Desarrollo de un material compuesto biodegradable a partir de la utilización del residuo cáscara de nuez

Abstract

El presente tiene como objetivo diseñar un innovador material biodegradable que presenta como elemento principal la cáscara de nuez de Nogal, un residuo de la agroindustria Chilena. La cáscara está constituida de celulosa, hemicelulosa y lignina, se extrae en el proceso de pelado de la nuez, representa entre un 40% y 65% del peso del fruto. Dado su bajo costo, su naturaleza biodegradable y su disponibilidad durante todo el año, la cáscara de nuez es una potente materia prima con múltiples oportunidades para el diseño. A través de los años, la cáscara de nuez como desecho ha incrementado de gran manera su volumen en Chile, esto dado que el país se ha posicionado como uno de los mayores productores de nuez a nivel mundial (Sofofa, 2015). Sin embargo no se le ha dado la importancia adecuada como materia prima, hoy en día se utiliza principalmente para rellenar caminos, granallado o como combustible. Este trabajo se centra en una investigación experimental que consta de cuatro fases. En la primera la cáscara se tritura para conseguir granulometrías y se mezcla con diversos aglutinantes biodegradables en distintas proporciones. Luego de combinar estas variables se elaboran probetas de estudio. La segunda consiste en someter las muestras a ensayos mecánicos, térmicos, de comportamiento al fuego y de mecanizado con distintas herramientas con el fin de identificar las características y comportamiento del compuesto. En la tercera fase se exploran diversas morfologías con el material compuesto, evaluando sus posibilidades constructivas. Finalmente se analiza el ciclo de vida del proceso del material (de la puerta a la puerta); con el fin identificar su huella de carbono y ambiental, detectando posibles ineficiencias. Los resultados muestran que es un material liviano, con destacadas características de resistencia térmica, no tóxico, que se puede conformar a partir de moldes y herramientas comunes en la industria. Además de lo anterior requiere bajo nivel de tecnología y energía para ser procesado, presenta bajo costo, genera una mínima cantidad de desperdicios, y posee un ciclo de vida circular al ser biodegradable, por lo que se considera que presenta una gran oportunidad para el desarrollo de nuevos productos.