Valoración de la Opuntia spp. Para su uso como refuerzo de composites obtenidos mediante procesos de inyección

• Autores: Jesica Castellano Vera
• Directores de la Tesis: María Dolores Marrero Alemán (dir. tes.), Zaida Ortega Medina (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria ( España ) en 2024
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Jorge Salguero Gómez (presid.), Pablo Rubén Bordón Pérez (secret.), Isabel Claveria Ambroj (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingenierías Química, Mecánica y de Fabricación por la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de materiales
    • Tecnología e ingeniería mecánicas
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: acceda
• Resumen

  • La Opuntia spp. se ha valorado en este estudio como refuerzo de matrices poliméricas. Previamente, se caracterizó la planta y la fibra, extraída mediante un proceso sencillo de enriado con agua, y se evaluaron diferentes tratamientos (agua, ácido acético, sosa, clorito sódico y peróxido) a temperatura ambiente y a 70 oC. Los estudios revelaron que las palas de Opuntia spp. molidas y tratadas con agua o sosa aumentaron su contenido en celulosa hasta un 33 y 73%, respectivamente, llegando a valores próximos al 50 % en peso. La fibra extraída, por su parte, presentó una composición similar a las fibras comúnmente utilizadas como refuerzo de matrices poliméricas: 57-65 % celulosa, 7-14 % hemicelulosa y 7-10 % lignina. En este caso, el tratamiento alcalino de la fibra consiguió aumentar el contenido en celulosa hasta un 29 %, mientras que la temperatura no influyó en los tratamientos analizados. En cuanto a su uso como refuerzo, por un lado, la planta molida y tratada con agua se utilizó como relleno de una matriz de polietileno de alta densidad (HDPE) en diferentes proporciones (10 y 20 % en peso), aumentando la resistencia a la flexión de la matriz en torno a un 31 % y el módulo elástico un 56 %, y manteniendo las propiedades a tracción. Por otro lado, la fibra tratada con sosa y sin tratar se utilizó como refuerzo del HDPE (10, 20 y 40 % en peso) y del polietileno reciclado, PE.Re (20 y 40 % en peso), mejorando igualmente las propiedades a flexión de las matrices conforme se aumentó el contenido del material vegetal sin tratar. Además, estos materiales se reprocesaron cinco veces y mantuvieron sus propiedades mecánicas. También se analizó el uso de un 20 % en peso de fibra como refuerzo del ácido poliláctico (PLA), y se mejoró, o mantuvo, el módulo elástico a flexión y tracción, mientras que las tensiones máximas disminuyeron ligeramente. Por último, se realizaron pequeños estudios de degradación que permitieron sentar las bases para estudios posteriores que se desarrollen durante un tiempo más prolongado y permitan evaluar el efecto de la fibra de Opuntia spp. en la degradación del PLA. Con todo ello, es necesario continuar estudiando el uso de esta especie como refuerzo, teniendo en cuenta la creciente demanda de materiales más respetuosos con el medio ambiente.