Mejora de las características finales de películas biodegradables de almidón, mediante el uso de un diseño multifactorial

Abstract

El empleo de películas biodegradables como mantos protectores de suelo ha despertado interés, debido a su capacidad para incrementar la productividad agrícola al funcionar como una barrera física que ayuda a disminuir la evaporación del agua de riego, reduce el contacto directo de las hortalizas con el suelo, además de controlar el crecimiento de malezas que puedan competir por los nutrientes presentes en el mismo. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo consistió en evaluar el efecto que produce la incorporación de aditivos (glicerol, bórax y bentonita) sobre las propiedades mecánicas y ópticas de películas de almidón, obtenidas por gelatinización térmica. Para ello, se prepararon suspensiones de almidón de mandioca al 5% (m/v), se incorporaron tres aditivos en concentraciones variables (fijadas según un diseño experimental de 3 factores en 3 niveles): glicerol como plastificante (15 a 30% m/m), bórax como entrecruzante (3 a 6% m/m) y bentonita como agente de refuerzo (0 a 10% m/m). Las propiedades radiométricas se evaluaron mediante espectrofotometría UV-vis y la resistencia mecánica se determinó mediante el ensayo de punción. Los resultados revelaron que la presencia de bentonita y bórax incrementaron la capacidad de barrera a la radiación en los rangos UV y visible, respecto a la matriz sin rellenos, mientras que las interacciones entre el glicerol, bentonita y bórax, impactaron significativamente sobre la elasticidad y la fuerza máxima de punción.

The use of biodegradable films as soil mulches has gained interest due to their ability to increase agricultural productivity by acting as a physical barrier that helps reduce irrigation water evaporation, reduces direct contact of vegetables with the soil, and controls the growth of weeds that may compete for nutrients in the soil. Therefore, the objective of this work was to evaluate the effect of the incorporation of additives (glycerol, borax, and bentonite) on the mechanical and optical properties of starch films obtained by thermal gelatinization. For this purpose, suspensions of 5% (m/v) cassava starch were prepared, and three additives were incorporated at variable concentrations (fixed according to a 3-factor, 3-level experimental design): glycerol as a plasticizer (15 to 30% m/m), borax as a cross-linker (3 to 6% m/m), and bentonite as a reinforcing agent (0 to 10% m/m). Radiometric properties were evaluated by UV-vis spectrophotometry, and mechanical resistance was determined by the puncture test. The results revealed that the presence of bentonite and borax increased the barrier capacity to radiation in the UV and visible ranges, compared to the matrix without fillers, while the interactions between glycerol, bentonite, and borax significantly impacted elasticity and maximum puncture force.