BLUE-M 
 
 El mezclado Hobart fue utilizado para realizar la mezcla que se lleva a cabo 
para la incorporación de todos los componentes. Este equipo se encuentra 
en el laboratorio de caracterización de polímeros. 
 
 
Ilustración 4. Mezclador Hobart. 
Mezclador Hobart 
Capacidad de tazón 4,73 L 
Rangos de velocidad 
Baja: 139 rpm 
Media: 285 rpm 
Alta: 591 rpm 
Tabla 2. Ficha técnica Mezclador Hobart. 
 
 El mezclador Interno Brabender. Es utilizado para llevar a cabo la mezcla 
del material a temperatura de procesamiento, aquí el material es fundido y 
homogeneizado. Este equipo se encuentra en el laboratorio de simulación y 
proceso de polímeros. 
14 
 
 
 
Ilustración 5. Mezclador Interno Brabender 
Mixer W 50 Brabender 
Aplicación Termoplásticos 
Volumen aproximado 55 cm-1 
Peso de la muestra 40-70 gr 
Torque máximo 200 Nm 
Máxima temperatura de operación 250/ 500 °C 
Tabla 3. Mezclador Interno Bradender. 
 
 El espectrómetro Infrarrojo con transformada de Fourier Nicolet 380 FT-IR, 
se encuentra ubicado en el laboratorio de caracterización de polímeros. 
Esta prueba se realizó por el método de reflexión, en la Tabla 4 se 
enuncian algunas de sus características mas importantes del equipo. 
 
 
Ilustración 6. Nicolet 380 FT-IR 
 
 
15 
 
 
Nicolet 380 FT-IR 
Spectral Range 7800-350 cm-1 
Optical resolution <0.9 cm-1 
Peak to peak noise <2.2 x 105 
Wave number precision Better than 0.01cm-1 
 
Tabla 4. Ficha técnica Espectrómetro Nicolet 380 FT-IR 
 
 Las pruebas de tensión se llevaron a cabo en la Máquina de Ensayos 
universal Instron.3367, la cual se encuentra en el laboratorio de 
propiedades mecánicas, algunos características de esta maquina se 
encuentran mostradas en la Tabla 5. 
 
 
 Ilustración 7. Máquina de ensayos universal Instron 3367 
Máquina de ensayos universal Instron 3367 
Velocidad 0.01-500 mm/min 
Escala de Carga 0-30 kN 
Desplazamiento 0-100 mm 
Incertidumbre de Carga 0.001N 
Incertidumbre de Desplazamiento 0.001 mm 
Tipo de mordazas Mecánicas 
 
Tabla 5. Ficha técnica Máquina de ensayos universal Instron 3367 
 
16 
 
 
 La extrusora doble-husillo Brabender que se encuentra en el laboratorio de 
simulación y proceso de polímeros, fue utilizada para realizar la mezcla del 
material de forma continua. En la Tabla 4 se ilustran algunos parámetros de 
funcionamiento. 
 
Ilustración 8. Extrusora doble husillo Brabender. 
 
Extrusora doble husillo Brabender 
Lenght of processing part 800 mm 
Number of screws 2 
Screw diameter 20 mm 
Screw lenght 795 mm 
Torque per screw Max. 40N m 
Working speed of scre shafts Max. 600 min-1 
Barrel temperature Max. 400°C 
Melt pressure 300 bars 
Recommended operation pressure 100-120bars 
 
Tabla 6. Ficha técnica Extrusora Doble Husillo Brabender. 
 
 
17 
 
 
5. METODOLOGÍA 
5.1. GTPS de harina de Yuca- Glicerina. 
 
 
Ilustración 9 Diagrama de Proceso Almidón Termoplástico GTPS de Harina de Yuca. 
 
5.1.1. Adecuación y Caracterización de la Materia Prima. 
 
 La Harina de Yuca, como materia prima, no ha sido muy trabajada, por lo que 
experimentaciones anteriores especifican que es necesaria la adecuación de la 
harina antes de cualquier proceso termomecánico para obtener mejores 
resultados en su desempeño mecánico. La humedad es uno de los factores más 
influyentes en el comportamiento de productos finales de procesos 
termomecánicos, Rodríguez establece que el porcentaje de humedad que 
contiene la harina de yuca es de 7.12% después del secado por un tiempo de 
alrededor de 2 horas a 120°C de temperatura (Rodríguez, 2011). La siguiente 
grafica muestra la curva de humedad de la harina de Yuca. 
•Horno 
•Tiempo: 2 horas. 
•Temperatura:120°C 
Secado 
•Mezclador de Alimentos 
Hobart 
•Porcentaje:60-40, Harina 
de yuca/Glicerina. 
•Tiempo: 5 minutos. 
Pre Mezcla 
•Mezclador Interno 
Brabender. 
•Peso: 50 gr. 
•Tiempo: 10-15 
minutos 
•Temperatura:120°C 
Mezclado 
Interno. 
•Método de 
reflexión. 
FTIR 
18 
 
 
 
Gráfica 1. Curva de Humedad Harina de Yuca. (Rodríguez, 2011) 
Rodríguez también realizó pruebas de composición química TAPPI y pruebas de 
tamaño de partículas a partir de las cuales se dieron a conocer los componentes 
de la fibra de yuca. En la Ilustración 10 se muestran algunos componentes de bajo 
peso molecular de importancia. 
 
Ilustración 10. Composición Fibra de Yuca (Rodríguez, 2011) 
 
5.1.2. Preparación Pre-mezcla. 
 
Para la preparación de la pre-mezcla se tuvieron en cuenta formulaciones usadas 
por Rodríguez (2011), en donde se pre-mezcla 60% de peso de Harina de Yuca y 
40% de peso de Glicerina. Los materiales son integrados y homogeneizados por 
medio del mezclador de comida Hobart por 5 minutos a una velocidad de 285 rpm 
19 
 
 
(Rodríguez). La mezcla obtenida es posteriormente pesada y almacenada para así 
poder continuar con la reometría de torque. 
 
5.1.3. Reometría de Torque. 
 
La reometría de torque de la mezcla obtenida en la sección anterior es realizada 
por el equipo Plasticorder internal mixer Brabender. Este plastifica la harina de 
yuca gracias a la acción de la glicerina, la cual disminuye la temperatura de fusión 
permitiendo que el material no se degrade. Por medio de la visualización del 
torque al momento de mezclado, se puede identificar cuando la mezcla es 
homogénea ya que la gráfica de torque en función del tiempo se estabiliza. 
Pequeños cambios en la temperatura pueden significar diferentes valores de 
torque de estabilización, por lo cual el proceso debe ser preciso y cuidadoso. El 
material obtenido después de este proceso es un compuesto de harina de yuca y 
glicerina. 
 
5.1.4. Espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier FTIR 
 
La técnica de espectroscopia infrarroja es una herramienta que permite evidenciar 
la presencia o ausencia de grupos funcionales específicos en una mezcla de 
reacción. El espectrofotómetro consiste en la emisión de una luz infrarroja que se 
hace pasar a través de una muestra, la cual va a absorber algunas de las 
longitudes de onda y va a permitir que las demás pasen y sean leídas por el 
detector. A las ondas recibidas por el detector se les aplica la transformada de 
Fourier obteniendo como resultado un espectro de resultados, los grupos 
funcionales son identificados fácilmente ya que cada uno de ellos absorbe una 
longitud de onda diferente. (Rodríguez, 2011) 
20 
 
 
La espectroscopia infrarroja es aplicada a muestras antes y después del 
procedimiento de mezclado interno. Para poder evidenciar los posibles cambios 
que el proceso termomecánico haya ocasionado en la mezcla. 
 
5.2. Caracterización del Compuesto de Almidón de Yuca- Fibras de 
Madera- Glicerina. 
 
Ilustración 11. Diagrama de Proceso Almidón Termoplástico GTPS 
 
5.2.1. Adecuación y caracterización de materia prima. 
 
5.2.1.1. Fibra de Madera. 
 
La Fibra de madera utilizada se encuentra en estado y textura harinosa, esta es 
donada por la empresa Woodpecker S.A.S, ellos realizan una recolección de 
maderas sobrantes de carpinterías y realizan la posterior trituración para obtener 
el material que permitió realizar este proyecto degrado. 
La fibra de madera, como todas las fibras, presenta componentes de bajo peso 
molecular que pueden ocasionar problemas cuando la mezcla es expuesta a altas 
temperaturas. Por lo cual, para propósitos de comparación con los resultados 
obtenidos con la harina de yuca, la harina de madera es sometida a un tratamiento 
alcalino. La fibra de madera pulverizada es conocida por su alto contenido de 
•Solucion de NaOH , 
tiempo:1 hora 
•Solucion ácido 
acetico, tiempo 1 
hora 
•Secado 6 horas " 
180°C 
Tratamiento 
alcalino. 
•Almidon de Yuca 
y Fibra de 
Madera. 
•Tiempo: 2 horas. 
•Temperatura: 
120°C 
Secado 
•Mezclado de 
Alimentos Hobart 
•Porcentaje 48-12-40, 
Almidón de 
yuca/Fibra/Glicerina. 
•Tiempo: 5 minutos. 
•Temperatura 
Ambiente. 
Pre Mezcla 
•Mezclador Interno 
Brabender. 
•Peso: 50 gr. 
•Tiempo: 10-15 minutos 
•Temperatura:150°C 
Mezclado 
Interno. 
•FTIR 
 
FTIR 
21 
 
 
celulosa, pero también contiene un alto contenido de lignina y un razonable 
porcentaje de componentes de bajo peso molecular como extractivos y cenizas. 
Estos se comportan de manera desconocida, justificando la realización del 
tratamiento alcalino para hacer una deslingnificacion. 
El tratamiento alcalino consiste en sumergir la fibra que se desea tratar en 
solución de hidróxido de sodio (NaOH) al 10%. En esta solución la fibra 
permanece por una hora y posteriormente lavada con abundante agua, la fibra 
lavada es otra vez sumergida, pero esta vez en ácido acético al 1 % en el cual se 
mantiene por diez minutos, luego es lavada con agua y secada en el horno por 24 
horas a 100°C de temperatura. 
Antes de cualquier tipo de proceso termomecánico es necesario secar la madera 
por dos horas a temperatura de 120°C. 
El porcentaje de fibra de madera a utilizar para la mezcla es de 20 % en peso, ya 
que como lo expresa Sykacek (2009) obtuvieron resultados en los cuales se 
demuestra que porcentajes de fibra mayores a 40% no es influyente en los 
resultados obtenidos por la realización de pruebas mecánicas. 
 
5.2.1.2. Almidón de yuca. 
 
El almidón de Yuca de referencia Proyucal 4701, posee una porcentaje de Amilosa 
entre el 20-23% y Amilopectina entre el 77-80%. Debe ser secado previo a 
cualquier proceso termomecánico en un horno por dos horas a 120°C de 
temperatura. 
 
5.2.2. Elaboración de Pre-mezcla. 
 
La mezcla previa o pre-mezcla de Almidón de Yuca, Fibra de madera tratada 
alcalinamente y la glicerina es realizada en el mezclador de alimentos Hobart por 
22 
 
 
cinco minutos a una velocidad de 285 rpm. Allí las materias primas serán 
incorporadas y homogeneizadas. La formulación que se utilizara para este 
compuesto es de 48% de almidón de yuca, 12% de fibra de madera tratada 
alcalinamente y 40% de glicerina. 
 
5.2.3. Reometría de Torque. 
 
Para lograr un compuesto, esta vez de almidón de Yuca y fibra de madera, se 
mezcla como se menciona en la sección 5.1.3 por medio del mezclador interno 
Brabender. Se espera que el Torque de la lectura que se está realizando se 
estabilice indicando una mezcla de compuesto homogénea. Cabe recordar que los 
parámetros de la mezcla deben ser bien controlados. Para esta ocasión los 
parámetros son, peso de muestra: 50 gr, tiempo de mezclado: 15 minutos, 
temperatura: 120°C, velocidad de giro de los tornillos: 50 rpm. 
 
5.2.4. FTIR 
 
La espectroscopia infrarroja es aplicada a muestras antes y después del 
procedimiento de mezclado interno. Para poder evidenciar los posibles cambios 
que el proceso termomecánico haya ocasionado en la mezcla. Esta vez para el 
compuesto de Almidón de yuca y Fibra de madera. 
 
23 
 
 
5.3. Proceso de Inyección. 
 
 
Ilustración 12. Inyectora FULLTECH serie F80V. (FULTECHgroup, 2010) 
 
La inyectora utilizada para este proyecto, mostrado en la Ilustración 12, es una 
máquina Fultech serie FV 80. El acceso a este equipo fue posible gracias a la 
colaboración de la empresa COINTEC LTDA y al señor Hugo Blanco. En esta 
empresa la inyectora es comúnmente usada para el desarrollo de partes para 
grifería, muebles y el sector automotriz entre otros. Algunas de las 
especificaciones de la maquina usada son las siguientes. 
80FV: Especificaciones técnicas 
Peso máximo 153 gr 
Presión máxima de inyección 153MPa 
Fuerza de cierre 800kN 
Carrera de apertura 320mm 
Dimensiones de la máquina (L x W x H) 3,87m x 1,1m x 1,7m 
 
Tabla 7 Especificaciones Técnicas Máquina de Inyección Fultech 80FV. (FULTECHgroup, 2010) 
 
El molde utilizado para la inyección es una jabonera que consta de tapa y base, 
ambos de pared delgada de forma ovalada. Con cada cerrada de la maquina salen 
24 
 
 
dos jaboneras completas. El gramaje aproximado del molde es de 60 gr. El molde 
se puede observar en la ilustración 13. 
 
Ilustración 13. Molde Utilizado para la Inyección. 
 
5.3.1. Parámetros de Inyección. 
 
Los parámetros que se tuvieron en cuenta para la inyección del compuesto 
reforzado con fibra de madera fueron la temperatura y la presión de inyección. 
Esta última tuvo una gran influencia en las características finales de la pieza que 
estaba siendo inyectada, por lo cual, al momento de inyección y debido al molde, 
la variación de la presión no era viable. Se hicieron diferentes combinaciones 
previas de estos factores, como se muestra en la Tabla 3, para establecer cuál era 
la presión más conveniente y con la cual se harían los cambios de temperatura. La 
presión que se estableció era la adecuada para la inyección de la pieza fue 95 bar. 
Con esta presión el molde se llenaba completamente, además, por conocimiento 
del técnico operador de la maquina, este el valor con el que usualmente la pieza 
es inyectada en polipropileno, así, las piezas fueron inyectadas con los siguientes 
perfiles de temperatura. En la Ilustración 14 se muestra la distribución de 
temperaturas en la inyectora. 
25 
 
 
 
 Perfil de Temperatura 1: T1:125°C - T2:130°C - T3:135°C - T4:140°C 
 Perfil de Temperatura 2: T1:130°C - T2:135°C - T3:140°C - T4:145°C 
 
Ilustración 14 Esquema de los perfiles de temperatura en la inyectora. 
 
Combinando los factores temperatura, presión y tratamiento alcalino se diseñó el 
siguiente esquema experimental. 
Presión 95Bar 
Sin Tratamiento 
Alcalino 
Con Tratamiento 
Alcalino 
Perfil de Temperatura 1 T1-S T1-C 
Perfil de Temperatura 2: T2-S T2-C 
Tabla 8. Diseño Experimental de inyección a 95 Bar de Presión. 
 
Presión 75Bar 
Sin Tratamiento 
Alcalino 
Con Tratamiento 
Alcalino 
Perfil de Temperatura 1 T1-S75 T1-C75 
Perfil de Temperatura 2: T2-S75 T2-C75 
Tabla 9. Diseño Experimental de Inyección a 75 Bar de presión. 
 
En la tablas 8 y 9 se especifican los parámetros que se tuvieron en cuenta en la 
inyección. La variación de temperatura en la maquina era de difícil manejo, ya que 
26 
 
 
el tiempo necesario para variar los perfiles de temperatura es bastante elevado y 
no se disponía de mucho tiempo por el convenio que se hizo con la empresa 
COINTEC S.A.S. Otros parámetros de la maquina son los siguientes: 
 
Parámetro Valor 
Velocidad de Tornillo en carga. 65 rpm 
Temperatura de molde. 20 °C 
Tiempo de enfriado 3 min 
Tabla 10. Parámetros de Inyección. 
 
Para realizar la inyección del material fue necesario tener un total de material en 
forma de pellet de alrededor de 7 kg. Para esto se llevó a cabo lo mencionado en 
la sección 5.2.2. En este caso se utilizó la extrusora doble tornillo Brabender en 
vez del mezclador interno para preparación de la mezcla continuamente y así 
disminuir el tiempo de producción de la misma 
 
5.4. Prueba de Tensión. 
 
Después de obtenidas las piezas, estas se troquelaron para obtener probetas de 3 
pulgadas por 1 pulgada. La máquina de ensayos universal Instron fue utilizada 
para llevar a cabo estos ensayos, siguiendo la norma D882-02 para película 
delgada. Esta fue ajustada dado que el espesor de la probetafue estipulado por la 
inyección. 
 
Las pruebas como lo indica la norma se llevaron a cabo a una velocidad de 500 
mm/min ya que las probetas del compuesto reforzado con fibra de madera 
presentó un porcentaje de elongación en la ruptura mayor al 100 %. La separación 
inicial entre mordazas es de 2 pulgadas y la medida del espesor de cada probeta 
27 
 
 
fue promediada de los valores de espesor en el centro y en los extremos; este 
valor aproximado de 2 mm fue el utilizado en los cálculos de esfuerzos. 
 
Las ilustraciones 15 y 16 muestran el acondicionamiento y montaje en la máquina 
de las probetas para llevar a cabo el ensayo. 
 
 
 
Ilustración 15. Probetas ensayo de Tensión 
 
Ilustración 16. Montaje en máquina Instron. 
 
28 
 
 
6. RESULTADOS 
 
6.1. Compuesto de Harina de Yuca - Glicerina. 
 
A continuación se documentan los resultados obtenidos en la caracterización 
térmica y reológica de las diferentes formulaciones y mezclas que se realizaron. 
La ilustración 17 muestra el material antes y después del proceso, el color oscuro, 
obtenido luego de haber sido mezclado internamente, puede significar una posible 
degradación. 
 
 
 
 
Gráfica 2. Curva Torque vs Tiempo, Mezcla de GTPS Harina de Yuca y Glicerina. 
Ilustración 17. Mezcla GTPS Harina de Yuca-Glicerina. Izq: Mezcla proceda por mezclador 
interno, Der: Mezcla previa al mezclado interno. 
29 
 
 
 
En la Grafica 2 se puede evidenciar que el torque alcanza un valor máximo 
aproximadamente en 24Nm a los 4 minutos por lo que se ve que la mezcla 
alcanza el punto de fusión en ese momento. A partir de este empieza a disminuir 
el torque y la mezcla se empieza a homogeneizar estabilizándose el torque. 
La temperatura de la mezcla interna cumple una función importante, ya que 
habiendo establecido a una temperatura de mezclado de 150°C, se puede 
observar que la temperatura aumenta mucho más de lo esperado, lo que con lleva 
a que los componentes de la mezcla empiecen a degradarse. 
 
6.1.1. Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier. 
 
La espectroscopia infrarroja como mencionado en la sección 5.2.4, identifica los 
grupos funcionales presentes en las mezclas, en este caso se trató de observar 
cuales fueron algunos de los cambios significativos después de mezclado el 
material, identificando cuales serian algunas de las causas de que la mezcla se 
degrade. 
 
30 
 
 
 
Gráfica 3. Comparación de Espectros para diferentes tiempos y temperaturas de mezclado interno. 
 
La Gráfica 3 muestra algunos grupos funcionales que caracterizan los 
componentes que conforman un compuesto de harina de yuca. Por medio de 
estos se puede identificar los cambios significativos que hay después del proceso 
(espectros de color azul y morado). Se observa que alrededor del número de onda 
de 3400 cm-1, se presenta vibración de tensión de los enlaces O-H presenciando 
puentes de hidrogeno (Ruiz Avilés, 2006), entre los 2925 y 2930 cm-1 se ve la 
vibración de tensión de los enlaces C-H alifáticos, alrededor de 1650 cm-1 se 
observa la flexión del O-H del agua como lo comenta Ruiz. A números de onda 
entre 1022 y 1155 cm-1, se observa una fuerte banda de 3 picos en las muestras 
procesadas, estos picos son atribuidos a polisacáridos, deformación de tensión C-
O-C y flexión del O-H, los cuales no se presentan tan fuertemente en la muestra 
antes del proceso. Estas bandas anteriormente mencionadas son características 
dada la estructura de la Amilosa y Amilopectina. 
La evidencia de degradación por medio de la comparación de los espectros es 
difícil. Los pequeños cambios en los componentes que forman parte de la fibra de 
yuca son el medio por el cual se puede evidenciar un cambio después del 
procesamiento térmico, observando la Gráfica 3 se ven los cambios en intensidad 
H ar ina de y uc a 120° C
H ar ina de y uc a 150°C
H ar ina de Yuc a s in mez c lar
 82
 84
 86
 88
 90
 92
 94
 96
 98
 100
 102
%
Tr
an
sm
ita
nc
ia
 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 
Número de Ondas (cm-1)
31 
 
 
en el espectros que han tenido tratamiento térmico en relación con respecto al que 
no tiene ningún proceso. Algunos de estos cambios están asociados en el numero 
de onda 3400cm-1 que se refieren a la mezcla de los grupos hidroxilo, que se 
originan por la presencia de celulosa y hemicelulosa, por estos componentes 
también se identifica la presencia de vibraciones del enlace C-O en el numero de 
onda 1056 cm-1; cambios de intensidad alrededor de estos valores se asocian a la 
degradación de la celulosa y almidón. 
6.2. Compuesto plastificado Almidón de yuca- Fibra de madera- Glicerina. 
 
Después de realizado el procesamiento de la harina de yuca y habiéndose 
observado una degradación, se decidió realizar tratamientos a la fibra para 
eliminar los componentes de bajo peso molecular. Se hizo una aproximación en la 
cual el almidón de yuca y la fibra se encuentran separadas, pudiendo realizar el 
tratamiento alcalino a la fibra celulósica sin afectar de alguna forma el almidón de 
yuca. 
 
 
Ilustración 18 Compuesto de Almidón de yuca-Fibra de madera-Glicerina. Izq.: Mezcla previa al 
mezclado interno, Der: Mezcla proceda por mezclador interno 
 
6.2.1. Reometría de Torque. 
 
32 
 
 
Observar el comportamiento del compuesto de almidón de yuca es muy 
importante. El torque medido en el mezclador interno da una idea de cómo puede 
ser el comportamiento del material. 
 
 
Gráfica 4 Curva Torque vs Tiempo, Mezcla de GTPS Almidón de Yuca-Fibra de Madera y glicerina. 
La Gráfica 4 identifica los puntos de fusión de la mezcla (20 Nm a una temperatura 
de 112º C), así como el torque de estabilización, identificando la homogeneidad 
del compuesto (10Nm). Se puede observar que la temperatura que alcanza la 
mezcla es mayor a la esperada y esto puede ser atribuido a reacciones internas 
que se producen en el compuesto, las cuales suben la temperatura de 120°C a 
130°C así esta haya sido pre-establecida en el primer valor. 
 
 
 
 
 
 
33 
 
 
6.2.2. Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier. 
 
 
Gráfica 5 Comparación de Espectros para Mezcla GTPS Almidón de Yuca-Fibra de madera y Glicerina. 
Roja: Antes de mezclado Interno, Azul: Mezclado Internamente tiempo: 15 min y Temperatura: 150°C. 
 
La Gráfica 5 presenta características similares a las mencionadas en la sección 
6.1.2 en donde se evidencia que el proceso térmico tiene un efecto en los 
componentes, especialmente en el almidón (números de onda entre 1022 y 1155 
cm-1), también en la flexión del OH presentes en el agua, evidenciando que el 
material sufre importantes cambios internos. En esta espectroscopia del 
compuesto de almidón de yuca y fibra, en comparación con el compuesto de 
harina de yuca presenta números de onda similares, los cuales asocian la 
degradación del material con los componentes de fibra de madera, exactamente 
en los números de onda 3400 cm-1, 1056 cm-1 y 1630 cm-1, como es explicado en 
la sección antes mencionada en este párrafo. 
El cambio de intensidad de los espectros esta asociado al rompimiento de los 
enlaces que son usualmente encontrados en los componentes que forman parte 
del almidón de yuca-fibra de madera. 
 
Ana C ano In ic ia l
Ana C ano mez c la final
 83
 84
 85
 86
 87
 88
 89
 90
 91
 92
 93
 94
 95
 96
 97
 98
 99
 100
%
Tr
an
sm
ita
nc
ia
 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 
Número de Ondas (cm-1)
34 
 
 
6.3. Proceso de Inyección. 
 
El proceso de Inyección fue complejo dado el difícil manejo de la máquina de 
inyección y el comportamiento del material, sin embargo se lograron obtener las 
piezas deseadas. Estas tenían características de forma y tamaño que no son 
apropiadas para la función para la cual fue diseñado el molde. 
 
 
Ilustración 19.Piezas finales obtenidas a través del proceso deinyección. 
 
En la Ilustración 19 se puede observar los dos tipos de piezas obtenidas por la 
inyección, la pieza de la izquierda es débil y no mantiene la forma con la que fue 
moldeada, la de la derecha mantiene la forma, pero, no todas las piezas tienen 
estas características. 
Las piezas obtenidas por la inyección fueron aquellas que siguieron el diseño 
experimental mostrado en la tabla 8, ya que el manejo de la presión era difícil y la 
única presión a la cual el molde fue llenado completamente fue la presión de 95 
bar. 
Para trabajos futuros en torno al compuesto de almidón de yuca, fibra de madera y 
glicerina como plastificante en procesos de inyección, es recomendable tener en 
cuenta el tamaño de las fibras celulósicas que están siendo introducidas a la 
35 
 
 
mezcla. El control del ambiente mientras la pre-mezcla esta siendo llevada a cabo 
es un factor importante. 
 
 Es necesario además tener un mayor control del proceso de inyección, teniendo 
en cuenta los esfuerzos cortantes que se producen y la orientación de las fibras en 
la pieza final, para después realizar un análisis morfológico de los compuestos de 
forma detallada. 
 
6.4. Prueba de Tensión. 
 
Los resultados obtenidos por esta prueba demuestran que el material es dúctil y 
de resistencia a la tensión baja como se puede observar en las graficas a 
continuación, en las cuales se evalúan la importancia del tratamiento alcalino, y 
diferentes perfiles de temperatura con una presión constante. 
 
 
Gráfica 6. Módulo de Elasticidad. 
36 
 
 
 
 
Gráfica 7. Esfuerzo de fluencia. 
 
 
Gráfica 8. Esfuerzo de ruptura. 
 
37 
 
 
 
Gráfica 9. Porcentaje de Deformación a la Ruptura. 
 
38 
 
 
7. DISCUSION DE RESULTADOS. 
 
7.1. Compuesto de Harina de Yuca - Glicerina. 
 
La harina de yuca plastificada presentó resultados que muestran una degradación 
del material, el proceso de mezclado interno da como producto una mezcla 
homogénea, con un olor fuerte y una pigmentación bastante oscura que puede ser 
atribuida a componentes de bajo peso molecular. 
 
7.1.1. Reometría de Torque. 
 
El torque que se evidencia en la mezcla de harina de yuca y glicerina (Gráfica 2) 
muestra que aunque la mezcla se puede llegar a homogeneizar es difícil controlar 
la degradación de la misma por lo cual se obtiene una mezcla de color oscuro y 
olor a quemado que no promete buenos resultados. 
 
 
Gráfica 10 Curva de Torque vs Tiempo EVOH (Jiao, Wang, Xiao, Xu, & Meng, 2007) 
39 
 
 
 
Gráfica 11 Curva de Torque vs Tiempo. Línea 4: HDPE (Li & Lu, 2008) 
Haciendo una comparación del torque de estabilización de la Harina de Yuca y 
algunos termoplásticos comunes en el mercado como el EVOH (Gráfica 10) y 
HDPE (Gráfica 11), se puede evidenciar que la mezcla del compuesto de harina 
de yuca requiere largo tiempo de procesamiento antes de obtener una mezcla 
completamente fundida, obteniendo como resultado que los componentes de bajo 
peso molecular se degraden y en consecuencia también la mezcla. 
 
7.2. Compuesto de Almidón de Yuca - Fibra de Madera - Glicerina. 
 
Después de observados algunos resultados obtenidos para la harina de yuca, se 
consideró importante realizar una des-lignificación de la fibra de madera retirando 
lignina y componentes de bajo peso molecular que podrían quemarse. 
 
 
 
40 
 
 
7.2.1. Reometría de Torque. 
 
La reometría de torque para la mezcla de almidón de yuca- fibra de madera-
glicerina (Grafica 4) presenta una estabilización más rápida en comparación al 
torque de estabilización de la harina de yuca plastificada, también si se compara 
con las gráficas de torque del EVOH y HDPE se puede observar que demora 
mucho más tiempo en fundir completamente la mezcla, pero, a diferencia de lo 
ocurrido con la harina de yuca, la fibra fue tratada alcalinamente por lo que sus 
componentes de bajo peso molecular no se queman mientras se espera que la 
mezcla se homogenice. Se puede observar también que los valores de 
estabilización se encuentran en el rango entre 10 Nm y 20 Nm, valores muy 
similares a aquellos de estabilización de las mezclas de EVOH y HDPE del tipo 
inyectable. 
En la Gráfica 12 se puede observar el cambio que se obtuvo del torque cuando la 
temperatura de la mezcla fue bajada de 150°C a 120°C, la mezcla presentó una 
fusión a menor torque en mayor tiempo pero sin degradación. 
 
 
Gráfica 12. Torque VS Tiempo según temperatura de procesamiento en el mezclador interno. 
 
41 
 
 
 
Gráfica 13.Torque vs Tiempo diferentes valores de temperatura para el compuesto de Harina de Yuca y 
el compuesto de almidón de yuca fibra de madera. 
 
La Gráfica 13, muestra la comparación del comportamiento del torque a diferentes 
temperaturas de procesamiento según el compuesto. Se observa claramente que 
los dos diferentes componentes no se relacionan, ya que el componente de harina 
de yuca no es fácilmente procesable a la temperatura de 120°, ya que no se 
alcanzar la homogeneidad de la mezcla mientras que a una mayor temperatura, 
como lo es la de 150°C, la mezcla si se homogeniza; esto no sucede con el 
compuesto de almidón de yuca y fibra de madera, el cual no es homogeneizado a 
altas temperaturas pero si lo es a bajas. Este comportamiento se puede asociar a 
que la naturaleza del almidón de yuca y la harina de yuca es diferente, y aunque 
los porcentajes de Amilosa/ Amilopectina son similares, la comparación de los 
espectros antes de cualquier procesamiento térmico de estos dos compuestos 
exhibe diferencia en la intensidad de las bandas presentes en ambos casos. Los 
espectros del análisis infrarrojo son presentados en el anexo 1. 
 
 
 
42 
 
 
7.3. Espectroscopia Infrarroja por transformada de Fourier. 
 
Realizando un análisis más detallado a partir de las intensidades de los grupos 
identificados en los espectros, se calculó el porcentaje de variación de la 
intensidad para cada banda característica, la cual es definida por la siguiente 
ecuación (Cuéllar, 2009). 
 
( )
 
 
Donde AT es la Transmitancia del pico, en temperatura T y Ao es la Transmitancia 
antes de que el compuesto sea procesado térmicamente. 
Para este análisis se tuvieron en cuenta los números de onda asociados a los 
grupos que podrían indicar una posible degradación del compuesto, los cuales 
son: el grupo carbonilo en el número de onda 1056 cm-1, la vibración de tensión 
del grupo hidroxilo, a un numero de onda aproximado de 3334 cm-1, y la ruptura de 
los enlaces glicolisídicos con un número de onda aproximado de 1150 cm-1. A 
continuación la Grafica 14 ilustra las variaciones calculadas por medio de la 
ecuación anteriormente mencionada. 
 
Gráfica 14.Variación de Intensidades según análisis infrarrojo realizado a la Harina de Yuca. 
43 
 
 
Los cambios de la intensidad de la banda del grupo carbonilo, que esta asociada a 
la reacción oxidativa en el compuesto, se presenta cuando este es tratado 
térmicamente, la curva C-O, en la Gráfica 14, presenta un comportamiento 
decreciente ya que a medida que el compuesto es procesado con temperatura, 
esta banda aparece en el espectro y su porcentaje de Transmitancia disminuye; el 
espectro se expande para los números de onda alrededor de 1079 cm-1 
obteniendo así valores de variación negativos, donde se presenta mayor variación 
en 150°C; sin embargo la variación a 120°C también es significativa. La curva del 
grupo Hidroxilo en la gráfica también presenta el porcentaje de variación que 
aumenta a medida que la temperatura aumenta, pero estos valores poseen 
valores positivos que indican que el espectro alrededor del número de onda 3340 
cm-1 se expande; es decir su porcentaje de Transmitancia disminuye y su 
comportamiento en la gráfica es creciente. El anterior comportamiento se puede 
explicar ya que a medida que el compuesto es trabajado térmicamente, el 
recogimiento del espectro para la banda delgrupo hidroxilo es complementario a 
la aparición y posterior expansión de la banda asociada al grupo carbonilo en el 
espectro, ya que los enlaces O-H (hidroxilo) se rompen para formar los enlaces C-
O carbonilo. Por otra parte la banda asociada a los enlaces Glicolisídicos se 
expande, mostrando la ruptura de estos. Este comportamiento es común en la 
estructura de la celulosa, ya que a partir de ellos se forman los anillos de 
monosacáridos que la conforman (Cuéllar, 2009), evidenciándose la 
desestructuración de la celulosa, que puede con llevar a la degradación de la 
misma. 
 
44 
 
 
 
Gráfica 15.Variación de Intensidades según análisis infrarrojo realizado al Almidón Yuca. 
El análisis de variación del porcentaje de Transmitancia utilizado para la Harina de 
Yuca es también utilizado para el almidón de Yuca y la fibra de madera, en este 
caso se obtuvieron los mismos comportamientos de los grupos funcionales vistos 
en la harina de yuca, pero a diferencia de este, el almidón de yuca no presenta 
valores de variación altos, ya que estos no superan el 1%. Estos resultados son 
mostrados en la Grafica 15. 
A continuación en la Grafica 16 se realiza una comparación entre los porcentajes 
de variación de los grupos funcionales obtenidos para la Harina de Yuca y el 
almidón de yuca con fibra de madera. 
 
Gráfica 16. Comparación de el porcentaje de variación de Intensidades según análisis infrarrojo para la 
Harina de Yuca y el almidón de yuca-Fibra de madera. 
45 
 
 
En la gráfica se puede evidenciar que aunque el comportamiento de los grupos 
funcionales es igual, la diferencia reside en los porcentajes de variación obtenidos 
para el compuesto de Harina de Yuca y el compuesto de almidón de Yuca-fibra de 
madera. Se puede ver que la variación, como ya se había mencionado, para el 
almidón de yuca es más pequeña en comparación con la variación obtenida para 
la harina de yuca, comprobando que la degradación en la harina es mayor. Este 
comportamiento podría esta asociado a componentes de la harina que son 
desconocidos. Estos dos compuestos presentan porcentajes de Amilosa/ 
Amilopectina similares, por lo cual es importante hacer un estudio de los 
componentes de la Harina de yuca más a fondo. 
Es conveniente comprobar el comportamiento complementario del grupo hidroxilo 
con el grupo carbonilo, por medio de un análisis estequiométrico. 
 
7.4. Proceso de Inyección. 
 
Durante el proceso de inyección, se observó que la expulsión del material al final 
del ciclo fue difícil, los expulsores del molde perforaban la pieza ya que a bajas 
temperaturas el cambio térmico cuando el compuesto toca el molde no es tan 
significativo. Por esto el material era menos rígido. 
 
7.5. Pruebas de Tensión. 
 
En los resultados obtenidos a través del ensayo de tensión se observó la 
importancia de algunas de las variables tenidas en cuenta para el proceso de 
inyección. La temperatura tuvo gran influencia en el aumento en Módulo de 
Elasticidad, Esfuerzo a la fluencia y Esfuerzo de ruptura. 
En la Gráfica 7 se observa que los valores de módulo de Elasticidad con el perfil 
de temperatura uno, con y sin tratamiento alcalino, tienen valores mucho más 
46 
 
 
bajos en comparación con el perfil de temperatura dos, esta tendencia se observa 
también en esfuerzo de fluencia y esfuerzo de ruptura (Gráfica 7 y Gráfica 8 ), esto 
puede estar dado al choque térmico entre la temperatura alta del material a la 
salida de la boquilla y la temperatura del molde; dando así un poco más de rigidez 
a la pieza final inyectada. 
El tratamiento alcalino realizado a la fibra no tuvo una gran influencia en los 
resultados de tensión obtenidos, como se puede observar en las Gráficas 7, 8, 9 y 
10, ya que a altas temperaturas se presentaron mejores resultados en los 
compuestos que tienen fibra celulósica sin tratamiento alcalino. 
El porcentaje de deformación obtenido se encuentra entre valores de 129,9 % y 
153 % mostrando que el material posee una gran ductilidad. 
En comparación con valores obtenidos para polímeros a base de almidón, los 
valores de la prueba de tensión del compuesto almidón-fibra son mucho menores. 
Reis (1996) presenta una mezcla de EVOH con almidón en porcentajes 70/30 sin 
adición de refuerzos. Con este material se obtienen valores de Módulo de 
Elasticidad entre 840 MPa y 1810 MPa, y baja ductilidad, en comparación con 
valores entre 1,68 MPa y 3,51 MPa obtenidos para los compuestos ensayados en 
este proyecto Estas diferencias pueden estar asociadas a la falta de un polímero 
que le otorgue la rigidez necesaria al material, estos resultados pueden ser 
atribuidos también al poco control de la orientación del material y la distribución de 
las fibras en el proceso de inyección. 
El efecto de las fibras celulósicas de madera en este proyecto no fue lo esperado, 
ya que fueron adicionadas como refuerzo del compuesto. Los resultados que se 
obtuvieron no son comparables con los obtenidos en otros proyectos, como por 
ejemplo la tesis realizada en la universidad de los Andes a cerca de almidón 
termoplástico reforzado con fibras de cisco de café (Franco & Ramirez, 2009). En 
este proyecto las fibras cumplen realmente con la función de refuerzo de la matriz 
del TPS, cabe mencionar que el moldeo del almidón termoplástico en esta tesis 
fue realizado por medio de la compresión, por lo cual el proceso de inyección 
47 
 
 
puede tener un efecto diferente que debe ser evaluado detalladamente en el 
futuro. 
Los resultados obtenidos podrían ser comparados con elastómeros que se 
encuentran en el mercado para la fabricación de empaques y cauchos 
conductores (Schweitzer, 2000). Esto puede ser una aplicación futura para el 
compuesto de almidón de yuca y fibra de madera. 
 
48 
 
 
8. CONCLUSIONES. 
 
 
Por medio del análisis infrarrojo, se pudo evidenciar la degradación que sufre el 
compuesto de harina de yuca y el compuesto de almidón de yuca - fibra de 
madera. La degradación del almidón de yuca es leve en comparación con la 
degradación de la harina de yuca, por esto es necesario un estudio más profundo 
de los componentes de la harina de yuca para tratar de dar respuestas a este 
comportamiento. 
Los resultados obtenidos con la reometría de torque para el compuesto de harina 
de yuca son coherentes con los resultados obtenidos en el análisis infrarrojo, ya 
que la evidencia de degradación, la cual se puede confirmar por que el torque de 
procesamiento no se logra estabilizar a posibles temperaturas de proceso. Por 
otra parte, el análisis infrarrojo del compuesto de almidón de yuca - fibra de 
madera presenta degradaciones leves, las cuales no se evidencian en el proceso 
de mezcla dado que el material presenta estabilidad. 
El análisis de los resultados obtenidos en las pruebas de tensión muestra que la 
temperatura es una variable influyente en las propiedades mecánicas del material; 
de la misma manera se identificó que el tratamiento alcalino no es significativo a 
bajas temperaturas en el proceso de inyección. Es necesario el estudio de la 
influencia que puede tener el tratamiento alcalino sobre la degradación de los 
compuestos. 
Las piezas inyectadas no reflejan los resultados esperados de rigidez y 
resistencia, ya que estas presentan un comportamiento elastomérico que no es 
característico para este tipo de material. 
. 
 
49 
 
 
BIBLIOGRAFÍA 
 
Novamont S.p.a. (2009). Novamont. Recuperado el 2012, de Mater Bi: 
http://www.novamont.com/default.asp?id=504 
ASTM International. (2007). Standard Terminology relating to plastics. D 883-07. 
Averous, L. (2010). Biodeg. Recuperado el 10 de Noviembre de 2011, de 
http://www.biodeg.net/ 
Avérous, L., Fringant, C., & Moro, L. (2001). Plasticized starch-cellulose 
interactions in polysaccharide composites. ELSEVIER, 6565-6572. 
Beltran, & Bonilla. (2011). Evaluación y caracterización de las propiedades 
mecánicasde mezclas de almidón de yuca y ácido poliláctico para el 
proceso de inyección plastificado con glicerina. Bogotá, Colombia: 
Universidad de los Andes. 
Carvalho, C., Bernstein, A., Brandelli, A., & Zapata, C. (2011). Characterization of 
Powdered Yacon ( Smallanthus sonchifolius) Juice and Pulp. Springer:Foof 
Bioprocess Technology, 1-9. 
Clemons, & Caulfield. (2005). Natural Fibers . En M. Xanthos, Funtional Fillers for 
Plastics (págs. 195-205). Weinhem: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. 
KGaA. 
Cuéllar, N. (2009). Estudio sobre la degradación de Compuestos de Quitosan: 
Efecto sobre la estructura y propiedades mecánicas. Bogotá: Universidad 
de los Andes. 
Franco, J. S., & Ramirez, Z. P. (2009). Caracterización y Evaluación de las 
Propiedades Mecánicas del Almidón Termoplástico (TPS) reforzado con 
Fibras Lignocelulósicas, Plastificado con Etalonamina. Bogotá, Colombia: 
Universidad de los Andes. 
FULTECHgroup. (2010). fultech Group. Recuperado el 28 de Diciembre de 2011, 
de http://www.fultech-es.com 
Ge, X., Zhu, Q., & Meng, Y. (2004). Fabrication and Characterization of 
Biodegradable Poly(propylene Carbonate)/ Wood Flour Composites. Wiley 
InterScience, 782-787. 
50 
 
 
Gyoung Gwon, J., Young Lee, S., Jin Chung, S., Hyun Doh, G., & Hyeun Kim, J. 
(2010). Effects of chemical treatments of hybrid fillers on the physical and 
thermal properties of wood plastic composites. ELSEVIER, 1491-1497. 
Hua, D., Weihong, W., Qingwen, W., Zhengming, Z., Shujuan, S., & Yanhua, Z. 
(2010). Effects of Pigments on the UV Degradation of Woof-Flour/HDPE 
composites. Wiley InterScience, 1068-1076. 
Infante, R. (2011). Polimeros Biodegradables. Recuperado el 2011, de Los 
Polímeros en Médicina: http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-
06/medicina/polimeros_biodegradables.htm 
Jiao, Wang, Xiao, Xu, & Meng. (2007). Procesability, Property and Morphology of 
Biodegradable Blends of Poly( Propylene Carbonate) and Poly(Ethylene-co-
vinyl alcohol). Polymer Engineering Science , 174-180. 
Li, S.-C., & Lu, L. N. (2008). Melt Rheological properties of Reactive compatibilized 
HDPE/PET. Joutnal of Apllied Science, 108, 3559-3564. 
Mani, R., & Bhattacharya, M. (2001). Properties of Injection moulded blends of 
Starch and modified biodegradavle polyesters. Eropean Polymer Journal, 
37, 515-526. 
Matzinos, P., Bikiaris, D., & Panayiotou, C. (2001). Processing and 
Characterization of LDPE/Starch Products. Journal of Applied Polymer 
Science, 79, 2548-2557. 
M-Base Engineering+Software GmbH 2010 . (2011). Material Data Center . 
Recuperado el 2012, de Datasheets : 
http://www.materialdatacenter.com/ms/es/Mater-
Bi/Novamont+Italia+Srl/Mater-Bi+SA031/f8a074fb/1784 
Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. (2004). Sector Plásticos: 
GUIAS AMBIENTALES. Bógota. 
Oswald, Baur, Brinkman, Oberbach, & Schmachtenberg. (2006). International 
Plastics Handbook. The Resource for Plastics Engineers. Cincinnati, EEUU: 
Hanser Gardner Publications. 
Reis, R., Cunha, A., Allan, P., & Bevis, M. (1996). Mechanical Behavior of 
Injection-molded Starch-based Polymers. Polymers for Advanced 
Technologies, 784-790. 
51 
 
 
Rodríguez, M. (2011). Caracterización de harina de yuca y su influencia en las 
propiedades mecánicas de la mezcla TPS-PLA. Bogotá, Colombia : 
Universidad de los Andes. 
Ruiz Avilés, G. (2006). Obtención y caracterización de un polímero biodegradable 
a partir del almidón de yuca. Ingenieria y Ciencia, II(004), 5-28. 
Sánchez Valdés, S., Yáñez Flores, I., & Rodríguez Fernández, O. (2001). Moldeo 
por inyección de Termoplásticos. Mexico, D.F: Limusa, S.A. 
Schweitzer, P. A. (2000). Mechanical and Corrosion- Resistant Properties of 
Plastics and Elastomers. New York: Marcel Dekker, Inc. 
Stepto, R. (2006). Understanding the Processing of Thermoplastic Starch. Wiley 
InterScience, 571-577, 245-246. 
Sykacek, E., Hrabalova, M., Frech, H., & Mundigler, N. (2009). Extrusion of five 
biopolymers reinforced with increasing wood flour concentration on a 
production machine, injection moulding and mechanical performance. 
ELSERVIER, 1272-1282. 
Xanthos, M. (2005). Wood Flour. En M. Xanthos, Funtional Fillers for Plastics 
(págs. 249-268). Weilhem: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. 
 
 
52 
 
 
ANEXOS 
 
1. Comparación de espectros infrarrojos entre el compuesto de harina de yuca 
(ROJO) y el compuesto de almidón de yuca-fibra celulósica (AZUL). 
 
 
A
n
a
 C
an
o
 In
ic
ia
l
H
a
rin
a d
e
 Y
u
c
a
 s
in
 m
e
z
c
la
r
 82
 84
 86
 88
 90
 92
 94
 96
 98
 100
 102
%Transmitancia
 500 
 1000 
 1500 
 2000 
 2500 
 3000 
 3500 
 4000 
N
úm
ero de O
ndas (cm
-1)
	1. INTRODUCCIÓN
	2. OBJETIVOS.
	2.1. OBJETIVO GENERAL
	2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS.
	3. MARCO TEORICO.
	3.1. Plásticos
	3.2. Polímeros Biodegradables
	3.2.1. Almidón
	3.2.1.1. Almidón Termoplástico.
	3.2.2. Harina de Yuca.
	3.3. Fibras Naturales.
	3.3.1. Propiedades.
	3.3.2. Fibras de Madera.
	4. MATERIALES Y EQUIPOS.
	4.1. Materias Primas.
	4.2. Equipos.
	5. METODOLOGÍA
	5.1. GTPS de harina de Yuca- Glicerina.
	5.1.1. Adecuación y Caracterización de la Materia Prima.
	5.1.2. Preparación Pre-mezcla.
	5.1.3. Reometría de Torque.
	5.1.4. Espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier FTIR
	5.2. Caracterización del Compuesto de Almidón de Yuca- Fibras de Madera- Glicerina.
	5.2.1. Adecuación y caracterización de materia prima.
	5.2.1.1. Fibra de Madera.
	5.2.1.2. Almidón de yuca.
	5.2.2. Elaboración de Pre-mezcla.
	5.2.3. Reometría de Torque.
	5.2.4. FTIR
	5.3. Proceso de Inyección.
	5.3.1. Parámetros de Inyección.
	5.4. Prueba de Tensión.
	6. RESULTADOS
	6.1. Compuesto de Harina de Yuca - Glicerina.
	6.1.1. Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier.
	6.2. Compuesto plastificado Almidón de yuca- Fibra de madera- Glicerina.
	6.2.1. Reometría de Torque.
	6.2.2. Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier.
	6.3. Proceso de Inyección.
	6.4. Prueba de Tensión.
	7. DISCUSION DE RESULTADOS.
	7.1. Compuesto de Harina de Yuca - Glicerina.
	7.1.1. Reometría de Torque.
	7.2. Compuesto de Almidón de Yuca - Fibra de Madera - Glicerina.
	7.2.1. Reometría de Torque.
	7.3. Espectroscopia Infrarroja por transformada de Fourier.
	7.4. Proceso de Inyección.
	7.5. Pruebas de Tensión.
	8. CONCLUSIONES.
	BIBLIOGRAFÍA
	ANEXOS

Continuar navegando