Fabricación de vasos usando chingaste de café como sustituto de vasos compostables comerciales.

Abstract

Este trabajo de investigación tuvo como objetivo presentar el estudio sobre la fabricación de un material a partir de la mezcla de chingaste de café y PLA, con el fin de encontrar un nuevo material que pueda ser utilizado en vez de los productos desechables que dañan al ambiente hoy en día. Primeramente se analizó la composición de la mezcla por medio de un análisis IR, para determinar por las características de sus picos, si puede ser un posible material compostable. Se analizaron y compararon las muestras del material nuevo con muestras de otros materiales compostables que se encuentran en el mercado, siendo estos: fécula de maíz y bambú. Se encontró que el material desarrollado (mezcla de chingaste de café con PLA) pierde su masa con un promedio de 2.3% m/m cada 20 días. Siendo este colocado en el segundo lugar al momento de realizar una comparación con los otros dos productos encontrados en el mercado. Cabe mencionar que el material de bambú se posicionó en el primer lugar con una pérdida de masa promedio de 6.07% m/m cada 20 días y la fécula de maíz en el último con una pérdida de masa promedio de 0.85% m/m cada 20 días. Estos materiales son utilizados para producir vasos desechables de uso común, y son vendidos como productos biodegradables y/o compostables. Sin embargo, ninguno de estos materiales demostró ser compostable al momento de realizar el análisis de compostaje en una compostera casera. También se determinaron características físicas de este material, siendo las principales pruebas de absorción de agua, análisis de flotabilidad, punto de fusión y análisis de tensión. Obteniendo que las muestras absorbieron la misma cantidad de agua durante el tiempo de análisis, demostrando que puede ser un material permeable; también se demostró que el material no tiene la capacidad de flotar. El material de mezcla de chingaste de café con PLA se fundió a una temperatura de 200±5°𝐶 y la carga promedio de tensión que soportan las piezas al ser estiradas fue de 1537.53 kPa, deformándose 0.206 m en promedio. Por último, se utilizó el programa Inventor para realizar el diseño de un molde para moldear la mezcla y producir un vaso de 4 oz, el diseño consistió en hacer dos moldes en donde uno fuera la cavidad donde ingresaría la mezcla y el otro fuera el encargado de dar la forma del vaso. Este molde fue diseñado para ser colocado en una prensa hidráulica y encajara en la misma. El material para elaborar el molde fue acero 10/43 para que resistiera la temperatura a la que el material se funde, cabe mencionar que para dar la forma al molde fue necesario utilizar un CNC. Se recomienda principalmente que se procure realizar un procedimiento con equipos más industriales, donde se pueda realizar la mezcla más homogéneamente y que el proceso de moldeo sea por inyección. También se recomienda utilizar otros tipos de PLA que puedan ser más fluidos y menos viscosos para facilitar el proceso de moldeo y así brindar oportunidades para otros tipos de productos a partir de la mezcla. (LA)