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Patente para plástico de almidón de yuca

      
<span style=font-style: italic;>Este plástico o polímero es la materia prima para la manufactura de bioplásticos finales que no afectan el medio ambiente</span>-, explicó el profesor Héctor Samuel Villada, investigador de la Universidad del Cauca y miembro del grupo de investigación CYTIBIA, Ciencia y Tecnología de Biomoléculas de Interés Agroindustrial.<br/><br/> Los polímeros normales utilizados en la producción de envases, tuberías, recubrimientos de cables, objetos moldeados, como el polietileno y el poliuretano, son fabricados a partir del petróleo y no son biodegradables. <span style=font-style: italic;>Al ser sometidos a complejos procesos industriales, están compuestos por cadenas de carbono que no se rompen por su estructura alterada, lo cual limita su degradación. Igualmente, son materiales que se pueden reciclar, pero un mal manejo contamina aún más</span>-, manifestó Bryan Acevedo, diseñador industrial de la Universidad Nacional de Colombia, candidato a maestría en Ingeniería de Producción.<br/><br/> De acuerdo con el grupo de investigación, conformado por investigadores de la Universidad del Cauca, la Universidad del Valle, el SENA y el Consorcio Latinoamericano y del Caribe de Apoyo a la Investigación y al Desarrollo de la Yuca, el bioplástico obtenido con base en almidón de yuca comparte algunas características con los elaborados a partir del petróleo; no obstante, la mayor diferencia radica en que los productos fabricados a partir de este polímero podrán ser reutilizados durante un año, y cuando se decida desecharlos serán completamente biodegradables. <br/><br/>Igualmente, <span style=font-style: italic;>una característica fundamental es que el plástico de almidón de yuca es extensible térmicamente durante un mes después de su producción. Es decir, puede estirarse y de inmediato recuperar su forma, lo cual se conoce como memoria del polímero. Durante ese mes, el material será reutilizable y no va a ser necesario reciclarlo o someterlo a otros procesos de transformación que generen costos extras</span>-, explicó Villada.   Los polímeros con efecto térmico de memoria son materiales nuevos conocidos como inteligentes, cuyas aplicaciones recientemente son estudiadas en los diferentes campos de la ciencia, por ejemplo, en medicina, comunicaciones y entretenimiento. <br/><br/><span style=font-style: italic;>Existen envases y empaques plásticos que tienen una vida muy corta. Se usan y se desechan muy rápidamente. Por esta razón, su acumulación contamina y en un país como Colombia, no se ha fortalecido la cultura del reciclaje</span>-, agregó el diseñador Acevedo. En consecuencia, se buscan nuevos materiales que no contaminen. <br/><br/><span style=font-style: italic;>En el proyecto se extrajo el almidón de la yuca mediante los procesos tradicionales: pelar el tubérculo, molerlo y extraer el almidón que, luego de sedimentarse, pasa a unos tanques fermentadores durante 20 días. Una vez fermentado, se seca al sol y se mezcla con agua y otras sustancias (plastificantes) de origen natural, que facilitan el deslizamiento de las moléculas del almidón. Luego lo llevamos a una máquina extrusora, que le da forma a la masa plástica y la saca por una abertura especialmente dispuesta. De allí obtuvimos cintas extrudidas que luego transformamos en pequeñas lentejas, las cuales sirven para la fabricación de los productos</span>-, agregó Villada.   Este proceso de transformación de polímeros se practica en países como Estados Unidos, Japón, Finlandia y Alemania, a partir de almidones como el de fécula de maíz.<br/><br/>   <br/><span style=font-weight: bold;><br/>Una propuesta industrial estratégica </span><br/><br/>Usualmente, el almidón de yuca se utiliza en panadería (pandebonos, pan de quesos, rosquillas). Sin embargo, la investigación muestra el valor estratégico de la explotación industrial de este producto tropical. De acuerdo con Bernardo Ospina, director ejecutivo del Consorcio Latinoamericano y del Caribe de Apoyo a la Investigación y al Desarrollo de la Yuca, Clayuca - CIAT, e<span style=font-style: italic;>n Colombia se necesita un salto tecnológico que permita explotar estos productos como materia prima, más allá del consumo humano. En Tailandia y Vietnam, la yuca casi no se consume. Por el contrario, se aprovecha para la fabricación de todo tipo de productos como almidones y vitamina C</span>-.<br/><br/> Los investigadores del grupo CYTIBIA concuerdan en afirmar que este trabajo agrega alto valor a un tubérculo autóctono, lo que eventualmente dará mejores ingresos a los agricultores y permitirá desarrollar una tecnología propia que formará a investigadores jóvenes y posibilitará el establecimiento de nuevas industrias. Además, la propuesta ha sido tan novedosa, que actualmente se encuentra en trámite una patente a nombre de las cuatro instituciones vinculadas a ella.<br/><br/> En cuanto a la aplicación industrial, esta materia prima es costosa, dada la etapa de investigación. Pero, de acuerdo con Villada, <span style=font-style: italic;>en el momento en que se masifique el proceso, los costos de producción disminuirán. Dicha materia prima se perfila como un sustituto de los polímeros sintéticos, en especial por los costos que, hoy por hoy, demanda el petróleo y que influyen de manera significativa en los precios de los productos intermedios elaborados a partir de éste</span>-.<br/><br/> Esta propuesta del grupo CYTIBIA recibió también el primer puesto a la investigación en alimentos, en el IV Premio ACTA  - Asociación Colombiana de Ciencia y Tecnología de Alimentos- .<br/><br/><br/><br/><span style=font-weight: bold;>Aplicaciones de polímeros con efecto térmico de memoria<br/><br/><br/></span>Aplicaciones médicas<br/><ul><li>Artículos para ortodoncia, como cables y espumas para intervenciones endovasculares </li><li>Microelementos para sutura inteligente </li><li>Agujas intravenosas que se ablandan en el cuerpo y aparatos para laparoscopia </li><li>Sistemas de liberación de drogas Implantes degradables en el cuerpo para cirugías de invasión mínima </li><li>Suelas internas de zapatos para necesidades especiales u ortopédicas </li><li>Utensilios para personas con alguna discapacidad </li><li>Catéteres intravenosos </li></ul><br/>Aplicaciones para la vida diaria <br/><ul><li>Sellos para tubería y uniones ajustables, tuberías ajustables </li><li>Tableros reimprimibles para lenguaje braille, publicidad reimprimible </li><li>Láminas anticorrosivas ajustables</li><li>Cabello para muñecas, juguetes, artículos para estilizado de cabello </li><li>Artículos nuevos empacados en menor volumen y que cambian su forma al primer uso </li><li>Protecciones para vehículos automotrices, defensas </li><li>Uñas artificiales </li><li>Textiles inteligentes </li></ul>
"Este plástico o polímero es la materia prima para la manufactura de bioplásticos finales que no afectan el medio ambiente-, explicó el profesor Héctor Samuel Villada, investigador de la Universidad del Cauca y miembro del grupo de investigación CYTIBIA, Ciencia y Tecnología de Biomoléculas de Interés Agroindustrial.

Los polímeros normales utilizados en la producción de envases, tuberías, recubrimientos de cables, objetos moldeados, como el polietileno y el poliuretano, son fabricados a partir del petróleo y no son biodegradables. "Al ser sometidos a complejos procesos industriales, están compuestos por cadenas de carbono que no se rompen por su estructura alterada, lo cual limita su degradación. Igualmente, son materiales que se pueden reciclar, pero un mal manejo contamina aún más-, manifestó Bryan Acevedo, diseñador industrial de la Universidad Nacional de Colombia, candidato a maestría en Ingeniería de Producción.

De acuerdo con el grupo de investigación, conformado por investigadores de la Universidad del Cauca, la Universidad del Valle, el SENA y el Consorcio Latinoamericano y del Caribe de Apoyo a la Investigación y al Desarrollo de la Yuca, el bioplástico obtenido con base en almidón de yuca comparte algunas características con los elaborados a partir del petróleo; no obstante, la mayor diferencia radica en que los productos fabricados a partir de este polímero podrán ser reutilizados durante un año, y cuando se decida desecharlos serán completamente biodegradables.

Igualmente, "una característica fundamental es que el plástico de almidón de yuca es extensible térmicamente durante un mes después de su producción. Es decir, puede estirarse y de inmediato recuperar su forma, lo cual se conoce como "memoria" del polímero. Durante ese mes, el material será reutilizable y no va a ser necesario reciclarlo o someterlo a otros procesos de transformación que generen costos extras-, explicó Villada.   Los polímeros con efecto térmico de memoria son materiales nuevos conocidos como "inteligentes", cuyas aplicaciones recientemente son estudiadas en los diferentes campos de la ciencia, por ejemplo, en medicina, comunicaciones y entretenimiento.

"Existen envases y empaques plásticos que tienen una vida muy corta. Se usan y se desechan muy rápidamente. Por esta razón, su acumulación contamina y en un país como Colombia, no se ha fortalecido la cultura del reciclaje-, agregó el diseñador Acevedo. En consecuencia, se buscan nuevos materiales que no contaminen.

"En el proyecto se extrajo el almidón de la yuca mediante los procesos tradicionales: pelar el tubérculo, molerlo y extraer el almidón que, luego de sedimentarse, pasa a unos tanques fermentadores durante 20 días. Una vez fermentado, se seca al sol y se mezcla con agua y otras sustancias (plastificantes) de origen natural, que facilitan el deslizamiento de las moléculas del almidón. Luego lo llevamos a una máquina extrusora, que le da forma a la masa plástica y la saca por una abertura especialmente dispuesta. De allí obtuvimos cintas "extrudidas" que luego transformamos en pequeñas "lentejas", las cuales sirven para la fabricación de los productos-, agregó Villada.   Este proceso de transformación de polímeros se practica en países como Estados Unidos, Japón, Finlandia y Alemania, a partir de almidones como el de fécula de maíz.

  

Una propuesta industrial estratégica


Usualmente, el almidón de yuca se utiliza en panadería (pandebonos, pan de quesos, rosquillas). Sin embargo, la investigación muestra el valor estratégico de la explotación industrial de este producto tropical. De acuerdo con Bernardo Ospina, director ejecutivo del Consorcio Latinoamericano y del Caribe de Apoyo a la Investigación y al Desarrollo de la Yuca, Clayuca - CIAT, "en Colombia se necesita un salto tecnológico que permita explotar estos productos como materia prima, más allá del consumo humano. En Tailandia y Vietnam, la yuca casi no se consume. Por el contrario, se aprovecha para la fabricación de todo tipo de productos como almidones y vitamina C-.

Los investigadores del grupo CYTIBIA concuerdan en afirmar que este trabajo agrega alto valor a un tubérculo autóctono, lo que eventualmente dará mejores ingresos a los agricultores y permitirá desarrollar una tecnología propia que formará a investigadores jóvenes y posibilitará el establecimiento de nuevas industrias. Además, la propuesta ha sido tan novedosa, que actualmente se encuentra en trámite una patente a nombre de las cuatro instituciones vinculadas a ella.

En cuanto a la aplicación industrial, esta materia prima es costosa, dada la etapa de investigación. Pero, de acuerdo con Villada, "en el momento en que se masifique el proceso, los costos de producción disminuirán. Dicha materia prima se perfila como un sustituto de los polímeros sintéticos, en especial por los costos que, hoy por hoy, demanda el petróleo y que influyen de manera significativa en los precios de los productos intermedios elaborados a partir de éste-.

Esta propuesta del grupo CYTIBIA recibió también el primer puesto a la investigación en alimentos, en el IV Premio ACTA  - Asociación Colombiana de Ciencia y Tecnología de Alimentos- .



Aplicaciones de polímeros con efecto térmico de memoria


Aplicaciones médicas
  • Artículos para ortodoncia, como cables y espumas para intervenciones endovasculares
  • Microelementos para sutura inteligente
  • Agujas intravenosas que se ablandan en el cuerpo y aparatos para laparoscopia
  • Sistemas de liberación de drogas Implantes degradables en el cuerpo para cirugías de invasión mínima
  • Suelas internas de zapatos para necesidades especiales u ortopédicas
  • Utensilios para personas con alguna discapacidad
  • Catéteres intravenosos

Aplicaciones para la vida diaria
  • Sellos para tubería y uniones ajustables, tuberías ajustables
  • Tableros reimprimibles para lenguaje braille, publicidad reimprimible
  • Láminas anticorrosivas ajustables
  • Cabello para muñecas, juguetes, artículos para estilizado de cabello
  • Artículos nuevos empacados en menor volumen y que cambian su forma al primer uso
  • Protecciones para vehículos automotrices, defensas
  • Uñas artificiales
  • Textiles inteligentes
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