LABORATORIO EXPERIMENTAL DE LA DEGRADACION DE UNA MUESTRA DE ACIDO POLI LACTICO (PLA) BIODEGRADABLE EN EXPOSICIÓN A UNA SUSPENSIÓN DE SUELO INOCULADA

LABORATORIO EXPERIMENTAL DE LA DEGRADACION DE UNA MUESTRA DE ACIDO POLI LACTICO (PLA) BIODEGRADABLE EN EXPOSICIÓN A UNA SUSPENSIÓN DE SUELO INOCULADA

Universidad ECCI

Diana Meliza Suarez Santafé, Cód. 12142.

Sergio Felipe Parra Beltrán,

Séptimo semestre ingeniería de plasticos

Docente. Sergio Plazas

28/05/2016

RESUMEN

La siguiente práctica tuvo como objetivo analizar la capacidad de degradación de unas probetas de ácido polilactico (PLA) en una disolución en serie, donde se establece la influencia de la concentración de microorganismos en la descomposición de estas a partir de la caracterización (humedad y PH) de una muestra de suelo con el que se realizó la suspensión inoculada.

INTRODUCCION

Materiales capaces de desarrollar una descomposición aeróbica ó anaeróbica por acción de microorganismos tales como bacterias, hongos y algas bajo condiciones que naturalmente ocurren en la biosfera. Son degradados por acción enzimática de los microorganismos bajo condiciones normales del medio ambiente. Son obtenidos usualmente por vía fermentativa y se los denomina también Biopolímeros. Como por ejemplo el (PLA), pues está basado 100% en el almidón obtenido del maíz, trigo o papas. El almidón es transformado biológicamente (fermentación) mediante microorganismos en ácido láctico que es el monómero básico, que mediante un proceso químico se polimeriza transformándolo en largas cadenas moleculares denominadas ácido poliláctico. Puede ser extruido, inyectado, soplado, termoformado, impreso y sellado por calor para producir blíster, bandejas y películas. Tiene también usos médicos en suturas, implantes y sistemas de liberación de drogas

MARCO TEORICO

Una dilución en serie es la reducción progresiva, pasó a paso, de la concentración de una sustancia en disolución, cuyo factor de dilución en cada paso es constante, lo que da como resultado una progresión geométrica de la concentración, en forma logarítmica.

En presencia de PLA, los microorganismos (hongos y bacterias) colonizan la superficie del polímero y son capaces de segregar enzimas que rompen en pequeños fragmentos el polímero; la colonización de la superficie depende de factores tales como la tensión superficial, porosidad y textura superficial y accesibilidad a las cadenas de polímeros. Los grupos hidrófilos de las enzimas (- COOH, -OH,-NH ) atacan los grupos éster de las 2 cadenas de polímeros mediante reacciones de hidrólisis seguida por reacciones de oxidación, de esta forma reducen el polímero a fragmentos de peso molecular inferiores a 500g/mol, los cuales pueden ser digeridos por los microorganismos. Las reacciones enzimáticas ocurren generalmente en medio acuoso. Las condiciones necesarias para que se pueda producir el proceso de biodegradación son: Presencia de microorganismos, oxigeno, humedad, nutrientes minerales, temperaturas entre 20 a 60°C dependiendo del microorganismo y pH entre 5-8.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Se pesó en un Becker una muestra de suelo del parque situado al frente de la iglesia de santa marta en Bogotá en la localidad de Teusaquillo. A la cual se le hicieron pruebas de PH y porcentaje de humedad
2. Se homogeneizaron 50 g de una muestra de suelo para retirar piedras y restos vegetales
3. Se pasaron 10 g del paso anterior para mezclarlo con 90 ml de agua destilada (ADE) y se agito hasta única fase
4. Del paso anterior se pasó 1 ml a un tubo con 9 ml de ADE, se agito y rotulo este tubo como #1
5. Del paso anterior se tomó 1 ml del tubo #1 y se pasó a otro tubo con 9 ml de ADE, se agito y rotulo este tubo como #2
6. Del paso anterior se tomó 1 ml del tubo #2 y se pasó a otro tubo con 9 ml de ADE, se agito y rotulo este tubo como #3.
7. Del paso anterior se tomó 1 ml del tubo #3 y se pasó a otro tubo con 9 ml de ADE, se agito y rotulo este tubo como #4.
8. Se prepararon cuatro tubos de ensayo adicionales y rotularon igual que los anteriores (#1, #2, #3, y #4) cada uno con 9ml de ADE y se les adiciono 1 ml de solución de su respectivo homónimo por rotulador.
9. A cada una de las soluciones anteriores se les introdujo una probeta de PLA respectivamente con los siguientes pesos en gramos:

#1: 0.2153 g

#2: 0.2056 g

#3: 0.2101 g

#4: 0.2221 g

Se taparon con algodón y se dejaron en reposo por un periodo de 30 dias (25 abril – 25 mayo). A temperatura ambiente (promedio aproximado 21 grados Centígrados).

1. Pasado este periodo, las probetas de material se extrajeron, secaron en mufla por una hora a 60 grados centígrados para eliminar la humedad absorbida por el material durante el periodo de descomposición inoculada, y se pesaron para comparar y determinar el porcentaje de descomposición de las probetas en una suspensión de suelo por disolución en serie.

DATOS OBTENIDOS

• Para la determinación de la humedad del suelo se dejó secar una muestra en horno por 15 min.

Antes de horno: 91.8 g

Después del secado: 38.4 g

Grado de humedad del suelo: 58.2 %

PH: 6.310 (acido)

• Porcentaje de pérdida de peso de cada probeta (peso en gramos post degradación):

#1: 0.2054 g – 4.59%

#2: 0.1975 g – 3.92%

#3: 0.2038 g -2.98%

#4: 0.2182 g -1.72%

CONCLUCIONES

• Considerando que la degradación total de un PLA tarda aproximadamente 2 años, en condiciones genéricas medio ambientales. La degradación porcentual a 30 días (duración de la prueba) correspondería a 4,11%. En este sentido la práctica no solo tuvo éxito si no que además se logró acelerar el proceso de descomposición a través de suspensión inoculada de suelo en disoluciones en serie, en un 0.48%, (comparando el resultado de la disolución #1 con el resultado esperado de una degradación normal en 30 días).
• Se evidencio fragmentación del material lo cual dificulto el pesaje de las partículas y pudo influir en los pesos de las probetas de PLA
• Los porcentajes de degradación de las probetas de PLA disminuyeron progresivamente a medida que disminuía la concentración de las disoluciones en serie.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

• Marín García, M. L., Aragón Revuelta, P., & Gómez Benito, C. (2002). Analisis quimico de suelos y agua: manual de laboratorio. Universidad Politecnica de Valencia, Valencia (España).
• Serna, L., & Albán, F. (2011). Ácido poliláctico (PLA): Propiedades y aplicaciones. Revista Ingeniería y Competitividad, 5(1), 16-26.
• Jiménez Liso, M. R., González García, F., Torres, M., & Salinas López, F. (2000). La utilización del concepto de pH en la publicidad y su relación con las ideas que manejan los alumnos. Enseñanza de las Ciencias, 18(3), 451-461.

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